DE2643114C2

DE2643114C2 - Brennkraftmaschine für ein Fahrzeug mit einem Durchflußmesser im Ansaugsystem zum Messen der angesaugten Luft

Info

Publication number: DE2643114C2
Application number: DE2643114A
Authority: DE
Inventors: Takayoshi Susono Shizuoka Nakatomi; Takehisa Yaegashi
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1975-12-17
Filing date: 1976-09-24
Publication date: 1982-07-01
Also published as: US4083183A; DE2643114A1; JPS5273231A; JPS5628219B2

Description

a) Leerlauf,

b) niedrige und mittlere Belastung,

c) hohe Belastung bei geringer Drehzahl und

d) hohe Belastung bei hoher Drehzahl

der Maschine vier verschiedene Signalpaarungen abgeben, die auf die Umschalteinrichtungen (46, 66) so abgestimmt sind, daß die aus dem Ansaugsystem (11) abgezweigte Luftmenge im Betriebszustand gemäß a) und c) in das Abgassystem (19), gemäß b) in das Ansaugsystem (11) stromabwärts vom Durchflußmesser (28) und gemäß d) in das Ansaugsystem (11) stromaufwärts vom Durchflußmesser (28) eingeleitet wird.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (92) für die Feststellung der Drosselklappenstellung, der in den beiden Endstellungen der Drosselklappe (12) entsprechende unterschiedliche Impulse abgibt, und ein Sensor (114) für die Ermittlung der Drehzahl der Maschine, der bei vorgegebener niedriger und hoher Drehzahl entsprechende unterschiedliche Impulse abgibt, vorhanden ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I. Eine solche ist schon aus der DE-OS 22 16 705 bekannt.

Es gibt bereits Brennkraftmaschinen mit elektronisch gesteuerter Benzineinspritzung, bei denen ein Durchflußmesser vorgesehen ist, der die pro Zeiteinheit angesaugte Luftmenge mißt Die Einspritzanlage führt der Maschine in Abhängigkeit von der angesaugten Luftmenge eine entsprechende Kraftstoffmenge zu, um ein vorbestimmtes konstantes Verhältnis der Anteile von Luft und Kraftstoff aufrechtzuerhalten. Der Vorteil davon ist, daß unabhängig von den Betriebsbedingungen der Maschine es beispielsweise möglich ist, das Verhältnis Luft zu Kraftstoff an die idealen Verhältnisse (etwa 14,0 kg Luft: 1 kg Kraftstoff) anzugleichen, um die beste Brennstoffausnutzung und die höchste Leistung der Maschine zu erzielen. Diese Betriebsweise ist auch dann von Vorteil, wenn die Maschine mit einem katalytischen Konverter im Abgasleitungssystem ausgerüstet ist, das die Emission von Schadstoffen unterdrückt Ein solcher katalytischer Konverter arbeitet nämlich nur dann besonders wirkungsvoll, wenn das Verhältnis zwischen Luft und Kraftstoff des der Maschine zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemischs innerhalb eines engen vorbestimmten Bereiches liegt. Wenn beispielsweise ein katalytischer Dreifach-Konverter verwendet wird, dann muß das Luft-Kraftstoffverhältnis auf einem für die Maschine idealen Wert gehalten werden, damit dieser Konverter zufriedenstellend arbeiten kann.

Dergleichen Konverter im Abgasleitungssystem arbeiten fernerhin nur dann zufriedenstellend, wenn der Katalysator eine bestimmte Betriebstemperatur erreicht hat. Es ist daher erwünscht, daß die Betriebstemperatur des Konverters im Warmlauf schnell erreicht und bei niedrigen Außentemperaturen sicher gehalten wird.

Mit dieser Aufgabe beschäftigt sich die in der DE-OS 22 16 705 beschriebene Anordnung. Bei dieser sind im Abgassystem Temperaturfühler angeordnet, von denen gesteuert die Luftführungsverhältnisse im Kaltbetrieb der Brennkraftmaschine so zu verändern, daß im Abgassystem eine Verbrennung stattfindet, die zu einer Aufheizung des Konverters führt. Dabei wird Zusatzluft entweder aus dem Freien oder aus dem Ansaugsystem entnommen und in das Abgassystem eingeleitet, wobei gleichzeitig die Maschine mit übirfettetem Gemisch betrieben wird, um für die erwünschte Verbrennung im Abgassystem dort Brennbares zur Verfügung zu stellen.

War die vorbekannte Anordnung dazu bestimmt, die Luftführungsverhältnisse im Hinblick auf die schnelle Erwärmung des Konverters im Abgassystem optimal einzustellen, wird mit der Erfindung das Ziel verfolgt, das Mischungsverhältnis in bezug auf die Bedürfnisse der Brennkraftmaschine zu optimieren.

Es ist oft erwünscht, der Brennkraftmaschine Luft und Kraftstoff in einem anderen als dem für das Abgassystem idealen Verhältnis zuzuführen. Dies hängt im einzelnen von verschiedenen Betriebszuständen ab.

Zum Beispiel stabilisiert ein fetteres Luft-Kraftstoff-Gemisch den Leerlaufbetrieb des Motors. Auch ist ein fetteres Luft-Kraftstoff-Gemisch erforderlich, wenn der Motor hoch belastet wird, damit er eine entsprechend höhere Leistung erbringt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, bei der sieh das Luft-Kraftstoffverhältnis des der Maschine zugeführt.en Kraftstoff-Luftgemischs nach dem jeweiligen Belastungs- und Drehzahlzustand automatisch optimiert, ohne daß sich dadurch im Abgassystem der Maschine Gemischzusammensetzungen ergeben, die für einen dort etwa vorhandenen Abgaskonverter oder für die Umwelt

schädlich sein könnten.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung ist es möglich, das Luft-Kraftstoffverhältnis stets an die Betriebsbedingungen geeignet anzupassen. Darüber hinaus ist es möglich, bei einer Brennkraftmaschine, die mit einem katalytischer. Ab gaskonverter ausgerüstet ist, eine wirksame Unterdrükkung der Schadstoffemission zu erzielen, ohne daß der Konverter dabei überhitzt wird.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Einspritz-Brennkraftmaschine (nachstehend kurz Motor genannt) gemäß der vorliegenden Erfindung,

F i g. 2 ein Schaltbild einer Steuerungseinheit zur Verwendung bei dem Motor nach F i g. 1, und

F i g. 3 einen Querschnitt durch einen Sensor für die Feststellung der Drosselklappenstellung, wie er bei der Anordnung nach F i g. 2 verwendet wird.

Fig. 1 zeigt einen Zylinder eines Motors, der mit einer elektronisch gesteuerten Einspritzanlage ausgerüstet ist. Mit 10 ist ein Luftfilter bezeichnet, der vor der Ansaugleitung 11 des Motors angeordnet ist. Die angesaugte Luft wird den Verbrennungskammern der Zylinder des Motors zugeführt, die in einem Motorblock 16 ausgebildet sind. In der Ansaugleitung 11 ist eine Drosselklappe 12 und vor jedem Zylinde^r ist ein Einlaßventil 14 angeordnet. Im Zylinder 21 vollführt ein Kolben 20 eine hin- und hergehende Bewegung.

Mit 22 ist ein Kraftstofftank bezeichnet, tint bestimmte Menge des Kraftstoffs F .·. ird jeder Verbrennungskammer 18 durch eine >.· !sprechende Kraftstoffleitung 24 und ein Einspritzventil 26 zugeführt. Luft und Kraftstoff werden vor dem Eintreten in die Verbrennungskammer 18 miteinander vermischt. Das Einspritzventil 26 ist bei jedem Zylinder nur während einer bestimmten Periode des Betriebszyklus des Zylinders geöffnet, so daß eine vorbestimmte Menge des Kraftstoffs Fder Ansaugleitung 11 zugeführt wird. die von der Menge der angesaugten Luft abhängt.

Stromabwärts vom Luftfilter 10 ist ein Durchflußmesser 28 für die angesaugte Luft angeordnet, der über eine elektrische Leitung A mit einer elektronischen Steuereinheit 30 verbunden ist. Es versteht sich, daß die angesaugte Luftmenge von der öffnung der Drosselklappe 12 und der Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle abhängt. Pie elektronische Steuereinheit 30 ist außerdem mit dem Einspritzventil 26 über eine elektrische Leitung h verbunden, um den Einspritzvorgang zu beeinflussen. Die elektronische Steuereinheit 30 beeinflußt die Öffnungszeit des Einspritzventils 26. so daß dieses eine Kraftstoffmenge in die Ansaugleitung 11 einläßt, die von dem Ausgangssignal des Durchflußmessers 28, d. h. der aus dem Luftfilter 10 angesaugten Luftmenge abhängt. Diese Steuerung erfolgt so, daß das Luft-Kraftstoffverhältnis stets so eingestellt ist, daß es nahe an dem für den Motor idealen Verhältnis (bei ungefähr 14,0 kg Luft : 1 kg Kraftstoff) liegt. Da die Betriebsweise einer solchen elektronischen Kraftstoffeinspritzung bekannt ist, kann auf eine weitergehende Beschreibung hier verzichtet werden.

Das so hergestellte Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in der Verbrennungskammer 18 des Zylinders 21 verbrannt. Die daraus entgehenden Abgase werden über ein Auslaßventil 32 in die Abgasleitung 34 abgegeben und in einen katalytisch^ Dreifach-Konverter 36 geleitet, der ein perforiertes Gehäuse 37 aufweist, in welchem katalytische Partikel 36* gepackt sind. Das Abgas durchläuft in Richtung des Pfeiles A die katalytischen Partikel 36^, die drei toxischen Bestandiei-Ie im Abgas, nämlich NO_x, CO und die unverbrannten Kohlenwasserstoffanteile aus dem Abgas eliminieren.

Aus der Beschreibung geht hervor, daß der Motor, der im wesentlichen von bekannter Art ist, die Einstellung eines geeigneten Luft-Kraftstoffverhältnisses erlaubt, das nahe am idealen Verhältnis liegt, was nicht nur für das Leistungsvermögen des Motors günstig ist, sondern auch für die Betriebseigenschaften des katalytischen Dreifach-Konverters 36.

Es ist jedoch nicht immer wünschenswert, das Luft-Kraftstoffverhältnis so einzustellen, daß es nahe dem idealen Verhältnis liegt, weil es mitunter notwendig ist, ein fetteres Gemisch zu verbrennen, wenn es spezielle Betriebsbedingungen erfordern. Gemäß der Erfindung wird ein Teil der aus dem Luftfilter 10 angesaugten Luft aus der Ansaub<iitung 11 zwischen dem Durchflußmesser 28 und der Drosselklappe 12 über eine Abzweigleitung 38 abgezweigt. Diese Abzweigung der Luft wird durch eine Luftpumpe 40 unterstützt, deren Einlaß 41_Λ mit dem einen Ende der Abzweigleitung ':.& verbunden ist Auf der Welle der Luftpumpe 40 äst eine Riemenscheibe 42 befestigt, über die die Luftpumpe mittels eines Keilriemens von der hier nicht dargestellten Kurbelwelle des Motors angetrieben wird. Als Luftpumpe 40 eignet sich eine einfache Flügelpumpe.

Der Auslaß 41s der Luftpumpe ist an ein weiteres Teilstück 44 der Abzweigleitung angeschlossen. Dessen anderes Ende ist an ein erstes elektromagnetisch betätigbares Umschaltventil 46 angeschlossen. Im Ventilgehäuse 51 des ersten Umschaltventils 46 sind drei kammern 48, 54 und 56 ausgebildet. Die Abzweigleitung 44, die von der Luftpumpe 40 herführt, mündet in die erste Kammer 48. Unter einer Kappe 56, die auf dem Ventilgehäuse 51 befestigt ist, ist ein Elektromagnet angeordnet, bestehend aus einer Magnetspule L] und einem Anker 88 aus permanentmagnetischen Material. Am Anker 88 ist mittels eines Stabes 90 ein Ventilteller 52 befestigt, der zwischen zwei Ventilsitzen 58 und 60, die im Ventilgehäuse 51 ausgebildet sind, hin- und herbeweglich ist. Die erste Kammer 48 steht je nach Stellung des Ventiltellers 52 entweder mit der zweiten Kammer 54 oder der dritten Kammer 56 in Verbindung. Das erste Umschaltventil 46 weist zwei Schaltstellungen auf. In der ersten Stellung, der AUS-Stellung, in welcher die Magnetspule L.\ nicht erregt ist, verbleibt der Ventilteller 52 auf dem zweiten Ventilsitz 60 unter der Kraft einer Druckfeder 86, die auf Jen Anker 88 drückt. Die erste Kammer 48 steht daher mit der zweiten Kammer 54 in Verbindung. It der zweiten, der EIN-Stellung, in welcher die Spule L\ von Strom durchflossen ist, ist der Anker 88 gegen die Kraft der Feder 86 angehoben, so daß der Ventilteller 52 sich an den ersten Ventilsitz 58 anlegt, so daß die erste Kammer 48 mit der dritten Kammer 56 in Verbindung steht. An einen Auslaß der zweiten Kamner 54 des ersten Umschaltvertils 46 ist eine erste Rückführleitung 62 angeschlossen, die an einer Stelle Xz in die Ansaugleitung 11 mündet, die zwischen dem Durchflußmesser 28 und der Drosselklappe 12 liegt. An die dritte Kammer 56 des Ventils 46 ist eine Zwischenleitung 64 angeschlossen, die in ein zweites Umschaltventil 66

mündet.

Das zweite Umschaltventil 66 weist den gleichen Aufbau auf wie das erste Umschaltventil 46. In seinem Ventilkörper 67 sind drei Kammern 68, 74 und 76 ausgebildet. In die erste Kammer 68 mündet die Zwischenleitung 64, di* vom ersten Umschaltventil 46 herführt. Unter einer Kappe 70, die am Ventilgehäuse 67 befestigt ist, ist wieder ein Elektromagnet angeordnet, bestehend aus einer Magnetspule Li und einem Anker 88' aus permanentmagnetischen Material. Ein Ventilteller 72, der über einen Stab 90' am Anker 88' befestigt ist, kann sich zwischen zwei Ventilsitzen 78 und 80, die im Ventilgehäuse 67 ausgebildet sind, hin- und herbewegen. Die erste Kammer 68 steht mit der zweiten Kammer 74 oder der dritten Kammer 76 je nach Stellung des Ventiltellers 72 i.'i Verbindung. Das zweite Umschaltventil 66 hat demnach ebenfalls zwei Stellungen. In der ersten, der EIN-Stellung, in welcher die Magnetspule L₇ nicht erregt ist, verbleibt der Ventilteller 72 unter der Kraft einer Druckfrder So',die auiucti Anker SS' urüeki, /u auf dem zweiten Ventilsitz 80, so daß die erste Kammer 68 mit der zweiten Kammer 74 in Verbindung steht. In der zweiten, der AUS-Stellung, in welcher die Magnetspule L₁ von Strom durchflossen ist, liegt der Ventilteller 72 am ersten Ventilsitz 78 an. da der Anker 88' gegen die Kraft der Feder 86' angehoben worden ist. E', steht nun die erste Ventilkammer 68 mit der dritten Ventilkammer 76 in Verbindung.

An di»; zweite Ventilkammer 74 des zweiten Umschaltventils 66 ist eine zweite Rückführleitung 82 angeschlossen, die zu einer Luftdüse 83 führt, die in eine Abgasleitung 19 nahe dem Auslaßventil 72 des Zylinders hineinragt. Die dritte Kammer 76 ist über eine dritte Rückführleitung 84 mit einer Stelle Xt im Ansaugsystem verbunden, die zwischen dem Luftfilter 10 und dem Durchflußmesser 28 liegt.

Das Schalten der beiden Umschaltventile 46 und 66 wird durch einen zweiten elektronischen Steuerkreis 31 bewirkt, dessen Aufbau nachfolgend beschrieben werden soll. Der elektronische Steuerkreis 31 ist mit der Magnetspule L< des Ventils 46 und der Magnetspule L> des Umschaltventils 6f> über elektrische Leitungen /_s bz'.v. Λ verbunden.

Der elektronische Steuerkreis 31 wird, wie die F i g. 1 und 2 zeigen, von einem Sensor 92 für die Feststellung «5 der Orosselklappenstellung angesteuert. Wie Fig. 3 zeigt, besteht der Sensor 92 aus einer Plane 100. die aus elektrisch isolierendem Material besteht und fest an der Außenwand der Ansaugleitung 11 so angebracht ist. daG der Achsstift 52' der Drosselklappe 12 senkrecht zur Ebene der Platte 100 verläuft Der Achsstift 12' ist in entsprechenden Bohrungen in den Wandungen der Ansaugleitung 11 gelagert und sein eines Ende 12" ragt durch ein Loch hindurch, das in der Platte 100 ausgebildet ist. In der Platte 100 ist ein Schlitz 102 (Fig.2) von kreisbogenförmiger Gestalt ausgebildet Am Ende 12" des Achsstiftes 12" ist rechtwinklig ein Hebel 94 aus elektrisch isolierendem Material befestigt An seinem freien Ende ist am Hebel 94 ein Schleifkontakt 104 in Form eines Stiftes ausgebildet der so in den Schlitz 102 hineinragt, so daß der Kontaktstift 104 im Schlitz 102 entlanggleitet, wenn die Drosselklappe 12 betätigt wird. Der Schlitz 102 ist an seinen beiden Enden mit feststehenden Kontakten Q und Ci versehen. Der Kontakt G ist über einen Draht 107 mit einer Anschlußklemme 106 verbunden, während der Kontakt C2 über einen Draht 109 mit einer Anschlußklemme 108 verbunden ist Der Kontaktstift 104 ist über Verbindungsdrähte 111' sowie 111 mil einer weiteren Anschlußklemme 110 verbunden.

Wenn die Drosselklappe 12 entgegen des Uhrzeigersinns wie in Fig. 2 durgestellt gedreht wird, bis sie in ihrer vollständig geschlossenen Stellung steht, dann berührt der Kontaktstift 104 den festen Kontakt CV Als Folge davon fließt zwischen den Anschlußklemmen 106 und 110 ein elektrischer Strom, wenn die Anschlußklemme 110 mit einer Batterie Si verbunden ist. Dieser Strom zeigt an, daß die Drosselklappe 12 vollständig geschlossen ist. Befindet sich die Drosselklappe 12 in ihrer anderen Endstellung, in der sie vollkommen geöffnet ist. dann berührt der Kontaktstift 104 den anderen festen Kontakt C?. Als Folge davon fließt entsprechend ein Strom zwischen den Kontaktklemmen 108 und 110, welcher anzeigt, daß die Drosselklappe 12 voll geöffnet ist.

Der elektronische Steuerkreis 31 (Fig. I) enthält außerdem einen Sensor 114 (Fig. 2), der auf die Drehzahl der Kurbelwelle des fvioiüfs änäpriciii. Dieser Sensor 114 gibt einen Ausgangsimpuls ab, welcher anzeigt, daß die Drehzahl des Motors niedriger ist als ein vorgegebener Wert, der zum Erreichen eines stabilen Leerlaufbetriebes notwendig ist. Weiterhin gibt der Sensor 114 ein Impulssignal ab, wenn die Drehzahl des Motors höher ist als eine vorgegebene, bei der Maximaldrehzahl liegende Drehzahl. Der Sensor 114 enthält einen Zündimpulsgenerator 116 mit einem Rotot ;i8 aus permanentmagnetischem Material, der einen kreuzförmigen Querschnitt hat. Der Rotor 118 ist ein an der hier nicht gezeigten Verteilerwelle des Motors ausgebildetes integralem Teil und daher kraftschlüssig mit der Kurbelwelle des Motors verbunden. Der Rotor 118 dreht sich daher stets in einer Richtung, beispielsweise in der durch den Pfeil if dargestellten Richtung, wenn der Motor läuft. Eine Spule 120 ist ortsfest nahe dem Rotor 118 angeordnet. Aus der im ganzen mit 116 bezeichneten Anordnung geht klar hervor, daß in der Spule 120 jedesmal dann ein Impuls induziert wird, wenn eines der Enden 119 des kreuzförmigen Rotors 118 der Spule 120 während der Drehung des Rotors 118 gegenübersteht Aus diesem Grunde wird in der Spule 120 ein pulsierender Strom erzeugt, der in F i g. 2 mit P eingezeichnet ist. Dessen Frequenz hängt von der Drehzahl des Rotors 118, d. h. von der Drehzahl des Motors ab.

Der Sensor 114 enthält ferner einen monostabilen Schaltkreis 122, der mit der Spule 120 verbunden ist und die Impulsform der pulsierenden Spannung E in Rechteckimpulse Q umformt Weiterhin enthält der Sensor 114 einen Wandler 124, der die eine von der Frequenz der in ihn einlaufenden Impulse abhängige Spannung abgibt deren Größe der Drehzahl des Motors entspricht Außerdem enthält der Sensor 114 zwei Komparatoren 126 und 128. Der Komparator 126 ist so eingerichtet daß er einen Ausgangsimpuls abgibt wenn die Drehzahl des Motors niedriger ist als eine vorgegebende Drehzahl R\ nahe an der Leerlaufdrehzahl /?„ Dieser Komparator 126 hat zwei Eingänge 126a und 126fc, wobei an einem Eingang 126a die drehzahlabhängige Spannung und am anderen Eingang 1266 eine von einer Batterie Bi stammende Referenzspannung anliegt deren Größe der Drehzahl R\ entspricht Der Komparator 126 gibt an seinem Ausgang 126c immer dann einen Impuls ab, wenn die Spannung am Eingang 126a kleiner ist als die am Eingang 126Ö, mit anderen Worten, wenn die Drehzahl des Motors kleiner ist als die Drehzahl R\. da der Motor sich im Leerlaufzustand

befindet

Der Komparator 128 ist so eingerichtet, daß er einen Ausgangsimpuls abgibt, wenn die Drehzahl des Motors größer ist als eine vorgegebene Drehzahl R₂, die nahe an der zulässigen Maximaldrehzahl R_n, liegt. Dieser Komparator hat zwei Eingänge 128a und 1286, wobei am einen Eingang 128a die drehzahlabhängige Spannung anliegt und der andere Eingang 1286 an eine Batterie B) angeschlossen ist, die eine Vergleichsspannung liefert, die der Drehzahl Rj entspricht. Der Komparator 128 gibt an seinem Ausgang 128c immer dann einen Impuls ab. wenn die Spannung Mh Eingang 128a größer ist als die am Eingang 1286, mit anderen Worten, wenn die Drehzahl des Motors größer ist als die Drehzahl Ri, weil der Motor mit Maximaldrehzahl läuft.

Aus der Beschreibung geht hervor, daß der Sensor 114 keine Ausgangsimpulse erzeugt, wenn die Motordrehzali! zwischen den Drehzahlen R\ und Ri liegt.

einer Verknüpfungsschaltung 130 versehen, die zur Betätigung der elektromagnetischen Umschaltventile 46 und 66 dient. Diese Verknüpfungsschaltung 130 weist eine UND-Schaltung 132 auf. Deren einer Eingang 132a ist mit dem Ausgang 126c des Komparator 126 des Sensors 114 verbunden. Der andere Eingang 1326 ist mit der Anschlußklemme 106 an dem Drosselklappensensor 92 verbunden. Eine weitere UND-Schaltung 134 in der Verknüpfungsschaltung 130 ist mit ihrem einen Eingang 134a mit der Anschlußklemme 108 an dem Drosselklappensensor 92 verbunden, während der andere Eingang 1346 r.i.t dem Ausgang 128c des Komparator 128 am Sensor 114 verbunden ist Die UND-Schaltungen 132 und 134 geben jeweils dann Ausgangssignale an. wenn an beiden Eingängen jeweils Eingangssignale vorhanden sind.

In der Verknüpfungsschaltung 130 ist weiterhin eine ODER-Schaltung 136 enthalten, die zwei Eingänge 136a und 13GI» aufweist. Der eine Eingang 136a ist mit dem Ausgang 132cder UND-Schaltung 132 verbunden. Der Eingang 1366 ist mit dem einen Eingang 134a der UND-Schaltung 134 und mit der Anschlußklemme 108 des Drosselklappensensors 92 verbunden. Die ODER-Schaltung 136 gibt immer dann ein Ausgangssignal an seinem Ausgang 136c ab, wenn an wenigstens einem seiner Eingänge ein Eingangssignal vorhanden ist.

Der Ausgang 136c der ODER-Schaltung 136 ist über einen Verstärker 140 mit der Magnetspule L\ am ersten Umschaltventil 46 verbunden. Der Ausgang 134c der UND-Schaltung 134 ist über einen zweiten Verstärker 142 mit der Magnetspule Li am zweiten Umschaltventil 66 verbunden.

Die Betriebsweise des beschriebenen Motors mit der erfindungsgemäßen Einrichtung soll nachfolgend im einzelnen erläutert werden:

a) Leerlaufbetrieb

Wenn der Motor im Leerlaufbetrieb läuft dann befindet sich die Drosselklappe 12 in der linken Anschlagstellung, in welcher die Ansaugleitung 11 geschlossen ist Der Kontaktstift 104 berührt daher den feststehenden Kontakt Q und gibt einen Impuls ab, der dem Eingang 1326 der UND-Schaltung 132 zugeführt wird. In diesem Betriebsfall ist die Spannung am Eingang 126a des !Comparators 126 kleiner als die am Eingang 1266, da die Drehzahl des Rotors 118 der Leerlaufdrehzahl des Motors entspricht Der Komparator erzeugt daher einen Impuls, der dem Eingang 132a der UND-Schaltung 132 zugeführt wird. Am Ausgang der UND-Schaltung 132 steht daher ein Impuls an, der dem Eingang 136a der ODER-Schaltung 136 zugeführt wird. Es steht daher auch am Ausgang 136c der

ί ODER-Schaltung 136 ein Impuls an, der nach Verstärkung durch den Verstärker 140 der Magnetspule L\ am ersten Umschaltventil 46 zugeführt wird. Das Umschaltventil 46 wird daher in den Einschaltzustand versetzt, in welchem der Ventilteller 42 zum Ventilsitz 58 gegen die

in Kraft der Feder 88 angehoben wird, wodurch die Kammer 48 mit der Kammer 56 in Verbindung tritt.

An den Eingängen der UND-Schaltung 134 steht im Leerlaufbetrieb kein Impuls an. so daß diese UND-Schaltung keinen Ausgangsimpuls abgibt. Die Magnet-

ii spule Li des zweiten Umschaltventils 66 wird daher nicht erregt, so daß das Umschaltventil 66 in seiner • Ausschaltstellung verbleibt, in welcher der Ventilteller 72 auf seinem Ventilsitz 80 unter der Kraft der Feder 86' verbleibt, wodurch die Kammer 68 mit der Kammer 74

Als Ergebnis der Schaltstellungen der beiden Umschaltventile 46 und 66 wird ein Teil der angesaugten Luft, die aus der Ansaugleitung H an der Stelle X\ in die Abzweigleitung 38 von der Pumpe 40

.'"> abgezweigt wurde, über die Leitung 44 in die Kammer 48 eingeleitet. Von hier aus fließt die Luft durch die Kammer 56 des ersten Umschaltventils 46 in die erste Kammer 68 des zweiten Umschaltventils 66 durch die Zwischenleitung 64. Von dort aus fließt sie durch die

so Kammer 74 des zweiten Umschaltventils 66 durch die Rückführleitung 82 und die Düse 83 an der Stelle X, in die Abgasleitung 19.

Da von der insgesamt angesaugten Luft, welche letzten Endes die Menge des zugeführten Kraftstoffs

S'. bestimmt, ein Teil abgezweigt wird, stellt sich an der Verbrennungskammer 18 ein entsprechend fetieres Gemisch ein. so daß sich für den Leerlaufbetrieb stabile Zustände ergeben. Die aus der Ansaugleitung 11 abgezweigte Luft wird in die Abgasleitung 19 bei .V)

ίο über die Düse 83 rückgeführt, so daß für die Beseitigung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid-Kompop.enten im Abgas dem katalytischen Konverter 36 die richtige Sauerstoffmenge zur Verfügung steht, da sich die Temperatur im katalytischen

*5 Konverter 36 auf die erforderliche Höhe zur Oxidation dieser Schadstoffanteile einstellen kann.

b) Betrieb unter niedriger
und mittlerer Belastung

V) Wenn der Motor mit geringer oder mittlerer Belastung betrieben wird, dann ist die Drosselklappe 12 so weit geöffnet, daß der Kontaktstift 104 sich zwischen den beiden Kontakten C₁ und Ci befindet, mit anderen Worten, der Kontaktstift berührt keinen der beiden feststehenden Kontakte Q oder Cj. Daher gibt keine der beiden Anschlußklemmen 106 und 108 einen Impuls ab, die Umschaltung 132 gibt keinen Ausgangsimpuls ab, so daß auch am Ausgang der ODER-Schaltung 136 kein Impuls vorhanden ist Die Magnetspule L\ ist daher nicht erregt so daß das Umschaltventil 46 in der Stellung steht in der der Ventilteller 52 auf dem Ventilsitz 58 ruht Als Ergebnis wird die aus der Ansaugleitung 11 bei X\ abgezweigte Luft über die Kammer 54 und die Rückführleitung 62 an der Stelle Xi vor der Drosselklappe 12 in die Ansaugleitung 11 zurückgeführt

Somit steiit sich bei niedriger oder mittlerer Belastung ein Zustand ein, bei dem die Luftabzweigung

aus der Ansaugleitung 11 aufgehoben ist, so daß der Verbrennungskammer des Motors Luft und Kraftstoff im vorbestimmten idealen Verhältnis zugeführt wird. Der Motor kann daher den ihm angebotenen Kraftstoff optimal ausnutzen und auch für den katalytischen Konverter 36 sind die optimalen Betriebszustände zur Beseitigunp der toxischen Bestandteile im Abgas vorhanden.

c) Hnhe Belastung bei relativ geringer Drehzahl

Wenn der Motor bei relativ geringer Drehzahl hoch belastet wird, dann ist die Drosselklappe 12 vollständig geöffnet, so daß der Kontaktstift 104 den feststehenden Kontakt C₂ berührt. Dadurch steht ein Ausgangssignal an der Anschlußklemme 108 an, das dem Eingang 1366 der ODER-Schaltung 136 (und dem Eingang 134a der UND-Schaltung 134) zugeführt wird. Die ODER-Schaltung gibt daher einen Ausgangsimpuls an 136c ab. der nach Verstärkung durch den Verstärker 140 der MawnpKiniili" l.% des erstpn t Imschaltventils 46 zueeführt wird. Das erste Umschaltventil 46 wird daher in die Stellung gebracht, in welcher der Ventilteller 52 am Ventilsitz 58 anliegt.

Bei starker Belastung und einer Drehzahl, die geringer ist als die Maximaldrehzahl, ist der Spannungspegel am Eingang I28;i des Komparators 128 geringer als der Spannungspegel am Eingang 128f>, der von der Batterie Sj hervorgerufen wird. Dies rührt daher, daß die Drehzahl des Rotors 118 vergleichsweise niedrig ist. Daher steht am Ausgang 128c des Komparators 128 kein Impuls an. so daß auch von der UND-Schaltung 134 kein Ausgangsimpuls abgegeben wird. Die Magnetspule L₂ im zweiten Umschaltventil 66 wird daher nicht erregt und der Ventilteller 72 des zweiten Umschaltventils 66 bleibt auf dem Ventilsitz 80. auf den er durch die Feder 86' gedruckt wird.

Als Ergebnis dieser Schalistellungen der beiden Umschaltventile 46 und 66 wird die aus der Ansaugleitung 11 abgezweigte Luftmenge durch die Kammer 48 und 56 des ersten Umschaltventils 46 hindurch und die Kammern 68 und 74 des zweiten Umschaltventils 66 hindurch bei Xj in die Abgasleitung 19 des Motors geleitet.

Der Mcior erhält daher ein relativ fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch in seiner Verbrennungskammer 18, wie bereits oben unter der Leerlaufbedingung beschrieben. Der Motor ist daher in der Lage, eine große Leistung abzugeben, die für die hohe Belastung erforderlich ist. Da die abgezweigte Luft bei X3 wieder in die Abgasleitung gegeben wird, steht für die Reinigung der in Abgase im katalytischen Konverter 36 die erforderliche Luftmenge zur Verfügung.

d) Hohe Belastung bei relativ hoher Drehzahl

Wenn die Drehzahl des Motors unter relativ hoher

i) Belastung von geringer /.u hoher Drehzahl gesteigert wird, dann wird an der vorbestimmten Drehzahl, die dicht unter der Maximaldrehzahl liegt, der Spannungspegel am Eingang 128a des Komparators 128 größer als der Pegel am Eingang 128& Der Komparator 128 gibt

?n daher einen Ausgangsimpuls ab. der dem Eingang 134b der UND-Schaltung 134 zugeführt wird. Die UND-Schaltung 134 gibt daher einen Ausgangsimpuls ab, der nach Verstärkung im Verstärker 142 der Magnetspule Li des zweiten Umschaltventils 66 zugeführt wird.

Dieses schaltet so um, daß der Ventilteller 72 zur Anlage am Ventilsitz 78 kommt und somit die öffnung im Ventilsitz 80 freigibt.

Die aus der Ansaugleitung 11 bei ΑΊ abgezweigte Luft kann nun nicht mehr in die Kammer 74 und durch sie hindurch in die Abgasleitung 19 fließen. Würde sie nämlich in die Abgasleitung 19 strömen, dann würde dies bei diesem Betriebszustand zu einer Überhitzung des katalytischen Konverters 36 führen. Die Temperatur der Abgase in diesem Betriebszustand ist nämlich extrem hoch, so daß es bei Zuführung weiterer Luft in den katalytischer! Konverter 36 zu einer Überhitzung kommen würde. Die aus der Ansaugleitung bei X₁ abgezweigte Luft wird daher stromabwärts vom Luftfilter 10 in die Ansaugleitung U noch vor dem

<o Durchflußmesser 28 bei X* durch die Rückführleitung 84 rückgeführt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschine für ein Fahrzeug mit einem Durchflußmesser im Ansaugsystem zum Messen der angesaugten Luft, dessen Meßwert zur Steuerung der in das Ansaugsystem eingeleiteten Kraftstoffmenge im Sinne einer Einhaltung eines konstanten Luft/Kraftstoffverhältnisses verwendet ist, und einem Luftsteuerungssystem, das mit einem Ende zum Abzweigen von Luft aus dem Ansaugsystem an einer Stelle stromabwärts des Durchflußmessers verbunden ist, einen in das Abgassystem der Maschine führenden Luftzuführungskanal aufweist und das von einer auf Betriebsbedingungen der Maschine ansprechenden Steuerungseinrichtung gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftsteuerungssystem auch ein in das Ansaugsystem (11) zurückführendes Luftkanalsystem (62, 84) aufweist und der Strömungsweg zwischen abgassystemseitigem und ansaugsystemseitigem Ziel der Strömung mittels der Steuerungseinrichtung (31) umschaltbar ist und daB das in das Ansaugsystem zurückführende Luftkanalsystem (62, 84) zwei Rückführleitungen aufweist von welchen die eine Rückführleitung (62) stromabwärts und die andere Rückführleitung (84) stromaufwärts vom Durchflußmesser (28) in das Ansaugsystem (11) mündet, und daß eine Umschalteinrichtung (46, 66) vorgesehen ist, mit deren Hilfe der Strömungsweg in Abhängigkeit von mittels Sensoren ermittelten Last- und Drehzahlzuständen der Maschine auf eine der beiden Rückführleitungen (62, 84) oder auf den in das Abgassystem (19) führenden Luftzuführungskanal (82) schaltbar ist.

2. Brennkraftmaschine nac, Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren für