DE2716164A1

DE2716164A1 - Luft/kraftstoff-verhaeltniseinstellsystem fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2716164A1
Application number: DE19772716164
Authority: DE
Inventors: Tamotsu Fukuda; Tadashi Hattori; Takamichi Nakase; Akira Takata
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 1976-04-13
Filing date: 1977-04-12
Publication date: 1977-11-03
Also published as: GB1542386A; DE2716164C2; US4106451A

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf Luft/Kraftstoff-Verhältniseinstellsysteme für Brennkraftmaschinen; insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Luft/Kraftstoff-Verhältniseinstellsystem für Brennkraftmaschinen, die mit einem Abgasemissionssteuersystem (wie z.B. einem katalytischen Umsetzer oder dergl. ) ausgestattet sind, wobei das Einstellsystem zum Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des IQ Gemisches auf einen Wert ausgelegt ist, der die optimale Funktion des Abgasemissionssteuersystems sicherstellt.

Es wurde ein Luft/Kraftstoff-Verhältniseinstellsystem dieser Art vorgeschlagen, das einen Fühler für das Erfassen des Sauerstoffgehalts der Abgase, nämlich einen sog. Luft/ Kraftstoff-Verhältnisfühler in der Abgasleitung einer Brennkraftmaschine, eine Steuereinheit für das Festlegen der Größe des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Gemisches in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Luft/Kraftstoff-Verhältnisfühlers, einen von der Steuereinheit betriebenen Motor und ein mit dem Motor gekuppeltes Umgehungsventil zur Steuerung der Durchlaßfläche eines Zusatzluft-Durchlasses des Vergasers aufweist, wobei die Menge zusätzlich zugeführter Korrekturluft so gesteuert wird, daß das Luft/ Kraftstoff-Verhältnis des der Maschine zugeführten Gemisches auf ungefähr das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesteuert wird.

Bei diesem bekannten System wird aufgrund der Tatsache, daß der in der Abgasleitung angeordnete Fühler während der Kaltstartperiode der Maschine (d.h. der Periode, während der die Temperatur der Maschine selbst niedrig ist und die Zündbarkeit des Gemischs gering ist) nicht richtig arbeiten kann, die Steuerung des in dem Zusatzluftdurchlaß angebrachten Umgehungsventils zeitweilig unterbrochen, bis

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T" D _v IX t"* Patentanwälte:

TlEDTKE - BüHLING - IVlNNE - URUPE Dipl.-lng.Tledtke

2716164 Dipl.-Chem. Bühling

Dipl.-lng. Kinne Dipl.-lng. Grupe

Bavariaring 4, Postfach 20 24 8000 München 2

Tel.: (0 89) 53 96 53-56

Telex:5 24 845tipat

cable. Germaniapatent München

12. April 1977

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case A2232-O3 Soken

Nippon Soken, Inc.
Nishio-shi,Japan

und

Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha
Toyota-shi, Japan

Luft/Kraftstoff-Verhältniseinsteilsystem für Brennkraftmaschinen

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Dresdner Bank (München) KIo 3939 844 Postscheck (München) KIo 670-13-(KM

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die Temperatur der Maschine auf einen Wert ansteigt, der das ordnungsgemäße Arbeiten des Fühlers zuläßt.

Dieses bekannte System ist jedoch dahingehend nachteilig, daß beim Sperren der Steuerung des Umgehungsventils bis zum ausreichenden Aufwärmen der Maschine aufgrund der Tatsache, daß der Vergaser auf die Erzeugung eines Gemisches mit einem verhältnismäßig kleinen Luft/Kraftstoff-Verhältnis eingestellt ist, die Zufuhr von übermäßig fettem Gemisch f^ur eine lange Zeitdauer fortgesetzt wird und die unverbrannten Bestandteile der Abgase, nämlich CO und HC in großen Mengen ausgestoßen werden.

Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Systems liegt darin, daß dann, wenn die Steuerung des Umgehungsventils begonnen wird, nachdem die Maschine leicht angewärmt ist, der Luft/Kraftstoff-Verhältnisfühler nicht in einem Zustand für zufriedenstellendes Arbeiten ist und nicht zufriedenstellend anspricht, was zur Folge hat, daß die Steuerung des Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses nicht zufriedenstellend ausführt wird und das Gemisch übermäßig mager wird, wodurch es unmöglich wird, das ordnungsgemäße Arbeiten der Maschine sicherzustellen, und wodurch Fehlzündungen, Drosseln bzw. Abwürgen der Maschine oder dergl. verursacht werden.

Da bei dem bekannten System dieser Art allgemein ein Motor als Stellvorrichtung für die Betätigung des Umgehungsventils verwendet wird und die Änderungsgeschwindigkeit des gesteuerten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses von der Geschwindigkeit der Änderung der Fläche des Zusatzluft-Durchlasses mittels des Motors abhängt, hat die Verzögerungszeit zwischen dem Zeitpunkt einer Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Gemisches in dem Ansaugsystem und dem Zeitpunkt, an dem der Fühler die Änderung in dem Abgassystem erfaßt, eine Auswirkung auf die Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses,

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woraus sich ergibt, daß bei stationären Zuständen das Luft/ Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches um so zufriedenstellender auf ein vorbestimmtes Luft/Kraftstoff-Verhältnis zurückge bracht wird, je niedriger die Stellgeschwindigkeit des Motors c ist, während bei Ubergangsbedingungen wie während Beschleunigungsperioden oder dergl. das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches um so leichter auf das vorbestimmte Luft/Kraftstoff-Verhältnis zurückgebracht wird, je höher die Stellgeschwindigkeit des Motors ist.

Folglich wird bei diesem bekannten System die Motorstellgeschwindigkeit auf einen optimalen Wert so eingestellt, daß der Steuerbereich des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses sowohl bei stationären Zuständen als auch bei Übergangszuständen auf ein Mindestmaß herabgesetzt ist.

Dieses bekannte System ist jedoch dahingehend nachteilig, daß deshalb, weil die Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses immer kontinuierlich ausgeführt wird und die Auswirkungen anderer Faktoren praktisch nicht berücksichtigt werden, selbst bei Einstellung der Motorstellgeschwindigkeit auf den optimalen Wert gemäß der vorstehenden Erläuterung aufgrund der Tatsache, daß die Motorstellgeschwindigkeit konstant ist, die Auswirkung des Verzögerungszeitfaktors durch den Steuerbereich des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses nicht voll ausgeglichen werden kann, was Störungen verursacht und es unmöglich macht, eine zufriedenstellende Steuerung sicherzustellen.

Insbesondere ist bei Betrieb mit geringer Belastung und Geschwindigkeit, bei dem die Ansaugluftmenge klein ist, die Verzögerungszeit gesteigert,was eine Nachlauf-oder Pendelerscheinung verursacht und es unmöglich macht, daß die Reinigungswirksamkeit des Katalysators voll zur Entfaltung kommt, während darüberhinaus während der Fahrt des Fahrzeugs

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eine Schwing-oder Pump-Erscheinung hervorgerufen wird, was ein verschlechtertes Fahrverhalten ergibt.

Dies kann dem Umstand zugeschrieben werden, daß über den Bereich von Durchflußraten von der niedrigsten Durchflußrate bis zur maximalen Durchflußrate die Zusatzluftmenge mit der gleichen Rate angeglichen wird, so daß als Folge davon das Angleichen der Durchlaßfläche mittels des Umgehungsventils so ausgelegt sein muß, daß auch bei der maximalen Durchflußrate die richtige Kompensation erreicht wird.

Folglich wird während des Betriebs mit niedriger Belastung und Drehzahl, bei dem die Ansaugluftmenge gering ist, Zusatzluft unvermeidbar übermäßig zugeführt, wodurch eine größere Pendelerscheinung hervorgerufen wird und dadurch die vorstehend genannten Probleme entstehen. Insbesondere während der Zeitdauer von dem Kaltstart der Maschine bis zur Naschinenerwärmung, während Anlaßzeiträumen und dergl. wird das Gemisch übermäßig mager und verursacht dabei Erscheinungen wie Fehlzündungen und Drosseln bzw. Abwürgen der Maschine.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für

Brennkraftmaschinen, die mit Abgasemissionssteuersystemen ausgestattet sind, ein Luft/Kraftstoff-Verhältniseinstellsystem zu schaffen, bei dem unter Überwindung der vorstehenden Unzulänglichkeiten der bekannten Systeme die maximale Öffnung eines in dem Ansaugsystem der Maschine angebrachten Umgehungsventils in Übereinstimmung mit den Betriebszuständen der Maschine während Perioden von Warmlaufbetrieb gesteuert wird, wodurch das wirksame Arbeiten der Maschine während der Warmlaufperioden sichergestellt wird und die Mengen an HC-und CO-Emission in den Maschinenabgasen verringert werden.

Dabei soll mit der Erfindung für eine Brennkraftmaschine, bei der in dem Ansaugsystem der Maschine ein Zusatzluftdurchlaß vorgesehen ist und ein Umgehungs-oder Nebenkanal-

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ventil in dem Durchlaß zur Steuerung der Öffnungsfläche desselben eingebaut ist, ein Luft/Kraftstoff-Verhältniseinstell system geschaffen werden, bei dem die maximale Öffnung des Umgehungsventils entsprechend der in die Maschine gesaugten Luftmenge oder einem mit der Ansaugluftmenge zusammenhängenden Parameter gesteuert wird, wodurch vermieden wird, daß das der Maschine zugeführte Luft/Kraftstoff-Gemisch während des Betriebs der Maschine mit niedriger Drehzahl und Belastung übermäßig mager wird und dadurch das Auftreten von Erscheinungen wie Zündstörungen und Maschinendrosselung vermieden wird.

Weiterhin soll mit der Erfindung für eine Brennkraftmaschine, die einen Zusatzluftdurchlaß für die Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Gemisches sowie ein in dem Durchlaß eingebautes Umgehungsventil zur Steuerung der Durchlaßfläche aufweist, ein Luft/Kraftstoff-Verhältniseinstellsystem geschaffen werden, bei dem die maximale Öffnung des Umgehungsventils entsprechend den Betriebszuständen der Maschine während des Warmlaufbetriebs und der Ansaugluftmenge (oder einem mit der Ansaugluftmenge in Zusammenhang stehenden Parameter) gesteuert wird, wodurch während der Warmlauf Perioden ein stabiler und wirksamer Eetrieb sichergestellt wird, die CO-und HC-Emissionen in den Abgasen während des 5 Warmlaufbetriebs verringert werden und vermieden wird, daß während des Betriebs der Maschine bei niedriger Drehzahl und Belastung das der Maschine zugeführte Luft/Kraftstoff-Gemisch ungewöhnlich mager wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht des Gesamtsystems einer Ausführungsform des Luft/Kraftstoff-Verhältniseinstellsystems.

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Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer in Fig. 1 gezeigten Steuereinheit.

Fig. 3 ist ein Schaltbild der in Fig. 2 gezeigten r₍ Steuereinheit.

Fig. 4 ist ein Kennliniendiagramm, das den Zusammenhang zwischen der Kühlwassertemperatur und der maximalen Öffnung des Umgehungsventils zeigt.

Fig. 5 ist ein Kennliniendiagramm, das die Funktion des Umgehungsventils während Maschinenwarmlaufperioden zeigt.

Fig. 6 ist ein Schaltbild von Hauptteilen einer

zweiten Ausführungsform des Einstellsystems.

Fig. 7 ist ein Schaltbild einer dritten Ausführungsform des Einstellsystems.

Fig. 8 ist ein Kennliniendiagramm, das den Zusammenhang zwischen der Drosselöffnung und der maximalen Öffnung des Umgehungsventils bei dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.

Fig. 9 ist ein Kennliniendiagramm, das die Funktion des Umgehungsventils zeigt.

Fig. 10 ist ein Schaltbild, das die Hauptteile eines

vierten Ausführungsbeispiels des Einstellsystems zeigt.

Fig. 11 ist ein Kennliniendiagramm, das den Zusammenhang zwischen dem Ansaugunterdruck und der maxi

malen Öffnung des Umgehungsventils bei dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt.

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Fig. 12 ist ein Schaltbild eines fünften Ausführungsbeispiels des Einstellsystems.

Fig. 13 ist ein Kennliniendiagramm, das den Zusammenhang zwischen der Kühlwassertemperatur

und der maximalen Öffnung des Umgehungsventils bei dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt.

In der Fig. 1, die ein erstes Ausführungsbeispiel des Luft/Kraftstoff-Verhältniseinstellsystems zeigt, bezeichnet 1 einen Vergaser, in welchem die Durchlaßfläche eines Hauptgemisch-Durchlasses 2 mittels eines Drosselventils 10 gesteuert ist, das mit dem nicht gezeigten Gaspedal verbunden ist, und über den ein Luftreiniger bzw.-Filter 9 mit einem Ansaugverteiler 4 einer Brennkraftmaschine 3 in Verbindung steht. Der Vergaser 1 weist ferner einen Zusatzluftdurchlaß 11, der das Luftfilter 9 mit dem Hauptgemischdurchlaß 2 stromab des Drosselventils 10 verbindet, ein Um-2Q gehungsventil 12 für die Steuerung der Durchlaßtlache des Zusatzluftdurchlasses 11, eine beispielsweise aus einem Impulsmotor bzw. Schrittmotor" gebildete Stellvorrichtung 8 für die Betätigung des Umgehungsventils 12 für das Einstellen der öffnung desselben sowie einen beispielsweise durch ein Potentiometer gebildeten Stellungsfühler 13 für das Ermitteln der öffnung des Umgehungsventils 12 auf. 5 bezeichnet einen Abgassammler, über den die Abgase aus der Brennkraftmaschine über einen katalytischen 3-fach-Umsetzer 6 und einen nicht gezeigten Auspufftopf an die Umgebungsluft abgegeben werden.

3Q 7 bezeichnet einen Luft/Kraftstoff-Verhältnisfühler, der in dem Abgassammler 5 angeordnet ist und der einen Sauerstoffgehaltfühler unter Verwendung von Zirkondioxid oder dergl. bildet, wobei seine Ausgangsspannungskennlinie derart ist, daß die erzeugte EMK dem Sauerstoffgehalt der Abgase entspricht und sich insbesondere die EMK bei ungefähr dem

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stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis in Form einer Stufe ändert. Während in der Fig. der Luft/Kraftstoff-Verhältnisfühler 7 in dem Abgassammler 5 stromauf des katalytischen Umsetzers 6 angeordnet ist, ist es natürlich möglich, den Luft/Kraftstoff-Verhältnisfühler 7 in dem Abgassaminler 5 stromab des katalytischen Umsetzers 6 einzubauen.

14 bezeichnet einen Warmlauffühler zum Erzeugen eines Signals für die Ermittlung des Aufwärmzustands der Brennkraftmaschine 3; der Warmlauffühler weist einen Temperaturfühler beispielsweise aus einem Thermistor mit negativer Charakteristik auf, der die Kühlwassertemperatur oder die Motorblocktemperatur der Brennkraftmaschine 3 erfaßt. Eine Steuereinheit 15 spricht auf die Ausgangssignale des Luft/Kraft-Stoffverhältnisfühlers 7, des Stellungsfühlers 13 und des Warmlauffühlers so an, daß v/ährend des Normalbetriebs der Brennkraftmaschine 3 die relative Größe des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des der Brennkraftmaschine 3 zugeführten Gemisches in Übereinstimmung mit dem Sauerstoffgehalt der Abgase festgelegt wird und das Öffnen des Umgehungsventils dementsprechend mittels des Impulsmotors so eingestellt wird, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zum stöchiometrischen Verhältnis wird, während die maximale Öffnung des Umgehungsventils 12 während der Zeitdauer vom Kaltstart der Maschine bis zum Warmlaufen der Maschine in der Weise gesteuert wird, daß sich das Umgehungsventil 12 nicht weiter als bis zu einer maximalen Öffnung öffnen kann.

Die Fig. 2 und 3 sind jeweils ein Blockschaltbild bzw. ein Schaltbild der Steuereinheit 15. Die Steuereinheit 15 besitzt eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Diskriminatorschaltung 15a zum Bestimmen der relativen Größe des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Gemisches, eine Impulsgeneratorschaltung 15b für die Erzeugung von Impulsen einer vorbestimmten Frequenz, eine Maximalöffnungs-Detektorschaltung

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15c zum Ermitteln der Maximalöffnung des Umgehungsventils 12, eine Vollschließstellungs-Detektorschaltung 15c zum Erfassen, ob das Umgehungsventil 12 in seiner voll geschlossenen Stellung ist, eine Befehlsschaltung 15e zum Durchführen logische r Rechenoperationen an den Signalen aus den vorstehenden Schaltungen 15a bis 15d, ein umsteuerbares Schieberegister 15f, dessen Ausgangssignal entsprechend dem Ausgangssignal der Befehlsschaltung 15e verschoben wird/ und eine Schaltstufe 15g für die Durchführung eines Schalt-Vorgangs in Übereinstimmung mit der Verschiebung des Ausgangssignals des umsteuerbaren Schieberegisters 15f.

Nunmehr wird die Betriebsweise des ersten Ausführungsbeispiels ir.it dem vorstehend beschriebenen Aufbau unter Bezugnahme auf das Schaltbild nach Fig. 3 beschrieben. Der Vergaser 1 ist eine Ausführung, die die gewöhnliche Funktion der Zumessung von Kraftstoff ausführt, und unterscheidet sich in keiner Weise von einem Vergaser bekannter Art mit der Ausnahme, daß er auf die Erzeugung eines Gemischs eingestellt ist, das geringfügig reich an Kraftstoff ist, oder eines Geniisches mit einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das im Vergleich zum gewünschten zu steuernden Luft/Kraftstoff-Verhältnis geringfügig kleiner ist; über den Vergaser 1 wird normale Hauptluft mit der entsprechenden Menge an Kraftstoff gemischt und der Brennkraftmaschine 3 zugeführt. Nach Beendigung der Verbrennung in der Brennkraftmaschine 3 werden die Abgase über den Abgassammler 5 und den katalytischen 3-fach-Umsetzer 6 an die Außenluft abgegeben; dabei wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches mittels des Luft/ Kraftstoff-Verhältnisfühlers 7 erfaßt, der in einem Teilbereich des Abgasdurchlasses des Abgassammlers 5 eingebaut ii?t. Das Ausgangssignal des Luft/Kraftstoff-Verhältnisfühlers 7 wird an die Steuereinheit 15 angelegt, die wiederum unterscheidet, ob das erfaßte Luft/Kraftstoff-Verhältnis kleiner oder größer als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-

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Verhältnis ist, wobei dann, wenn das erfaßte Luft/Kraftstoff-Verhältnis als kein im Vergleich mit dem stöchiometrischen Verhältnis bestimmt wird, der Impulsmotor 8 das in dem Zusatzluftdurchlaß 11 eingebaute Umgebungsventil 12 in seiner Öffnungsrichtung betätigt, während bei der Bestimmung des erfaßten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses als groß das Umgehungsventil 12 in seiner Schließrichtung betrieben wird, wodurch das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches mit Hilfe von Zusatzluft so angeglichen wird, daß es auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesteuert wird. Das Ausgangssignal des Luft/Kraftstoff-Verhältnisfühlers 7 liegt an der Luft/Kraftstoff-Vernältnis-Diskriminatorschaltung 15a an, die Widerstände 101, 102 und 103 und einen Differenz-Rechenverstärker 104 aufweist; dabei wird das Eingangssignal mit einer durch die Widerstände 102 und 103 festgelegten Voreinstellspannung (d.h. einer Spannung, die gleich der EMK ist, die mittels des Luft/Kraftstoff-Verhältnisfühlers 7 bei ungefähr dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis erzeugt wird) so verglichen, daß das Ausgangssignal des Rechenverstärkers 104 den Pegel "0" annimmt, wenn das Eingangssignal höher als die Voreinstellspannung ist bzw. das erfaßte Luft/Kraftstoff-Verhältnis kleiner als das stöchiometrische Verhältnis ist, wogegen das Ausgangssignal des Rechenverstärkers 104 den Pegel "1" annimmt, wenn die Eingangsspannung niedriger als die Voreinstellspannung ist bzw. das erfaßte Luft/Kraftstoff-Verhältnis größer als das stöchiometrische Verhältnis ist. Die Impulsgeneratorschaltung 15b weist NICHT-Glieder 105 und 107, einen Kondensator 106 und einen Widerstand 108 auf, die einen astabilen Multivibrator bilden; die Frequenz der Ausgangsimpulse der Impulsgeneratorschaltung ist zum Sicherstellen der optimalen Steuerung gewählt. Der als Potentiometer ausgeführte Stellungsfühler 13 ist betrieblich mit dem Umgebungsventil 12 zum Erfassen der Öffnung desselben verbunden; an das Potentiometer 13 ist eine Spannung angelegt, wobei der bewegbare Kontakt des Potentiometers 13 im Ansprechen auf die Drehung des

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Umgehungsventils 12 so bewegt wird, daß sich der Widerstandswert zwischen dem bewegbaren Kontakt und der Masse ändert und diese Änderung in eine Spannungsänderung umgesetzt wird, und wobei das sich ergebende Ausgangssignal an die Maximalöffnungs-Detektorschaltung 15c und die Vollrchließstellungs-Detektorschaltung 15d angelegt wird. Das Ausgangssignal des Warmlauffühlers 14, der den Aufwärmzustand der Brennkraftmaschine 3 erfaßt, liegt gleichfalls an der Maximalöffnungs-Detektorschaltung 15c an.

Die Maximalöffnungs-Detektorschaltung 15c weist

Widerstände 109, 110 und 111 sowie einen Rechenverstärker 112 auf, während die Vollschließstellungs-Detektorschaltung 15d Widerstände 113, 114 und 115, einen Rechenverstärker 116 und ein NICHT-Glied 117 aufweist. Jede dieser Schaltungen bildet eine Spannungsvergleicherschaltung. In der Maximalöf fnungs-Detektorschaltung 15c wird zur Erzeugung eines Ausgangssignals die Ausgangsspannung des Potentiometers 13 mit der durch den Warmlauffühler 14 und den Widerstand 109 festgelegten Spannung verglichen, während die Vollschließstellungs-Detektorschaltung 15d zur Erzeugung eines Ausgangssignals die Ausgangsspannung des Potentiometers 13 mit einer durch die Widerstände 113 und 114 festgelegten Voreinstellspannung vergleicht. Wenn das Umgehungsventil 12 in der voll geschlossenen Stellung ist, nimmt nur das Ausgangssignal der Vollschließstellungs-Detektorschaltung 15d den Pegel "O" an, während dagegen, bei der maximalen Stellung des Umgehungsventils 12 nur das Ausgangssignal der Maximalöffnungs-Detektorschaltung 15c den Pegel "0" annimmt; die Ausgangssignale dieser Detektorschaltungen nehmen beide den Pegel "1" an, wenn das Umgehungsventil 12 in irgendeiner anderen Stellung ist.

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Die Steuercharakteristik der Maximalöffnungs-Detektorschaltung 15c zur Steuerung der Öffnung des Umgehungsventils 12 im Zusammenhang mit der Kühlwassertemperatur wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Wenn die Temperatur (Kühlwassertemperatur) der Brennkraftmaschine 3 niedrig ist, ist der Widerstandswert des Thermistors in dem Warmlauffühler 14 hoch, so daß der Spannungspegel an dem Teilungspunkt des Warmlauffühlers 14 und des Widerstands 109 niedrig ist; wenn die Brennkraftmaschine 3 allmählich warmläuft, fällt der Widerstandswert des Thermistors ab, so daß daher der Spannungspegel ansteigt. Bei dem Potentiometer 13 für das Erfassen der Öffnung des Umgehungsventils 12 ist der Widerstand zwischen dem bewegbaren Kontakt und Masse niedrig, wenn das Umgehungsventil 12 in der voll geschlossenen Stellung ist, während dieser Widerstand ansteigt, wenn das Umgehungsventil 12 geöffnet wird. Dadurch ergibt sich, daß der Ausgangsspannungspegel des Potentiometers 13 am niedrigsten ist, wenn das Umgehungsventil 12 in der voll geschlossenen Stellung ist, und am höchsten ist, wenn das Umgehungsventil 12 in der voll offenen Stellung ist .Daraufhin werden die sich ergebenden Ausgangsspannungen miteinander mittels des Rechenverstärkers 112 so verglichen, daß die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 vergrößert wird, wenn die Kühlwassertemperatur ansteigt bzw. die Maschine warmläuft, wie es in Fig. 4 durch die ausgezogene Linie a gezeigt ist. Das Ausgangssignal des Rechenverstärkers 112 nimmt in dem Bereich rechts von der ausgezogenen Linie a in Fig. 4 den Pegel "1" an, während es in dem Bereich links von der ausgezogenen Linie a den Pegel "0" annimmt. Die durch die ausgezogene Linie a dargestellte Kennlinie kann auch nach Belieben in Übereinstimmung mit der Charakteristik des Kühlwassertemperaturfühlers, der Form des Umgehungsventils 12, der Charakteristik des Potentiometers 13 usw. festgelegt werden und sollte vorzugsweise so festgelegt werden, daß sie der Warmlaufbetriebscharakteristik der Brennkraftmaschine 3 angepaßt ist.

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Das Ausgangssignal der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Diskriminatorschaltung 15a, die Ausgangssignale der Maxinalöffnungs-Detektorschaltung 15c und der Vollschließstellungs-Detektorschaltung 15d und die Impulssignale aus der Impulsgeneratorschaltung 15b liegen an der Befehlsschaltung 15e an, welche wiederum die erforderlichen Vorlauf-, Rücklaufund Halte-Signale für den Impulsmotor 8 erzeugt. Die Befehls— schaltung 15e weist ein NICHT-Glied und NAND-Glieder 119 und 120 auf, die eine logische Steuerschaltung bilden. Wenn das Gemisch im fetten Bereich ist, ist das NAND-Glied 119 durchgeschaltet, so daß folglich die von der Impulsgeneratorschaltung 15b erzeugten Impulssignale an einem Eingangsanschluß ρ des umkehrbaren Schieberegisters 15f anliegen, wogegen bei einem Gemisch im mageren Bereich die gleichen Impulssignale an einem Eingangsanschluß c des umsteuerbaren Schieberegisters 15f anliegen. Wenn die Impulssignale an den Eingangsanschluß ρ des Schieberegisters 15f angelegt sind, werden aufeinanderfolgend dessen Ausgangsanschlüsse Q₁, Q„, Q, und Q. verschoben. Wenn im Gegensatz dazu die Impulssignale an dem Eingangsanschluß c anliegen, werden aufeinanderfolgend die Ausgangsanschlüsse Q₄, Q-., Q₂ und O₁ in dieser Reihenfolge verschoben. Die Ausgangsanschlüsse Q₁, Q„ , Q^ und Q₄ sind an die Schaltstufe 15g angeschlossen, die Widerstände 121, 122, 123 und 124, Transistoren 125, 126, 127 und 128 sowie Dioden 129, 130, 131 und 132 zum Absorbieren von Gegen-EMK aufweist; die Schaltstufe 15g wiederum ist an Feldspulen C₁, C_, C_ und C₄ des Schritt-oder Impulsmotors 8 angeschlossen.

Wenn die Impulssignale an den Eingangsanschluß ρ des umsteuerbaren Schieberegisters 15f angelegt v/erden, werden daher die Transistoren 125, 126, 127 und 128 aufeinanderfolgend eingeschaltet und auf gleiche Weise die Feldspulen C₁, C-, C₃ und C₄ des Impulsmotors 8 in zwei Phasen zu gleicher Zeit eingeschaltet, wodurch der Rotor des Iirpulsirotors 8 in Richtung des Pfeils in Fig. 3 dreht. D.h., wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches klein ist, wird

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das Umgehungsventil 12 in Öffnungsrichtung gedreht. Wenn die Impulssignale an den Eingangsanschluß c angelegt sind, findet das umgekehrte statt, so daß der Impulsmotor 8 in Gegenrichtung zu dem Pfeil in Fig. 3 dreht und das Umgehungsventil 12 in Schließrichtung gedreht v/ird. Damit bei diesem Vorgang vermieden wird, daß das Umgehungsventil 12, das in die voll geschlossene Stellung oder in die Maximalöffnungsstellung bewegt worden ist, weiter in eine "Überschwing"-Stellung gedreht wird, schließt beispielsweise dann, wenn das Potentiometer 13 die Vollschließstellung des Umgehungsventils 12 erfaßt, die Vollschließstellungs-Detektorschaltung 15d das NAND-Glied 120, so daß die Zufuhr von Impulssignalen an das umkehrbare Schieberegister 15f unterbrochen wird und der Impulsmotor 8 gehindert wird, das Umgehungsventil 12 in Schließrichtung zu drehen. Wenn im Gegensatz dazu das Umgehungsventil 12 in der Maximalöffnungsstellung ist, die während der Warmlaufperiode mittels der Kühlwassertemperatur oder den Maschinenbetriebsbedingungen gesteuert wird, schließt die Maximalöffnungs-Detektorschaltung 15c das NAND-Glied 119, so daß die Zufuhr der Impulssignale zu dem umsteuerbaren Schieberegister 15f unterbrochen wird und der Impulsmotor 8 daran gehindert v/ird, das Umgehungsventil 12 in Öffnungsrichtung zu drehen. Auf diese Weise wird das Problem gelöst, daß die normale Funktion aufgrund des "Überschwing"-Zustands des Umgehungsventils 12 unmöglich wird.

Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 die Wirkungsweise des Umgehungsventils 12 während der Zeit beschrieben, während der die Brennkraftmaschine 3 im Warmlaufbetrieb ist und die Kühlwassertemperatur beispielsweise bei T_ nach Fig. 4 liegt. Wenn die Maximalöffnung des Umgehungsventils nicht gesteuert wird, wird mittels des Signals aus der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Diskriminatorschaltung 15a die Drehrichtung des Umgehungsventils 12 zu den Zeitpunkten t₁,

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t_, tr umgesteuert, so daß folglich das Luft/

Kraftstoff-Verhältnis .des- Gemisches an dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis gehalten wird, was es unnöglich macht, das erforderliche fette Gemisch für den Maschinenwarmlaufbetrieb zuzuführen. Im Gegensatz dazu wird bei dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Einstellsystem die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 auf S„ gesteuert, wenn die Kühlwassertemperatur bei T_ liegt, wie aus der Fig. 4 zu ersehen ist; das Umgehungsventil 12 wird bei dem Einstellsystem auf irgendwelche Stellungen geöffnet und geschlossen, die kleiner als S~ sind. Die öffnung des Umgehungsventils 12 wird nämlich entsprechend der Darstellung durch die geneigte Linie in Fig. 4 gesteuert. Als Ergebnis wird während des Warmlaufbetriebs das erforderliche fette Gemisch zugeführt und ferner wird die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 mit dem Warmlaufen der Brennkraftmaschine 3 vergrößert und das Luft/ Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches allmählich auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesteuert.

Da auf diese Weise ein Gemisch, das fetter als das für den Normalbetrieb erforderliche ist, während des Maschinenwarmlaufbetriebs zugeführt wird, wodurch das wirkungsvolle Arbeiten der Maschine sichergestellt wird, und da ferner mit dem Warmlaufen der Maschine zum Erzielen des vorbestimmten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses das Gemisch allmählich magerer gemacht wird, werden die CO-Emission und die HC-Emission verringert und eine verbesserte Abgasemissionssteuerung sichergestellt.

Die Fig. 6 zeigt die hauptsächlichen Teile einer zweiten Ausführungsform des Verhältniseinstellsystems. Während bei der ersten Ausführungsform der Stellungsfühler 13 durch ein Potentiometer gebildet ist, dessen Widerstandswert sich stufenlos ändert, und der Warmlauffühler 14 einen Thermistor aufweist, dessen Widerstandswert sich gleichfalls stufenlos

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ändert, weist bei der zweiten Ausführungsform ein Stellungsfühler 13' einen Schalterfühler für die Ermittlung der in Fig. 4 gezeigten Stellungen S_Q, S., S₂ und S- des Umgehungsventils 12 auf, während ein Warmlauffühler 14" Thermoschalter aufweist, in welchem ein Resd-Schalter entsprechend Änderungen der magnetischen Permeabilität eines Thermo-Ferrits ein-und ausschaltet.

In der Fig. weist der Stellungsfühler 13' ortsfeste Kontakte 13a bis 13d auf, die in den den Stellungen S_Q bis S₃ des Umgehungsventils 12 entsprechenden Lagen angeordnet sind, einen bewegbaren Kontakt, der an die Stromversorgung angeschlossen ist und betrieblich mit dem Umgehungsventil 12 gekoppelt ist, sowie Widerstände 13f bis 13i, die jeweils mit einem Anschluß an die ortsfesten Kontakte 13a bis 13d und mit dem zweiten Anschluß an Masse geschaltet sind. Der Viarmlauffühler 14' weist Thermoschalter 14a, 14b und 14c auf, deren Reed-Schalter jeweils von der AuEScnaltstellung in die Einschaltstellung wechseln, wenn die Kühlwassertemperatur die in Fig. 4 gezeigten Temperaturen T₁, T und T,. übersteigt, sowie Widerstände 14d mit 14f, die mit einem Anschluß an die Stromversorgung und mit dem zweiten Anschluß jeweils an die Thermoschalter 14a bis 14c angeschlossen sind.

Eine Maximalöffnungs-Detektorschaltung 15c¹ weist

NICHT-Glieder 150, 152 und 154, UND-Glieder 151, 153, 155, 156 und 157 und ein NOR-Glied 158 auf, während eine VoIlschließstellungs-Detektorschaltung 15d' ein NICHT-Glied 159 aufweist. Die Ausgangsanschlüsse dieser Detektorschaltungen sind jeweils an einen Eingangsanschluß A des NAND-Glieds 119 und einen Eingangsanschluß B des NAND-Glieds 120 angeschlossen, die in Fig. 3 gezeigt sind. Der übrige Schaltungsaufbau ist mit dem entsprechenden Teil der in Fig. 3 ge-

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zeigten Ausführungsform identisch.

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Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau das Umgehungsventil 12 voll geschlossen ist, kommt der bewegbare Kontakt 13e in Kontakt mit dem ortsfesten Kontakt 13a, so daß das Ausgangssignal des NICHT-Glieds 159 bzw. der VoIlschließstellungs-Detektorschaltung 15d' den Pegel "O" annimmt ■ dieses "O"-Pegelsignal liegt an dem NAND-Glied 120 der Befehlsschaltung 15e an und sperrt das NAND-Glied 120, wodurch das weitere Drehen des Umgehungsventils 12 in Schließrichtung unterbunden wird.

Wenn die Kühlwassertemperatur niedriger als die in Fig. 4 gezeigte Temperatur T. ist, sind alle Thermoschalter 14a, 14b und 14c des Warmlauffühlers 14' offen, so daß das Ausgangssignal des NOR-Glieds 158 (bzw. das Ausgangssignal der Maximalöffnungs-Detektorschaltung 15c¹) den Pegel "0" annimmt und das NAND-Glied 119 der Befehlsschaltung 15e gesperrt wird. Danach ergibt sich, daß das weitere Drehen des Umgehungsventils 12 in Öffnungsrichtung verhindert wird und das Umgehungsventil 12 solange in der voll geschlossenen Stellung gehalten wird, als die Kühlwassertemperatur unterhalb von T₁ liegt.

Wenn die Brennkraftmaschine 3 warmzulaufen beginnt, so daß die Kühlwassertemperatur höher als T₁, jedoch niedriger als T~ in Fig. 4 wird, schließt der Thermoschalter 14a und das Ausgangssignal des UND-Glieds 151 nimmt den Pegel "1" an. Zugleich damit nimmt das Ausgangssignal des NOR-Glieds 158 den Pegel "1" an und dieses "1"-Pegel-Signal liegt an dem NAND-Glied 119 der Befehlsschaltung 15e an. Wenn die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Diskriminatorschaltung 15a erfaßt, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches klein ist, so daß sie daher ein "O"-Pegel-Signal erzeugt, wird dieses über das NICHT-Glied 118 in ein "1"-Pegel-Signal invertiert und an das NAND-Glied 119 angelegt. Folglich wird

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das NAND-Glied 119 durchgeschaltet, und über das NAND-Glied 119 werden die Iinpulssignale aus der Impulsgeneratorschaltung 15b an das Schieberegister 15f angelegt, so daß das Umgehungsventil 12 in der Öffnungsrichtung gedreht wird.

Wenn das Umgehungsventil 12 in der Öffnungsrichtung so gedreht wird, daß es schließlich in die Stellung S₁ nach Fig. 4 bewegt wird, kommt der bewegbare Kontakt 13e in Kontakt mit dem ortsfesten Kontakt 13b und das Ausgangssignal des UND-Glieds 155 der Maximalöffnungs-Detektorschaltung 15c¹ nimmt den Pegel "1" an, wodurch das Ausgangssignal des NOR-Glieds 158 von dem Pegel "1" auf den Pegel "0 wechselt. Dieses "O"-Pegel-Signal aus dem NOR-Glied 158 liegt an dem NAND-Glied 119 an, so daß dieses sperrt und die weitere Drehung des Umgehungsventils 12 in der Öffnungsrichtung angehalten wird.

Auf diese Weise ist die f'aximalöf fnung des Umgehungsventils 12 auf die Stellung S₁ eingestellt, wenn die Kühlwassertemperatur oberhalb von T₁, jedoch unterhalb von T₂ liegt.

Wenn die Kühlwassertemperatur höher als T_ wird, jedoch niedriger als T₃ ist, wird die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 auf die Stellung S₂ gesteuert, die durch den ortsfesten Kontakt 13c festgelegt ist; wenn die Kühlwassertemperatur T-, übersteigt, wird die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 auf die Stellung S-. gesteuert, die durch den ortsfesten Kontakt 13c festgelegt ist. Auf diese Weise nimmt die Beziehung zwischen der Kühlwassertemperatur und der Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 eine Stufenform an, wie sie durch die gestrichelte Linie in Fig. 4 gezeigt ist. Der übrige Aufbau und die übrige Wirkungsweise bei dieser Ausführungsform wird nicht erläutert, da sie die gleichen sind wie diejenigen bei der in Fig. 3 gezeigten ersten Ausführungsform.

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Bei dem Einstellsystem ist es natürlich möglich, die vorstehend genannten Schalter-Fühler in Verbindung mit den stufenlos veränderbaren Widerst.andsfühlern der ersten. Ausführungsform zu verwenden. Ferner weist bei den vorstehend c beschriebenen Ausführungsformen die Stellvorric htung einen Impulsmotor auf; die gleichen Wirkungen können ir.it Hilfe eines mechanischen Umgehungsventils erzielt werden, das durch Steuerung eines Drucks, wie beispielsweise des Unterdrucks mit Hilfe einer Membran betätigt wird; diese Vorrichtung kann gleichfalls bei dem Zusatzluft-Zufuhrsystem angewendet werden. Ferner soll der Luft/Kraftstoff-Verhältnisfühler nicht auf einen solchen mit Zirkondioxid als hauptsächliches Element beschränkt sein, sondern es können auch irgendwelche anderen Metalloxide wie Titandioxid (TiO-) verwendet werden.

Während bei dem vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 entsprechend der Maschinentemperatur (Kühlwassertemperatur) festgelegt wird, wird bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Einstellsystems die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 in Übereinstimmung mit der in die Maschine gesaugten Luftmenge und insbesondere der öffnung des Drosselventils festgelegt. Das System nach diesem Ausführungsbeispiel ist mit dem in Fig. 1 gezeigten mit Ausnahme dessen identisch, daß der Warmlauffühler 14 durch einen Drosselstellungsfühler 214 ersetzt ist, der in Fig. 1 durch die gestrichelte Linie dargestellt ist und der zum Ermitteln der öffnung des Drosselventils 10 ausgelegt ist.

Die Schaltung der Steuereinheit 15 bei diesem Ausführungsbeispiel ist in Einzelheiten in Fig. 7 gezeigt. Der Drosselstellungsfühler 214 weist ein Potentiometer auf, an dem eine Spannung angelegt ist und dessen bewegbarer Kontakt in Übereinstimmung mit der Bewegung des Drosselventils 10 bewegbar ist, wodurch sich in Übereinstimmung mit dem Drosselventil 10 der Widerstandswert zwischen dem bewegbaren Kontakt

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und Masse ändert und in eine Spannungsänderung umgesetzt wird, wobei das sich ergebende Ausgangssignal an eine Maximalöf fnungs-Detektorschaltung 215c angelegt wird.

Die Maximalöffnungs-Detektorschaltung 215c weist Widerstände 210 und 211 und einen Rechenverstärker 212 auf, welcher an seinem nicht invertierenden Eingangsanschluß das Ausgangssignal des Drosselstellungsfühlers 214 und an seinem invertierenden Eingangsanschluß das Signal aus dem Potentiometer 13 aufnimmt, welches die Öffnung des Umgehungsventils erfaßt. Der Rechenverstärker 212 vergleicht seine beiden Eingangssignale und erzeugt auf die gleiche Weise, wie sie in Verbindung mit dem in Fig. 3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, ein Signal mit dem Pegel "0", wenn das Umgehungsventil 12 in der Maximalöffnungsstellung steht. Der übrige Aufbau und die übrige Funktionsweise bei diesem Ausführungsbeispiel werden nicht im einzelnen beschrieben, da sie die gleichen wie diejenigen bei dem in Fig. 3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel sind.

Der Zusammenhang zwischen der mittels der Maximalöf fnungs-Detektorschaltung 2 15c bestimmten Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 und der Drosselöffnung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben. Wenn das System so ausgelegt ist, daß der Widerstandswert zwischen Masse und dem bewegbaren Kontakt bei dem Potentiometer 13 bzw. bei dem Drosselstellungsfühler 214 jeweils mit dem Größerwerden der Öffnung des Umgehungsventils 12 bzw. des Drosselventils größer wird, ist der Ausgangsspannungspegel des Drossel-Stellungsfühlers 214 niedrig, wenn die Öffnung des Drosselventils 10 ungefähr bei der Vollschließstellung liegt, während dieser Ausgangsspannungspegel ansteigt, wenn das Drosselventil 10 aus der Vollschließstellung geöffnet wird. Auf gleiche Weise ist der Ausgangsspannungspegel des Potentiometers 13 am niedrigsten, wenn das Umgehungsventil 12 in der voll geschlossenen Stellung steht, und erreicht sein Maximum,

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wenn das Umgehungsventil 12 in der voll offenen Stellung ist. Diese Ausgangsspannungen werden mittels des Rechenverstärkers 212 mit dem Ergebnis verglichen, daß gemäß der Darstellung durch die ausgezogene Linie a in Fig. 8 die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 mit der Vergrößerung der Drosselöffnung oder der Ansaugluftmenge vergrößert wird. Das Ausgangssignal des Rechenverstärkers 212 nimmt in dem Bereich rechts der ausgezogenen Linie a in Fig. 8 den Pegel "1" an, während es in dem Bereich links der ausgezogenen Linie a den Pegel "0" annimmt. Die durch die ausgezogene Linie a dargestellte Kennlinie kann beispielsweise nach Belieben entsprechend der Kennlinie des für den Drosselstellungsfühler 214 verwendeten Drosselstellungs-Fühlpotentiometers/ der Form des Umgehungsventils 12 und der Kennlinie des Potentiometers 13 festgelegt werden und sollte vorzugsweise so festgelegt werden, daß sie den Betriebscharakteristiken bei der Brennkraftmaschine 3 angepaßt ist.

Die Arbeitsweise des Umgehungsventils 12 beim Halten der Öffnung des Drosselventils 10 zwischen den Werten Θ ₁ und O~ gemäß der Darstellung in Fig. 8 wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben. Wenn die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 nicht gesteuert wird, wird die Drehrichtung des Umgehungsventils 12 zu den Zeitpunkten t.. , ^fc~ , . . . . ^tt- mittels des Signals aus der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Diskriminatorschaltung 15a umgesteuert, woraus sich ergibt, daß die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 unvermeidbar größer als S-, wird und während des Betriebs der Maschine mit niedriger Drehzahl und Belastung das Gemisch übermäßig mager wird, so daß daher nicht das erforderliche Gemisch zugeführt wird. Im Gegensatz dazu v/ird bei dem Einstellsystem bei einer Öffnung des Drosselventils zwischen

θ λ und Oj gemäß der Darstellung in Fig. 8 die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 auf S~ festgelegt und die Bewegung des Umgehungsventils 12 auf irgendeine öffnung begrenzt, die kleiner als S- ist. Folglich wird während des

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Betriebs der Maschine bei niedriger Drehzahl und Belastung die Menge an Zusatzluft vermindert und der Brennkraftmaschine 3 das gewünschte Gemisch zugeführt, wodurch das Auftreten von Erscheinungen wie Zündstörungen und Maschinendrosselung vermieden werden.

Wenn andererseits die Öffnung des Drosselventils 10 beispielsweise auf & in Fig. 8 vergrößert wird, so daß die Brennkraftmaschine 3 in den Betriebsbereich mit hoher Drehzahl und Belastung gelangt, wird die Festlegung der Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 gemäß der Darstellung in Fig. 8 auf S^ gesteigert, was zur Folge hat, daß die Zusatzluftmenge passend zu dem Betrieb der Brennkraftmaschine 3 mit hoher Drehzahl und hoher Belastung eingestellt wird und das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches richtig auf das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesteuert wird.

Die Fig. 10 zeigt die hauptsächlichen Teile eines vierten Ausführungsbeispiels des Einstellsystems, das sich von dem dritten Ausführungsbeispiel darin unterscheidet, daß, während bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Umgehungsventil-Stellungsfühler das Potentiometer 13 aufweist, dessen Widerstandswert sich stufenlos ändert,und der Drosselstellungsfühler 214 zum Ermitteln der Drosselöffnung oder eines zur Ansaugluftmenge proportionalen Parameters gleichfalls ein Potentiometer aufweist, dessen Widerstandswert sich stufenlos ändert, bei diesem vierten Ausführungsbeispiel ein Umgehungsventil-Stellungsfühler 13¹ einen Schalter-Fühler für die Ermittlung der in Fig. 8 gezeigten Stellungen

_. S₀, S₁, S_ und S-. des Umgehungsventils 12 aufweist und ein Ansaugluftdurchflußfühler 2 14' einen Unterdruckfühler aufweist, in welchem ein Schalter entsprechend dem Ansaugverteilerunterdruck oder einem mit dem Ansaugluft-Durchfluß in Zusammenhang stehenden Parameter öffnet und schließt.

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In der Fig. weist der Umgehungsventil-Stellungsfühler 13' Festkontakte 13a bis 13d, die jeweils zur Festlegung der Stellungen S₀ bis S- des Umgehungsventils 12 angeordnet sind, einen bewegbaren Kontakt 13e, der an die Stromversorgung angeschlossen ist und der betrieblich mit dem Umgehungsventil 12 verbunden ist, sowie Widerstände 13f bis 13e auf, die mit einem Anschluß jeweils an die Festkontakte 13a bis 13d und mit dem anderen Anschluß an Masse geschaltet sind. Der Unterdruckfühler oder Ansaugluftdurch- -J₀ flußfühler 214' weist Unterdruckschalter 214a und 214b bekannter Art auf, deren Kontakte im Ansprechen auf Unterdrücke P₁ bzw. P~ gemäß der Darstellung in Fig. 11 öffnen und schließen, sowie Widerstände 214c und 214d, die jeweils mit einem Anschluß an die Stromversorgung und mit dem anderen Anschluß an den Unterdruckschalter 214a bzw. 214b angeschlossen sind.

Eine Maximalöffnungs-Detektorschaltung 215c¹ weist NICHT-Glieder 250 und 252, UND-Glieder 251, 25 3,254 und ^{und e}*ⁿ NOR-Glied 257 auf, während die Vollschließstellungs-Detektorschaltung 15d' ein NICHT-Glied 258 aufweist. Die Ausgangsanschlüsse dieser Detektorschaltungen sind jeweils an den Eingangsanschluß A des NAND-Glieds 119 und den Eingangsanschluß B des NAND-Glieds 120 angeschlossen, die in Fig. 7 gezeigt sind.

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau arbeitet diese vierte Ausführungsform wie folgt.Vfenn das Umgehungsventil 12 voll geschlossen ist, kommt der bewegbare Kontakt 13e in Kontakt mit dem Festkontakt 13a, so daß das Ausgangssignal des NICHT-Glieds 258 bzw. der Vollschließstellungs-Detektorschaltung 15d' den Pegel "0" annimmt; dieses "0"-Pegel-Signal liegt an dem NAND-Glied 120 der Befehlsschaltung 15e an und sperrt dieses, wodurch verhindert wird, daß das Umgehungsventil 12 in Schließrichtung gedreht wird.

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Wenn der Ansaugverteilerunterdruck den in Fig. 11 gezeigten Unterdruck P₁ übersteigt, nämlich wenn der Absolutdruck niedrig ist und der Ansaugluftdurchfluß klein ist, sind beide Unterdruckschalter 214a und 214b des Ansaugluftdurchflußfühlers 214' offen, so daß die Ausgangssignale der UND-Glieder 254 und 256 den Pegel "0" annehmen und an einen Eingangsanschluß des UND-Glieds 251 ein "!"-Pegel-Signal angelegt ist.

Wenn gemäß der vorstehenden Beschreibung das Umgehungsventil 12 in die Vollschließstellung bewegt ist, wird an den anderen Eingang des UND-Glieds 251 ein "O"-Pegel-Signal angelegt, so daß das Ausgangssignal des UND-Glieds 251 den Pegel "0" annimmt und das Ausgangssignal des NOR-Glieds 257 den Pegel "1" annimmt. Dieses "1"-Pegel-Signal liegt an dem NAND-Glied 119 der Befehlsschaltung 15e an, so daß das NAND-Glied 119 durchgeschaltet wird, wenn die Luft/ Kraftstoff-Verhältnis-Diskriminatorschaltung 15a ermittelt, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches klein ist, und ein "O"-Pegel-Signal erzeugt, das über das NICHT-Glied 118 in ein "1"-Pegel-Signal invertiert und an das NAND-Glied 119 angelegt wird. Folglich werden die Impulssignale aus der Impulsgeneratorschaltung 15b über das NAND-Glied 119 an das Schieberegister 15f angelegt und das Umgehungsventil 12 wird in Öffnungsrichtung gedreht.

Wenn das Umgehungsventil 12 in Öffnungsrichtung gedreht wird, so daß es schließlich auf die in Fig. 11 gezeigte Stellung S. geöffnet ist, kommt der bewegbare Kontakt 13e mit dem Festkontakt 13b in Berührung und es wird an das UND-Glied 251 ein "1"-Pegel-Signal angelegt. Zu diesem Zeitpunkt wechselt das Ausgangssignal des NOR-Glieds 257 in der Maximalöffnungs-Detektorschaltung 215c¹ vom Pegel "1" auf den Pegel "0" und das NAND-Glied 119 wird gesperrt, wodurch verhindert wird, daß das Umgehungsventil 12 weiter in

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Öffnungsrichtung gedreht wird. Auf diese Weise ist die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 auf S. festgelegt, wenn der Ansaugverteilerdruck bzw. Unterdruck größer als P₁ ist.
5

In gleicher Weise wird bei einem Ansaugverteilerunterdruck zwischen P. und P die maximale Öffnung des Umgehungsventils 12 auf die Stellung S₂ gesteuert, die durch den Festkontakt 13c festgelegt ist, wogegen bei einem Ansaugverteilerunterdruck von weniger als P_? die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 auf die Stellung S-. gesteuert wird, die durch den Festkontakt 13d festgelegt ist. Auf diese Weise nimmt gemäß der Darstellung durch die ausgezogene Linie b in Fig. 11 die Beziehung zwischen dem Ansaugverteilerunterdruck und der Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 eine abgestufte Form an. Der übrige Aufbau und die übrige Funktionsweise werden nicht beschrieben, da sie die gleichen wie die in Fig. 3 gezeigten und im Zusammenhang mit Fig. beschriebenen sind.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Drosselöffnung oder der Ansaugverteilerunterdruck als mit dem Ansaugluftdurchfluß zusammenhängender Paraneter verwendet; gleichartige Wirkungen können durch -r Verwenden irgend eines anderen Maschinenparameters erzielt werden, wie z.B. der Maschinendrehzahl oder des Venturi-Unterdrucks,der mit dem Ansaugluftdurchfluß in Beziehung steht, sowie auch einer Übertragungsstellung oder einer Fahrzeuggeschwindigkeit im Falle von Kraftfahrzeugmotoren.

Während ferner bei diesen Ausführungsbeispielen die

Stellvorrichtung einen Impulsmotor aufweist, können gleichartige Wirkungen durch Verwendung eines mechanischen Umgehungsventils erzielt werden, in welchem das Umgehungs-- ventil durch Steuern des Drucks wie beispielsweise des Unter-

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drucks mittels einer Membran betätigt wird; diese Vorrichtung ist gleichfalls bei dem Zusatzluft-Zufuhrsystem verwendbar .

Als nächstes wird ein fünftes Ausführungsbeispiel des Einstellsystems beschrieben. Das System in dieser Ausführungsform ist das gleiche wie die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform, und die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 wird I_n passender Weise in Übereinstimmung mit Signalen ^v°n einem Warmlauffühler 14 und einem Drosselstellungsfühler 214 festgelegt.

Die Schaltung und die Funktion dieser fünften Ausführungsform were en unter Bezugnahme auf die Fig. 12 und 13 in Einzelheiten beschrieben. Wie im Falle des ersten Ausführungsbeispiels ist das Ausgangssignal des Luft/Kraftstoff-Verhältnisfühlers 7 an eine Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Diskriminatorschaltung 15a der Steuereinheit 15 angelegt, wo das Signal mit der durch die Widerstände 102 und 103 festgelegten Voreinstellspannung (der Spannung, die gleich der EMK ist, die mittels des Luft/Kraftstoff-Verhältnisfühlers 7 bei ungefähr dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis erzeugt wird) in der Weise verglichen wird, daß bei einer Eingangsspannung über der Voreinstellspannung bzw. bei einem erfaßten Luft/Kraftstoff-Verhältnis unter dem stöchiometrischen Verhältnis das Ausgangssignal den Pegel "0" annimmt, während dagegen bei einer Eingangsspannung unter der Voreinstellsp.mnung bzw. einem erfaßten Luft/ Kraftstoff-Verhältnis über dem stöchiometrischen Verhältnis das Ausgangssignal den Pegel "1" annimmt. Eine Impulsgeneratorschaltung 15b weist NICHT-Glieder 105 und 107, einen Kondensator 106 und einen Widerstand 108 auf, die einen astabilen Multivibrator bilden; die Ausgangsimpulsfrequenz der Impulsgeneratorschaltung ist so gewählt, daß eine optimale Steuerung sichergestellt ist.

7 0 9 8 k 4 / 0 7 A 8

z _k B 8076 _O71C1C/

Ein Umgehungsventil-Stellungsfühler 13 für die Ermittlung der öffnung des Umgehungsventils 12 weist Festkontakte 13a bis 13d, die in den den verschiedenen Stellungen des Umgehungsventils 12 entsprechenden Stellungen S-. bis S, angeordnet sind (wobei S_ «lie voll geschlossene Stellung ist und S^ die voll geöffnete Stellung ist), einen bewegbaren Kontakt 13e, der betrieblich mit den Umgehungsventil 12 verbunden ist und an die Stromversorgung angeschlossen ist, und Widerstände 13f bis 13i auf, die jeweils mit einem Anschluß an einen der Festkontakte 13a bis 13d und mit dem anderen Anschluß an Masse angeschlossen eind; wenn der bewegbare Kontakt 13e jeweils mit einem der Festkontakte 13a bis 13d in Kontakt kommt, wird ein Signal mit dem Pegel "1" erzeugt.

Ein Warmlauffühler 14 weist Thermoschalter 14a und

14b bekannter Art auf, bei denen ein Reed-Schalter aufgrund der Temperatur-Magnetpermeabilität-Kennlinie eines Thermo-Ferrits ein-und ausgeschaltet wird, und Widerstände 14c und 14d auf, die jeweils mit einem Anschluß an einen der Thermoschalter 14a und 14b und mit dem anderen Anschluß an die Stromversorgung angeschlossen sind. Die Thermoschalter 14a und 14b sind in dem Kühlwasserdurchlauf der Brennkraftmaschine 3 angeordnet und so eingestellt, daß der Thermoschalter 14a eingeschaltet wird,wenn die Kühlwassertemperatur T₁ übersteigt, und der Thermoschalter 14b eingeschaltet wird, wenn die Kühlwassertemperatur T₂ übersteigt. Wenn die Thermoschalter ausgeschaltet sind, wird ein Signal mit dem Pegel "1" erzeugt.

Ein Drosselstellungsfühler 214 für die Ermittlung

der öffnung des Drosselventils 10 ist im Aufbau im wesentlichen gleich dem Umgehungsventil-Stellungsfühler 13 und weist Festkontakte 215a bis 215c, die in jeweils den unterschiedlichen öffnungen des Drosselventils 10 entsprechenden Stellungen 0 bis Θ., Q. bis B₂ ^und @ 7 ^bis ^ 3 angeordnet

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sind, einen bewegbaren Kontakt 215 d, der betrieblich mit dem Drosselventil 10 verbunden ist und an die Stromversorgung angeschlossen ist, und Widerstände 215e bis 215g auf, die jeweils mit einem Anschluß an einem der ortsfesten Kontakte 215a bis 215c und mit dem anderen Anschluß an Masse angeschlossen sind, wobei ein Signal mit dem Pegel "1" erzeugt wird, wenn der bewegbare Kontakt 2 15d mit einem der Festkontakte 215a bis 215c in Kontakt kommt.

Die Festkontakte 13a und 13d des Umgehungsventil-Stellungsfühlers 13, die jeweils der voll geschlossenen Stellung bzw. der voll geöffneten Stellung entsprechen, sind an eine Befehlsschaltung 15e angeschlossen, während sowohl die weiteren Festkontakte 13b und 13c als auch der Festkontakt 13a an eine Maximalöffnungs-Detektorschaltung 15c angeschlossen sind. Der Warmlauffühler 14 und der Drosselstellungsfühler 214 sind an die Maximalöffnungs-Detektorschaltung 15c angeschlossen.

2Q Die Maximalöffnungs-Detektorschaltung 15c weist

UND-Glieder 309, 310, 311, 314, 315, 317 und 318, NICHT-Glieder 312 und 313 und ein ODER-Glied 319 auf und bildet eine Steuerlogik zur Festlegung der optimalen Maximalöffnung.

Das Ausgangssignal der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-

Diskriminatorschaltung 15a, das Ausgangssignal der Maximalöf fnungs-Detektorschaltung 15c und die Impulssignale von der Impulsgeneratorschaltung 15b sind an die Befehls-3Q schaltung 15e angelegt, die wiederum die notwendigen Vorwärts-, Rückwärts-und Halte-Signale für den Impulsmotor 8 erzeugt. Die Befehlsschaltung 15e weist ein NICHT-Glied 118 und ODER-Glieder 320 und 321 auf und bildet eine Steuerlogik.

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Wenn im Betrieb das Gemisch in dem fetten Bereich ist, ist das ODER-Glied 320 durchgeschaltet und die Impulssignale von der Impulsgeneratorschaltung 15b werden an einen Eingangsanschluß P eines umsteuerbaren Schieberegisters 15f angelegt, wogegen bei einem Gemisch in dem mageren Bereich die gleichen Impulssignale an einen Eingangsanschluß C des umsteuerbaren Schieberegisters 15f angelegt werden. Wenn die Impulssignale an den Eingangsanschluß P des umsteuerbaren Schieberegisters 15f angelegt werden, werden die Ausgangssignale an den Ausgangsanschlüssen Q^, Q₂, Q₃ und Q aufeinanderfolgend in dieser Reihenfolge verschoben. Wenn die Impulssignale an den Eingangsanschluß C angelegt werden, werden im Gegensatz dazu die Ausgangssignale der Ausgangsanschlüsse Q₄, Q~, Q₂ und Q₁ aufeinanderfolgend in dieser Reihenfolge verschoben.

Die Ausgangsanschlüsse Q₁, Q_ , Q^ und Q₄ sind an eine Schaltstufe 15g angeschlossen, die Widerstände 121, 122, und 124, Transistoren 125, 126, 127 und 128 und Dioden 129, 130, 131 und 132 zum Absorbieren einer Gegen-EMK aufweist; diese Schaltstufe 15g wiederum ist an Feldspulen C₁, C₂, C, und C. des Impulsmotors 8 angeschlossen.

Wenn die Impulssignale an den Eingangsanschluß P des umsteuerbaren Schieberegisters 15f angelegt werden, werden folglich die Transistoren 125, 126, 127 und 128 aufeinanderfolgend eingeschaltet und auf gleiche Weise die Feldspulen C-, C₂, C- und C₄ des Impulsmotors 8 mit zwei Phasen gleichzeitig erregt, so daß daher der Rotor des Impulsmotors 8 in Richtung des Pfeils in Fig. 12 dreht. D.h., wenn das Luft/ Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches kleiner ist, wird das Umgehungsventil 12 in Öffnungsrichtung gedreht. Wenn im Gegensatz dazu die Impulssignale an den Eingangsanschluß C angelegt werden, dreht der Rotor des Impulsmotors 8 in Gegenrichtung zum Pfeil in Fig. 12 und das Umgehungsventil 12 wird in Schließrichtung gedreht. Damit während dieses Vorgangs in dem Fall, daß das Gemisch nicht das gewünschte Luft/Kraftstoff-Verhältnis annimmt, wenn das Umgehungsventil 12 in der voll geschlossenen Stellung oder der Maximal-

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Öffnungsstellung steht, die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Diskriminatorschaltung 15a das Umgehungsventil 12 nicht weiter dreht und es in eine "Überschwing"-Stellung bewegt, kommt beispielsweise dann, wenn der Umgehungsventil-Stellungsfühler 13 die voll geschlossene Stellung S_n des Umgehungsventils 12 ermittelt, der bewegbare Kontakt 13e in Kontakt mit dem Festkontakt 13a, so daß das ODER-Glied 321 gesperrt wird und die Zufuhr von Impulssignalen zu dem umkehrbaren Schieberegister 15f gesperrt wird, so daß daher die Drehung des Impulsmotors 8 in Schließrichtung des Umgehungsventils 12 angehalten wird. Wenn im Gegensatz dazu das Umgehungsventil 12 in der voll offfenen Stellung oder Maximalöffnungsstellung ist, die später beschrieben wird, sperrt die Maximalöffnungs-Detektorschaltung 15c das ODER-Glied 320 und die Zufuhr von Impulssignalen zu dem umsteuerbaren Schieberegister 15f wird unterbrochen, wodurch die Drehung des Impulsmotors 8 in der Öffnungsrichtung des Umgehungsventils 12 angehalten wird. Auf diese Weise wird das Problem gelöst, daß der normale Betrieb des Umgehungsventils 12 aufgrund seines "Überschwingens" unmöglich wird. Bei der Maximalöffnungs-Detektorschaltung 15c, die die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 festlegt, kann das Ausgangssignal des ODER-Glieds 312 unter Verwendung von Boole¹ scher Algebra wie folgt ausgedrückt werden:

U₁ T₂ o₀ η U₁ V χ

+ U₂ I₁ ''u ' J-30

-, O₂ · T₂ · ζ₂ . 0-i ■ T₁

., 0 -T₁-T₂- :;₂

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Es ist anzumerken, daß eine "1" erzeugt wird, wenn ein Zustand O- (i = 1,2,3) besteht, das eine "0" erzeugt, wenn die Temperatur höher als T (n=1,2) ist, und daß eine ^M1" erzeugt wird, wenn ein Zustand S (m = 0,1,2) besteht. Als Ergebnis wird das ODER-Glied 320 gesperrt und die Drehung des Impulsmotors 8 des Umgehungsventils 12 in Öffnungsrichtung angehalten, wenn dieses Ausgangssignal den Pegel "1" annimmt.

Der vorstehend angeführte logische Ausdruck ist in Fig. 13 graphisch dargestellt. In der Fig. zeigt (a) den Fall, bei dem die Öffnung des Drosselventils 10 zwischen 0 (voll geschlossen) und Θ. liegt, wobei dargestellt ist, daß das Umgehungsventil 12 in voll geschlossener Stellung (Stellung S₀) gehalten wird, wenn die Kühlwassertemperatur unterhalb T₂ liegt, und daß dann, wenn die Kühlwassertemperatur T„ übersteigt, die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 auf S₁ festgesetzt ist, so daß das Umgehungsventil 12 mittels des Impulsmotors 8 in Übereinstimmung mit dem Signal von dem Luft/Kraftstoff-Verhältnisfühler 7 auf

*Q irgendeine öffnung geöffnet und geschlossen wird, die kleiner als S₁ ist. Bei (b) in Fig. 13 ist der Fall gezeigt, bei dem die öffnung des Drosselventils 10 zwischen Θ. und <7₂ liegt, wobei dargestellt ist, daß das Umgehungsventil 12 in der voll geschlossenen Stellung (der Stellung S_) gehalten wird, wenn die Kühlwassertemperatur unterhalb von T. liegt, daß die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 auf S₁ festgelegt ist, wenn die Kühlwassertemperatur oberhalb T₁, aber unterhalb T₂ liegt,und daß die Maximalöffnung auf S₂ festgelegt ist, wenn die Kühlwassertemperatur oberhalb T_ liegt. Ferner ist bei (c) in Fig. 13 der Fall gezeigt, bei der die öffnung des Drosselventils 10 zwischen Q^ und Q~ liegt ( Q-. = die voll offene Stellung), wobei dargestellt ist, daß auf ähnliche Weise die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 auf S.. festgelegt ist, wenn die Kühlwassertemperatur unterhalb

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T ist, daß die Maximalöffnung auf S festgelegt ist, wenn die Kühlwassertemperatur oberhalb T., aber unterhalt T„ ist, und daß die Maximalöffnung auf S^ festgelegt ist, wenn die Kühlwassertemperatur oberhalb T_ ist.

Auf diese Weise wird die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 vergrößert, wenn die Kühlwassertemperatur ansteigt bzw. die Brennkraftmaschine 3 warmläuft und wenn die Öffnung des Drosselventils 10 vergrößert wird; folglich wird die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 fortschreitend so verändert, wie es in Fig. 13 durch die ausgezogenen Linien a, b, und c dargestellt ist. Der Arbeitsbereich des Umgehungsventils 12 ist dabei in Fig. 13 durch die schraffierten Teilbereiche dargestellt.

Wo die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 nicht gesteuert wird, wird das Umgehungsventil 12 über den ganzen Öffnungsbereich unter Einschluß der Vollrchließstellung und der Vollöffnungsstellung betrieben und damit das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches auf das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesteuert, während erfindungsgemäß die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 auf Öffnungen gesteuert wird, die kleiner als die VoIlöffnungsstellung sind, so daß auf diese Weise das Gemisch so gesteuert wird, daß es fetter als dem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis entsprechend gehalten wird.

Als Ergebnis wird ein Gemisch, das fetter als für den Normalbetrieb erforderlich ist, während des Maschinenwarmlaufbetriebs zugeführt, wobei auf diese Weise der wirkungsvolle Betrieb der Maschine sichergestellt wirdyund darüberhinaus wird während des Warmlaufens der Maschine das Gemisch zum Erzielen des vorgewählten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses allmählich magerer gemacht, so daß dabei auf diese Weise die CO-Emission und die HC-Emission verringert

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werden und dadurch eine wirksame Abgasemissionssteuerung bzw.-Eindämmung sichergestellt wird.

Da ferner die Maximalöffnung des Umgehungsventils in Übereinstimmung mit der Öffnung des Drosselventils 10 oder der Ansaugluftmenge gesteuert wird, besteht während der Perioden des Betriebs mit niedriger Drehzahl und Belastung keine Möglichkeit der übermäßigen zusätzlichen Luftzufuhr über den Zusatzluftdurchlaß 11, so daß daher verhindert ist, daß das Gemisch übermäßig mager wird, und dadurch das Auftreten von Erscheinungen wie Fehlzündungen und Abwürgen der Maschine unterbunden wird. Dies verhindert auch eine Pendelerscheinung bei dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches aufgrund solcher übermäßiger Zufuhr von Zusatzluft, was eine verbesserte Fahrbarkeit sicherstellt, wobei auch der Abgasreinigungswirkungsgrad des katalytischen Umsetzers hoch gehalten wird. Da ferner die Maximalöffnung des Umgehungsventils 12 vergrößert wird, wenn die Maschine aus dem Normalbetrieb in den Betrieb mit hoher Drehzahl und Belastung kommt, wird keine übermäßige Anreicherung des Gemisches hervorgerufen, sondern das Gemisch auf dem geeigneten Luft/Kraftstoffverhältnis sowohl während des Nornalbetriebs als auch während des Betriebs mit hoher Drehzahl und Belastung gehalten.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform

wird die Drosselöffnung als Ansaugluftdurchf1uß-Parameter verwendet; es ist jedoch möglich, sowohl den Ansaugluftdurchfluß selbst als auch irgendeinen anderen Maschinenparameter mit funktionellem Zusammenhang zu dem Ansaugluftdurchfluß zu verwenden, wie zum Beispiel die Maschinendrehzahl oder den Venturi-Unterdruck. Im Falle von Kraftfahrzeugmaschinen können ähnliche Wirkungen durch Verwendung der

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Übertragungs-oder Gangstellung, der Fahrzeuggeschv/indigkeit oder dergl. als Parameter erzielt werden.

Während ferner der Warmlauffühler einen Kühlwassertemperaturfühler aufweist, können auch die Maschinenblocktemperatur, die Maschinenumgebungstemperatur oder die Schmieröltemperatur herangezogen werden. Ferner kann eine Mehrzahl von Parametern als gemeinsame Fingangssignale verwendet werden. Während ferner bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Maximalöffnung des Umgehungsventils stufenweise gesteuert wird, kann die Maximalöffnung mit Hilfe von Potentiometern oder Spannungsvergleicherschaltungen stufenlos gesteuert werden oder es können abwechselnd die Warmlaufzustände und die Ansaugluftmengen in geeigneter Weise bewertet werden.

Während ferner bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Stellvorrichtung einen Impulsmotor aufweist, können gleichartige Wirkungen mit Hilfe eines mechanischen Umgehungsventils erzielt werden, bei dem das Umgehungsventil durch Steuerung des Drucks wie beirpielsweise des Unterdrucks mittels einer Membran betätigt wird; dies ist auch für das Zusatzluftzufuhrsystem anwendbar.

Mit der Erfindung wird ein Luft/Kraftstoff-Verhältniseinstellsystem geschaffen, das die Menge zusätzlicher Luftzufuhr über den Nebendurchlaß des Vergasers regelt, um damit selbst im Warmlaufzustand der Maschine einen optimalen Maschinenbetrieb sicherzustellen. Das Luft/Kraftstoff-Verhältniseinstellsystem umfaßt einen Luft/Kraftstoff-Verhältnisfühler, der in dem Abgassammler angeordnet ist, einen Warmlauffühler für die Ermittlung der Temperatur des Maschinenkühlwassers oder des Maschinenblocks, und eine Steuereinheit für die Abgabe eines Steuersignals an einen Stellmotor für das Umgehungs- oder Nebenventil. Das Umgehungsventil wird so gesteuert, daß

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das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Gemisches zu dem stöchiometrischen Verhältnis wird, und zugleich wird während des Warmlaufzustands die Maximalöffnung des Umgehungsventils zu einem vorbestimmten Ausmaß in Abhängigkeit von der Temperatur der Maschine begrenzt.

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L e e r s e i t e

Claims

- >Γ- Β 8076 Patentansprüche 9 7 1 ^ 1 fi /

1. Luft/Kraftstoff-Verhältniseinstellsystem für eine Brennkraftmaschine, das eine mit einem Ansaugverteiler der Brennkraftmaschine in Verbindung stehende Vorrichtung für die Erzeugung eines Luft/Kraftstoffqemischs und für das Zuführen desselben zu der Brennkraftmaschine, ein in dieser Vorrichtung angeordnetes Drosselventil zum Steuern der Menge des Luft/Kraftstoff-Gumischs, einen mit dem Ansaugverteiler stromab des Drosselventils in Verbindung stehenden Umgehungsdurchlaß für das Zuführen zusätzlicher Luft, ein funktionell in dem Umgehungsdurchlaß angeordnetes Umgehungsventil für die Steuerung der Öffnungsfläche des Durchlasses, über die die zusätzliche Luft strömt, wobei die Menge der zusätzlichen Luft mittels des Umgehungsventils gesteuert ist, einen Luft/ Kraftstoff-Verhältnisfühler, der zum Ermitteln des Luft/ Kraftstoff-Verhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Kraftstoff-Gemischs in einem Abgassammler der Brennkraftmaschine angeordnet ist, eine Stellvorrichtung, die

-,_n zum Verstellen des Umgehungsventils in einer Ventilöffnungsrichtung und einer Ventilschließrichtung betrieblich mit dem Umgehungsventil verbunden ist, und eine Steuereinheit aufweist, die zum Betätigen der Stellvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal aus dem Luft/Kraftstoff-Verhältnisfühler mit diesem und der Stellvorrichtuna elektrisch verbunden ist, um damit das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches einzustellen, gekennzeichnet durch eine Maximalöffnungs-Detektorschaltung (15c;215c), die zur Begrenzung einer Maximalöffnung des Um-

2Q gehungsventils (12) auf einen vorbestimmten Wert in Abhängigkeit von v/enigstens einem von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine (3) elektrisch an die Steuereinheit (15) angeschlossen ist, wodurch eine Funktionseinwirkunq auf die Einstellung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses erzielt werden

Te kann.

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2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die r-Taximalöffrungs-Detektorschaltung (15c) eine Temperaturfühlervorrichtung (14) zum Ermitteln der Temperatur der Brennkraftmaschine (3) aufweist, so daß der vorbestimmte Wert für die Maximalöffnung des Umgehungsventil (12) mit

dem Ansteigen der Temperatur der Brennkraftmaschine vergrößert wird, wobei das Gesamt-Luft/Kraftstoff-Verhältnis des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches so gesteuert wird, daß es kleiner als das stöchiometrische Verhältnis ist, damit "Io auf diese Weise der stabile Betrieb der Brennkraftmaschine sichergestellt ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Vollschljeßstellungsfühler (13;15d) für das Ermitteln der Lage des Umgehungsventils (12) in seiner Vollschließstellung, der an die Steuereinheit (15) so angeschlossen ist, ■'!aß an dieser die Betätigung der Stellvorrichtung (8) in uer Ventilschließrichtung unterbrochen wird, wenn das Umgehungsventil in seiner Vollschließstellung steht.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maximalöffnungs-Detektorschaltung (2 15c) einen Drosselstellungsfühler (214) zum Ermitteln der Stellung des Drosselventils (10) für die Vergrößerung des vorbestimmten Werts für die Maximalöffnung des Umgehungsventils (12) bei vergrößertem Öffnungsausmaß des Drosselventils aufweist.

5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maximalöffnungs-Detektorschaltung (15c;215c) einen Ansaugluftvolumenfühler für die Ermittlung des Ansaugluftvolumens und für die Vergrößerung des vorbestimmten Werts für die Maximalöffnung des Umgehungsventils (12) in Übereinstimmung mit der Steigerung des Ansaugluftvolumens aufweist.

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G. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maximalöffnungs-Detektorschaltung (15c) einen Drosselstellungsfühler (214) zum Ermitteln der Stellung des Drosselventils (10) und eine Temperaturermittlungsvorrichtung (14) zum Ermitteln der Temperatur der Brennkraftmaschine (3) aufweist, wobei der vorbestimmte Wert für die Maximalöffnung des Umgehungsventils (12) durch die Kombination der Ausgangssignale aus dem Drosselstellungsfühler und der Temperaturermittlungsvorrichtung festgelegt wird.

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