DE2444334A1

DE2444334A1 - Verfahren und einrichtung zur ueberwachung der aktivitaet von katalytischen reaktoren

Info

Publication number: DE2444334A1
Application number: DE19742444334
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Linder; Franz Rieger; Peter Juergen Dipl Ing Schmidt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-09-17
Filing date: 1974-09-17
Publication date: 1976-03-25
Also published as: GB1469390A; FR2285517A1; SE417998B; SE7510333L; US3969932A; JPS5155818A; FR2285517B3

Description

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8 Ka/Ml

Anlage zur

Pat entanine ldunp:

Robert Bosch GmbH, 7 Stuttgart 1

Verfahren und Einrichtung zur Überwachung der Aktivität von katalytischen Reaktoren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Aktivität von katalytischen Reaktoren im Auspuffsystem von Brennkraftmaschinen, mit einer am Eingang des katalytischen Reaktors und einer am Ausgang des katalytischen Reaktors angebrachten Abgas-Meßsonde.

Zur Abgasentgiftung für Brennkraftmaschinen werden katalytische Reaktoren in Auspuffanlagen der Brennkraftmaschinen verwendet. Bei der Verwendung dieser katalytischen

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Reaktoren ist es erforderlich, deren Aktivität zu überwachen. Die Lebensdauer der katalytischer! Reaktoren ist dabei in hohem Maße abhängig von der Temperatur und dem Durchsatz des Abgases durch den Katalysator, die wiederum ihrerseits von der Betriebsweise der Brennkraftmaschine abhängen. Außerdem wird die Lebensdauer von katalytischer! Reaktoren noch von Katalysatorgiften, wie beispielsweise Blei, Schwefel oder Phosphor beeinflußt, die im Kraftstoff vorhanden sind. Durch die geschilderten Einwirkungen kann der Katalysator früher oder später nicht mehr den gleichen Schadstoffumsatz bewirken, wie im Neuzustand,, wobei dann der Schadstoffabbau bei Unterschreiten einer bestimmten Grenze nicht mehr den vom Gesetzgeber erlassenen Vorschriften genügt.

Es sind zur Überwachung der Aktivität von Katalysatoren schon Einrichtung bekannt geworden, die mit zwei Abgas-Meßsonden versehen sind. Von diesen Abgas-Meßsonden ist eine am Katalysatoreingang und eine am Katalysatorausgang angebracht, wobei mit diesen Abgas-Meßsonden der Sauerstoff-Rest gehalt des Abgases am Katalysatoreingang und am Katalysatorausgang gemessen wird. Aus der Differenz der beiden Signale ergibt sich ein Maß für die Aktivität des katalytischen Reaktors. Die beschriebene Einrichtung arbeitet nur bei bestimmten Betriebsfällen ausreichend genau, wobei die Bestimmung dieser Betriebsfälle nicht ohne Schwierigkeiten möglich ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit deren Hilfe auf einfachem V/ege die Aktivität von katalytischen Reaktoren überwacht werden kann, wobei bei Unterschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes der Katalysatoraktivität ein Warnsignal abgegeben wird.

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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein bestimmter Betriebszustand der Brennkraftmaschine ermittelt wird, daß bei Vorliegen eines bestimmten Betriebszustandes eine Änderung des Ausgangssignales der Abgas-Meßsonde ausgelöst wird und daß die Zeitdauer zwischen dem Umschalten der ersten und der zweiten Abgas-Meßsonde ermittelt wird, die ein Maß für die Katalysatoraktivität ist.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu entwickeln. Die Einrichtung soll einfach und kostensparend in ihrem Aufbau sein und im rauhen Betrieb eines Kraftfahrzeuges sicher und zuverlässig arbeiten. Bei der Entwicklung einer derartigen Einrichtung soll außerdem darauf geachtet werden, daß möglichst Teile, die bereits im Kraftfahrzeug oder in der Auspuffanlage des Kraftfahrzeuges vorhanden sind, mit für die Überwachung der Katalysatoraktivität verwendet werden können.

Diese Aufgabe wird bei Brennkraftmaschinen, die mit einer Einrichtung zur Beeinflussung des Mischungsverhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches in Abhängigkeit vom Ausgangssignal einer Abgas-Meßsonde, die im Auspuffsystem einer'Brennkraftmaschine angeordnet ist, versehen sind und bei denen die Abgas-Meßsonde über einen ersten Schwellwertschalter und einem Integrierer mit der Kraftstoffaufbereitungseinrichtung in Wirkverbindung steht, dadurch gelöst, daß die zweite Abgas-Meßsonde an einen zweiten Schwellwertschalter angeschlossen ist, daß die Ausgänge des ersten und des zweiten Schwellwertschalters mit einer ein Zeitglied aufweisenden Impuls-Vergleichsstufe verbunden sind, die von einem Geber zur Kennzeichnung des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine ansteuerbar ist.

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus den zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer Einrichtungsüberwachung der Katalysatoraktivität,

Fig. 2 ein Diagramm, in dem die Ausgangsspannung der Abgas-Meßsonden über der Zeit aufgetragen ist, und

Fig. 3 einen Stromlaufplan einer Einrichtung zur überwachung der Katalysatoraktivität.

In Fig. 1 ist eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine Il dargestellt. Die Verbrennungsluft wird über ein Luftfilter 12 und ein Ansaugrohr 13 angesaugt. Im Ansaugrohr 13 ist eine Drosselklappe 15 angeordnet, Vielehe mit Hilfe eines nicht dargestellten Gaspedals verstellbar ist. Weiterhin ist im Ansaugrohr 13 zwischen dem Luftfilter 12 und der Drosselklappe 15 ein Luftmengenmesser 14 angeordnet, der als Stauscheibe ausgebildet ist und einen elektrischen Ausgang aufxreist. Jedem Zylinder der Brennkraftmaschine 11 ist ein Ei ns ρ ritz ve nt IL 16' zugeordnet, das unmittelbar vor dem Einlaßventil der Brennkraftmaschine 11 Kraftstoff in das Ansaugrohr 13 einspritzt. Von diesen Einspritzventilen 16 ist in Fig.. 1 nur eines dargestellt. Dieses wird über eine Kraftstoffleitung 17 mit Kraftstoff versorgt.

An die Auslaßventile der Brennkraftmaschine 11 ist eine Abgas-Sammelleitung 18 angeschlossen, die ausgangsseitig mit einem.katalytischen Reaktor 2o verbunden ist. An den katalytischen Reaktor 2o schließt sich über eine Abgasleitung 21 eine niciit dargestellte Schalldämpferanlage an.

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In der Wand der zum katalytischen Reaktor 2o führenden Rohrleitung ist ein erster Sauerstoff-Meßfühler 22 eingebaut, dem ein Regelverstärker 24 nachgeschaltet ist. Der Regelverstärker 24 weist einen ersten Schwellviertschalter 25 und einen Integrierer 26 auf. Mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 11 ist weiterhin ein Impulsgeber 23 verbunden. Dieser gibt synchron zur Kurbelwellendrehzahl Ansteuerimpulse für eine Transistorschalteinrichtung 27' ab. Die Transistorschalteinrichtung 27 formt Impulse, deren Dauer für die Öffnungsdauer des Einspritzventiles l6 maßgeblich ist. Diese Impulsdauer wird von den Ausgangsspannungen des Luftmengenmessers 14 und des Regelverstärkers 24 beeinflußt. Deshalb sind die elektrischen Ausgänge des Regelverstärkers 24 und des Luftmengenmessers 14 mit Korrektureingängen A und B der Transistorschalteinrichtung 27 verbunden. Das Einspritzventil 16 wird mit Hilfe einer Magnetwicklung betätigt, die an den Ausgang der Transistorschalteinrichtung 27 angeschlossen ist.

In der Abgasleitung 21 ist am Ausgang des katalytischen Reaktors ein zweiter Sauerstoffmeßfühler 28 angeordnet. Dieser zweite Säuerstoff-Meßfühler 28 ist mit einem zweiten Schwellwertschalter 29 verbunden, welcher an eine Impuls Vergleichs stufe J>o angeschlossen ist. Mit der Impulsvergleichsstufe 3o ist außerdem der Ausgang des Reglerverstärkers 24 verbunden. Außerdem ist an die Impulsvergleichsstufe 30 ein Geber 70 zur Kennzeichnung eines bestimmten Betriebszustandes der Brennkraftmaschine 11 angeschlossen. Der Geber 70 steht mit dem Luftmengenmesser 14 in Wirkverbindung. Die Impulsvergleichsstufe 30 ermittelt den zeitlichen Abstand zwischen einer Änderung des Ausgangssignales des ersten Säuerstoffmeßfühlers 22 und des zweiten Sauerstoffmeßfühlers 28. In Abhängigkeit von der Zeitdauer wird bei einem ausreichend aktiven katalytischen Reaktor kein Warnsignal abgegeben, ist dagegen der katalytische Reaktor 2o nicht mehr ausreichend aktiv, wird eine Warneinrichtung 31, hier eine Warnlampe, betätigt.

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Das Meßprinzip, das mit Hilfe der Einrichtung nach Fig. 1 angewandt wird, beruht auf der Möglichkeit, die Luftzahl

, die das Verhältnis Kraftstoff zu Luft des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches kennzeichnet, sprunghaft, beispielsweise durch eine Änderung der Einspritzzeit, in den Grenzen zwischen = 0,95 und = 1,05 bzw. umgekehrt zu ändern. Die Ausgangsspannungen der Sauerstoff-Meßfühler, die sich sprunghaft in einem Bereich von ändern, machen hierbei ebenfalls einen Sprung von beispielsweise 85O Millivolt auf 100 Millivolt, wobei aber das Signal des zweiten Sauerstoffmeßfühlers nach dem katalytischen Reaktor 2o mit einer Phasenverschiebung dem Signal des ersten Sauerstoff-Meßfühlers 22 vor dem katalytischen Reaktor 2o zeitlich nachfolgt. Diese Phasenverschiebung oder Zeitendifferenz ist ein Maß für die Aktivität des Katalysators. Bei guten, voll aktiven katalytischen Reaktoren beträgt die Phasenverschiebung etwa 550 msec und nimmt dann bei zunehmender Verschlechterung des katalytischen Reaktors ab. Bei einem gerade noch brauchbaren Katalysator beträgt die Phasenverschiebung etwa 225 msec.

Die Größe der Phasenverschiebung ist auch von dem Gasdurchsatz durch den katalytischen Reaktor abhängig. Es ist deshalb erforderlich, die Messung der Zeitdifferenz bzw. der Phasenverschiebung immer bei gleichem Gasdurchsatz vorzunehmen. Die Phasenverschiebung, die zwischen den Ausgangssignalen des ersten Sauerstoff-Meßfühlers 22 und des zweiten Sauerstoff-Meßfühlers 28 auftritt, ist dadurch zu erklären, daß der Katalysator beim übergang von reduzierender zu oxidierender Atmosphäre eine gewisse Zeit braucht, um sich auf den höheren Sauerstoffgehalt einzustellen. Die Oberfläche des Katalysators ist dabei zunächst noch mit der reduzierenden Komponente belegt Und xvird erst allmählich vom höheren Sauerstoffgehalt aboxidiert. Beim umgekehrten Sprung von oxidierender zu reduzierender Atmosphäre verläuft der beschriebene Vorgang umgekehrt, so daß auch dabei eine gewisse Zeit verstreicht, bis an dem Ausgang des

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katalytischem Reaktors die Eingangskonzentration durchgreift. Es handelt sich also bei den beschriebenen Vorgängen um Adsorptions- und Desorptionsvorgänge am katalytischen Reaktor.

Eine weitere Möglichkeit, die Luftzahl zu ändern, ist dadurch gegeben, daß die Schaltschwelle des ersten Schwellwertschalters 25 sprungförmig verstellt wird. Diese Verstellung der Schaltschwelle entspricht gleichfalls einer Änderung der Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches von fett nach mager bzw. umgekehrt.

In Fig. 2 ist in einem Diagramm aufgetragen, wie der Verlauf der Ausgangsspannung der Sauerstoff-Meßfühler 22 bzw. 28 über der Zeit erfolgt. Auf der Ordinate ist die Ausgangsspannung Uc₅-JZp und auf der Abszisse die Zeit aufgetragen. Dabei gibt die mit 32 bezeichnete Kurve den Verlauf der Ausgangsspannung U₀ des ersten Sauerstoffmeßfühlers 22 und die Kurve 33 den Verlauf der Ausgangsspannung U _QO des zweiten Säuerstoff-Meßfühlers 28 wieder, wie er beispielsweise bei einem bestimmten Gasdurchsatz entsteht.

Die beiden Ausgangssignale 32 und 33 gemäß Fig. 2 werden in einer Schaltungsanordnung nach Fig. 3 verarbeitet. Der erste Säuerstoff-Meßfühler 22 ist an eine Eingangsklemme 3ft des Regelverstärkers 24 angeschlossen. Der Regelverstärker weist einen als Emitterfolger geschalteten Transistor35 auf., Der Kollektor dieses Transistors 35 ist an einer gemeinsamen Versorgungsleitung 36 angeschlossen und der Emitter des Transistors· 35 ist mit einem Widerstand 37 verbunden. Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 35 und der dazu in Reihe geschaltete Widerstand 37 bilden einen ersten Brückenzweig einer Brückenschaltung 38.. Ein zweiter Zweig dieser Brückenschaltung wird durch die Reihenschaltung der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 39 und eines Widerstandes ho gebildet.

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Die Basis des Transistors 39 ist mit einem Spannungsteiler aus Widerständen 4l und 42 verbunden, wobei der Widerstand

42 einstellbar und mit einer gemeinsamen Versorgungsleitung

43 verbunden ist. Parallel zu der Reihenschaltung der beiden Widerstände 4l und 42 ist eine Zenerdiode 44 geschaltet.

An den Verbindungspunkt der Anode der Zenerdiode 44 und des Widerstandes 4l ist ein Widerstand 45 angeschlossen, der mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 36 Verbindung hat. Der dritte Zweig der Brückenschaltung 38 wird durch einen Widerstand 46 gebildet, der mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 36 verbunden ist, und der vierte Zweig der Brückenschaltung 38 weist einen Widerstand 47 auf, der an die gemeinsame Versorungsleitung 43 angeschlossen ist. Die Brückendiagonale der Brückenschaltung 38 ist an den ersten Schwel Iv/er tschalt er 25 angeschlossen, der einen Operationsverstärker 48 aufweist. Dabei ist der Verbindungs-. punkt der Widerstände 4o und 37 über einen Eingangswiderstand 49 mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 48 und der Verbindungspunkt der Widerstände 46 und 47 über einen Eingangswiderstand 5o mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 48 verbunden. Dem Widerstand 4l ist die Reihenschaltung eines Widerstandes 51 und einer Schaltstrecke eines Schalttransistors 52 parallelgeschaltet. Mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 48 ist ein Widerstand 53 verbunden, der an die gemeinsame Versorgungsleitung 43 angeschlossen ist. Außerdem führt von dem Ausgang des Operationsverstärkers 48 eine Leitung zu dem Verbindungspunkt zweier Basisvorwiderstände 54 und 55· Der Basisvorwiderstand 54 ist dabei einem Transistor 56 und der Basisvorwiderstand 55 einem Transistor 57 zugeordnet. Die Transistoren 56 und 57 bilden zusammen mit einem zwischen die Versorgungsleitungen 36 und 43 geschalteten Spannungsteiler aus Widerständen 58, 59, 60 und 61 eine Einrichtung zur Veränderung des Spannungshubes des Ausgangssignales des Operationsverstärkers 48. Dabei ist der Emitter des Transistors 56 an den Verbindungspunkt der Widerstände 58 und 59 und der" Emitter des Transistors 57

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an den Verbindungspunkt der Widerstände 60 und 6l angeschlossen, während die Kollektoren der beiden Transistoren 56 und 57 miteinander verbunden sind. Die miteinander verbundenen Kollektoren der Transistoren 56 und 57 sind über einen Eingangswiderstand 62 mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 63 verbunden, der mit Hilfe eines Integrierkondensators 64 als Integrator arbeitet. Der Verbindungspunkt der Widerstände 59 ist 60 ist über einen Eingangswiderstand 65 mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 63 verbunden. Der Operationsverstärker 63 und der Integrierkondensator bilden zusammen den Integrierer 26 nach Pig. I. Vom Ausgang des Operationsverstärkers 62 führt ein Widerstand zu der gemeinsamen Versorgungsleitung 43. Außerdem führt eine Leitung zu der Transistorschalteinrichtung 25, wobei in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Integrierers 25 die Dauer der Einspritzimpulse für das Einspritzventil l6 verlängert bzw. verkürzt wird.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltungseinrichtung ist an sich, bekannt, sie soll deshalb im folgenden nurkurz erläutert werden, über den Transistor 35 wird das Ausgangssignal des ersten Sauerstoff-Meßfühlers mit dem ersten Brückenzweig der Brückenschaltung 33 eingespeist. Dieses elektrische Signal, das Aufschluß über die Zusammensetzung des Abgases der Brennkraftmaschine gibt, bildet den Istwert für die Regeleinrichtung. Da der erste Säuerstoffmeßfühler 22 bei niedrigen Abgastemperaturen einen sehr hohen Innenwiderstand hat, muß die -Regeleinrichtung einen großen Eingangswiderstand haben. Der Transistor 35 wird deshalb in einer sog. Emitterfolge-Schaltung betrieben und bildet zusammen mit seinem Arbeitswiderstand 37 den erforderlichen Eingangswiderstand der Einrichtung.

Der Sollwert,, d.h. derjenige Wert der Luft zahl , auf den das Kraftstoff-Luft-Gemisch für die Brennkraftmaschine eingeregelt werden soll, wird mit Hilfe der Zenerdiode

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gebildet. Das dadurch entstehende Signal wird über den Spannungsteiler aus den Widerständen 4l und 42 und den Transistor 39 in den zweiten Brückenzweig der Brückenschaltung 38 eingegeben. Zur Einstellung, des Sollwertes ist der Widerstand 42 einstellbar. Die Transistoren 35 und 39 in dem ersten und in dem zweiten Brückenzweig der Brückenschaltung 38 sind vom einander entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp. Sie sind so geschaltet, daß sich ihr Temperaturgang kompensiert. Da die Vergleichsschaltung für den Sollwert und den Istwert als Brückenschaltung ausgebildet ist, ist sie von der Versorgungsspannung, die über die gemeinsamen Versorgungsleitungen 36 und 43 zugeführt wird, unabhängig. Die Brückenschaltung 38 ist' dann abgeglichen, d.h. der Sollwert und der Istwert sind einander gleich, wenn an dem Xollektor-Ernitter-Strecken der Transistoren 35 und 39 die gleiche Spannung auftritt. Dies ist dann der Fall, wenn das Ausgangssignal des ersten Sauerstoff-Meßfühlers 22 und der Sollwert gleich groß sind. Bei Ungleichheit des Sollwertes und des Istwertes tritt in der Brückendiagonale der Brückenschaltung 38 eine Spannung auf. Ist beispielsweise die Ausgangsspannung des ersten Säuerstoff-Meßfühlers 22, d.h. der Istwert, größer als der Sollwert, dann wird die Brückenspannung am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 48 größer als am nichtinvertierenden Eingang und der als Komparator arbeitende Operationsverstärker 48 liefert ein Ausgangssignal, das etwa auf dem Potential der Versorgungsleitung 36 liegt. Im umgekehrten Fall, d.h. bei einem Istwert, der kleiner als der Sollwert ist, springt das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 48 auf ein Potential, das etwa dem der Versorgungsleitung 43 entspricht. Um den Spannungshub des an dem Eingang des Integrierers· 26 anliegenden Signales zu verkleinern und um damit eine Verkleinerung des Integrierkondensators 64 zu ermöglichen, ist die Einrichtung zur Veränderung des Spannungshubes vorgesehen. Mit dem Ausgangssignal des Operationsverstärkers 48 wird einer der Transistoren 56 und 57 immer in den leitenden Zustand ge-

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steuert, während der andere der beiden Transistoren gesperrt ist. über die Kollektor-Emitter-Strecke des jeweiligen leitenden Transistors wird dann auf das Eingangsnetzwerk des Integrierers 63, 6M ein Signal gelangen, dessen Potentialdifferenz kleiner ist, als die des Ausgangssignales des Operationsverstärkers 48. Hit dem Ausgangssignal des Integrierers wird die Transistorschalteinrichtung 25 so beeinflußt, daß das Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches der Brennkraftmaschine zugeführt wird, so verändert wird, daß es dem vorgegebenen Sollwert entspricht. Dies bedeutet, daß bei einem zu mageren Gemisch angefettet wird und umgekehrt, daß bei einem zu fetten Gemisch abgemagert wird.

Der zweite Sauerstoff-Meßfühler 28 ist über eine Eingangsschaltung, die der Eingangsschaltung des Regelverstärkers 24 entspricht, mit dem zweiten Schwellviertschalter 29 verbunden. Dieser zweite Schwellwertschalter 29 weist einen Operationsverstärker 67 auf. Da der Aufbau und die Wirkungsweise des dem Operationsverstärker vorgeschalteten Netzwerkes dem des Eingangsnetzwerkes des Regelverstärkers 24 entspricht, wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf eine Beschreibung des Aufbaus und der Wirkungsweise verzichtet.

Die Ausgänge des ersten Schwellwertschalters 25 und des zweiten Sehwellwertschalters 67 sind mit der Impulsvergleichsstufe 3o verbunden. Diese Impulsvergleichsstufe 3o weist eine monostabile Kippstufe 68 auf. An den Eingang dieser monostabilen Kippstufe 68 ist dabei der Ausgang des ersten Schwellwertschalters 25 angelegt. Der Ausgang der monostabilen Kippstufe 68 ist mit dem Vorbereitungseingang einer bistabilen Kippstufe 69 verbunden. An den Takteingang dieser bistabilen Kippstufe 69 ist der Ausgang des zweiten Schwellviertschalters 29 angelegt. An den Ausgang der bistabilen Kippstufe 69 ist die Warnlampe 31 angeschlossen. Damit die Impulsvergleichseinrichtung 3o nur dann arbeitet, wenn jeweils der gleiche Betriebszustand der Brennkrafmtmaschine vorliegt, d.h.- der gleiche Gasdurchsatz

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durch den katalytischer! Reaktor 2o gegeben ist, ist der Impulsvercleichseinrichtung 3o ein Geber 7o zur Kennzeichnung des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine zugeordnet. Dieser Geber weist einen dritten Schwellwertschalter 71 und einen vierten Schwellwertschalter 72 auf. Die beiden Eingänge der Schwellwertschalter 71 und 72 sind miteinander verbunden und an den Luftmengenmesser •1*1 angeschlossen. Die Ausgänge der beiden Schwellwertschalter 71 und 72 sind mit einer Torschaltung 73 verbunden. Dabei ist der dritte Schwellwertschalter 71 mit einem nicht-invertierenden Eingang der Torschaltung 73 und der vierte Schwellwertschalter 72 mit einem invertierenden Eingang der Torschaltung 73 verbunden. Der Ausgang der Torschaltung 73 ist mit der Steuerelektrode des Schalttransistors 52, und einem Rückstelleingang der monostabilen Kippstufe 68 sowie einem Rückstelleingang der bistabilen Kippstufe 69 verbunden.

Der Geber 7o arbeitet dabei so, daß bei einem vorgegebenen Betriebszustand des Motors, z.B. wenn eine bestimmte Luftmenge überschritten ist, der dritte Schwellwertschalter 7I leitend wird und eine etwas höher liegende Schaltschwelle des vierten Schwellwertschalters noch nicht überschritten ist, so daß der vierte Schwellwertschalter noch gesperrt ist. In diesem Fall wird der Schalttransistor 52 leitend und der Schwellwert des ersten Schwellwertschalters 25 plötzlich verändert. Diese Veränderung bewirkt eine Änderung der Zusammensetzung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches und eine Änderung der Ausgangsspannungen des ersten Sauerstoff-Meßfühlers 22 sowie cies zweiten Sauerstoff-Meßfühlers 28. Wenn der erste Sauerstoff-Meßfühler 22 umschaltet,·d.h. wenn ein entsprechendes Ausgangssignal an dem Ausgang des ersten Schwellwertschalters 25. anliegt, wird die monostabile Kippstufe 68 in ihre instabile Schaltlage umgeschaltet. Die Kippzeit liegt dabei bei einein Grenzwert, der .eine gerade noch zulässige Zeitdifferenz zwischen dem Umschalten des ersten Sauerstoff-Meßfühlers 22 und des zweiten Sauerstoff-Meßfühlers 28 kenn-

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zeichnet, Während des instabilen Schaltzustandes der monostabilen Kippstufe 68 liegt ein Signal an dem Vorbereitungseingang der bistabilen Kippstufe an. Tritt während des instabilen Schaltzustandes der monostabilen Kippstufe 68 am Ausgang, des zweiten Schwellxtfertschalters ein entsprechendes Signal auf, das auf den Takteingang der bistabilen Kippstufe 69 gelangt, dann wird die bistabile Kippstufe 69 umgeschaltet und die Warnlampe 31 leuchtet auf. Dies bedeutet, daß die Phasenverschiebung zwischen den Umschalten des ersten Sauerstoff-Meßfühlers 22 und des zweiten Sauerstoff-Meßfühlers 28 zu klein ist und daß der katalytische Reaktor 2o defekt ist. Tritt das beim Umschalten des zweiten Sauerstoff-Meßfühlers 28 entstehende elektrische Signal am Ausgang des zweiten Sehwellwerts chaters 29 -erst dann auf, vrenn die monostabile Kippstufe 68 bereits wieder in ihre stabile Schaltlage zurückgekippt ist, ändert sich an dem Schaltzustand der bistabilen Kippstufe 69 nichts, und die Warnlampe 31 leuchtet nicht auf. Dies bedeutet, daß der katalytische Reaktor 2o noch ausreichend aktiv ist.

Der Geber 7° ^zur Kennzeichnung des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine kann beispielsweise auch durch einen Schaltkontakt an dem Luftmengenmesser 14 oder durch einen beliebigen anderen Geber zur Kennzeichnung des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine 11 ersetzt werden. Dies könnte beispielsweise auch ein Drosselkiappenschalter sein, der bei einer bestimmten Stellung der Drosselklappe 15 anspricht. Eine andere i-löglichkeit, einen konstanten Betriebsfall zur überprüfung der Aktivität des katalytischen Reaktors 2o zu gewinnen, besteht beim Abstellen der Brennkraftmaschine» Bei diesem Betriebspunkt mit konstanter Leerlaufdrehzahl und konstanter Drosselklappenstellung gelingt es, bei fast stationären und somit auch vereinfachten Bedingungen, die Phasenverschiebung der beiden Ausgangsspannungen des ersten Säuerstoffmeßfuhlers 22 und des zweiten Sauer-

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stoff-Meßfühlers 28 zu ermitteln. Die Überprüfung sollte aber nur unmittelbar nach dem Abstellen der Brennkraftmaschine erfolgen, da sonst die beiden Sauerstoff-Meßfühler 22 und 28 abkühlen und dadurch eine temperaturabhängige Veränderung des Ausgangssignales dieser beiden Sauerstoff-Meßfühler 22 und 28 eintritt.

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Claims

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Ansprüche

1. Verfahren zur überwachung der Aktivität von katalytischen Reaktoren in Auspuffsystem von Brennkraftmaschinen, mit einer am Eingang des katalytischen Reaktors und einer am Ausgang des katalytischen Reaktors angebrachten Abgas-Meßsonde, dadurch gekennzeichnet, daß ein bestimmter Betriebszustand der Brennkraftmaschine (11) ermittelt wird, daß bei Vorliegen des bestimmten Betriebszustandes eine Änderung des Ausgangssignales der Abgas-Meßsonden (22,28) ausgelöst wird und daß die Zeitdauer zwischen dem Umschalten der ersten und der zweiten Abgas-Meßsonde (22, 28), ermittelt wird, die ein Maß für die Aktivität des katalytischen Reaktors (2o) ist.

2. Verfahren nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Ausgangssignales der Abgas-Meßsonden (22, 28) durch eine Veränderung des Mischungsverhältnisses des der Brennkraftmaschine (11) zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches ausgelöst wird.

3. Verfahren nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Ausgangssignales der Abgas-Meßsonden

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(22, 28) durch Verschiebung der Schaltschwelle eines ersten Schwellwertschalters (25) ausgelöst wird, der in einem Regelkreis (24) zur Regelung des Mischungsverhältnisses des der Brennkraftmaschine (11) zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches angeordnet ist.

ty. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3j mit einer Einrichtung (24, 25) zur Beeinflussung des Mischungsverhältnisses des der Brennkraftmaschine (11) zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches in Abhängigkeit vom Ausgangssignal einer Abgas-Meßsonde (22), die im Auspuffsystem einer Brennkraftmaschine (11) angeordnet ist, wobei die Abgas-Meßsonde (22) über einen ersten Schwellwertschalter (25) und einen Integrierer (26) mit der Kraftstoffaufbereitungseinrichtung (25, 26) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Abgas-Meßsonde (2 8) an einen zweiten Sehwellwertschalter (29) angeschlossen ist, daß die Ausgänge des ersten und des zweiten Schwellwertschalters (25, 29) mit einer ein Zeitglied (68) aufweisenden Impuls-Vergleichsstufe (3o) verbunden sind, die von einem Geber (7o) zur Kennzeichnung des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine (11) ansteuerbar ist.

5· Einrichtung nach Anspruch ty, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsvergleichseinrichtung (Jo) als Zeitglied (68) eine monostabile Kippstufe aufweist, die mit dem ersten

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Schwellwertschalter (25) verbunden und von diesem in ihre instabile Schaltlage umschaltbar ist, daß die monostabile Kippstufe (68) mit einer bistabilen Kippstufe (69) verbunden ist, an die gleichzeitig der zweite Schwellwertschalter (29) angeschlossen ist und daß die bistabile Kippstufe (69) mit einer Warneinrichtung (31) in Wirkverbindurig steht.

6. Einrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die bistabile Kippstufe (69) als D-Plip-Flop ausgebildet ist, an dessen Vorbereitungseingang der Ausgang der monostabilen Kippstufe (68) und an dessen Takteingang der Ausgang des zweiten Schwellwertschalter (29) angeschlossen ist. .

7. Einrichtung nach einen der Ansprüche k bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (7o) bei Vorliegen eines bestimmten Betriebszustandes der Brennkraftmaschine (11) einen Schalter (52) zur Veränderung der Schaltschwelle des ersten Schwellwertschalters (25) auslöst.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche ¹I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (70) bei Vorliegen eines bestimmten Betriebszustandes die bistabile Kippstufe (69) in ihre Ausgangsschaltlage umschaltet.

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9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber einen dritten (71) und einen vierten Schwellwertschalter (72) aufweist, die einen bestinuten V'ert eines Betriebspararr.eters der Brennkraftmaschine (11) ermitteln und über eine Torschaltung (73) ein entsprechendes Auscangssi^nal abgeben.

10. Einrichtung nach Anspruch 9 j dadurch Gekennzeichnet, daß der dritte und der vierte Schwellwertschalter (71, 72) mit dem elektrischen' Auscan_{; eines Luftn.engenn.erisers (I¹J) im Ansaugrohr (13) der Brennkraftmaschine (11) in wirkverbindung stehen.

11. Einrichtung nach einerr. der -Ansprüche H bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (7°) als Kontakt eines Luftmengenmessers (14) im Ansaugrohr (13) einer Brennkraftniaschine (11) ausgebildet ist.

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