DE2632631C2

DE2632631C2 - Regelsystem zur Einstellung eines Luft-Brennstoff-Verhältnisses des einer Brennkraftmaschine zugeführten Luft-Brennstoff-Gemisches

Info

Publication number: DE2632631C2
Application number: DE2632631A
Authority: DE
Inventors: Tadashi Okazaki Hattori; Takamichi Gamagori Nakase
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1975-07-21
Filing date: 1976-07-20
Publication date: 1982-08-12
Also published as: DE2632631A1; JPS591345B2; JPS5213035A; GB1542721A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Regelsystem zur Einstellung eines Luft/Brennstoff-Verhältnisses des einer Brennkraftmaschine über einen in ihrer Ansaugleitung angeordneten Vergaser zugeführten Luft/Brennstoff-Gemisches" gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannte Regelsysteme dieser Art umfassen meist eine in einer Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordnete Abgasmeßsonde, die die Sauerstoffkonzentration der Abgase feststellt, eine Meßschaltung zur Bestimmung des Relativbetrages des Luft/Brennstoff-Gemischverhältnisses in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Abgasmeßsonde, einen von der Meßschaltung betätigten Schrittmotor sowie ein mit "dem Schrittmotor verbundenes Bypaßventil, das den Durchlaßbereich eines den Vergaser umgehenden Bypaßluftkanals zur Einregelung eines stöchiometriscben Luft/Brennstoff-Verhältnisses steuert.

Bei einem solchen Regelsystem ist jedoch im Verlauf eines Kaltstarts der Brennkraftmaschine, bei dem deren Betriebstemperatur noch niedrig und das Gemisch nicht zündfreudig genug ist die Steuerung des Bypaßventils meist so lange unterbrochen, bis die Temperatur der Brennkraftmaschine einen Betriebswert erreicht hat der ein genaues und korrektes Arbeiten der Abgasmeßsonde gewährleistet Wird somit die Brennkraftmaschine im niedrigen Temperaturbereich angelassen, wenn das Bypaßventil in einer Stellung festgehalten wird, bei der sich ein überstöchiometrisches Luft/Brennstoff-Verhältnis bildet so wird ungeachtet der Tatsache, daß bei einem Kaltstart ein unterstöchiometrisches Luft/Brennstoff-Gemisch erforderlich ist der Brennkraftmaschine bis zum Erreichen einer bestimmten Betriebstemperatur lediglich ' ein überstöchiometrisches und damit zu mageres Luft/Brennstoff-Gemisch zugeführt was ein gleichmäßiges Anlassen und Warmlaufen der Brennkraftmaschine verhindert

So ist zum Beispiel aus der DE-OS 2245492 ein Regelsystem zur Einstellung eines Luft/Brennstoff-Verhältnisses des einer Brennkraftmaschine über einen in ihrer Ansaugleitung angeordneten Vergaser zugeführten Luft/Brennstoff-Gemisches bekannt bei dem dem Vergaser ein in einem Bypaßrohr angebrachtes Bypaßventil zugeordnet ist dessen Stellung über einen Stellmotor und einen die Ausgangssignale eines Drehzahlgebers, eines Gaspedal-Weggebers und einer in einer Abgassammelleitung angeordneten Sauerstoffmeßsonde erhaltenden Regelverstärker zur Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des im Vergaser aufbereiteten Luft/Brennstoff-Gemisches gesteuert wird. Ein vergleichbarer Stand der Technik ist der DE-OS 22 19 880 zu entnehmen, gemäß der bei einer Einrichtung zur Regelung des Massenverhältnisses des einer Brennkraftmaschine zugeführten und von einem Vergaser aufbereiteten Luft/Brennstoff-Gemisches parallel zum Lufttrichter des Vergasers ein Bypaß geschaltet ist oder vom Lufttrichtereingang des Vergasers zum Ansaugrohr nach einer Drosselklappe führt, wodurch der Luftdurchsatz durch den Vergaser und über den Luftdurchsatz der Brennstoffdurchsatz durch Änderung des Bypaß-Durchlaßbereiches in Abhängigkeit vom Ausgangssignal einer Abgasmeßsonde regelbar ist.

Solchen Regelsystemen ist der grundsätzliche Nachteil eigen, daß die Gemischregelung erst nach Erreichen einer bestimmten, zumindest 300⁰C betragenden Betriebstemperatur der Abgasmeßsonde durchführbar ist da die Abgasmeßsonde vorher keine brauchbaren Meßwerte liefert. Üblicherweise wird daher die Regelung meist unterbrochen, bis die Abgasmeßsonde diese Temperatur erreicht hat Dies bedeutet daß das Bypaßventil während der Zeitspanne bis zur vollständigen Erwärmung der Abgasmeßsonde in einer bestimmten Stellung festgehalten wird, und zwar häufig in der vollständig geöffneten Stellung, was wiederum zur Folge hat, daß in der unverändert beibehaltenen geöffneten Stellung des Bypaßventils ein Kaltstart der Brennkraftmaschine unmöglich ist oder nur unter erschwerten Bedingungen erfolgen kann, zumindest jedoch das Warmlaufen der Brennkraftmaschine bei

einem zu stark abgemagerten Gemisch und daher sehr unruhig und instabil erfolgt

Ferner ist es bei einer Regelung der vorstehend genannten Art bekannt (DE-OS 2204292), während einer solchen Unterbrechungsphase der Regelung unterhalb der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine eine rein zeitabhängig gesteuerte, in der Größenordnung von 20 bis 30 Sekunden liegende kurzzeitige Anreicherung des Luft/Brennstoff-Gemisches nach einem Kaltstart vorzunehmen und sodann das Gemisch in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine bis zum Einsetzen der eigentlichen Regelung zur Erzielung möglichst geringer Stickoxidemissionen wieder stark abzumagern. Durch diese Maßnahmen läßt sich zwar der eigentliche Kaltstart erleichtern, die is anschließende Warmlaufphase der Brennkraftmaschine jedoch kaum verbessern, da hierbei der zufallsbedingt festgelegten Stellung des Bypaßventils keine Rechnung getragen wird.

Weiterhin ist es bekannt (DE-OS 20 49 669), zur Verhinderung eines zu starken Absinkens der Leerlaufdrehzahl die Ansaugluftmenge einer Brennkraftmaschine im Leerlauf gegebenenfalls durch öffnen einer der Drosselklappe zugeordneten Bypaßanordnung zu erhöhen, wobei das verwendete Bypaßventil erst oberhalb einer vorgegebenen Drehzahl in einer minimale Ansaugluft im Leerlauf bedingenden Endstellung verbleiben solL Diese Maßnahme steht einerseits in direktem Gegensatz zu der bei einem geschlossenen Gemisch-Regelkreis der vorstehend genannten Art erforderlichen Steuerung eines Bypaßventils und wird im übrigen auch den Gegebenheiten bei einem Kaltsta-t, der in der Regel eine Gemischanreicherung verlangt, in keiner Weise gerecht

Da bei geschlossenen Regelkreisen der vorstehend genannten Art die Steuerung des Bypaßventils bei verschiedenen Betriebszuständen, wie zum Beispiel im Leerlauf oder unbelasteten Betriebszustand oder beim Kaltstart der Brennkraftmaschine, unterschiedliche Probleme aufwirft, sind auch bereits Maßnahmen vorgeschlagen worden (DE-OS 26 31 482), durch die im lastfreien Betrieb der Brennkraftmaschine insbesondere bei über dem Leerlaufwert liegenden hohen Drehzahlen eine übermäßige Abmagerung des Luft/Brennstoff-Gemisches verhindert und damit ein ruhiger, gleichmäßiger Lauf der Brennkraftmaschine in diesem Betriebszustand gewährleistet werden soll. Hierbei wird der lastfreie Betriebszustand der Brennkraftmaschine, d.h., zum Beispiel der ausgerückte Zustand der Kupplung oder der Umstand, daß der Schalthebel sich in seiner neutralen Stellung befindet erfaßt und in diesem Betriebszustand die Änderungsrate des Gemisches von der unterstöchiometrischen zur überstöchiometrischen Seite hin kleiner gehalten als die Änderung von der überstöchiometrischen Seite zur unterstöchiometrisehen Seite. Dies erfolgt, indem im lastfreien Betriebszustand die Stellgeschwindigkeit zum öffnen des Bypaßventils kleiner als diejenige zum Schließen des Bypaßventils gehalten und dadurch eine zu starke Abmagerung des Gemisches verhindert wird. Da hierbei auch der durchschnittliche Luft/Brennstoff-Verhältniswert unterhalb eines Bezugswertes, wie dem stöchiometrischen Verhältniswert, gehalten wird, bleibt das Gemisch im Mittel ein wenig fett, was bei einem solchen Regelsystem zur Verhinderung eines Aussetzens oder Stehenbleibens der Brennkraftmaschine aufgrund zu starker Gemischabmagerung und Gewährleistung eines stabilem Laufs beiträgt

Ferner sind in diesem Zusammenhang bereits Maßnahmen vorgeschlagen worden (DE-OS 26 31 903), durch die beim Anlassen einer Brennkraftmaschine stets eine bestimmte Stellung des Bypaßventils gewährleistet sein solL Zu diesem Zweck wird die Stromversorgung einer Steuerschaltung nach dem Abschalten der Zündung jeweils für eine gewisse Zeitdauer aufrechterhalten, während der das Bypaßventil unmittelbar nach dem Stillstand der Brennkraftmaschine in eine bestimmte Ausgangsstellung zurückgeführt wird, die in der Regel die vollständig geschlossene Stellung des Ventils ist, jedoch nicht notwendigerweise sein muß. Bei jedem erneuten Anlaßvorgang nimmt dadurch das Bypaßventil die meist insbesondere auf Kaltstartbedingungen abgestimmte vorgegebene Ausgangsstellung ein, so daß der Brennkraftmaschine das erforderliche angereicherte Gemisch zugeführt wird, wobei allerdings jeweils nach dem Abschalten der Zündung eine gewisse zusätzliche Batteriebelastung hingenommen werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Regelsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart auszugestalten, daß ein sicherer, glatter Kaltstart sowie ein ruhiges Warmlaufen der Brennkraftmaschine ohne zusätzliche Batteriebelastung gewährleistet ist

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst

Erfindungsgemäß ist die Steuerschaltung für den das Bypaßventil betätigenden Stellmotor somit mit einer die Signale eines das Anlaufen der Brennkraftmaschine überwachenden Start-Meßfühlers erhaltenden Start-Signalgeberschaltung, einer die Signale eines eine bestimmte, meist die geschlossene Stellung des Bypaßventils überwachenden Positionsmeßfiihlers erhaltenden Positionsgeberschaltung, einem mit den Ausgängen der Start-Signalgeberschaltung und der Positionsgeberschaltung verbundenen Verknüpfungsglied und einer dem Verknüpfungsglied nachgeschalteten Korrekturschaltung versehen, so daß das Bypaßventil in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Start-Meßfühlers und des Positionsmeßfühlers derart steuerbar ist, daß es beim Anlassen der Brennkraftmaschine die vorgegebene Ventilstellung einnimmt bzw. erreicht Hierdurch wird ein glatter Start und ein ruhiges, gleichmäßiges Warmlaufen der Brennkraftmaschine ohne zusätzliche Batteriebelastung gewährleistet, da beim Anlassen nunmehr festgestellt wird, ob sich das Bypaßventil in der für den Start geeigneten, vorgegebenen Stellung befindet und anderenfalls in diese Stellung bewegt und dort festgehalten wird, bis mit dem Erreichen einer bestimmten Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine und damit der Abgasmeßsonde die Steuerung in einem dann geschlossenen Kegelkreis in Abhängigkeit von den nun korrekten Meßwerten der Abgasmeßsonde erfolgen kann.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist mit dem Verknüpfungsglied eine Warnschaltung verbunden, die bei Anliegen der Ausgangssignale des Start-Meßfühlers und des Positionsmeßfühlers ein Warnsignal abgibt, durch das der Fahrer gegebenenfalls vor Stanschwierigkeiten gewarnt werden kann, bis das Bypaßventil seine vorgegebene Stellung erreicht hat

D:° Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Gesamtauf-

baus des Regelsystems,

Pig.2 ein Schaltbild der Steuerschaltung gemäß F i g. 1 und

F i g. 3 eine Kennlinie der das Luft/Brennstoff-Verhältnis feststellenden Abgasmeßsonde gemäß Fig. 1.

In F i g. 1 bezeichnet die Bezugszahl 1 einen Vergaser, bei dem der Durchlaßbereich eines Hauptdurchlasses 2 für das Gemisch von einem Drosselventil oder einer Drosselklappe 10 gesteuert wird. Der Vergaser 1 ist sowohl mit einem Luftfilter 9 als auch einem Ansaugstutzen 4 einer Brennkraftmaschine 3 verbunden. Außerdem weist der Vergaser 1 einen Bypaßluftkanal 11 auf, der den Luftfilter 9 mit dem unterhalb des Drosselventils 10 liegenden Vergaserteil verbindet, sowie ein Bypaßventil 12 zur Steuerung des Durchlaßbereichs des Bypaßiufikänais 11, eine Antriebseinrichtung 8 zur Steuerung des Öffnungsgrades des Bypaßventils 12, die z. B. ein impulsgesteuerter Schrittmotor sein kann, und einen Positionsmeßfühler 13, der feststellt, ob sich das Bypaßventil 12 in einer Stellung befindet, die dem Vergaser die Bildung eines Luft/ Brennstoff-Gemisches mit dem für einen Kaltstart der Brennkraftmaschine 3 erforderlichen Luft/Brennstoff-Verhältnis ermöglicht (diese Stellung wird nachstehend als vorgegebene Stellung bezeichnet und soll der vollständig geschlossenen Stellung des Bypaßventils 12 entsprechen). Die Bezugszahl 5 bezeichnet eine Abgassammelleitung, über die die Abgase der Brennkraftmaschine 3 ausgestoßen und über ein Abgasreinigungssystem, wie z. B. einen katalytischen Umsetzer 6, in die Atmosphäre abgeleitet werden. Die Bezugszahl 7 bezeichnet eine das Luft/Brennstoff-Verhältnis ermittelnden Abgasmeßsonde, die einen z. B. aus Zirkonoxid bestehenden, in der Abgassammelleitung S angeordneten Meßfühler aufweist, der eine dem Sauerstoff anteil in den Abgasen entsprechende Ausgangsspannung abgibt und insbesondere eine Spannungskennlinie aufweist, bei der sich die Ausgangsspannung nahe dem stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis stufenartig ändert, wie dies in F i g. 3 veranschaulicht ist

Die Bezugszahl 14 bezeichnet einen Start-Meßfühler, der feststellt, ob die Brennkraftmaschine 3 Umdrehungen ausführt und z. B. ein von der Brennkraftmaschine 3 angetriebener Wechselstromgenerator sein kann, während die Bezugszahl 15 einen Betriebsmeßfühler bezeichnet, der Betriebszustände wie z. B. die Temperatur der Brennkraftmaschine erfaßt und insbesondere feststellt, ob die Temperatur der Brennkraftmaschine ausreichend hoch (ungefähr 400⁰C) ist, um ein genaues Arbeiten der das Luft/Brennstoff-Verhältnis ermittelnden, in der Abgassammelleitung 5 angeordneten

1 Π 4 tS t

Die Bezugszahl 16 bezeichnet eine Steuerschaltung, die auf die Ausgangssignale der Abgasmeßsonde 7, des Positionsmeßfühlers 13, des Start-Meßfühlers 14 und des Temperaturmeßfühlers 15 anspricht, wobei bei normalen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine der relative Betrag des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des. der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches aus dem Sauerstoffanteil der Abgase bestimmt wird, so daß das Offnen des Bypaßventils 12 über die Antriebseinrichtung 8 zur Einregelung eines stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnisses gesteuert wird, während bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine eine Warneinrichtung 84 den Fahrer vor Startschwierigkeiten warnt, wenn sich das Bypaßventil 12 nicht in der vorgegebenen Stellung befindet

Nachstehend wird die Steuerschaltung 16 unter Bezugnahme auf F i g. 2 näher erläutert

In Fig.2 bezeichnet die Bezugszahl 16-2 eine Start-Signalgeberschaltung, die Widerstände 21,22 und 23, einen Kondensator 24 sowie einen Transistor 25 aufweist, dessen Basis über den Widerstand 21 mit dem Start-Meßfühler 14 verbunden ist, während der Kollektor über den Widerstand 23 und einen Zündschalter 100 mit einer Gleichstromquelle 101 verbunden ist Der Start-Meßfühler 14 und die Start-Signalgeberschaltung 16-2 bilden eine Start-Signalgebereinrichtung, bei der, solange die Drehzahl der Brennkraftmaschine unterhalb eines vorgegebenen Wertes bleibt, d.h, solange die Ausgangsspannung des den Start-Meßfühler 14 bildenden Wechselstromgenerators unterhalb eines vorgegebenen Wertes bleibt, der Transistor 25 sperrt, wodurch ein Signa! des Wertes »1« an cinctn Ausgangsanschluß 16-2a abgegeben wird, während dann, wenn die Brennkraftmaschine zu zünden beginnt und ihre Drehzahl derart steigert, -daß sie den vorgegebenen Wert übersteigt, der Transistor 25 durchgeschaltet wird, so daß ein Signal des Wertes »0« am Ausgangsanschluß 16-24 abgegeben wird.

Die Bezugszahl 16-3 bezeichnet eine Positionsgeberschaltung, die Widerstände 31 und 32 sowie einen Transistor 33 und einen Inverter 34 aufweist, wobei die Basis des Transistors 33 mit dem Positionsmeßfühler 13 verbunden ist, während der Kollektor des Transistors 33 über den Widerstand 32 und den Zündschalter 100 mit der Stromquelle 101 verbunden ist Der Positionsmeßfühler 13 weist einen Schalter auf, der lediglich dann schließt, wenn sich das Bypaßventil 12 in der vorgegebenen Stellung befindet, d. h, in einer Stellung, bei der ein Gemisch mit dem für einen Kaltstart der Brennkraftmaschine erforderlichen Luft/Brennstoff-Verhältnis (das ein wenig geringer als das stöchiometri-. sehe Luft/Brennstoff-Verhältnis ist) erhalten wird (die vorgegebene Position soll hier der vollständig geschlossenen Stellung des Bypaßventils 12 entsprechen). Wenn sich das Bypaßventil 12 in einer anderen Stellung als der vollständig geschlossenen Stellung befindet, wird daher ein Signal des Wertes »1« an einem Ausgangsanschluß 16-3a abgegebea Der Positionsmeßfühler 13 Und die Positionsgeberschaltung 16-3 bilden eine die vorgegebene Stellung des Bypaßventils 12 feststellende Positionsabfühleinrichtung.

Die Bezugszahl 16-7 bezeichnet eine aus einem UND-Glied bestehende Verknüpfungsschaltung, wobei das UND-Glied mit den Ausgangsanschlüssen 16-2a bzw. 16-3a der Start-Signalgeberschaltung 16-2 und der

so Positionsgeberschaltung 16-3 verbunden ist, so daß nur dann, wenn an jeweils beiden Ausgangsanschiassen 16-2s und 16-3s ein Signal des Wertes »!« abgegeben wird, was der Fall ist, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine unterhalb des vorgegebenen Wertes liegt und gleichzeitig das Bypaßventil 12 nicht in der vorgegebenen Stellung ist, ein Signal des Wertes »1« an dem Ausgangsanschluß des UND-Gliedes abgegeben wird.

Die Bezugszahl 16-8 bezeichnet eine Warnschaltung, die Widerstände 81 und 82, eine Diode 83, die Warneinrichtung 84 (z. B. eine Glühlampe oder einen Summer) und einen Transistor 85 aufweist Die Basis des Transistors 85 ist über den Widerstand 81 mit dem UND-Glied verbunden, während der Kollektor des

es Transistors 85 Ober eine Parallelschaltung der Diode 83, des Widerstandes 82 und der Warneinrichtung 84 mit der Stromquelle 101 -verbunden ist Wenn das Verknüpfungsglied 16-7 ein Signal des Wertes »1«

abgibt, wird daher der Transistor 85 durchgeschaltet, so daß die Warneinrichtung 84 mit Strom versorgt wird und ein Warnsignal abgibt

Die Bezugszahl 16-4 bezeichnet eine Betriebssignalgeberschaltung für den Betriebszustand der Brennkraft- maschine, die Widerstände 41, 42 und 43, einen Kondensator 44 sowie einen Vergleicher 45 aufweist, dessen invertierender Eingangsanschluß mit dem Temperaturmeßfühler 15 verbunden ist, während die Spannung der Stromquelle 101 durch die Widerstände 42 und 43 geteilt wird und die sich ergebende vorgegebene Spannung dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers 45 zugeführt wird. Der Temperaturmeßfühler 15 weist einen Heißleiter, Thermistor oder dergleichen auf, dessen Widerstandswert mit ansteigender Temperatur der Brennkraftmaschine abfällt, wobei die vorgegebene Spannung auf einen Wert festgelegt ist, der einer Temperatur (von ungefähr 400⁰C) entspricht, die ein genaues und korrektes Arbeiten der Abgasmeßsonde 7 ermöglicht Wenn daher die von den· Widerstandswerten des Temperaturmeßfühlers 15 und des Widerstands 41 geteilte Spannung der Stromquelle 101 kleiner als die vorgegebene Spannung wird, so wird ein Signal des Wertes »1« an einem Ausgangsanschluß 16-4a abgegeben.

Die Bezugszahl 16-5 bezeichnet eine das Luft/Brennstoff-Verhältnis ermittelnde Auswertungsschaltung, die einen Widerstand 51, einen Kondensator 54, einen Vergleicher 55 sowie Spannungsteilerwiderstände 52 und 53 aufweist und eine vorgegebene Spannung dem invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers 55 zuführt, dessen nichtinvertierender Eingangsanschluß über den Widerstand 51 mit der Abgasmeßsonde 7 verbunden ist Wie F i g. 3 zu entnehmen ist, verläuft die EMK der Abgasmeßsonde 7 derart, daß die Ausgangsspannung hoch ist, wenn das festgestellte Luft/Brennstoff-Verhältnis kleiner als der stöchiometrische Wert 1 (der in der Figur durch a bezeichnet ist) ist, während die Ausgangsspannung stufenartig abfällt, wenn das festgestellte Luft/Brennstoff-Verhältnis den stöchiometri- sehen Wert 1 übersteigt Die von den Spannungsteilerwiderständen 52 und 53 bestimmte, vorgegebene Spannung ist auf einen Wert eingestellt, der ein wenig geringer als die nahe dem stöchiometrischen Luft/ Brennstoff-Verhältnis abgegebene Ausgangsspannung der Abgasmeßsonde 7 ist Wenn daher das festgestellte Luft/Brennstoff-Verhältnis klein und somit die Ausgangsspannung hoch ist, was der Fall ist, wenn das Gemisch angereichert oder »fett« ist, wird ein Signal des Wertes »1« an einem Ausgangsanschluß 16-5a abgege- so ben.

Die Beziigszahl 16-6 bezeichnet einen Impulsgenerator, der NOR-Glieder 61 und 62, einen Widerstand 63 und einen Kondensator 64 aufweist

Die von dem Impulsgenerator 16-6 abgegebenen Impulssignale werden dem jeweiligen Eingang zweier NOR-Glieder 93 und 94 zugeführt Der Ausgangsanschluß 16-4a der Betriebssignalgeberschaltung 16-4 ist mit einem Eingangsanschluß eines NAND-Gliedes 95 und über einen Inverter 90 mit einem Eingangsanschluß eines NOR-Gliedes 91 verbunden, während der Ausgangsanschluß 16-5a der das Luft/Brennstoff-Verhältnis bestimmenden Auswertnngssclialtung 16-5 mit den anderen Eingangsanschlüssen des NAND-Gliedes 95 and des NOR-Gliedes 91 verbanden ist Der Ausgangsanschhiß des NAND-Gliedes 95 ist mit dem anderen Eingangsanschhiß des NOR-Gliedes 93 verbunden, während der Ausgangsanschluß des NOR-Gliedes ' 91 mit dem anderen Eingangsanschluß eines NOR-Gliedes 92 verbunden ist, dessen Ausgangsanschluß mit dem anderen Eingangsanschluß des NOR-Gliedes 94 verbunden ist.

Wird ein Signal des Wertes »1« jeweils an den beiden Ausgangsanschlüssen 16-4a und 16-5a abgegeben, was der Fall ist, wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine den vorgegebenen Wert erreicht hat, der ein genaues Arbeiten der Abgasmeßsonde 7 ermöglicht, und stellt gleichzeitig die Auswertungsschaltung 16-5 fest, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Gemisches kleiner als der stöchiometrische Wert 1 ist (daß also das Gemisch angereichert oder »fett« ist), führt das NAND-Glied 95 ein Signal des Wertes »0« dem anderen Eingangssignal des NOR-Gliedes 93 zu, so daß die an dem einen Eingangsanschluß des' NOR-Gliedes 93 anliegenden Impulssignale des Impulsgenerators 16-6 einem ersten Eingangsanschluß 0 eines Schieberegisters 96 zugeführt werden.

Wenn diese Impulssignale dem ersten Eingangsanschluß 0 zugeführt werden, werden die Ausgangsanschlüsse Qi, Qi, Qi und Q» des Schieberegisters 96 aufeinanderfolgend weitergeschaltet, so daß Transistoren 106 bis 109, die jeweils mit den Ausgangsanschlüssen Qi, Qz, Qj und Qt über Widerstände 102 bis 105 verbunden sind, aufeinanderfolgend durchgeschaltet und Feldspulen Q, Q, G und G des Schrittmotors 8 aufeinanderfolgend erregt werden. Der Schrittmotor 8 wird daher in der durch den Pfeil in F i g. 2 bezeichneten Richtung gedreht und das Bypaßventil 12 in Öffnungsrichtung betätigt

Werden dagegen ein Signal des Wertes »1« am Ausgangsanschluß 16-4a und ein Signal des Wertes »0« am Ausgangsanschluß 16-5a abgegeben, was der Fall ist, wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine den vorgegebenen Wert erreicht hat, der ein genaues Arbeiten der Abgasmeßsonde 7 ermöglicht, und gleichzeitig die Auswertungsschaltung 16-5 feststellt, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Gemisches größer als der stöchiometrische Wert 1 ist (das Gemisch also »mager« ist), führt das NOR-Glied 91 ein Signal des Wertes »!« dem anderen Eingangsanschluß des NOR-Gliedes 92 zu, das wiederum ein Signal des Wertes »0« dem anderen Eingangsanschluß des NOR-Gliedes 94 zuführt, so daß die an dem einen Eingangsanschluß des NOR-Gliedes 94 anliegenden Impulssignale des Impulsgenerators 16-6 einem zweiten Eingangsanschluß P des Schieberegisters 96 zugeführt werden.

Werden die Impulssignale dem zweiten Eingangsanschluß P zugeführt, so werden die Ausgangsanschlüsse Q4. Qj, Qz und Qi des Schieberegisters 96 aufeinanderfolgend weitergeschaltet, so daß der Schrittmotor 8 in der zu der Richtung des Pfeiles in Fig.2 entgegengesetzten Richtung gedreht wird, wodurch das Bypaßventil 12 in Schließrichtung betätigt wird.

Die Dioden 110,111,112 und 113 stellen Gegenspannungs-Sperrdioden dar.

Die Bezugszahl 16-9 bezeichnet eine Korrekturschaltung bezüglich der Startstellung des Bypaßventils 12, die aus dem NOR-Glied 92 besteht, dessen einer Eingangsanschluß mit dem Verknüpfungsglied 16-7 verbunden ist so daß bei Anliegen eines Eingangssignals von dem Verknüpfungsglied 16-7 ein Signal des Wertes »0« dem NOR-Glied 94 zugeführt wird und somit die Impulssignale dem zweiten Eingangsanschluß Pdes Schieberegisters 96 zugeführt werden. Das heißt, wenn über das Verknüpfungsglied 16-7 ermittelt wird, daß sich die

Brennkraftmaschine 3 im Start- oder Anlaßzustand befindet und das Bypaßventil 12 nicht die vorgegebene Position einnimmt, wird ein Ausgangssignal des Wertes »1« abgegeben, was zur Folge hat, daß das NOR-Glied 92 ein Signal des Wertes »0« dem anderen Eingangsanschluß des NOR-Gliedes 94 zuführt, so daß die an dem einen Eingangsanschluß des NOR-Gliedes 94 anliegenden Impulssignale des Impulsgenerators 16-6 dem zweiten Eingangsanschluß P des Schieberegisters % zugeführt werden und das Bypaßventil 12 in Schließrichtung betätigt und in die vorgegebene Stellung gebracht wird.

Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Regelsystems ist folgende:

Wenn beim Anlassen der Brennkraftmaschine 3 die Ausgangsspannung des den Start-Meßfühler 14 bildenden Wechselstromgenerators noch unzureichend ist, was der Fall ist, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine 3 noch nicht den vorgegebenen Wert erreicht hat, reicht das Basispotential des Transistors 25 nicht zu dessen Durchschaltung aus, so daß ein Signal des Wertes »1« am Ausgangsanschluß 16-2a der Start-Signalgeberschaltung 16-2 abgegeben wird.

Befindet sich zu diesem Zeitpunkt das Bypaßventil 12 nicht in der vorgegebenen Stellung, so daß die Kontakte des Positionsmeßfühlers 13 geöffnet sind, wird ein Signal des Wertes »1« am AusgangsanschiuB 16-3a der Positionsgeberschaltung 16-3 abgegeben, und das Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedes 16-7 nimmt den Wert»1« an. Somit wird die Warneinrichtung 84 mit Strom versorgt und informiert den Fahrer darüber, daß der Grund der Startschwierigkeiten die inkorrekte Stellung des Bypaßventils 12 ist, während gleichzeitig die Korrekturschaltung 16-9 bewirkt, daß die Impulssignale dem zweiten Eingangsanschluß /»des Schieberegisters 96 zugeführt werden, was dazu führt, daß der Schrittmotor 8 in der zu der Richtung des Pfeiles in F i g. 2 entgegengesetzten Richtung gedreht wird und das Bypaßventil 12 in Schließrichtung betätigt und auf diese Weise in die vorgegebene Stellung gebracht wird.

Nachdem die Brennkraftmaschine 3 angelassen und die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators oder Start-Meßfühlers' 14 ausreichend hoch ist oder das Bypaßventil 12 die vollständig geschlossene Stellung eingenommen hat, gibt das Verknüpfungsglied 16-7 ein Signal des Wertes »0« ab, so daß die Abgabe des Warnsignals durch die Warneinrichtung 8* und gleichzeitig die Zuführung der Impulssignale zu dem Schieberegister 96 über das NOR-Glied 94 beendet wird.

Solange der den Betriebszustand der Brennkraftmaschine überwachende Temperaturmeßfühler 15 nach dem Starten der Brennkraftmaschine feststellt daß die Temperatur der Brennkraftmaschine noch nicht die für die Abgasmeßsonde 7 geeignete Betriebstemperatur erreicht hat, wird ein Signal des Wertes »0« an dem Ausgangsanschluß 16-4a abgegeben und dem einen Eingangsanschluß des NAND-Gliedes 95 zugeführt, so daß das NAND-Glied 95 wiederum ein Signal des Wertes »1« dem anderen Eingangsanschluß des NOR-Gliedes 93 zuführt und somit die Impulssignale nicht dem ersten Eingangsanschluß 0 des Schieberegisters 96 über das NOR-Glied 93 zugeführt werden.

Außerdem wird das an dem Ausgangsanschluß 16-4a anliegende Signal des Wertes »0« von dem Inverter 90 invertiert und das sich ergebende Signal des Wertes »1« dem einen Eingangsanschluß des NOR-Gliedes 91 zugeführt, das wiederum ein Signal des Wertes »0« dem anderen Eingangsanschluß des die Korrekturschaltung 16-9 für die Startstellung bildenden NOR-Gliedes 92 zuführt. Da ein Signal des Wertes »0« dem einen Eingangsanschluß des NOR-Gliedes 92 über das Verknüpfungsglied 16-7 zugeführt wird, führt zu diesem Zeitpunkt das NOR-Glied 92 ein Signal des Wertes »1« dem anderen Eingangsanschluß des NOR-Gliedes 94 zu, so daß das NOR-Glied 94 die Impulssignale des Impulsgenerators 16-6 nicht zu dem zweiten Eingangs-

to anschluß P des Schieberegisters 96 weiterleitet und dadurch das Bypaßventil 12 in der vorgegebenen Stellung festgehalten wird. Wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine schließlich einen Wert erreicht, der ein genaues Arbeiten der Abgasmeßsonde 7 ermöglicht, erzeugt die Betriebssignalgeberschaltung 16-4 an ihrem Ausgangsanschluß 16-4a ein Signal des Wertes »1«. Wenn die Abgasmeßsonde 7 ein unterstöchiometrisches Luft/Brennstoff-Verhältnis des der Brennkraftmaschine 3 zugeführten Gemisches ermittelt, wird daher ein Signal des Wertes »1« an dem Ausgangsanschluß 16-5a der das Luft/Brennstoff-Verhältnis bestimmenden Auswertungsschaltung 16-5 erzeugt, so daß das NAND-Glied 95 ein Signal des Wertes »0« dem anderen Eingangsanschluß des NOR-Gliedes 93 zuführt Das NOR-Glied 93 führt somit die Impulssignale dem ersten Eingangsanschluß O des Schieberegisters 96 zu, wodurch das Bypaßventil 12 in Öffnungsrichtung zur Einregelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des Gemisches auf den stöchiometrischen Wert 1 betätigt wird.

Wenn nach öffnung des Bypaßventils 12 um einen gewissen Betrag über die Abgasmeßsonde 7 festgestellt wird, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches größer als der stöchiometrische Wert 1 und das Gemisch folglich »mager« ist wird ein Signal des Wertes »0« am Ausgangsanschluß 16-5a der das Luft/Brennstoff-Verhältnis bestimmenden Auswertungsschaltung 16-5 abgegeben und dem anderen Eingangsanschluß des NOR-Gliedes 91 zugeführt Da das von dem Inverter 90 invertierte Signal des Wertes »0« an dem einen Eingangsanschluß des NOR-Gliedes 91 anliegt führt das NOR-Glied 91 ein Signal des Wertes »1« dem anderen Eingangsanschluß des NOR-Gliedes 92 zu. Das NOR-Glied 92 führt daher ein Signal des Wertes »0« dem anderen Eingangsanschluß des NOR-Gliedes 94 zu, so daß das NOR-Glied 94 die Impulssignale des Impulsgenerators 16-6 dem zweiten Eingangsanschluß P des Schieberegisters 96 zuführt und der Schrittmotor 8 in der zu der Richtung des Pfeiles in Fig.2

so entgegengesetzten Richtung gedreht wird, wodurch das

Bypaßventil 12 in Schließrichtung betätigt und dadurch

das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Gemisches auf den stöchiometrischen Wert 1 eingeregelt wird.

Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausfüh-

rungsbeispiel des Regelsystems die vollständig geschlossene Stellung des Bypaßventils 12 als vorgegebene Stellung Verwendung findet kann auch eine beliebige andere Ventilstellung als vorgegebene Stellung verwendet werden, in welchem Falle es natürlich erforderlich ist eine Positionsabfühleinrichtung, wie z. B. ein Potentiometer, zur Ermittlung der Stellung des Bypaßventils und eine auf die Ausgangssignale dieser Positionsabfühleinrichtung und der Auswertungsemrichtung ansprechende Steuereinrichtung vorzusehen, um Eingangssignale entweder dem ersten oder dem zweiten Eingangsanschluß des Schieberegisters zuzuführen.

Da das Verknüpfungsglied 16-7 mit der Start-Signal-

gebereinrichtung und der Positionsabfühleinrichtung derart verbunden ist, daß auch bei anderen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine als dem Kaltstartzustand (sogar dann, wenn die Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine ausreichend hoch ist) die Warneinrichtung 84 ein Warnsignal abgibt und das Bypaßventil 12 in die vorgegebene Stellung bewegt wird,'sind viele Fälle denkbar, bei denen derartige Steuerungen bei anderen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine

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als dem Kaltstartzustand nicht speziell erforderlich sind. Es ist daher auch möglich, das Ausgangssignal der den Betriebszustand der Brennkraftmaschine überwachenden Betriebssignalgeberschaltung 16-4 dem Eingang des Verknüpfungsgliedes 16-7 über einen Inverter zuzuführen, wie dies in F i g. 2 gestrichelt dargestellt ist, so daß nur während der Kaltstartdauei der Brennkraftmaschine ein Warnsignal abgegeben und das Bypaßventil in die vorgegebene Stellung bewegt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Regelsystem zur Einstellung eines Luft/Brennstoff-Verhältnisses des einer Brennkraftmaschine s über einen in ihrer Ansaugleitung angeordneten Vergaser zugeführten Luft/Brennstoff-Gemisches, mit einem den Vergaser umgehenden Bypaßluftkanal, in dem ein Bypaßventil angeordnet ist, dessen Stellung in Abhängigkeit von mittels einer Abgas- ι ο meßsonde ermittelten Meßwerten der Abgaszusammensetzung zur Änderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des im Vergaser gebildeten Luft/Brennstoff-Gemisches über eine einen Stellmotor antreibende Steuerschaltung steuerbar ist, mit der außerdem ein die Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine überwachender Temperaturmeßfühler verbunden ist, über den die Steuerung des Bypaßventils bei Erreichen einer bestimmten Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (16) eine mit einem das Anlaufen der Brennkraftmaschine (3) überwachenden Start-Meßfühler (14) verbundene Start-Signalgeberschaltung (16-2), eine mit einem eine vorgegebene 2s Stellung des Bypaßventils (12) Oberwachenden Positionsmeßfühler (13) verbundene Positionsgeberschaltung (16-3), ein mit den Ausgängen der Start-Signalgeberschaltung und der Positionsgeberschaltung verbundenes Verknüpfungsglied (16-7) und eine dem Verknüpfungsglied nachgeschaltete Korrekturschaltung (16-9) aufweist, über die der Stellmotor (8) bei Anliegen der Ausgangssignale des Start-Meßfühlers und des Positionsmeßfühlers unabhängig vom Ausgangssignal der Abgasmeßsonde (7) zur Verstellung des Bypaßventils in die von dem Positionsmeßfühler überwachte vorgegebene Ventilstellung betätigbar ist

2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Warnschaltung (16-8) mit dem Verknüpfungsglied (16-7) verbunden ist, die bei Anliegen der Ausgangssignale des Start-Meßfühlers (14) und des Positionsmeßfühlers (13) ein Warnsignal abgibt

3. Regelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß dem Temperaturmeßfühler (15) eine mit der Korrekturschaltung (16-9) verbundene Betriebssignalgeberschaltung (16-4) zugeordnet ist, die bis zum Erreichen einer bestimmten Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine die Korrekturschaltung derart ansteuert daß das Bypaßventil in der vorgegebenen Ventilstell ung festgehalten wird.