DE4233977A1 - Geraet zur erfassung der verschlechterung eines katalysators fuer einen verbrennungsmotor - Google Patents

Geraet zur erfassung der verschlechterung eines katalysators fuer einen verbrennungsmotor

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Erfassung der Verschlechterung eines Katalysators für einen Verbrennungsmotor, bei dem Luft-Kraftstoffverhältnissensoren (Sauerstoffsensoren) an der stromaufwärts gelegenen Seite und der stromabwärts gelegenen Seite eines Katalysators vorgesehen sind, der zur Reinigung des Abgases des Verbrennungsmotors installiert ist, wobei das Gerät die Verschlechterung des Katalysators erfaßt und den Fahrer entsprechend warnt.
Üblicherweise wird bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung eines Verbrennungsmotors eine Basiseinspritzmenge des Kraftstoffeinspritzventils entsprechend der Einlaßmenge und der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors berechnet. Die Basiseinspritzmenge wird in Übereinstimmung mit einer Luft-Kraftstoffverhältniskorrektur berechnet, die auf dem Erfassungssignal eines Sauerstoffsensors zur Erfassung der Sauerstoffkonzentration im Abgas beruht. Die aktuell gelieferte Kraftstoffmenge wird gemäß der korrigierten Einspritzmenge gesteuert. Diese Steuerung wird wiederholt durchgeführt, was schließlich zu einer Konvergenz des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Motors in einem vorbestimmen Bereich führt.
Bei der Kraftstoffeinspritzsteuerung wird das Luft-Kraftstoffverhältnis innerhalb eines sehr engen Bereiches nahe am theoretischen Luft-Kraftstoffverhältnis durch eine Rückführungssteuerung für das Luft-Kraftstoffverhältnis geregelt. Weiter ist im Reinigungssystem die Reinigungskapazität eines Dreiwegekatalysators vorgesehen, das heißt, daß die Fähigkeit zur Umwandlung giftiger Komponenten im Abgas, wie etwa CO, NOx und HC in unschädliche Komponenten durch die Oxidations- und Reduktionsreaktion aufrechterhalten werden kann.
Bei dieser Luft-Kraftstoffverhältnissteuerung wird durch Wärme oder Vergiftung des Abgases eine Verringerung der Ansprechgeschwindigkeit des Sauerstoffsensors, eine Verringerung der Ausgangsspannung desselben und eine Erhöhung der Aktivierungstemperatur verursacht. Für den Katalysator bedeutet dies eine Verringerung seines Reinigungswirkungsgrades und eine Erhöhung seiner Aktivierungstemperatur. Eine Maßnahme gegen die Herabsetzung des Leistungsvermögens wird beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung 1 97 737/1986, etc., dargestellt, und besteht in folgendem:
  • a) Sauerstoffsensoren sind jeweils stromaufwärts und stromabwärts des Katalysators vorgesehen; und es ist eine Aktivierungsbestimmungseinrichtung vorhanden. Die Luft-Kraftstoffsteuerung wird unter Verwendung der beiden Sauerstoffsensoren oder eines aktivierten Sensors der Sauerstoffsensoren durchgeführt.
  • b) Mit der Verschlechterung der Ansprechcharakteristik eines Sauerstoffsensors wird die Regelungsperiode einer Rückführungssteuerung des Luft-Kraftstoffverhältnisses beschleunigt, wodurch die Verschlechterung der Ansprechcharakteristik des gesamten Systems verhindert wird.
Allerdings spricht das herkömmliche Gerät auf die Verschlechterung des Sauerstoffsensors und nicht auf die Verschlechterung oder Zerstörung des Katalysators an sich an. Demgemäß kann der Fahrer ein Versagen des Katalysators nicht erfassen und fährt dementsprechend ein Fahrzeug, das giftige Substanzen ausstößt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Gerätes zur Erfassung der Verschlechterung eines Katalysators für einen Verbrennungsmotor, das die Verschlechterung oder Zerstörung des Katalysators durch fortlaufendes Überwachen des Katalysatorzustandes ermittelt und den Fahrer über das Versagen informiert.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gerät zur Erfassung der Verschlechterung eines Katalysators für einen Verbrennungsmotor geschaffen, der an ein System angepaßt ist, bei dem ein Katalysator zur Reinigung des Abgases im Abgassystem des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, wobei Sauerstoffsensoren an der stromaufwärts gelegenen Seite und an der stromabwärts gelegenen Seite des Katalysators angeordnet sind, und eine Luft-Kraftstoff-Steuerung gemäß den Ausgangssignalen der Sauerstoffsensoren durchgeführt wird, und das Gerät folgende Komponenten aufweist:
Einrichtungen zur Berechnung von Werten entsprechend den Flächen von Figuren, die von Ausgangssignalen der Sauerstoffsensoren und zugewiesenen Signalen umrandet sind;
Einrichtungen zur Berechnung von Perioden, nach denen sich die Ausgangssignale in bezug auf die zugewiesenen Signale umkehren;
Einrichtungen zur Berechnung eines Parameters zum Bestimmen der Verschlechterung des Katalysators auf der Basis der genannten Werte entsprechend den Flächen oder den Perioden oder einer Kombination der Werte entsprechend den Flächen und den Perioden;
Verschlechterungsbestimmungseinrichtungen zur Ermittlung der Verschlechterung des Katalysators durch Vergleichen der genannten Parameter zur Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators mit einem vorbestimmten Wert; und
Warneinrichtungen zum Auslösen eines Warnsignals, wenn der Katalysator als verschlechtert festgestellt ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gerät zur Erfassung der Verschlechterung des Katalysators eines Verbrennungsmotors gemäß dem ersten Aspekt geschaffen, bei dem Hysterese für die zugewiesenen Werte vorgesehen ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Gerät zur Erfassung der Verschlechterung des Katalysators eines Verbrennungsmotors gemäß dem ersten und dem zweiten Aspekt geschaffen, bei dem der Parameter zur Bestimmung der Verschlechterung durch Mittelwerte oder Summenwerte von Werten berechnet wird, die in einer vorbestimmten Zeitdauer den Flächen oder den Perioden entsprechen.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Flächen, die von den Ausgangssignalen der Sauerstoffsensoren umrandet sind, welche stromaufwärts und stromabwärts des Konverters angeordnet sind, und die von den zugewiesenen Signalen umrandet sind, sowie die Periode, nach der sich die Ausgangssignale in bezug auf die zugewiesenen Signale umkehren, berechnet. Der Parameter zur Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators wird durch die Flächen, die Umkehrperioden oder die Kombination beider berechnet. Durch Vergleich der Parameter zur Bestimmung der Verschlechterung mit dem vorbestimmten Wert wird die Verschlechterung ermittelt. Wenn die Verschlechterung festgestellt ist, wird ein Warnsignal ausgegeben.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist Hysterese für die zugewiesenen Signale vorgesehen.
Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Parameter zur Bestimmung der Verschlechterung durch die Mittelwerte oder die Summenwerte der Flächen oder der in einer vorbestimmten Zeitdauer umkehrenden Periode berechnet.
Eine vollständigere Würdigung der Erfindung und vieler mit ihr verbundener Vorteile wird auf der Basis der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ermöglicht, deren wesentlicher Gegenstand nachfolgend bezeichnet ist.
Fig. 1 stellt das Aufbaudiagramm des Gerätes gemäß der Erfindung dar;
Fig. 2 stellt ein Aufbaudiagramm eines Luft-Kraftstoffverhältnisüberwachungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung dar;
Fig. 3(a) und 3(b) stellen Charakteristiken der entsprechenden Sauerstoffsensoren gemäß der vorliegenden Erfindung bei normal arbeitendem Katalysator dar;
Fig. 4(a) und 4(b) stellen Charakteristiken der entsprechenden Sauerstoffsensoren gemäß der vorliegenden Erfindung bei verschlechtertem Katalysator dar;
Fig. 5 stellt ein Erläuterungsdiagramm zur Erfassung der Verschlechterung des Katalysators durch das Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung dar;
Fig. 6 stellt ein Flußdiagramm der Betriebsweise des Gerätes gemäß der Erfindung dar;
Fig. 7 stellt ein Flußdiagramm der Operation zur Berechnung von S und T beim Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung dar;
Fig. 8 stellt ein Flußdiagramm der Initialisierungsoperation des Gerätes gemäß der vorliegenden Erfindung dar;
Fig. 9 stellt ein Flußdiagramm der Operation zur Speicherung von S und T beim Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung dar; und
Fig. 10 stellt ein Flußdiagramm der Operation zur Mittelwertsbildung von S und T beim Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
Nunmehr werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Beispiel 1
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Gerätes zur Erfassung der Verschlechterung eines Katalysators nach Beispiel 1. Es bezeichnen die Bezugszeichen: 1 - eine Abgasleitung des Motors E; 2 - einen Katalysator zum Reinigen des Abgases, der an die Mitte der Abgasleitung 1 angeschlossen ist; 3 und 4 - einen ersten und einen zweiten Sauerstoffsensor (Luft-Kraftstoffverhältnissensoren), die an der stromaufwärts gelegenen Seite und der stromabwärts gelegenen Seite des Katalysators 2 angeordnet sind; 7 - eine Detektoreinrichtung zur Erfassung der Verschlechterung des Katalysators durch Empfangen der Ausgangssignale des ersten und des zweiten Sauerstoffsensors 3 und 4; und 8 - eine Warneinrichtung zum Ausgeben eines Alarmsignals an den Fahrer, wenn der Detektor der Katalysatorverschlechterung die Verschlechterung des Katalysators erfaßt.
Im Rahmen des beschriebenen Aufbaus erfassen die Sauerstoffsensoren 3 und 4 die Sauerstoffkonzentration im Abgas, und ihre entsprechenden Ausgangssignale werden an die Erfassungseinrichtung für die Katalysatorverschlechterung geliefert. Nach dem Empfangen der Ausgangssignale ermittelt die Erfassungseinrichtung 7 für die Katalysatorverschlechterung, ob der Katalysator schlechter geworden ist oder nicht. Wird der Katalysator als verschlechtert festgestellt, gibt die Erfassungseinrichtung 7 für die Katalysatorverschlechterung das Ermittlungsergebnis an die Warneinrichtung 8, um ein Alarmsignal auszugeben.
Fig. 2 stellt ein Luft-Kraftstoff-Verhältnisüberwachungssystem dar, das mit den beiden Sauerstoffsensoren 3 und 4 arbeitet. Es bezeichnen die Bezugszeichen: 5 und 6 - Integrierglieder; 9 bis 12 - Addierglieder; 13 - einen Komparator; 14 - eine Proportionalsteuereinheit; und 15 - einen Verstärker. Bei diesem Überwachungssystem wird eine Rückführungssteuerung des Luft-Kraftstoffverhältnisses durch Korrigieren eines Kriteriumspegels je nachdem, ob auf der Basis des Sauerstoffsensors 3 an der stromaufwärts gelegenen Seite des Katalysators 2 das Luft-Kraftstoffverhältnis "fett" oder "mager" ist, in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Sauerstoffsensors 4 an der stromabwärts gelegenen Seite des Katalysators durchgeführt.
Die Fig. 3(a) und 3(b) geben die Charakteristika der Sauerstoffsensoren wieder, wenn der Katalysator normal arbeitet. Fig. 3(a) stellt das Ausgangssignal des an der stromaufwärts gelegenen Seite befindlichen Sauerstoffsensors 3 sowie einen FETT/MAGER-Kriterienpegel dar, während Fig. 3(b) das Ausgangssignal des auf der stromabwärts gelegenen Seite befindlichen Sauerstoffsensors 4 sowie seinen Zielwert darstellt. Die Fig. 4(a) und 4(b) geben die Charakteristika der Sauerstoffsensoren wieder, wenn sich der Katalysator verschlechtert hat. Fig. 4(a) stellt das Ausgangssignal des auf der stromaufwärts gelegenen Seite befindlichen Sauerstoffsensors 3 sowie einen FETT/MAGER-Überwachungskriterienpegel dar, während Fig. 4(b) das Ausgangssignal des an der stromabwärts gelegenen Seite befindlichen Sauerstoffsensors 4 und seinen Zielwert darstellt. Wie aus diesen Figuren hervorgeht, wird die Erfassung der Verschlechterung des Katalysators durch Verwenden der Ausgangssignaländerung des stromabwärts gelegenen Sauerstoffsensors 4 durchgeführt, wenn sich der Katalysator verschlechtert hat.
Als nächstes wird die Erfassung der Verschlechterung des Katalysators unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert. VO bezeichnet die Ausgangssignale der Sauerstoffsensoren 3 und 4, während LC einen Vergleichswert bezeichnet, d. h. den FETT/MAGER-Kriterienpegel bzw. den Zielwert. S bezeichnet eine Fläche (einen Wert entsprechend der Fläche) eines von VO und LC umrandeten Abschnittes, während T eine Ausgangssignalumkehrperiode von VO in bezug auf LC darstellt. Die Verschlechterung des Katalysators wird durch S oder T oder durch eine Kombination von S und T bestimmt.
Als nächstes wird die Betriebsweise der Erfassungseinrichtung 7 für die Katalysatorverschlechterung gemäß Fig. 1 entsprechend dem Flußdiagramm der Fig. 6 erläutert. Zunächst führt in Schritt 101 das Programm die Initialisierung entsprechender Werte durch, wie sie in Fig. 8 wiedergegeben sind. In Schritt 102 werden die Ausgangssignale VO der Sauerstoffsensoren 3 und 4 sowie die Vergleichswerte LC gelesen. In Schritt 103 erfolgt die Berechnung der Flächen S und der Umkehrperioden T, wie noch durch das Flußdiagramm der Fig. 7 erklärt wird.
Bei der in Fig. 7 dargestellten Berechnungsroutine für S und T erfolgt in Schritt 201 der Vergleich von VO und LC (wobei konkret ein Hysteresefehler His × Flag b abgezogen wird). Wenn VO LC ist, geht die Operation nach Schritt 202 und setzt eine Vergleichsbestimmungsmarke als Flag = 1. Wenn VO < LC ist, geht die Operation nach Schritt 203 und setzt die Marke als Flag = -1. In Schritt 204 ermittelt die Operation, ob sich eine vorhergehende Vergleichsbestimmungsmarke Flag b von einer aktuellen Vergleichsbestimmungsmarke Flag unterscheidet, d. h. ob die größer-oder-kleiner-Beziehung zwischen VO und LC umgekehrt ist. Wenn sie umgekehrt ist, setzt in Schritt 207 die Operation eine Umkehrmarke Rf als Rf = 1, womit die Routine beendet ist. Wenn Flag b = Flag ist, d. h., wenn sich die Beziehung nicht umgekehrt hat, geht die Operation nach Schritt 205 über und bestimmt jeweils S und T als S = S + (VO - LC) und T = T + 1. In Schritt 206 ersetzt die Operation Flag b durch Flag und das Unterprogramm ist beendet.
Als nächstes ermittelt die Operation, ob Rf = 1 ist. Wenn Rf = 0 ist, geht die Operation nach Schritt 108 weiter. Wenn Rf = 1 ist, geht die Operation nach Schritt 105 und speichert die berechneten Größen S und T, wie Fig. 9 zeigt. In Schritt 106 ermittelt die Operation den Wert von Rf als Rf = 0 sowie den Zeitablauf TTotal als TTotal = TTotal + T. In Schritt 107 ermittelt die Operation den Wert von T und S jeweils als T = 0 und S = 0. In Schritt 108 wiederholt das Programm die Behandlung der Schritte 102 bis 107, solange, bis die Ablaufzeit TTotal nach einer vorbestimmten Zeitdauer TEinheit (beispielsweise 20 Sekunden) abgelaufen ist.
Wenn in Schritt 108 die Ablaufzeit TTotal die vorbestimmte Zeitdauer TEinheit erreicht, führt das Programm eine Mittelwertsbehandlung der Serien Sn (S1, S2, . . .) und Tn (T1, T2, . . .) durch, die in Schritt 109 innerhalb der vorbestimmten Zeit TEinheit berechnet und gespeichert werden, wie Fig. 10 zeigt. Die Operation berechnet Durchschnittswerte von S und T oder Sd und Td, und zwar wie folgt:
Sd = (S1 + S2 + . . . + Sk)/K
Td = (T1 + T2 + . . . + Tk)/K
Die Werte von Sd und Td werden jeweils für die Sauerstoffsensoren 3 und 4 ermittelt.
In Schritt 110 berechnet die Operation einen Parameter zur Bestimmung der Verschlechterung C unter Verwendung von Sd und Td, beispielsweise als C = Sd/Td, unter Verwendung von Sd und Td des Sauerstoffsensors 4. In Schritt 111 vergleicht die Operation den Parameter C mit einem vorbestimmten Wert Clim. Wenn der Parameter C dem vorbesitmmten Wert Clim entspricht oder kleiner ist, stellt in Schritt 112 die Operation fest, daß der Katalysator normal arbeitet, so daß die Verschlechterungbestimmungsroutine beendet ist. Wenn der Parameter C größer als der vorbestimmte Wert Clim ist, geht das Programm nach Schritt 113 und bestimmt, daß der Katalysator verschlechtert ist, und übermittelt das Bestimmungssignal an die Warneinrichtung 8, um einen Alarm auszulösen.
Beispiel 2
Im Beispiel 2 ermittelt die Operation in bezug auf die im Beispiel 1 erhaltenen Werte für S und T die Fläche S (plus) sowie die Umkehrperiode T (plus), wenn VO LC ist; und die Fläche S (minus) sowie die Umkehrperiode T (minus), wenn VO < LC ist. Die Operation bestimmt die Werte für S und T zur Bestimmung der Verschlechterung, wobei diese Werte durch folgende Gleichungen berechnet werden:
S = S (plus) + S (minus), und T = T (plus) + T (minus).
Beispiel 3
Im Beispiel 3 benutzt die Operation die Größe S vorne, die aus dem Ausgangssignal des stromaufwärts angeordneten Sauerstoffsensors 3 erhalten wurde, und die Fläche Shinten, die aus dem Ausgangssignal des stromabwärts angeordneten Sauerstoffsensors 4 erhalten wurde. Dann berechnet das Programm den Parameter C zur Bestimmung der Verschlechterung durch folgende Gleichung: C = Shinten/Svorne.
Beispiel 4
Beim Beispiel 1 wird die Behandlung zur Mittelwertsbildung von S und T ausgeführt. Stattdessen ermittelt im Beispiel 4 die Operation die Summenwerte Ssum von Ss des jeweiligen Sauerstoffsensors 3 und 4 als Ssum = S1, S2 + . . . + Sk, und ermittelt dann den Parameter der festgestellten Verschlechterung C als C = (Ssum der stromaufwärts gelegenen Seite)/(Ssum der stromabwärts gelegenen Seite).
Beispiel 5
Beim Beispiel 1 ermittelt die Operation die Flächen S und die Umkehrperioden T für die jeweiligen Sauerstoffsensoren 3 und 4. Im Beispiel 5 führt die Operation die Ermittlung der Verschlechterung auf der Basis von S und T durch den stromaufwärts angeordneten Sauerstoffsensor 3, und S und T durch den stromabwärts angeordneten Sauerstoffsensor 4 durch, und zwar gemäß der folgenden Gleichung:
C = (S der stromaufwärts gelegenen Seite/
T der stromaufwärts gelegenen Seite) /
(S der stromabwärts gelegenen Seite/
T der stromabwärts gelegenen Seite).
Beispiel 6
Im Beispiel 6 benutzt die Operation die Umkehrperioden Tvorne, die aus dem Ausgangssignal des stromaufwärts angeordneten Sauerstoffsensors 3 erhalten wurden, und die Umkehrperiode Thinten, die vom Ausgangssignal des stromabwärts angeordneten Sauerstoffsensors 4 erhalten wurde. Sie führt dann die Bestimmung der Verschlechterung gemäß der Formel C = Tvorne/Thinten aus.
Wie oben festgestellt, sind gemäß der vorliegenden Erfindung die beiden Sauerstoffsensoren stromaufwärts und stromabwärts des Katalysators angeordnet. Die von den Ausgangssignalen der Sauerstoffsensoren und den vorbestimmten Signalen umschriebenen Flächen, die von dem vorbestimmten Signal umgekehrt werden, sowie die Perioden, werden berechnet. Der Parameter zur Bestimmung der Verschlechterung wird aus den Flächen und den Umkehrperioden berechnet, wobei auf der Basis dieses Parameters die Verschlechterung des Katalysators bestimmt wird. Dementprechend kann die Verringerung der Leistungsfähigkeit des Katalysators in einem frühen Stadium erfaßt werden, so daß die Emission von giftigen Abgaskomponenten minimiert wird.
Da weiter Hysterese in die vorbestimmten Signale eingebracht wird, kann die Ermittlung der Verschlechterung präzise durchgeführt werden.
Weiter wird der Parameter zur Bestimmung der Verschlechterung innerhalb einer bestimmten Zeitperiode auf der Basis des Durchschnittswertes oder des Summenwertes der Flächen und der Umkehrperioden berechnet, wodurch die Ermittlung der Verschlechterung noch genauer durchgeführt werden kann.
Aufgrund der obige Lehren sind natürlich zahlreiche Abänderungen und Ausführungsformen der Erfindung möglich. Es wird daher davon ausgegangen, daß die Erfindung im Rahmen der beigefügten Ansprüche auch anders ausgeführt werden kann, wie hier speziell beschrieben wurde.

Claims (3)

1. Gerät zur Erfassung der Verschlechterung eines Katalysators für einen Verbrennungsmotor, der an ein System angepaßt ist, bei dem ein Katalysator zur Reinigung des Abgases im Abgassystem des Verbrennungsmotors vorgesehen ist, wobei Sauerstoffsensoren an der stromaufwärts gelegenen Seite und an der stromabwärts gelegenen Seite des Katalysators angeordnet sind und eine Luft-Kraftstoff-Steuerung gemäß den Ausgangssignalen der Sauerstoffsensoren durchgeführt wird, und das Gerät folgende Komponenten aufweist:
Einrichtungen zur Berechnung von Werten entsprechend den Flächen von Figuren, die von Ausgangssignalen der Sauerstoffsensoren und zugewiesenen Signalen umrandet sind;
Einrichtungen zur Berechnung von Perioden, in denen sich die Ausgangssignale in bezug auf die zugewiesenen Signale umkehren;
Einrichtungen zur Berechnung eines Parameters zum Bestimmen der Verschlechterung des Katalysators auf der Basis der genannten Werte entsprechend den Flächen oder den Perioden oder einer Kombination der Werte entsprechend den Flächen und den Perioden;
Verschlechterungsbestimmungseinrichtungen zur Ermittlung der Verschlechterung des Katalysators durch Vergleichen der genannten Parameter zur Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators mit einem vorbestimmten Wert; und
Warneinrichtungen zum Auslösen eines Warnsignals, wenn der Katalysator als verschlechtert festgestellt ist.
2. Gerät zur Erfassung der Verschlechterung eines Katalysators für einen Verbrennungsmotor, nach Anspruch 1, bei der Hysterese für die zugewiesenen Signale vorgesehen ist.
3. Gerät zur Erfassung der Verschlechterung eines Katalysators für einen Verbrennungsmotor, nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Parameter zur Bestimmung der Verschlechterung durch Mittelwerte oder Summenwerte von Werten berechnet wird, die in einer vorbestimmten Zeitdauer den Flächen oder den Perioden entsprechen.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4341538A1 (de) * 1992-12-21 1994-06-23 Ford Werke Ag Sauerstoffsensorbaugruppe für einen Motor
DE4342136A1 (de) * 1993-12-10 1995-06-14 Audi Ag Verfahren zur Diagnose einer Lambda-Sonde
WO1996025661A1 (de) * 1995-02-17 1996-08-22 Rainer Gorris Verfahren zur verbesserung der funktion und katalytischen aktivität von elektroden und katalytisch wirkenden substanzen in einem elektrochemischen oder elektrokatalytischen prozess
DE19752965A1 (de) * 1997-11-28 1999-06-02 Siemens Ag Verfahren zur Überwachung des Abgasreinigungssystems einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine
DE19651559C2 (de) * 1995-12-12 1999-10-28 Gen Motors Corp Motorsteuerverfahren zum Steuern des Betriebes eines Verbrennungsmotors

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4308894A1 (de) * 1993-03-19 1994-09-22 Siemens Ag Verfahren zur Überprüfung der Konvertierung eines Katalysators
GB9315918D0 (en) * 1993-07-31 1993-09-15 Lucas Ind Plc Method of and apparatus for monitoring operation of a catalyst
US5636514A (en) * 1994-11-17 1997-06-10 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Catalyst deterioration-determining system for internal combustion engines
JP3687126B2 (ja) * 1995-03-09 2005-08-24 日産自動車株式会社 内燃機関の触媒劣化診断装置
JP3498817B2 (ja) * 1995-06-14 2004-02-23 株式会社デンソー 内燃機関の排気系故障診断装置
JP3554096B2 (ja) * 1996-01-18 2004-08-11 株式会社日立製作所 内燃機関用制御装置
GB9602652D0 (en) * 1996-02-09 1996-04-10 Sun Electric Uk Ltd Analysing catalyst and other systems operations
JPH09236569A (ja) * 1996-03-01 1997-09-09 Hitachi Ltd 内燃機関の排気浄化装置の機能診断装置
DE19630940C2 (de) * 1996-07-31 1999-03-04 Siemens Ag Verfahren zur Überprüfung des Katalysatorwirkungsgrades
KR100474818B1 (ko) * 1997-02-19 2005-05-16 삼성전기주식회사 촉매변환기의열화감지장치
US5876673A (en) * 1997-08-04 1999-03-02 Ford Global Technologies, Inc. High sensitivity phase transformation-based oxygen sensors for proportional control
US5798269A (en) * 1997-08-04 1998-08-25 Ford Global Technologies, Inc. Method for detecting change in oxygen partial pressure based on metal/metal oxide phase transformations
US5783153A (en) * 1997-08-04 1998-07-21 Ford Global Technologies, Inc. Metal oxide oxygen sensors based on phase transformation
US5942674A (en) * 1997-08-04 1999-08-24 Ford Global Technologies, Inc. Method for detecting oxygen partial pressure using a phase-transformation sensor
JP3625403B2 (ja) 1999-10-26 2005-03-02 三菱電機株式会社 内燃機関の触媒劣化検出装置
EP1724458A1 (de) * 2005-05-19 2006-11-22 Delphi Technologies, Inc. Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Messwertes
JP4156630B2 (ja) 2006-04-18 2008-09-24 三菱電機株式会社 内燃機関の触媒劣化診断装置及び触媒劣化診断方法
JP2009299557A (ja) * 2008-06-12 2009-12-24 Honda Motor Co Ltd 触媒の劣化判定装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3443649A1 (de) * 1984-11-30 1986-06-05 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Verfahren zur ueberpruefung der katalysatorfunktion bei einem mit (lambda)-sonden-regelung ausgeruesteten kraftfahrzeug-otto-motor
DE3916467A1 (de) * 1989-05-20 1990-11-22 Audi Ag Verfahren und vorrichtung zum anzeigen des schadstoffausstosses einer brennkraftmaschine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3939654A (en) * 1975-02-11 1976-02-24 General Motors Corporation Engine with dual sensor closed loop fuel control
JPH066913B2 (ja) * 1985-02-23 1994-01-26 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JPH0417758A (ja) * 1990-05-08 1992-01-22 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の三元触媒の劣化検出方法
US5157919A (en) * 1991-07-22 1992-10-27 Ford Motor Company Catalytic converter efficiency monitoring
JPH0598947A (ja) * 1991-10-11 1993-04-20 Toyota Motor Corp 内燃機関の触媒劣化判別装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3443649A1 (de) * 1984-11-30 1986-06-05 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Verfahren zur ueberpruefung der katalysatorfunktion bei einem mit (lambda)-sonden-regelung ausgeruesteten kraftfahrzeug-otto-motor
DE3916467A1 (de) * 1989-05-20 1990-11-22 Audi Ag Verfahren und vorrichtung zum anzeigen des schadstoffausstosses einer brennkraftmaschine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 197 737, (1986) *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4341538A1 (de) * 1992-12-21 1994-06-23 Ford Werke Ag Sauerstoffsensorbaugruppe für einen Motor
DE4342136A1 (de) * 1993-12-10 1995-06-14 Audi Ag Verfahren zur Diagnose einer Lambda-Sonde
DE4342136B4 (de) * 1993-12-10 2004-03-11 Audi Ag Verfahren zur Diagnose einer Lambda-Sonde
WO1996025661A1 (de) * 1995-02-17 1996-08-22 Rainer Gorris Verfahren zur verbesserung der funktion und katalytischen aktivität von elektroden und katalytisch wirkenden substanzen in einem elektrochemischen oder elektrokatalytischen prozess
DE19651559C2 (de) * 1995-12-12 1999-10-28 Gen Motors Corp Motorsteuerverfahren zum Steuern des Betriebes eines Verbrennungsmotors
DE19752965A1 (de) * 1997-11-28 1999-06-02 Siemens Ag Verfahren zur Überwachung des Abgasreinigungssystems einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine
FR2771774A1 (fr) * 1997-11-28 1999-06-04 Siemens Ag Procede de surveillance du systeme d'epuration des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne a allumage exterieur
US6105366A (en) * 1997-11-28 2000-08-22 Siemens Aktiengesellschaft Method for monitoring the emission control system of a spark ignition internal combustion engine
DE19752965C2 (de) * 1997-11-28 2002-06-13 Siemens Ag Verfahren zur Überwachung des Abgasreinigungssystems einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine

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US5417061A (en) 1995-05-23

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