DE2406073C3

DE2406073C3 - Schaltungsanordnung zur Temperaturüberwachung an Katalysatoren für die Abgase von Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2406073C3
Application number: DE2406073A
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl.-Ing. 3551 Wehrda Hannig
Original assignee: Deutsche Fernsprecher Marburg 3550 Marburg De GmbH
Current assignee: Deutsche Fernsprecher Marburg 3550 Marburg De GmbH
Priority date: 1974-02-08
Filing date: 1974-02-08
Publication date: 1982-02-25
Also published as: DE2406073A1; DE2406073B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die erhöhten Anforderungen, die im Rahmen eines strengeren und verbesserten Umweltschutzes hinsichtlich der Reinhaltung der Luft gestellt sind, machen es erforderlich, die von den Antriebsbrennkraftmaschinen der Kraftfahrzeuge erzeugten und emittierten Schadstoffe in geeigneter Weise unschädlich zu machen. Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik bieten sich hierfür als Maßnahmen entweder -:ine Verbesserung der Kraftstoffe durch Verringerung der in diesem Sinn schädlichen Beimengungen, z. B. des Bleitetraäthyls, und eine Umsetzung von giftigen Verbrennungsrückständen in ungefährliche chemische Verbindungen durch Katalysatoren an.

Katalysatorenblöcke, die bei einer derartigen Umsetzung von ursprünglich giftigen Verbrennungsrückständen in ungefährliche chemische Verbindungen Verwendung finden, bestehen bekanntlich z. B. aus einem zylinderförmigen Aiuminiumoxydkörper. der in Längsrichtung von dünnen Bohrungen durchsetzt ist. Auf die innere Oberfläche dieses Trägerkörpers ist das Katalysatormetall aufgebracht. In den Abgasen, die durch einen derartigen Katalysatorblock hindurchgeleitet werden, werden die unvollständig verbrannten Kohlen-Stoffverbindungen katalytisch in gesättigte Verbindungen umgewandelt. Auf diese Weise wird insbesondere das giftige Kohlenmonoxid in das unschädliche Kohlendioxid überführt. Da es sich bei diesem Prozeß, der auch als »Nachverbrennung« bezeichnet wird, um einen exothermen Vorgang handelt, bei welchem Wärmeenergie frei wirdi kann sich bei Überlastung des Katalysators durch große Schadstoffmengen der Katalysatorblock stark aufheizen* So kann z. B. beim Ausfall einer Zündkerze die Überlastung so zunehmen, daß der Katalysatorblock ausglüht und die Umsetzung der giftigen Verbrennungsrückstände dann unterbleibt, In diesem Fall muß dann das Kraftfahrzeug Zur Reparatur aus dem Verkehf genommen werden. Neben

dem dadurch bedingten wirtschaftlichen Verlust stellen die relativ hohen Ersatzteilkosten einer derartigen Abgasentgiftungsanlage einen besonderen Nachteil beim Betrieb eines derartigen Katalysatorblockes dar.

Aus der DE-OS 22 22 498 ist ein Temperaturregler für eine katalytische Reaktionskammer bekannt, die der Reinigung von Schadstoffen in Auspuffgasen einer Kraftfahrzeug-Brennkraftniaschine dient. Die Reaktionskammer wird durch einen Kühlluftstrom gekühlt, dessen Menge im wesentlichen proportional zur Temperaturzunahme der Reaktionskammer geregelt wird.

Aus der DE-OS 22 44 227 ist eine automatische Vorrichtung zum Steuern von katalytischen Auspufftöpfen bekannt. Bei dieser Vorrichtung werden die Abgase von Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen mitteis einer Steuerung eines Bypassventils am katalytischen Auspufftopf vorbeigeleitet, der Gasstrom durch den Auspufftopf also unterbrochen, wenn entweder der Motor bereits eine geringe Schmutzabgabe oder der Katalysator eine überhöhte Betriebstemperatur aufweist. Den Meßgrößen entsprechende e'ektris^he Signale werden dabei über logische Torschaltungen den Steuereinrichtungen zugeführt, die das Bypassventil «ussteuern.

Aus der Buchveröffentlichung »Temperaturmessung« von Henning. Leipzig. 1951. Seite 116 bis 118 ist eine Schaltungsanordnung zur Kompensation der Temperatur der Nebenlötstelle eines Thermoelements bekannt, bei der ein temperaturabhängiger Widerstand jo mit kleinem Temperaturkoeffi/knten in Serie zum Thermoelement, und ein weiterer kleiner Nebenschluß-Vtiderstand mit großem Temperaturkoeffizienten parallel zu der Serienschaltung aus erstem temperaturabhängigem Widerstand und Thermoelement liegt. J5

Aus dem Archiv für technisches Messen. ) 932-8. 1964, Seite 259, ist eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art für allgemeine Anwendung be kannt, bei der die Vcrgleichsspannung als Diagonalspannung e^;ier Bruckenschaltung gewonnen wird, die einen temperaturabhängigen Brückenwiderstand ent hält. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ist die Gewinnung der Vcrgleichsspannung relativ aufwendig, und die Temperaturkompensation ist selbst für einen kleinen Temperaturbereich nicht mit der erforderlichen Genauigke t durchführbar, da iibli. he temperaturabhängige Widerstände, wie /. B. Heißleiter, einen nichtlinearen Temperaturgang aufweisen. Darüber hinaus is; ein Abgleich der Schaltung auf den Temperaturgang des Thermoelements nit^ut möglich. so

Aufgabe der hrfindung ist es demgegenüber, eine Schaltungsinordnung gei/iäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches anzugeben, bei der der Kinfluß der Umgebungstemperatur auf die Anzeige des Thermo elements mnerhain eines gewünschten Bereichs der Umgebungstemperatur in einfacher Weise zuverlässig und genau kompensiert wird, so daß die thermische Überlastung des Katalysatorblocks auch bei Schwankungen der Umgebungstemperatur genau angezeigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß durch Verwendung einer in Durchlaßrichtung betriebenen Diode als temperaturabhängiges Element die Vergleichsspannung mi* wachsender Umgebungstemperatur linear in demselben Maße abnimmt wie die ge* genpolig zur Vergleichsspannung geschaltete Thermospannung, wodurch der Einfluß der Umgebungstemperaur auf das Ansprechen der Vergleichsschaltung urd die Anzeige einer Überlastbedingung eliminiert wird. Die Erzeugung der Vergleichsspannung an einem die Diode enthaltenden Spannungsteiler stellt einen energiesparenden Schaltungsaufbau dar und ermöglicht eine besonders einfache Anpassung des Temperaturgangs der Vergleichsspannung an den Temperaturgang der Thermospannung durch Wahl geeigneter Teilerwiderstände.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Schaltungsanordnung nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Schaltungsaufbau der Anordnung nach der Erfindung,

r ι g. 3 die Thermospannung eines NiCr-Ni-Thermopaa.es als Funktion der Umgebungstemperatur der Vergleichsstelle; Parameter ist die Sondentemperatur.

In Fig. 1 ist die Schaltungsanordnung nach der Erfindung schematisch dargestellt. An die Klemmen 1 und 2 des Schaltungsblocks SB ist eine einseitig geerdete Gleichspannangsversorgungsquelle mit der Spannung t/angeschlossen, an den Klemmen Γ und 3 ist die Anzeigelampe R16 angeschlossen, und an den Klemmen 4 und 5 liegt über eine erste Steckverbindung 5/1 und eine zweite Steckverbindung St 2 das Thermoelement TE, welches auf den Katalysatorblock K aufsetzbar ist. Der Schallungsblock 55 enthält einen Spannungsteiler, ei'ie Vergleichsschaltung und eine Anzeigeeinheit.

Die Anforderungen an die Meßsonde sind außerordentlich hoch. Neben hoher Meßgenauigkeit wird von der Sonde eiiie große Beständigkeit gegen hohe Temperaturen, aggressive Gase, hohe mechanische Beschleunigungen und Temperaturschocks gefordert. Am ehesten werden diese Eigenschaften von einem gepanzerten Thermoelement erfüllt.

Der metallische Schutzmantel besteht au? besonders widerstandsfähigem korrosionsbeständigem Stahl.

Im Inneren des Mantels befindet sich eingebettet in temperaturfestem Isoliermaterial aus Magnesiumoxid das eigentliche Element.

Der positive Schenkel besteht aus einer Nickel-Chrom-Legierung (Ni Cr 90/10), während der negative Ast aus einer Nicke'-Mangan-Aluminium-Legierung (Ni Mn Al 95/2/2) besteht. Durch diese Paarung wird tMe hohe Genauigkeit und Temperaturbeständigkeit erreicht.

Die Entstehung der Thermospannung kann mar sich dadurch erklären, daß der von der »heißen Lötstelle« zur »kalten Lötstelle« fließende Wärmestrom teilweise auch von den freien Elektronen getragen wird. Dadurch wird die Elektrop<-nverteilung an der heißen Lötstelle verdünnt, während die kalte Lötstelle mit Ladungsträgern angereichert wird.

Um eine einwandfreie Messung zu gewährleisten, muß allerdings verhindert werden, daß sich die kalten Lötstellen langsam aufheizen. Die beiden Schenkel des Elements werden dishalb in Form einer Ausgleichslei* tung AL so weit Verlängert, daß der von der Meßstelle ausgehende Wärmestrom die kalte Lötstelle nicht mehr erreicht

In diesem Fall ist die Temperatur der sogenannten kalten Lötstelle mit der Temperatur der Steckvorrichtung SfI in etwa mit der Umgebungstemperatur des Elektronikbausteins identisch. Ein Meßfehler wird nur dann erzeugt, wenn Temperaturdifferenzen zwischen Punkt a und b der Steckvorrichtungen St 1 und St 2 existieren. Da dies aber kaum möglich ist, hängt die Thermospannung nur noch von der Temperaturdifferenz zwischen Sondentemperatur und Umgebungstemperatur des Elektronikbausteins ab.

In Fig.2 ist der in dem Schaltungsblock SB befindliche Schaltungsaufbau dargestellt. Zwischen den Klemmen 1 und 2. an denen die Versorgungsspannung U anlegbar ist, liegt eine stabilisierte Spannungsquelle, die eine Serienschaltung aus einem Widerstand R 1 und einer Zenerdiode D 1 enthält. Parallel ?ur Zenerdiode D 1 liegt ein Spannungsteiler R 2 bis R 8. der parallel zu den Widerständen R 3 und R 4 eine in Durchlaßrichtung geschaltete Diode D 2 enthält. Die beiden Eingänge E1 und £2 einer Vergleichsschaltung ICl sind an den Spannungsteiler angeschlossen und greifen zwischen den Anschlußstellen A 1 und A 2 eine Vergleichsspannung ab. Zwischen der Anschlußstelle A 2, die potentialmäßig mit der Klemme 4 identisch ist, und dem Eingangsanschluß E2, der potentialmäßig mit der Klemme 5 übereinstimmt, ist das Thermoelement mit einer derartigen Polung zwischengeschaltet, daß die Thermospannung gegenpolig zur Vergleichsspannung entsteht

Die Vergleichsschaltung ICi enthält bevorzugt einen Differenzverstärker, an dessen Ausgang über eine weitere Zenerdiode D 3 die Anzeigeeinheit AE angeschlossen ist. Die Anzeigeeinheit AE enthält bevorzugt eine Kippschaltung, die aus einer Emitterstufe mit einem Transistor 7" I. einem Kollektorwiderstand /7 11. einem Basisemitterwiderstand /?14 und einem parallel zur Kollektor-Basisstrecke geschalteten Gegenkopplungswiderstand R12 besteht, und die eine zweite Emitterschaltung mit einem zweiten Transistor T2. einem zweiten Kollektorwiderstand und einem Basis-Emitterwiderstand R15 enthält. Die zweite Emitterstufe ist über einen Basiswiderstand R 13 an den Kollektor des ersten Transistors Π angeschlossen und besitzt eine Rückkopplung, die vom Kollektor des zweiten Transistors T2 zur Basis des ersten Transistors Tl verläuft und aus einer Serienschaltung einer Kapazität Ci mit einem Widerstand RiO besteht Als zweiter Kollektorwiderstand wird dabei bevorzugt zwischen dieKIemmenl' und 3 eine Anzeigelampe R i 6 gelegt.

Die Versorgungsspannung schwankt je nach Betriebszustand des Fahrzeugs zwischen 8 V und 16 V. Für eine exakte Auswertung der Thermospannung muß deshalb die Versorgungsspannung stabilisiert werden. Dies geschieht durch den Vorwiderstand R 1 und die Zenerdiode D1 (Schaltbild). Es wird eine Zenerdiode mit möglichst geringem Temperaturkoeffizient gewählt, damit die stabilisierte Spannung von der Außentemperatur und der Eigenerwärmung der Zenerdiode unabhängig ist

Die Zenerspannung wird darüber hinaus so ausgesucht daß eine sichere Betriebsweise der Gesamtschaltung gewährleistet ist Der Zenerstrom dagegen wird durch geeignete Wahl des Widerstands R 1 möglichst klein gehalten, damit eine preisgünstige Z«nerdiode eingesetzt werden kann.

Dureh die angewendeten Stabilisierungsmaßnahmen wird gleichzeitig ein weiterer günstiger Effekt erziehlt Die Versorgungsspannung bei Kraftfahrzeugen ist nämlich durch eingestreute induzierte Störspannungen stark verseucht. Obwohl die Störimpulse nur kurzzeitig auftreten, ist ihre Amplitude oft so hoch, daß die empfindlichen elektronischen Bauteile unter Umständen zerstört werden können.

Die vorgeschaltete Zenerdiode bewirkt jedoch, daß sowohl positive wie auch negative Störspannungen am Widerstand R 1 abfallen. Die elektronische Schaltung

ίο kann deshalb durch Störspannungen nicht in Mitleidenschaft gezogen werden.

Wenn sich der Katalysator und die Meßsonde erwärmen, steigt die Thermospannung an den Eingängen 4 und 5 des Elektronikbausleins langsam an. Bei einem vorgegebenen Temperaturwert von 900⁰C bzw. 750°C soll die diesen Werten entsprechende Thermospannung einen Schaltvorgang auslösen "und eine Anzeigelampe zum Blinken bringen.

Die für diese Werte erforderliche Schaltschwelle wird durch eine vorgegebene Vergleichsspannung dargestellt. Die Thermospannung wird mit dieser Vergleichsspannung gegenpolig in Reihe geschaltet Sobald nun • die Temperatur den kritischen Wert von 75O°C bzw. 900⁰C überschreitet, erreicht die Thermospannung Werte, die über der Vergleichsspannung liegen. Die normalerweise negative Summenspannung erreicht bei den kritischen Temperaturen positive Werte. Die positive Summenspannung aktiviert den Differenzverstärker, der den Blinkmechanismus in Tätigkeit setzt und auch als Operationsverstärker realisiert sein kann.

Die Thermospannung ist aber selbst bei konstanter Sondentemperatur stark abhängig von der Umgebungstemperatur. Die Beziehung zwischen diesen drei Größen wird in F i g. 3 ausführlich dargestellt So sinkt

z. B. bei konstanter Sondentemperatur von 900⁰C und einer Umgebungstemperatur von 20°C die Thermospannung von 36,55 mV auf 33,91 mV, wenn sich die Temperatur im Fahrzeug auf 85°C erhöht.

Dieser physikalisch bedinkte Temperaturgang der Thermospannung würde ohne Kompensation zu erheblichen Meßfehlern führen. Diese Abweichung kann aber sehr leicht korrigiert werden, wenn die Vergleichsspannung einen ähnlichen negativen Tempteraturgang besitzt.

•45 Zur Erzeugung einer linear fallenden Vergleichsspannung wird deshalb eine in Durchlaßrichtung betriebene Siliziumdiode D 2 benutzt Diese Diode besitzt einen genügend hohen negativen Temperaturgang bei äußerst geringen Exemplarstreuungen von

α = -23bis-26

Durch den Spannungsteiler RZ und /?4 wird der variable Teil der Vergleichsspannung in Höhe von ca. 21 mV bei 20° C entnommen. Diesem variablen Anteil wird ein Spannungswert am Widerstand R 5 addiert, um den gewünschten Verlauf der Vergleichsspannung zu erzeugen.

Der Spannungsanteil am Widerstand R 5 beträgt bei einer kritischen Sondentemperatur von 750⁰C 939 mV

«3 und bei einer Temperaturschwelle von 900⁰C 15,55 mV. Auf diese Weise ergibt sich bei einer Umgebungstemperatur von 20⁰C eine Vergleichsspannung von (21 mV -i- 939 mV) 3039 mV bzw. von (21 mV + 15,55 mV) 3635 mV.

Wenn es gelingt, diese Spannungspegel exakt einzuhalten, wird die Schaltfunktion und das Blinken der Anzeigelampe bei Sondertemperaturen oberhalb 750° C bzw. 900⁰C erreicht Darüber hinaus wird dieser

Schaltvorgang durch die beschriebene Kompensation des Tem'peraturgangs auch bei extremen Umgebungstemperaturen zuverlässig eingehalten. Die dick durchgezogenen Kurven in Fig.3 zeigen die Meßwerte für die beiden vorgestellten Muster. Die Abweichungen vom Sollverlauf sind hierbei sehr gering.

Die auftretenden Spannungspegel können bei Exempiärstreuungen nicht immer exakt eingehalten werden. Dies gilt insbesondere bei der Verwendung von preisgünstigen Bauteilen mit großem Tolefaiizbefeich. Eine zusätzliche Abweichung vom Schwellwert ergibt »ich außerdem durch die Offsetspannung des Operationsverstärkers. Der Schaltpunkt des Op.erationsveritärkers liegt-nämlich nicht immer exakt bei einer Eingangsspannung von Null mV zwischen den beiden Eingängen. Die Abweichung vom idealen Differenzverilärker liegt bei den verschiedenen Exemplaren bei Werten von bis zu 6 mV.

Es ist deshalb unbedingt cfiüfucfiic-ii, diese Bäücic· rnente-Toleranzen zu eliminieren. Dies kann man z. B. lehr leicht durch den Einbau eines Einstellpotentiomelers erreichen. Man muß aber bedenken, daß bei hohen Stoßbeschleunigungen und anderen schädlichen Umwelteinflüssen ein Potentiometer sehr leicht versagen kann und daß darüber hinaus ein zuverlässiges Potentiometer einen erheblichen Kostenanteil darstellt. In der vorliegenden Ausführung wird deshalb die Einstellung des Schaltpunktes durch individuelle Auswahl von Festwiderständen vorgenommen.

Um eine genaue Auflösung zu erreichen, wird durch den Widersland /?6 ein Grobabgleich und durch den Widerstand R 7 ein Feinabgleich durchgeführt. Dadurch wird der Schallpunkt exakt eingestellt. Dies ist die zugleich billigste und qualitativ zuverlässigste Abgleichrnelhode

Durch den hochohmigen Widerstand /?9 wird dem nichtinverlierendcn Eingang EJ eine positive Spannung zugeführt. Diese Spannung kommt erst dann zur Wirkung, wenn das sonst niederohmige Thermopaar bei Drahtbruch hochohmig wird. Der Widerstandswert von RS wurde so gewählt, daß geringfügige, durch Schwankungen der Versorgungsspannung hervorgerufene Änderungen der Vergleichsspannung weiter vermindert werden.

Der erstrebte sorgfältige Abgleich ergibt eine große Sicherheit gegen störende Umweltbedingungen und Exemplarstreuungen. Dieser erhöhte Sicherheitsabstand kann dazu benutzt werden, um einen möglichst preisgünstigen Operationsverstärker, der den größten Kostenanteil darstellt, auszusuchen. Es gibt zwar Operationsverstärker auf dem Markt, deren Driftwerte bei einem Temperaturwechsel außerordentlich gering sind. Leider liegen die Preise für diese Verstärker — selbst bei hohen Stückzahlen — über 5,— DM, so daß eine Verwendung dieser Bauelemente nicht vertretbar ist.

Bei dem hohen Sicherheitsabstand durch sorgfälligen Abgleich der Offsetspannung und der Toleranzen der übrigen Bauteile können Driftwerte der Offsetspannung von ca. 20 μν/°Ο zugelassen werden. Bei diesen relativ hohen zulässigen Driftwerten kann ein preisgünstiger Operationsverstärker vom Typ 741 eingesetzt werden. Bei diesem Typ liegt die Temperaturdrift der Offsetspannung normalerweise sehr niedrig, nur einzelne Ausreißer erreichen die Grenzwerte von 2C^Y/°C

Damit eine gesicherte Funktionsweise auch bei tiefen Temperaturen gewährleistet ist, muß der Typ 741 selbstverständlich für diesen erhöhten Temperaturbereich ausgelegt sein.

Die bisher üblichen Multivibratorschaltungen kamen bei der vorliegenden Ausführung nicht zur Anwendung, weil dafür zwei temperaturfeste Kondensatoren erfor*

defiich sind.

Es wurde statt dessen eine Schaltung entwickelt, bei der nur ein einziger Kondensator Cl eingesetzt wird, Da eine zuverlässige Arbeitsweise der Schaltung selbst bei extremen Bedingungen vorliegt bietet diese Schaltung eine nicht unerhebliche Kosteneinsparung. Sie besteht im wesentlichen aus dem Transistor f\ und dem einen Lampentreiber darstellenden Transistor T2. Bei normal arbeitendem Katalysator liegt am Ausgang des Operationsverstärkers nur eine geringe Restspannung, die vom Blinkgeber durch die Zenerdiode D 3 ferngehalten wird. Der Transistor 7"2 ist gesperrt, so daß bei einwandfreier Betriebsweise des Katalysators die Anzeigelampe dunkel bleibt. Überschreitet dagegen

uic naiciiyaaiui κτιιιμεί <iiui uci uuci tastung uic ι\ι fiiat-nc

2(j Temperatur, so springt die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers auf einen Wert von ca. 6 V.

Über die Zenerdiode D 3 und die Widerstände R 11 und #13 fließt ein kräftiger Basisstrom, der den Transistor T2 aussteuert, so daß die Anzeigelampe brennt.

Zugleich wird ein negativer Spannungsstoß über den Kondensator C1 und den Widerstand R 10 auf die Basis von Transistor Π übertragen. Dieser Transistor ist dadurch gesperrt, und der Basisstrom von Transistor TI wird in voller Höhe aufrechterhalten.

Sobald sich aber der Kondensator Cl entladen hat, wird der Transistor TX durch den Widerstand R 12 leitend und unterbricht den Basisstrom von T2. Die Lampe geht aus, und ein positiver Stromstoß über den Kondensator Cl hat einen zusätzlichen Basisslrom von Transistor Π zur Folge, so daß dieser voll durchgesteuert wird. Der Lampentreiber ist dadurch zuverlässig gesperrt, bis sich der Kondensator Cl aufgeladen hat. Mit dem Abklingen des Aufladestroms nimmt auch die Basis-Emitter-Spannung des Transistors Π wieder sb, der Strom durch diesen Transistor wird reduziert. Der Strom durch die parallel zum Transistor 7"1 liegenden Widerstände R 13 und R 15 und damit die Basis-Emitter-Spannung des Transistors T2 erhöhen sich entsprechend, der Transistor T2 wird stärker durchgesteuert, und der Spannungsabfall an der Anzeigelampe R 16 nimmt zu. Über die aufgeladene Kapazität Cl wird dadurch das Basispotential des Transistors Ti abgesenkt, der Transistor Π in seinen gesperrten Zustand

gebracht. Über die Widerstände R 13 und R 15 fließt dann wieder ein kräftiger Basisstrom, der den Transistor 7~2 aussteuert, so daß die Anzeigelampe wieder brennt. Danach wiederholt sich dieser Vorgang, der sich in regelmäßigem Blinken der Anzeigelampe äußert.

Die Blinkfrequenz wird bei Änderung der Versorgungsspannung nur geringfügig beeinflußt. Sie hängt in der Hauptsache nur von den Werten des Kondensators Ci und des Widerstandes R 10 ab. Dies ist als äußerst günstig anzusehen, weil diese Bauelemente unter dieser Voraussetzung toleranzmäßig großzügiger ausgelegt werden können.

In einer bevorzugten Ausführungsform wurden Schaltelemente mit folgenden Werten verwendet:

Al =270n

Ri = ί κΩ.

R3 =33kfl

A4 = 100Ω.

RS = 10Ω.

Ä6 " Grobabgleich.

R 7 = Feinabgleich.

Λ 8 β l,8kn.

Ä 9 =220 kn.

«to = io kn.

24	06 073
	ΛΙΙ= 660 η.
	R 12 = 5,6 kn
	Λ 13 = 560 α
	5 R 14 = 10 kn.
	R 15 = 3,3 kn
	Cl =10μΡ
Hierzu 3	Blatt ZeicliflUngen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Temperaturüberwachung cn Katalysatoren für die Abgase von Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschinen, mit einem auf einem Katalysator aufgesetzten Thermoelement, einer Vergleichsschaltung und einer Anzeigeeinheit, wobei das Thermoelement mit der Vergleichsschaltung eine Serienschaltung bildet, die zwischen ihren Anschlußstellen eine mit wachsender Umgebungstemperatur fallende Vergleichsspannung gegenpolig zur Thermospannung des Thermoelements abgreift, dadurchgekennzeichnet, daß die Serienschaltung aus Vergleichsschaltung (ICi) und Thermoelement (4, 5) an einen Spannungsteiler (R 2 bis R 8, D 2) angeschlossen ist, der zwischen den Anschlußstellen (A 1, A 2) eine in Durchlaßrichtung betriebene Diode (D2) enthält, und daß die Vergleichsschaltung (ICl) anspricht und die Anzeigeeinheit (AL, aussteuert, wenn die Thermospannung einen vorgegebenen Wert der Vergleichsspannung übersteigt.

2. Schaltungsanordnung zur Temperaturüberwachung an Katalysatoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (D 2) parallel zu einer Serienschaltung zweier Widerstände (R 3, R4) des Spannungsteilers (R2 bis R8, Dl) liegt, zwischen denen eine Anschlußstelle (A X) der Serienschaltung aus Vergleichsschaltung (/Cl) und Thermoelement (4, 5) liegt, und daß in Serie zur Diode (D 2) i,nd den beiden Widerständen (R 3. R 4) eine Parallelschaltung aus mehreren Widerständen (R 5. R 6. R 7) des Spannungsteilers (R 2 b.s R 8. D 2) liegt, die mit der anderen Anschlußstelle (A 2) der Serienschaltung aus Vergleichsschaltung (ICl) und Thermoelement (4, 5) verbunden sind.

3. Schaltungsanordnung zur Temperaturüberwachung an Katalysatoren nach den Ansprüchen 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Diode (D 2) aus einer Basis-Emitterdiode eines Transistors besteht.

4. Schaltungsanordnung zur Temperaturüberwachung an Katalysatoren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (/Cl) einen Differenzverstärker enthält.

5. Schaltungsanordnung zur Temperaturüberwachung an Katalysatoren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler (R 2 bis R 8. D 2) über zwei Serienwiderstande (R 2. R 8) an eine stabilisierte Spannungsquelle (D 1. R 1) angeschlossen ist.

6. Schaltungsanordnung /ur Temperaturüberwachung an Katalysatoren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die stabilisierte .Spannungsquelle (D I, R I) eine Zenerdiode (D 1) enthält, die in ^erie mit einem Widerstand (RX) an eine äußere Versorgungsspannung angeschlossen ist.

7. Schaltungsanordnung zur Temperaturüberwachung an Katalysatoren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinheit (AE) eine Kippschaltung enthält, die über eine Zenerdiode (D3) an den Ausgang der Vergleichsschaltung (ICl) angeschlossen ist.

8. Schaltungsanordnung zur Temperaturübeir* wachung an Katalysatoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippschaltung eine erste EmiUerstufe mit einem ersten Transistor (Tl), einem Kollektörwiderstand (RXl)₁ einem Basis*

Emitterwiderstand (R 14) und einem parallel zur Kollektor-Basisstrecke geschalteten Gegenkopplungswiderstand (R 12) enthält, eine zweite Emitterschaltung mit einem zweiten Transistor (T2), einem Kollektorwiderstand (R 16), einem Basis-Emittcrwiderstand (R 15) enthält, die über einen Basiswiderstand (R 13) an den Kollektor des ersten Transistors (71) abgeschlossen ist, und eine Rückkopplung zwischen dem Kollektor des zweiten Transistors (Γ2) und der Basis des ersten Transistors (71) enthält, die aus einer Serienschaltung einer Kapazität (Cl) mit einem Widerstand (R 10) besteht

9. Schaltungsanordnung zur Temperaturüberwachung an Katalysatoren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektorwiderstand (R 16) des zweiten Transistors (72) aus einer Anzeigelampe besteht.

10. Schaltungsanordnung zur Temperaturüberwachung an Katalysatoren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nichtinvertierende Fingang (F2) der Vergleichsschaltung über einen gegenüber dem Widerstand des Thermopaares (TE) hochohmigen Widerstand (RS) an ein Potential gelegt ist, welches gegenüber dem Potential des anderen Eingangs (£2) positiv ist.