DE2245029C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Abgasentgiftung von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren z-jr Verminderung von schädlichen Anteilen der Abgasemission von Brennkraftmaschinen durch Veränderung des Verhältnisses der Anteile der der Brennkraftmaschine zugeführten Betriebsstoffe wie Kraftstoff und Luft in Abhängigkeit vom Ausgangssignal einer im Auspuffsystem der Brennkraftmaschine angeordneten Abgasmeßsonde, die mit einer Steuereinrichtung in an sich bekannter Weise das Verhältnis der Anteile der Betriebsstoffe zueinander in Abhängigkeit von Betriebsparametern steuert und wodurch im wesentlichen ein konstantes Verhältnis der Betriebsstoff-Anteile zueinander einhaltbar ist.

Kraftstoffaufbereitungsanlagen für Brennkraftmaschinen werden beim Bau der Brennkraftmaschine entsprechend den Eigenschaften der Brennkraftmaschine eingestellt und versorgen diese dann je nach Betriebszustand mit einem der Einstellung entsprechenden Kraftstoff-Luft-Gemisch. Im Verlauf der Betriebszeit der Brennkraftmaschinen können durch die verschiedensten Einflüsse Abweichungen von der im Neuzustand der Brennkraftmaschine festgelegten Ein-

stellung der Kraftstoffaufbereitungsanlage eintreten. Es kann z. B. vorkommen, daß einzelne Aggregate Drifterscheinungen zeigen, es kann aber auch vorkommen, daß an der Brennkraftmaschine selbst Veränderungen auftreten, die durch die Laufzeit dt;r Brennkraftmaschine bedingt sind. Dadurch treten aber auch Veränderungen der Abgaszusam.nensetzung der Brennkraftmaschine auf, so daß die Abgas-Zusammensetzung nicht mehr den Vorschriften über die Abgasentgiftung von Brennkraftmaschinen entspricht Die EinsteJhing der Kraftstoffaufbereitungsanlage kann zwar bei Kundendienstarbeiten überprüft und gegebenenfalls geändert werden, doch da die zeitliche Dauer zwischen derartigen Kundendieristarbeiten relativ lang ist und auch Bestrebungen im Gange sind, diese Zeiten weiter auszudehnen, ist die Zeit, die ein Kraftfahrzeug mit falsch eingestellter Kraftstoffaufbereitungsanlage in Betrieb sein kann, zu lang. Um unabhängig von diesen Kundendienstarbeiten stets eine genaue Einstellung zu erhalten, wird in der DE-OS 20 10 793 Jas eingangs genannte Verfahren vorgeschlagen. Dort wird mit Hilfe einer Regeleinrichtung kontinuierlich die Abgaszusammensetzung gemessen und jede Abweichung von einer gewünschten Zusammensetzung über die Kraftstoff-Luft-Gemischzusammensetzung mit Hilfe einer Regeleinrichtung ausgeregelt. Eine solche Einrichtung erzeugt Gemischzusammensetzungen mit ständig schwankenden Werten, da durch die Totzeit der Regelstrecke über die Dauer dieser Zeit je nach Empfindlichkeit und Schnelligkeit der Regelung mehr oder weniger große Abweichungen vom Sollwert eingesteuert werden, bis, nachdem das neu eingestell!e Gemisch die Regelstrecke durchlaufen hat, die neue Gemischzusammensetzung für die Regelung wirksam wird. Um die Totzeit und damit die Regelabweichung r> klein zu halten, müssen schnell ansprechende Abgasfühler verwendet werden.

Ausgehend von der Tatsache, daß bekannte Gemischerzeuger, seien es Vergaser oder Kraftstoffeinspritzanlagen in der Regel bereits recht genau sind und ein 4« gewünschtes Kraftstoff-Luft-Verhältnis in relativ engen Grenzen einhalten können, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu entwickeln, daß die Einstellung einer solchen Gemischerzeugungsanlage der Brennkraftmaschine in kurzen Abständen überprüft und gegebenenfalls korrigiert, damit eine gewünschte Abgaszusamrnensetzung eingehalten wird, ohne daß dabei die von bekannten Verfahren erzeugten regelmäßigen Einstellungsschwankungen auftreten, unter Beibehaltung der guten dynamischen Eigenschaften der bekannten Gemischerzeuger.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mit Hilfe einer Überwachungseinrichtung festgestellt wird, ob ein über einen bestimmten Zeitraum andauernder und innerhalb gesetzter Toleranzen liegender Betriebspunkt der Brennkraftmaschine eingehalten wird und in diesem Fall ein Freigabesignal für einen bestimmten Zeitraum, höchstens jedoch solange der genannte Betriebspunkt eingehalten wird, abgegeben wird, wodurch eine Regeleinrichtung wirksam wird, die entsprechend der Abweichung eines Ist-Ausgangs-Signals der Abgasmeßsonde von einem Sollwert eine Änderung der das Anteilverhältnis der Betriebsstoffe steuernden Einstellung der Steuereinrichtung bewirkt.

Neben dem Vorteil, daß die eingangs genannten Nachteile vermieden werden, können durch die erfindungsgemäßen Einrichtungen, insbesondere auch Abgasmeßsonden verwendet werden, die relativ träge ansprechen. Dadurch daß nur zu bestimmten Zeiten während eines sehr kleinen Zeitabschnitts eine Korrektur der Einstellung vorgenommen wird, werden die periodischen Regelabweichungen und somit auch der Einfluß der Totzeit der Regelstrecke völlig ausgeschaltet. Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann die Ausregelgeschwindigkeit gering gehalten werden, so daß eine sehr genaue Annäherung an den gewünschten Einstellwert erzielt wird.

Bei dem erfindungsgerr.äßen Verfahren und der dazugehörigen Einrichtung wird vorausgesetzt, daß das Massenverhältnis von Luft zu Kraftstoff (Luftzahl Λ) beispielsweise auf einen etwa stöchiometrischen Wert festgelegt ist, der durch die Kraftstoffaufbereitungsanlage eingehalten wird, wobei die Einstellung der Kraftstoffaufbereitungsan'age auf einen Wert von λ ungefähr gleich 1 im Neuzustand der Brennkraftmaschine vorgenommen wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird weiterhin davon ausgegangen, daß mit Hilfe von Abgas-Meßsonden der Sauerstoffpartialdruck im Abgas der Brennkraftmaschine gemessen werden kann. Die Messung der Zusammensetzung des Abgases kann auf zweierlei Art und Weise erfolgen.

Eine erste Möglichkeit zur Messung des Abgases besteht darin, eine an sich bekannte und relativ empfindliche Zirkondioxid-Sonde mit einer Platinkontaktierung zu verwenden. Da eine solche Sonde nur eine relativ kurze Lebensdauer bei Verwendung von bleihaltigem Kraftstoff hat, ist es zweckmäßig, diese Sonde jeweils nur kurzzeitig dem Abgas während eines Meßvorganges auszusetzen. Hierzu kann die Meßsonde in einem Bypass zu dem Auspuffrohr der Brennkraftmaschine angeordnet sein, wobei dieser Bypass durch eine Klappe auf- bzw. zusteuerbar ist, so daß nur bei der Messung Abgas über den Bypass und damit über die Abgas-Meßsonde geleitet wird.

Eine zweite Möglichkeit zur Messung der Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches besteht darin, eine Abgas-Meßsonde mit einer entsprechenden bleiunempfindlichen Kontaktierung zu verwenden oder Sonden mit einer Platinkontaktierung in einem Schutzrohr anzuordnen. Eine solche Kontaktierung kann z. B. aus katalytisch wirksamen elektronenleitenden Oxiden bestehen. Da derartige Sonden jedoch relativ träge sind, d. h., daß sich das Ausgangssignal erst nach einer bestimmten Zeildauer eines konstanten Betriebszustandes ändert, muß dafür gesorgt werden, daß mit einer Einrichtung ermittelt wird, wenn für eine bestimmte Zeitdauer ein konstanter Betriebszustand, beispielsweise der Leerlaufzustand, vorliegt. Bei Verwendung einer derartigen trägen Sonde kann also diese ständig dem Abgasalrom ausgesetzt sein, da bei einer bleiunempfindlichen Kontaktierung oder bei einer Anordnung in einem Schutzrohr eine relativ lange Lebensdauer der Sonde erwartet werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausgestaltungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben. Sie werden anhand von Ausführungsbeispielen und der zugehörigen Zeichnung in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fi g. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Veränderung der Einstellung einer Kraftstoffaufbereitungsanlage, bei der die Abgas-Meßsonde ständig dem Abgasstrom ausgesetzt ist,

F i g. 3 ein Impulsschema zu dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2,

F i g. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Veränderung der Einstellung einer Kraftstoffaufbereilungsanlage in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Abgases einer Brennkraftmaschine.

Gemäß Fig. 1 «t eine elektronische Schalleinrichtung 10 mit verschiedenen Meßwertgebern verbunden. So ist an die elektronische Schalteinrichtung ein Motortemperaturfühler 11, ein Leerlaufschalter 12, ein Drehzahlgeber 13, ein Fahrschalter 14 und eine Abgas-Meßsonde 15 angeschlossen. Aus den durch die Meßwertgeber 11, 12, 13, 14 und 15 erzeugten elektrischen Signalen wird in der elektronischen Schalteinrichtung eine Stellgröße gebildet, die einem ■Stellglied 16 zugeführt ist. Das Stellglied kann hei einer beispielsweise als elektronische Benzineinspritzung ausgebildeten Kraflstoffaufbereitungsanlage ein Stellpotentiometer 17 beeinflussen, das eine Steuereinrichtung 18 für die Kraftstoffeinspritzeinrichtung so beeinflußt, daß die Einspritzdauer d. h. die Öffnungszeit der Einspritzventile verändert wird. 1st die Kraftstoffaufbereitungsanlage dagegen, wie in Fig. 1 mit unterbrochenen Linien bei 19 angedeutet, ein Vergaser, dann kann beispielsweise über das Stellglied 16 eine Steuerklappe in einem Bypass 20 zu dem Vergaser 19 verstellt werden, so daß dem durch den Vergaser 19 aufbereiteten Kraftstoff-Luft-Gemisch mehr oder weniger Zusatzluft hinzugefügt werden kann.

Eine weitere Beeinflussungsmöglichkeit besteht beispielsweise darin, über das Stellglied im Vergaser der Brennkraftmaschine den Kraftstoffdurchsatz unabhängig vom Luftdurchsatz zu regeln. Es ist aber auch möglich, im Vergaser den Luftdurchsatz durch den Vergaser und über den Luftdurchsatz den Kraftstoffdurchsatz zu regeln.

Die Abgas-Meßsonde 15 ist je nach ihrem Aufbau entweder dauernd dem Abgasstrom der Brennkraftmaschine ausgesetzt, oder wird nur zeitweise mit dem Abgas in Berührung gebracht. In beiden Fällen wird jedoch zu bestimmten Zeiten das Ausgangssignal der Abgas-Meßsonde in der elektronischen Schalteinrichtung so aufbereitet, daß über das Stellglied 16 die Kraftstoffaufbereitungsanlage 18 bzw. 19 verstellt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der elektronischen Schalteinrichtung 10 und des nachgeschalteten Stellgliedes 16 ist in F i g. 2 dargestellt. Eine erste bistabile Kippstufe 21 steuert über eine erste logische Schalteinrichtung, die als UND-Glied 22 ausgebildet ist. einen ersten Zeitschalter, der ein monostabiler Multivibrator 23 ist an. An einen Eingang der bistabilen Kippstufe ist über ein Differenzierglied aus einem Widerstand 24 und einem Kondensator 25 der Fahrschalter 14 angeschlossen, der betätigt wird, wenn eine weiter nicht dargestellte Brennkraftmaschine in Betrieb genommen wird. Mit einem zweiten Eingang der bistabilen Kippstufe ist der Ausgang eines als Schwellwertschalter 26 geschalteten Operationsverstärkers 27 verbunden, mit dessen einem Eingang der Motortemperaturfühler 11 verbunden ist Wie schon angedeutet führt eine Verbindungsleitung von einem Ausgang der ersten bistabilen Kippstufe zu einem ersten Eingang des UND-Gliedes 22. An den zweiten Eingang des UND-Gliedes 22 ist der Leerlaufschalter 12 angeschlossen. Mit dem dritten Eingang des UND-Gliedes 22 ist der Drehzahlschalter 9 verbunden, siehe F i g. Z der an seinem Eingang mit einem Drehzahlgeber 13 verbunden ist Vom Ausgang des UND-Gliedes 22 führt eine Vcrbindungsleitung zu einem Eingang der monostabilen Kippschaltung 23. Mit dem Leerlauf-Schalter 12 ist weiterhin ein Eingang einer zweiten bistabilen Kippstufe 28 verbunden. Von einem Ausgang dieser bistabilen ■i Kippstufe 28 führt eine Verbindungsleitung zu einem zweiten Eingang 30 eines UND-Gliedes 29, an dessen ersten Eingang 31 ein erster Ausgang der monostabilen Kippstufe 23 angeschlossen ist. Der zweite Ausgang der monostabilen Kippstufe 23 ist mit einem Eingang der

K) bistabilen Kippstufe 28 verbunden. Schließlich ist an einen weiteren Eingang der bistabilen Kippstufe 28 über das Differenzierglied aus dem Widerstand 24 und dem Kondensator 25 der Fahrschalter 14 angeschlossen. Vom Ausgang des UND-Gliedes 29 führt eine Leitung zu einem Eingang eines zweiten Zeitschalters, der als rnonosiahile Kippstufe 32 ausgebildet ist. Ein erster Ausgang dieser monostabilen Kippstufe ist mit einem Eingang der ersten bistabilen Kippstufe 21 verbunden und ein zweiter Ausgang der monostabilen Kippstufe 32 ist an das Stellglied 16 angeschlossen. Das Stellglied 16 weist eine Torschaltung 33 mit zwei UND-Gliedern 34 und 35 auf. An den jeweils ersten Eingang der UND-Glieder 34 und 35 ist dabei ein Ausgang der monostabilen Kippstufe 32 angeschlossen und mit dem zweiten Eingang des UND-Gliedes ist direkt der Ausgang eines Verstärkers 36 verbunden, während mit einem invertierenden Eingang des UND-Gliedes 35 ebenfalls der Ausgang des Verstärkers 36 verbunden ist. Der Verstärker 36 ist als Schwellwertschalter geschaltet

3() und kippt in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Abgas-Meßsonde 15. Der Ausgang des UND-Gliedes 34 ist mit der Steuerelektrode eines Transistors 39 verbunden und der Ausgang des UND-Gliedes 35 ist an die Steuerelektrode eines Transistors 37 angeschlossen.

Die Bezugselektroden der Transistoren 39 und 37 sind mit einer gemeinsamen Versorgungsleitung verbunden und die Ausgangselektroden der Transistoren 37 und 39 führen zu einem Stellmotor 38, der über einen der Transistoren 37 bzw. 39 an die Betriebsspannung gelegt

w werden kann.

Die Wirkungsweise dieser beschriebenen Schaltanordnung soll anhand des lmpulsplar.es nach F i g. 3 näher erläutert werden: Wird der Zündschalter 14 betätigt so entsteht an seinem Ausgang das in Fig.3a dargestellte Signal. Ober das Differenzierglied aus dem Kondensator 25 und dem Widerstand 24 gelangt ein Impuls auf einen Eingang der bistabilen Kippstufen 21 und 28 und kippt diese bistabilen Kippstufen in eine Vorzugslage, hier die Ausstellung. Erreicht nun die durch den Temperaturfühler 11 erfaßte Temperatur der Brennkraftmaschine einen bestimmten vorgegebenen Wert so werden der Schwellwertschalter 26 und die erste bistabile Kippstufe 21 umgeschaltet. Das entsprechende Signal am Ausgang der bistabilen Kippstufe ist in F i g. 3b dargestellt Das Ausgangssignal der bistabilen Kippstufe 21 liegt nun an dem ersten Eingang des UND-Gliedes 22 an. Signalisiert der Leerlaufschalter 12, daß die Brennkraftmaschine im Leerlauf betrieben wird, so liegt auch an dem zweiten Eingang des UND-Gliedes 22 ein L-Signal an. 1st schließlich auch die Drehzahl der Brennkraftmaschine so, daß Leerlaufverhalten vorliegt dann liegt auch an dem dritten Eingang des UND-Gliedes 22 ein L-Signal an. Sind drei L-Signale an den Eingängen des UND-Gliedes vorhanden, dann wird die

f>5 erste monostabile Kippstufe in den instabilen Schaltzustand gebracht Mit dem Umschalten der monostabilen Kippstufe 23 wird auch die zweite bistabile Kippstufe 28 umgeschaltet wobei diese bistabile Kippstufe 28 sofort

dann wieder in ihre Ausgangslage geschaltet wird, wenn der Leerlaufschalter 12 öffnet. Dies bedeutet, daß nur dann, wenn während der ganzen Dauer des instabilen Zustandes der monoslabilen Kippstufe 23 der Leerlaufschaller 12 geschlossen bleibt, nach Ablauf dieser Zeit über das UND-Glied 29 die zweite monostabile Kippstufe 32 in ihren instabilen Zustand gekippt werden kann. Während des verhältnismäßig kurzen instabilen Zustandes der monostabilen Kippstufe 32 wird bei einem entsprechenden Ausgangssignal der Abgas-Meßsonde über eines der UND-Glieder 34 bzw. 35 und einen der Transistoren 37 bzw. 39 der Stellmotor 38 angesteuert, der ein Stellglied, beispielsweise einen Abgriff eines veränderbaren Widerstandes in dem Steuerteil einer elektronisch gesteuerten Kraftstoff einspritzeinrichtung oder aber eine Luftklappe verstellt. Befindet sich aisu die /.weite monostabüe Kippstufe 32 in ihrem instabilen Schaltzustand, so wird über den Transistor 37 mit Rechtslauf oder den Transistor 39 mit Linkslauf der Motor 38 betätigt, je nachdem ob der von der Abgas-Meßsonde signalisierte Wert über oder unter dem vorgegebenen Sollwert liegt.

In dem Impulsschema nach Fig. 3 soll der eben beschriebene Ablauf noch einmal verfolgt werden. Wenn der Schwellwertschalter 26 umschaltet, dann liegt an seinem Ausgang das in F i g. 3c dargestellte Signal an. Bei Leerlauf der Brennkraftmaschine wird der Leerlaufschalter 12 das bei F i g. 3d angedeutete Signal abgeben. Ist also über den Schwellwertschalter 26 die bistabile Kippstufe 2! eingeschaltet und liegt der Leerlaufzustand der Brennkraftmaschine sowie die richtige Drehzahl vor. dann wird die monostabüe Kippstufe 23, wie in F i g. 3e angedeutet in ihren instabilen Zustand gekippt. In Fig. 3f ist das Ausgangssignal der zweiten bistabilen Kippstufe 28 aufgetragen. Das L-Signa! tritt auf. wenn der Leerlaufschalter 12 geschlossen ist und wenn gleichzeitig die monostabüe Kippstufe 23 in den instabilen Zustand geschaltet wurde. Erst wenn die bistabile Kippstufe 28 über die Dauer des instabilen Schaltzustandes der monostabilen Kippstufe 23 hinaus ein L-Signal an ihrem Ausgang aufweist, wird die zweite monoslabile Kippstufe gemäß Fig. 3g betätigt, so daß das Stellglied eine Beeinflussung der Kraftstoffaufbereitungsanlage vornehmen kann.

Die Drehrichtung des Stellmotors 38 des Stellgliedes 16 wird dabei durch den als Schwellwertschalter geschalteten Operationsverstärker 36 bestimmt, der das Ausgangssignal der Abgas-Meßsonde mit einem vorgegebenen Sollwert vergleicht und, wobei je nach Ergebnis eines der UND-Glieder 34 bzw. 35 und einer der Transistoren 37 bzw. 39 angesteuert wird. Beim Umschalten der monostabilen Kippstufe 32 in den

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Kippstufe 21 in ihren Auszustand geschaltet, so daß der nächste Vorgang der Beeinflussung der Kraftstoffaufbereiiungsanlage erst wieder nach erneuter Betätigung des Fahrschalters 14 erfolgen kann.

Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in F i g. 4 dargestellt. Gleiche oder gleich wirkende Teile tragen bei diesem Ausführungsbeispiel die gleichen Bezugszeichen wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.Z Der Fahrschalter 14 ist über das Differenzierglied aus dem Kondensator 25 und dem Widerstand 24 mit einem Eingang der ersten bistabilen Kippstufe 21 verbunden. Ein weiterer Eingang führt zu dem Schwellwertschalter 26, wobei der Schwellwertschalter 26 einen Operationsverstärker 27 aufweist, an dessen einen Eingang der Temperaturfühler 11 angeschlossen ist. Der Ausgang

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65 der ersten bistabilen Kippschaltung 21 ist an einen Eingang des UND-Gliedes 22 angelegt, an dessen zweiten Eingang der Leerlaufschalter 12 und an dessen dritten Eingang der Drehzahlschalter 9 angeschlossen ist. Mit dem Ausgang des UND-Gliedes 22 ist der Eingang einer monostabilen Kippstufe 23 verbunden, deren erster Ausgang mit dem ersten Eingang des UND-Gliedes 29 und dessen zweiter Eingang mit einem Eingang der zweiten bistabilen Kippstufe 28 verbunden ist. Mit einem Eingang der zweiten bistabilen Kippstule 28 ist auch der Leerlaufschalter 12 und über das Differenzierglied 25, 24 der Fahrschalter 14 verbunden. Der Ausgang der zweiten bistabilen Kippschaltung 28 ist mit dem zweiten Eingang des UND-Gliedes 29 verbunden. Der Ausgang des UND-Gliedes 29 ist mit einem Eingang einer dritten bistabilen Kippschaltung 40 veruünuen. Mit einem weiteren eingang uer uistauiicn Kippschaltung ist der Leerlaufschalter 12 und der Ausgang des als Schwellwertschalter dienenden Operationsverstärkers 36 verbunden. Mit einem ersten Ausgang der bistabilen Kippschaltung 40 ist ein erster Eingang eines UND-Gliedes 41 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang der bistabilen Kippstufe 28 Verbindung hat. An den zweiten Ausgang der bistabilen Kippschaltung 40 ist je ein Eingang der UND-Glieder 34 und 35 angeschlossen, wobei an den zweiten Eingang des UND-Gliedes 34 der Ausgang des Operationsverstärkers 36 angeschlossen ist und wobei an den zweiten invertierenden Eingang des UND-Gliedes 35 ebenfalls der Ausgang des Operationsverstärkers 36 angeschlossen ist.

Die Wirkungsweise dieser beschriebenen Schaltanordnung ist folgende: Bei Einschalten des Fahrschalters 14 werden die beiden bistabilen Kippstufen 21 und 28 in ihre Ausstellung geschaltet. Erst wenn die Temperatur der weiter nicht dargestellten Brennkraftmaschine einen durch den Schwellwertschalter 26 bestimmten Wert erreicht hat, kippt die bistabile Kippstufe 21 in ihren zweiten Schaltzustand, so daß an dem ersten Eingang des UND-Gliedes 22 ein L-Signal anliegt. Liefert auch der Leerlaufschalter 12 und der Drehzahlschalter 9 ein L-Signal, so wird die monostabüe Kippstufe 23 in ihren instabilen Schaltzustand gebracht. Dadurch wird auch die zweite bistabile Kippstufe 28 umgeschaltet und über das UND-Glied 29 wird die dritte bistabile Kippstufe 40 umgeschaltet. Bei eingeschalteter bistabiler Kippstufe 40 läuft dabei der Stellmotor 38 des Stellgliedes 16 und zwar so lange, bis der durch den Schwellwertschalter 36 vorgegebene Sollwert durch die Istgröße erreicht ist. Sobald der durch den Operationsverstärker 36 gebildete Schwellwertschalter schaltet oder der Leerlaufschalter 12 öffnet, wird der Stellmotor 38 wieder abgeschaltet. Das Zurückschalten der ersten bistabilen Kippstufe 21 in die Aus-Stellung erfolgt dabei über das UND-Glied 41 beim Zurückkippen der dritten bistabilen Kippstufe 40 in die Ausgangslage unter der Bedingung, daß die zweite bistabile Kippstufe 28 noch durch den geschlossenen Leerlaufschalter 12 in der entsprechenden Lage gehalten wird.

Im folgenden soll das wesentliche der beiden beschriebenen Ausführungsbeispiele allgemein noch einmal zusammengefaßt werden. Die Nachstelleinrichtung soll z. B. bei einer elektronisch gesteuerten Kraftstoffaufbereitungsanlage folgendermaßen ablaufen: Jedesmal, wenn die Brennkraftmaschine gestartet wird, setzt eine geeignete logische Schalteinrichtung die Nachstelleinrichtung in Bereitschaft Nach Ablauf der

Warmlaufphase der Brennkraftmaschine und bei Überschreitung einer bestimmten Betriebstemperatur, dies kann z. B. eine bestimmte Motortemperatur sein, wird durch weitere geeignete logische Schalteinrichtungen das Signal der Abgas-Meßsonde abgefühlt und mit einem Sollwert verglichen. Dieser Vorgang erfolgt nur dann, wenn z. B. der Betriebszustand der Brennkraftmaschine eine bestimmte Zeit ununterbrochen in der Leerlaufphase geblieben ist und zwar immer dann, wenn dieser Zustand das erste Mal nach Überschreitung der gewünschten Betriebstemperatur eingetreten ist. Die Nachführung wird dadurch erreicht, daß eine einmalige Impulsenergie einem geeigneten Stellglied, bevorzugt einen Motorpotentiometer mit geeigneter Übersetzung, zugeführt wird. Je nach Polarität der Abweichung muß auch die Drehrichtung dieses Motorpotentiometers beeinflußt werden. Das Nachstellen mit einmaliger zugemessener Impulsenergie würde zwar größere Sollwert-Istwert-Abweichungen nur sehr langsam nachführen, andererseits aber könnte auf diese Weise eine sehr genaue Annäherung an den Sollwert erfolgen.

Bei einer anderen Variante würde der Stellmotor bei einer Abweichung zwischen Istwert und Sollwert so lange nachstellen, als der zur Messung vorgesehene Betriebszustand, z. B. der Leerlaufzustand der Brennkraftmaschine über die Meßzeit hinaus anhält oder aber eine Abweichung zwischen dem Istwert und dem Sollwert besteht. In beiden Fällen kann die Nachstellung

^ri darauf begrenzt werden, daß sie nur jeweils einmal nach einem Durchlauf der Motortemperatur vom kalten zum betriebswarmen Zustand erfolgt. Sie kann aber auch jedes Mal bei Bestehen der Voraussetzung »betriebswarmer Motor, definierter Beharrungszustand, z. B.

ι» Leerlauf« erfolgen und zwar so lange, bis keine Abweichung zwischen dem Istwert und dem Sollwert besteht.

Die Nachstellung der Kraftstoffaufbereitungsanlage läßt sich grundsätzlich auch bei arideren Betriebspunkten als dem Leerlaufzustand der Brennkraftmaschine ynmpi]mpn cn fprn solche BetriebsⁿünRte ^CTenü^t7cnd lang in einem Beharrungszustand verbleiben, wegen der mit einer Trägheit behafteten Sauerstoff-Meßsonde sind einige Sekunden Meßzeit erforderlich, derartige Betriebspunkte können durch geeignete Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, beispielsweise die Drehzahl, die Drosselklappenstellung, den Saugrohrdruck, die Luftmenge usw. eindeutig definiert werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   .'. Verfahren zur Verminderung von schädlichen Anteilen der Abgasemission von Brennkraftmaschinen durch Veränderung des Verhältnisses der -s Anteile der der Brennkraftmaschine zugeführten Betriebsstoffe wie Kraftstoff und Luft in Abhängigkeit vom Ausgangssignal einer im Auspuffsystem der Brennkraftmaschine angeordneten Abgasmeßsonde, die mit einer Steuereinrichtung in an sich bekannter Weise das Verhältnis der Anteile der Betriebsstoffe zueinander in Abhängigkeit von Betriebsparametern steuert und wodurch im wesentlichen ein konstantes Verhältnis der Betriebsstoff-Anteile zueinander einhaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer Überwachungseinrichtung festgestellt wird, ob ein über einen bestimmten Zeitraum andauernder und innerhalb gesetzter Toleranzen liegender Betriebspunkt der Brennkraftmaschine eingehalten wird und in diesem Fall ein Freigabesignal für einen bestimmten Zeitraum, höchstens jedoch solange der genannte Betriebspunkt eingehalten wird, abgegeben wird, wodurch eine Regeleinrichtung wirksam wird, die entsprechend der Abweichung eines Ist-Ausgangs· Signals der Abgasmeßsonde von einem Sollwert eine Änderung der das Anteilverhältnis, der Betriebsstoffe steuernden Einstellung der Steuereinrichtung bewirkt.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens -»> nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Zeitschalter (23) vorgesehen ist, der über eine erste logische Schalteinrichtung (22) in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine umschaltbar ist und daß der >5 erste Zeitschalter (23) über eine zweite logische Schalteinrichtung (29) einen zweiten Schalter (32 bzw. 40) betätigt, der eine Torschaltung (33) für Ausgangssignale der Abgas-Meßsonde (15) in den leitenden bzw. nichtleitenden Zustand steuert, wobei ίο bei leitender Torschaltung (33) das Ausgangssignal der Abgas-Meßsonde (15) ein Stellglied (38) zur Veränderung der Einstellung der Kraftstoffaufbereitungsanlage beeinflußt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der dem ersten Zeitschalter (23) vorgeschalteten ersten logischen Schalteinrichtung (22) eine vom Fahrschalter (14) der Brennkraftmaschine betätigbare erste bistabile Kippstufe (21) und eine von der Drehzahl der Brennkraftmaschine ^o abhängige Schalteinrichtung^) verbunden ist.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Eingang der ersten logischen Schalteinrichtung (22) ein den Leerlauf-Zustand der Brennkraftmaschine kennzeichnender Leerlaufschalter (12) verbunden ist.
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste bistabile Kippstufe (21) mit einem die Temperatur der Brennkraftmaschine kennzeichnenden Schaltkreis ^b0 (26) und dem Ausgang des zweiten Schalters (32 bzw. 40) verbunden ist.
6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem ersten Eingang der zweiten logischen Schalteinrichtung (29) ein erster Ausgang des ersten Zeitschalters (23) und mit dem zweiten Eingang der zweiten logischen Schalteinrichtung (29) der Ausgang einer zweiten bistabilen Kippstufe (28) verbunden ist, mit deren Eingängen der zweite Ausgang des ersten Zeitschalters (23), der Leerlaufschalter (12) und/oder der Drehzahlschalter (13) und der Fahrschalter (14) verbunden sind.
7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schalter (32) als monostabile Kippstufe ausgebildet ist, deren Ausgang mit je einem Eingang von zwei als Torschaltung dienenden UND-Gliedern (34, 35) verbunden ist, die außerdem, insbesondere über einen Schwellwertschalter (36), mit der Abgas-Meßsonde (15) verbunden sind, wobei die Ausgänge der UND-Glieder (34, 35) mit dem Stellglied (38) zur Veränderung der Einstellung der Kraftstoffaufbereitnngsanlage verbunden sind.
8. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schalter (32) als bistabile Kippstufe (40) ausgebildet ist, an deren Eingänge die zweite logische Schalteinrichtung (29) und der Drehzahlschaiter (13) und/oder der Leerlaufschalter (12) angeschlossen sind, und wobei an einen der Eingänge des zweiten Schalters (32) das Ausgangssignal des Schwellwertschalters (36) angelegt ist.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Ausgang des zweiten Schalters (32) mit dem ersten Eingang eines weiteren UND-Gliedes (41) verbunden ist, an dessen zweiten Eingang der Ausgang der zweiten bistabilen Kippstufe (28) angeschlossen ist, wobei der Ausgang des UND-Gliedes (41) mit einem Eingang der ersten bistabilen Kippstufe (21) Verbindung hat.
10. 10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ausgang des zweiten Schalters (32) mit je einem Eingang der UND-Glieder (34,35) verbunden ist, an deren zweite Eingänge jeweils das Ausgangssignal des Schwellwertschalters (36) angelegt ist, wobei mit den Ausgängen der UND-Glieder (34, 35) zugleich das Stellglied (38) zur Veränderung der Einstellung der Kraftstoffaufbcreitungsanlage angeschlossen ist.