Vorrichtung zur überwachung eines Abgaskatalysators im Abgassystem einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur überwachung eines Abgaskatalysators im Abgassystem einer Brennkraftmaschine, umfassend eine Messanordnung, die derart im Abgassystem angeordnet ist, dass sie zumindest im überwiegenden Teil des Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine eine mit einer Temperatur des Abgaskatalysators korrelierende Temperatur annimmt .

Abgaskatalysatoren können ihre Wirksamkeit teilweise oder ganz verlieren, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Besonders stark wirken sich dabei Temperaturbelastungen in Bezug auf die Katalysatorwirksamkeit bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise bei einem Kaltstart der zugeordneten Brennkraftmaschine aus. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, eine Temperaturϋberwachung des Abgaskatalysators durchzuführen, mit welcher unzulässige Spitzentemperaturen erkannt und auf eine dadurch verursachte Katalysatorschädigung geschlossen werden kann. Daneben sind Vorrichtungen bekannt, mit welchen eine Verminderung der Wirkung eines Abgaskatalysators direkt festgestellt werden kann.

Aus der DE 43 08 661 Al ist es bekannt, die Temperatur der katalytischen Beschichtung und/oder der Struktur eines Abgas-

katalysators sowie die Temperatur des Abgases stromauf des Abgaskatalysators zu bestimmen. Anhand der zeitlichen Ableitungen der Temperaturen und deren Differenz kann auf die Wirksamkeit des Abgaskatalysators geschlossen werden.

Aus der WO 96/01364 ist eine Vorrichtung bekannt, welche einen katalytisch beschichteten Wärmeleitfähigkeitssensor umfasst. Durch diesen kann festgestellt werden, ob wärmeliefernde katalytische Reaktionen im vorgesehenen Umfang ablaufen. Auf diese Weise kann ein beispielsweise alterungsbedingtes Nachlassen der Katalysatoraktivität ermittelt werden.

Aus der DE 198 05 928 Al ist es bekannt, eine physikalische Eigenschaft der Beschichtung eines Gase speichernden Katalysators zu ermitteln und anhand dieser die Wirksamkeit des Katalysators zu bestimmen.

Die genannten Vorrichtungen sind auf das Erfassen der Katalysatorwirkung gerichtet, welche beispielsweise durch unzulässig hohe Temperaturen beeinträchtigt sein kann. Die Katalysatorwirkung ist dadurch jedoch häufig nicht mit der gewünschten Zuverlässigkeit zu ermitteln. Die entsprechenden überwachungsverfahren und Vorrichtungen zur Katalysatorüberwachung sind zudem oftmals aufwändig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, welche auf möglichst einfache Weise eine zuverlässige überwachung eines Abgaskatalysators ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Messanordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist ein temperatursensitives Bauteil mit einem charakteristischen Bauteilparameter auf, der temperaturabhängig ist und sich bei einer vorgegebenen Sprungtempe-

ratur oder in einem vorgegebenen Sprungtemperaturbereich sprunghaft ändert oder sich in Abhängigkeit von der Temperatur in vorgegebener Weise kontinuierlich ändert. Eine an die Messanordnung angeschlossene Steuer- und Auswerteeinheit kann den charakteristischen Bauteilparameter und/oder seine änderung erfassen. Ein temperatursensitives Bauteil, dessen charakteristischer Bauteilparameter sich in Abhängigkeit von der Temperatur in vorgegebener Weise kontinuierlich ändert, wird zweckmäßigerweise so ausgelegt, dass die im Laufe der Zeit eintretende änderung mit einer parallel verlaufenden Degradation des Abgaskatalysators korreliert. Mittels eines Bauteils, dessen charakteristischer Bauteilparameter sich temperaturabhängig sprunghaft ändert, kann auf besonders zuverlässige Weise erkannt werden, ob der Abgaskatalysator eine für seine Wirksamkeit kritische Temperatur überschritten hat, da ein entsprechend großer Signalhub auftritt, der zuverlässig detektiert werden kann. Hierfür wird unter Berücksichtigung des Einbauorts der Messanordnung das temperatursensitive Bauteil so ausgebildet, dass die Sprungtemperatur bzw. der Sprungtemperaturbereich des charakteristischen Bauteilparameters mit dieser kritischen Temperatur korreliert.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird somit im Wesentlichen die Ursache einer thermischen Schädigung ermittelt, was zuverlässiger und weniger aufwändig ist, als deren Wirkung zu ermitteln.

Bei dem sich ändernden charakteristischen Bauteilparameter kann es sich um eine temperaturabhängige mechanische, elektrische oder andere spezifische Stoffeigenschaft des Bauteils handeln. Das temperatursensitive Bauteil ist somit vorzugsweise als mechanisches Bauteil oder als elektrisches Bauteil ausgebildet. Das temperatursensitive Bauteil kann so ausge-

bildet sein, dass die Stoffeigenschaft sich unter den vorgesehenen thermischen Bedingungen reversibel ändert. Zweckmäßig ist dabei eine mehr oder weniger starke Hysterese in Bezug auf die Temperaturabhängigkeit. Beispiele für temperatursensitive Bauteile mit sich temperaturabhängig sprunghaft ändernden mechanischen Eigenschaften sind Bimetallschalter oder so genannte „Shape-Memory-Bauteile" . Beispiele für temperatursensitive Bauteile mit sich temperaturabhängig sprunghaft ändernden elektrischen Eigenschaften sind Kaltleiter oder Heißleiter. Um eine gute Korrelation zwischen Bauteiltemperatur und Katalysatortemperatur zu erhalten, ist es zweckmäßig, die Messanordnung in unmittelbarer Nähe des Abgaskatalysators im Abgassystem anzuordnen. Vorzugsweise wird die Messanordnung so im Abgassystem angeordnet, dass sie beim Betrieb der Brennkraftmaschine annähernd die gleiche Temperatur annimmt wie der Abgaskatalysator selbst.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Messanordnung unlösbar mit dem Abgaskatalysator oder mit einem Gehäuse verbunden, in welchem der Abgaskatalysator angeordnet ist. Unter einer unlösbaren Verbindung wird hier, wie in der Verbindungstechnik allgemein üblich, eine Verbindung verstanden, bei deren Lösen die getrennten Einzelteile und/oder das Verbindungsmittel zerstört oder beschädigt werden. Dabei werden Anschlussteile des Gehäuses, wie Einlauf- oder Auslauftrichter oder -Stutzen als zum Gehäuse gehörend betrachtet. Infolge dieser Ausführungsform kann die Messanordnung nicht zerstörungsfrei vom Abgaskatalysator bzw. vom Gehäuse des Abgaskatalysators getrennt werden. Gehäuse und Messanordnung bzw. Katalysator und Messanordnung bilden somit eine nicht zerstörungsfrei trennbare Einheit. Fehlinterpretationen der von der Messanordnung gelieferten Information infolge einer beabsichtigten oder unbeabsichtigten Trennung der Messanordnung vom Abgaskatalysator werden dadurch verhindert. Daraus

resultiert eine besonders hohe Zuverlässigkeit der Zuordnung von Daten, die von der Messanordnung bereitgestellt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die bei einer vorgegebenen Sprungtemperatur oder in einem vorgegebenen Sprungtemperaturbereich oder im Laufe der Zeit eintretende änderung des charakteristischen Bauteilparameters irreversibel. Eine einmal eingetretene änderung ist demnach zweifelsfrei festzustellen wodurch Interpretationsschwierigkeiten vermieden werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung beruht die bei einer vorgegebenen Sprungtemperatur oder in einem vorgegebenen Sprungtemperaturbereich oder im Laufe der Zeit eintretende änderung des charakteristischen Bauteilparameters auf einer Strukturumwandlung eines Materialbestandteils des temperatursensitiven Bauteils. Vorzugsweise handelt es sich um eine änderung des Gefüges eines Materialbestandteils des Bauteils beispielsweise in Form von Umkristallisierungsvorgängen, Sinterung, Schmelzen, Materialagglomeration, Inselbildung oder dergleichen. Diese Art von Umwandlungen erfolgt meist bei einer vorgegebenen eindeutigen Umwandlungstemperatur oder in einem vorgegebenen materialspezifischen Temperaturbereich oder in Abhängigkeit von der Temperatur mit einem bekannten zeitlichen Verlauf. Eine einmal eingetretene änderung ist daher eindeutig mit der entsprechenden Temperatur oder mit einer Einwirkungsdauer bzw. mit einem Temperatur-Zeit- Integral verknüpft. Eine Temperatureinwirkung mit vorgegebener Stärke ist daher eindeutig nachweisbar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das temperatursensitive Bauteil der Messanordnung als passives elektrisches Bauelement ausgebildet. Vorzugsweise ist das temperatursensitive Bauteil als elektrischer Widerstand ausgebildet. Das

temperatursensitive Bauteil kann jedoch auch als kapazitiv oder induktiv wirksames elektrisches Bauteil ausgebildet sein. Vorzugsweise ist für das temperatursensitive Bauteil ein Material vorgesehen, dessen funktionsbestimmende Materialeigenschaft wie spezifischer Widerstand, Dielektrizitätskonstante, Permeabilität, Curietemperatur oder dergleichen sich bei einer vorgegebenen Sprungtemperatur oder in einem vorgegebenen Sprungtemperaturbereich sprunghaft ändert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das temperatursensitive Bauteil als ein in Dickschichttechnik ausgeführtes Bauteil ausgebildet. Diese Ausführungsform erlaubt eine weitgehende Miniaturisierung bei flachem Aufbau. Daraus resultieren einfache und flexible Einbaumöglichkeiten sowie ein guter Wärmeübergang.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Messanordnung eine Mehrzahl von temperatursensitiven Bauteilen auf, wobei sich einzelne temperatursensitive Bauteile hinsichtlich der Sprungtemperatur oder des Sprungtemperaturbereichs ihres charakteristischen Bauteilparameters unterscheiden oder einzelne temperatursensitive Bauteile sich in Abhängigkeit von der Temperatur in unterschiedlicher Weise zeitlich ändernde charakteristische Bauteilparameter aufweisen. Auf diese Weise ist eine differenzierte Erfassung unterschiedlich hoher Einwirkungstemperaturen und/oder Einwirkungsdauern auf die Messanordnung bzw. auf den Abgaskatalysator ermöglicht. Somit kann deren Auswirkung auf einen Wirksamkeitsparameter des Abgaskatalysators ebenfalls differenziert bewertet werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das temperatursensitive Bauteil derart ausgebildet, dass die Sprungtemperatur oder der Sprungtemperaturbereich ihres charakteristischen Bauteilparameters mit einer zulässigen oberen Betriebs-

temperatur des Abgaskatalysators korreliert oder die im Laufe der Zeit eintretende änderung des charakteristischen Bauteilparameters mit einer parallel verlaufenden Alterung des Abgaskatalysators korreliert. Auf diese Weise ist eine besonders zuverlässige Katalysator-Diagnose ermöglicht. Insbesondere kann besonders zuverlässig eine überschreitung einer vorgegebenen oberen Grenztemperatur des Abgaskatalysators festgestellt werden. Vorzugsweise erfolgt in diesem Fall eine Warnmeldung. Die maßgebenden Daten für den Katalysator werden vorzugsweise in vorab bedateten Kennlinien oder Kennfeldern abgelegt.

Erfindungsgemäß erfolgt eine Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur überwachung eines als Oxidationskatalysator ausgebildeten Abgaskatalysators im Abgassystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere zur überwachung eines Oxidationskatalysators mit vernachlässigbarer Fähigkeit zur Speicherung von Sauerstoff. Besonders vorteilhaft ist ein Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem motornah angeordneten Oxidationskatalysator. In diesem Fall ergeben sich für andere Diagnoseeinrichtungen häufig Einbauprobleme aufgrund der räumlichen Verhältnisse. Ebenfalls sehr vorteilhaft ist ein Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur überwachung eines Oxidationskatalysators mit geringer oder fehlender Sauerstoffmöglichkeit, da in diesem Fall eine überwachung von auf der SauerstoffSpeicherfähigkeit beruhenden Diagnoseverfahren nicht möglich ist. Dieser Vorteil kommt insbesondere in Verbindung mit einem Oxidationskatalysator für Dieselmotoren zum Tragen, da hier die bei Ottomotoren zu Diagnosezwecken häufig eingesetzten Sauerstoffson- den wegen des hohen Sauerstoffüberschusses im Abgas keine ausreichende Empfindlichkeit aufweisen.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. Dabei sind die vorstehend genannten und nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Merkmalskombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und zugehörigen Beispielen näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine mit einem Abgassystem,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Temperaturabhängigkeit eines Bauteilparameters und

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Zeitabhängigkeit eines Bauteilparameters bei unterschiedlichen Temperaturen .

In Fig. 1 ist eine vorzugsweise als Dieselmotor ausgebildete Brennkraftmaschine 1 mit einer Ansaugluftleitung 2 und einem Abgassystem A dargestellt. Das Abgassystem A umfasst eine Abgasleitung 3, in welcher ein Gehäuse 9 mit einem darin untergebrachten Abgaskatalysator 4 angeordnet ist. Das Gehäuse 9 ist über einen Einlauftrichter 5 und einen Auslauftrichter 6 an die Abgasleitung 3 angeschlossen. Ferner ist eine Messanordnung 10 vorgesehen, die über eine Signalleitung 8 an eine Steuer- und Auswerteeinheit 7 angeschlossen ist. Mittels der Messanordnung 10 sowie der daran angeschlossenen Steuer- und Auswerteeinheit 7 erfolgt eine überwachung des Abgaskatalysators 4, worauf weiter unten näher eingegangen wird.

Der Abgaskatalysator ist vorzugsweise motornah in der Abgas- leitung 3 angeordnet und bevorzugt als Oxidationskatalysator ausgebildet. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Abgaskatalysator als Oxidationskatalysator mit einer Beschichtung mit geringer oder vernachlässigbarer SauerstoffSpeicherfähigkeit ausgebildet ist. Für den Abgaskatalysator 4 ist beispielsweise in der Steuer- und Auswerteeinheit 7 eine Kennlinie oder ein Kennfeld hinterlegt, in welchem für eine Alterung des Abgaskatalysators 4 kritische Temperaturwerte eingetragen sind. Eine überwachung des Abgaskatalysators 4 hinsichtlich seiner temperaturbedingten Schädigung oder Alterung erfolgt durch Vergleich von Temperaturwerten, die von der Messanordnung 10 erfasst werden, mit den abgespeicherten kritischen Temperaturwerten. Je nach Größe des entsprechenden Temperaturwerts können unterschiedliche Reaktionen von der Steuer- und Auswerteeinheit 7 vorgesehen sein. Beispielsweise können Einträge in einen auslesbaren Fehlerspeicher oder Warnmeldungen vorgesehen sein. Es können jedoch bei Auftreten von kritischen Temperaturwerten auch Eingriffe in den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen sein, welche dazu führen, dass diese so betrieben wird, dass hohe Abgastemperaturen vermieden werden. Falls eine überschreitung einer oberen Spitzentemperatur für den Abgaskatalysator 4 festgestellt wird, wird vorzugsweise eine Meldung betreffend eine Schädigung des Abgaskatalysators 4 ausgegeben.

Die Messanordnung 10 ist derart im Abgassystem A angeordnet, dass die Temperatur, welche sie beim Betrieb der Brennkraftmaschine annimmt, in bekannter Weise mit der Temperatur des Abgaskatalysators 4 korreliert. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die von der Messanordnung 10 gelieferten Informationen betreffend die Temperatur des Abgaskatalysators 4 realistisch und zuverlässig sind. In dem in Fig. 1 dargestellten Fall ist die Messanordnung 10 an der Außenoberfläche

des Gehäuses 9 befestigt, in welchem der Abgaskatalysator 4 eingebaut ist. Diese Möglichkeit ist besonders montagefreundlich. Die Messanordnung 10 kann jedoch auch auf der Innenoberfläche des Gehäuses 9, außen oder innen am Einlauftrichter 5 oder Auslauftrichter 6 oder an der Außenwand des Abgaskatalysators 4 angebracht sein. Die Messanordnung 10 kann beispielsweise auf der äußeren Oberfläche des Abgaskatalysators 4 direkt aufgedruckt oder aufgeklebt sein. Dies erlaubt eine einfache Fertigung. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, die Messanordnung 10 in den Abgaskatalysator 4, beispielsweise in seine Kanalstruktur zu integrieren. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Erfassung der Katalysatortemperatur .

Vorzugsweise sind die Bauteile der Messanordnung 10 auf einem mechanischen Träger aufgebracht und der Träger, beispielsweise in Form eines flachen Keramiksubstrats, ist mit dem Abgaskatalysator 4 oder dem Gehäuse 9 verbunden. Es können jedoch auch die Bauteile der Messanordnung 10 direkt auf dem Abgaskatalysator 4 oder dem Gehäuse 9 aufgebracht sein.

Vorzugsweise erfolgt die Anbringung der Messanordnung 10 derart, dass sich ein guter Wärmeübergang vom Abgaskatalysator 4 auf die Messanordnung 10 ergibt. Ein guter Wärmeübergang bei gleichzeitig unlösbarer Verbindung kann beispielsweise mittels Stoffschluss durch Verkleben eines Bauteils oder Bauteilträgers der Messanordnung 10 oder durch Verlöten der mit einer Metallisierung versehenen Unterseite eines Trägersubstrats der Messanordnung 10 mit dem metallischen Gehäuse 9 des Katalysators 4 erzielt werden. Dadurch ist sichergestellt, dass die Messanordnung 10 bzw. die Bauteile der Messanordnung 10 nicht zerstörungsfrei vom Ort ihrer Anbringung entfernt werden können. Dies verhindert, dass die Korrelation der Temperaturen, welchen die Messanordnung 10

und der Abgaskatalysator 4 ausgesetzt sind, durch beabsichtigte oder unbeabsichtigte mechanische Einwirkungen verloren geht. Eine bestimmte Messanordnung ist somit einem bestimmtem Katalysatorexemplar fest zugeordnet.

Aus experimentell gewonnenen Informationen kann von der Steuer- und Auswerteeinheit 7 die Temperatur, welcher die Messanordnung 10 ausgesetzt ist, mit der Temperatur des Abgaskatalysators 4 korreliert werden. Auf diese Weise ist es auch bei einer nicht in unmittelbarem Wärmeübergangskontakt mit dem Abgaskatalysator 4 stehenden Messanordnung 10 möglich, deren Temperatur mit der des Abgaskatalysators 4 zu korrelieren .

Zur Temperaturüberwachung und Diagnose des Abgaskatalysators 4 ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Messanordnung 10 zumindest ein temperatursensitives Bauteil mit einem charakteristischen Bauteilparameter aufweist, der sich temperaturabhängig bei einer vorgegebenen Sprungtemperatur oder in einem vorgegebenen Sprungtemperaturbereich sprunghaft ändert. In Fig. 2 ist dieser Sachverhalt durch ein schematisches Kennliniendiagramm für die Temperaturabhängigkeit des charakteristischen Bauteilparameters P veranschaulicht.

Das temperatursensitive Bauteil der Messanordnung 10 kann so ausgelegt sein, dass sich sein charakteristischer Parameter P entsprechend dem Kurvenast 20 bei einer Temperatur von etwa T _b sprunghaft vom Wert Pi auf den Wert P ₂ erhöht. Die änderung kann reversibel oder irreversibel sein. Selbstverständlich ist anstelle einer sprunghaften Erhöhung des charakteristischen Bauteilparameters P bei der Sprungtemperatur T _b analog auch eine sprunghafte Verminderung möglich. Das Bauteil der Messanordnung 10 wird dabei zweckmäßigerweise derart ausgelegt, dass die Sprungtemperatur T _b mit einer charakteristi-

sehen Alterungs- oder Schädigungstemperatur des Abgaskatalysators 4 korreliert. Infolge des steilen Verlaufs der Kennlinie 20 kann ein überschreiten der kritischen Sprungtemperatur T _b mit hoher Zuverlässigkeit detektiert werden. Naturgemäß ist es vorteilhaft, wenn die sich durch die Werte Pi und P ₂ ergebende Sprunghöhe möglichst groß ist. Obschon bevorzugt, muss die änderung des charakteristischen Bauteilparameters P nicht notwendigerweise besonders steil verlaufen. Ein weniger steiler Anstieg innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs kann durchaus ebenfalls ausreichend sein. Die änderung sollte jedoch so ausgebildet sein, dass die Steigung der Kennlinie 20 im kritischen Temperaturbereich größer als in den sich daran anschließenden Temperaturbereichen ist. Auch in diesem Fall ist ein gewünschtes Schaltverhalten einer durch den Parameter P gekennzeichneten Bauteileigenschaft gegeben.

Für den Fall einer sprunghaften reversiblen änderung des Bauteilparameters P kann es vorteilhaft sein, das temperatursensitive Bauteil derart auszulegen, dass sich eine Hysterese ergibt, wie durch den zusätzlichen Kennlinienast 21 verdeutlicht. In diesem Fall erfolgt ein Umschalten der durch den Parameter P gekennzeichneten Bauteileigenschaft bei unterschiedlichen Temperaturen T _b , T _a , je nach Richtung der Temperaturänderung. Durch diese Bauteileigenschaft lassen sich Undefinierte Zustände an einer jeweiligen Sprungtemperatur T _b , T ₃ vermeiden und die Interpretation eines aus dem Parameter P gewonnenen Nutzsignals ist entsprechend zuverlässig.

Zur Temperaturüberwachung und Diagnose des Abgaskatalysators 4 kann es erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass die Messanordnung 10 zumindest ein temperatursensitives Bauteil mit einem charakteristischen Bauteilparameter aufweist, der sich in Abhängigkeit von der Temperatur in vorgegebener Weise

zeitlich ändert. In Fig. 3 ist dieser Sachverhalt durch ein schematisches Kennliniendiagramm für die Zeitabhängigkeit des charakteristischen Bauteilparameters P bei verschiedenen, der Größe nach geordneten Temperaturen T ₁ bis T ₅ veranschaulicht. Zweckmäßigerweise werden die Verläufe der den Temperaturen Ti bis T ₅ zugeordneten Kennlinien an ein Alterungsverhalten des Abgaskatalysators 4 angepasst. Es ist bevorzugt, dass es sich bei den im Laufe der Zeit eintretenden änderungen des charakteristischen Bauteilparameters um irreversible änderungen handelt, was einer im allgemeinen ebenfalls irreversiblen Katalysatoralterung entspricht, insbesondere wenn diese thermisch verursacht ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, eine Obergrenze P _G für den Bauteilparameter P vorzugeben, welche mit einer oberen Toleranzgrenze für eine Alterung oder Degradation des Abgaskatalysators 4 korreliert. Wie aus dem Diagramm der Fig. 3 ersichtlich ist, wird die Obergrenze P _G je nach Temperatur zu verschiedenen Zeiten erreicht. Auf diese Weise kann eine bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedlich rasch verlaufende Alterung des Abgaskatalysators 4 diagnostiziert werden. Beispielsweise kann eine nicht mehr tolerierbare Verschlechterung des Katalysatorverhaltens infolge der kurzen Einwirkungsdauer ti der hohen Temperatur T ₅ erkannt werden. Eine infolge der längeren Einwirkungsdauer t ₃ der niedrigeren Temperatur T ₃ eingetretene, ebenso starke Verschlechterung kann jedoch ebenfalls erkannt werden.

Um eine Auswirkung unterschiedlicher Temperaturen auf die Katalysatorwirksamkeit noch differenzierter erfassen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Messanordnung 10 mehrere temperatursensitive Bauteile mit jeweils unterschiedlichem Verhalten aufweist. Beispielsweise können mehrere temperatursensitive Bauteile mit unterschiedlichen Sprungtemperaturen oder Sprungtemperaturbereichen vorgesehen sein. Es können

zusätzlich oder alternativ auch mehrere temperatursensitive Bauteile vorgesehen sein, deren charakteristischer Bauteilparameter sich in Abhängigkeit von der Temperatur in unterschiedlicher Weise zeitlich ändert. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Bauteil, dessen charakteristischer Bauteilparameter die höchste Sprungtemperatur bzw. den höchsten Sprungtemperaturbereich aufweist, gleichzeitig als kontinuierlich messendes, temperatursensitives Bauteil ausgebildet ist. Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang ein als Widerstandsthermometer ausgebildetes Bauteil, dessen temperaturabhängiger elektrischer Widerstand bei niedrigen Temperaturen zur kontinuierlichen Temperaturmessung herangezogen werden kann, sich bei einer vorgegebenen Sprungtemperatur jedoch reversibel oder irreversibel sprunghaft ändert. Auf diese Weise ist zusätzlich zur sicheren Erkennung des überschreitens der Sprungtemperatur eine laufende Temperaturmessung ermöglicht.

Was die Ausbildung des temperatursensitiven Bauteils betrifft, so ist es bevorzugt als passives elektrisches Bauelement in Dickschichttechnik ausgeführt. Es kann als Leiterbahn oder Leiterstruktur in Dickschichttechnik auf einem Substrat aufgedruckt sein. Das Material hierfür ist derart ausgewählt, dass es bei einer vorgegebenen Temperatur oder in Abhängigkeit von der Temperatur in zeitlich vorbestimmter Weise eine Umwandlung erfährt, welche sich wie oben erläutert in einer änderung eines charakteristischen Parameters ausdrückt. Dabei handelt es sich vorzugsweise um den Real- und/oder Imaginärteil der komplexen Impedanz des Bauelements .

Ist das temperatursensitive Bauteil als resisitives Bauelement ausgebildet, so ist es bevorzugt, wenn der charakteristische Bauteilparameter durch die elektrische Leitfähigkeit bzw. den elektrischen Widerstand repräsentiert ist. Bei einem

kapazitiven Bauelement wird dessen Material bevorzugt so ausgewählt, dass sich die Dielektrizitätskonstante und somit die Kapazität und/oder der Verlustwinkel temperaturabhängig ändert. Die temperaturabhängig eintretenden änderungen können beispielsweise durch Schmelzen, Sintern, Inselbildung, Diffusionsvorgänge, Materialwanderung und/oder Rissbildung eines Materialbestandteils des temperatursensitiven Bauteils verursacht sein.

Anstelle der genannten charakteristischen Parameter können jedoch auch andere physikalische, insbesondere elektrische Kenngrößen, wie beispielsweise Induktivität, Permeabilität, Magnetisierung usw. als maßgebend vorgesehen sein. Bei einem als mechanisches Bauteil ausgebildeten temperatursensitiven Bauteil kommen auch temperaturbedingte änderungen von mechanischen Größen wie Form oder Länge als detektierbare charakteristische Parameter in Betracht. Vorzugsweise werden diese durch elektrische Messverfahren erfasst. Besonders bevorzugt sind in diesem Zusammenhang als Schalteffekt ausnutzbare temperaturabhängige Eigenschaften.

In den genannten Fällen ist vorgesehen, dass die Steuer- und Auswerteinheit 7 eine temperaturbedingte änderung des jeweils maßgebenden charakteristischen Bauteilparameters erfassen und kennlinienbasiert den Alterungszustand des Abgaskatalysators 4 ermitteln kann.