DE3534534C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine luftansaugseitige Sekundärluftversor­ gungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer Brennkraftmaschine, die mit einem katalytischen Dreiwegewandler in der Abgasanlage versehen ist, wird das Luft-Kraftstoffverhältnis des der Maschine zugeführten Ge­ misches um den stöchiometrischen Wert von beispielsweise 14,7 : 1 herum über eine Regelung mit Rückführung geregelt, die nach Maßgabe der Zusammensetzung des Abgases und den Arbeits­ verhältnissen der Maschine ausgeführt wird. Der Grund dafür besteht darin, daß der katalytische Dreiwegewandler optimal beim stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis arbeiten kann. Die luftansaugseitige Sekundärluftversorgungsvorrich­ tung für die Regelung mit Rückführung stellt ein Beispiel derartiger Regelvorrichtungen dar und ist so aufgebaut, daß ein luftansaugseitiger Sekundärluftversorgungskanal vorgese­ hen ist, der zur stromabwärts liegenden Seite des Drosselven­ tiles führt. Das Luft-Kraftstoffverhältnis wird dadurch gere­ gelt, daß die Menge an Sekundärluft variiert wird, die durch den luftansaugseitigen Sekundärluftversorgungskanal strömt.

Bei einer luftansaugseitigen Sekundärluftversorgungsvorrich­ tung ist es üblich, die Zuführung von luftansaugseitiger Sekundärluft während des Warmlaufes der Maschine nach einem Kaltstart zu unterbrechen, so daß auch die Regelung mit Rück­ führung des Luft-Kraftstoffverhältnisses unterbrochen ist und ein reiches Luft-Kraftstoffgemisch der Maschine zugeführt wird. Der Grund dafür besteht darin, daß die Verbrennungs­ verhältnisse der Maschine dazu neigen, während eines derarti­ gen Warmlaufes instabil zu werden. Die Regelung mit Rückfüh­ rung des Luft-Kraftstoffverhältnisses beginnt dann, wenn der Warmlauf der Maschine abgeschlossen ist. Da das Luft-Kraft­ stoffverhältnis des der Maschine zugeführten Gemisches in Abhängigkeit von der Temperatur der angesaugten Luft variiert, ist es zweckmäßig, den Zeitpunkt des Beginns der Regelung mit Rückführung des Luft-Kraftstoffverhältnisses unter Verwendung der Temperatur der angesaugten Luft festzulegen. Die Zufüh­ rung von luftansaugseitiger Sekundärluft wird daher unter­ brochen, um das Luft-Kraftstoffgemisch anzureichern, wenn die Temperatur der angesaugten Luft unter einem vorbestimmten Wert von beispielsweise 18°C liegt.

Bei einer in der Japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 58- 1 34 919 beschriebenen Vorrichtung wird weiterhin die Regelung mit Rückführung des Luft-Kraftstoffverhältnisses unterbrochen, um das Luft-Kraftstoffverhältnis anzureichern, wenn die Ma­ schinenkühlmitteltemperatur unter einem vorbestimmten Tem­ peraturwert T ₂ von beispielsweise 70°C liegt und die Fahrzeug­ geschwindigkeit unter einem vorbestimmten Wert V ₁ von bei­ spielsweise 24 km/h liegt, selbst wenn die Temperatur der angesaugtenLuft über dem vorbestimmten Temperaturwert T ₁ liegt. Die Unterbrechung der Regelung mit Rückführung des Luft-Kraftstoffverhältnisses während des Kaltlaufes der Ma­ schine wird unter Berücksichtigung des Schließens der Star­ terklappe der Maschine und der relativ geringen Menge an an­ gesaugter Hauptluft festgelegt. Wenn insbesondere die Zufüh­ rung und die Unterbrechung der Zuführung der luftansaugsei­ tigen Sekundärluft wiederholt werden, während die Starter­ klappe geschlossen ist, wird die notwendige Anreicherung des Luft-Kraftstoffgemisches verhindert. Da darüber hinaus der Anteil der luftansaugseitigen Sekundärluft relativ zur Menge an angesaugter Hauptluft groß ist, wenn die Fahrzeuggeschwin­ digkeit gering ist, führt eine Änderung der Menge an luftan­ saugseitiger Sekundärluft als Folge der Lieferung und der Unterbrechung der Lieferung von Sekundärluft leicht dazu, daß die Drehzahl der Maschine schwankt. Das Fahrver­ halten des Fahrzeuges wird somit beeinträchtigt, wenn luftan­ saugseitige Sekundärluft während eines Zeitintervalls zuge­ führt wird, in dem die Maschine kalt ist.

Bei einer derartigen luftansaugseitigen Sekundärluftversor­ gungsvorrichtung wird die Regelung mit Rückführung des Luft- Kraftstoffverhältnisses über die luftansaugseitige Sekundär­ luft dann ausgeführt, wenn die Temperatur der angesaugten Luft über einem vorbestimmten Temperaturwert T ₁ und gleich­ zeitig die Fahrzeuggeschwindigkeit über der vorbestimmten Ge­ schwindigkeit V ₁ liegen, selbst wenn die Maschinenkühlmittel­ temperatur unter dem vorbestimmten Temperaturwert T ₂ liegt. Das heißt mit anderen Worten, daß die Regelung mit Rückfüh­ rung des Luft-Kraftstoffverhältnisses vorzugsweise dann aus­ geführt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit so hoch ist, daß ein Schwanken der Drehzahl oder ein Nachlaufen der Ma­ schine vermieden wird. Unter diesen Umständen ist insbeson­ dere die Menge an angesaugter Hauptluft relativ groß, so daß eine Wiederholung der Zuführung und der Unterbrechung der Zuführung von luftansaugseitiger Sekundärluft kaum dazu führt, daß die Drehzahl der Maschine schwankt, selbst wenn die Starterklappe nicht vollständig geöffnet ist. Wenn darüber hinaus unter diesen Umständen die Kupplung des Fahrzeuges betätigt wird, um den Maschinenantrieb abzutrennen, führt die Zuführung und Unterbrechung der Zuführung der luftansaug­ seitigen Sekundärluft zu einem Schwanken der Drehzahl der Maschine, da an der Maschine keine Last liegt. Somit ist das Fahrverhalten des Fahrzeuges bei einer Vorrichtung mit dem herkömmlichen Aufbau beeinträchtigt.

Aus der DE-AS 11 86 266 ist eine Vorrichtung zur Erzielung eines gleichmäßigen Leerlaufs einer mehrzylindrischen Zweitaktbrennkraftmaschine bekannt, wobei zusätzliche Luft über eine zusätzliche Luftversorgungsleitung zugeführt wird, die den Vergaser umgeht, wenn das Drosselventil des Vergasers geschlossen ist. Hierbei wird die Zuführung von zusätzlicher Luft dann unterbrochen, wenn die Temperatur der Maschine unter einem bestimmten Wert liegt. Es ist kein Sensor vorgesehen, der die Konzentration eines Abgasbestandteils ermittelt, und es ist auch keine Steuereinrichtung vorgesehen, die auf der Grundlage eines Ausgangssignals eines derartigen Sensors arbeitet, so daß das Luft-Kraftstoffverhältnis nicht wie bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung geregelt werden kann. Schwankungen der Drehzahl der Maschine sind durch die Zuführung der zusätzlichen Luft nicht zu erwarten, da die Zuführung von zusätzlicher Luft durch die zusätzliche Luftleitung und die Zuführung von Luft durch das Drosselventil des Vergasers einander komplementär sind.

Schließlich ist aus der DE-OS 20 19 257 ein Luftzuführungssystem für Brennkraftmaschinen bekannt, bei dem eine Luftleitung den Vergaser umgeht und in dieser Luftleitung ein Steuerventilmechanismus vorgesehen ist. Unabhängig vom Öffnen und Schließen eines ersten Drosselventils wird keine Luft durch diese Luftleitung während des Kaltlaufes der Maschine zugeführt, da bei diesem Betriebszustand ein zusätzliches Drosselventil geschlossen ist. Demgegenüber wird erfindungsgemäß die luftansaugseitige Sekundärluft auch dann zugeführt, wenn die Starterklappe den Luftansaugkanal schließt. Auch tritt bei dieser bekannten Vorrichtung das Problem des Pendelns der Drehzahl der Maschine nicht auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß ein besseres Fahrverhalten des Fahrzeugs insbesondere während des Kaltlaufs der Maschine mit teilweise geschlossener Starterklappe erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Die Regelung wird während des Kaltlaufes fortgesetzt und nur bei einem ganz bestimmten Betriebszustand, nämlich dem lastfreien Betriebszustand, unterbrochen. Hierbei wird ein Pendeln der Drehzahl der Maschine während der Regeung wirksam unterdrückt, so daß sich insgesamt eine Verbesserung der Fahreigenschaften des Fahrzeugs ergibt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in einem schematischen Diagramm den Aufbau des Ausführungsbeispiels der erfindungsge­ mäßen luftansaugseitigen Sekundärluftver­ sorgungsvorrichtung,

Fig. 2 das Blockschaltbild des Aufbaus der Steuer­ schaltung der in Fig. 1 dargestellten Vor­ richtung, und

Fig. 3 in einem Diagramm die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, wird die an der Außenluft­ einlaßöffnung 1 angesaugte Luft in die Brennkraftmaschine 4 über ein Luftfilter 2 und einen Vergaser 3 eingesaugt. Der Vergaser 3 weist ein Drosselventil 5 und ein Venturi 6 auf, das an der stromaufwärts liegenden Seite des Drosselventils 5 ausgebildet ist. Eine Starterklappe 7 ist auf der strom­ aufwärts liegenden Seite des Venturis 6 vorgesehen. Es sind ansaugseitige Sekundärluftversorgungskanäle 11 und 12 vorge­ sehen, um eine Verbindung zwischen der Innenseite des Luft­ filters 2 in der Nähe einer Luftauslaßöffnung und einem An­ saugkrümmer 10, das heißt einer Stelle stromabwärts vom Drosselventil 5 herzustellen. Der Sekundärluftversorgungska­ nal 11 ist mit einem Luftsteuerventil 16 versehen, das aus einer Unterdruckkammer 16 a, einer Ventilkammer 16 b, einer Membran 16 c, einer Ventilfeder 16 d und einem Ventilelement 16 e mit sich verjüngender oder konischer Form aufgebaut ist. Das Luftsteuerventil 16 ändert die Querschnittsfläche des Sekundärluftversorgungskanals 11 nach Maßgabe der Höhe eines Unterdrucks, der an der Unterdruckkammer 16 a liegt, so daß die Querschnittsfläche dieses Kanales mit steigender Höhe des Unterdrucks zunimmt.

Der luftansaugseitige Sekundärluftversorgungskanal 12 ist mit einem Solenoidventil 18 versehen, das ein Solenoid 18 a auf­ weist. Wenn das Solenoid 18 a entregt wird, wird der luftan­ saugseitige Sekundärluftversorgungskanal 12 geschlossen, wäh­ rend dann, wenn das Solenoid 18 a erregt wird, eine dahindurch­ gehende Verbindung hergestellt wird. Eine Drosselstelle 19 ist im luftansaugseitigen Sekundärluftversorgungskanal 12 auf der stromaufwärts liegenden Seite des Solenoidventils 18 vor­ gesehen. Zusätzlich können die luftansaugseitigen Sekundär­ luftversorgungskanäle 11 und 12 in der in Fig. 1 dargestell­ ten Weise jeweils als Umgehungs- oder Nebenschlußkanäle aus­ gebildet sein, diemit dem Ansaugkrümmer 10 in Verbindung stehen.

Ein Teil des luftansaugseitigen Sekundärluftversorgungskanals 12 zwischen dem Solenoidventil 18 und der Drosselstelle 19 steht mit der Druckkammer 16 a des Luftsteuerventils 16 über einen Druckversorgungskanal 17 in Verbindung. Der Unterdruck­ versorgungskanal 17 ist mit einem Druckausgleichsbehälter 20, einem Rückschlagventil 21 und einer Drosselstelle 22 in die­ ser Reihenfolge von der Unterdruckkammer 16 a zum luftansaug­ seitigen Sekundärluftversorgungskanal 12 versehen. Das Rück­ schlagventil 21 ist so angeordnet, daß es eine Luftströmung nur vom luftansaugseitigen Sekundärluftversorgungskanal 12 in Richtung auf die Unterdruckkammer 16 a, das heißt den Un­ terdruck in Richtung auf den luftansaugseitigen Sekundärluft­ versorgungskanal 12 zuläßt. Ein Ventilelement 21 a des Rück­ schlagventils 21 ist mit einem Durchlaßloch 21 b versehen.

Ein Teil des Druckversorgungskanals 17 zwischen dem Rück­ schlagventil 21 und der Drosselstelle 22 steht andererseits mit der Außenluft über einen Außenluftdruckversorgungskanal 26 in Verbindung, in dem eine Drosselstelle 27 und ein auf Unterdruck ansprechendes AUF/ZU- oder Öffnungs- und Schließ­ ventil 28 stromaufwärts von der Drosselstelle 27 vorgesehen sind. Das AUF/ZU-Ventil 28 ist aus einer Unterdruckkammer 28 a, einer Ventilkammer 28 b, einer Membran 28 c, einer Ventilfeder 28 d und einem scheibenartigen Ventilelement 28 e aufgebaut. Die Unterdruckkammer 28 a steht mit der Innenseite des An­ saugkrümmers 10 über einen Unterdruckversorgungskanal 29 in Verbindung, und das AUF/ZU-Ventil 28 ist dann geschlossen, wenn die Höhe des Unterdrucks in der Unterdruckkammer 28 a unter einem vorbestimmten Wert P ₁ von beispielsweise 430 mm Hg liegt. Das AUF/ZU-Ventil 28 öffnet andererseits, wenn die Hö­ he des Unterdrucks in der Druckkammer 28 a den vorbestimmten Wert P ₁ übersteigt.

Das Solenoid 18 a des Solenoidventils 18 ist über eine Treiber­ schaltung 34 mit einer Steuerschaltung 36 verbunden. An der Steuerschaltung 36 liegt gleichfalls das Ausgangssignal eines Sauerstoffsensors 38. Der Steuerstoffsensor 38 ist im Abgas­ krümmer 37 angebracht und erzeugt ein Ausgangssignal, dessen Pegel VO ₂ der Sauerstoffkonzentration des Abgases entspricht und der mit zunehmender Sauerstoffkonzentration ansteigt.

Zusätzlich zu der Treiberschaltung 34 und dem Sauerstoffsen­ sor 38 sind ein Ansauglufttemperaturschlater 39, ein Ma­ schinenkühlmitteltemperaturschalter 40, ein Fahrzeugge­ schwindigkeitsschalter 41 und ein Null-Last-Schalter 42 mit der Steuerschaltung 36 verbunden. Der Ansauglufttemperaturschal­ ter 39 schaltet dann an, wenn die Temperatur T _A der angesaug­ ten Luft gleich einer oder größer als eine bestimmte Tempe­ ratur T ₁ von beispielsweise 18°C ist, und der Maschinenkühl­ mitteltemperaturschalter 40 schaltet dann an, wenn die Ma­ schinenkühlmitteltemperatur T _W gleich einer bestimmten Tem­ peratur T ₂ von beispielsweise 70°C ist oder über dieser Tem­ peratur liegt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsschalter 41 lie­ fert ein Signal, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V gleich einer bestimmten Geschwindigkeit V ₁ von beispielsweise 24 km/h ist oder über dieser Geschwindigkeit liegt. Der Null- Last-Schalter 42 besteht aus einem Schalter, der an der Kupp­ lung vorgesehen ist und dann anschaltet, wenn das Kupplungs­ pedal gedrückt wird. Diese Schalter 39 bis 42 liefern je­ weils ein Ausgangssignal V _H mit hohem Pegel, wenn sie ange­ schaltet sind.

Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, enthält die Steuerschaltung 36 einen Komparator 44, der das Ausgangssignal VO ₂ des Sauerstoffsensors 38, das über einen Puffer 43 anliegt, mit einer vorbestimmten Bezugsspannung Vr vergleicht, die einem stöchiometrischen Wert des Luft-Kraftstoffverhältnisses ent­ spricht, ein ODER-Glied 45, das die logische Summe der Aus­ gangssignale des Maschinenkühlmitteltemperaturschaltes 40 und des Fahrzeuggeschwindigkeitsschalters 41 berechnet, einen Inverter 46, der mit dem Ausgang des Null-Last-Schalters 42 verbunden ist, ein ODER-Glied, das die logische Summe der Ausgangssignale des Maschinenkühlmitteltemperaturschalters 40 und des Inverters 46 berechnet, und ein UND-Glied 48, das das logische Produkt der Ausgangssignale des Ansauglufttem­ peraturschalters 39, des Komparators 44 und der ODER-Glie­ der 45, 47 berechnet. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 48 liegt an der Treiberschaltung 34.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des in dieser Weise auf­ gebauten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen luftan­ saugseitigen Sekundärluftversorgungsvorrichtung beschrieben.

Wenn in der Steuerschaltung 36 der Ausgangssignalpegel VO ₂ des Sauerstoffsensors 38 gleich dem Bezugswert Vr ist oder über diesem Wert liegt (VO ₂ Vr), so bedeutet das, daß das Luft-Kraftstoffverhältnis reich ist. In diesem Fall erzeugt der Komparator 44 ein Ausgangssignal mit hohem Pegel. Wenn umgekehrt der Ausgangssignalpegel VO ₂ des Sauerstoffsensors 28 unter der Bezugsspannung V _r liegt (VO ₂ < Vr), so bedeutet das, daß das Luft-Kraftstoffverhältnis arm ist. In diesem Fall erzeugt der Komparator 44 ein Ausgangssignal mit nie­ drigem Pegel. Wenn der Warmlauf der Maschine bereits abge­ schlossen ist, liegt die Ansauglufttemperatur R _A über der vorbestimmten Temperatur T ₁. Der Ansauglufttemperaturschal­ ter 39 schaltet daher an, um ein Ausgangssignal mit hohem Pegel dem UND-Glied 48 zu liefern. Da gleichfalls die Ma­ schinenkühlmitteltemperatur T _W die vorbestimmte Temperatur T ₂ übersteigt, schaltet der Maschinenkühlmitteltemperatur­ schalter 40 an, um ein Ausgangssignal mit hohem Pegel dem UND-Glied 48 über die ODER-Glieder 45 und 47 zu liefern. Dem­ entsprechend wird die Änderung des Pegels des Ausgangssig­ nals des UND-Gliedes 48 identisch gleich der Änderung des Pegels des Ausgangsignals des Komparators 44. Wenn somit in Form des Pegels des Ausgangssignals des Sauerstoffsensors 38 festgestellt wird, daß das Luft-Kraftstoffverhältnis reich ist, erzeugt das UND-Glied 48 ein Ausgangssignal mit hohem Pegel, das als ein Signal für ein reiches Luft-Kraft­ stoffverhältnis an der Treiberschaltung 34 liegt. Wenn aus dem Ausgangssignal des Sauerstoffsensors 38 ermittelt wird, daß das Luft-Kraftstoffverhältnis arm ist, dann erzeugt das UND-Glied ein Ausgangssignal mit niedrigem Pegel, das als Signal für ein armes Luft-Kraftstoffverhältnis an der Trei­ berschaltung 34 liegt.

Wenn ein Signal für ein reiches Luft-Kraftstoffverhältnis an der Treiberschaltung 34 liegt, wird das Solenoid 18 a erregt, um das Solenoidventil 18 zu öffnen. In dieser Weise wird ei­ ne Verbindung durch den luftansaugseitigen Sekundärluftver­ sorgungskanal 12 hergestellt. Wenn umgekehrt ein Signal für ein armes Luft-Kraftstoffverhältnis an der Treiberschaltung 34 liegt, wird das Solenoid 18 a des Solenoidventils 18 ent­ regt, um das Solenoidventil 18 zu schließen, wodurch wiede­ rum die Verbindung durch den luftansaugseitigen Sekundär­ luftversorgungskanal 12 unterbrochen wird.

Wenn andererseits der Öffnungswinkel des Drosselventils bei einer Arbeit der Maschine unter niedriger Last, beispielswei­ se bei der Fahrt des Fahrzeuges mit Reisegeschwindigkeit, relativ klein ist, übersteigt die Höhe des Unterdrucks P _B im Ansaugkrümmer 10 den vorbestimmten Druckwert P ₁ und liegt der Unterdruck P _B an der Unterdruckkammer 28 a des AUF/ZU-Ven­ tils 28. Das hat zur Folge, daß das AUF/ZU-Ventil 28 öffnet, um eine Verbindung durch den Außenluftdruckversorgungskanal 26 herzustellen. Wenn andererseits der Öffnungswinkel des Drosselventils beispielsweise bei einer Beschleunigung groß wird, liegt die Höhe des Unterdruckes P _B im Ansaugkrümmer unter dem vorbestimmten Druckwert P ₁. Das hat zur Folge, daß das AUF/ZU-Ventil 28 schließt, um den Außenluftdruckversor­ gungskanal 26 zu schließen.

Wenn das Solenoidventil 18 aus dem geschlossenen Zustand während des Schließens des AUF/ZU-Ventils 28 geöffnet wird, wird Sekundärluft in den Ansaugkrümmer 10 durch die Drossel­ stelle 19 des luftansaugseitigen Sekundärluftversorgungska­ nals 12 und das Solenoidventil 18 eingeführt. In diesem Fall liegt der Unterdruck P _B im Ansaugkrümmer 10 über das Solenoid­ ventil 18 des luftansaugseitigen Sekundärluftversorgungskanals 12, die Drosselstelle 22 des Druckversorgungskanals 17, das Durchlaßloch 21 b des Rückschlagventils 21 und den Ausgleichs­ behälter 20 an der Unterdruckkammer 16 a. Da der Druck in der Unterdruckkammer 16 a allmählich bis zum Erreichen des Unter­ druckes P _B aufgrund der Wirkung des Restdruckes in der Unter­ druckkammer 16 a, des Ausgleichsbehälters 10 und des Durch­ laßloches 21 b ansteigt, nimmt der Öffnungsgrad des Luftsteuer­ ventils 16, d. h. die Querschnittsfläche des luftansaugseiti­ gen Sekundärluftversorgungskanals 11 allmählich zu. Somit nimmt auch die Menge an luftansaugseitiger Sekundärluft all­ mählich zu. In dieser Weise wird die Sekundärluft, die je­ weils durch die luftansaugseitigen Sekundärluftversorgungs­ kanäle 11 und 12 strömt, addiert und der Maschine 4 zuge­ führt, um das Luft-Kraftstoffverhältnis zur armen Seite zu verschieben. Die Menge an der Maschine 4 gelieferter Sekun­ därluft nimmt allmählich mit der Zeit zu. Dabei wird der Un­ terdruck P _B durch die Außenluft verringert, die im luftan­ saugseitigen Sekundärluftversorgungskanal 12 vom Luftfilter 2 strömt. Da die Drosselstelle 19 vorgesehen ist, ist die Stärke der Verringerung des Unterdruckes jedoch gering.

Wenn andererseits das Solenoidventil 18 vom geöffneten Zu­ stand geschlossen wird, während das AUF/ZU-Ventil 28 ge­ schlossen ist, wird unmittelbar der luftansaugseitige Sekun­ därluftversorgungskanal 12 geschlossen. Daher liegt der Außenluftdruck an der Unterdruckkammer 16 a über die Drossel­ stelle 19 des luftansaugseitigen Sekundärluftversorgungska­ nals 12, die Drosselstelle 22 des Druckversorgungskanals 17, das Rückschlagventil 21 und den Ausgleichsbehälter 20. Da der Druck in der Unterdruckkammer 16 a schnell die Höhe des Außenluftdruckes erreicht, nimmt der Öffnungsgrad des Luft­ steuerventils 16, das heißt die Querschnittsfläche des luft­ ansaugseitigen Sekundärluftversorgungskanals 11, schnell ab, um die Menge an luftansaugseitiger Sekundärluft zu verringern. Das heißt mit anderen Worten, daß dann, wenn der luftansaug­ seitige Sekundärluftversorgungskanal 12 geschlossen ist, wei­ ter Sekundärluft der Maschine 4 über den luftansaugseitigen Sekundärluftversorgungskanal 11 geliefert wird, die Menge an Sekundärluft jedoch mit der Zeit abnimmt.

Wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis durch einen Regelbetrieb mit Rückführung geregelt wird, werden abwechselnd und ohne Unterbrechung unabhängig vom Öffnen und Schließen des AUF/ZU- Ventils 28 die Signale für das reiche und das arme Gemisch erzeugt. Im luftansaugseitigen Sekundärluftversorgungskanal 11 nimmt beim Vorliegen des Signals für ein reiches Gemisch daher die Menge an Sekundärluft zu und beim Vorliegen eines Signals für ein armes Gemisch ab. In dieser Weise erfolgt ei­ ne Integralregelung. Im luftansaugseitigen Sekundärluftver­ sorgungskanal 12 strömt die Sekundärluft mit Unterbrechungen und erfolgt eine Proportionalregelung. Die Menge an Sekun­ därluft, die dem Ansaugkrümmer geliefert wird, wird daher gleich der Summe eines Proportionalregelanteils und eines In­ tegralregelanteils.

Wenn andererseits das Solenoidventil 18 aus dem geschlosse­ nen Zustand geöffnet wird, während das AUF/ZU-Ventil 28 of­ fen ist, wird Sekundärluft dem Ansaugkrümmer 10 über die Drosselstelle 19 des luftansaugseitigen Sekundärluftversor­ gungskanals 12, das Solenoidventil 18, die Drosselstelle 27 des Außenluftdruckversorgungskanals 26 und das AUF/ZU-Ventil 28 geliefert. In diesem Fall wird der Unterdruck P _B , der über den luftansaugseitigen Sekundärluftversorgungskanal 12 und den Druckversorgungskanal 17 an der Unterdruckkammer 16 a liegt, durch die Außenluft, die über den Teil des luftansaug­ seitigen Sekundärluftversorgungskanals 12 auf der Seite des Luftfilters 2 eingeführt wird, sowie durch die Außenluft verringert, die über den Außenluftdruckversorgungskanal 26 kommt. Die Stärke der Verringerung des Unterdruckes ist, ver­ glichen mit der Zeit, während der das AUF/ZU-Ventil 28 ge­ schlossen ist größer. Daher erreicht die Höhe des Unter­ rucks an der Unterdruckkammer 16 a des Luftsteuerventils nicht den Wert, bei dem der Öffnungsgrad des Luftsteuerven­ tils 16 zunimmt.

Wenn das Solenoidventil 18 aus dem geöffneten Zustand ge­ schlossen wird, während das AUF/ZU-Ventil 28 offen ist, schließt der luftansaugseitige Sekundärluftversorgungskanal sofort. Die Außenluft, die über die Drosselstelle 19 des luft­ ansaugseitigen Sekundärluftversorgungskanals 12 und die Dros­ selstelle 22 des Druckversorgungskanals 12 geht, und der Außenluftdruck, der über das AUF/ZU-Ventil 28 und die Dros­ selstelle 27 des Außenluftdruckversorgungskanals 26 kommt, treffen sich an einem Teil des Druckversorgungskanals 17 zwischen der Drosselstelle 22 und dem Rückschlagventil 21. Nach dem Treffen liegt der Außenluftdruck an der Unterdruck­ kammer 16 a über das Rückschlagventil 21 und den Ausgleichs­ behälter 20. Der Druck in der Unterdruckkammer 16 a wird da­ her schneller gleich dem Außenluftdruck, als es dann der Fall ist, wenn das AUF/ZU-Ventil 28 geschlossen ist. Wenn das AUF/ZU-Ventil 28 offen ist, wird daher das Luftsteuerventil 16 unabhängig vom Öffnen und Schließen des Solenoidventils 18 geschlossen und wird gleichfalls der luftansaugseitige Sekundärluftversorgungskanal 11 geschlossen.

Wenn das AUF/ZU-Ventil 28 offen ist, wird folglich luftan­ saugseitige Sekundärluft nur über den luftansaugseitigen Sekundärluftversorgungskanal 12 geliefert, über den die Se­ kundärluft mit Unterbrechungen durch das Öffnen und Schlie­ ßen des Solenoidventils 18 strömt. In dieser Weise erfolgt nur eine Proportionalregelung.

Beim Schalten des Getriebes oder bei einer Verzögerung des Fahrzeuges wird darüber hinaus der Unterdruck P _B im Ansaug­ krümmer 10 größer als der vorbestimmte Wert P ₁. Der Unter­ druck in der Unterdruckkammer 16 a entweicht daher durch die Öffnung 27 zur Außenluft unmittelbar nach Öffnen des AUF/ZU- Ventils 28. Das hat zur Folge, daß die Geschwindigkeit der Abnahme des Unterdruckpegels in der Unterdruckkammer 16 a be­ schleunigt wird, und daß ein Abwürgen der Maschine vermieden wird, das sonst durch die Verzögerung der Abnahme des Unter­ drucks in der Unterdruckkammer 16 a hervorgerufen werden könn­ te.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Regelvorrichtung wäh­ rend des Warmlaufs nach einem Kaltstart der Maschine be­ schrieben.

Wenn zunächst die Ansauglufttemperatur T _A unter der vorbe­ stimmten Temperatur T ₁ liegt, ist der Ansauglufttemperatur­ schalter 39 ausgeschaltet und liegt ein Signal mit niedrigem Pegel am UND-Glied 48. In diesem Zustand liefert das UND- Glied 48 der Treiberschaltung 34 ein Signal mit niedrigem Pegel, und zwar unabhängig vom Pegel des Ausgangssignals des Komparators 44, das heißt unabhängig vom Pegel des Ausgangs­ signals des Sauerstoffsensors 38. Die Treiberschaltung 34 unterbricht ihrerseits die Arbeit des Solenoidventils 18, wie es dann der Fall ist, wenn ein Signal für ein armes Gemisch anliegt. Das Solenoidventil 18 bleibt somit geschlossen. Bei geschlossenem Solenoidventil 18 liegt andauernd der Außen­ luftdruck an der Unterdruckkammer 16 a des Luftsteuerventils 16 und sind die luftansaugseitigen Sekundärluftversorgungs­ kanäle 11 und 12 geschlossen. Die Regelung mit Rückführung des Luft-Kraftstoffverhältnisses ist somit unterbrochen, um das Luft-Kraftstoffverhältnis anzureichern.

Wenn andererseits die Maschinenkühlmitteltemperatur T _W unter der vorbestimmten Temperatur T ₂ liegt und die Fahrzeugge­ schwindigkeit V kleiner als die vorbestimmte Geschwindigkeit V ₁ ist, während die Ansauglufttemperatur gleich der oder größer als die vorbestimmte Temperatur T ₁ ist, haben beide Eingangssignale des ODER-Gliedes 45 einen niedrigen Pegel , da der Maschinenkühlmitteltemperaturschalter 40 und der Fahrzeug­ geschwindigkeitsschalter 41 beide ausgeschaltet sind. Ein Signal mit niedrigem Pegel liegt daher vom ODER-Glied 45 am UND-Glied 48, so daß der Pegel des Ausgangssignals des UND- Gliedes 48 auf den niedrigen logischen Wert kommt. Dement­ sprechend werden die luftansaugseitigen Sekundärluftversor­ gungskanäle 11 und 12 in der gleichen Weise geschlossen, wie es dann der Fall ist, wenn die Ansauglufttemperatur unter der vorbestimmten Temperatur T ₁ liegt. In dieser Weise wird die Regelung mit Rückführung des Luft-Kraftstoffverhältnisses un­ terbrochen, um das Luft-Kraftstoffverhältnis anzureichern.

Wenn als nächstes das Kupplungspedal betätigt wird, um die Kraftübertragung zu unterbrechen, während die Maschinenkühl­ mitteltemperatur T _W unter der vorbestimmten Temperatur T ₂ liegt, schaltet der Null-Last-Schalter 42 an. Das hat zur Fol­ ge, daß ein Signal mit hohem Pegel vom Null-Last-Schalter 42 am Inverter 46 liegt. Danach liegt ein Signal mit niedrigem Pegel vom Inverter 46 am ODER-Glied 47. Da das andere Ein­ gangssignal des ODER-Gliedes 47 vom Maschinenkühlmitteltempe­ raturschalter 40 gleichfalls einen niedrigen Pegel hat, lie­ fert das ODER-Glied 47 ein Signal mit niedrigem Pegel dem UND-Glied 48, das seinerseits ein Ausgangssignal mit niedri­ gem Pegel erzeugt. In dieser Weise ergibt sich ein Arbeits­ ablauf, der gleich dem für den Fall ist, in dem die Ansaug­ lufttemperatur T _A unter der vorbestimmten Temperatur T ₁ liegt. Insbesondere schließt das Solenoidventil 18, um den Außenluft­ druck der Unterdruckkammer 16 a des Luftsteuerventils 16 zu liefern. Das hat zur Folge, daß die luftansaugseitigen Se­ kundärluftversorgungskanäle 11 und 12 geschlossen werden, um die Regelung mit Rückführung des Luft-Kraftstoffverhältnisses zu unterbrechen. In dieser Weise wird das Luft-Kraftstoffver­ hältnis angereichert.

Bei einer luftansaugseitigen Sekundärluftversorgungsvorrich­ tung mit dem oben beschriebenen Aufbau erfolgt eine Regelung mit Rückführung des Luft-Kraftstoffverhältnisses dann, wenn die Maschinenkühlmitteltemperatur T _W einen bestimmten Wert hat oder über dem bestimmten Wert liegt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn die Ansauglufttemperatur T _A unter der vorbestimmten Temperatur T ₁ liegt, oder wenn die Maschinen­ kühlmitteltemperatur unter der vorbestimmten Temperatur T ₂ liegt und die Fahrzeuggeschwindigkeit V kleiner als die vor­ bestimmte Geschwindigkeit V ₁ ist, dann ist die Regelung mit Rückführung des Luft-Kraftstoffverhältnisses unterbrochen, um das Luft-Kraftstoffverhältnis anzureichern. Wenn die Ma­ schinenkühlmitteltemperatur unter der vorbestimmten Tempera­ tur T ₂ liegt, die Ansauglufttemperatur T _A über der vorbe­ stimmten Temperatur T ₁ liegt und die Fahrzeuggeschwindig­ keit V gleich der vorbestimmten Geschwindigkeit V ₁ ist oder darüber liegt, wird die Regelung mit Rückführung des Luft- Kraftstoffverhältnisses zur Anreicherung des Luft-Kraftstoff­ verhältnisses nur dann unterbrochen, wenn die Maschine unter Null-Last-Verhältnisses arbeitet.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung werden die Null-Last-Verhältnisse der Maschine über den Betriebszustand der Kupplung wahrgenommen. Die Verfahren zum Wahrnehmen der Null-Last-Verhältnisse sind jedoch darauf nicht beschränkt. Beispielsweise können die Null-Last-Verhältnisse bei einem Fahrzeug mit Wechselschaltgetriebe als ein Zustand wahrgenommen werden, bei dem die Schaltstellung des Wechsel­ schaltgetriebes die neutrale Stellung ist. Bei einem Fahrzeug mit Schaltautomatik können andererseits die Null-Last-Ver­ hältnisse als ein Zustand wahrgenommen werden, bei dem die Schaltstellung die Parkstellung oder die neutrale Stellung ist.

Gemäß der Erfindung wird somit die Zuführung von luftansaug­ seitiger Sekundärluft unterbrochen, um das Luft-Kraftstoff­ verhältnis anzureichern, wenn die Übertragung der Maschinen­ leistung während des Kaltlaufes der Maschine, beispielsweise dann, wenn die Starterklappe betätigt ist, unterbrochen ist. Es ist daher möglich, ein Schwanken oder Pendeln der Maschi­ nendrehzahl zu vermeiden, so daß das Fahrverhalten des Fahr­ zeuges stark verbessert ist.

Claims (3)

1. Luftansaugseitige Sekundärluftversorgungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, die eine Starterklappe und ein Drosselventil im Luftansaugkanal aufweist, zum Regeln des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, indem luftansaugseitige Sekundärluft in Abhängigkeit von der Konzentration eines Abgasbestandteiles der Maschine zum Abgaskanal an einer Stelle stromabwärts vom Drosselventil zugeführt wird, und zwar in einer Menge, die zunimmt, wenn die Konzentration des Abgasbestandteiles ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis an­ zeigt, das reicher als das stöchiometrische Verhältnis ist, und die abnimmt, wenn die Konzentration des Abgasbestandtei­ les ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzeigt, das ärmer als das stöchiometrische Verhältnis ist, gekennzeich­ net durch eine Einrichtung, die einen lastfreien Betriebs­ zustand der Maschine während ihres Kaltlaufes über eine Trennung der Kraftübertragung der Maschine ermittelt und eine Einrichtung, die die Sekundärluftversorgung im last­ freien Betriebszustand der Maschine während ihres Kaltlau­ fes unterbricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ermitteln des lastfreien Betriebszustandes der Maschine mit der Kupplung verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ermitteln des lastfreien Betriebszutandes der Maschine mit einem automatischen Getriebe verbunden ist und dessen Park- oder neutrale Stellung feststellt.