DE2064266A1

DE2064266A1 - Schutzsystem gegen Luftverschmutzung

Info

Publication number: DE2064266A1
Application number: DE19702064266
Authority: DE
Inventors: Yasuo Yokosuka Hayashi Yoshimasa Yokohama Yoshimura Tora Yokosuka Sugihara Kumhiko Nagumo Shin ichi Yokohama Nakajima, (Japan)
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1969-12-29
Filing date: 1970-12-29
Publication date: 1971-07-01
Also published as: JPS5028563B1; GB1325501A; FR2074352A5; US3680318A

Description

PAT ENTANWÄLTE

ehem. Dr.D.Thomsen Dipi.mg.H.Tiedtke G. Bühling Dipi.-m_g. R. Kinne

W. Weinkauff

MÜNCHEN 15

KAISER-LUDWIG-PLATZ

TEL. 0811/530211 530212

CABLES: THOPATENT TELEX: FOLGT

FRANKFURT (MAIN) 50 FUCHSHOHL 71

TEL. 0811/514608

Antwort erbeten nach: Please reply to:

8000 München 15 29. Dez. 1970 T 3977 / case PG23-7OO8

Nissan Motor Company, Limited Yokohama (Japan)

Schutzsystem gegen Luftverschmutzung

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen, die Luftverschmutzung durch Fahrzeuge verhindern und insbesondere auf ein zentralisiertes Steuersystem zur Koordinierung einer Vielzahl dieser Vorrichtungen in derartiger Weise, daß der Anteil an schädlichen Bestandteilen in den Motorabgasen auf ein Minimum reduziert wird.

Die Luftverschmutzung durch Kraftfahrzeugabgase ist ein schwerwiegendes Problem, und es ist die Lntwicklung von vergiftungsfreien Kraftfahrzeugen für Kraftfahrzeughersteller von äußerster Wichtigkeit. In einem Versuch zur Verwirklichung solcher Fahrzeuge wurden bisher zahlreiche AntiverschmutZungsmaßnahmen vorgeschlagen und in die Praxis umgesetzt, die jedoch lediglich begrenzte schädliche Gehalte reduzieren können. Diese Antiverschmutzungsinaßnahmen werden durch die Art der Verunreinigungen klassifiziert:

(1) Unverbrannte Gase, die Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxyde usw. enthalten:

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a. Verspäten oder Verzögern des Zündeinsatzes bei niedrigen und mittleren Motorleistungen;

b. Erhöhen des Kraftstoffzustroms zu den Zylindern während Freilauf oder Ausrollen;

c. Einspritzen von atmosphärischer Luft in den Hochtemperaturbereich des Abgassystems und

d. Einführen von Abgasen in einen Reaktor für Nachverbrennungszwecke .

(2) Stickoxyde, die unter Bedingungen hoher Temperatur und hohem Druck erzeugt werden:

a. Verspäten des Zündeinsatzes;

bt Rückführung eines Anteils der Abgase in die Ansaugleitung und

c. Einspritzen atmosphärischer Luft in die Ansaugleitung.

(3) KraftstoffVerdampfung:

Verwendung von absorbierenden Materialien für das Einfangen von Kraftstoffdämpfen im Vergaser und Kraftstofftank.

Ferner ist es wichtig, daß die Antiverschmutzungsvorrichtungen, die die vorgenannten aufgezählten Maßnahmen verwirklichen, lediglich innerhalb der individuell vorbestimmten Bereiche der Motorbetriebszustände zum Einsatz kommen, da die Motorleistungswerte sonst erheblich beeinträchtigt würden. Darüber hinaus verwenden diese Vorrichtungen eine Vielzahl von individuellen Fühlern zur Ermittlung des Motorbetriebszustandes.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese verschiedenen Vorrichtungen derart zu koordinieren, daß der Ausstoß von schädlichen Bestandteilen in den Abgasen bei allen Fahrzeuggeschwindigkeiten und

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allen MotorbeLastungszuständen vollständig verhindert wird.

Diese Aufgabe ist durch ein Steuersystem gelöst, das eine Mehrzahl von Antiverschmutzungsvorrichtungen aufweist, die unter individuellen vorbestimmten Bedingungen des Motorbetriebs in Einsatz gehalten werden, eine Mehrzahl Fühler für die Ermittlung der Moto^:*betriebszustände zur Erzeugung von entsprechenden elektrischen Signalen sowie ein Kontrollgerät, das auf die elektrischen Signale anspricht und die individuell vorbestimmten Zustände oder Bedingungen für das Aktivieren der AntiVerschmutzungsvorrichtungen bestimmt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die ein erfindun^sgemäßes zentralisiertes Steuersystem zeigt;

Fig. 2 bis 5 sind graphische Darstellungen der Bereiche von Motorbetriebstzuständen, in denen die Fahrzeug-AntLverSchmutzungsvorrichtungen bei dem vorliegenden Sys em in Einsatz kommen;

Fig. 6 ist ein Schaltplan, der ein typisches Kontrollgerät

für das erfindungsgemäföe zentralisierte Steuersystem zeig'.

Das erfindung: gemäße zentralisierte Steuersystem besitzt gemäß Fig. 1 eine M' hrzahl an Fühlern für das Erfühlen der Motorbetriebszustäide, z.B. einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 10, einen Ansaugl<itungsunterdruckfühler 11, einen Drosselventilöffnungsfühler 12, einen Motortemperaturfühler 13 und einen Abgastemperaturfühler IH.

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Der Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 10 herkömmlicher Bauart besitzt einen Wechselstromgenerator mit einem Rotor, der von der umlaufenden Welle eines Geschwindigkeitsmessers 15 angetrieben wird. Alternativ kann ein Oszillator verwendet werden, der einen der Nadelstellung des Geschwindigkeitsmessers entsprechenden Oszillatorausgang liefert, oder ein Zündimpulsempfänger.

Der Ansaugleitungsunterdruckfühler 11 besitzt eine federbelastete luftdichte Membran 16, deren federbelastete Seite über eine Unterdruckleitung 17 an eine Öffnung 18 der Ansaugleitung

19 angeschlossen ist. An die Membran 16 ist ein mit einem Kleindirchmesserabschnitt 21 versehenes langgestrecktes Element

20 angeschlossen, das für Axialbewegung mit der Membran 16 in W einem Gehäuse 22 sitzt. Das Gehäuse 22 beinhaltet zwei Schalter 2 3 und 21 mit Armen 2 5 und 26, die zugeordnete Füße 2 7 und 2 8 tragen, deren eines Ende auf der Oberfläche des langgestreckten Elements ruht. Die stationären Kontakte 29 und 30 der Schalter 2 3 und 24 liegen an Masse, während die beweglichen Kontakte an ein Steuergerät 31 angeschlossen sind, dessen Aufbau und Arbeitsweise unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert wird. Die Schalter 2 3 und 24 sind geöffnet, wenn die Enden der Füße 27 und 2 8 der jeweiligen Arme 25 und 26 auf dem Kleindurchmesserabschnitt des langgestreckten Elements 20 ruhen. Alternativ kann ein Drehschalter oder ein Thermostat verwendet werden.

Der Drosselventilöffnungsfühler 12 besitzt einen Schalter 32 mit einem Arm 33, der an ein Vergaserdrosselventil (nicht gezeigt) über einen Hebel 3¹+ angeschlossen ist, um den Schalter 32 zu öffnen, wenn das Drosselventil auf einen vorbestimmten Winkelgrad geöffnet ist.

Der Motortemperaturfühler 13 besitzt ein Bimetallelement 35, das sich im Motorkühlwasserkanal (nicht gezeigt) befindet und einen Schalter 36 schließt, wenn die Motortemperatur einen vorbestimmten Wert erreicht. Alternativ kann ein Thermostat oder ein Thermometer verwendet werden.

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Der Abgastemperaturfühler 14 besitzt ein Thermopaar oder Thermoelement oder eine äquivalente Einrichtung hierzu (nicht gezeigt), die in den Abgaskanal (nicht gezeigt) eingesetzt ist, um die Temperatur der Abgase zu erfühlen.

Alle Ausgangssignale der vorbeschriebenen Fühler werden zu dem Kontrollgerät 31 geliefert, das über einen Zündschalter 38 an eine Gleichspannungsquelle, z.B. eine Batterie 39, angeschlossen ist. Das Kontrollgerät 31 bestimmt das Vorliegen der vorbestimmten Bedingungen des Motors, unter denen die Abgase relativ große Mengen an schädlichen Substanzen erhalten und betätigen bei Ermittlung solcher Bedingungen oder Zustände eine Mehrzahl von Antiverschmutzungsvorrichtungen, die im folgenden erläutert werden.

Eine der Luftverschmutzung verhindernden Vorrichtungen oder Antiverschmutzungsvorrichtungen des vorliegenden zentralisierten Steuersystems ist eine Zündzeitpunkt-Verspätungsvorrichtung 40, die bei Einsatz die Menge an Kohlenmonoxyden, Kohlenwasserstoffen und Stickstoffoxyden in den Abgasen reduziert. Die Vorrichtung 4-0 wird unter den Bedingungen betrieben, bei denen der Motor niedrige und mittlere Leistungen liefert, d.h., wenn das Fahrzeug auf einer ebenen Straße bei niedriger bis mittlerer Geschwindigkeit läuft. Solche Motorbetriebsbedingungen werden durch das Kontrollgerät 31 in Abhängigkeit von den elektrischen Signalen bestimmt, die aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 10 und dem Ansaugleitungsunterdruckfühler 11 geliefert werden. Der schraffierte Bereich 41 in Fig. 2 repräsentiert ein Beispiel für den Bereich der Motorbetriebszustände, in denen die Zündzeitpunkt-Verspätungsvorrichtung 40 im Einsatz ist. Wie im untersten Teil der Fig. 1 verdeutlicht ist, ist die Zündzeitpunktverspätungsvorrichtung 4 0 in eine herkömmliche Zündschaltung aus einer Gleichspannungsquelle 39, einem Zündschalter 38, einer Zündspule 42, einem Unterbrecher 4 3 und einem Verteiler (nicht gezeigt) eingegliedert

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und besteht aus einem Späteinstellrelais 44 mit einem Schalter 45 und einer Spule 46 und einem Späteinstellunterbrecher 47 für das alternierende öffnen und Schließen in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit. Der !Relaisschalter 45 ist mit seinem stationären Kontakt 48 über eine Leitung 49 an die Zündspule 42 angeschlossen, während sein beweglicher Kontakt 50 über eine Leitung. 51 an den Arm 52 des Späteinstellunterbrechers 47 angeschlossen ist, während der stationäre Kontakt 48 geerdet ist. Die Relaisspule 46 ist mit ihrem einen Ende an die positive Klemme der Batterie 39 über eine Leitung 5 3 und an ihrem anderen Ende über eine Leitung 54 an das Kontrollgerät 31 angeschlossen.

Fallen die Motorbetriebsbedingungen in den der schraffierten Fläche 41 in Fig. 2 entsprechenden Bereich, verbindet das Kontrollgerät 31 die zu der Relaisspule 56 führende Leitung mit Masse, um das Relais 44 zu betätigen und dadurch einen anderen Zündstromweg für die Zündspule 4 2 über den Späteinstellunterbrecher 47 zu Masse herzustellen. Dies führt zu einer geeigneten Späteinstellung der Zündung.

Eine weitere Antiverschmutzungsvorrichtung für das erfindungsgemäße Steuersystem ist eine Abgasnachverbrennungsvorrichtung. Diese Vorrichtung verringert bei Betätigung die Menge an Kohlenmonoxyden und Kohlenwasserstoffen in den Abgasen. Diese Vorrichtung befindet sich unter den Motorbetriebsbedingungen im Einsatz, bei denen das Fahrzeug in städtischen Bereichen bei relativ niedriger Geschwindigkeit läuft. Solche Motorbetriebsbedingungen werden durch das Kontrollgerät 31 auf der Basis von elektrischen Signalen ermittelt, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeit sfühler 10, dem Ansaugleitungsunterdruckfühler 11 und dem Abgastemperaturfühler 14 geliefert werden. Der schraffierte Bereich 55 in Fig. 3 repräsentiert ein Beispiel für den Bereich der MotorbetriebsböHndungen, bei denen die Abgasnachverbrennungsvorrichtung im Einsatz ist.

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Die Abgasnachverbrennungsvorrichtung besitzt im wesentlichen einen Reaktor 56 für die Re-Oxydierung der unverbrannten Gase, ein Nebenabgasrohr 57 mit einem darin untergebrachten Steuerventil 58 und eine Einrichtung für die Lieferung atmosphärischer Luft zum Reaktor 56. Der Reaktor 56 besitzt ein inneres Gehäuse 59, dessen Einlaßöffnung 60 an die Abgasleitung (nicht gezeigt) des Motors und dessen Auslaß Öffnung 61 an die Nebenabgasleitung 57 über eine Leitung angeschlossen ist, die durch die strichpunktierte Linie 62 angedeutet ist. Der Reaktor 56 besitzt ferner ein äußeres Gehäuse 63, das das innere Gehäuse umgibt und über eine durch die strichpunktierte Linie 65 angedeutete Leitung mit einer Hauptabgasleitung 64 verbunden ist. Das innere und das äußere Gehäuse 59 bzw. 63 stehen miteinander durch eine Vielzahl von Öffnungen in Verbindung, die in einer zwischen ihnen liegenden Trennwand angeordnet sind. Das in der Nebenabgasleitung 57 untergebrachte Steuerventil 58 ist betrieblich mit einem Unterdruckschalter 67 verbunden, der wiederum pneumatisch über eine Leitung 68, ein Solenoidventil 69 und eine Leitung 70 mit der Öffnung 18 in der Ansaugleitung 19 verbunden ist. Das Solenoidventil 69 besitzt eine Spule 70, deren eines Ende an das Kontrollgerät 31 und deren anderes Ende über eine Leitung 71 an die Batterie 69 angeschlossen ist.

Die Einrichtung für die Lieferung atmosphärischer Luft zum Reaktor 56 besitzt eine Luftpumpe 72, die an den Luftfilter 7 des Motors über eine Leitung 64 angeschlossen ist, sowie einen Unterdruckschalter 75 für den selektiven Anschluß der Luftpumpe 72 an die Abgasleitung des Motors. Der Unterdruckschalter 75 ist ferner über das Solenoidventil 69 pneumatisch mit der Öffnung 18 der Ansaugleitung 19 verbunden.

Fallen die Motorbetriebsbedingungen in den der schraffierten Fläche 55 der Fig. 3 entsprechenden Bereich, verbindet das Kontrollgerät 31 eine zu dem Ende der Solenoidspule 70 führende Leitung 76 mit Masse, um das Solenoidventil 69 zu be-

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tätigen. Das Solenoidventil 69 wird geöffnet, um über die Leitungen 70 und 68 und einen Auspufftopf 77 eine Verbindung mit der Ansaugleitung herzustellen. Der Unterdruckschalter 67 wird betätigt, um das Steuerventil 5 8 in seine Schließstellung zu bringen, wodurch der Durchstrom an Abgasen durch das innere Gehäuse 59, die Nebenabgasleitung 57 gesperrt wird. Gleichzeitig wird der andere Unterdruckschalter 75 betätigt, um die Luftpumpe 7 2 mit der Abgasleitung in Verbindung zu bringen» Somit treten die durch die Abgasleitung gehenden Abgase in das innere Gehäuse 59 des Reaktors 56 ein, wo die Re-Oxyda» tion der unverbrannten Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxyde stattfindet, und gehen dann durch die zahlreichen Öffnungen k 66 in das äußere Gehäuse 63 des Reaktors 56, da das Steuerventil 5 8 geschlossen ist. Anschließend wandern die Abgase durch das Hauptabgasrohr 64 in einen Auspufftopf 77. Die für die Re-Oxydation der unverbrannten Gase erforderliche Zusatzluft wird über die Leitung 74, die Luftpumpe 7 2 und den Unterdruckschalter 75 aus dem Luftfilter 7 3 in die Abgasleitung geführt .

Das, zentralisierte Steuersystem nach der Erfindung besitzt ferner eine herkömmliche Kraftstoffdampffangvorrichtung, die die Kraftstoffdämpfe sammelt, die aus der Vergaserschwimmerkammer 78 und dem Kraftstofftank 79 entweichen. Die Vorrichtung besitzt einen Filter 80, der absorbierendes Material 81 ψ für das Absorbieren der Kraftstoffdämpfe besitzt, die über die Leitung 8 2 aus dem Kraftstofftank 79 entweichen» Die Kraftstoffdämpfe des VergaserSchwimmergehäuses 78 gehen durch eine Leitung 83, ein Solenoidventil 84und eine Leitung 85 in den Behälter 80, wo sie durch das absorbierende Material 81 absorbiert werden. Der Behälter 80 ist über eine Leitung an den Luftfilter 73 angeschlossen. Das Solenoidventil 8 3 hat drei öffnungen 87, 88, 89, die von dem Behälter, von dem Vergaserschwimmergehäuse 78 und einer Düse 90 im Luftraum 91

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kommen. Beim Schließen des Zündschalters wird das Ventil 8 3 betätigt, um den Ventilkörper 92 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zu bringen, in der sich die öffnung 88 mit der öffnung 89 in Verbindung befindet und· von der öffnung 87 getrennt ist.

Wird der Motor abgeschaltet;, gehen Kraftstoff dämpfe im Kraftstofftank 79 über die Leitung 8 2 in den Behälter 80, wo die Absorption erfolgt. Kraftstoffdämpfe in der Vergaserschwimmerkammer 78 gehen durch die Leitung 8 3 und die öffnung 88 in das Solenoidventil 84 und anschließend über die Öffnung 87 und die Leitung 85 in den Behälter 80, wobei das Solenoidventil 84 außer Einsatz bleibt. Wird der Motor gestartet, wird das Solenoidventil 84 betätigt, um die öffnung 88 mit der Öffnung 89 in Verbindung zu bringen und die Schwimmerkammer 7 8 unmittelbar an das Lufthorn 91 anzuschließen. Demzufolge werden die Kraftstoffdämpfe der Schwimmerkammer 78 in den Vergaser gezogen und im Motor verbrannt.

Das zentralisierte Steuersystem besitzt ferner eine Abgasrückführungseinrichtung und eine Frischlufteinführungseinrichtung. Diese Einrichtungen reduzieren die Menge an Stickstoffoxyden in den Motorabgasen. Diese Einrichtungen kommen unter den Motorbetriebsbedingungen zum Einsatz, in denen das Fahrzeug bei hohen Motortemperaturen beschleunigt wird oder bergauf fährt. Derartige Motorbetriebsbedingungen oder Betriebszustände werden durch das Kontrollgerät 31 in Abhängigkeit von elektrischen Signalen festgestellt, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeit sfühler 10, dem Ansaugleitungsunterdruckfühler 11 und dem Motortemperaturfühler 11 geliefert werden. Der Bereich der Motorbetriebsbedingungen, bei dem die Abgasrückführungseinrichtung und die Frischluftzuführungseinrichtung in Einsatz kommen, ist durch die schraffierte Fläche 95 in Fig. 4 verdeutlicht.

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Die Äbgasrückführungseinrichtung besitzt einen Filter 9 6_s der durch eine Leitung 97 an den .Auspufftopf 77 angeschlossen ist a ein Solenoidventil 98, das über eine Leitung 99 an den Filter 96 angeschlossen ist und eine Düse 100, die der Ansaugleitung 19 sitzt und über eine Leitung 101 zu dem Solenoidventil 9 8 führt. Die Spule des Solenoidventils 9 8 ist mit einem Ende über eine Leitung 102 an das Kontrollgerät 31 und an ihrem anderen Ende über Leitungen 103, 104 und 71 an die Batterie 39 angeschlossen. Fallen die Motorbetriebsbedingungen in den Bereich, wie er durch die schraffierte Fläche 65 in Fig. 4 repräsentiert ist, verbindet das Kontrollgerät 31 die zu dem Solenoidventil 9 8 führende Leitung 102 mit Masse, um das Ventil zu öffnen. Dann werden die Abgase über den Filter 96, das Solenoidventil 9 8 und die Düse 100 in die Ansaugleitung 19 rückgeführt.

Die Frischlufteinführungseinrichtung besitzt ein Solenoidventil 105, das parallel mit dem Solenoidventil 9 8 an das Kontrollgerät 31 und die Batterie 39 angeschlossen ist. Das Solenoidventil 105 ist mit seiner Einlaßöffnung 106 über eine Leitung 107 an den Behälter 80 und mit seiner Auslaßöffnung über eine Leitung 108 an die Öffnung 18 in der Ansaugleitung 19 verbunden. Fällt der Motorbetriebszustand in die schraffierte Fläche 95 in Fig. 4, wird das Solenoidventil 105 betätigt, um den Einlaß 106 mit dem Auslaß 107 zu verbinden, so daß atmosphärische Luft oder Frischluft aus dem Luftfilter 7 3 über die Leitung 86, den Behälter 80, die Leitung 107, das Solenoidventil 105 und die Leitung 108 in die Ansaugleitung 19 zieht. Der Durchfluß atmosphärischer Luft durch den Behälter 80 nach unten in Fig. 1 führt zu einem Rückwaschen des absorbierenden Materials 81 und der Desorption der Kraftstoffbestandteile, die zuvor im absorbierenden Material 81 absorbiert worden sind.

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In dem erfindungsgemäßen zentralisierten Steuersystem befindet sich eine Einrichtung für das Anreichern des Luft-Kraftstoffgemisches, das dem Motorzylinder während der Betriebsbedingungen zuzuführen ist, bei denen das Kraftfahrzeug durch den Motor gebremst wird, d.h. bei Verzögerung oder bei Bergabfahrt. Diese Einrichtung vermindert die Menge an Kohlenmonoxyden und Kohlenwasserstoffen, die in den Abgasen enthalten sind. Die Einrichtung kommt in dem Bereich der Motorbetriebsbedingungen in Einsatz, wie sie durch die schraffierte Fläche 110 in Fig. verdeutlicht sind. Die Einrichtung besitzt eine Leitung 111 im Vergaser, die von der Schwimmerkammer 78 in die Drosselkammer 112 stromab des Drosselventils 113 führt sowie ein Solenoidventil im für die Steuerung des Durchstroms an angereichertem Luft-Kraftstoffgemisch durch die Leitung 111 in Abhängigkeit von Änderungen in den Motorbetriebsbedingungen. Die Spule des Solenoidventils 114 ist mit einem Ende über eine Leitung 115 an das Kontrollgerät 31 und mit dem anderen Ende über Leitungen 116, 104 und 71 an die Batterie 39 angeschlossen. Fällt der Motorbetriebs zustand in den in Fig. 5 gezeigten Bereich, verbindet das Kontrollgerät 31 die zu dem Solenoidventil 114 führende Leitung 115 mit Masse , um das Ventil zu öffnen. Dann wird der Ventilkörper 117 in Fig. 1 nach rechts bewegt und öffnet die Leitung 111, so daß das angereicherte Luft-Kraftstoffgemisch dem Motorzylinder zugeführt wird.

In Fig. 6 ist ein Schaltplan für ein Beispiel des Kontrollgeräts 31 für das Aktivieren der vorgenannten Antiverschmutzungseinrichtungen gezeigt, und zwar zusammen mit den elektrischen Abschnitten von fünf Fühlern. Die Spule des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers 10 ist an die diametral gegenüberliegenden Anschlüsse 120 und 121 eines Brückengleichrichters 122 angeschlossen. Die anderen diametral gegenüberliegenden Anschlüsse 12 3 und 124 sind an eine Parallelschaltung eines Kondensators 125 und eines Widerstands 126 angeschlossen, die als Integrierglied wirkt. Ein Ende des Widerstands 126 ist

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über einen Widerstand 127 an die Basis eines npn-Transistors 128 angeschlossen, so daß eine zur Fahrzeuggeschwindigkeit proportionale Gleichspannung angelegt wird. Der Emitter des Transistors 128 liegt, an Masse und seine Basis ist über einen variablen Widerstand 129 ebenfalls an Masse gelegt. Der variable Widerstand 129 ist so eingestellt, daß der Transistor 128 bei einem Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen ersten vorbestimmten Wert, z.B. auf 16 km/h leitend wird. Der Kollektor des Transistors 128 ist über einen Widerstand 130 an einen Anschlußknoten 131 angeschlossen, der wiederum mit einem Anschlußknoten 132 verbunden ist. Der letzte Anschlußknoten 132 ist über eine Reihenschaltung aus Diode 134 und Widerstand 135andiß

" Basis eines pnp-Transistors 133 angeschlossen. Der Transistor 133 ist mit seinem Emitter an eine Sammelleitung 136 angeschlossen, die,zu dem Zündschalter 38 führt, der wiederum mit der Batterie 39 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 133 ist an den Emitter eines pnp-Transistors 137 angeschlossen, dessen Basis über eine Diode an einen Anschlußknoten 139 angeschlossen. An den Anschlußknoten 139 ist über einen Widerstand 140 der bewegliche Kontakt des ersten Schalters 24 angeschlossen, wie er in Fig. 1 gezeigt ist und der einen Teil des Ansaugleitungsunterdruckfühlers 11 bildet. Der erste Schalter 24 kann geschlossen werden, wenn der Ansaugleitungsunterdruck auf -150 mmllg ansteigt, wie es zuvor beschrieben

fc wurde. Der Kollektor des Transistors 137 ist über einen Wider- ~ stand 141 mit der Basis eines npn-Transistors 14 2 verbunden, dessen Emitter an Masse liegt. Die Basis des Transistors 142-ist über einen Widerstand 143 ebenfalls geerdet oder an Masse gelegt. Der Kollektor des Transistors 142 ist mit einem Ende der Spule 46 des Späteinstellungsrelais verbunden, die einen Teil der Zündzeitpunkt-Späteinstellungseinrichtung 40 gemäß Fig. 1 bildet. Das andere Ende der Relaisspule 46 ist über die Leitung 71 an die Batterie 39 angeschlossen.

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An das eine Ende des Widerstands 126 ist ein Widerstand IUU angeschlossen, der mit der Basis eines npn-Transistors 1U5 verbunden ist, so daß die zur Fahrzeuggeschwindigkeit proportionale Gleichspannung hieran angelegt wird. Der Transistor 1U5 liegt mit seinem Emitter an Masse und ist mit seiner Basis über einen variablen Widerstand 146 ebenfalls an Masse gelegt. Der variable Widerstand 1U6 ist so eingestellt, daß der Transistor 1U5 leitend wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen zweiten vorbestimmten Wert, z.B. 80 km/h ansteigt. Der Kollektor des Transistors 145 ist"über einen Widerstand 147 an die Basis eines pnp-Transistors 148 angeschlossen, dessen Emitter mit der Sammelleitung 136 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 148 ist an den Anschlußknoten 131 über eine Diode 149 angeschlossen sowie ferner über eine Diode 150 an den Anschlußknoten 139.

Bei Einsatz eines der Zündzeitpunkt-Späteinstelleinrichtung zugeordneten Schaltungsabschnitts wird der Transistor 128 leitend gemacht und der Schalter 24 geschlossen, wenn der Motorbetriebszustand in den Bereich 41 der Fig. 3 fällt. Bei leitendem Transistor 128 fällt die an den Anschlußknoten 131 und 132 erscheinende Spannung auf nahe Null ab, so daß der Transistor 133 leitend wird. Andererseits ist bei geschlossenem Schalter 24 die Basis des Transistors 137 über die Diode 138 und den Widerstand 140 geerdet, so daß der Transistor 137 leitend wird. Damit wird die positive Spannung an der Sammelleitung 136 über den Emitter-Kollektorweg der Transistoren 133 und 137 und den Widerstand 141 an die Basis des Transistors 142 angelegt, so daß dieser leitend wird. Somit wird ein Stromweg von der Batterie 39 über die Leitung 71, die Relaisspule 46 und den Transistor 142 zu Masse hergestellt, um das Späteinstellrelais 44 zu betätigen, so daß die erwünschte Späteinstellung des Zündzeitpunkts erreicht wird.

Oberschreitet die Fahrzeuggeschwindigkeit den zweiten vorbestimmten Wert, wird der Transistors 145 und dementsprechend

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der Transistor 148 leitend. Hierdurch wird die Sammelleitung 135 über den Transistor 148, die Diode 149, den Widerstand 130 und den Transistor 128, sowie durch den Transistor 148, die Diode 150, den Widerstand 140 und den Schalter 24 geerdet. Dadurch kommt die gesamte Schaltung gemäß Fig. 6 .außer Einsatz.

Der Abgastemperaturfühler 14 besitzt ein Thermoelement 151, das an einen Verstärker 15 2 angeschlossen ist. Der Ausgang des Verstärkers 152 ist an die Basis eines npn-Transistors 15 3 angelegt, dessen Emitter mit der Sammelleitung 136 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 15 3 ist an den Emitter eines pnp-Transistors 154 angeschlossen, während seine Basis mit dem positiven Anschluß der Diode 138 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 154 ist über einen Widerstand 155 an die Basis eines pnp-Transistors 156 angeschlossen. Die Basis des Transistors 156 ist ebenfalls über einen Widerstand 157 an Masse gelegt. Per Emitter ist ebenfalls unmittelbar geerdet. Der Kollektor des Transistors 15 6 ist an das eine Ende der Solenoidspule 70 angeschlossen, die der Abgasnachverbrennungseinrichtung zugeordnet ist; das andere Ende der Spule ist über eine Leitung 71 an die Batterie 39 angeschlossen.

Fällt die Abgastemperatur unter einen vorbestimmten Wert, z.B. 1000⁰C, steigt die an die Basis des Transistors 15 3 angelegte Ausgangsspannung des Verstärkers 15 2 derart an, daß dieser " leitend wird, so daß die an der Sammelleitung 136 liegende positive Spannung über den Kollektor-Emitterweg des Transistors 153 an den Emitter des Transistors 154 angelegt wird. Ist der erste Schalter 24 des Ansaugleitungsunterdruckfühlers 11 geschlossen, wird der Transistor 154 leitend und macht den folgenden Transistor 156 leitend. Demzufolge wird die Spule 70 des der Abgasnachverbrennungseinrichtung zugeordneten SoIenoidventils 69 energiert.

Der Schalter 36 des Motortemperaturfühlers 13, der geschlossen wird, wenn die Motortemperatur einen vorbestimmten Wert über-

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mill pull ipi

schreitet, z.B. 7O⁰C, ist über einen Widerstand 15 8 an die Basis eines pnp-Transistors 159 angeschlossen, dessen Emitter mit der Sammelleitung 136 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 159 ist an den Kollektor eines npn-Transistors 160 angeschlossen. Der Transistors 160 ist mit seinem Emitter mit dem Emitter eines pnp-Transistors 161 verbunden und mit seiner Basis über einen Widerstand 162 mit der Sammelleitung 136. Die Basis des Transistors 161 ist ebenfalls an den beweglichen Kontakt des zweiten Schalters 23 angeschlossen, der einen Teil des Ansaugleitungsunterdruckfühlers 11 bildet. Der Schalter 23 wird normalerweise in Schließstellung gehalten und geöffnet, wenn der Ansaugleitungsunterdruck auf einen zweiten vorbestimmten Wert, beispielsweise -350 mmHg ansteigt. Die Basis des Transistors 161 ist an den Anschlußknoten 132 angeschlossen, der zu dem Kollektor des Transistors 128 führt; der Kollektor des Transistors 161 ist mit der Basis eines npn-Transistors 16 3 über einen Widerstand 164 verbunden. Die Basis des Transistors 163 ist über einen Widerstand 165 ebenfalls an Masse gelegt. Der Emitter des Transistors 163 liegt an Masse und es ist sein Kollektor an das eine Ende der Spulen der Solenoidventile 98 und 105 angeschlossen, die der Abgasrückführungseinrichtung und der Frischlufteinführungseinrichtung zugeordnet sind. Die anderen Enden der Solenoidspulen sind über die Leitung 71 an die Batterie 39 angeschlossen.

Befindet sich der Schaltungsabschnitt, der die Abgasrückführungseinrichtung und die Frischlufteinführungseinrichtung überwacht, im Einsatz, wird der zweite Schalter 23 des Ansaugleitungsunterdruckfühlers 11 geschlossen gehalten, um die Basis des Transistors 160 so lange an Masse zu legen, bis der Ansaugleitungsunterdruck den zweiten vorbestimmten Wert erreicht. Überschreitet die Motortemperatur den vorbestimmten Wert, wird der Schalter 36 geschlossen, um die Basis des Transistors 159 zu erden und ihn leitend zu machen. Der Kollektor des Transistors 160 ist somit an die Sammelleitung angeschlossen und macht ihn leitend, so daß der Kollektor des Transistors

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.lfoer die Widerstände 159 und 160 an die Sammelleitung 136 angeschlossen wird. Ist der Transistor 128 leitend gemacht, um "iie Basis des Transistors 161 über den Widerstand 130 zu erden, wann die Fahrzeuggeschwindigkeit den ersten oder unteren vor~ bestimmten Wert erreicht, wird der Transistor 161 leitend gemacht wodurch der folgende Transistor 16 3 ebenfalls leitend wird. Demzufolge werden die Solenoidventile 98 und 105, die der Ab-= gasrückführungseinrichtung und der Frischluftzuführungseinrichtung zugeordnet sind, in Einsatz gebracht.

Der Schalter 32 des Drosselventilöffnungsfühlers 12 ist über einen Widerstand 166 an die Basis eines pnp-Transistors 16V angeschlossen. Der Transistor 167 ist mit .seinem Emitter an den Kollektor eines pnp-Transistors 168 angeschlossen₅ dessen Basis an einen Anschlußknoten 169 zwischen dem Widerstand 135 und der Basis des Transistors 133 verbunden ist=. ^r"sr Emitter* des Transistors 168 .ist mit der Sammelleitung 136 verbunden, Der Kollektor des Transistors 167 ist über einen Widerstand

170 an die Basis eines pnp-Transistors 171 angeschlossen, der rait seinem Emitter geer^-st ist. Die Basis isi fsr-iier über einen Widerstand 172 an Masse gelegt. Der Kollektor das Transistors

171 ist mit dem einen Ende der Spule des Solenoidventils 114 verbunden, das der Vorrichtung für die Verminderung öes Kohlenwasserstoff aus Stoßes während der Verzögerung zugeordnet ist. Das andere Ende der Spule ist v^iev ύ°.& Leitung 71 an die Batterie 39 angeschlossen.

Überschreitet die Fahrzeuggeschwindigkeit den ersten vorbestimmten Wert» dann wird die Basis des Transistors 168 über den Widerstand 135, die Diode 134, den Widerstand 130 und den Kollektor-Emitterweg des Transistors 128 an Masse gelegt, so daß der Transistor 168 leitend wird. Dies führt dazu, daß die an der Sammelleitung 136 erscheinende positive Spannung an den Emitter des Transistors 167 angelegt wird» Wenn unter dieser Bedingung das Drosselventil 113 in die Schließstellung

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bewegt wird, um den Schalter 32 zu schließen, wird der Transistor 167 leitend, wodurch der folgende Transistor 171 leitend wird. Eventuell wird das Solenoidventil 114 betätigt, um die vorbeschriebene Kohlenwasserstoffabgasverminderungseinrichtung zu aktivieren.

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Claims

Patentansprüche

Steuersystem für Antiabgasverschmutzung, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Kraftfahrzeug-Antiluftverschmutzungs· einrichtungen, die unter individuellen vorbestimmten Bedingungen des Motorbetriebs in Einsatz kommen, durch mehrere Fühler (10; 11, 12, 13, 14) für das Erfühlen der Motorbetriebsbedingungen zur Erzeugung entsprechender elektrischer Signale und durch ein Kontrollgerät (31), das auf die elektrischen Signale anspricht und die individuell vorbestimmten Bedingungen feststellt, um die Antiluftver- * Schmutzungseinrichtungen zu aktivieren.

2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zündzeitpunkt-Späteinstellungseinrichtung (40), eine Abgasnachverbrennungseinrichtung (56), einen Kraftstoffdampfeinfangeinrichtung (80),eine Abgasrückführungseinrichtung (96, 98, 100), eine.Frischlufteinführungseinrichtung (105) und eine Einrichtung für die Verminderung des Kohlenwasserstoffgehalts der Abgase bei Verzögerung (111), wobei diese Einrichtungen an das Kontrollgerät (31) angeschlossen sind und wobei sie einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler (10), einen Ansaugleitungsunterdruckfühler (11), einen Drosselventilöffnungsfühler (12), einen Motortemperaturfühler (13) und einen Abgastemperaturfühler (14) umfassen, die ebenfalls an das Kontrollgerät (31) angeschlossen sind.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler (10) einen Wechselstromgenerator aufweist, der antriebsmäßig mit der umlaufenden Welle eines Geschwindigkeitsmessers (15) verbunden ist, um ein der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechendes elektrisches Signal zu erzeugen.

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k. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugleitungsunterdruckfühler (11) eine federbelastete und luftdichte Membrane (16) aufweist, die auf der federbelasteten Seite über eine Unterdruckleitung (17) an eine öffnung (18) der Ansaugleitung (19) angeschlossen ist, ferner ein langgestrecktes Element (2OJ, das betrieblich mit der Membrane für Axialbewegung mit dieser verbunden ist und einen Kleindurchmesserabschnitt (21) besitzt, sowie zwei Schalter (23, 24) mit Füße (27, 28) tragenden Armen, wobei die Füße auf der Oberfläche des langgestreckten Elements ruhen können und die Schalter offen gehalten sind, während ihre Füße auf den kleinen Durchmesserabschnitt des langgestreckten ELements ruhen.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleindurchmesserabschnitt (21) des langgestreckten Elements (20) so angeordnet ist, daß einer der Schalter geschlossen ist, wenn der Ansaugleitungsunterdruck auf einen ersten vorbestimmten Wert anwächst und daß der andere offen ist, wenn der Ansaugleitungsunterdruck auf einen zweiten vorbestimmten Wert ansteigt.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite vorbestimmte Wert angenähert -150 mmHg bzw. -350 mmHg betragen.

7. System nach Anspruch 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dr.ß der Drosselventxlöffnungsfühler (12) einen Schaltex¹ <32) aufweist, dessen Arm (33) betrieblich mit dem Drosselventil verbunden ist, um den Schalter zu öffnen, wenn das Drosselventil auf einen vorbestimmten Grad geöffnet wird.

8. System nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Motortemperaturfühler (13) ein Bimetall (35) aufweist, das in den Motorkühlwasserkanal eingetaucht ist und einen ·

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Schalter (36) schließt, wenn die Motortemperatur auf einen vorbestimmten Wert ansteigt.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der v,orbestimmte Wert angenähert 70 C ist.

10. System nach Anspruch 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgastemperaturfühler (14) ein Thermopaar aufweist, das in den Abgaskanal eingesetzt ist.

11. System nach Anspruch 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontrollgerät (31) ein erstes leitendes Element (128) aufweist, das an den Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler (10) angeschlossen ist und leitend wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet, ein zweites leitendes Element (145), das an den Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler angeschlossen ist und leitend wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit einen zweiten vorbestimmten Wert überschreitet, der höher als der erste vorbestimmte Wert ist, ein drittes leitendes Element (133), das an das erste leitende Element (128) angeschlossen ist und leitend wird, wenn das erste leitende Element leitend ist, ein viertes leitendes Element (137), das an den Ansaugleitungsunterdruckfühler (11) und das dritte leitende Element angeschlossen ist und leitend wird, wenn der Ansaugleitungsunterdruck einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet sowie ein fünftes leitendes Element (142), das leitend wird, wenn das dritte und das vierte leitende Element leitend sind, um dadurch die Zündzeitpunkt-Späteinstellungseinrichtung (44) zu aktivieren.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit angenähert 16 bzw. 80 km/h betragen und der erste vorbe-

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stimmte Ansaugleitungsunterdruck etwa -150 mmHg beträgt.

13. System nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite leitende Element (145) das Kontrollgerät (31) außer Einsatz bringt, wenn die zweite vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht ist.

14. System nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontrollgerät (31) ein sechstes leitendes Element (153) aufweist, das über einen Verstärker (15 2) an den Abgastemperaturfühler (151) angeschlossen ist und leitend wird, wenn die Abgastemperatur unter einen vorbestimmten Wert abfällt, ferner ein siebentes leitendes Element (151), das an den Ansaugleitungsunterdruckfühler (11) und das sechste leitende Element angeschlossen ist und leitend wird, wenn der Ansaugleitungsunterdruck den vorbestimmten ersten Wert überschreitet sowie ein achtes leitendes Element (156), das leitend wird, wenn das sechste und siebente leitende Element leitend wird, um dadurch die Abgasnachverbrennungsanlage zu aktivieren.

15. System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Abgastemperatur angenähert 1OÖO°C ist.

16. System nach Anspruch 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontrollgerät (31) ein neuntes leitendes Element (159) aufweist, das an den Motortemperaturfühler (13) angeschlossen ist und leitend wird, wenn die Motortemperatur einen vorbestimmten Wert überschreitet, ein zehntes leitendes Element (160), das an den Ansaugleitungsunterdruckfühler (11) und das neunte leitende Element angeschlossen ist und im Leitzustand bleibt, bis der Ansaugleitungsunterdruck einen vorbestimmten zweiten Wert überschreitet, ferner ein elftes leitendes Element (161), das an das erste und das zehnte leitende Element angeschlossen ist und leitend wird, wenn das erste leitende Element leitet und schließlich ein

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zwölftes leitendes Element (163), das bei leitendem neunten, zehnten und elften Element leitend wird, um dann die Abgasrückführungseinrichtung und die Frischluftzuführungseinrichtung zu aktivieren.

17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Motortemperatur angenähert 70 C und der zweite vorbestimmte Ansaugleitungsunterdruck angenähert -350 mmHg ist.

18. System nach Anspruch 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontrollgerät (31) ein dreizehntes leitendes Element (168) aufweist, das an das erste leitende Element angeschlos-

ψ sen ist und leitet, wenn letzteres leitet, ferner ein vierzehntes leitendes Element (167), das an den Drosselventilöffnungsfühler (12) und das dreizehnte leitende Element angeschlossen ist und nichtleitend wird, wenn das Drosselventil auf einen vorbestimmten Wert geöffnet wird, sowie ein fünfzehntes leitendes Element (171), das leitend wird, wenn das dreizehnte und das vierzehnte leitende Element leiten, um dadurch die Einrichtungen für die Reduzierung des Kohlenwasserstoffgehalts im Abgas bei Verzögerung zu betätigen.

19. System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der t vorbestimmte Wert angenähert Null Grad ist.

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