DE2744844C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Luft-Brennstoff-Gemisches einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Luft-Brennstoff-Gemisches einer BrennkraftmaschineInfo
- Publication number
- DE2744844C2 DE2744844C2 DE2744844A DE2744844A DE2744844C2 DE 2744844 C2 DE2744844 C2 DE 2744844C2 DE 2744844 A DE2744844 A DE 2744844A DE 2744844 A DE2744844 A DE 2744844A DE 2744844 C2 DE2744844 C2 DE 2744844C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- air
- mixture
- sensor
- electrode
- oxygen concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M7/00—Carburettors with means for influencing, e.g. enriching or keeping constant, fuel/air ratio of charge under varying conditions
- F02M7/23—Fuel aerating devices
- F02M7/24—Controlling flow of aerating air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
- F02D41/144—Sensor in intake manifold
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/4065—Circuit arrangements specially adapted therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/4067—Means for heating or controlling the temperature of the solid electrolyte
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
- Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses
eines einer Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches, bei dem die Konzentration eines bestimmten
Bestandteils der Verbrennungsgase abgetastet wird, der für das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Gemisches
repräsentativ ist, und bei dem sodann das Luft-Brennttoff-Verhältnis
des zugeführten Gemisches entsprechend der abgetasteten Konzentration auf einen
gewünschten Wert eingeregelt wird.
Bei herkömmlichen Regelsystemen dieser Art wird der zu messende und für das Mischungsverhältnis des
Gemisches charakteristische Wert im Auspuffsystem erfaßt. Beispiele für Regelvorrichtungen dieser Art
zeigen die DE-OS 20 10 793 und 21 15 619 sowie die GB-PS 13 12 169, Regelsysteme dieser Art haben den
Nachteil einer nicht unerheblichen Verzögerung im Regelverhalten, da zwischen der Zuführung des
Gemisches im Ansaugröhr und dessen Abtastung im Auspuffsystem eine nicht zu vernachlässigende Zeil·
spanne üegi.
Auf der anderen Seite war es bisher nicht möglich, einen entsprechenden Sensor zur Ermittlung des
Luft-Brennstoff-Verhältnisses unmittelbar im Ansaugrohr
anzuordnen, da die verfügbaren Sensoren nur darauf eingerichtet waren, einen Bestandteil der
Auspuffgase zu erfassen, nicht jedoch einen Bestandteil des Luft-Brennstoff-Gemisches selbst.
Es ist daner bereits ein weiterer Lösungsweg bekannt
geworden, bei dem ein Teil des angesaugten Gemisches aus dem Ansaugrohr abgezweigt, in einer gesonderten
Brennkammer verbrannt, sodann auf den zu überwachenden Bestandteil abgetastet und anschließend in das
Auspuffsystem überführt wurde. Dieses System hatte jedoch den Nachteil, daß es eine unmittelbare
Verbindung zwischen dem Ansaugsystem und dem Auspuffsystem erforderte, so daß der Durchsatz in der
für die Abtastung verwendeten Brennkammer unregelmäßig war und vom Gegendruck im AuspmTsystem
abhing.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine entsprechende
Vorrichtung derart auszubilden, daß eine direkte Regelung mit geringer Rückkopplungs-Verzögerung
möglich wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst,
daß der zu ermittelnde Bestandteil der Verbrennungsgase im Ansaugrohr mit Hilfe einer eine katalytisch
wirkende Elektrode umfassenden Sauerstoff-Konzentrationszelle
abgetastet wird, daß mit Hilfe der Elektrode ein Anteil des Gemisches im Ansaugrohr
katalytisch oxidiert wird und daß anhand des oxidierten Gemisches die Sauerstoff-Konzentration ermittelt wird.
Die Erfindung geht also ebenfalls von einer Verbrennung eines Anteils des angesaugten Gemisches
aus, jedoch erfolgt diese Verbrennung einer sehr geringen Teilmenge des Gemisches mit Hilfe einer auf
die Verbrennung katalytisch wirkenden Elektrode des Sensors unmittelbar am Senso·· selbst Die sehr geringen
Teilmengen des Gemisches, die bei diesem Vorgang verbrannt werden, verbleiben im Cemisch, können dort
jedoch wegen ihrer Geringfügigkeit in bezug auf Zusammensetzung, Druck etc. des Gemisches vernachlässigt
werden.
Entsprechend einer vorteilhaften Fortbildung der Erfindung wird der Sauerstoff-Zelle bis zum Erreichen
einer vorgegebenen, die katalytische Oxidation des Anteils des Gemisches ermöglichenden Temperatur
Wärme zugeführt. Dies ist in bezug auf die für die Meßfähigkeit erforderliche Temperatur von Sensoren
im Auspuffsystem an sich bekannt, nicht jedoch in bezug auf die katalytische Oxidationsfähigkeit der Elektrode
und naturgemäß auch nicht für Systeme, die sich im Ansaugsystem befinden.
Weitere Fortbildungen der Erfindung ergeben sich aus den L'nteransprüchen.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung
näher erläutert. F.s zeigt
F ι g. I eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführüngsförm der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig.2 einen scherriatischen Querschnitt durch einen
Sensor für die Vorrichtung der Fig, I.
Fig. I zeigt eine erfindungsgemäße Regelvorrichtung für das Luft-Brennstoff-Verhältnis in Kombination
mit einer Brennkraftmaschine, Die Brennkraftmaschine
10 ist mit einem Ansaugsystem 12 und einem Auspuffsystem 14 versehen. Das Ansaugsystem 12
umfaßt einen Ansaugstutzen 12, der eine Verbindung zwischen der Atmosphäre und der Brennkraftmaschine
10 über einen. Luftfilter 18 herstellt und Atmosphärenluft in die Brennkraftmaschine 10 einleitet. Ein
Ansaugkrümmer 20 ist fest mit der Brennkraftmaschine 10 verbunden und bildet ein Teil des Ansaugrohres 16.
Ein Vergaser 22 ist an dem Aniaugkrümmer 20 befestigt und schließt ein<*n Teil des Ansaugrohres 16 ein. Der
Vergaser 22 weist einen Lufttrichter 24 auf, der sich in dem Ansaugrohr 16 befindet. Eine Drosselklappe 26 ist
drehbar in dem Ansaugrohr 16 stromabwärts des Lufttrichters 24 angeordnet Der Vergaser 22 weist eine
Schwimmerkammer 28 auf, die flüssigen Brennstoff 30 enthält, und ist mit einem Hauptsystem 32 und einem
Leerlaufsystem 34 versehen. Das Hauptsystem 32 umfaßt einen Hauptbrennstoffkanal 36, der mit der
Schwimmerkammer 28 über eine Hauptdüse 38 in Verbindung steht, eine Hauptluftdüse 40, die mit der
Atmosphäre und mit dem Hauptbrennstoffkanal 36 in Verbindung steht, und eine Hauptbrennstoffdüse 42, die
mit dem Hauptbrennstoffkanal 36 verbunden i.i und in
den Lufttrichter 24 mündet Das Leerlaufsystem 34 umfaßt einen Leerlaufbrennstoffkanal 44. der mit dem
Hauptbrennstoffkanal 36 stromabwärts der Hauptdüse 38 verbunden ist, und eine Leerlaufluftdüse 46, die die
Atmosphäre mit dem Leerlaufbrennstoffkanal 44 verbindet
Die Regelvorrichtung für das Luft-Brennstoff-Verhältnis
umfaßt eine Brennstoff-Regeleinrichtung, die eine zusätzliche Hauptluftdüse 48, die mit der
Atmosphäre und mit der Hauptluftdüse 40 verbunden ist, ein elektromagnetisch betätigtes Ventil 50 zur
Regelung der zusätzlichen Hauptluftdüse 48 mit einer Magnetspule 52 zur Betätigung, und eine zusätzliche
Leerlaufdüse zwischen der Atmosphäre und der Leerlaufluftdüse 46 sowie ein elektromagnetisches
Ventil 56 zur Regelung der zusätzlichen Leerlaufluftdüse 54 mit einer Magnetspule 58 umfaßt. Ein Sensor 60
befindet sie!, im Ansaugrohr 16 und tastet die Konzentration eines bestimmten Bestandteiles des
Luft-Brennstoff-Gemisches ab, das im Ansaugrohr durch den Vergaser 22 erzeugt wird, und zwar eine
Konzentration, die in enger Beziehung zu dem Luft-Brennstoff-Verhältnis des Gemisches steht. Der
Sensor 60 ermittelt die Konzentration durch Abtasten
eines Parameters, wie beispielsweise des Partialdruckes des jeweiligen Bestandteiles, der eine Funktion der
Konzentration dieses Bestandteiles ist. Obwohl der Sensor 60 in der Zeichnung an einem senkrechten
Abschnitt 59 des Ansaugrohrs 16 dargestellt ist, kann er im Ansaugrohr auch in einem Bereich, wie beispielsweise
einem bestimmten Zweigbereich des Ansaugkrümmers 20 angebracht werden, in dem Luft und Brennstoff
zufriedenstellend gemischt sind. Der Sensor 60 erzeugt ein Ausgangssignal, das für die abgetastete Kon/entra
tion des jeweiligen Bestandteils repräsentativ ist. Der Sensor 60 ist elektrisch mit einer Stromquelle 62 und
einer Regeleinrichtung 64 über einen Wechselschalter 66 verbunden.
Die Regeleinrichtung 64 ist elektrisch mit den Magnetspulen 52 Und 58 verbunden, Die Regeleinrichtung
66 nimmt das Ausgangssignal des Sensors 60 auf und erzeugt ein Steuersignal entsprechend diesem
Ausgangssignal, weiches Steuersignal an die Magnetspulen 52 und 58 gelangt und bewirkt, daQ diese den
Offnungsgrad der entsprjdienden Ventile 50 oder 56
entsprechend der abgetasteten Konzentration des jeweiligen Bestandteils regeln. Die beiden Ventile 50
und 56 werden durch die Magnetspulen 52 und 58 derar: betätigt, daß die Menge des aus dem Hauptbrennstoffkanal
36 und dem Leerlaufbrennstoffkanal 44 in das Ansaugrohr 16 gelangenden Brennstoffs vergrößert
oder verringert wird, so daß das Luft-Brennstoff-Verhältnis
des in dem Vergaser erzeugten Gemisches auf ein gewünschte oder vorgegebenes Verhältnis eingestellt
wird, in dem die Menge der Atmosphärenluft, die in das Ansaugrohr 16 durch die zusätzlichen Luftdüsen
48 und 54 gelangt, entsprechend dem Steuersignal der Regeleinrichtung 66 geregelt wird.
Der Wechselschalter 66 umfaßt einen ersten festen Kontakt 68 in Verbindung mit der elektrischen
Stromquelle 62, einen zweiten festen Kontakt 70 in Verbindung mit der Regeleinrichtung 64, und einen
schaltbaren Kontakt 72 in Verbindung mit dem Sensor 60, sowie eine Relaisspule 74 zum Umschalten des
schaltbaren Kontakts 72 zwischen dem ersten und zweiten Kontakt 68 und 70. Die P-laisspule 74 ist
elektrisch über eine verstärkende und t'iskreminierende Schaltung 76 mit einem Temperatursensor /.um
Abtasten der Temperatur des Sensors 60 verbunden und soll später noch einmal aufgegriffen werden. Der
Temperatursensor erzeugt ein Ausgangssignal, das für die abgetastete Temperatur des Sensors 60 repräsentativ
ist und an die Schaltung 76 gelangt. Die Schaltung 76 vergleicht den Wert di;s Ausgangssignals des Temperatursensors
mit einem festen Vergl<»ichswert und ermittelt, ob die Temperatur des Sensors 60 höher oder
niedriger als eine eingestellte Temperatur entsprechend diesem Wert ist Wenn die Temperatur dieses Sensors
60 niedriger als die eingestellte Temperatur ist, erzeugt die Schaltung 76 ein Ausgangssignal zur Erregung oder
Abschaltung der Relaisspule 74, durch das der bewegliche Kontakt mit dem ersten feststehenden
Kontakt 68 in Berührung gerät. Folglich bilden der Sensor 60, die Kontakte 68 und 72 und die elektrische
Stromquelle 62 eine Heizschaltung zur Erwärmung des Sensors 60 auf die vorgegebene Temperatur, bei der der
Senror 60 in die Lage versetzt wird, die Konzentration des gewünschten Bestandteile abzutasten. Wenn umgekehrt
die Temperatur des Sensors 60 höber als die eingestellte Temperatur ist, erzeugt die Schaltung 76 ein
Ausgangssignal zur Abschaltung der Relaisspule 74, so
daß der schaltbare Kontakt 72 in Berührung mit dem zweiten feststehenden Kontakt 70 gerät. Als Ergebnis
bilden der Sensor 60. die Kontakte 70 und 72 und die Schaltung eine Regelschaltung für das Luft-Brennstoff-Verhältnis
des Gemisches, durch das diese:» auf den gewünschten Wert ungeregelt wird. Wenn das Ausgangssignal
der Schaltung 76 die Relaisspule 74 erregi, dient die Schaltung 76 zur Verstärkung der Amplitude
des Ausgangssignals über den Wert des Ausgangssignais des Temperatursensor. \o daß die Re'aisspule 74
eingeschaltet werden kann
Fig. 2 zeigt im einzelnen ein Ausführungsbeispiel
eines Sensors 60 Der Sensor 60 umfaßt eine Sauerstoff Konzeivationszelle mit einem festen Elektrolyten
78. wie beispielsweise Zirkonoxid (ZrOj) in der
Form eines Zylinders. Der Elektrolyt 78 begrenzt eine längliche Ausnehmung 82 und weist ai( einem
ringförmigen Ende einen zusammenlaufenden Verschluß 80 auf, der ein Ende der Ausnehmung 82 des
Zylinders verschließt, während das andere ringförmige Ende 84 offen ist. Innere und äußere Oberflächen des
festen Elektrolyten 78 sind mit Schichten 86 und 88
überzogen, die beispielsweise aus Platin bestehen und als Elektroden dienen. Ein elektrischer Leiter 90
befindet sich auf der äußeren Oberfläche der äußeren Schicht 85 in der Nähe des ringförmigen Endes 84 des
Elektrolyten 78. Der Elektrolyt 78 ist an einer Halterung 92 Ober den Leiter 90 befestigt und damit elektrisch mit
dieser verbunden. Eine Abdeckung 94 ist an der Halterung befestigt und umgibt einen Teil der äußeren
Schicht 86, die über den Leiter 90 hinausragt, mit Abstand, so daß ein Zwischenraum zwischen der
äußeren Schicht 86 und der Abdeckung 94 entsteht. Die Abdeckung 94 kann aus einem Metall bestehen und
weist nahezu im gesamten Bereich eine Anzahl von kleinen Öffnungen 96 auf. Eine Elektroden-Schutzschicht
98 füllt den Zwischenraum zwischen der äußeren Schicht 86 und der Abdeckung 94 und umgibt den festen
Elektrolyten 78. Die Schutzschicht 98 kann beispielsweise aus perforierter Keramik bestehen. Ein Isolator 100
befindet sich rechts von dem Elektrolyten 78 in der Zeitiinurig. 5u daß uie riulceruiig 92 /wischen der
Abdeckung 94 und dem Isolator 100 liegt. Der Isolator 100 ist an einem Ende mit dem offenen, ringförmigen
Ende 84 des Elektrolyten 78 sowie der Halterung 92 verbunden.
Ein Leitungsdraht 102 erstreckt sich von der inneren
Schicht 88 zur Außenseite des Sensors 60 durch den Isolator 100 hindurch und ist mit dem beweglichen
Kontakt 72 des Wechselschalters 66 verbunden. Die äußere Schicht 86 des Wechselschalters 66 verbunden.
Die äußere Schicht 86 ist über den Leiter 90 und die Halterung 92 auf Masse geschaltet. Relativ kann die
äußere Schicht 86 über einen Leitungsdraht 103 geerdet sein, der sich von der äußeren Schicht 86 durch den
Isolator 100 erstreckt. Ein Temperatursensor 104 befindet sich in der Ausnehmung 82 des Elektrolyten 78
angrenzend an den Verschluß 80. Leitungsdrähte 106 und 108 erstrecken sich von dem Temperatursensor 104
zur Außenseite des Sensors 60 durch den Isolator 100. Einer der Leitungsdrähte J06 und 108 ist mit der
Schaltung 76 verbunden, während der andere auf Masse geschaltet ist. Alternativ können die Leitungsdrähte 106
und 108 über die Halterung 92 auf Masse geschaltet sein.
Die Ausnehmune 82 steht mit der umsehenden Atmosphäre über einen nicht gezeigten Abstand
zwischen dem Isolator 100 und den Leitungsdrähten 102,106 und 108 in Verbindung. Ein unabhängiger Kanal
oder eine nicht gezeigte kleine Bohrung können in dem Isolator 100 ausgebildet sein und für eine unabhängige
Verbindung zwischen der Ausnehmung und der Atmosphäre sorgen.
Der Sensor 60 ist fest in dem Ansaugrohr 16 angebracht, so daß die poröse Abdeckung 94 in dem
Ansaugrohr 16 liegt und dem durch das Ansaugrohr 16 strömenden Luft-Brennstoff-Gemisch ausgesetzt ist.
Die bisher beschriebene Regelvorrichtung für das Luft-Brennstoff-Verhältnis arbeitet wie folgt
Wenn der Temperatursensor 104 eine Temperatur des Sensors 60 unterhalb eines vorgegebenen Wertes
abtastet, der üblicherweise bei 3000C liegt, erzeugt die
Schaltung 78 ein Ausgangssignal, das an die Relaisspule 66 gelangt. Die Relaisspule 66 bringt den schaltbaren
Kontakt 72 in Berührung mit dem ersten feststehenden Konakt 68. Da auf diese Weise die elektrische
Stromquelle 62 mit dem Sensor 60 verbunden ist, fließt ein elektrischer Strom durch die Elektroden od«.-"-Schichten
86 und 88. so daß diese erwärmt werden unu
die Temperatur des fesien Eiekiroiyten 78 über den
vorgegebenen Wert erhöhen. Wenn der Temperatursensor 104 eine Temperatur des Sensors 60 oberhalb des
Vorgegebenen Wertes abtastet, erzeugt die Schaltung 66 ein Ausgangssignal, durch das die Relaisspule 66 den
beweglichen Kontakt 72 von dem festen Kontakt 68 auf
. den zweiten festen Kontakt 70 umschaltet. Daher wird der Sensor 60 gegenüber der elektrischen Stromquelle
62 isoliert und mit der Regeleinrichtung 64 verbunden.
Andererseits durchdringt das in dem Ansaugrohr 16
strömende Luft-Brennstoff-Geiiusch die Öffnungen 96
to in der metallischen Abdeckung 94 und die Schutzschicht 98 bis zu der äußeren Elektrode 86, auf der es durch eine
katalytischc Reaktion oxidiert wird, die durch die Platin-Schicht 86 der erwärmten Elektrode hervorgerufen
wird. Aufgrund dieser Reaktion erzeugt die
ii Sauerstoff-Konzentrationszelle eine elektromotorische
Kraft oder Spannung entsprechend der Differenz zwischen der Konzentration des Sauerstoffs in dem
Luft-Brennstoff-Gemisch, das die äußere Schicht 86 berührt, und der Konzentration des Sauerstoffs in der
in Aiiiiuspiiäfciilüfi, die die innere Schicht SS berührt. Die
in der Sauerstoff-Konzentration erzeugte Spannung gelangt an die Regeleinrichtung 64. Die Regeleinrichtung
64 vergleicht den Wert der Spannung und damit den Wert der abgetasteten Konzentration des Sauer-Stoffs
in dem Luft-Brennsloff-Gemisch. das der Brennkraftmaschine
10 zugeführt wird, mit einem gewünschten oder Vergleichswert, der einem gewünschten
Luft-Brennstoff-Verhältnis oberhalb des gewünschten Wertet liegt, erzeugt die Regeleinrichtung 64 ein
Ausgangssignal, das bewirkt, daß die Ventile 50 und 56 die Menge der durch die Hauptluftdüse 48 und die
Leerlaufluftdüse 54 angezogenen Luft auf beispielsweise Null verringert, so daß die Menge des durch den
Hauptbrennstoffkanal 36 und den Leerlaufbrennstoffka-
>s nal 44 in das Ansaugrohr 16 angesaugten Brennstoffs
erhöht und das Luft-Brennstoff-Verhältnis auf einen Wert verringert wird, der dem gewünschten Luft-Brennstoff-Verhältnis
entspricht. Wenn umgekehrt das abgetastete Luft-Brennstoff-Verhältnis unterhalb des
gewünschten Wertes liegt, erzeugt die Regeleinrichtung 64 ein Ausgangssignal, das bewirkt, daß die Ventile 50
und 56 die Menge der durch die Hauptluftdüse 48 und die Leerlaufluftdüse 54 eingesaugten Luft erhöht, so daß
die aus dem Hauptbrennstoffkanal 36 und dem Leerlaufbrennstoffkanal 44 angezogenen Brennstoff
verringert und das Luft-Brennstoff-Verhältnis auf den
gewünschten Wert erhöht wird.
Wenn die Temperatur des Sensors 60 auf den vorgegebenen Wert erhöht worden ist, ist es nicht mehr
notwendig, dem Sensor 60 einen elektrischen Strom zur Heizung der Schichten 86 und 88 zuzuführen, da die
äußere Schicht 86 aufgrund der katalytischen Rektion mit dem Luft-Brennstoff-Gemisch, dessen Wert in der
Nähe des stöchiometrischen Wertes liegt, auf einer
5> hohen Temperatur gehalten wird.
Es ist wünschenswert, einen Oxydations-Katalysator als Schutzschicht 98 zu verwenden, da dieser die
katalytische Reaktion des Luft-Brennstoff-Gemisches fördert und damit zur Aufrechterhaltung der Temperatür
des Sensors 60 beiträgt.
Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit einer Brennkraftmaschine beschrieben worden ist, die einen
Vergaser als Einrichtung zur Herstellung eines Luft-Brennstoff-Gemisches aufweist, kommt sie selbstver-
f>5 ständlich auch für Brennkraftmaschinen mit Einspritzanlage
in Betracht.
Die Erfindung schlägt somit ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Luft-Brennstoff-Verhält-
nisses eines für eine Brennkraftmaschine erzeugten Gemisches auf einen gewünschten Wert vor, bei denen
ein Sensor zum Abtasten eines Parameters vorgesehen ist, der für das Luft-Brennstoff-Verhältnis repräsentativ
ist. Der Sensor befindet sich im Ansaugrohr, so daß das Luft-Brennstoff-Verhäitnis wirksam geregelt wird, da
die Zeit, die zwischen der Erzeugung des Gemisches und der Abtastung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses vergeht,
verringert wird, ohne daß sie oben erwähnten Nachteile eintreten, die sich bei eiern zuletztgenannten
herkömmlichen Regelsystem für das Luft-Brennstoff-Verhältnis einstellen, und ohne daß Nachteile zu
erwarten sind, die unvermeidlich sind, wenn das Luft-Brennsloff-Verhällnis an einer Probe des Luft-Brcnnstoff-Gcmischcs
abgetastet wird, die sich von dem der Maschine zugeführten Gemisch unterscheidet
Erfindungsgemäß wird der Sensor auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt, soweit die Temperatur des
Sensors unter dieser Temperatur liegt. Oberhalb der vorgegebenen Temperatur ist es möglich, den gewünschten
Parameter abzutasten, so daß der Sensor zu dieser Abtastung auch dann in der Lage ist, wenn die
Temperatur der Brennkraftmaschine unterhalb des obigen vorgegebenen Wertes liegt.
Hierzu I Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zur Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses
eines einer Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches, bei dem die Konzentration eines
bestimmten Bestandteiles der Verbrennungsgase abgetastet wird, der für das Luft-Brennstoff-Verhältnis
des Gemisches repräsentativ ist, und bei dem sodann das Luft-Brennstoff-Verhältnis des zugeführten
Gemisches entsprechend der abgetasteten Konzentration auf einen gewünschten Wert eingeregelt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zu ermittelnde Bestandteil der Verbrennungsgase
im Ansaugrohr mit Hilfe einer eine katalytisch wirkende Elektrode umfassenden Sauerstoff-Konzentrationszelle
abgetastet wird, daß mit Hilfe der Elektrode ein Anteil des Gemiscnes im Ansaugrohr
katalytisch oxydiert wird und daß anhand des oxydierten Gemisches die Sauerstoff-Konzentralion
ermittelt wnrü.
2. Verfahren nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sauerstoff-Konzentrationszelle bis zum Erreichen einer vorgegebenen, die katalytische
Oxydation des Anteils des Gemisches ermöglichenden Temperatur Wärme zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer zweiten
Elektrode auf einer der ersten Elektrode gegenüberliegenden Seite der Sauerstoff-Konzentrationszelle
die Sauerstoff-Konzentration von Atmosphärenluft abgetastet wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Sensor (60) eine Sauerstoff-Konzentrationszelle
mit einer einen Katalysator enthaltenden Elektrode (86) umfaßt, die in dem Ansaugrohr (16) derart angeordnet ist, daß die
Elektrode (86) dem angesaugten Gemisch zugewandt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung (62,102) zur Erwärmung
des Sensors (60) bis zu einer für die katalytische Oxydation erforderlichen Temperatur.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP51121407A JPS5950863B2 (ja) | 1976-10-08 | 1976-10-08 | 空燃比の制御方法およびその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2744844A1 DE2744844A1 (de) | 1978-04-13 |
DE2744844C2 true DE2744844C2 (de) | 1981-09-17 |
Family
ID=14810402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2744844A Expired DE2744844C2 (de) | 1976-10-08 | 1977-10-05 | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Luft-Brennstoff-Gemisches einer Brennkraftmaschine |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4198939A (de) |
JP (1) | JPS5950863B2 (de) |
DE (1) | DE2744844C2 (de) |
GB (1) | GB1541208A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19632631A1 (de) * | 1996-08-13 | 1998-02-19 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zur Regelung des Verhältnisses der Brennstoff- und Luftanteile des Betriebsgemisches einer Brennkraftmaschine |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5361518U (de) * | 1976-10-25 | 1978-05-25 | ||
GB2056723B (en) * | 1979-08-02 | 1983-07-06 | Nissan Motor | Automatic control of air/fuel ratio in ic engines |
DE3000993A1 (de) * | 1980-01-12 | 1981-07-23 | Daimler Benz Ag | Elektrochemischer messfuehler mit schutzeinrichtung fuer die bestimmung des sauerstoffgehaltes in abgasen, insbesondere von verbrennungsmotoren |
DE3117790A1 (de) * | 1981-05-06 | 1982-11-25 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren und vorrichtung zur temperaturmessung bei sauerstoffsonden |
JPS57195863A (en) * | 1981-05-26 | 1982-12-01 | Mitsubishi Electric Corp | Air-fuel ratio controller for otto cycle |
DE3138547A1 (de) * | 1981-09-28 | 1983-04-07 | Bosch Gmbh Robert | Temperaturregeleinrichtung fuer einen sauerstoffuehler |
JPS59101561A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-12 | Mazda Motor Corp | エンジンの空燃比制御装置 |
JPS59190651A (ja) * | 1983-04-13 | 1984-10-29 | Toyota Motor Corp | 酸素センサの加熱制御装置 |
US4526672A (en) * | 1984-03-23 | 1985-07-02 | Axia Incorporated | Oxygen sensor |
JPS60235047A (ja) * | 1984-05-07 | 1985-11-21 | Toyota Motor Corp | 内燃機関用ヒ−タ付酸素センサの温度制御方法 |
DE3903314A1 (de) * | 1989-02-04 | 1990-08-09 | Bosch Gmbh Robert | Schaltung zum messen des innenwiderstandes einer lambdasonde |
DE9203528U1 (de) * | 1992-03-18 | 1992-07-09 | Ruhrgas Ag, 4300 Essen, De | |
US5499497A (en) * | 1993-08-06 | 1996-03-19 | Simmonds Precision Engine Systems | Temperature detector and control for an igniter |
DE19536604A1 (de) * | 1994-10-04 | 1996-04-11 | Simmonds Precision Engine Syst | Zündvorrichtung und Zündverfahren unter Verwendung elektrostatischer Düse und katalytischen Zünders |
DE102012201830A1 (de) | 2012-02-08 | 2013-08-08 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Adaption von Signalen eines Sauerstoffsensors im Luftzufuhrkanal einer Brennkraftmaschine |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3546086A (en) * | 1968-10-30 | 1970-12-08 | Westinghouse Electric Corp | Device for oxygen measurement |
US3558280A (en) * | 1968-11-05 | 1971-01-26 | Westinghouse Electric Corp | Solid state oxygen gauge |
NL156787B (nl) * | 1969-03-22 | 1978-05-16 | Philips Nv | Inrichting voor de automatische regeling van de lucht-brandstofverhouding van het aan een verbrandingsmotor toegevoerde mengsel. |
US3616274A (en) * | 1969-11-24 | 1971-10-26 | Gen Motors Corp | Method and apparatus for monitoring exhaust gas |
US3723279A (en) * | 1970-05-21 | 1973-03-27 | Steel Corp | Apparatus for oxygen determination |
CH530006A (de) * | 1970-10-01 | 1972-10-31 | Hoffmann La Roche | Elektrodenanordnung |
DE2115619A1 (de) * | 1971-03-31 | 1972-10-12 | Bosch Gmbh Robert | Meßfühler zur Bestimmung des Sauerstoffgehaltes in Kfz.-Abgasen |
US3949551A (en) * | 1972-01-29 | 1976-04-13 | Robert Bosch G.M.B.H. | Method and system for reducing noxious components in the exhaust emission of internal combustion engine systems and particularly during the warm-up phase of the engine |
US4023359A (en) * | 1972-07-19 | 1977-05-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Electronically controlled exhaust gas purifying system |
US3847778A (en) * | 1973-11-26 | 1974-11-12 | Gen Motors Corp | Air-fuel ratio sensor |
JPS5821097B2 (ja) * | 1974-12-24 | 1983-04-27 | 日産自動車株式会社 | ナイネンキカンノアイドルアンテイソウチ |
US4108122A (en) * | 1975-04-30 | 1978-08-22 | The Bendix Corporation | Air/fuel ratio for an internal combustion engine controlled by gas sensor in intake manifold |
US4005689A (en) * | 1975-04-30 | 1977-02-01 | The Bendix Corporation | Fuel injection system controlling air/fuel ratio by intake manifold gas sensor |
JPS51149424A (en) * | 1975-06-17 | 1976-12-22 | Nippon Denso Co Ltd | Electronic air-fuel ratio feed back control device |
US4050425A (en) * | 1975-11-24 | 1977-09-27 | General Motors Corporation | Air-fuel ratio control system |
US4076608A (en) * | 1976-11-04 | 1978-02-28 | Nissan Motor Company, Limited | Oxygen sensor |
US4080276A (en) * | 1977-04-25 | 1978-03-21 | Bendix Autolite Corporation | Gas sensor with protective coating and method of forming same |
-
1976
- 1976-10-08 JP JP51121407A patent/JPS5950863B2/ja not_active Expired
-
1977
- 1977-10-05 DE DE2744844A patent/DE2744844C2/de not_active Expired
- 1977-10-06 US US05/840,099 patent/US4198939A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-10-07 GB GB41793/77A patent/GB1541208A/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19632631A1 (de) * | 1996-08-13 | 1998-02-19 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zur Regelung des Verhältnisses der Brennstoff- und Luftanteile des Betriebsgemisches einer Brennkraftmaschine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5950863B2 (ja) | 1984-12-11 |
DE2744844A1 (de) | 1978-04-13 |
GB1541208A (en) | 1979-02-21 |
JPS5346523A (en) | 1978-04-26 |
US4198939A (en) | 1980-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2744844C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Luft-Brennstoff-Gemisches einer Brennkraftmaschine | |
DE3023429C2 (de) | Vorrichtung zur Rückkopplungs-Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses einer Brennkraftmaschine | |
DE3023430C2 (de) | Vorrichtung zur Rückkopplungsregelung der Gemischzufuhr einer Brennkraftmaschine | |
DE3019072C2 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration in Verbrennungsgasen | |
DE3632456C2 (de) | ||
DE69734382T2 (de) | Kohlenmonoxidsensor und Messvorrichtung unter Verwendung dieses Sensors | |
DE102010043023B4 (de) | Gasmessfühler | |
DE19827469B4 (de) | Gaskonzentrationsmeßverfahren und ein vorteilhafterweise bei dieser Messung verwendeter Verbundgassensor | |
DE2917160A1 (de) | Verfahren zum feststellen eines luft-brennstoff-verhaeltnisses in verbrennungseinrichtungen durch messung des sauerstoffgehalts im abgas | |
DE69836303T2 (de) | Gassensor | |
DE2658273C3 (de) | Gasdetektor | |
DE2608487B2 (de) | Gasdetektor | |
DE3028274A1 (de) | Vorrichtung zum erzeugen eines regelsignales fuer die rueckkopplungsregelung des kraftstoff-luftverhaeltnisses eines einer verbrennungseinrichtung gelieferten kraftstoff-luftgemisches | |
DE3021745A1 (de) | Vorrichtung zur bestimmung des luft/brennstoff-verhaeltnisses in einem auspuffgas | |
DE2907032A1 (de) | Elektrochemischer messfuehler fuer die bestimmung des sauerstoffgehaltes in gasen, insbesondere in abgasen von verbrennungsmotoren | |
EP2108119A2 (de) | Sensorelement mit innen liegender anode | |
DE4344826C2 (de) | Mehrlagiger Dünnschicht-Luft/Kraftstoffverhältnis-Sensor | |
DE112016001058T5 (de) | Gassensorelement und Gassensor | |
DE19929625A1 (de) | Stickoxidgassensor | |
DE10160105A1 (de) | Mehrlagengassensor und ein sich darauf beziehendes Gaskonzentrationserfassungssystem | |
DE3609227C2 (de) | ||
DE2627109B2 (de) | Vorrichtung zur Steuerung der Einleitung von Zusatzluft und zurückzuführendem Abgas in einen Ansaugkrümmer einer Brennkraftmaschine | |
DE102011082419A1 (de) | Gasmessfühler und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE19805023A1 (de) | Elektrochemischer Meßfühler | |
DE3729337A1 (de) | Vorrichtung zur messung einer sauerstoffkonzentration |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAM | Search report available | ||
OC | Search report available | ||
OD | Request for examination | ||
OF | Willingness to grant licences before publication of examined application | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8330 | Complete disclaimer |