DE69204807T2

DE69204807T2 - Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators einer Brennkraftmaschine.

Info

Publication number: DE69204807T2
Application number: DE69204807T
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Kobayashi; Yasuhiro Shimizu
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-12-16
Filing date: 1992-10-15
Publication date: 1996-04-04
Anticipated expiration: 2012-10-16
Also published as: US5279116A; JPH05163989A; EP0547326A2; EP0547326A3; JP2626384B2; EP0547326B1; DE69204807D1

Description

Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators einer Brennkraftmaschine

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Luft- Brennstoff-Verhältnissteuerungseinrichtung für eine Maschine zur Steuerung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses der Maschine auf der Basis von zumindest einem Ausgangssignal eines in der Abgasanlage stromauf eines 3-wege-Katalysators angeordneten Luft-Brennstoff-Verhältnissensors. Im einzelnen betrifft die Erfindung eine solche Luft-Brennstoff-Verhältnissteuerungseinrichtung, die in der Lage ist, die Verschlechterung eines 3-wege-Katalysators zu erfassen auf der Basis von zumindest einem Ausgangssignal eines Luft-Brennstoff-Verhältnissensors, der in der Abgasanlage stromab des 3-wege-Katalysators angeordnet ist.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Eine Luft-Brennstoff-Verhältnissteuerungseinrichtung zur Steuerung eines Luft-Brennstoff-Verhältnisses einer Maschine durch eine Rückkopplungsregelung auf der Basis eines Ausgangssignals eines Luft-Brennstoff-Verhältnissensors (O&sub2;- Sensor, Sauerstoffsensor), der in einer Abgasanlage stromauf eines katalytischen Umsetzers angeordnet ist, ist als einzelnes Sauerstoffsensorsystem bekannt. Das einzelne Sauerstoffsensorsystem dient der Steuerung des Luft- Brennstoff-Verhältnisses der Maschine auf ein stöchiometrisches Luft-Brennstoff-Verhältnis zur Verbesserung der Bedingungen der Abgasemission unter Verwendung der maximalen Fähigkeiten des katalytischen 3-Wege-Umsetzers.
Zur Kompensation der individuellen Unterschiede zwischen den einzelnen Zylindern oder den Änderungen infolge einer Alterung des stromauf angeordneten Sauerstoffsensors, wurde ferner ein zweifaches Sauerstoffsensorsystem unter Verwendung zweier Sauerstoffsensoren entwickelt (U.S. Patent Nr. 4, 739, 614). In dem zweifachen Sauerstoffsensorsystem sind die Sauerstoffsensoren stromauf und stromab des katalytischen Umsetzers in der Abgasanlage angeordnet, und die Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses wird sowohl in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Stromab-Sauerstoffsensors als auch des Stromauf-Sauerstoffsensors durchgeführt.
Auch in dem zweifachen Sauerstoffsensorsystem verschlechtern sich die Bedingungen der Abgasemission, beispielsweise HC (Kohlenwasserstoffe), CO und NOx, wenn sich der Katalysator im katalytischen Umsetzer verschlechtert, so daß es erforderlich ist, die Verschlechterung des Katalysators genau zu erfassen.
Dabei wurden verschiedene Verfahren oder Einrichtungen zur Erfassung der Verschlechterung eines Katalysators in einem katalytischen Umsetzer vorgeschlagen.
Bei dem aus dem US-Patent Nr. 4, 739, 614 bekannten System wird beispielsweise bestimmt, daß sich der Katalysator verschlechtert hat, wenn das Verhältnis der Periode T&sub1; des Wechsels des Ausgangssignals des Stromauf-Sauerstoffsensors zur Periode T&sub2; des Wechsels des Ausgangssignals des Stromab- Sauerstoffsensors, d. h. T&sub1; / T&sub2;, größer als ein vorbestimmter Wert ist (oder alternativ, wenn die Amplitude des Ausgangssignals des Stromab-Sauerstoffsensors größer als ein vorbestimmter Wert wird). Wenn jedoch in dem vorstehend beschriebenen System der Mittelwert des durch die Luft- Brennstoff-Verhältnisregelung geregelten Luft-Brennstoff- Verhältnisses vom stöchiometrischen Luft-Brennstof Verhältnis abweicht, dann tritt ein Wechsel des Ausgangssignals des stromab angeordneten Sauerstoffsensors nicht auf. In diesem Falle oszilliert das Ausgangssignal des Stromab-Sauerstoffsensors mit einer kleinen Amplitude im fetten oder mageren Bereich des Luft-Brennstoff- Verhältnisses.
In manchen Fällen wird die Amplitude des Ausgangssignals des stromab angeordneten Sauerstoffsensors auch groß, wenn der Katalysator sich noch nicht verschlechtert hat. Hat sich ferner der Stromab-Sauerstoffsensor selbst verschlechtert, dann wird die Amplitude des Ausgangssignals des Stromab- Sauerstoffsensors kleiner, auch wenn das Luft-Brennstoff- Verhältnis des Abgases stromab des katalytischen Umsetzers erheblich schwankt.
Es ist somit manchmal schwierig, die Verschlechterung des Katalysators auf der Basis der Wechselperioden oder der Amplituden des Ausgangssignals des Sauerstoffsensors genau zu erfassen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Angesichts der Probleme des Standes der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feststellung bzw. Bestimmung der Verschlechterung eines katalytischen Umsetzers bereitzustellen, das es erlaubt, die Verschlechterung des in einem zweifachen Sauerstoffsensorsystem verwendeten katalytischen Umsetzers unabhängig von der Verschlechterung des Sauerstoffsensors genau zu bestimmen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung gemäß den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen und ein Verfahren gemäß den in Patentanspruch 9 angegebenen Merkmalen.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die vorliegende Erfindung wird verständlich durch die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Figuren. Es zeigt:
Fig. 1 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung von typischen Änderungen in der Ausgangsantwortkennlinie der stromauf und stromab angeordneten Sauerstoffsensoren infolge einer Verschlechterung der Sauerstoffsensoren unter normalen Katalysatorbedingungen,
Fig. 2 eine graphische Darstellung ähnlich der von Fig. 1, wobei hier jedoch verschlechterte Katalysatorbedingungen vorliegen,
Fig. 3 Änderungen in der Ausgangsantwortkennlinie des Stromab-Sauerstoffsensors infolge einer Verschlechterung des Katalysators,
Fig. 4 eine Änderung in der Ausgangsantwortkennlinie des Sauerstoffsensors infolge einer Verschlechterung des Sauerstoffsensors,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Brennkraftmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6A, Ablaufdiagramme zur Veranschaulichung der Wirkungs-6B, 8A, weise der Steuerungsschaltung gemäß Fig. 5, 8B, 9 und 10A - 10C
Fig. 7 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der Ablaufdiagramme der Fig. 6A und 6B,
Fig. 11 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Länge LVOM und des Bereichs (Fläche) AVOM der Ausgangsantwortkennlinie des Stromauf-Sauerstoffsensors, und
Fig. 12 Beispiele eines Kennfelds zur Verwendung für die Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators gemäß der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Die Fig. 1 bis 4 veranschaulichen schematisch das Verfahrensprinzip zur Bestimmung der Verschlechterung eines 3-Wege-Katalysators gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie nachstehend noch im einzelnen erläutert wird, wird die Erfassung der Verschlechterung des Katalysators auf der Basis von zwei Kennwerten der Ausgangsantwortkennlinie der stromauf und stromab angeordneten Sauerstoffsensoren (0&sub2;-Sensoren) durchgeführt, d. h. auf der Basis der Längen der Ausgangsantwortkennlinien und der Fläche zwischen den Ausgangsantwortkennlinien und den Bezugswertlinien der Sauerstoffsensoren.
Fig. 3 zeigt Ausgangsantwortkennlinien der stromauf und stromab angeordneten Sauerstoffsensoren, wenn das Luft- Brennstoff-Verhältnis der Maschine (rückgekoppelt) geregelt wird. Fig. 3 (A) zeigt die Antwortkennlinie des Ausgangssignals VOM des Stromauf-Sauerstoffsensors. Wie in Fig. 3 (A) erkennbar ist, oszilliert das Ausgangssignal des Stromauf-Sauerstoffsensors normalerweise zwischen der mageren Seite und der fetten Seite, wenn das Luft-Brennstoff- Verhältnis der Maschine geregelt wird.
Die Fig. 3 (B) bis (G) zeigen die Antwortkennlinien des Ausgangssignals VOS des Stromab-Sauerstoffsensors, und (C) bis (E) zeigen den Fall, in dem sich der Katalysator verschlechtert hat, (B), (F) und (C) zeigen den Fall, in welchem der Katalysator normal ist. In den Fällen (B) und (C) wird ebenfalls das Luft-Brennstoff-Verhältnis der Maschine geregelt, so daß der zentrale Wert der Schwingung (Oszillation) des Luft-Brennstoff-Verhältnisses der Maschine mit dem stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnis übereinstimmt. Demgegenüber weicht der zentrale Wert der Schwingung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses der Maschine in den Fällen (D) bis (G) erheblich vom stöchiometrischen Luft- Brennstoff-Verhältnis ab. Die Fälle (D) bis (G) treten beispielsweise dann auf, wenn der Stromauf-Sauerstoffsensor betroffen ist von einer Änderung der Charakteristik der Brennstoffeinspritzeinrichtung eines bestimmten Zylinders. Wie aus den Fig. 3 (C), (D), (E), (F) erkennbar ist, wird die Schwingungsperiode des Ausgangssignals des Stromab- Sauerstoffsensors kürzer, wenn sich der Katalysator verschlechtert hat, im Vergleich zu denjenigen der Fig. 3 (B), (F), (C), in denen sich der Katalysator nicht verschlechtert hat, unabhängig vom zentralen Wert der Rückkopplungsregelung. Hat sich dementsprechend der Katalysator verschlechtert, dann vergrößert sich die Länge LVOS der Antwortkennlinie des Ausgangssignals VOS. Es ist daher bis zu einem gewissen Grad möglich, die Verschlechterung des Katalysators unter Verwendung eines Parameters wie LVOS/LVOM (wobei LVOM die Länge der Antwortkennlinie des Ausgangssignals VOM des Stromauf- Sauerstoffsensors bezeichnet) zu ermitteln. Es wird in diesem Fall bestimmt, daß sich der Katalysator verschlechtert hat, wenn der Wert LVOS/LVOM größer als ein vorbestimmter Wert wird.
Wird jedoch die Verschlechterung des Katalysators nur aus den Längen der Ausgangsantwortkennlinien der Sauerstoffsensoren bestimmt, dann ist es in manchen Fällen schwierig, die Verschlechterung des Katalysators genau zu bestimmen. Beispielsweise zeigen die Fig. 4 (A) bis (C) die Veränderung der Ausgangsantwort des Sauerstoffsensors infolge der Verschlechterung des Sauerstoffsensors selbst. Fig. 4 (A) zeigt die Antwortkennlinie des Sauerstoffsensors unter normalen Bedingungen, und die Fig. 4 (B) und (C) zeigen die Antwortkennlinie des Sauerstoffsensors nach einer Verschlechterung. Hat sich der Sauerstoffsensor verschlechtert, dann wird die Amplitude der Ausgangsantwortkennlinie kleiner (Fig. 4 (B), (C)) im Vergleich zur Amplitude unter normalen Bedingungen (Fig. 4 (A)). Hierbei wird die Länge der Ausgangsantwortkennlinie (LVOS oder LVOM) ebenfalls kleiner, wenn sich der Sauerstoffsensor verschlechtert hat. Hat sich daher der Stromauf-Sauerstoffsensor verschlechtert, dann vergrößert sich auch der Wert LVOS/LVOM, obwohl sich der Katalysator nicht verschlechtert hat, und wenn sich der Stromab- Sauerstoffsensor verschlechtert hat, dann bleibt der Wert LVOS/LVOM klein, obwohl sich der Katalysator verschlechtert hat.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators durchgeführt unter Verwendung eines Bereichs (Fläche), der von der Ausgangsantwortkennlinie und der Bezugswertlinie begrenzt wird zusätzlich zur Länge der Ausgangsantwortkennlinie. Wie den Fig. 3 (B) und (C) entnommen werden kann, wird der von der Ausgangsantwortkennlinie des Stromab-Sauerstoffsensors umgrenzte Bereich (angegeben durch einen schraffierten Bereich in den Fig. 3 (B) und (C)) kleiner, wenn sich der Katalysator verschlechtert hat.
Wie gleichfalls den Fig. 4 (A) bis (C) zu entnehmen ist, wird dieser Bereich kleiner, wenn sich der Sauerstoffsensor verschlechtert hat. Wird somit der Wert AVOS/AVOM zusätzlich zu dem Wert LVOS/LVOM verwendet, dann kann die Verschlechterung des Katalysators unabhängig von der Verschlechterung des Sauerstoffsensors ermittelt werden (wobei AVOS den Bereich innerhalb der Ausgangsantwortkennlinie (VOM) des Stromauf-Sauerstoffsensors und AVOS den Bereich innerhalb der Ausgangsantwortkennlinie (VOS) des Stromab-Sauerstoffsensors darstellt).
Die Fig. 1 und 2 zeigen die Veränderung in den Werten LVOS/LVOM und AVOS/AVOM in Übereinstimmung mit der Verschlechterung des Stromauf-Sauerstoffsensors und Stromab-Sauerstoffsensors, wenn der Katalysator normal ist (Fig. 1) und wenn sich der Katalysator verschlechtert hat (Fig. 2). In den Fig. 1 und 2 bezeichnen die Spalten mit einer Markierung die Ausgangsantwortkennlinie der Sauerstoffsensoren unter normalen Bedingungen, und die Spalten mit einer Markierung bezeichnen die Ausgangsantwortkennlinien von verschlechterten Sauerstoffsensoren. Wie aus den Fig. 1 und 2 erkennbar ist, haben sich die Ausgangsantworten des stromauf und stromab angeordneten Sauerstoffsensors, wie nachstehend angegeben, entsprechend der Verschlechterung des Katalysators und der Sauerstoffsensoren geändert.

1. Stromauf-Sauerstoffsensor (VOM)

(1) hat sich der Stromauf-Sauerstoffsensor nicht verschlechtert, dann sind die beiden Längen LVOM und der Bereich AVOM unabhängig von der Verschlechterung des Katalysators groß. (Fig. 1 (1), (2) und Fig. 2 (5), (6)).
(2) hat sich der Stromauf-Sauerstoffsensor verschlechtert, dann sind beide Längen LVOM und der Bereich AVOM unabhängig von der Verschlechterung des Katalysators klein. (Fig. 1 (3), (4) und Fig. 2 (7), (8)).

2. Stromab-Sauerstoffsensor (VOS)

(1) Falls sich der Katalysator nicht verschlechtert hat:
1. Die Länge LVOS ist unabhängig von der Verschlechterung des Stromab-Sauerstoffsensors klein (Fig. 1 (1) - (4)).
2. Der Bereich AVOS ist groß, wenn sich der Stromab-Sauerstoffsensor nicht verschlechtert hat (Fig. 1 (1), (3)) und ist mittelgroß, wenn sich der Stromab- Sauerstoffsensor verschlechtert hat (Fig. 1 (2), (4)).
(2) Falls sich der Katalysator verschlechtert hat:
1. Beide Längen LVOS und der Bereich AVOS sind groß, wenn sich der Stromab-Sauerstoffsensor nicht verschlechtert hat (Fig. 2 (5), (7)).
2. Die Länge LVOS ist mittelgroß und der Bereich AVOS ist klein, wenn sich der Stromab- Sauerstoffsensor verschlechtert hat (Fig. 2 (6), (8)).
In entsprechender Weise nimmt das Verhältnis der Längen LVOS/LVOM und das Verhältnis der Bereiche AVOS/AVOM die in den rechten Spalten der Fig. 1 und 2 angegebenen Werte an. Dabei ist zu beachten, daß es bei einer Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators nur mit den Parametern LVOS/LVOM schwierig ist, die Verschlechterung des Katalysators in den Fällen der Fig. 1 (3) und der Fig. 2 (6) zu bestimmen, da die Werte von LVOS/LVOM in diesen Fällen etwa gleich sind trotz des Unterschieds im Vorliegen einer Verschlechterung des Katalysators. Auch in diesen Fällen ist jedoch der Wert des Verhältnisses AVOS/AVOM sehr groß, wenn sich der Katalysator nicht verschlechtert hat (Fig. 1 (3)), und ist klein, wenn sich der Katalysator verschlechtert hat (Fig. 2 (6)). Daher kann bei Verwendung der Parameter LVOS/LVOM und AVOS/AVOM die Verschlechterung des Katalysators auch in diesen Fällen genau bestimmt werden.
Im nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Verschlechterung des Katalysators aus den Parametern LVOS/LVOM und AVOS/AVOM auf der Basis der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Zusammenhänge bestimmt.
Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines Katalysators zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Feststellungsverfahrens.
In Fig. 5 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Brennkraftmaschine für ein Fahrzeug. Ein Luftansaugkanal 2 der Maschine 1 ist mit einem Luftströmungsmessgerät 3 vom Potentiometertyp zur Erfassung einer Ansaugluftmenge der Maschine 1 und zur Erzeugung eines analogen Spannungssignals proportional zur durchströmenden Luftmenge ausgestattet. Das Signal des Luftströmungsmessgeräts 3 wird zu einem einen Multiplexer enthaltenden Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 101 der Steuerungsschaltung 10 zugeführt.
Kurbelwinkelsensoren 5 und 6 zur Erfassung des Winkels der (nicht gezeigten) Kurbelwelle der Maschine 1 sind an einem Verteiler 4 angeordnet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erzeugt der Kurbelwinkelsensor 5 ein Pulssignal alle 720º Kurbelwinkel (CA), und der Kurbelwinkelsensor 6 erzeugt ein Pulssignals alle 300 CA. Die Pulssignale der Kurbelwinkelsensoren 5 und 6 werden einer Eingabe/Ausgabeschnittstelle (I/O-Schnittstelle) 102 der Steuerungsschaltung 10 zugeführt. Ferner wird das Pulssignal des Kurbelwinkelsensors 6 danach einem Interrupteingang der Zentraleinheit (CPU) 103 zugeführt.
Im Luftansaugkanal 2 ist ein Brennstoffeinspritzventil 7 an der Einlaßöffnung jedes Zylinders der Maschine 1 zur Zuführung von unter Druck stehendem Brennstoff vom Brennstoffversorgungssystem zu den Zylindern der Maschine angeordnet.
Ein Kühlmitteltemperatursensor 9 zur Erfassung der Temperatur des Kühlmittels ist im Kühlwassermantel eines Zylinderblocks 8 der Maschine 1 vorgesehen. Der Kühlmitteltemperatursensor 9 erzeugt ein analoges Spannungssignal in Abhängigkeit von der Temperatur THW des Kühlmittels und überträgt dieses Signal zu dem A/D-Wandler 101 der Steuerungsschaltung 10.
In der Abgasanlage ist ein katalytischer 3-Wege-Umsetzer 12 zur Reduktion und Oxidation im Abgasrohr stromab des Abgaskrümmers 11 angeordnet. Der katalytische Umsetzer 12 ist in der Lage, die drei Verunreinigungen des Abgases, CO, HC (Kohlenwasserstoffe) und NOx gleichzeitig zu entfernen.
Ein Stromauf-Sauerstoffsensor (O&sub2;-Sensor) 13 ist am Abgaskrümmer 11 und somit stromauf des katalytischen Umsetzers 12 angeordnet.
Ein Stromab-Sauerstoffsensor (O&sub2;-Sensor) 15 ist am Abgasrohr 14 stromab des katalytischen Umsetzers 12 vorgesehen. Der Stromauf-Sauerstoffsensor 13 und der Stromab-Sauerstoffsensor 15 erzeugen Ausgangssignale entsprechend der Konzentration der Sauerstoffkomponente im Abgas.
Im einzelnen erzeugen die Sauerstoffsensoren 13 und 15 Ausgangsspannungssignale, die sich in Abhängigkeit davon verändern, ob das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Abgases gegenüber dem stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnis fett oder mager ist. Die von den Sauerstoffsensoren 13 und 15 abgegebenen Signale werden dem A/D-Wandler 101 der Steuerungsschaltung 10 zugeführt.
Die Steuerungsschaltung 10, die mittels eines Mikrocomputers aufgebaut sein kann, weist ferner eine Zentraleinheit (CPU) 103, einen Festwertspeicher (ROM) 104 zur Speicherung eines Hauptprogramms und von Interruptprogrammen wie beispielsweise einem Brennstoffeinspritzungsprogramm, einem Zündzeitpunktsprogramm und von Konstanten, einen Schreib-Lesespeicher (RAM) 105 zur zeitweiligen Speicherung von Daten, einen Sicherungs- Schreib-Lesespeicher RAM 106, und einen Taktgenerator 107 auf zur Erzeugung verschiedener Taktsignale. Der Sicherungs- Schreib-Lesespeicher RAM 106 ist direkt mit einer nicht gezeigten Batterie verbunden, so daß der Inhalt dieses Sicherungsspeichers RAM 106 auch dann gesichert ist, wenn der nicht gezeigte Zündschalter ausgeschaltet ist.
Ein durch den Fahrer des Fahrzeugs betätigbares Drosselventil 16 ist im Luftansaugkanal 2 zusammen mit einem Leerlaufschalter 17 vorgesehen zur Erfassung der Öffnung des Drosselventils und Erzeugung eines Signals ("LL-Signal"), wenn das Drosselventil 16 vollständig geöffnet ist. Das LL- Signal wird der I/O-Schnittstelle 102 der Steuerungsschaltung 10 zugeführt.
Bezugszeichen 18 bezeichnet ein sekundäres Luftzufuhrventil zur Zuführung von Sekundärluft in den Abgaskrümmer 11 zur Verminderung der Emission von Kohlenwasserstoff HC und CO während einer Verzögerung oder während des Leerlaufs der Maschine.
Bezugszeichen 19 bezeichnet einen Alarmgeber, der aktiviert wird, wenn bestimmt wurde, daß sich der katalytische Umsetzer 12 verschlechtert hat.
Ein Abwärtszähler 108, ein Flip-Flop 109 und eine Ansteuerungsschaltung 110 sind in der Steuerungsschaltung 10 vorgesehen zur Steuerung des Brennstoffeinspritzventils 7.
Wird mittels eines nachstehend noch beschriebenen Programms eine Brennstoffeinspritzmenge TAU berechnet, dann wird diese Menge TAU im Abwärtszähler 108 voreingestellt, während gleichzeitig das Flip-Flop 109 gesetzt wird, und im Ergebnis bewirkt die Ansteuerungsschaltung 110 eine Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 7. Ferner zählt der Abwärtszähler 108 das Taktsignal des Taktgenerators 107, und es wird sodann ein logisches "1"-Signal vom Abwärtszähler 108 zum Rücksetzen des Flip-Flops 109 abgegeben, so daß die Ansteuerungsschaltung 110 die Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 7 beendet, wodurch eine Menge von Brennstoff entsprechend der Brennstoffeinspritzmenge TAU den Zylindern zugeführt wird.
Interruptanforderungen treten an der CPU 103 auf, wenn der A/D-Wandler 101 eine Analog-Digital-Wandlung beendet und ein Interruptsignal erzeugt hat, wenn der Kurbelwinkelsensor 6 ein Pulssignal erzeugt und wenn der Taktgenerator 107 ein spezielles Taktsignal erzeugt.
Der Ansaugluftmengenwert Q des Luftströmungsmessers 3 und der Kühlmitteltemperaturwert THW des Kühlmittelsensors 9 werden über ein im RAM 105 gespeichertes und zu vorbestimmten Intervallen durchgeführtes Programm zur Analog/Digital- Wandlung eingelesen, wobei die Werte von Q und THW zu festgelegten Intervallen im RAM 105 erneuert werden. Die Maschinendrehzahl Ne wird mittels eines Interruptprogramms, das bei jeweils 300 CA, d. h. bei jedem Pulssignal des Kurbelwinkelsensors 6 durchgeführt wird, berechnet und im RAM 105 gespeichert.
Nachstehend wird die Wirkungsweise der Steuerungsschaltung 10 gemäß Fig. 5 beschrieben.
Die Fig. 6A und 6B zeigen ein Programm zur rückgekoppelten Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses. Diese Programm berechnet einen Luft-Brennstoff-Verhältnis-Korrekturfaktor FAF in Abhängigkeit vom Ausgangssignal VOM des Stromauf- Sauerstoffsensors 13 und wird in vorbestimmten Intervallen von beispielsweise 4 ms durchgeführt.
In Schritt 601 von Fig. 6A wird bestimmt, ob alle Bedingungen für eine Luft-Brennstoff-Verhältnis-Regelung erfüllt sind. Die Bedingungen für eine Regelung sind beispielsweise:
: die Maschine wurde noch nicht gestartet,
: die Kühlmitteltemperatur ist höher als ein vorbestimmter Wert,
: Brennstoffanreicherungen wie beispielsweise eine Anlaß-Brennstoffanreicherung, eine Aufwärmungs- Brennstoffanreicherung, eine Leistungs-Brennstoffanreicherung oder eine OTP-Brennstoffanreicherung zur Vermeidung eines übermässigen Anstiegs der Temperatur des katalytischen Umsetzers, wurden noch nicht durchgeführt,
: das Ausgangssignal des Stromauf-Sauerstoffsensors 13 hat zumindest ein Mal gewechselt, (d. h. ein Wechsel von einem fetten Luft-Brennstoffgemisch-Ausgangssignal zu einem mageren Luft-Brennstoffgemisch-Ausgangssignal oder umgekehrt),
: ein Brennstoffabschaltbetrieb wurde noch nicht durchgeführt.
Ist eine dieser Bedingungen noch nicht erfüllt, dann geht das Programm zu Schritt 625 gemäß Fig. 68 über, in dem die Luft- Brennstoff-Verhältnis-Regelungsmarke XMFB auf "0" gesetzt wird, worauf das Programm mit Schritt 626 in Fig. 68 beendet ist.
Sind jedoch alle Bedingungen einer Luft-Brennstoff- Verhältnis-Regelung in Schritt 601 erfüllt, dann geht das Programm zu Schritt 602 über.
In Schritt 602 wird eine Analog/Digital-Wandlung mit der Ausgangsspannung VOM des Stromauf-Sauerstoffsensorsß durchgeführt, und der analog/digital-gewandelte Wert wirdsodann dem A/D-Wandler 101 entnommen. In Schritt 603 wird sodann die Spannung VOM mit einer Referenzspannung VR1 verglichen zur entsprechenden Bestimmung, ob das vom Stromauf-Sauerstoffsensor 13 ermittelte gegenwärtige Luft- Brennstoff-Verhältnis in Bezug auf das stöchiometrische Luft- Brennstoff-Verhältnis auf der mageren oder auf der fetten Seite liegt. Die Referenzspannung VR1 wird üblicherweise auf einen Wert in der Nähe des zentralen Werts der maximalen Amplitude des Ausgangssignals des Sauerstoffsensors gesetzt und im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist VR1 auf 0.45 V gesetzt.
Ist VOM ≤ VR1, d. h. ist das gegenwärtige Luft-Brennstoff- Verhältnis mager, dann geht der Regelungsablauf zu Schritt 604 über, in welchem bestimmt wird, ob der Wert eines Verzögerungszählers CDLY positiv ist. Ist CDLY > 0, dann geht der Regelungsablauf zu Schritt 605 über, in welchem der Verzögerungszähier CDLY gelöscht wird, und das Programm geht sodann zu Schritt 606 über. Im Falle von CDLY < 0, geht die Regelung direkt zu Schritt 606. In Schritt 606 wird der Verzögerungszähler CDLY um 1 herabgezählt, und in Schritt 607 wird bestimmt, ob CDLY < TDL. Dabei bezeichnet TDL eine Magerverzögerungszeit, während der ein fetter Betriebszustand aufrecht erhalten wird, auch wenn sich das Ausgangssignal des Stromauf-Sauerstoffsensors 13 von fett auf mager ändert, und wobei TDL durch einen negativen Wert bestimmt ist. Daher wird nur unter der Bedingung CDLY < TDL in Schritt 607 die Regelung zu Schritt 608 übergehen, in welchem CDLY zu TDL wird, und ferner zu Schritt 609 übergehen, in welchem eine Luft-Brennstoff-Verhältnismarke F1 auf "0" (magerer Zustand) gesetzt wird. Ist demgegenüber VOM > VR1, wobei das gegenwärtige Luft-Brennstoff-Verhältnis fett ist, dann geht die Regelung zu Schritt 610 über, in welchem bestimmt wird, ob der Wert des Verzögerungszählers CDLY negativ ist. Ist CDLY < 0, dann geht die Regelung zu Schritt 611 über, in welchem der Verzögerungszähler CDLY gelöscht wird, worauf zu Schritt 612 übergegangen wird. Unter der Bedingung CDLY ≥ 0 geht die Regelung direkt zu Schritt 612. In Schritt 612 wird der Verzögerungszähler CDLY um 1 hochgezählt und es wird in Schritt 613 bestimmt, ob die Bedingung CDLY > TDR vorliegt. Dabei ist TDR eine Fettverzögerungszeit, während der ein magerer Zustand aufrecht erhalten wird, auch wenn sich das Ausgangssignal des Stromauf-Sauerstoffsensors 13 von der mageren Seite zur fetten Seite ändert, und wobei TDR durch einen positiven Wert bestimmt ist. Daher wird in Schritt 613 nur bei Vorliegen der Bedingung CDLY > TDR die Regelung zu Schritt 614 übergehen, in welchem CDLY zu TDR gemacht wird, und danach zu Schritt 615 übergehen, in welchem die Luft- Brennstoff-Verhältnismarke F1 "1" (fetter Zustand) gesetzt wird.
Sodann wird in Schritt 616 gemäß Fig. 68 bestimmt, ob sich die Luft-Brennstoff-Verhältnismarke F1 umgekehrt hat, d. h. ob das verzögerte, vom Stromauf-Sauerstoffsensor 13 ermittelte Luft-Brennstoff-Verhältnis gewechselt hat. Hat die Luft-Brennstoff-Verhältnismarke F1 gewechselt, dann geht die Regelung zu den Schritten 617 bis 619 über, in welchen eine Sprungverarbeitung (sprunghafte Änderung) stattfindet. Wird hierbei in Schritt 617 die Marke F1 auf "0" (mager) gesetzt, dann geht die Regelung zu Schritt 618 über, in welchem der Korrekturfaktor FAF erheblich durch einen Sprungbetrag RSR vergrößert wird. Ist ferner in Schritt 617 die Marke F1 gleich "1" (fett), dann geht die Regelung zu Schritt 619 über, in welchem der Korrekturf aktor FAF in erheblichem Umfang durch einen Sprungbetrag RSL vermindert wird. Hat demgegenüber die Luft-Brennstoff-Verhältnismarke F1 in Schritt 616 nicht gewechselt, dann geht die Regelung zu den Schritten 620 bis 622 über, in welchen eine Integration durchgeführt wird. Ist dabei in Schritt 620 die Marke Fl gleich "0" (mager), dann geht die Regelung zu Schritt 621 über, in welchem der Korrekturfaktor FAF allmählich durch einen Fettintegrationsbetrag KIR vergrößert wird. Ist in Schritt 620 die Marke F1 gleich "1" (fett), dann geht die Regelung zu Schritt 622 über, in welchem der Korrekturfaktor FAF allmählich durch einen Magerintegrationsbetrag KIL vermindert wird.
In Schritt 623 wird sodann der Luft-Brennstoff-Verhältnis- Korrekturfaktor FAF beschränkt, beispielsweise durch einen Minimalwert von 0.8 oder einen Maximalwert von 1:2, zur Verhinderung, daß das geregelte Luft-Brennstoff-Verhältnis zu fett oder zu mager wird.
Der Korrekturfaktor FAF wird sodann im Schreib-Lesespeicher RAM 105 gespeichert und das Programm geht über zu Schritt 624, in welchem die Luft-Brennstoff-Verhältnisregelungsmarke XMFB auf "1" gesetzt wird, worauf das Programm mit Schritt 626 beendet ist.
Der Regelungsbetrieb gemäß den Ablaufdiagrammen der Fig. 6A und 68 wird ferner in Verbindung mit den Fig. 7 (A) bis 7 (D) beschrieben. Wird gemäß Fig. 7 (A) das Luft-Brennstoff- Verhältnis A/F durch das Ausgangssignal des Stromauf- Sauerstoffsensors 13 erhalten, dann wird der Verzögerungszähler CDLY während eines fetten Betriebs hochgezählt und während eines mageren Betriebs wie in (B) dargestellt abwärtsgezählt. Im Ergebnis wird ein verzögertes Luft-Brennstoff-Verhältnis entsprechend der Luft-Brennstoff- Verhältnismarke F1, wie in (C) gezeigt, erhalten. Beispielsweise ändert sich das verzögerte Luft-Brennstoff- Verhältnis F1 zum Zeitpunkt t&sub2; nach der Fettverzögerungszeit TDR, auch wenn sich zum Zeitpunkt t&sub1; das Luft-Brennstoff-Verhältnis A/F von der mageren Seite zur fetten Seite ändert. In gleicher Weise ändert sich das verzögerte Luft-Brennstoff- Verhältnis A/F' (F1) zum Zeitpunkt t&sub4; nach der Magerverzögerungszeit TDL, auch wenn sich zum Zeitpunkt t&sub3; das Luft-Brennstoff-Verhältnis A/F von der fetten Seite zur mageren Seite ändert. Zu den Zeitpunkten t&sub5;, t&sub6; oder t&sub7;, wenn sich jedoch das Luft-Brennstoff-Verhältnis A/F in einer kürzeren Zeit als die Fettverzögerungszeit TDR oder die Magerverzögerungszeit TDL umkehrt, wechselt das verzögerte Luft-Brennstoff-Verhältnis F1 zum Zeitpunkt t&sub8;. Somit ist das verzögerte Luft-Brennstoff-Verhältnis A/F' (F1) stabil im Vergleich zum Luft-Brennstoff-Verhältnis A/F. Ferner wird, wie in (D) dargestellt, bei jeder Änderung des verzögerten Luft-Brennstoff-Verhältnisses F1 von der fetten Seite zur mageren Seite oder umgekehrt der Korrekturfaktor FAF mittels der Sprungbeträge RSR oder RSL sprungartig geändert, ünd der Korrekturfaktor FAF wird allmählich vergrößert oder verkleinert in Abhängigkeit von dem verzögerten Luft- Brennstoff-Verhältnis F1.
Nachstehend wird nun die Luft-Brennstoff-Verhältnisregelung des zweifachen Sauerstoffsensorsystems beschrieben, bei welchem das Luft-Brennstoff-Verhältnis auf der Basis des Ausgangssignals des Stromab-Sauerstoffsensors 15 sowie des Ausgangssignals des Stromauf-Sauerstoffsensors 13 geregelt wird.
Im allgemeinen werden drei Arten von Luft-Brennstoff- Verhältnisregelungen mittels des Stromab-Sauerstoffsensors 15 angewendet: der Betriebstyp, bei welchem einer oder mehrere der Parameter wie beispielsweise die Sprungbeträge RSR, RSL, die Integrationsbeträge KIR, KIL und die Verzögerungszeiten TDR und TDL variabel sind, der Betriebstyp, in welchem die Referenzspannung VR1 des Ausgangssignals VOM des Stromauf- Sauerstoffsensors variabel ist, oder der Betriebstyp, in welchem ein zweiter Luft-Brennstoff-Verhältniskorrekturfaktor FAF2 entsprechend dem Ausgangssignal des Stromab- Sauerstoffsensors 15 berechnet und eingeführt wird.
Wird beispielsweise der Fettsprungbetrag RSR vergrößert oder wird der Magersprungbetrag RSL vermindert, dann wird das geregelte Luft-Brennstoff-Verhältnis fetter, und wird der Magersprungbetrag RSL vergrößert oder der Fettsprungbetrag RSR vermindert, dann wird das geregelte Luft-Brennstoff- Verhältnis magerer. Auf diese Weise kann das Luft-Brennstoff- Verhältnis durch eine Änderung des Fettsprungbetrags RSR und des Magersprungbetrags RSL in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Stromab-Sauerstoffsensors 15 geregelt werden. Wird ferner der Fettintegrationsbetrag KIR vergrößert oder der Magerintegrationsbetrag KIL verkleinert, dann wird dass geregelte Luft-Brennstoff-Verhältnis fetter, und wird der Magerintegrationsbetrag KIL vergrößert oder der Fettintegrationsbetrag KIR verkleinert, dann wird das geregelte Luft-Brennstoff-Verhältnis magerer. Somit kann das Luft-Brennstoff-Verhältnis durch eine Änderung des Fettintegrationsbetrags KIR und des Magerintegrationsbetrags KIL in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Stromab- Sauerstoffsensors 15 geregelt werden. Wird ferner die Referenzspannung VR1 vergrößert, dann wird das geregelte Luft-Brennstoff-Verhältnis fetter, und wird die Referenzspannung VR1 vermindert, dann wird das geregelte luft-Brennstoff-Verhältnis magerer. Somit kann das Luft- Brennstoff-Verhältnis durch eine Änderung der Referenzspannung VR1 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Stromab-Sauerstoffsensors 15 geregelt werden.
Wird desweiteren die Fettverzögerungszeit länger als die Magerverzögerungszeit (TDR > TDL), dann wird das geregelte Luft-Brennstoff-Verhältnis fetter, und wird die Magerverzögerungszeit länger als die Fettverzögerungszeit (TDL > TDR), dann wird das geregelte Luft-Brennstoff-Verhältnis magerer. Auf diese Weise kann das Luft-Brennstoff- Verhältnis durch eine Änderung der Fettverzögerungszeit TDR und der Magerverzögerungszeit TDL in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Stromab-Sauerstoffsensors 15 geregelt werden.
Diese verschiedenen Regelungstypen des Luft-Brennstoff- Verhältnisses weisen jeweils entsprechende Vorteile auf. Sind beispielsweise die Verzögerungszeiten TDR und TDL variabel, dann kann eine genaue Regelung des Luft-Brennstoff- Verhältnisses erzielt werden, und wenn die Sprungbeträge RSR und RSL variabel sind, kann die Ansprechempfindlichkeit der Regelung verbessert werden. Selbstverständlich können zwei oder drei dieser Regelungstypen zur selben Zeit angewendet werden.
Die Fig. 8A und 8B zeigen ein Ablaufdiagramm eines Regelungsablaufs des zweifachen Sauerstoffsensorssystems, in welchem die Sprungbeträge RSR und RSL verändert werden in Abhängigkeit vom Ausgangssignal VOS des Stromab-Sauerstoffsensors 15. Dieses Programm wird zu vorbestimmten Intervallen von 512 ms durchgeführt.
Die Schritte von 801 bis 806 gemäß Fig. 8A betreffen den Ablauf zur Bestimmung, ob die Bedingungen zur Durchführung der Rückkopplungsregelung auf der Basis des Ausgangssignals des Stromab-Sauerstoffsensors 15 erfüllt sind.
Die Bedingungen sind:
: die Bedingungen zur Durchführung der Luft-Brennstoff- Verhältnisregelung auf der Basis der Ausgangssignale des Stromauf-Sauerstoffsensors 13 sind erfüllt (die Luft-Brennstoff-Verhältnisregelungsmarke XMFB = in Schritt 801),
: die Temperatur THW des Kühlmittels ist höher als ein vorbestimmter Wert (von beispielsweise 70º C) (Schritt 802),
: das Drosselventil 16 ist nicht vollständig geschlossen (das LL-Signal ist nicht EIN) (Schritt 803),
: es wird keine Sekundärluft AS in den Abgaskrümmer eingeleitet (Schritt 804),
: die durch Q/Ne angegebene Maschinenlast ist größer als ein vorgegebener Wert X&sub1; (d. h. Q/Ne ≥ X&sub1;), (Schritt 805),
: der Stromab-Sauerstoffsensor 15 ist aktiviert (Schritt 806).
Ist eine dieser Bedingungen nicht erfüllt, dann geht das Programm zu Schritt 819 über, in welchem die Luft-Brennstoff- Verhältnisregelungsmarke XSFB zurückgesetzt wird (= "0").
Sind die in den Schritten 801 bis 806 angegebenen Bedingungen alle erfüllt, dann wird die Marke XSFB in Schritt 808 gesetzt (= "0"), und das Programm geht sodann zu Schritt 809 gemäß Fig. 8B über.
In den Schritten 809 bis 818 ist der Ablauf zur Berechnung der Sprungbeträge RSR oder RSL in Abhängigkeit vom Ausgangssignal VOS des Stromab-Sauerstoffsensors 15 angegeben.
In Schritt 809 wird eine Analog/Digital-Wandlung mit dem Ausgangssignal VOS des Stromab-Sauerstoffsensors 15 durchgeführt und der analog/digital-gewandelte Wert wird sodann dem A/D-Wandler 101 entnommen. In Schritt 810 wird sodann die Spannung VOS mit einer Referenzspannung VR2 von 0.55 V verglichen zur Bestimmung, ob das gegenwärtige, vom Stromab-Sauerstoffsensor 15 ermittelte Luft-Brennstoff- Verhältnis auf der fetten Seite oder auf der mageren Seite im Vergleich zum stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnis liegt. Die Referenzspannung VR2 (von 0.55 V) ist vorzugsweise höher als die Referenzspannung VR1 (von 0.45 V) im Hinblick auf die Unterschiede in der Ausgangskennlinie und der Verschlechterungsgeschwindigkeit zwischen dem Sauerstoff- sensor 13 stromauf des katalytischen Umsetzers und dem Sauerstoffsensor 15 stromab des katalytischen Umsetzers.
25 Liegt in Schritt 810 die Bedingung VOS ≤ VR2 (magerer Zustand) vor, dann geht das Programm zu den Schritten 811 bis 813 über, und unter der Bedingung VOS > VR2 (fetter Zustand) geht das Programm zu den Schritten 814 bis 816 über. In Schritt 811 wird der Fettsprungbetrag RSR durch einen Wert ΔRS (Konstante) vergrößert zum Verschieben des Luft- Brennstoff-Verhältnisses zur fetten Seite. In den Schritten 812 und 813 wird der Sprungbetrag RSR beschränkt durch einen maximalen Wert MAX (von beispielsweise etwa 7.5 %). Ferner wird in Schritt 814 der Fettsprungbetrag durch einen Wert ΔRS vermindert zur Verschiebung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses zur mageren Seite. Sodann wird in den Schritten 815 und 816 der Fettsprungbetrag RSR beschränkt durch einen Minimalwert MIN (von beispielsweise etwa 2.5 %). Der Maximalwert MAX wird derart ausgewählt, daß der Änderungsbetrag des Luft- Brennstoff-Verhältnisses in einem Bereich gehalten wird, der die Fahrbarkeit nicht verschlechtert, und der Minimalwert MIN wird derart ausgewählt, daß die Ansprechempfindlichkeit der Regelung in Übergangsbedingungen nicht verschlechtert wird.
In Schritt 817 wird der Magersprungbetrag RSL berechnet durch
RSL E 10% - RSR.
Im einzelnen wird dabei die Summe aus RSR und RSL bei 10 % gehalten. In Schritt 818 werden sodann die Sprungbeträge RSR und RSL im Sicherungs-Schreib-Lesespeicher RAM 106 gespeichert, und das Programm wird mit Schritt 820 gemäß Fig. 8A beendet.
Fig. 9 zeigt ein Programm zur Berechnung der Brennstoffeinspritzmenge unter Verwendung des mit dem Programm gemäß den Fig. 6A und 68 berechneten Luft- Brennstoff-Verhältnis-Korrekturfaktors FAF.
In Schritt 901 wird eine Basis-Brennstoffeinspritzmenge TAUP berechnet in Abhängigkeit von der Ansaugluftmenge bei einer Umdrehung der Maschine, Q/Ne, durch
TAUP E α Q/Ne
wobei TAUP die zur Erzielung eines stöchiometrischen Luft- Brennstoff-Verhältnisses erforderliche Brennstoffeinspritzmenge und α eine vorbestimmte Konstante ist.
In Schritt 902 wird sodann eine Brennstoffeinspritzmenge TAU berechnet durch
TAU E TAUP FAF β + γ
wobei β und γ entsprechend den Betriebsbedingungen der Maschine bestimmte Korrekturfaktoren sind. Mit dem berechneten Wert TAU wird der Abwärtszähler 108 eingestellt und in Schritt 903 ein Flip-Flop 109 gesetzt, wobei die Brennstoffeinspritzung gestartet wird.
Wenn, wie zuvor festgestellt, die dem Wert TAU entsprechende Zeit abgelaufen ist, wird das Flip-Flop 109 durch ein Signal des Abwärtszählers 108 zurückgesetzt, so daß die Brennstoffeinspritzung beendet wird.
Die Fig. 10A bis 10C zeigen ein Programm zur Feststellung bzw. Bestimmung, ob sich der katalytische Umsetzer 12 verschlechtert hat. Dieses Programm wird von der Steuerungsschaltung 10 zu vorbestimmten Intervallen von 4 ms durchgeführt.
Nach dem Starten des Programms wird in Schritt 1001 gemäß Fig. 10a unter Erfassung des Werts der Marke XMFB bestimmt, ob die auf dem Ausgangssignal VOM des Stromauf- Sauerstoffsensors 13 basierende Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses durchgeführt wird. Wird die Regelung durchgeführt (wobei XMFB = "1" in Schritt 1001 ist), dann wird bestimmt, ob durch eine Magerüberwachung in Schritt 1002 und eine Fettüberwachung in Schritt 1003 eine Magerbetriebsbedingung oder Fettbetri ebsbedingung des Ausgangssignals VOM des Stromauf-Sauerstoffsensors für mehr als eine vorbestimmte Zeitdauer aufrecht erhalten wird. In Schritt 1004 wird ferner bestimmt, ob die Regelung des Luft- Brennstoff-Verhältnisses auf der Basis des Ausgangssignals des Stromab-Sauerstoffsensors 15 durchgeführt wird, indem der Wert der Marke XSFB bestimmt wird.
Die Bestimmung bzw. Feststellung der Verschlechterung des Katalysators (Schritte 1005 bis 1016) wird nur dann durchgeführt, wenn die Regelung des Luft-Brennstoff- Verhältnisses auf der Basis von beiden Werten VOM und VOS durchgeführt wird (XMFB = "1" in Schritt 1001 und XSFB = "1" in Schritt 1004), und das Ausgangssignal VOM des Stromauf- Sauerstoffsensors 13 weder auf der mageren Seite noch auf der fetten Seite länger als eine vorbestimmte Zeitdauer verbleibt (Schritte 1002 und 1003).
Die Magerüberwachung (Schritt 1002) und die Fettüberwachung (Schritt 1003) sind notwendig, da, falls das Ausgangssignal VOM auf der mageren Seite oder auf der fetten Seite verbleibt (d. h. falls die Antwortkennlinie des Ausgangssignals VOM keinen Schnittpunkt mit der Referenzspannungslinie bildet), die Werte von LVOM und AVOM nicht effektiv berechnet werden können. Insbesondere wird die Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators nur dann durchgeführt, wenn die Hülle der Antwortkennlinie des Ausgangssignals VOM ähnlich der Antwortkennlinie von Fig. 3A ist.
In Schritt 1005 gemäß Fig. 10B werden die Länge LVOM und der Bereich AVOM der Ausgangsantwortkennlinie des Stromauf- Sauerstoffsensors berechnet durch
LVOM = LVOM + VOM - VOMi-1
AVOM = AVOM + VOM - VOMR1
In der vorstehenden Berechnung ist VOMi-1 der Wert des Ausgangssignals VOM, wenn das Programm zuletzt durchgeführt wurde.
Wie im Rahmen dieses Ausführungsbeispiels schematisch in Fig. 11 dargestellt ist, entspricht der Wert VOM - VOMi-1 der Länge eines Teilstücks der Antwortkennlinie des Ausgangssignals VOM, das dem Ausführungsintervall des Programms entspricht, und der Wert VOM - VOMR1 entspricht dem von dem Teilstück und der Referenzspannungslinie umgebenen Bereich (angegeben durch eine schraffierte Fläche in Fig. 11). Dabei wird das Abtastintervall zwischen VOMi-1 und VOM wesentlich größer als das tatsächliche Intervall im Vergleich zur Schwingungsperiode des Ausgangssignals gemäß Fig. 11 dargestellt. Ferner können die Länge LVOM und der Bereich AVOM genauer unter Berücksichtigung der Hülle der Antwortkennl inie berechnet werden.
In Schritt 1006 werden die Länge LVOS und der Bereich AVOM der Ausgangsantwortkennlinie des Stromab-Sauerstoffsensors in gleicher Weise berechnet durch
LVOS = LVOS + VOS - VOSi-1
AVOS = AVOS + VOS - VOSR2
wobei der Wert VOSi-1 der Wert des Ausgangssignals VOS ist, wenn das Programm zuletzt durchgeführt wurde.
Nach der Berechnung von LVOM, AVOM und LVOS, AVOS in Schritt 1007 werden die Werte VOMi-1 und VOSi-1 erneuert zur Vorbereitung der nächsten Durchführung des Programms.
Sodann wird in Schritt 1009 der Zähler CTIME um 1 heraufgezählt und in Schritt 1010 wird bestimmt, ob der Wert des Zählers CTIME einen vorbestimmten Wert Co überschreitet. Dabei ist der Wert Co der Zählwert des Programms entsprechend 40 Wechseln des Ausgangssignals VOM des Stromauf- Sauerstoffsensors 13 (entsprechend etwa 20 Sekunden bei diesem Ausführungsbeispiel).
Anstelle einer Zählung der Anzahl der Programmdurchläufe durch den Zähler CTIME kann die Anzahl der Wechsel des Ausgangssiganls VOM des Stromauf-Sauerstoffsensors direkt gezählt werden.
Gilt in Schritt 1010 die Bedingung CTIME > Co, dann geht das Programm zu Schritt 1011 über, in welchem das Verhältnis der Längen und der Bereiche (Flächen) der Ausgangsanwort- kennlinien der stromauf und stromab angeordneten Sauerstoffsensoren (LVOS/LVOM und AVOS/AVOM) berechnet werden.
In Schritt 1012 wird sodann die Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators durchgeführt auf der Basis der Werte der Verhältnisse LVOS/LVOM und AVOS/AVOM.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators unter Verwendung des in den Fig. 12 (A) oder (B) gezeigten Kennfelds durchgeführt. Das Kennfeld der Fig. 12 (A) oder (B) ist im ROM 104 der Steuerungsschaltung in Form einer numerischen Tabelle gespeichert.
In den Fig. 12 (A) und 12 (B) bezeichnet die schraffierte Fläche den Bereich, in dem eine Verschlechterung des Katalysators bestimmt wurde.
Unter Bezugnahme auf Fig. 12 (A) wird bestimmt, daß sich der Katalysator verschlechtert hat, wenn das Verhältnis LVOS/LVOM größer als ein vorbestimmter Wert A ist, und es wird bestimmt, daß sich der Katalysator nicht verschlechtert hat, wenn das Verhältnis LVOS/LVOM kleiner als ein vorbestimmter Wert B ist. Ist das Verhältnis LVOS/LVOM zwischen den Werten A und B, dann wird nur dann bestimmt, daß sich der Katalysator verschlechtert hat, wenn das Verhältnis AVOS/AVOM kleiner als ein vorbestimmter Wert C ist, wogegen in den anderen Fällen der Katalysator als normal betrachtet wird.
Die Werte von A, B und C werden tatsächlich in Abhängigkeit vom Typ des Katalysators und des Luft-Brennstoff- Verhältnissensors ausgewählt, wobei jedoch A, B und C gemäß Fig. 12 (A) lediglich allgemeine Tendenzen veranschaulichen.
Alternativ kann die Bestimmung bzw. Feststellung der Verschlechterung des Katalysators auch in Abhängigkeit von dem in Fig. 12 (B) gezeigten Kennfeld durchgeführt werden. Unter Bezugnahme auf Fig. 12 (B) wird bestimmt, daß sich der Katalysator verschlechtert hat, wenn die Werte von LVOS/LVOM und AVOS/AVOM in den Bereich oberhalb der durch die gerade Linie D in Fig. 12 (B) dargestellten Schwellenwertlinie fallen.
Die Punkte (1) bis (8) in den Fig. 12 (A) und (B) entsprechen den Bedingungen (1) bis (8) in den Fig. 1 und 2. Wie den Fig. 12 (A) und (B) entnommen werden kann, kann die Verschlechterung des Katalysators aus dem Wert des verhältnisses AVOS/AVOM auch in den Fällen (3) und (6) genau bestimmt werden, in denen das Verhältnis LVOS/LVOM etwa den gleichen Wert annimmt.
Ferner kann die Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators auch alternativ in Abhängigkeit von dem in Fig. 12 (c) gezeigten Kennfeld durchgeführt werden. Unter Bezugnahme auf Fig. 12 (c) wird die Schwellenwertlinie D gemäß Fig. 12 (B) durch eine Linie E ersetzt, die eine Kombination aus zwei geraden Linien E&sub1; und E&sub2; ist. Ist der zentrale Wert des einer Rückkopplungsregelung unterworfenen Luft-Brennstoff-Verhältnisses sehr nahe beim stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnis, und ist die Amplitude der Schwingung (Oszillation) des Luft-Brennstoff- Verhältnisses während der Regelung klein, dann können beide Werte AVOS und LVOS bei einem normalen katalytischen Umsetzer sehr klein werden. Wird in diesem Fall die Verschlechterung des Katalysators in Verbindung mit dem in Fig. 12 (b) gezeigten Kennfeld bestimmt, dann könnte der normale Katalysator als verschlechtert angesehen werden. Unter Verwendung des in Fig. 12 (c) gezeigten Kennfelds kann jedoch die Verschlechterung des Katalysators auch in diesem Falle genau bestimmt werden.
Befindet sich dabei die Maschine während des Betriebs in einem bestimmten Bereich, ist es tatsächlich möglich, die Verschlechterung des Katalysators auf der Basis der Werte" AVOS und LVOS anstelle der Verhältnisse AVOS/AVOM und LVOS/LVOM zu bestimmen.
Ferner kann in den vorstehend beschriebenen Schritten ebenfalls AVOS/AC und LVOS/LC zur Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators verwendet werden, wobei AC und LC Variablen sind, die größer werden, wenn sich die Betriebsbelastung der Maschine vergrößert, und die durch die Betriebsbedingungen der Maschine bestimmt sind. (Mit anderen Worten sind die Variablen AC und LC jeweils proportional den Werten ALVOM und LVOM.)
Wird in Schritt 1012 gemäß Fig. 10C bestimmt, daß sich der Katalysator verschlechtert hat, dann geht das Programm über zu Schritt 1013, in welchem eine Alarmmarke ALM auf "1" gesetzt wird. Der Alarmgeber 19 in Fig. 5 wird sodann in Schritt 1015 aktiviert zur Ausgabe einer Warnung an den Fahrer, daß sich der Katalysator verschlechtert hat. Wird jedoch nicht bestimmt, daß sich der Katalysator verschlechtert hat, dann wird in Schritt 1014 die Alarmmarke ALM zurückgesetzt (= "0").
In beiden Fällen wird der Wert der Alarmmarke ALM im Sicherungs-RAM 106 der Steuerungsschaltung 10 zur Vorbereitung zukünftiger Wartungsarbeiten und Inspektionen gespeichert
Nach der Durchführung der vorstehenden Schritte werden die Parameter LVOM, AVOM, LVOS, AVOS und CTIME in Schritt 1017 zur Vorbereitung einer nachfolgenden Bestimmung bzw. Feststellung gelöscht, und das Programm wird mit Schritt 1018 beendet.
Im vorstehend beschriebenen zweifachen Sauerstoff sensorsystem wird die Rückkopplungsregelung auf der Basis des Stromauf- Sauerstoffsensors alle etwa 4 ms durchgeführt, während die Rückkopplungsregelung auf der Basis des Stromab- Sauerstoffsensors alle etwa 512 ms durchgeführt wird. Dies dient dazu, die Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses der Maschine hauptsächlich unter Verwendung des Stromauf- Sauerstoffsensors durchzuführen, so daß damit eine gute Ansprechempfindlichkeit der Regelung gewährleistet ist, und den Stromab-Sauerstoffsensor mit einer vergleichsweise niedrigeren Ansprechempfindlichkeit nur zur Kompensation individueller Unterschiede oder von Änderungen in der Charakteristik des Stromauf-Sauerstoffsensors zu verwenden.
Die vorliegende Erfindung kann auch bei anderen Arten von zweifachen Sauerstoff sensorsystemen angewendet werden, in welchen andere Regelungsparameter auf der Basis des Stomauf- Sauerstoffsensors, wie beispielsweise die Verzögerungszeiten TDR und TDL und die Integrationsbeträge KIR und KIL u.s.w. variabel sind oder bei welchen der zweite Luft-Brennstoff-Verhältniskorrekturfaktor FAF2 eingeführt wird.
Es ist ferner bei der vorliegenden Erfindung möglich, einen der Werte der Sprungbeträge RSR und RSL (oder die Verzögerungszeiten TDR und TDL oder die Integrationsbeträge KIR und KIL) festzulegen und den jeweils anderen zu verändern.
Obwohl gemäß dem vorstehenden Ausführungsbeispiel die Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses auf der Basis der Ausgangssignale der beiden stromauf und stromab angeordneten Sauerstoffsensoren durchgeführt wird, kann die vorliegende Erfindung auch bei einem zweifachen Sauerstoffsensorsystem angewendet werden, bei welchem die Regelung des Luft- Brennstoff-Verhältnisses auf der Basis des Stromauf- Sauerstoffsensors alleine durchgeführt wird. In diesem Falle wird der Stromab-Sauerstoffsensor lediglich zur Bestimmung der Verschlechterung des Katalysators verwendet.
Ferner wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Brennstoffeinspritzmenge der Maschine in Abhängigkeit von der Ansaugluftmenge und der Maschinendrehzahl berechnet. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch bei einem System angewendet werden, in welchem die Brennstoffeinspritzmenge berechnet wird in Abhängigkeit vom Ansaugkrümmerdruck und der Maschinendrehzahl, oder dem Öffnungsgrad des Drosselventils und der Maschinendrehzahl, u.s.w.. Ferner kann anstelle des Luftströmungsmessers 3 vom Potentiometertyp ein Karman- Vortex-Durchflußmesser oder ein Luftströmungsmesser vom Heizdrahttyp in gleicher Weise benutzt werden.
Die vorliegende Erfindung kann ferner auch angewendet werden bei einem anderen Brennstoffzufuhrsystem als dem Brennstoffeinspritzsystem. Dies kann beispielsweise bei einem Vergasersystem erfolgen, bei welchem das Luft-Brennstoff- Verhältnis angepaßt wird durch die Steuerung der Ansaugluftmenge durch ein elektrisches Luftsteuerventil (EACV), oder durch Steuerung des Betrags der Nebenluft zum Vergaser zur Einstellung der Menge der dem Hauptsystem zugeführten atmosphärischen Luft und des Niedergeschwindigkeitssystems des Vergasers. In diesen Fällen wird die Grundbrennstoffmenge entsprechend dem Wert TAUP des Schritts 901 gemäß Fig. 9 bestimmt durch den Vergaser selbst in Abhängigkeit vom Ansaugkrümmerdruck und der Maschinenlast, und die der Maschine zugeführte Ansaugluftmenge wird in Abhängigkeit von der Brennstoffeinspritzmenge TAU des Schritts 902 gemäß Fig. 9 berechnet.
Ferner werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel Sauerstoffsensoren als Luft-Brennstoff-Verhältnissensoren verwendet, wobei jedoch auch andere Sensoren wie beispielsweise Magergemischsensoren oder CO-Sensoren als Luft-Brennstoff-Verhältnissensoren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Falls ein TiO&sub2;-Sensor als stromauf angeordneter Luft-Brennstoff-Verhältnissensor verwendet wird, kann die Ansprechempfindlichkeit der Regelung des Systems erheblich verbessert werden, wobei eine Überkompensation durch den stromab angeordneten Luft- Brennstoff-Verhältnissensor wirksam verhindert werden kann.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde ferner ein Mikrocomputer, d. h. eine digitale Schaltung als Steuerungsschaltung verwendet, wobei jedoch auch eine analoge Schaltung in gleicher Weise als Steuerungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.

Claims

1. Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines in einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine angeordneten 3-Wege-Katalysators, wobei die Maschine umfaßt:

einen Stromauf-Luft-Brennstoff-Verhältnissensor, der stromauf des 3-Wege-Katalysators angeordnet ist, zur Erzeugung eines dem Luft-Brennstoff-Verhältnis des Abgases stromauf des 3-Wege-Katalysators entsprechenden Ausgangssignals,

einen Stromab-Luft-Brennstoff-Verhältnissenor , der in der Abgasanlage stromab des 3-Wege-Katalysators angeordnet ist, zur Erzeugung eines dem Luft-Brennstoff-Verhältnis des Abgases stromab des 3-Wege-Katalysators entsprechenden Signals, und

eine Rückkopplungsregelungseinrichtung zur Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses der Maschine durch eine Rückkopplungsregelung auf der Basis von zumindest dem Ausgangssignal des Stromab-Luft-Brennstoff-Verhältnissensors,

wobei die Vorrichtung umfaßt

eine erste Berechnungseinrichtung zur Berechnung der jeweiligen Längen der Ausgangssignalantwortkennlinien der Stromauf- und Stromab-Luft-Brennstoff-Verhältnissensoren als ersten Kennwert, wenn die Maschine durch die Rückkopplungsregelungseinrichtung geregelt wird,

eine zweite Berechnungseinrichtung zur Berechnung der von der Ausgangssignalantwortkennlinie und Bezugslinien umrandeten Flächen des Stromauf- und Stromab-Luft-Brennstoff- Verhältnissensors als zweiten Kennwert, wenn die Maschine durch die Rückkopplungsregelungseinrichtung geregelt wird, und

eine Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Kennwerten, ob sich der 3-Wege-Katalysator verschlechtert hat oder nicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Bestimmungseinrichtung durch Vergleichen des ersten und zweiten Kennwerts bestimmt, ob sich der 3-Wege-Katalysator verschlechtert hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Bestimmungseinrichtung die ersten Kennwerte des Stromauf- und Stromab-Luft-Brennstoff-Verhältnissensors vergleicht, die zweiten Kennwerte des Stromauf- und Stromab-Luft-Brennstoff- Verhältnissensors vergleicht und aus dem Ergebnis beider Vergleichsoperationen bestimmt, ob sich der 3-Wege- Katalysator verschlechtert hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Bestimmungseinrichtung eine Einrichtung zur Berechnung des Verhältnisses der Länge der Ausgangssignalantwortkennlinie des Stromab-Luft-Brennstoff-Verhältnissensors zur Länge der Ausgangssignalantwortkennlinie des Stromauf-Luft-Brennstoff- Verhältnissensors, eine Einrichtung zur Berechnung des Verhältnisses der Fläche der Ausgangssignalantwortkennlinie des Stromab-Luft-Brennstoff-Verhältnissensors zur Fläche der Ausgangssignalantwortkennlinie des Stromauf-Luft-Brennstoff- Verhältnissensors, und eine Einrichtung aufweist zur Bestimmung, daß sich der Katalysator verschlechtert hat, wenn die Beziehung zwischen den Werten des Verhältnisses der Längen und des Verhältnisses der Flächen vorbestimmten Bedingungen genügt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die bestimmungseinrichtung bestimmt, daß sich der Katalysator verschlechtert hat, wenn der Wert des Verhältnisses der Längen größer oder gleich einem ersten vorbestimmten Wert ist, oder wenn der Wert des Verhältnisses der Längen kleiner als der erste Wert, jedoch größer als ein vorbestimmter zweiter Wert ist, während der Wert des Verhältnisses der Flächen kleiner oder gleich einem vorbestimmten dritten Wert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Bestimmungseinrichtung bestimmt, daß sich der Katalysator verschlechtert hat, wenn ein Verhältnis des Werts des Verhältnisses der Längen zum Wert des Verhältnisses der Flächen größer als ein vorbestimmter Wert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Bestimmungseinrichtung bestimmt, daß sich der Katalysator verschlechtert hat, wenn

a) ein Verhältnis des Werts des Verhältnisses der Flächen kleiner als ein erster Wert und

b) das Verhältnis der Längen größer als ein zweiter Wert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Rückkopplungsregelungseinrichtung das Luft-Brennstoff- Verhältnis des Gases stromauf des 3-Wege-Katalysators derart bestimmt, daß das Luft-Brennstoff-Verhältnis um das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis schwingt, die erste und zweite Berechnungseinrichtung eine Länge der Ausgangssignalantwortkennlinie und eine von der Ausgangssignalantwortkennlinie und einem Bezugswert umgegebene Fläche bestimmt, wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis durch die Rückkopplungsregelungseinrichtung geregelt wird, und die Bestimmungseinrichtung in Abhängigkeit von sowohl der Länge als auch der Fläche bestimmt, ob sich der Katalysator verschlechtert hat.

9. Verfahren zur Feststellung der Verschlechterung eines in der Abgasanlage einer Brennkraftmaschine angeordneten 3-Wege- Katalysators mit einem Stromauf-Luft-Brennstoff- Verhältnissensor, der in der Abgasanlage stromauf des 3-Wege-Katalysators vorgesehen ist, zur Erzeugung eines dem Luft- Brennstoff-Verhältnis des Abgases stromauf des 3-Wege- Katalysators entsprechenden Ausgangssignals, einem Stromab- Luft-Brennstoff-Verhältnissensor, der in der Abgasanlage stromab des 3-Wege-Katalysators vorgesehen ist, zur Erzeugung eines dem Luft-Brennstoff-Verhältnis des Abgases stromab des 3-Wege-Katalysators entsprechenden Ausgangssignals, und einer Rückkopplungsregelungseinrichtung zur Regelung des Luft- Brennstoff-Verhältnisses der Maschine durch eine Rückkopplungsregelung auf der Basis von zumindest dem Ausgangssignal des Stromauf-Luft-Brennstoff- Verhältnissensors, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

Berechnen der jeweiligen Längen der Ausgangssignalantwortkennlinie der Stromauf- und Stromab- Luft-Brennstoff-Verhältnissensoren als erste Kennwerte, wenn die Maschine durch die Rückkopplungsregelungseinrichtung geregelt wird,

Berechnen der von der Ausgangssignalantwortkennlinie und Bezugslinien umrandeten Flächen der Stromauf- und Stromab- Luft-Brennstoff-Verhältnissensoren als zweite Kennwerte, wenn die Maschine durch die Rückkopplungsregelungseinrichtung geregelt wird, und

Bestimmen in Abhängigkeit von den ersten und zweiten Kennwerten, ob sich der 3-Wege-Katalysator verschlechtert hat oder nicht.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem im Bestimmungsschritt durch Vergleichen des ersten und zweiten Kennwerts bestimmt wird, ob sich der 3-Wege-Katalysator verschlechtert hat.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem im Bestimmungsschritt die ersten Kennwerte des Stromauf- und Stromab-Luft- Brennstoff-Verhältnissensors verglichen werden, die zweiten Kennwerte des Stromauf- und Stromab-Luft-Brennstoff- Verhältnissensors jeweils verglichen werden, und auf der Basis beider Vergleichsoperationen bestimmt wird, ob sich der 3-Wege-Katalysator verschlechtert hat.

12. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Bestimmungsschritt einen Schritt zur Berechnung des Verhältnisses der Länge der Ausgangssignalantwortkennlinie des Stromab-Luft-Brennstoff- Verhältnissensors zur Länge der Ausgangssignalantwortkennlinie des Stromauf-Luft-Brennstoff-Verhältnissensors umfaßt, einen Schritt zur Berechnung des Verhältnisses der Fläche der Ausgangssignalantwortkennlinie des Stromab-Luft- Brennstoff-Verhältnissensors zur Fläche der Ausgangssignalantwortkennlinie des Stromauf-Luft-Brennstoff-Verhältnissensors umfaßt, und einen Schritt zur Bestimmung umfaßt, daß sich der Katalysator verschlechtert hat, wenn die Beziehung zwischen den Werten des Verhältnisses der Längen und des Verhältnisses der Flächen vorbestimmten Bedingungen genügt.

13. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem im Bestimmungsschritt bestimmt wird, daß sich der Katalysator verschlechtert hat, wenn der Wert des Verhältnisses der Längen größer oder gleich einem vorbestimmten ersten Wert ist, oder wenn der Wert des Verhältnisses der Längen kleiner als der erste Wert, jedoch größer als ein vorbestimmter zweiter Wert ist, während der Wert des Verhältnisses der Flächen kleiner oder gleich einem vorbestimmten dritten Wert ist.

14. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem im Bestimmungsschritt bestimmt wird, daß sich der Katalysator verschlechtert hat, wenn ein Verhältnis des Werts des Verhältnisses der Längen zum Wert des Verhältnisses der Flächen größer als ein vorbestimmter Wert ist.

15. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem im Bestimmungsschritt bestimmt wird, daß sich der Katalysator verschlechtert hat, wenn

a) ein Verhältnis des Werts des Verhältnisses der Flächen größer als ein erster Wert ist, und

b) das Verhältnis der Längen größer als ein zweiter Wert ist.

16. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem, wenn die Rückkopplungsregelungseinrichtung das Luft-Brennstoff- Verhältnis des Gases stromauf des 3-Wege-Katalysators derart regelt, daß das Luft-Brennstoff-Verhältnis um das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis schwingt, die Berechnungsschritte für den ersten und zweiten Kennwert eine Länge der Ausgangssignalantwortkennlinie und eine von der Ausgangssignalantwortkennlinie und einem Bezugswert umgebenen Fläche, wenn die Rückkopplungsregelungseinrichtung das Luft- Brennstoff-Verhältnis regelt, ergeben, und im Bestimmungsschritt in Abhängigkeit von sowohl der Länge als auch der Fläche bestimmt wird, ob sich der Katalysator verschlechtert hat.