Direkte Zustandssensorik von Automobilabgaskatalysatoren

Um hohe Umsätze in Abgaskatalysatoren und somit niedrige Schadstoffemissionen von Fahrzeugen oder Stationärmotoren erreichen zu können, ist die genaue Regelung des Betriebszustands ein entscheidender Beitrag. Die aktuell eingesetzten Messmethoden basieren immer auf der Analyse des Gasstroms ein- und ausgangsseitig des Katalysators und auf entsprechenden Berechnungsmodellen für die Kalkulation des Katalysatorzustands. In dieser Arbeit wird eine direkte Katalysatorzustandsdiagnose vorgestellt, die die Zustandsabhängigkeit der elektrischen Eigenschaften des katalytisch aktiven Materials ausnutzt. Dabei kann direkt die Beladung von Speicherkatalysatoren wie die Sauerstoffbeladung bei Drei-Wege-Katalysatoren gemessen werden. Basierend auf diesem Messeffekt wird ein neuartiges In-situ-Messverfahren für Katalysatoren vorgestellt. Dieses hochfrequenzbasierte Messprinzip erlaubt die direkte und kontaktlose Katalysatorzustandsdiagnose im Fahrbetrieb. Die Eigenschaften des Messsystems werden ausführlich an Drei-Wege-Katalysatoren untersucht, wobei hier neben Labormessungen vor allem auch die Eignung für den Einsatz im realen Abgas gezeigt werden. Darüber hinaus zeigt sich auch das Potential für die Übertragung des Messprinzips auf weitere Abgasnachbehandlungssysteme wie SCR-Katalysatoren oder Dieselpartikelfilter.