Porsche Workshop Service and Repair Manuals

Catalytic Converter: Description and Operation

Catalyst Monitoring

General Description

Catalyst monitoring is based on monitoring oxygen storage capability. A nonlinear correlation between conversion efficiency and storage capability has
been shown in several research publications.

The engine mixture control results in regular lambda oscillations of the exhaust gas (lambda = normalized air / fuel ratio). These oscillations are
artificially created during catalyst monitoring by use of an UEGO-based lambda control system. The oscillations are dampened by the oxygen storage
activity of the catalyst. The amplitude of the remaining lambda oscillations downstream of the catalyst indicates the catalyst's oxygen storage capability.
The procedure compares the signal amplitude obtained from the downstream sensor with a model amplitude. The model signal amplitudes are derived
from a borderline deteriorated catalyst. When the measured amplitudes from the catalyst exceed those from the model the catalyst is considered
defective.

This information is evaluated during a single engine load and speed range.

With the above strategy the following can be distinguished:

-

Amplitude of the downstream lambda sensor,

-

Borderline deteriorated catalyst model signal vs. the signal of the downstream lambda sensor,

-

Signal evaluation,

-

Fault processing,

-

Check of monitoring system.

Catalyst Monitoring Overview

Signal Amplitude

The amplitude of the signal oscillations of the lambda sensor (HEGO) downstream of the catalyst is calculated. This is accomplished by extracting the
oscillating signal component, computing its absolute value and averaging over time.

Model of Borderline Catalyst and Downstream Sensor Signal Amplitude

The model simulates the oxygen storage capability of a borderline deteriorated catalyst. The signal of the downstream Lambda sensor is simulated in the
model based on real-time engine operating data (A/F-ratio, engine load). The amplitude of the modeled signal oscillations is also calculated.

Signal Evaluation

The signal amplitudes of the downstream sensor are compared with the model for a given period. If the signal amplitude of the downstream sensor
exceeds the model, the oxygen storage capability of the catalyst is determined to fall short of the model.

Fault Evaluation