DE2641179C2 - Brennkraftmaschine mit Abgaskonverter - Google Patents
Brennkraftmaschine mit AbgaskonverterInfo
- Publication number
- DE2641179C2 DE2641179C2 DE2641179A DE2641179A DE2641179C2 DE 2641179 C2 DE2641179 C2 DE 2641179C2 DE 2641179 A DE2641179 A DE 2641179A DE 2641179 A DE2641179 A DE 2641179A DE 2641179 C2 DE2641179 C2 DE 2641179C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- internal combustion
- combustion engine
- vacuum chamber
- output
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/22—Control of additional air supply only, e.g. using by-passes or variable air pump drives
- F01N3/222—Control of additional air supply only, e.g. using by-passes or variable air pump drives using electric valves only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/22—Control of additional air supply only, e.g. using by-passes or variable air pump drives
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
- F02D41/1441—Plural sensors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem katalytischen
Konverter in der Abgasleitung und einer Gemischverhältnis-EinstellvoTichtung
auf der Ansaugseite, die von einer in der Abgasleitung stromaufwärts vom Konverter
angeordneten Sauerstoffsonde angesteuert ist. Eine solche Brennkraftmaschine ist aus der DE-OS 23 28 459
bekannt.
Beim Einsatz eines Abgaskonverters muß die Abgaszusammensetzung möglichst genau so eingestellt
werden, daß Stöchiometrie herrscht. Nur dann arbeitet der Konverter optimal. Es ist daher bei mit Abgaskonvertern
ausgerüsteten Brennkraftmaschinen üblich, daß in der Abgasleitung eine Sauerstoffsonde angeordnet
ist, deren Ausgangssignal für die Regelung der Abgaszusammensetzung herangezogen wird. Bei der
Brennkraftmaschine nach der oben genannten DE-OS 23 28 459 erfolgt die Beeinflussung der Abgaszusammensetzung
indirekt über eine Beeinflussung des Gemischverhältnisses auf der Ansaugseite der Maschine.
Diese Regelungsart führt im Mittel zu wirtschaftlich bester Ausnutzung des Kraftstoffs. Nachteilig ist, wie
später noch unter Bezugnahme auf Fig.2a erläutert
werden wird, daß es kurzfristig auftretende Betriebszustände gibt, in denen das Abgas keine optimale
Zusammensetzung aufweist.
Aus der DE-OS 22 15 533 ist eine Regeleinrichtung bekannt, bei der die optimale Abgaszusammensetzung
bei einer mit einem Abgaskonverter ausgerüsteten Brennkraftmaschine mit Hilfe von Zusatzluft eingestellt
wird, die stromaufwärts vom Konverter in die Abgasleitung in Abhängigkeit vom Signal einer
Sauerstoffsonde eingeleitet wird, die sich stromabwärts vom Konverter in der Abgasleitung befindet. Eine
solche Einrichtung spricht sehr schnell an. Nachteilig ist aber, daß wegen der möglichen Schwankungsbreite eine
ständige Zuführung von Zusatzluft stattfindet, d. h. der Kraftstoff in der Brennkraftmaschine nicht vollständig
ausgebrannt wird, sondern noch gewisse Reste von Brennbarem enthält.
Aus der DE-OS 22 19 073 ist eine Regeleinrichtung für die Abgaszusammensetzung einer mit Abgaskonverter
ausgerüsteten Brennkraftmaschine bekannt, bei der eine Stellgröße für die Zuführung von Zusatzluft in die
Abgasleitung oder für die Beeinflussung des Mischungsverhältnisses auf der Ansaugseite der Brennkraftmaschine
aus Signalen ermittelt wird, die vom Betriebszustand der Maschine und des Abgaskonverters abhängen.
Dieser Regeleinrichtung wohnt, soweit sie mit Zuführung von Zusatzluft arbeitet, trotz vergrößerter
Ansprechgeschwindigkeit noch immer der schon erläuterte Nachteil inne, daß die Brennkraftmaschine mit
einem ständigen KraftstoffüberschuB betrieben werden
muß. Soweit sie mit Beeinflussung des Mischungsverhältnisses auf der Ansaugseite arbeitet, gewährleistet
diese Regeleinrichtung zwar stets weitgehend optimale Abgaszusammensetzungen für den Konverter, dies aber
in gewissen Betriebszuständen der Maschine auf Kosten einer bezogen auf die Maschine optimalen Gemischzusammensetzung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine mit Abgaskonverter der eingangs
genannten Art anzugeben, bei der sich in allen Betriebszuständen die Zusammensetzungen von Bi enngasgemisdi
und Abgas für Brennkraftmaschine und Abgaskonverter optimal einstellen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß durch eine optimale Einstellung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses
beim stöchiometrischen Punkt auf der Ansaugseite der Brennkraftmaschine sich auch auf der Abgasseite
für die längsten Betriebszeiten eines Kraftfahrzeuges bereits optimale Verhältnisse ergeben und daß Korrekturen
an der Abgaszusammensetzung nur in seltenen Betriebszuständen, insbesondere nur während des
Beschleunigens, Abbremsens oder des Gangwechsels, erforderlich sind. Die Erfindung bedient sich daher einer
Steuerungseinrichtung, die nur dann die Zuführung von Zusatzluft in die Abgasleitung freigibt, wenn solche
Betriebszustände herrschen und wenn gleichzeitig der Abgaskonverter tatsächlich Zusatzluft benötigt. Die
Steuerungseinrichtung ist daher sowohl mit i.iner Sauerstoffsonde auf der stromabwärts gelegenen Seite
des Abgaskonverters verbunden, als auch mit wahlweise einem von mehreren Sensoren, die auf bestimmte
Betriebszustände der Maschine bzw. des Kraftfahrzeuges ein Signal abgeben. Es erfolgt keine ständige Zufuhr
von Zusatzluft, sondern nur in besonderen Situationen. Die Erfindung und vorteilhafte Ausführungsformen
derselben sollen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Übersicht über eine mit Abgaskonverter ausgerüstete Brennkraftmaschine;
Fig.2a eine graphische Darstellung des Verlaufes
des Luft/Kraftstoffverhältnisses beim Fahren mit einem gewöhnlichen Kraftfahrzeug;
F i g. 2b eine der F i g. 2a entsprechende Darstellung beim Fahren mit einem mit der Erfindung ausgerüsteten
Kraftfahrzeug;
F i g. 2c eine für die beiden vorgenannten geltende Geschwindigkeits-Zeitkurve;
F i g. 3 der Verlauf der Spannungen an den Punkten a bis c/in Fig. 1;
Fig.4 den Verlauf der Ausgangsspannung einer
Sauerstoffsonde, und
F i g. 5 eine graphische Darstellung der Spannungen an den Punkten eund /in F i g. 1.
In Fig. 1 sind dargestellt ein Motorblock i, eine Ansaugleitung 2, ein Vergaser 3, eine Drosselklappe 4,
ein Luftfilter 5, eine Abgasleitung 6 und ein katalytischer so
Konverter 7, der mit einem Dreifach-Katalysator gefüllt ist In der Abgasleitung 6 ist nahe dem Motorblock 1
eine erste Sauerstoffsonde 8 angeordnet. Die Sauerstoffsonde 8 besteht beispielsweise aus einer Zirkonerdekeramik.
F i g. 4 zeigt den Zusammenhang zwischen der Ausgangsspannung in Millivolt der Sauerstoffsonde
und dem Luftverhältnis λ, wobei A definiert ist als das Verhältnis zwischen dem gerade vorhandenen Luft-Kraftstoffverhältnis
zum stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis. Fig.4 läßt erkennen, daß in der Nähe
des stöchiometrischen Punktes eine plötzliche Änderung in der Ausgangsspannung der Sauerstoffsonde 8
auftritt Der Signalausgang der Sauerstoffsonde 8 ist mit dem Eingang eines elektronischen Steuerkreises 9
verbunden.
Die Ansaugleitung 2 ist mit dem Luftfilter 5 über eine Bypass-Leitung 11 verbunden, in welcher ein Drosselventil
12 angeordnet ist, das von einem Servomotor 10 betätigt wird. Die Antriebswelle des Servomotors 10 ist
mit einem Potentiometer 13 gekuppelt welches wiederum mit dem Ausgang des elektronischen
Steuerkreises 9 verbunden ist. Im elektronischen Steuerkreis 9 ist ein Komparator 14, ein Integrierkreis
15, der mit dem Ausgang des Komparators 14 verbunden ist, und ein Verstärker 16, der mit dem
Ausgang des Integrierkreises 15 verbunden ist, vorhanden. Der Ausgang des Verstärkers 16 ist mit dem
Potentiometer 13 verbunden. Von den Eingängen des Komparators 14 ist einer mit der Sauerstoffsonde 8 und
der andere mit einer Vergleichsspannungsquelle 17 verbunden. Die Vergleichsspannung aus der Quelle 17
ist beispielsweise auf 450 mV eingestellt.
In F i g. 5 ist auf der Ordinate eine Spannung in Volt
und auf der Abszisse die Zeit aufgetragen; (a) zeigt die Änderung in der Spannung am Punkt eund (b)zeigt die
Änderung in der Spannung am Punkt f im elektronisehen Steuerkreis 9 nach F i g. 1.
Wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis an dem Punkt, an welchem die Sauerstoffsonde 8 angeordnet ist, kleiner
als das stöchiometrische Verhältnis wird, dann steigt die Ausgangsspannung der Sauerstoffsonde 8 auf eine
Größe von mehr als 700 mV an, wie F i g. 4 zeigt. Die Ausgangsspannung der Sauerstoffsonde 8 ist somit
größer als die Vergleichsspannung von 450 mV, so daß am Ausgang des Komparators 14 ein Ausgangssignal K
entsteht, wie in Fig.5 mit (a) gezeigt ist. Dieses Ausgangssignal K steht so lange an, wie das
Luft/Kraftstoffverhältnis kleiner ist als das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis. Das Ausgangssignal K
wird dem Integriertes 15 zugeführt und darin integriert, so daß an dessen Ausgang eine Spannung
entsteht, die in Fig.5 mit (b) bezeichnet ist. Diese
Spannung wird nach Verstärkung im Verstärker 16 dem Potentiometer 13 zugeführt. Der Servomotor 10 dreht
dann das Ventil in der Bypass-Leitung 11 um so viel Grad, wie dieser Spannung entspricht, wodurch sich das
Drosselventil 12 öffnet und Luft durch die Bypass-Leitung 11 in die Ansaugleitung 2 fließt. Wenn dann
hierdurch das Luft/Kraftstoffverhältnis größer wird als das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis, dann
wird die Ausgangsspannung der Sauerstoffsonde 8 kleiner als 200 mV, so daß am Komparator 14 keine
Ausgangsspannung mehr erzeugt wird. Danach wird die Aiisgangsspannung des Integrierkreises 15 allmählich
vermindert, wie in Fig.5 mit (b) dargestellt ist und
entsprechend wird das Ventil 12 in der Bypass-Leitung 11 allmählich geschlossen.
Der Vergaser 3 ist so eingestellt, daß ein fettes Luft/Kraftstoffgemisch, beispielsweise mit einem Verhältnis
von 13 bis 15 :1 immer erreicht wird. Daher wird bei der Brennkraftmaschine nach Fig. 1, wie vorher
erwähnt, dem vom Vergaser 3 hergestellten Luft/Kraftstofigemisch
durch Betätigung des Servomotors 10 zusätzlich Luft über die Bypass-Leitung 11 zugeführt.
Das Luft/Kraftstoffverhältnis im der Brennkraftmaschi
ne zugeführten Gemisch wird insgesamt so einregulieri
daß es so weit wie möglich dem stöchiometrischen Verhältnis gleicht. Wenn aber das Gaspedal abrupt
durchgetreten oder entlastet wird, wie beim plötzlichen Beschleunigen oder plötzlichen Bremsen oder beim
Gangwechsel, dann wird das der Brennkraftmaschine •zugeführte Luft/Kraftstoffgemisch sofort fetter aufgrund
der Ansprechverzögerung im Regelkreis und ebenfalls aufgrund der Verdampfung von flüssigem
Kraftstoff, der an den Innenwänden der Ansaugleitung 2 niedergeschlagen ist. Man sieht hieraus, daß der oben
erwähnte Regelkreis das Luft/Kraftstoffverhältnis zum Zeitpunkt plötzlicher Beschleunigung oder Abbremsung
und beim Gangwechsel nicht richtig einstellen kann. Dies ist in F i g. 2 dargestellt.
In Fig.2 ist in den oberen beiden graphischen Darstellungen auf der Ordinate mil A/Fdas Luft/Kraftstoffverhältnis
und auf den Abszissen die Zeit eingetragen. In der unteren graphischen Darstellung
von F i g. 2 ist die Fahrzeuggeschwindigkeit V über der Zeit aufgetragen. Wenn ein Fahrzeug langsam beschleunigt
wird und an den Punkten A und B Gangwechsel vorgenommen werden, dann wird das Luft/Kraftstoffverhältnis
des zugeführten Gemisches sehr viel kleiner als das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis. Die
gleichen Verhältnisse herrschen auch beim plötzlichen Beschleunigen und plötzlichen Abbremsen. Um das
Luft/Kraftstoffverhältnis in allen Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs richtig einzustellen, ist es notwendig,
die vorerwähnten unerwünschten Erscheinungen zu unterbinden. Zu diesem Zweck ist die Brennkraftmaschine
mit einem Zusatzluft-Zuführungskanal 20 in der Nähe und oberhalb des katalytischen Umsetzers 7 in der
Abgasleitung ausgerüstet. Dieser Zusatzluft-Zuführungskanal 20 ist über ein elektromagnetisch betätigtes
Ventil 21 und eine Verbindungsleitung 22 an eine Luftpumpe 23 angeschlossen, die von der Brennkraftmaschine
angetrieben wird. Weiterhin sind vorgesehen, ein Schalter 24, der auf Beschleunigung und Abbremsung
des Fahrzeugs anspricht, ein Schalter 25, der beim Gangwechsel anspricht, ein Steuerkreis 26 zum
Betätigen des elektromagnetischen Ventils 21 und eine zweite Sauerstoffsonde 27, die nahe und stromabwärts
des katalytischen Konverters 7 in der Abgasleitung angeordnet ist. Der auf Beschleunigung und Abbremsung
ansprechende Schalter 24 weist eine erste Unterdruckkammer 29 und eine zweite Unterdruckkammer
30 auf, die durch eine Membran 28 voneinander getrennt sind. Weiterhin weist der Schalter 24 eine
Eingangskammer 32 auf, die über eine Unterdruckleitung 31 mit der Ansaugleitung 2 unterhalb der
Drosselklappe 4 verbunden ist. In der zweiten Unterdruckkammer 30 ist eine Druckfeder 33 angeordnet
die gegen die Membran 28 drückt. An der Membran
28 ist ein Kontakt 34 befestigt Diesem steht ein Kontakt 35 gegenüber, der am Gehäuse der zweiten Unterdruckkammer
30 befestigt ist Die erste Unterdruckkammer
29 ist mit der Eingangskammer 32 durch eine enge öffnung 36 und ein erstes Rückschlagventil 37
verbunden, das einen Durchfluß von Luft aus der Eingangskammer 32 in die erste Unterdruckkammer 29
erlaubt Die zweite Unterdruckkammer 30 ist mit der Eingangskammer 32 durch eine enge Öffnung 39 und ein
zweites Rückschlagventil 38 verbunden, das einen Durchfluß von Luft aus der zweiten Unterdruckkammer
30 in die Eingangskammer 32 erlaubt
Es sei angenommen, daß die Drosselklappe 4 geringfügig geöffnet ist und daher das Fahrzeug mit
niedriger Geschwindigkeit fährt Der Unterdruck in der Ansaugleitung 2 ist daher groß und der in der
Eingangskammer 32 und in erster und zweiter Unterdruckkammer 29 und 30 herrschende Druck ist
der gleiche wie in der Ansaugleitung 2. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Membran 28 in einer
Stellung, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist. Wenn dann die Drosselklappe 4 zum Zwecke der Beschleunigung des
Fahrzeugs weiter geöffnet wird, dann fällt der Unterdruck im Ansaugkanal 2 plötzlich ab, womit
entsprechend der Unterdruck in der Eingangskammer 32 ebenfalls plötzlich abfällt. In diesem Augenblick wird
das erste Rückschlagventil 37 geöffnet, wodurch der Unterdruck in der ersten Unterdruckkammer 29
augenblicklich abfällt. Da andererseits das zweite ι s Rückchlagventil 38 geschlossen bleibt, fließt die Luft aus
der Kammer 32 durch die enge öffnung 39 allmählich in die zweite Unterdruckkammer 30, wodurch der
Unterdruck in letzterer allmählich abnimmt. Beim plötzlichen öffnen der Drosselklappe 4 wird daher der
Druck in der ersten Unterdruckkammer 29 größer als in der zweiten Unterdruckkammer 30. Die Membran 28
bewegt sich als Folge davon in F i g. 1 gegen die Kraft der Druckfeder 33 nach rechts, so daß die beiden
Kontakte 34 und 35 miteinander in Berührung kommen. Da nach einer Weile der Unterdruck in der zweiten
Unterdruckkammer 30 allmählich abnimmt, öffnet sich die Verbindung zwischen den Kontakten 34 und 35
wieder. Man sieht hieraus, daß der im ganzen mit 24 bezeichnete Schalter sich beim Beschleunigen im
JO Einschalt-Zustand befindet.
Es sei nun angenommen, daß die Drosselklappe 4 sich in weit geöffnetem Zustand befindet und das Fahrzeug
mit großer Geschwindigkeit fährt. Der Unterdruck in der Ansaugleitung 2 befindet sich auf niedrigem Niveau,
entsprechend gering ist auch der Unterdruck in der Eingangskammer 32. Der Unterdruck in den Unterdruckkammern
29 und 30 ist der gleiche wie der in der Ansaugleitung 2. Die Membran 28 befindet sich in der in
F i g. 1 dargestellten Stellung. Wenn dann zum Abbremsen des Fahrzeugs die Drosselklappe 4 geschlossen
wird, dann vergrößert sich der Unterdruck in der Ansaugleitung 2 plötzlich. Ebenso plötzlich vergrößert
sich de·- ' !nterdruck in der Eingangskammer 32. In
divitiii Augenblick v. ud »las zweite Rückschlagventil 38
geöffnet so daß sich der Unterdruck in der zweiten Unterdruckkammer 30 augenblicklich vergrößert Da
andererseits das erste Rückschlagventil 37 geschlossen bleibt kann die in der ersten Unterdruckkammer 29
vorhandene Luft nur allmählich in die Kammer 32 durch so die .■mge öffnung 36 abfließen. Der Unterdruck in der
ersten Unterdruckkammer 29 nimmt somit nur allmählich zu. Im Zeitpunkt des plötzlichen Schließens der
Drosselklappe 4 wird daher der absolute Druck in der ersten Unterdruckkammer 29 größer als der in der
zweiten Unterdruckkammer 30. Als Folge davon bewegt sich die Membran 28 in Fi g. 1 gegen die Kraft
der Druckfeder 33 nach rechts, bis der Kontakt 34 mit dem Kontakt 35 in Berührung tritt Nach einer Weile,
wenn der Unterdruck in der ersten Unterdruckkammer 29 größer geworden ist öffnet sich die Verbindung
zwischen den Kontakten 34 und 35 wieder. Man sieht aus der vorangegangenen Beschreibung, daß der
Schalter 24 auch beim Schubbetrieb die Einschalt-Stellung
einnimmt
Der auf den Gangwechsel ansprechende Schalter 25 ist unter dem Kupplungspedal 40 angeordnet so daß
beim GangwechseL zu dem man notwendigerweise das Kupplungspedal 40 durchtreten muß, der Schalter 25 in
die Einschalt-Stellung gebracht wird.
Der Steuerkreis 26, von dem aus das Ventil 21 betätigt
wird, enthält eine ODER-Schaltung 4t, deren einer Eingang mit dem Schalter 24 und deren anderer
Eingang mit dem Schaller 25 verbunden ist. Weiterhin ■-,
ist im Schaltkreis 26 ein Monoflop 42 angeordnet, dessen Eingang mit dem Ausgang der ODER-Schaltung
41 verbunden ist. Sein Ausgang ist mit dem einen Eingang einer UND-Schaltung 44 verbunden, deren
anderer Eingang an den Ausgang eines Komparators 43 angeschlossen ist. Am Ausgang der UND-Schaltung ist
ein Verstärker 45 angeschlossen, dessen Ausgang zur Magnetwicklung des Ventils 21 geführt ist. Einer der
Eingänge des Komparators 43 im Schaltkreis 26 ist mit dem Sauerstoffsensor 27, der andere Eingang mit einer r,
Vergieichsspannungsqueile 4b verbunden. Wenn die Sauerstoffsonde 27 aus Zirkonerde-Keramik besteht
und eine Charakteristik aufweist, wie sie in Fig.4 dargestellt ist, dann liegt die Spannung der Vergleichsspannungsquelle
46 beispielsweise im Bereich von 45OmV.
in F i g. 3 ist auf den Ordinaten jeweils die Spannung
1 jnd auf den Abszissen die Zeit 7"aufgetragen. F i g. 3
zeigt mit (a), (b), (c) und (d) die Spannungen an den
Punkten a, b, c und d des Ventilsteuerkreises 26 in F i g. 1.
Wenn das Kupplungspedal 40 zum Zwecke eines Gangwechsels durchgetreten wird, dann wird der
Schalter 25 in die Einschaltstellung gebracht und daher ein Impuls am Punkt a erzeugt. Hierdurch wird der
Monoflop 42 in seine quasi stabile Stellung, d. h. die EIN-Stellung gebracht (siehe (b) in Fig.3), da der
Impuls (a)'\\\x.i als Triggersignal zugeführt ist. Die Dauer
des quasi stabilen Zuslaiides des Monoflops 42 kann den
gewünschten Verhältnissen entsprechend durch Veränderung der Zeitkonstante des Monoflops 42 eingestellt
werden. Wenn das Kupplungspedal 40 durchgetreten wird, dann wird das in die Zylinders der Brennkraftmaschine
eingeführte Luft/Kraftstoffgemisch fetter und dadurch wird das Luft/Kraftstoffverhältnis kleiner als
das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis. Dies bedeutet, daß die Menge der unverbrannten Anteile im
Abgas sehr viel größer wird als der im Abgas verbliebene Sauerstoffanteil. Wenn dieses einen übermäßigen
Anteil unverbrannter Komponenten enthaltende Abgas in die Abgasleitung 6 fließt, dann
diffundiert ein Teil dieses Abgases in das dort vorhandene Abgas hinein, welches im wesentlichen
einen stöchiometrischen Anteil von Sauerstoff enthält, der notwendig ist, um die Oxidation der unverbrannten
Komponenten zu bewirken. Dieser Teil des Abgases gelangt zur Sauersioffsonde 27, bevor der übrige große
Teil des Abgases, das den übermäßigen Anteil unverbrannter Komponenten enthält, die Sauerstoffsonde
27 erreicht Wenn letzterer Anteil des Abgases die Sauerstoffsonde 27 schließlich erreicht, dann wird
am Ausgang des Komparators 43 ein Impuls erzeugt, der in F i g. 3 mit (c) gekennzeichnet ist Da zu diesem
Zeitpunkt der Monoflop 42 sich noch im EIN-Zustand befindet wird am Ausgang der UND-Schaltung 44 ein
Impuls erzeugt, der in Fig.3 mit (d) dargestellt ist
Dieser Impuls wird im Verstärker 45 verstärkt und dann der Magnetwicklung des Ventils 21 zugeführt Als Folge
davon öffnet sich das Ventil 21, wodurch von der Luftpumpe 23 zusätzliche Luft in die Abgasleitung 6
gefördert wird. Wenn der Anteil unverbrannter Komponenten im Abgas kleiner wird als der Sauerstoffanteil,
d. h, wenn das Luft/Kraftstoffverhältnis, wie es
an der Saucistoffsonde 27 festgestellt wird, größer wird
als das stöchiometrische Luft/Kraftstoffverhältnis aufgrund der Zuführung der zusätzlichen Luft, dann wird
die Ausgangsspannung an der Sauerstoffsonde 27 kleiner als die Vergleichsspannung von 45OmV. Als
Folge dar- wird die Spannung am Punkt czu Null. Am
Ausgang der UND-Schaltung 44 verschwv,det daher
das Signal, wodurch sich das elektromagnetisch betätigte Ventil 21 wieder schließt.
Das öffnen und Schließen des Ventils 21 wird nach dem Durchtreten des Kupplungspedals nur noch vom
Monoflop 42 bestimmt, auch nach dem schnellen Entlasten des Kupplungspedals 40 wird daher das am
Eingang des katalytischen Konverters 7 gemessene Luft/Kraftstoffverhältnis so einreguliert, daß es stets im
wesentlichen dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoffverhältnis entspricht.
Die oh;:.-: erwähnte Einstellung des Lu ft/Kraftstoff-Verhältnisses
kann auch während des Beschleunigens und Abbremsens erfolgen. Wie in F i g. 2 mit fa/gezeigt,
wird das Luft/Kraftstoffverhältnis im Gemisch, das den Zylindern zugeführt wird, nach dem plötzlichen
Durchtreten oder Entlasten des Gaspedals und nach dem Durchtreten des Kupplungspedals 40 für eine
Weile fetter. Die Länge dieser Zeitdauer, während der das Luft/Kraftstoffverhältnis fetter ist, kennt man aus
der Erfahrung. Es ist daher ausreichend, wenn nur während dieser Zeitdauer über die Leitung 20 Zusatzluft
in die Abgasleitung 6 gepumpt wird. Es ist nicht notwendig, über diese Zeitdauer hinaus hier zusätzliche
Luft zuzuführen. Diesem Zweck dient der Monoflop 42, dessen Zeitkonstante entsprechend eingestellt ist.
Wenn bei den oben erwähnten Betriebsbedingungen das Luft/Kraftstoffverhältnis kleiner wird als das
stöchiometrische Verhältnis, dann wird das elektromagnetisch betätigte Ventil 21 sofort voll geöffnet. Es
besteht daher die Gefahr, daß ein übermäßiger Anteil Zusatzluft in die Abgasleitung geblasen wird. Um dies zu
vermeiden, ist es vorteilhaft, ebenfalls einen lntegrierkreis zwischen die UND-Schaltung 44 und den
Verstärker 45 einzuschalten. Ein solcher Integrierkreis muß eine steilere Anstiegscharakteristik aufweisen als
die it: Fi1 ■ r ·i?) einzeichnete. Dies kann einfach
durc. . .naeninfc ties Vv c. <
... eines Widerstandes R im Integrierkreis, wie beispielsweise beim Integrierkreis 15
dargestellt erreicht werden. Man kann hierzu auch eine Kombination aus einem Servomotor und einem
Potentiometer, wie beim Drosselventil 12 verwenden, oder einen Impulsmotor anstelle des elektromagnetischen
Ventils 21.
Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist die Zeit, die
λ
, um vuti uci
20 zur zweiten Sauerstoffsonde 27 zu gelangen, sehr viel kürzer als die Zeit die das Gas braucht um von der
Ansaugleitung 2 zur ersten Sauerstoffsonde 8 zu gelangen. Selbst wenn daher das Luft/Kraftstoffverhältnis
im Gemisch, das den Zylindern zugeführt wird, zeitweise geringer wird als das stöchiometrische
Luft/Kraftstoffverhältnis, wie in F i g. 2 mit (a) gezeigt,
dann wird Zusatzluft in die Abgasleitung geblasen, wodurch das Luft-Kraftstoff-Gesamtverhältnis, das am
Einlaß des katalytischen Umsetzers 7 vorhanden ist so eingestellt wird, daß es im wesentlichen dem stöchiometrischen
Luft-Kraftstoffverhältnis, wie in F i g. 2 mit (b)
gezeigt, entspricht Als Folge davon läßt sich erreichen,
daß der Anteil der Schadstoffe, wie Kohlenwasserstoffe,
Kohlenmonoxid und Stickstoffoxide, in den Abgasen des Motors sehr verringert wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 230 235/212
Claims (7)
1. Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit einem katalytischen Konverter in der Abgasleitung
und einer Gemischverhältnis-Einstellvorrichtung auf der Ansaugseite, die von einer in der Abgasleitung
stromaufwärts vom Konverter angeordneten Sauerstoffsonde angesteuert ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abgasleitung (6) mit einer stromaufwärts vom Konverter (7) einmündenden Zusatzluft-Zuführungseinrichtung (20,22, 23) versehen
ist, in welcher sich ein Durchlaßventil (21) befindet, das von einer Steuerungseinrichtung (26)
angesteuert ist, die mit einer stromabwärts vom Konvtrier (7) in der Abgasleitung (6) befindlichen
zweiten Sauerstoffsonde (27) und mit auf Beschleunigung, Bremsung und Gangwechseln ansprechenden
und Schaltsignale liefernden Sensoren (24, 25) verbunden ist und das Durchlaßventil (21) nur
freischaltet, wenn die zweite Sauerstoffsonde (27) ein vorbestimmtes Signal und zugleich einer der
Sensoren (24,25) ein Schaltsignal liefert
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (24, 25) und die
zweite Sonde (27) elektrische Signalgeber sind, die Steuerungseinrichtung (26) ein elektronischer
Steuerkreis ist, bestehend aus einem Komparator (43), dessen Eingängen das Ausgangssignal der
zweiten Sauerstoffsonde (27) und eine Vergleichsspannung (von 46) zugeführt ist und dessen Ausgang
mit dem einen Eingang einer das Ausgangsglied des Steuerkreises bildenden UND-Schaltung (44) verbunden
ist, deren zweiter Eingang mit dem Ausgang eines Monoflop (42) verbunden ist, das über eine
ODER-Schaltung (41) von den Sensoren (24, 25) in den quasi-stabilen Zustand kippbar ist, und daß der
Ausgang der UND-Schaltung (44) mit der Erregerspule des elektromagnetisch betätigbaren Durchlaßventils
(21) verbunden ist
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Steuerkreis
(26) einen Integrierkreis zwischen der UND-Schaltung (44) und seinem Ausgang enthält.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor
(24) zum Feststellen von Beschleunigungen und Schubbetrieb eine erste (29) und eine zweite (30)
Unterdruckkammer, die durch eine Membran (28) voneinander getrennt sind, und eine dritte Unterdruckkammer
(32) aufweist, die mit der ersten Unterdruckkammer (29) durch eine enge Öffnung (36) und ein sich in die erste Unterdruckkammer
öffnendes Klappventil (37) und mit der zweiten Unterdruckkammer (30) durch eine enge Öffnung
(39) und ein sich in die dritte Unterdruckkammer (32) öffnendes Klappenventil (38) verbunden ist, daß an
der Membran (28) ein elektrischer Kontakt (34) und diesem gegenüber an der Wandung der zweiten
Unterdruckkammer (30) ein zweiter elektrischer Kontakt (35) befestigt ist, und daß die dritte
Unterdruckkammer (32) mit der Ansaugleitung (2) der Brennkraftmaschine (1) in Verbindung steht.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor
zum Feststellen von Gangwechseln ein Druckschalter (25) ist, der unter dem Kupplungspedal (40)
angeordnet und bei Niedertreten desselben in die Einschaltstellung bringbar ist.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor
zum Feststellen von Gangwechseln mit einem automatisch schaltenden Wechselgetriebe des
Kraftfahrzeugs verbunden ist und beim Schalten desselben in die Einschaltstellung bringbar ist.
7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zusatzluft-Zuführungseinrichtung eine von der Brennkraftmaschine (1) angetriebene Luftpumpe
(23) aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5602476A JPS52139820A (en) | 1976-05-18 | 1976-05-18 | Exhaust gas purifier for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2641179A1 DE2641179A1 (de) | 1977-12-01 |
DE2641179C2 true DE2641179C2 (de) | 1982-09-02 |
Family
ID=13015480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2641179A Expired DE2641179C2 (de) | 1976-05-18 | 1976-09-13 | Brennkraftmaschine mit Abgaskonverter |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4068472A (de) |
JP (1) | JPS52139820A (de) |
DE (1) | DE2641179C2 (de) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5297029A (en) * | 1976-02-12 | 1977-08-15 | Nissan Motor Co Ltd | Air fuel ratio controller |
JPS6020571B2 (ja) * | 1976-06-11 | 1985-05-22 | ロ−ベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 内燃機関に供給される燃料空気混合気の配合を決める制御方法 |
US4121548A (en) * | 1976-08-08 | 1978-10-24 | Nippon Soken, Inc. | Deteriorated condition detecting apparatus for an oxygen sensor |
JPS5359134A (en) * | 1976-11-05 | 1978-05-27 | Mazda Motor Corp | Exhaust gas reflux apparatus f engine |
JPS6027802B2 (ja) * | 1977-03-04 | 1985-07-01 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関2次空気供給量制御装置 |
JPS6027803B2 (ja) * | 1977-03-11 | 1985-07-01 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関2次空気噴射補償装置 |
JPS5523360A (en) * | 1978-08-07 | 1980-02-19 | Aisan Ind Co Ltd | Discharge gas control device |
FR2450946A1 (fr) * | 1979-03-08 | 1980-10-03 | Peugeot | Dispositif d'epuration des gaz d'echappement d'un moteur a explosions |
JPS58104316A (ja) * | 1981-12-16 | 1983-06-21 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の2次空気制御装置 |
JPH0637861B2 (ja) * | 1985-01-08 | 1994-05-18 | 株式会社日立製作所 | 空燃比制御方法 |
JP2864838B2 (ja) * | 1992-01-22 | 1999-03-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気ガス浄化装置 |
DE19609922B4 (de) * | 1996-03-14 | 2005-09-15 | Robert Bosch Gmbh | Sekundärluftsystemdiagnoseverfahren |
US6308697B1 (en) * | 2000-03-17 | 2001-10-30 | Ford Global Technologies, Inc. | Method for improved air-fuel ratio control in engines |
EP1550797A3 (de) * | 2002-12-07 | 2006-05-31 | Mann+Hummel Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Sekundärluftstroms bei einer Verbrennungsmaschine |
JP4450326B2 (ja) * | 2005-10-06 | 2010-04-14 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置及び空燃比制御方法 |
DE102013113197A1 (de) * | 2013-11-28 | 2015-05-28 | Voestalpine Stahl Gmbh | Verfahren zum Bearbeiten von Entschwefelungsschlacke |
US9909534B2 (en) * | 2014-09-22 | 2018-03-06 | Ini Power Systems, Inc. | Carbureted engine having an adjustable fuel to air ratio |
US20190247529A1 (en) * | 2017-12-29 | 2019-08-15 | Tomi Environmental Solutions, Inc. | Method and system for decontaminating small enclosures |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL261064A (de) * | 1960-02-11 | |||
US3696618A (en) * | 1971-04-19 | 1972-10-10 | Universal Oil Prod Co | Control system for an engine system |
DE2215533C3 (de) * | 1972-03-30 | 1979-11-22 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Vorrichtung zur Verminderung der schädlichen Anteile in den Abgasen einer Brennkraftmaschine |
AU5542673A (en) * | 1972-05-20 | 1974-11-14 | The Lucas Electrical Company Limited | Fuel injection systems for engines |
DE2328459A1 (de) * | 1973-01-31 | 1975-01-02 | Bosch Gmbh Robert | Einrichtung zur ueberwachung von katalytischen reaktoren in abgasentgiftungsanlagen von brennkraftmaschinen |
FR2272273B2 (de) * | 1973-06-27 | 1980-01-11 | Laprade Bernard | |
JPS5021122A (de) * | 1973-06-27 | 1975-03-06 | ||
US3986352A (en) * | 1975-05-08 | 1976-10-19 | General Motors Corporation | Closed loop fuel control using air injection in open loop modes |
-
1976
- 1976-05-18 JP JP5602476A patent/JPS52139820A/ja active Pending
- 1976-08-30 US US05/718,535 patent/US4068472A/en not_active Expired - Lifetime
- 1976-09-13 DE DE2641179A patent/DE2641179C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS52139820A (en) | 1977-11-22 |
US4068472A (en) | 1978-01-17 |
DE2641179A1 (de) | 1977-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2641179C2 (de) | Brennkraftmaschine mit Abgaskonverter | |
DE2419000C2 (de) | Gleichdruckvergaser für Brennkraftmaschinen | |
DE2635325C2 (de) | Steuereinrichtung für die Abgasrückführung bei einer Brennkraftmaschine | |
DE2318793B2 (de) | Vorrichtung zur regelung des luft/kraftstoffverhaeltnisses im luft/kraftstoff-gemisch einer brennkraftmaschine | |
DE2204192B2 (de) | Vorrichtung zur Verbesserung der Abgase einer Vergaser-Brennkraftmaschine | |
DE2548947C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Luft/Brennstoffverhältnisses des von einer Brennkraftmaschine angesaugten Gemischs | |
DE2203018B2 (de) | Kraftstoffeinspritzanlage | |
DE2557925C3 (de) | Drosselklappenstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine | |
DE2539185B2 (de) | Dosiersteuerung fuer die abgas-rezirkulationsstroemung eines verbrennungsmotors | |
DE1816238C3 (de) | Vergaser für Brennkraftmaschinen | |
DE2005097B2 (de) | Vergasersystem für Brennkraftmaschinen zum Fahrzeugantrieb | |
DE3100457C2 (de) | Anordnung zum Regeln des Luftbrennstoffverhältnisses eines Verbrennungsmotors | |
DE2715014C2 (de) | ||
DE2207594B2 (de) | ||
DE2543118C3 (de) | Vorrichtung zum Steuern der Zufuhr von Zusatzluft stromab vom Vergaser in das Saugrohr einer Brennkraftmaschine | |
DE3835731C2 (de) | Vergaser und Verbrennungsmotor mit einem Vergaser | |
DE2550849A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum verbessern der leistungscharakteristik einer fahrzeug-brennkraftmaschine | |
DE2644613C3 (de) | Steuerungssystem für das Luft/Kraftstoffverhältnis bei einer Brennkraftmaschine | |
DE2754316C2 (de) | Vorrichtung zur Regelung der Gemischbildung in einer Brennkraftmaschine | |
DE2242345C3 (de) | Gleichdruckvergaser für Brennkraftmaschinen | |
DE2631020C2 (de) | Elektropneumatische Regelvorrichtung für die Beigabe von Zusatzluft in das Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine | |
DE2604999A1 (de) | Vergaser | |
DE3116245A1 (de) | Steuereinrichtung zur steuerung des luft-kraftstoff-verhaeltnisses einer brennkraftmaschine | |
DE2649099C2 (de) | Vergaser für Brennkraftmaschinen | |
DE2837692C2 (de) | Gemischbildungseinrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
D2 | Grant after examination | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: TOYOTA JIDOSHA K.K., TOYOTA, AICHI, JP |
|
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: MUELLER-BOERNER, R., DIPL.-ING., 1000 BERLIN WEY, H., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |