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In dieser Arbeit werden zur Überwachung von Drei-Wege-Katalysatoren zwei neue modellbasierte On-Board-Diagnoseverfahren vorgestellt. Zunächst wurde ein die Alterung mit berücksichtigendes physikalisches Katalysatormodell entwickelt. Dieses bildet die Grundlage der neuen Diagnoseverfahren, bei denen ein den aktuellen Zustand des Katalysators schätzender Sigma-Punkt-Kalman-Filter zum Einsatz kommt. Das große Potential dieser neuen Diagnoseverfahren zeigen die abschließend präsentierten Ergebnisse.