DE20313058U1

DE20313058U1 - Vorrichtung zur Regelung und Verminderung von Abgasemissionen von Verbrennungsmotoren

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Publication number: DE20313058U1
Application number: DE20313058U
Authority: DE
Original assignee: WURM PAUL
Current assignee: WURM PAUL
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2003-08-20
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2013-08-21

Abstract

Vorrichtung zur Regelung und Verminderung von Abgasemissionen von Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von einem oder mehreren Messwerten die Gemischzusammensetzung des Kraftstoff-Luftgemisches zu verändern vermag.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Regelung und Verminderung von Abgasemissionen von Verbrennungsmotoren.
Verbrennungsmotoren aller Art weissen das Problem auf, daß aufgrund einer auftretenden unvollständigen Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches Schadstoffe vor allem in Form von CO, HC und NO_X. ausgestoßen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung vorzuschlagen, welche den Schadstoffausstoß von Verbrennungsmotoren zu verringern vermag.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Steuerung vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von einem oder mehreren Messwerten die Gemischzusammensetzung des Kraftstoff-Luftgemisches zu verändern vermag.
Hierdurch werden die Abgasemisionen verringert.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben.
So kann die Vorrichtung unter anderem einen Eingang für eine Messgröße Motortemperatur, wenigstens einen Eingang für eine Messgröße Abgaszusammensetzung, wenigstens einen Eingang für eine Messgröße Temperatur der Verbrennungsluft und/oder wenigstens einen Eingang für eine Messgröße Ansaugluftmenge und/oder Ansaugluftmasse aufweisen.
Zur Ermittlung der Meßgröße Abgaszusammensetzung kann eine Sauerstoffsonde vorgesehen sein.
Desweiteren kann eine Vorrichtung vorgesehen sein, welche die Masse der Ansaugluft je Zeiteinheit bestimmt.
Zusätzlich kann die Vorrichtung Ausgänge aufweisen, welche die Abgasemisionen mittelbar und/oder unmittelbar zu beeinflussen vermögen.
Die Vorrichtung kann auch eine Einrichtung zur Beeinflussung der Gemischzusammensetzung aufweisen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt auch darin, daß die Vorrichtung einer serienmäßigen Motorsteuerung beigeordnet ist.
Dabei kann die Vorrichtung derart ausgebildet sein, daß sie wenigstens eine, vorzugsweise zwei der Eingangsgrößen der serienmäßigen Motorsteuerung zu beeinflussen vermag, welche wiederum vorzugsweise die Gemischzusammensetzung gegenläufig beeinflussen.
Hierbei kann die Eingangsgröße Motortemperatur der serienmäßigen Motorsteuerung, die Meßgröße des Luftmassenmessers, das Signal der serienmäßigen Abgassonde, einer Beheizung der Abggassonde und/oder weiterer Meßgrößen von serienmäßigen Meßwertgebern beeinflußt, verändert und/oder simuliert werden.
Desweiteren kann die Auswertung der Meßwerte, insbesondere der Abgassonde durch eine Einteilung der Meßwerte entsprechend ihrer Größe in Kanäle erfolgen.
Zur Auswertung kann eine Einrichtung vorgesehen sein, welche in Abhängigkeit des jeweils aktuellen Kanals die Eingangsgrößen der serienmäßigen Motorsteuerung modifiziert.
Zusätzlich kann eine Einrichtung vorgesehen sein, welche in Abhängigkeit von einer eventuellen Abweichung des Abgassondensignals von einem Sollwert die Eingangsgrößen der serienmäßigen Motorsteuerung modifiziert, insbesondere bei Unterschreiten des Sollwertes des Abgassondensignals einen Zähler verringert und/oder bei Überschreiten des Sollwertes des Abgassondensignals einen Zähler erhöht.
Es kann aber auch für wenigstens einen Teil oder auch für alle der zu modifizierenden Eingangsgrößen der serienmäßigen Motorsteuerung ein Zähler vorgesehen sein.
Es kann ebenfalls eine Einrichtung vorgesehen sein, welche in Abhängigkeit der jeweiligen Zählerstände und in Abhängigkeit der Abweichung vom Sollwert des Abgassondensignals den jeweilig zu modifizierenden Zähler bestimmt.
Desweiteren kann auch eine Einrichtung vorgesehen sein, welche in Abhängigkeit der Motordrehzahl die Regelgeschwindigkeit der Vorrichtung verändert.
Zusätzlich kann eine Einrichtung vorgesehen sein, welche eine Plausibilitätsprüfung des Abgassondensignals, der sonstigen Meßwerte und/oder der Zählerstände vornimmt und bei Bedarf die Funktion der Abgassonde zu überwachen vermag. Das Ergebnis der Plausibilitätsprüfung bzw. der Funktionsüberwachung kann mittels einer Kontrollanzeige ausgegeben werden. Während der Startphase kann die Kontrollanzeige aktiviert und erst bei erfolgreich abgeschlossener Plausibilitätsprüfung abschaltet werden.
Bei fehlschlagender Plausibilitätsprüfung können mittels einer Einrichtung feste Eingangsgrößen für die serienmäßige Motorsteuerung vorgegeben werden.
Es kann auch eine Einrichtung zur Anpassung der Gemischzusammensetzung in der Kaltlaufphase vorgesehen sein, wobei die Gemischzusammensetzung in Abhängigkeit von der Zeit seit dem Kaltstart verändert wird.
Es kann auch eine Einrichtung vorgesehen sein, welche Abschaltmechanismen einer standardmäßigen Abgasregelung außer Betrieb zu nehmen vermag.
Es besteht auch die Möglichkeit, daß ein Katalysator zur Nachbehandlung des Abgases vorgesehen ist.
Dabei kann eine Einrichtung zur Überwachung der Abgasregelanlage vorgesehen sein, die zusätzlich die Funktion eines Katalysators zu überwachen vermag.
Desweiteren können an der Vorrichtung Ausgangskanäle zur Steuerung von Zusatzgeräten am Motor vorgesehen sein, mit denen unter anderem ein Zusatzluftschieber oder eine Luftpumpe angesteuert werden können.
Die Vorrichtung kann als programmierbare Steuerung ausgebildet sein, wobei auch eine Einrichtung zur Anpassung an auftretende Betriebszustände vorgesehen sein kann, die als Selbstanpassung ausgelegt sein kann.
Zudem kann eine Einrichtung zur Anpassung an einen sich verändernden Meßwertgeber vorgesehen sein, wobei sich im Laufe des Einsatzes vor allem die von der Abgassonde gelieferten Werte verschieben.
Es kann auch eine Schnittstelle zur Diagnose der Vorrichtung, Betriebszustände, Meßwerte und/oder Ausgangsgrößen vorgesehen sein. Es kann auch eine Schnittstelle zur Fernwartung und/oder Fernprogrammierung integriert sein.
Desweiteren kann eine Speichereinrichtung zur Diagnose der Vorrichtung vor allem im Fehlerfall vorgesehen sein.
Die Vorrichtung kann als Nachrüstlösung für Fahrzeuge mit und ohne Abgasregelanlage vorgesehen sein.
Durch die oben genannten vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist eine Abgasregelanlage geschaffen, die sowohl zur Nachrüstung als auch zur Aufrüstung des Abgasverhaltens nutzbar ist. Die Abgasemissionen werden entscheidend verringert, wodurch auch ältere Verbrennungsmotoren noch die jeweils aktuellen Abgasvorschriften einzuhalten vermögen.
Durch die mögliche Beiordnung der erfindungsgemäßen Abgasregelanlage zu einer vorhandenen Motorsteuerung bleiben die Eingriffe in die bestehende Motorsteuerung auf ein Mindestmaß beschränkt, wodurch die Fehlersuche im Fehlerfall vereinfacht wird.
Aufgrund der Ausnutzung der gesetzlichen Spielräume wurden in der Vergangenheit oftmals Motorsteuerungen konstruiert, die bei bestimmten Betriebszuständen zugunsten eines besseren Motorlaufes oder dergleichen ein Ausbrechen aus den eigentlich gewünschten Regelwerten zuliessen. So sind viele Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen mit einer sogenannten Vollastanreicherung ausgestattet, die bei Beschleunigungsvorgängen dafür sorgt, daß durch ein fetteres Gemisch zwar das Beschleunigungsvermögen erhöht wird, jedoch im Gegenzug die Abgasemissionen sprunghaft ansteigen. Andere Motorsteuerungen sollen darauf ausgelegt sein, außerhalb des mittels eines gesetzlichen Meßzykluses überprüften Bereiches ebenfalls zugunsten mancher Vorteile die Abgasemissionen außer Acht zu lassen.
Desweiteren sind die meisten Motorsteuerungen darauf ausgelegt, direkt nach einem Kaltstart das Kraftstoff-Luft-Gemisch anzufetten und diesen Zustand bis zum Erreichen einer vorgegebenen Motortemperatur aufrechtzuerhalten. In diesem Bereich sind wiederum die Schadstoffemissionen erheblich erhöht. In einem gewissen Rahmen ist beim Start eines Verbrennungsmotors zwar eine Anfettung des Gemisches notwendig, nur kann diese Anfettung nach sehr kurzer Zeit zurückgenommen werden, ohne eine wesentliche Beeinträchtigung des Motorlaufes zu verursachen.
Dies machen sich sogenannte Kaltlaufregler zu Nutze, die während der Kaltlaufphase z.B. durch Einblasung zusätzlicher Luft das vorgegebene Kraftstoff-Luft-Gemisch abmagern. Eine weitere Variante von Kaltlaufreglern erhöht sofort nach dem Motorstart die Leerlaufdrehzahl drastisch um eine schnellere Erwärmung des Motors zu erreichen. Derartige Kaltlaufregler mögen zwar eine Verminderung der Schadstoffemissionen in der Kaltlaufphase bewirken, nur bringen diese keinen Vorteil bei den Schadstoffemissionen im normalen Betrieb. Zudem besteht das Problem, daß die zusätzliche Lufteinblasung ohne weitere Beachtung der tatsächlichen Gegebenheiten erfolgt und somit auch zu Motorschäden führen kann. Die Erhöhung der Leerlaufdrehzahl im kalten Zustand des Motors führt nicht direkt zu Schäden sondern nur zu erhöhtem Verschleiß. Auch können derartige Kaltlaufregler die Ursache für gefährliche Fahrzustände sein, wenn z.B. bei winterlich glatten Straßen die Leerlaufdrehzahl erhöht wird, kann dies insbesondere bei Automatik-Fahrzeugen dazu führen, daß diese ins Rutschen geraten und deswegen von der Fahrbahn abkommen. Die Wirksamkeit derartiger Kaltlaufregler wurde unter anderem vom ADAC untersucht und als Mogelpackung entlarvt. "... schlecht für die Umwelt, wirkungslos ..." (ADAC Motorwelt Nr. 8/2001, Seite 20).
Meistens werden zur Bewertung des Abgasverhaltens von Verbrennungsmotoren beheizte Sauerstoffsonden eingesetzt. Diese können erst nach Erreichen einer bestimmten Betriebstemperatur die Abgaszusammensetzung analysieren.
Die Abgasregelanlage gemäß der vorliegenden Erfindung verhindert zuverlässig ein Ausbrechen der Abgasemissionen aus dem angestrebten Wertebereich, indem z.B. eine werkseitig vorhandene Vollastanreicherung soweit abgefangen, daß die Abgaßzusammensetzung immer innerhalb des Lambdaregelfensters um Lambda=1,0 verbleibt. Dadurch wird gewährleistet, daß die Schadstoffemissionen auf dem angestrebten niedrigsten Niveau liegen und auch die gesetzliche Vorschrift, daß eine Abgasregelanlage in allen Fahrbereichen wirksam sein soll, erfüllt wird. Zusätzlich können noch die Schadstoffemissionen in der Kaltlaufphase minimiert werden, indem zum Beispiel einerseits die Beheizung der Sauerstoffsonde sofort nach dem Motorstart einsetzt und andererseits die Kaltlaufanreicherung direkt nach dem Motorstart gesteuert zurückgenommen wird, damit in dem Moment, in dem die Abgasregelung bei Erreichen der Betriebstemperatur der Sauerstoffsonde einsetzen kann schon wenigstens annähernd die anzustrebenden, niedrigen Schadstoffemissionen erreicht sind.
Durch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung als programmierbare Steuerung kann eine Anpassung an verschiedenste Motoren, Gemischaufbereitungseinrichtungen und Schadstoffgrenzwerte erzielt werden. Durch eine zusätzliche Diagnoseschnittstelle lassen sich einerseits Fehler leicht erkennen und andererseits kann auf einfache Art und Weise eine Anpassung oder sogar eine Selbstanpassung an bestimmte Betriebszustände erfolgen. Insbesondere kann die Anpassung an die Bosch Motronik, L-Jetronic, LH-Jetronic und ME-Jetronic erfolgen.
Über eine Fernwartungsschnittstelle können diese Vorgänge zur Diagnose, Überwachung und Programmierung auch während des Betriebes aus der Ferne erfolgen, wodurch sich eine besonders hervorzuhebende Benutzerfreundlichkeit ergibt.
Es hat sich gemäß einer weiteren Fortbildung der Erfindung auch als äußerst vorteilhaft erwiesen, wenn eine Kalibiereinrichtung für den Luftmassenmesser vorgesehen ist.
Mit zunehmender Betriebszeit verändern sich die insbesondere mit elektrischen Luftmassenmessern ermittelten Werte erheblich. Die Werte weichen aufgrund verschleißbedingten Alterungen z.B. des Hitzdrahtes von den tatsächlichen Gegebenheiten ab. Zudem wird die Genauigkeit der ermittelten Werte geringer. Grundlage für eine genaue Regelung der Abgasemisionen ist jedoch die genaue Kenntnis aller relevanten Meßgrößen. Die verschleißbedingten Abweichungen werden mittels der Kalibriereinrichtung ausgeglichen.
Dabei hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn die Luftführung vor dem Luftmassenmesser definiert verengt ist.
Durch eine Verengung der Luftführung wird die durch den Luftmassenmesser strömende Luft verdichtet und beschleunigt. Dadurch werden besonders Hitzdraht- und Heißfilm-Luftmassenmesser stärker gekühlt, wodurch sich Abweichungen kompensieren lassen.
Es hat sich als äußerst vorteilhaft erwiesen, wenn als Verengung ein Ring vorgesehen ist, welcher vorzugsweise eine Breite von 6,0 bis 8,0mm aufweist.
Je nach Breite des Ringes lässt sich eine andere Nach-Kalibrierung erzielen.
Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn die Verengung aus einem hitzebeständigen Material, insbesondere einem Metall gefertigt ist. Damit werden Veränderungen bei Betriebstemperatur des Motors vermieden. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht. Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verminderung der Schadstoffemissionen eines Verbrennungsmotors,
2 eine schematische Darstellung derselben Vorrichtung bei Einbettung in eine vorhandene Motorsteuerung,
3 eine Darstellung der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreichten Abgaswerte im Vergleich zu den gesetzlichen Grenzwerten, und
4 eine schematische Darstellung des Regelungsablaufes.
Mit 1 ist in 1 eine Vorrichtung zur Regelung und Verminderung von Abgasemissionen von Verbrennungsmotoren bezeichnet. Diese Vorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einer Steuerung 2, einem Eingangsteil 3 zur Erfassung der Meßwerte verschiedener relevanter Sensoren, einem Ausgangsteil 4, welches wenigstens einen Teil der Sensorik des Motors nachzubilden vermag. Zusätzlich können noch eine Schnittstelle 5 zur Diagnose und Programmierung/Parametrisierung der Steuerung, welche mit einem mit 6 bezeichneten Computer in Verbindung zu treten vermag, eine Signalisierungseinrichtung 7 und eine Notlaufschaltung 8 vorgesehen sein. An Sensoren können sowohl standardmäßige Sensoren 9 des Motors und weitere Sensoren 10 für die Gemischregelung vorgesehen sein. Der Ausgangsteil 4 ist mit dem Motorsteuergerät 11 verbunden.
In 2 ist eine beispielhafte Einbettung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in eine Motorsteuerung mit einem Motorsteuergerät N3/4 dargestellt. Die Vorrichtung 1 ist mit einem Temperaturfühler B11/3 für die Motortemperatur und mit einem Luftmassenmesser B2/5 verbunden. Die Leitungen zwischen Temperaturfühler B11/3 bzw. Luftmassenmesser B2/5 und Motorsteuergerät N3/4 sind durch die Vorrichtung 1 hindurchgeführt. Zusätzlich ist die Vorrichtung noch mit einer Sauerstoffsonde G3/2 zur Bestimmung der Abgasemissionen verbunden. Die Sauerstoffsonde G3/2 ist elektrisch beheizt. Die Heizung ist ebenfalls mit der Vorrichtung 1 verbunden und wird von dieser gesteuert. Als Signalisierungseinrichtung 7 ist eine Lampe 71 vorgesehen.
Die Vorrichtung 1 kann aber auch mit weiteren Sensoren verbunden sein. So kann zusätzlich eine Verbindung zu einem Temperaturfühler B17 für die Ansaugluft oder dergleichen vorgesehen sein. Auch eine Luftpumpe 125 kann an einem weiteren Ausgang der Vorrichtung 1 angeschlossen sein.
In 3 sind die derzeit in Deutschland geltenden Abgasgrenzwerte den mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 erzielbaren Abgasemissionen gegenübergestellt. Es ist deutlich zu erkennen, daß die erzielbaren Abgasemissionen einen Bruchteil der derzeit gültigen Grenzwerte betragen. Die in den kommenden Jahren absehbare Verschärfung der Abgasgrenzwerte kann mit der Vorrichtung 1 immer noch erfüllt werden.
Das in 4 dargestellte Ablaufdiagramm veranschaulicht die Arbeitsweise der Vorrichtung 1. Nachdem die Zündung des Motors eingeschaltet worden ist, initialisiert sich die Vorrichtung 1 und nimmt danach einen Schaltungstest zur Sicherstellung der korrekten Funktion der Vorrichtung 1 an sich, vor. Gleichzeitig wird die Warnlampe 71 angeschaltet. Die Vorrichtung geht in eine Warteschleife bis die Motordrehzahl während des Startvorganges einen bestimmten Wert, hier 300 Umdrehungen pro Minute, erreicht hat. Damit wird ein erfolgreicher Startvorgang erkannt. Die darauf folgende Wartezeit von zum Beispiel 15 Sekunden ermöglich eine Stabilisierung des Motorlaufes. Bereits zu Anfang des Motorstarts wurde die Heizung der Abgassonde aktiviert. Sobald die Abgassonde ein Signal, das sogenannte Lambda-Signal liefert, kann eine genaue Anpassung und Verminderung der Abgasemissionen erfolgen. Bereits während der Aufheizphase der Abgassonde, kann die Gemischzusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches derart beeinflusst werden, daß die Abgasemissionen verringert werden. Dabei muss allerdings von errechneten Werten ausgegangen werden. Als Indiz für die Errechnung der einzustellenden Gemischzusammensetzung in dieser Phase kann zum Beispiel die Motortemperatur, die Ansaugluftmenge und/oder die Ansauglufttemperatur dienen. Diese Anpassung sorgt neben der Verringerung der Abgasemissionen dafür, daß bei Regelungsbeginn ein sanfter Übergang in den dann erfolgenden Regelbetrieb der Vorrichtung 1 erfolgen kann. Sollte innerhalb einer vorzugebenden Zeit, hier 120 Sekunden, kein Regelungsbeginn erfolgen, so wird in einen Notlauf gewechselt, der feste Werte für die Regelung annimmt. Zugleich wird der aufgetretene Fehler durch Blinken der Warnlampe 71 angezeigt. Sobald ein Lambda-Signal zur Verfügung steht, wird die Warnlampe 71 ausgeschaltet und die Regelung aufgenommen, indem die zu dem jeweiligen Zeitpunkt ermittelten Werte der angeschlossenen Sensoren auf ihre Plausibilität geprüft werden, davon ausgehend mittels mathematischer Funktionen oder Tabellen Stellwerte zur Korrektur des Gemisches ermittelt werden, die dann direkt auf die Gemischaufbereitungseinrichtungen einwirken.
Hierzu kann zum Beispiel in Abhängigkeit des Lambdasignals dieses in Meßkanäle aufgeteilt werden. Ausgehend hiervon können Zähler zur Korrektur der Gemischaufbereitung in Richtung fett oder mager gesetzt werden. So kann zum Beispiel zur Korrektur in Richtung fett eine niedrigere Motortemperatur simuliert werden, wodurch die Motorsteuerung das Gemisch anreichert. Andereseits kann auch in Richtung mager durch Veränderung des Signals des Luftmassenmessers korrigiert werden.
Nach Ablauf eines festgelegten Zeitintervalls, des Regelintervalls werden neue Meßwerte erfasst und ausgewertet. Das Regelintervall kann zum Beispiel in Abhängigkeit von der Motordrehzahl verlängert oder aber auch verkürzt werden. Durch eine Verlängerung des Regelintervalls bei niedriger Drehzahl, speziell bei Leerlaufdrehzahl kann das oftmals als unangenehm empfundene "Sägen" des Motors verhindert werden.
Die Vorrichtung 1 kann einen Fehlerspeicher aufweisen, der im Fehlerfall nützliche Informationen zur Ermittlung einer Fehlerursache zu liefern vermag.
Über die Schnittstelle 5 lässt sich die Vorrichtung 1 zum Beispiel zur Anpassung an unterschiedliche Motoren programmieren. Es ist aber auch denkbar, daß die Schnittstelle 5 zur Diagnose der Vorrichtung 1 und zur Fehlersuche dient.
Dabei ist es denkbar, daß die Vorrichtung 1 insbesondere an die Bosch Einspritzanlagen/Motorsteuerungen Motronik, L-Jetronic, LH-Jetronic und ME-Jetronic erfolgt.
Die Schnittstelle 5 kann als Fernzugang ausgebildet sein, wodurch sich die Vorrichtung auch aus der Ferne programmieren und warten lässt. Die Benutzerfreundlichkeit der Vorrichtung 1 wird dadurch erheblich erhöht.
Die Vorrichtung 1 ist vor allem zur Aufrüstung von bestehenden Abgasregelanlagen geeignet, da nur marginale Eingriffe in eine bestehende Motorsteuerung vorzunehmen sind. Insbesondere kann im Fehlerfall der ursprüngliche Zustand zur Diagnose hergestellt werden.
Es ist aber auch denkbar, daß die Vorrichtung 1 auch zur Nachrüstung von bislang völlig ungeregelten Motoren verwendet wird. Dabei wird die Gemischzusammensetzung zumeist direkt durch Aktoren beeinflusst.
Es ist desweiteren auch noch denkbar, daß eine Kalibiereinrichtung für den Luftmassenmesser vorgesehen ist, welche Fehler bei den ermittelten Meßwerten aufgrund von Veränderungen des Luftmassenmessers ausgleicht. Diese Fehler beruhen auf verschleißbedingten Alterungen z.B. des Hitzdrahtes. Zudem wird die Genauigkeit der ermittelten Werte geringer. Grundlage für eine genaue Regelung der Abgasemisionen ist jedoch die genaue Kenntnis aller relevanten Meßgrößen. Die verschleißbedingten Abweichungen werden mittels der Kalibriereinrichtung ausgeglichen.
Dabei ist es desweiteren denkbar, daß die Luftführung vor dem Luftmassenmesser definiert verengt ist, was durch einen eingelegten Ring erfolgen kann. Dieser Ring kann vorzugsweise eine Breite zwischen 6,0 und 8,0 mm aufweisen. Je nach Größe der zu korrigierenden Abweichung ist eine andere Ringbreite zu verwenden. Die Verengung kann aus einem hitzebeständigen Material, z.B. einem Metall, gefertigt sein.
Durch eine Verengung der Luftführung wird die durch den Luftmassenmesser strömende Luft verdichtet und beschleunigt. Dadurch werden besonders Hitzdraht- und Heißfilm-Luftmassenmesser stärker gekühlt, wodurch sich Abweichungen kompensieren lassen.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung zur Regelung und Verminderung von Abgasemissionen von
: Verbrennungsmotoren
2: Steuerung
3: Eingangsteil
4: Ausgangsteil
5: Schnittstelle
6: Computer
7: Signalisierungseinrichtung
8: Notlaufschaltung
9: Sensoren des Motors
10: Sensoren für Gemischregelung
11: Motorsteuergerät
40: Membrandruckregler
55: Kraftstoffilter
60: Unterdruckdose Modulierdruck
71: Warnlampe
75: Kraftstoffbehälter
76: Lüftungsventil
77: Aktivkohlebehälter
89: Abgasrückführventil
98: Unterdruckelement für Schaltpunktanhebung
100: Unterdruckelement S- und E- Programm
125: Luftpumpe
156: Auspuff krümmer
158: Katalysator
A9: Kältekompressor
A16: Klopfsensoren
B2/5: Heißfilm-Luftmassenmesser
B11/3: Temperaturfühler Kühlmittel/Motortemperatur
B17: Temperaturfühler Ansaugluft
G3/2: Abgassonde/O2-Sonde beheizt
K27: Relais Kraftstoffpumpen
L5: Positionsgeber Kurbelwelle
L5/1: Positionsgeber Nockenwelle
M3ml: Kraftstoffpumpe
M3m2: Kraftstoffpumpe
M16/6: Stellglied Leerlaufregelung (LLR)
N3/4: Motorsteuergerät / Steuergerät HFM
N30: Steuergerät ABS
R16/5: Abgleichstecker HFM
R33: CO-Potentiometer
S16/3: Startsperr- und Rückfahrlichtschalter, Erkennung Wählhebelstellung
S65: Schalter Getriebe Überlastschutz
T1/1: Zündspule 1 (Zylinder 2 und 5)
T1/2: Zündspule 2 (Zylinder 3 und 4)
T1/3: Zündspule 3 (Zylinder 1 und 6)
Y3/3: Umschaltventil Schaltpunktanhebung
Y4: Umschaltventil 2. Fahrprogramm
Y22/6: Umschaltventil Resonanzsaugrohr
Y27: Umschaltventil Abgasrückführung
Y32: Umschaltventil Luftpumpe
Y33: Elektromagnetische Kupplung Luftpumpe
Y49: Stellmagnet Nockenwellensteuerung
Y58/1: Umschaltventil Regenerierung
Y62: Kraftstoff-Einspritzventil

Claims

Vorrichtung zur Regelung und Verminderung von Abgasemissionen von Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von einem oder mehreren Messwerten die Gemischzusammensetzung des Kraftstoff-Luftgemisches zu verändern vermag.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Steuereinrichtung Eingänge für verschiedene Meßgrößen vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingang für eine Messgröße Motortemperatur vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Eingang für eine Messgröße Abgaszusammensetzung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Meßgröße Abgaszusammensetzung eine Sauerstoffsonde vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Eingang für eine Messgröße Temperatur der Verbrennungsluft vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Eingang für eine Messgröße Ansaugluftmenge und/oder Ansaugluftmasse vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, welche die Masse der Ansaugluft je Zeiteinheit bestimmt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgänge vorgesehen sind, welche die Abgasemisionen mittelbar und/oder unmittelbar zu beeinflussen vermögen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Beeinflussung der Gemischzusammensetzung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als Nachrüstlösung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einer serienmäßigen Motorsteuerung beigeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung derart ausgebildet ist, daß sie wenigstens eine der Eingangsgrößen der serienmäßigen Motorsteuerung zu beeinflussen vermag.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung derart ausgebildet ist, daß sie zwei Eingangsgrößen der serienmäßigen Motorsteuerung zu beeinflussen vermag.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung derart ausgebildet ist, daß sie wenigstens zwei Eingangsgrößen der serienmäßigen Motorsteuerung zu beeinflussen vermag, welche die Gemischzusammensetzung gegenläufig beeinflussen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei gegenläufige Eingangsgrößen der serienmäßigen Motorsteuerung zu beeinflussen vermag.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung derart ausgebildet ist, daß sie die Eingangsgröße Motortemperatur der serienmäßigen Motorsteuerung beeinflusst.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung derart ausgebildet ist, daß sie auf die Meßgröße des Luftmassenmessers einwirkt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Eingang für das Signal der serienmäßigen Sonde für die Abgaszusammensetzung aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang für ein von der Vorrichtung ausgegebenenes Signal für die Abgaszusammensetzung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizeinrichtung für die Abgassonde vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Ausgang zur Steuerung der Heizeinrichtung für die Abgassonde aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Eingänge für Messgrößen von serienmäßigen Meßwertgebern aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Ausgänge zur Weiterleitung der aufgenommenen Meßgrößen an die serienmäßige Motorsteuerung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Ausgänge zur Weiterleitung von modifizierten Meßgrößen an die serienmäßige Motorsteuerung aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auswertung der Abgaszusammensetzung eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die Meßwerte der Abgassonde entsprechend ihrer Größe in Kanäle einteilt.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit des jeweils aktuellen Kanals die Eingangsgrößen der serienmäßigen Motorsteuerung modifiziert.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit von einer eventuellen Abweichung des Abgassondensignals von einem Sollwert die Eingangsgrößen der serienmäßigen Motorsteuerung modifiziert.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche bei Unterschreiten des Sollwertes des Abgassondensignals einen Zähler verringert.
Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche bei Überschreiten des Sollwertes des Abgassondensignals einen Zähler erhöht.
Vorrichtung nach Anspruch 28, 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß für wenigstens einen Teil der zu modifizierenden Eingangsgrößen der serienmäßigen Motorsteuerung ein Zähler vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß für jede der zu modifizierenden Eingangsgrößen der serienmäßigen Motorsteuerung jeweils ein Zähler vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit der jeweiligen Zählerstände und in Abhängigkeit der Abweichung vom Sollwert des Abgassondensignals den jeweilig zu modifizierenden Zähler bestimmt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche in Abhängigkeit der Motordrehzahl die Regelgeschwindigkeit der Vorrichtung verändert.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche eine Plausibilitätsprüfung des Abgassondensignals, der sonstigen Meßwerte und/oder der Zählerstände vornimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Überwachung der Funktion der Abgassonde vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kontrollanzeige vorgesehen ist, welche das Ergebnis der Plausibilitätsprüfung bzw. der Funktionsüberwachung anzeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche in der Startphase die Kontrollanzeige aktiviert und erst bei erfolgreich abgeschlossener Plausibilitätsprüfung abschaltet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche bei fehlschlagender Plausibilitätsprüfung feste Eingangsgrößen für die serienmäßige Motorsteuerung vorgibt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Anpassung der Gemischzusammensetzung in der Kaltlaufphase vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die Gemischzusammensetzung in Abhängigkeit von der Zeit seit dem Kaltstart verändert.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche Abschaltmechanismen einer standardmäßigen Abgasregelung außer Betrieb zu nehmen vermag.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Katalysator zur Nachbehandlung des Abgases vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Überwachung der Abgasregelanlage vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überwachungseinrichtung für die Funktion eines Katalysators vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgangskanäle zur Steuerung von Zusatzgeräten am Motor vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgangskanal zur Steuerung eines Zusatzluftschiebers vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 46 oder 47, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgangskanal zur Steuerung einer Luftpumpe vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als programmierbare Steuerung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Anpassung an auftretende Betriebszustände vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Selbstanpassung an auftretende Betriebszustände vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 50 oder 51, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Anpassung an einen sich verändernden Meßwertgeber vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung an eine sich verändernde Abgassonde vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 49 bis 53, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schnittstelle zur Diagnose der Vorrichtung, Betriebszustände, Meßwerte und/oder Ausgangsgrößen vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 49 bis 54, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schnittstelle zur Fernwartung und/oder Fernprogrammierung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speichereinrichtung zur Diagnose der Vorrichtung vor allem im Fehlerfall vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als Nachrüstlösung für Fahrzeuge ohne Abgasregelanlage vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als Aufrüstlösung für Fahrzeuge mit vorhandener Abgasregelanlage vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kalibiereinrichtung für den Luftmassenmesser vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführung vor dem Luftmassenmesser definiert verengt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß als Verengung ein Ring vorgesehen ist, welcher vorzugsweise eine Breite von 6,0 bis 8,0mm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 60 oder 61, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung aus einem hitzebeständigen Material, insbesondere einem Metall gefertigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung derart ausgebildet ist, daß sie mit jeder Einspritzanlage, insbesondere der Bosch Motronik, der L-Jetronic, der LH-Jetronic und der ME-Jetronic verwendbar ist.