DE2822391A1

DE2822391A1 - Tastgeraet fuer die auspuffgase von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2822391A1
Application number: DE19782822391
Authority: DE
Inventors: Franco Forlani
Original assignee: Magneti Marelli SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1977-06-01
Filing date: 1978-05-23
Publication date: 1978-12-07
Also published as: PT68121A; ES470360A1; NL7805920A; FR2393302A1; JPS53149398A

Description

Fabbrica Italiana Magneti Marelli S.p.A., Via Guastalla 2, Milano

Tastgerät für die Auspuffgase von Kraftfahrzeugen.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Taster bzw· ein Abtastgerät für die Auspuffgase für Karftfahrzeuge, das aufgrund der Wir— kungsweise bestimmer Metalloxyde anspricht.

Me bekannten Auspuffgastaster dieser Gattung weisen einen mit Gewinde versehenen Metallkörper zum Anschrauben an den Auspuffkollektor und ein vorstehendes Teil auf, welches das den Auspuffgasen ausgesetzte Ansprechelement lagert. Das Ansprechelement besteht aus Metalloxydpulver, das zwischen zwei Elektroden angeordnet wird, die an eine elektrische äußere Schaltung angeschlossen sind, wobei das Pulver einem Federdruck derart ausgesetzt wird, daß es Pastillenform annimmt. Als Oxyde werden zumeist Titanoxyde, Chromoxyde oder Kobaltoxyde benützt.

Die Leitfähigkeit der Oxydpastille ändert sich aufgrund der Zusammensetzung der Auspuffgase und dies wird zur Einstellung des Luftbenzinverhältnisses mittels eines Feedback—Systems benützt, das an die Zufuhrvorrichtung angeschlossen wird, die mit Vergasung oder Einspritzung arbeitet.

Allerdings sind auch die Mängel dieser bekannten Taster für Auspuffgase bekannte Aufgrund des in Pulverform vorliegenden Ansprechmate— rials, das nicht kompakt ist und daher Schwierigkeiten in der Abmessungskontrolle mit sich bringt, sind die Arbeitsbedingungen nicht optimal. Insbesondere werden die elektrischen Eigenschaften durch die jeweiligen von der Feder bestimmten Druckverhältnisse festgelegt« Weiterhin wirken sich die Anordnung der Staubkörnchen und die mechanischen Erschütterungen im Motorraum nachteilig aus, welche zeitlich eine rasche Degradierung verursachen. Außerdem ist aufgrund der klei-

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nen Abmessungen der Pastille der den Auspuffgasen ausgesetzte Flächenraum und daher auch die Zuverlässigkeit ziemlich begrenzte Schließlich ist die Anordnung von Federn zur Komprimierung des Oxydpulvers Ursache zu Raumproblemen, ganz abgesehen von dem mechanischen Gesamtaufwand.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Behebung der vorgenannten Mängel und die Schaffung eines Tastgeräts für Auspuffgase, bei welchem das Ansprechorgan kompakt ist, eine ausgedehnte Fläche aufweist und die Degradierung infolge der Erschütterung des Motors nicht stattfindet, keine Federn verwendet werden und schließlich eine gedrungene Gestaltung bei kleinem Gewicht möglich isto

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt in der Überwachung der Temperatur des Ansprechelements derart, daß dieses bei einer optimalen Funktionstemperatur gehalten werden kann.

Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß der den Auspuffgasen ausgesetzte Teil eine Unterlageschicht aus Keramik besitzt, welcher gemäß der Technologie des dicken Films das Ansprechelement überlagert, das aus einem die Merkmale der Halbleitergattung aufweisenden Metalloxyd oder einer Mischung von Metalloxyden zumindest oberhalb einer bestimmten Temperatur besteht. Zwecks Kontrolle der Temperatur des Ansprechorgans sind außerdem gemäß der Technologie des dicken Films ein Heizelement und ein Kontrollelement der Temperatur vorge— sehen.

Die Erfindung wird im nachfolgenden beispielsweise mit Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist ein Schnittbild durch einen erfindungsgemäßen, in 4as Auspuffgas eingesetzten Taster;

Fig. 2 veranschaulicht in vergrößertem Maßstab die Oberseite der Keramikunterlageschicht als Trägerin dee Ansprechelements ;

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I"ig. 3 zeigt die andere Seite der Keramikunterlageschicht, welche sowohl das Heizelement als auch das Temperatur-Kontroll element veranschaulicht;

Figo 4- stellt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Ansprechorgans gemäß der Erfindung dar;

Jig« 5 und. 6 zeigen die beiden Seiten der Keramikunterschicht des Tasters gemäß 3?ig. 4·.

In den Fig. 1-3 weist der Auspuffgastaster einen Metallkörper 1 mit einem zum Ansetzen im Auspuffrohr 3 dienenden Gewinde 2 sowie ein vorstehendes Teil 4 auf, welches den Auspuffgasen ausgesetzt ist.

Erfindungsgemäß ist der vorstehende Ansatz 4- mit einer Unterschicht aus Keramik, beispielsweise Tonerde versehen, auf welcher gemäß der bekannten Technologie des dicken Films an einer Seite (siehe Fig. 1 und 2) das Ansprechelement 6 aus Metalloxyden und auf der anderen Seite (Fig. 3) das Heizelement 7,und das Temperaturkontroll— element 8 angeordnet sind.

Insbesondere besteht das Ansprechorgan aus einem Metalloxyd oder Metalloxyden mit Halbleitereigenschaften zumindest oberhalb einer gewissen Temperatur. Beispielsweise kann als Metalloxyd Gallium— oxyd oder eine Mischung aus Galliumoxyd und Indiumoxyd (GapO^ + 1^0,) verwendet werden. Als Heizelement kann ein Widerstand und als Temperaturkontrollelei^ent ein sogenannter Thermistor verwendet werden.

Die vorgenannten Elemente 6, 7 und 8 werden durch niederschlagen auf der Schicht 5 mittels Siebdruck hergestellt. Diese Technik erlaubt die Bildung des Ansprechelements 6 in kompakterer Form, se daß auch eine bessere Kontrolle seiner elektrischen Parameter möglich istο Außerdem kann man auf diese Weise ein Ansprechelement herstellen, dessen den Auspuffgasen ausgesetzte Fläche sehr groß ist, was den Vorteil hat, daß die Zuverlässigkeit des Tasters verbessert wird«,

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Die Möglichkeit der Anbringung des Heizelements 7 und des Kontrollelemente der Temperatur 8 auf der gleichen Unterlageschicht, auf welcher das Ansprechelement 6 gelagert ist, ermöglicht die Erzielung folgender Vorteile: Die Vorwärmung des Ansprechelements beim Anlas— sen des Motors, um dasselbe rasch über die Temperaturschwelle zu bringen, bei welcher es arbeiten kann, und zwar auch bei Anlassen in kaltem Zustand (damit ist die Kontrolle der Auspuffgase auch während des Anlassens möglich); Kontrolle der Temperatur des Heizelements auch während der Fahrt mit der Möglichkeit, mit dem An« sprechorgan bei konstanter Temperatur nach Vorgabe zu arbeiten, unabhängig von den Betriebsverhältnissen des Motors (dadurch ist die Beständigkeit des Einwirkens des Ansprechorgans gewährleistet).

Zur Schaffung dieser Vorbedingungen ist das Temperaturkontrollorgan an eine nichtveranschaulichte äußere elektrische Schaltung angeschlossen, welche die Versorgung des Heizelements 7 bewirkt, wenn die Temperatur der Unterschicht 5 (und damit des Ansprechelements 6) unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegt und welche die Abschaltung der Stromversorgung für dieses Heizelement vornimmt, sobald die Unterschicht diesen vorgegebenen Wert erreicht hat.

Vorteilhafterweise werden nicht nur die Elemente 6, 7 und. 8, sondern auch die entsprechenden Anschlüsse 6a, 7a und 8a nach der Technologie der dicken Filme hergestellt.

Gemäß einer besonderen Ausbildung der Erfindung erscheint die Tonunterschicht 5 als längliche Platte, welche sich vom Innenraum des Metallkörpers 1 bis außen an der den Auspuffgasen gegenüberliegenden Stelle erstreckt. Bei einer solchen Unterlageschicht können die elektrischen Anschlüsse 6a_t 7a und 8a längs der Gesamtlänge der Platte vorgesehen werden, so daß deren Enden 6b, 7b und 8b die Ansatzenden der Außenechaltungen bilden. Dadurch ist die unmittelbare Anordnung der Kopplungsstücke möglich.

Insbesondere ist an die Enden 8b die zuvor erwähnte äußere Schaltung

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angeschlossen, welche die Versorgung des Widerstands 7 über die Klemmen 7b steuert, während die Klemme 6b an die elektronische Schalteinrichtung für die Motorversorgung angeschlossen ist· Wie bereits erwähnt, wird das vorstehende Teil ^ des Tasters von den Auspuffgasen beaufschlagt; daher empfiehlt es sich, dieses gegen nicht gasförmige Verschmutzungen mittels eines porösen Behälters 9 (siehe Figo 1), beispielsweise einer Kappe aus porösem Keramikma« terial abzuschirmen, die auch einen mechanischen Schutz bietet·

Bei der dargestellten Ausführung ist das Ansprechelement 7 auf der einen Oberseite der Unterschicht, die übrigen Elemente 7 und 8 auf der anderen Seite vorgesehen. Diese Anordnung hat sich als funktionell und praktisch erwiesen. Es ist jedoch offensichtlich, daß die Verteilung dieser Elemente auch anders ein und nach den praktischen Erfordernissen wechseln kann.

Der in den Fig. 4·, 5 und 6 gezeigte Taster unterscheidet sich im wesentlichen von den in den vorangehenden Figuren gezeigten Ausbildungen dadurch, daß die Tonerdeunterlage 10, welche das Ansprechelement 11, das Heizelement 12 und das Temperaturkontrollelement 13 lagert, nicht durch den Körper 14 des Ansprechelements geführt wird und daher an der den Auspuffgasen gegenüberliegenden Seite angebracht ist· Außerden sind die elektrischen Anschlüsse der Elemente 11, 12 und 13 aus den Leitern 11a, 12a, 13a gebildet, welche auch dem Zweck der Halterung der Unterschicht 10 dienen. Diese Leiter sind an die drei Endklemmen 11b, 12b und I3"b angeschlossen, während die Kontakte 11c, 12c und 13c an Masse liegen. Auch im Tastorgan gemäß Fig. M- könnte das den Auspuffgasen ausgesetzte vorstehende Teil 15 mittels eines porösen Behälters geschützt werden_o

Pat ent ansprüch e

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Claims

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Pat ent ansprüohe

!Paster für die Auspuffgase von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem Metallkörper und einem abstehenden, das Ansprechelement halternden Element, welches mit den Auspuffgasen beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieses vorstehende Teil eine keramische Unterschicht besitzt, auf welcher gemäß der Technologie der dicken Filme das Ansprechelement angebracht ist, das aus einem Mttafcloxyd oder einer Miehnngg τοη Metalloxyden besteht, welche zumindest oberhalb einer bestimmten Temperatur Halbleitereigenschaften aufweisen.
2. Taster für Auspuffgase nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der keramischen Unberlageschicht ebenfalls gemäß den Technologien der dicken Filme ein Heizelement und ein Temperaturkontrollelement aufgebracht sind, wobei das letztere an eine äußere Schaltung angeschlossen ist, welche das Schalten des Heizelements dann bewirkt, wenn die Temperatur der Keramikunterschicht (oder des Ansprechelements) unterhalb eines vorgegebenen Werts liegt, während die Abschaltung des Heizelements erfolgt, wenn die keramische Unterschicht einen vorgegebenen Temperaturwert erreicht,

3· Taster für Auspuffgase nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansprechelement auf einer Oberseite der keramischen Unterschicht angeordnet ist, während die Heizelemente und Kontroll elemente für die Temperaturen auf der anderen Oberseite derselben vorgesehen sind.

4·. Tastgerät für Auspuffgase nach den Ansprüchen 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß das TemperaturkontrolleleMent aus einem Thermistor besteht.

5· Tastgerät für Auspuffgase nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Unterschicht sich über die

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ganze Iiineiiausdelinuiig des Metallkörpers und in dessen Gesamtlänge erstreckt, und daß auf dieser Unterschicht ebenfalls gemäß der Technologie der dicken Filme die elektrischen Anschlüsse der verschiedenen Elemente so vorgesehen sind, daß die Enden dieser Anschlüsse die Anschlußenden an die äußeren elektrischen Schaltungen bilden.

6e Tastgerät für Auspuffgase nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Elemente der keramischen Unterschicht an die äußeren Anschlußenden mittels elektrischer Leiter angeschlossen sind, welche auch die Aufgabe der Halterung der Unterschicht aufweisen,,

7« Tastgerät für Auspuffgase nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Unterschicht und die entsprechenden Elemente in einem porösen Behälter untergebracht sind, welcher gleichzeitig als mechanischer Schutz dient.

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