DE3042852C2

DE3042852C2 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3042852C2
Application number: DE3042852A
Authority: DE
Inventors: Haruhiko Yokosuka Kanagawa Iizuka; Fukashi Yokohama Kanagawa Sugasawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-11-15
Filing date: 1980-11-13
Publication date: 1982-09-02
Also published as: US4484548A; JPS5672235A; DE3042852A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer ersten und einer zweiten Zylindereinheit und Einspritzung des Treibstoffes, mit einem ein Drosselventil aufweisenden Ansaugkrümmer, der stromabwärts des Drosselventils in einen ersten, zu der ersten Zylindereinheit, und einen zweiten, zu der zweiten Zylindereiriheit führenden Ansaugkanal unterteilt ist, wobei durch ein in dem zweiten Ansaugkanal angeordnetes Absperrventil die Verbindung mit dem ersten Ansaugkanal unterbrechbar ist, mit einem Auspuffgaskanal für die erste und zweite Zylindereinheit, in welchem zur Auspuffgasreinigung ein katalytischer Konverter angeordnet ist und welcher über einen ein Auspuffgas-Rückführventil enthaltenden Auspuffgas-Rückführkanal stromabwärts des Absperrventils mit dem zweiten Ansaugkanal verbunden ist, und mit einer Steuereinrichtung, durch die in Abhängigkeit von der mit einer Konstanten multiplizierten Maschinenlast die der Brennkraftmaschine zuzuführenden Treibstoffmenge bestimmbar ist und durch die zum Abschalten der zweiten Zylindereinheit bei geringer Maschinenlast das Absperrventil zum Abtrennen des zweiten Ansaugkanals in seine geschlossene Stellung und das Auspuffgas-Rückführventil zum Zurückführen von Auspuffgas zu der zweiten Zylindereinheit in seine geöffnete Stellung steuerbar ist.

Bei einer solchen aus der DE-OS 29 00 953 bekannten Brennkraftmaschine ist es nicht vorgesehen, die Temperatur des katalytischen Konverters festzustellen und die Steuerung der Brennkraftmaschine in irgendeiner Weise in Abhängigkeit von der Konvertertemperatür zu beeinflussen. Infolgedessen besteht die Möglichkeit, daß, wenn das Treibstoffgemisch nicht vollkommen verbrannt wird, eine zu starke Erhitzung des Konverters eintritt. Dies führt zu einer relativ schnellen Zerstörung und damit starken Verkürzung der Lebensdauer des katalytischen Konverters.

Aus der US-PS 40 23 358 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, in deren Auspuffgaskanal ein katalytischer Konverter angeordnet ist. Mittels eines Temperaturfühlers wird ein der Temperatur des katalytischen Konverters entsprechendes Temperatursignal erzeugt, welches in einem Komparatorschaltkreis mit einem vorgegebenen Bezugstemperaturwert verglichen wird. Wenn dieser Bezugstemperaturwert überschritten wird, wird am Ausgang des Komparatorschaltkreises ein Steuersignal erzeugt, welches einer Steuereinrichtung zugeführt wird. Ferner ist für jeden Zylinder ein Temperaturfühler vorgesehen, deren Temperatursignale ebenfalls der Steuereinrichtung zugeführt werden.

Mit Hilfe der Steuereinrichtung kann die Treibstoffzufuhr zu den einzelnen Zylindern unterbrochen werden, wenn die Konvertertemperatur den vorgegebenen Temperaturwert überschritten hat und die Temperatur eines der Zylinder in bezug auf einen Durchschnittswert einen extremen Wert aufweist. Ein solcher extremer Wert kann ein Wert sein, der unter dem Durchschnittswert liegt und darauf hinweist, daß in dein betreffenden Zylinder keine vollständige Verbrennung des Treibstoffgemisches stattgefunden hat, so daß unverbrannte Bestandteile der Treibstoffmischung zu dem katalyuschen Konverter gelangen und dort eine unzulässige Erhitzung bewirken. Durch Abschalten der Treibstoffzufuhr zu dem Zylinder wird der Anteil unverbrannter Bestandteile des Treibstoffgemisches in dem Auspuffgas unterdrückt, so daß der katalytische Konverter nicht überhitzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß bei Vollastbetrieb und nicht ausreichend geöffnetem Absperrventil und/cder geöffnetem Auspuffgas-Rückführventii einerseits sowie bei Schwachlastbetrieb und nicht ausreichend geschlossenem Abspet rventil und/oder geschlossenem Auspuffgas-Rückführventii andererseits eine Überhitzung des katalytischen Konverters verhindert wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Steuereinrichtung einen einen ersten und einen zweiten Komparatorschaltkreis aufweisenden Notschaltkreis umfaßt, daß dem ersten und dem zweiten Komparatorschaltkreis ein der Temperatur des katalytischen Konverters entsprechendes Temperatursignal zugeführt wird, wobei durch den ersten Komparatorschaltkreis ein erstes Steuersignal erzeugbar ist, wenn die Temperatur des katalytischen Konverters größer als ein erster Temperaturbezugswert ist und durch den zweiten Komparatorschaltkreis ein zweites Steuersignal erzeugbar ist, wenn die Temperatur des katalytischen Konverters höher als ein über dem ersten Temperaturbezugswert liegender zweiter Temperaturbezugswert ist, daß durch die Steuereinrichtung beim Auftreten des ersten Steuersignals die Konstante auf einen ersten vorbestimmten Wert abgeändert und die Treibstoffzufuhr zu der zweiten Zylindereinheit unterbrochen wird und beim Auftreten des zweiten Steuersignals die Konstante auf einen zweiten vorbestimmten Wert abgeändert wird, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist

Wenn bei Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine Schwierigkeiten dahingehend auftreten sollten, daß das Absperrventil nicht geöffnet und/oder das Auspuffgas Rückführventil nicht geschlossen ist, so ist das Treibstoffgemisch für die Zylinder der ersten Zylindereinheit zu mager und dasjenige für die Zylinder der zweiten Zyündereinheit zu fett, so daß in dem Auspuffgas unverbrannter Treibstoff enthalten ist, was zu einem Anstieg der Konvertertemperatur führt. Ein solcher Temperaturanstieg kann dadurch unterdrückt werden, daß die Treibstoffzufuhr zu den Zylindern der zweiten Zylindereinheit unterbrochen und gleichzeitig die Konstante für die zum Bestimmen der Treibstoffzufuhr zu multiplizierende Maschinenlast auf den vorbestimmten Wert K\ abgeändert wird. Aufgrund des neuen Wertes für die genannte Konstante wird das Treibstoffgemisch für die erste Zylindereinheit reicher gemacht, so daß die Brennkraftmaschine zuverlässig läuft.

Wenn es andererseits beim Schwachlastbetrieb auftreten sollte, daß das Absperrventil nicht geschlossen und/oder das Auspuffgas-Ruckführventil geschlossen ist, so erhält die erste Zyündereinheit ein zu reiches Gemisch, mit der Folge, daß unverbrannter Treibstoff in dem Auspuffgas enthalten ist, wodurch eine Erhöhung der Konvertertemperatur hervorgerufen wird. Wenn -n diesem Fall die genannte Konstarte auf den Wert K\ abgeändert wird, ist das Treibstoffgemisch für die erste Zyündereinheit immer noch zu fett, und die Temperatur des katalytischen Konverters ist infoigedessen zu hoch. iü Die Temperatur des katalytischen Ko.iverters kann dadurch verringert werden, daß die Konstante K auf den vorbestimmten Wert K₂ abgeändert wird, der kleiner als der Wert Ki ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch ausgezeichnet, daß durch den ersten Komparatorschaltkreis beim Auftreten des ersten Steuersignals der erste Temperaturbezugswert auf einen vorbestimmten Wert verringerbar ist und daß durch den zweiten Komparatorschaltkreis beim Auftreten des zweiten :o Steuersignals der zweite Temperaturbezugswert auf einen vorbestimmten Wert verringerbar ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich eine sprunghafte Steuerung während des Auftretens des ersten und des zweiten Steuersignals ergibt.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Notschaltkreis Mittel umfaßt, durch die die Anzahl des Auftretens des ersten Steuersignals feststellbar ist und durch die, wenn die Anzahl einen vorgegebenen Wert überschreitet, der jo erste und der zweite Temperaturbezugswert jeweils auf einen solchen Wen verringerbar ist, bei denen durch den ersten und den zweiten Komparatorschaltkreis das erste und das zweite Steuersignal erzeugbar sind. Diese Weiterbildung ermöglicht, insbesondere dann, wenn das Überschreiten des vorgegebenen Wertes über eine Warneinrichtung angezeigt wird, eine fehlerhafte Arbeitsweise, wie z. B. ein fortlaufendes Offensein des Auspuffgas- Rückführventils anzuzeigen.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele werden unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Brennkraftmaschine geteilter Bauart, F i g. 2 ein Schaltdiagramm des bei der Brennkraftmaschine gemäß F i g. 1 vorgesehenen Notkreises,

F i g. 3 eine graphische Darstellung der Temperatur des katalytischen Konverters gegen die Temperaturfühler-Ausgangsspannung,

F i g. 4 gewisse Impuls- bzw. Signalformen, die bei der Erläuterung der Arbeitsweise des Notkreises gemäß F i g. 2 verwandt werden,

Fig. 5 ein Schaltdiagramm einer abgeänderten Form des Notkreises gemäß F i g. 2 und

Fig.6 gewisse Impuls- bzw. Signalformen zur Erläuterung der Arbeitsweise des Notkreises gemäß Fig. 5.

Es wird nun auf die F i g. 1 Bezug genommen. Mit dem Bezugszeichen 10 ist ein Motorenblock bezeichnet, der eine aktive Zylindereinheit mit drei Zylindern 1 bis 3, die stets in Betrieb sind, und eine inaktive Zyündereinheit mit drei Zylindern 4 bis 6 aufweist, die außer Betrieb sind, wenn die Motorlast unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt. Dem MotOi wird Luft durch einen Luftzufuhrkanal 12 zugeführt, indem ein Luftströmungsmeßgerät 14 und ein Drosselventil 16 vorgesehen sind, welches mit dem Gaspedal (dieses ist nicht dargestellt) zur Steuerung der

Luftströmung zu dem Motor antriebsmäßig verbunden ist. Der Zuführkanal 12 ist stromabwärts des Drosselventils 16 mit einem Ansaugkrümmer 18 verbunden, welcher in einen ersten und einen zweiten Ansaugkanal 18a bzw. 186 unterteilt ist. Der erste Ansaugkanal 18a -■> führt zu den aktiven Zylindern 1 bis 3 und der zweite Ansaugkanal 186 führt zu den inaktiven Zylindern 4 bis 6.

Der Motor weist ferner einen Auspuffkrümmer 20 auf, welcher in einen ersten und einen zweiten h> Auspuffkanal 20a bzw. 20i unterteilt ist, der von den aktiven Zylindern 1 bis 3 bzw. den inaktiven Zylindern 4 bis 6 fortführt. Der Auspuffkrümmer 20 ist an seinem stromabwärts gelegenen Ende mit einem Auspuffgasrohr 22 verbunden, in dem ein Auspuffgasfühler 24 ι·> angeordnet ist, und ferner ist ein Auspuffgasreiniger 26 stromabwärts des Auspuffgasfühlers 24 angeordnet. Der Auspuffgasfühler 24 kann in der Form eines Sauerstoffühlers vorliegen, welcher den Sauerstoffgehalt des Auspuffgases überwacht und dahingehend wirkt, daß ein Signal erzeugt wird, welches das Luft-Treibstoff-Verhältnis anzeigt, mit dem der Motor betrieben wird. Der Auspuffgasreiniger 26 kann in der Form eines dreiwegigen katalytischen Konverters vorliegen, welcher eine Oxydation von HC und CO und eine Reduktion von NOx bewirkt, um die Abgabe von Verunreinigungen durch das Auspuffrohr 22 so klein als möglich zu halten. Der katalytische Konverter arbeitet am besten beim stöchiome"rischen Luft-Treibstoff-Ver hältnis. Im Hinblick darauf ist es wünschenswert, das Luft-Treibstoff-Verhältnis auf dem stöchiometrischen Wert zu halten.

Ein Auspuffgas-Rückführkanal 28 ist vorgesehen, dessen eines Ende sich in den zweiten Auspuffkanal 206 und dessen anderes Ende sich in den zweiten Ansaugkanal 186 öffnet. In dem Auspuffgas-Rückführkanal 28 ist ein Auspuffgas-Rückführventil 30 vorgesehen, welches sich öffnet, damit Auspuffgas von dem zweiten Auspuffgaskanai 206 in den zweiten Ansaugkanal 186 zurückgeführt werden kann, damit Pumpverluste der inaktiven Zylinder 4 bis 6 während der Betriebsart mit nur einem Teil des Motors minimalisiert werden können, bei der der Motor mit den drei Zylindern 1 bis 3 betrieben wird. Das Auspuffgas-Rückführventil 30 wird geschlossen, um eine Rückführung von Auspuffgasen während der Betriebsart mit vollständigem Motorbetrieb zu verhindern, bei der der Motor mit allen seinen Zylindern 1 bis 6 betrieben wird.

Das Auspuffgas-Rückführventil 30 wird durch eine erste pneumatische Ventilbetätigungseinrichtung 32 betrieben, welche eine in einem Gehäuse ausgebreitete Membran umfaßt, um in diesem zwei Kammern auf gegenüberliegenden Seiten der Membran zu begrenzen, und eine Betätigungsstange aufweist, deren eines Ende mittig an der Membran befestigt ist und deren anderes Ende antriebsmäßig mit dem Auspuffgas-Rückführventil 30 verbunden ist Die Arbeitskammer 32a ist mit dem Auslaß eines ersten dreiwegigen Magnetventils 34 verbunden, das einen mit der Umgebungsluft verbundenen Umgebungslufteinlaßkanal und einen mit dem zweiten Einlaßkanal 186 verbundenen Unterdruckkanal aufweist Das erste Magnetventil 34 befindet sich normalerweise in einer Stellung, in der eine Verbindung zwischen der ersten Kammer 32a der ersten Ventilbetätigungseinrichtung und der Umgebungsluft vorliegt damit das Auspuffgas-Rückführventil 30 geschlossen ist Beim Betrieb nur eines Teils der Brennkraftmaschine wird das erste Magnetventil 34 in eine andere Stellung bewegt, in der eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer 32a der ersten Ventilbetätigungseinrichtung und dem zweiten Einlaßkanal 186 vorliegt, wodurch das Auspuffgas-Rückführventil 30 geöffnet wird.

Am Einlaß des zweiten Ansaugkanals 186 ist ein Absperrventil 40 vorgesehen, welches normalerweise geöffnet wird, damit frische Luft durch den zweiten Ansaugkanal 186 zu den inaktiven Zylindern 4 bis 6 gelangen kann. Das Absperrventil 40 bewirkt eine Unterbrechung der Strömung frischer Luft zu den inaktiven Zylindern 4 bis 6, wenn nur ein Teil des Motors betrieben wird. Das Absperrventil 40 kann in der Form eines zweiseitigen Drosselventils vorliegen, welches ein Paar von Ventilplatten aufweist, die parallel und mit Abstand zueinander einander gegenüberliegen. Eine Leitung 46 ist vorgesehen, deren eines Ende sich in den Zuführkanal 12 stromaufwärts des Drosselventils 16 und dessen anderes Ende sich in den zweiten EiniaBkanai 186 öffnet, wobei das andere Ende zu dem Raum zwischen den Ventilplatten ausgerichtet ist, wenn sich das Absperrventil 40 in seiner geschlossenen Stellung befindet. Sich im wesentlichen auf Atmosphärendruck befindende Luft wird durch die Leitung 46 in den Raum zwischen den Ventilplatten eingeführt, um sicherzustellen, daß in den zweiten Einlaßkanal 186 abgegebene Auspuffgase nicht in den ersten Einlaßkanal 18a gelangen können, wenn sich das Absperrventil 40 schließt.

Das Absperrventil 40 wird durch eine zweite pneumatische Ventilbetätigungseinrichtung 42 betätigt, welche im wesentlichen der ersten Ventilbetätigungseinrichtung 32 gleicht

Die Arbeitskammer 42a der zweiten Ventilbetätigungseinrichtung 42 ist mit dem Auslaß eines zweiten dreiwegigen Magnetventils 44 verbunden, welches einen mit der Umgebungsiuft in Verbindung stehenden Atmosphärenlufteinlaß und einen mit einem Unterdruckbehälter 46 verbundenen Unterdruckeinlaß aufweist. Das zweite Magnetventil 44 befindet sich normalerweise in einer Stellung, in der eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer 42a der zweiten Ventilbetätigungseinrichtung und der atmosphärischen Luft vorliegt damit das Absperrventil 40 geöffnet ist. Wenn der Motor nur mit einem Teil betrieben wird, wird das zweite Magnetventil 44 in eine andere Stellung bewegt in der eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer 42a der zweiten Ventilbetätigungseinrichtung und dem Unterdrucktank 46 vorliegt damit das Absperrventil 40 geschlossen wird.

Mit dem Bezugszeichen 50 ist ein Einspritzsteuerkreis bezeichnet, der in synchroner Übereinstimmung mit der Motordrehzahl, wie sie durch die Funkenimpulse einer Zündspule 52 dargestellt wird, ein Treibstoffeinspritzlmpuissignai mit einer impulsbreite erzeugt die der von dem Luftströmungsmesser 14 bestimmten Luftströmungsgeschwindigkeit proportional und in Obereinstimmung mit einem das Luft-Treibstoff-Verhältnis anzeigenden Signal von dem Auspuffgasfühler 24 korrigiert ist Das Treibstoffeinspritz-Impulssignal wird direkt den Treibstoffeinspritzventilen g\ bis gy, um Treibstoff den entsprechenden Zylindern 1 bis 3 zuzuführen, und auch über einen Arbeitskreis 54 für der Motor mit geteilter Bauart den Treibstoffeinspritzventi len gt, bis g₆ zugeführt die EIN-AUS-Magnetventile seir können, die während einer der Impu'.sbreite de; Treibstoffeinspritz-Impulssignals entsprechender

Dauer geöffnet werden können.

Der Arbeitskreis 54 bestimmt aus der Impulsbreit«

des Treibstoffeinspritz-lmpulssignals die Last, mit der der Motor betrieben wird. Bei großen Lastbedingungen erlaubt der Arbeitskreis 54 den Durchgang von Treibstoffeinspritz-Impulssignalen von dem Einspritzsteuerschaltkreis 50 zu den Treibstoffeinspritzventilen gt, bis gb und erzeugt ein eine große Last anzeigendes Signal für einen Ventiltreiberschaltkreis 56. Wenn die Motorlast unterhalb eines vorbestimmten Wertes fällt, unterbricht der Arbeitskreis 54 den Durchgang der Treibstoffeinspritz-Impulssignale von dem Einspritzsteuerschaltkreis 50 zu den Treibstoffeinspritzventilen gt bis gb und erzeugt ein eine niedere Last anzeigendes Signal für den Ventiltreiberschaltkreis 56.

Der Ventiltreiberschaltkreis 56 spricht auf das eine große Last anzeigende Signal von dem Arbeitskreis 54 an, um das erste und das zweite Dreiwegventil 34 bzw. 44 in ihren normalen Stellungen zu halten, damit das Auspuffgas-Rückführventil 30 geschlossen und das Absperrventil 40 geöffnet ist. Der Ventiltreiberschaltkreis 56 spricht auch auf das eine geringe Last anzeigende Signal von dem Arbeitskreis 54 an, um die Stellungen des ersten und zweiten Dreiweg-Magnetventils 34 bzw. 44 zu ändern, wodurch das Auspuffgas-Rückführventil 30 geöffnet und das Absperrventil 40 geschlossen wird.

Beim Betrieb mit nur einem Teil des Motors wird die jedem der Zylinder 1 bis 3 zugeführte Luftmenge durch das Schließen des Absperrventils 40 verdoppelt. Es ist somit erforderlich, die jedem der Zylinder 1 bis 3 während des Betriebes mit einem Teil des Motors zugeführte Treibstoffmenge zu verdoppeln. Dies erfolgt dadurch, daß die Konstante geändert wird, mit der der Einspritzsteuerschaltkreis 50 die Impulsbreite des Treibstoffeinspritz-Impulssignals bestimmt, nämlich von einem Wert K beim vollen Betrieb des Motors zu einem Wert 2K für einen Betrieb mit nur einem Teil des Motors, was eine Verdoppelung der Konstanten bedeutet. Zu diesem Zweck ist der Arbeitskreis 54 so ausgebildet, daß er ein Konstantenänderungssteuersignal an den Einspritzsteuerschaltkreis 50 liefert, welcher dadurch die Konstante von einem Wert K zu einem Wert 2K verändert, wenn die Motorlast unter einen vorgegebenen Wert fällt.

Wenn beim vollen Betrieb des Motors das Auspuffgas-Rückführventil 30 aus irgendeinem Grund geöffnet bleibt, saugen die Zylinder 4 bis 6 eine größere Menge an Auspuffgasen und eine wesentlich kleinere Menge an frischer Luft an, da der Auspuffgas-Rückführkanal 28 zu dem zweiten Einlaßkanal 186 in die Nähe der Zylinder 4 bis 6 führt Somit strömt eine viel größere Menge an frischer Luft in die Zylinder 1 bis 3. Da eine gesteuerte Treibstoffmenge zur Erzielung des stöchiometrischen Luft-Treibstoff-Verhältnisses durch jedes der Treibsioffeinspriizveniiie g\ bis gb den zugeordneten Zylindern zugeführt wird, wird den Zylindern 1 bis 3 eine übermagerte Mischung und den Zylindern 4 bis 6 eine zu fette Mischung zugeführt, wodurch eine unvollkommene Verbrennung bewirkt wird, welche eine große Menge an unverbrannten Bestandteilen in den entsprechenden Zylindern erzeugt Die große Menge unverbrannter Bestandteile wird von den entsprechenden Zylindern abgegeben und dem katalytischen Konverter 26 zugeführt, wo die unverbrannten Komponenten mit dem überhitzten, katalytischen Konverter 26 reagieren, wodurch die Lebensdauer des katalytischen Konverters in* hohem Maße verkürzt wird. Ahnliche Probleme treten auf, wenn das Absperrventil 40 aus irgendeinem Grund während des vollen Betriebes des Motors geschlossen bleibt, denn auch in diesem Fall erhalten die Zylinder 1 bis 3 ein zu mageres und die Zylinder 4 bis 6 ein zu fettes Treibstoffgemisch. Um solche Schwierigkeiten auszuschließen, wird eine Sicherheitseinrichtung vorgesehen, welche einen Notkreis 60 aufweist, der auf die durch einen Temperaturfühler 62 bestimmte Temperatur des katalytischen Konverters 26 anspricht, um ein Notsignal für den Treibstoffsteuerschaltkreis 50 zu liefern und eine Warneinrichtung 64 zu betreiben.
Der Notkreis 60 wird nun unter Bezugnahme auf die F i g. 2 näher beschrieben. Der Notkreis 60 umfaßt einen ersten Komparator 602, welcher an seinem negativen Eingang ein Spannungssignal von dem Temperaturfühler 62 und an seinem positiven Eingang eine erste Bezugsspannung V\ erhält, welche eine erste Bezugstemperatur T] darstellt, der durch die Werte der Widerstände 604 und 606 bestimmt ist, welche einen zwischen einer mit + Vbezeichneten Spannungsquelle und Masse geschalteten Spannungsteiler bilden. Es wird darauf hingewiesen, daß das Spannungssignal von dem Temperaturfühler 62 der Temperatur des katalytischen Konverters 26 umgekehrt proportional ist, wie es F i g. 3 zeigt.

Der erste Komparator 602 erzeugt ein erstes Steuersignal (ein Signal mit hohem Pegel), wenn die Konvertertemperatur den ersten vorbestimmten Wert Ti überschreitet. Das bedeutet, daß das die Temperatur von dem Temperaturfühler 62 anzeigende Signal unter die Bezugsspannung Vi fällt. Das erste Steuersignal wird an den Einspritzsteuerschaltkreis 50, welcher dadurch die Konstante K zu einem ersten Wert Ki ändert, und auch an den Arbeitsschaltkreis 54 gelegt, um die Weiterleitung der Treibstoffeinspritz-lmpulssignale zu den Treibstoffeinspritzventilen 94 bis % zu sperren. Der erste Konstantenwert K\ wird in geeigneter Weise ausgewählt, damit die Temperaturerhöhung des katalytischen Konverters 26 unterdrückt wird, die durch Schließen des Absperrventils 40 und/oder öffnen des Auspuffgas-Rückführventils 30 bei Vollbetrieb des Motors hervorgerufen worden sein kann. Ein Widerstand 608 ist zwischen dem positiven Eingang und dem Ausgang des ersten !Comparators 602 geschaltet, um die Bezugsspannung V, zu erhöhen, damit die Steuerung während des Auftretens des ersten Steuersignals nicht springt

Der Notkreis 60 weist ferner einen zweiten Komparator 612 auf, der an seinem negativen Eingang das die Temperatur anzeigende Signal von dem Temperaturfühler 62 und an seinem positiven Eingang

so eine zweite Bezugsspannung V₂ erhält, welche kleiner als die erste Bezugsspannung V, ist und einen zweiten vorbestimmten Temperaturwert T₂ darstellt welcher größer als der erste vorbestimmte Temperaturwert Ti ist

Der zweite Komparator 612 erzeugt ein zweites Steuersignal (ein Signal mit hohem Pegel), wenn die Konvertertemperatur den zweiten vorbestimmten Wert Ti überschreitet Dies bedeutet, daß das die Temperatur anzeigende Signal unter die zweite Bezugsspannung V₂ fällt Das zweite Steuersignal wird dem Einspritzsteuerschaltkreis 50 zugeführt, welcher dadurch die Konstante K auf einen zweiten Wert K₂ ändert, damit das in den Zylindern erhaltene Luft-Treibstoff-Verhältnis gemagert wird. Der zweite Konstantenwert K₂ wird in geeigneter Weise ausgewählt damit die Temperaturerhöhung des katalytischen Konverters 26 unterdrückt wird, die durch öffnen des Absperrventils 40 und/oder Schließen des Auspuffgas-Rückführventils 30 während

des Teillastbetriebes hervorgerufen worden sein kann. Ein Widerstand 618 ist zwischen dem positiven Eingang und dem Ausgang des zweiten Komparators 612 geschaltet, um die Bezugsspannung V2 zu erhöhen, damit die Steuerung während des Auftretens des zweiten Steuersignals nicht springt.

Da die Zylinder 1 bis 3 mit einer immer noch zu fetten Mischung, wenn sich die Konstante K auf den Wert K] während des öffnens des Absperrventils 40 ändert, oder mit einer zu mageren Mischung für eine zu erfolgende Verbrennung versorgt werden, wenn die Konstante K auf den Wert K₂ während des Schließens des Absperrventils 40 geändert wird, kann in Betracht gezogen werden, daß die Auswahl einer der Konstantenwerte K\ und K2 von der Stellung des Absperrventils abhängen sollte. Jedoch kann auch die Konstante K gemäß der Temperatur des katalytischen Konverters 26 unabhängig von der Stellung des Absperrventils 40 gesteuert werden.

Es wird nun angenommen, daß der erste Komparator 602 ein erstes Steuersignal erzeugt, um die Konstante K auf den Wert K\ zu ändern, und die Temperatur des katalytischen Konverters 62 wird absinken, wenn sich das Absperrventil 40 in seiner geschlossenen Stellung befindet. Wenn sich das Absperrventil 40 in seiner geöffneten Stellung befindet, wird die Temperatur des katalytischen Konverters 26 weiter zunehmen und den zweiten vorbestimmten Wert T₂ überschreiten. Dies bewirkt, daß der zweite Komparator 612 ein zweites Steuersignal erzeugt, um die Konstante auf den Wert /C₂ zu ändern, so daß die Temperatur des katalytischen Konverters 26 absinkt.

Wenn irgendwelche Fehler bzw. Schwierigkeiten, wie z. B. ein fortlaufendes Offensein des Auspuffgas-Rückführventils 30, am Motor auftreten, erzeugt der erste Komparator 602 wiederholt das erste Steuersignal. Um solche Fehler festzustellen, ist ein Zähler 630 vorgesehen, dessen Eingang mit dem Ausgang des ersten Komparators 602 verbunden ist Der Ausgang des Zählers 630 ist über einen Widerstand mit der Basis eines ersten Transistors 610 verbunden, dessen Emitter-Kollektor-Strecke parallel zu dem Widerstand 608 geschaltet ist und der auch über einen Widerstand mit der Basis eines zweiten Transistors 620 verbunden ist, dessen Emitter-Kollektor-Kreis parallel zu dem Widerstand 618 geschaltet ist Der Ausgang des Zählers 630 ist auch mit der Warneinrichtung 64 verbunden.

13er Zähler 630 zählt die Anzahl des Auftreters des en ten Steuersignals von dem ersten Komparator 602. Wenn die Anzahl einen vorbestimmten Wert überschreitet, erzeugt der Zähler 630 ein Signal mit hohem Pegel an der Basis des ersten und des zweiten Transistors 610 bzw. 620, welche dadurch eingeschaltet werden und Signal* mit hohem Pegel an die positiven Eingänge der entsprechenden Komparatoren 602 und 612 legen, damit diese erste bzw. zweite Steuersignale ohne Berücksichtigung der Temperatur des katalytischen Konverters 26 erzeugen. Gleichzeitig spricht die Warneinrichtung 64 auf das Signal mit hohem Pegel von dein Zähler 630 an, um eine Warnung zu erzeugen. Die Warneinrichtung 64 kann eine Lampe oder einen Summer aufweisen.

Unter besonderer Bezugnahme auf die F i g. 4 wird die Arbeitsweise des Notkreises 60 nun weiter beschrieben.

Zunächst sei angenommen, daß die Temperatur des katalytischen Konverters 26 unterhalb des ersten vorbestimmten Wertes T₁ liegt und daß somit der

Ausgang des Temperaturfühlers 62 oberhalb des ersten Bezugswertes V, liegt, wie es die Signalform von 62a in Fig. 4 zeigt, wobei der erste und der zweite Komparator 602 bzw. 612 und der Zähler 630 niedere Signale erzeugen, wie es die Impulsform 602a, 612a und 630a der F i g. 4 zeigen. Bei dem Zustand des Schaltkreises hängt die Anzahl der Zylinder, mit der der Motor betrieben wird, von der Motorlast ab, und das Luft-Treibstoff-Verhältnis wird auf den stöchiometrischen Wert gesteuert.

Wenn die Temperatur des katalytischen Konverters über den ersten vorbestimmten Wert Ti ansteigt und der Ausgang des Temperaturfühlers 62 unterhalb die erste Bezugsspannung V\ fällt, wie es die Signalform 62a in Fig.4 darstellt, ändert sich der Ausgang des ersten Komparators 602 zu einem hohen Pegel, wie es die Impulsform 602a der Fig.4 zeigt, um das Luft-Treibstoff-Verhältnis auf einen Wert zu ändern, der der Konstanten K\ entspricht, und um auch den Arbeitskreis 54 so zu steuern, daß die Treibstoffzufuhr zu den Zylindern 4 bis 6 gesperrt wird. Gleichzeitig wird die erste Bezugsspannung V, auf einen Wert V₁' erhöht.

Wenn die Temperatur des katalytischen Konverters weiter über den zweiten vorbestimmten Wert T₂ ansteigt und der Ausgang des Temperaturfühlers 62 weiter unterhalb die zweite Bezugsspannung V₂ abfällt, wie es die Signalformen 62a in F i g. 4 zeigen, ändert sich der Ausgang des zweiten Komparators 612 zu einem hohen Pegel, wie es die Signalform 612a in F i g. 4 zeigt, um das Luft-Treibstoff-Verhältnis auf einen Wert abzumagern, der der Konstanten K₂ entspricht. Gleichzeitig wird die zweite Bezugsspannung V₂ auf einen Wert V₂' erhöht, welcher gleich der erhöhten ersten Bezugsspannung Vi' sein kann. In diesem Zustand des Schaltkreises wird der Motorbetrieb in der Betriebsart mit nur teilbetriebenem Motor gehalten, und die Temperatur des katalytischen Konverters nimmt ab.

Wenn die Temperatur des katalytischen Konverters abnimmt und der Ausgang des Temperaturfühlers 62 die erhöhte Bezugsspannung V,' (V₂') überschreitet, wie es die Signalform 62a zeigt, ändern sich die Ausgänge des ersten und des zweiten Komparators 602 bzw. 612 zu einem niederen Pegel, wie es die Signalform 602a und 612a der Fig.4 zeigt. In diesem Zustand des Schaltkreises hängt die Anzahl der Zylinder, mit der der Motor betrieben wird, von der Motorlast ab, und das Luft-Treibstoff-Verhältnis wird auf den stöchiometrischen Wert gesteuert

Wenn die Anzahl des Auftretens des ersten Steuersignals (Signal mit hohem Pegel) von dem ersten Komparator 602 einen vorbestimmten Wert (im vorliegenden Fall 3) erreicht, geht der Ausgang des Zählers 630 auf einen hohen Pegel wie es die Signalform 630a in F i g. 4 zeigt, wobei die erste und die zweite Bezugsspannung Vl bzw. V₂ auf einen ausreichend hohen Wert geändert werden, damit der erste und der zweite Komparator 602 und 612 hohe Ausgänge liefern, wie es die Signalformen 602a und 612a der F i g. 4 zeigen. In diesem Zustand des Schaltkreises wird der Motorbetrieb in der Betriebsart mit nur teilweise betriebenem Motor gehalten, und das Luft-Treibstoff-Verhältnis wird auf einen der Konstanten K₂ entsprechenden Wert gesteuert Als Ergebnis hiervon nimmt die Temperatur des katalytischen Konverters ab.

Es wird nun auf die F i g. 5 Bezug genommen, in der eine zweite Ausführungsfonn dargestellt ist, welche im wesentlichen gleich der ersten Ausführungsfonn ist, mit der Ausnahme, daß zusätzlich eine Einrichtung vorgese-

hen ist, um die zweite Bezugsspannung V₂ auf einen vorbestimmten Wert während einer konstanten Zeitdauer beim Auftreten des ersten Steuersignals an dem ersten Komparator 602 abzusenken. Die Einrichtung umfaßt einen Schaltkreis 640, welcher das erste Steuersignal von dem ersten Komparator 602 erhält und dieses differenziert. Der Ausgang des Differenzierkreises 640 ist mit der Basis eines dritten Transistors 642 verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand 644 mit dem positiven Eingang des zweiten Komparators 612 verbunden und dessen Emitter auf Masse gelegt ist. Wenn der erste Komparator 602 ein erstes Steuersignal (ein Signal mit hohem Pegel) erzeugt, schaltet der Differenzierkreis 640 den dritten Transistor 642 an, um den positiven Eingang des zweiten Komparators 612 zu verbinden, wodurch die zweite Bezugsspannung V₂ auf einen vorbestimmten Wert absinkt. Dies bedeutet, daß der zweite vorbestimmte Temperaturwert während einer konstanten Zeitdauer erhöht wird, die durch die Zeitkonstante des Differenzierkreises 640 bestimmt ist.

Unter besonderer Bezugnahme auf die F i g. 6 wird nun die Arbeitsweise des Notkreises 60 bei dieser Ausführungsform näher beschrieben.

Wenn der Ausgang des Temperaturfühlers 62 unterhalb die erste Bezugsspannung Vi fällt, wie es die Signalform 62a in Fi g. 6 zeigt, ändert sich der Ausgang des ersten Komparators 602 auf einen hohen Pegel, wie es die Signalform 602a in Fig.6 zeigt, um das Luft-Treibstoff-Verhältnis auf einen der Konstanten K\ entsprechenden Wert abzuändern und auch um die erste Bezugsspannung auf einen Wert V₁' zu erhöhen. Gleichzeitig wird der dritte Transistor 642 eingeschaltet, um die zweite Bezugsspannung V₂ auf einen vorbestimmten Wert V₂" abzusenken. Bis der Ausgang des Temperaturfühlers 62 unterhalb die abgesenkte zweite Bezugsspannung V₂" fällt und unterhalb der zweiten Bezugsspannung V₂ bei der Beendigung der EIN-Zeit des dritten Transistors 642 liegt, wird das Luft-Treibstoff-Verhältnis fortwährend aufgrund der Konstanten K\ bestimmt, selbst wenn der Ausgang des Temperaturfühlers 62 unterhalb die zweite Bezugsspannung V₂ während der EIN-Zeit des dritten Transistors 642 fällt. Demgemäß, wenn sich das Absperrventil 40 in seiner geschlossenen Stellung befindet, wird die Temperatur des katalytischen Konverters unterhalb den zweiten vorbestimmten Temperaturwert T₂ abfallen. Dies bedeutet, daß der Ausgang des Temperaturfühlers 62 über die zweite Bezugsspannung V₂ bei der Beendigung der EIN-Zeit des dritten Transistors 642 ansteigt mit dem Ergebnis, daß das Luft-Treibstoff-Verhältnis auf dem dem Wert K\ entsprechenden Wert gehalten wird.

Wenn der Ausgang des Temperaturfühlers 62 die erhöhte erste Bezugsspannung V₁' überschreitet, wie es die Signalform 62a in F i g. 6 zeigt, ändert sich der Ausgang des ersten Komparators 602 auf einen niederen Pegel, wie es die Signalform 602a in Fig.6 zeigt, um das Luft-Treibstoff-Verhältnis auf den stöchiometrischen Wert zurückzuführen und auch die erste Bezugsspannung auf ihren Ausgangswert Vi zurückzubringen.

Wenn sich das Absperrventil 40 in seiner geöffneten Stellung befindet, wird die Temperatur des katalytischen Konverters oberhalb des zweiten vorbestimmten Wertes liegen. Dies bedeutet, daß der Ausgang des Temperaturfühlers 62 unterhalb des zweiten Bezugswertes V₂ bei der Beendigung der EIN-Zeit des dritten Transistors 642 sein wird. Als Ergebnis hiervon ändert sich der Ausgang des zweiten Komparators 612 auf einen hohen Pegel, wie es die Signalform 612a in F i g. 6 zeigt, um das Luft-Treibstoff-Verhältnis weiter auf einen der Konstanten K₂ entsprechenden Wert abzumagern.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschine mit einer ersten und einer zweiten Zylindereinheit und Einspritzung des Treibstoffes, mit einem ein Drosselventil aufweisenden Änsaugkrümmer, der stromabwärts des Drosselventils in einen ersten, zu der ersten Zylindereinlieit und einen zweiten, zu der zweiten Zylindereinheit führenden Ansaugkanal unterteilt ist, wobei durch ein in dem zweiten Ansaugkanal angeordnetes Absperrventil die Verbindung mit dem ersten Ansaugkanal unterbrechbar ist, mit einem Auspuffgaskanal für die erste und zweite Zylindereinheit, in welchem zur Auspuffgasreinigung ein katalytischer Konverter angeordnet ist und welcher über einen ein Auspuffgas-Rückführventil enthaltenden Auspuffgas-Rückführkanal stromabwärts des Absperrventils mit dem zweiten Ansaugkanal verbunden ist, und mit einer Steuereinrichtung, durch die in Abhängigkeit von der mit einer Konstanten multiplizierten Maschinenlast die der Brennkraftmaschine zuzuführende Treibstoffmenge bestimmbar ist und durch die zum Abschalten der zweiten Zylindereinheit bei geringer Maschinenlast das Absperrventil zum Abtrennen des zweiten Ansaugkanals in seine geschlossene Stellung und das Auspuffgas-Rückführventil zum Zurückführen von Auspuffgas zu der zweiten Zylindereinheit in seine geöffnete Stellung steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (50, 54, 56) einen einen ersten und einen zweiten IComparaiorschallkreis (602, 612) aufweisenden Notschaltkreis (60) umfaßt, daß dem ersten und dem !'.weiten Komparatorschaltkreis (60) umfaßt, daß dem ersten und dem zweiten Komparatorschaltkreis i(602, 612) ein der Temperatur des katalytischen Konverters (26) entsprechendes Temperatursignal zugeführt wird, wobei durch den ersten Komparalorschaltkreis (602) ein erstes Steuersignal erzeugbar ist, wenn die Temperatur des katalytischen Konverters größer als ein erster Temperaturbezugswert (T\) ist und durch den zweiten Komparatorschaltkreis (612) ein zweites Steuersignal erzeugbar ist, wenn die Temperatur des katalytischen Konverters (26) höher als ein über dem ersten Temperaturbezugswert (Ti) liegender zweiter Temperaturbexugswert (Ti) ist, daß durch die Steuereinrichtung (50, 54, 56) beim Auftreten des ersten Steuersignals die Konstante auf einen ersten vorbestimmten Wert (ACi) abgeändert und die Treibstoffzufuhr zu der zweiten Zylindereinheit (4, 5, 6) unterbrochen wird und beim Auftreten des zweiten Steuersignals die Konstante auf einen zweiten vorbestimmten Wert (K₂) abgeändert wird, der kleiner als der erste vorbestimmte Wert (ACi) ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den ersten Komparatorschaltkreis (602) beim Auftreten des ersten Steuersignals der erste Temperaturbezugswert (Ti) auf einen vorbestimmten Wert verringerbar ist und daß durch den zweiten Komparatorschaltkreis (612) beim Auftreten des zweiten Steuersignals der zweite Temperaturbezugswert (T₂) auf einen vorbestimmten Wert verringerbar ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Notschaltkreis (60) Mittel (610, 620, 630) umfaßt, durch die die Anzahl

des Auftretens des ersten Steuersignals feststellbar ist und durch die, wenn die Anzahl einen vorgegebenen Wert überschreitet, der erste und der zweite Temperaturbezugswert (Tu Tz) jeweils auf einen solchen Wert verringerbar ist, bei denen durch den ersten und den zweiten Komparatorschaltkreis (602, 612) das erste und das zweite Steuersignal erzeugbar sind.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Warneinrichtung (64) vorgesehen ist, die zur Abgabe eines Warnsignals ansteuerbar ist, wenn die Anzahl des Auftretens des ersten Steuersignals den vorgegebenen Wert überschreitet.