DE3535224C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus dem DE-GM 73 17 531 bekannt, wobei ein Thermofühler zur Aufnahme des thermischen Zustandes und ein Schalter zur Aufnahme des mechanischen Zustandes der Brennkraftmaschine vorgesehen ist. Die Signale von diesem Thermofühler und dem Schalter werden an ein elektronisches Steuergerät gegeben, das ein Mehrwegeventil in der Unterdruckleitung steuert, welche mit dem Steuerventil zum Steuern der Rückführmenge an Abgas verbunden ist. Der Thermofühler überwacht das Überschreiten einer Mindesttemperatur, damit das Steuerventil bei kalter Brennkraftmaschine geschlossen bleibt, während der Schalter die Stellung der Drosselklappe überwacht. Damit gibt der Thermofühler nur an, ob die Maschine warmgelaufen ist oder nicht.

Durch die Steuerschaltung wird eine hohe Abgastemperatur festgestellt und dann nach einem vorgegebenen Zeitintervall die Abgasrückführung und damit die Beaufschlagung des Steuerventils durch das heiße Abgas unterbrochen, so daß eine Beschädigung des Steuerventils durch Temperatureinwirkung vermieden wird.

Aus der DE-OS 32 17 287 ist es zwar bekannt, eine Abgasrückführung so auszubilden, daß die Funktion einer automatischen Korrektur eines erfaßten Null-Öffnungswertes des Abgassteuerventils vorhanden ist, wobei ein aktueller Ventilöffnungswert nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitperiode erfaßt wird, um den fortlaufend erfaßten Ventilöffnungswert zu korrigieren, jedoch gibt diese Druckschrift keinen Hinweis auf thermische Beeinträchtigung des Steuerventils durch heißes Abgas. Schließlich ist es aus der Motortechnischen Zeitschrift MTZ 34 (1973) H.1, S. 7 bis 11 bekannt, im Zusammenhang mit Abgasreinigung verschiedene Parameter der Brennkraftmaschine zu erfassen, wie beispielsweise Getriebestellung, Drosselklappensteuerung und dergleichen, jedoch ist auch in dieser Druckschrift die obige Aufgabenstellung nicht angesprochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasrückführungs-Vorrichtung so auszubilden, daß eine Beschädigung des Steuerventils durch zu hohe Abgastemperaturen vermieden wird.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung und

Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Steuerung der in Fig. 1 dargestellten Steuerschaltung.

In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 2 mit einem Ansaugkanal 4, einem Abgaskanal 6, einem Vergaser 8 und einem Drosselventil 10 dargestellt.

Ein Ende eines Rückführungskanals 14 für das Abgas steht mit einer Ansaugöffnung 12 im Abgaskanal 6 in Verbindung. Das andere Ende des Rückführungskanals 14 steht mit einer Rückführungsöffnung 18 im Ansaugkanal 4 über ein Steuerventil 16 in Verbindung.

Das Steuerventil 16 umfaßt ein Ventilelement 20 zum Öffnen oder Schließen des Rückführungskanals 14, eine Membran 22, die in Arbeitsverbindung mit dem Ventilelement 20 steht, um dieses zu betätigen, eine Feder 24, die die Membran 22 beaufschlagt, um das Ventilelement 20 in eine Richtung zu betätigen, daß der Rückführungskanal 14 geschlossen wird, um dadurch die Menge an rückgeführtem Abgas zu verringern, und eine Unterdruckkammer 26 über der Membran 22. Ein Ende eines Unterdruckkanals 30 steht mit der Unterdruckkammer 26 in Verbindung, und das andere Ende steht mit einer Unterdrucköffnung 28 im Ansaugkanal 4 direkt stromaufwärts vom Drosselventil 10 in Verbindung. Der Unterdruck liegt somit über dem des Unterdruckkanals 30 an der Unterdruckkammer 26. Aufgrund dieses Unterdruckes wird die Membran 22 nach oben verformt, um den Rückführungskanal 14 zu öffnen und dadurch die Menge an rückgeführtem Abgas zu erhöhen.

In Verbindung mit dem Unterdruckkanal 30 sind ein Temperatursensorventil 32 zum Aufnehmen der Temperatur des Kühlwassers oder eines anderen Kühlmittels der Brennkraftmaschine 2 und ein Unterdruckumschaltventil 34 vorgesehen. Das Ventil 32 schließt den Unterdruckkanal 30, wenn die Temperatur des Kühlmittels unter einer vorbestimmten Temperatur liegt. Wenn andererseits die Temperatur den bestimmten Wert überschreitet, öffnet das Ventil 32 den Unterdruckkanal 30. In dieser Weise wird die Arbeit des Steuerventils 16 gesteuert, um dadurch den Lauf und die Arbeit der Brennkraftmaschine bei niedriger Kühlmitteltemperatur zu verbessern.

Das Unterdruckumschaltventil 34 ist mit einer Steuerschaltung 36 verbunden und steuert die Fortpflanzung des Unterdruckes über den Unterdruckkanal 30 zur Unterdruckkammer 26 des Steuerventils 16. Eine Zündspule 38 und ein Schalter 40 für die Getriebestellung sind mit der Steuerschaltung 36 verbunden. Die Zündspule 38 nimmt wenigstens die Drehzahl der Brennkraftmaschine 2 wahr, um den Betriebszustand der Brennkraftmaschine zu ermitteln. Der Schalter 40 nimmt die Schaltstellung des nicht dargestellten Übertragungs- oder Wechselgetriebes wahr. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nimmt er die Getriebestellung der letzten Drehzahl auf der Seite hoher Drehzahlen wahr. Obwohl es in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann ein Sensor vorgesehen sein, der den Öffnungsgrad des Drosselventils 10 wahrnimmt, um den Betriebszustand der Maschine zu ermitteln. Ein Signal, das anzeigt, daß die Drehzahl der Maschine über einer gegebenen Drehzahl liegt, wird von der Zündspule 38 erzeugt. Ein Signal, das die Getriebestellung der Enddrehzahl des Umschalt- oder Wechselgetriebes wiedergibt, wird vom Schalter 40 erzeugt. Diese Signale liegen an der Steuerschaltung 36, wobei die Steuerschaltung 36 den Betriebszustand der Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und hoher Last unterscheidet, bei dem das Abgas eine hohe Temperatur hat. Nach Ablauf eines gegebenen Zeitintervalls in diesem Betriebszustand schließt die Steuerschaltung 36 das Umschaltventil 34, um die Fortplanzung des Unterdruckes über den Unterdruckkanal 30 zur Unterdruckkammer 26 zu unterbrechen. In dieser Weise schließt die Feder 24 das Ventilelement 20 und es unterbricht das Steuerventil 16 die Abgasrückführung. Wenn nur eines dieser Signale oder keines dieser Signale an der Steuerschaltung 36 anliegt und vor Ablauf des gegebenen Zeitintervalls, selbst wenn beide Signale anliegen, hält die Steuerschaltung 36 das Unterdruckumschaltventil 34 geöffnet, so daß der Unterdruck im Unterdruckkanal 30 sich zur Unterdruckkammer 26 fortplanzen kann. Das Steuerventil 16 steuert auch die Menge an rückgeführtem Abgas und erlaubt eine Rückführung des Abgases. Es ist weiterhin in Fig. 1 eine Batterie 42 dargestellt.

Im folgenden wird die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels beschrieben.

Beim Anlassen mit kalter Brennkraftmaschine wird der Unterdruckkanal 30 über das Temperatursensorventil 32 geschlossen, so daß kein Unterdruck über den Unterdruckkanal 30 weitergeleitet wird und das Steuerventil 16 das Ventilelement 20 mittels der Feder 24 schließt, so daß der Rückführungskanal 14 geschlossen ist. Die Abgasrückführung ist somit unterbrochen, und es wird ein besseres Laufverhalten der Brennkraftmaschine bei niedriger Temperatur erzielt.

Wenn die Kühlmitteltemperatur eine vorgegebene Temperatur überschreitet, öffnet das Ventil 32, so daß der Unterdruckkanal 30 angeschlossen wird. In diesem Fall ist der Unterdruckkanal 30 gleichfalls mit dem Unterdruckumschaltventil 34 versehen, das durch die Steuerschaltung 36 geschaltet wird. Wie es in der folgenden Tabelle und in Fig. 2 dargestellt ist, wird das Unterdruckumschaltventil 34 durch die Steuerschaltung 36 nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls bei Maschinenbetriebsverhältnissen geschlossen, bei denen die oben genannten Signale, die ein Überschreiten einer gegebenen Drehzahl und eine Getriebestellung der Enddrehzahl des Umschalt- oder Wechselgetriebes angeben, an der Steuerschaltung 36 liegen, um dadurch die Abgasrückführung zu unterbrechen.

Das heißt, daß zur Vermeidung einer Beeinträchtigung der Funktion des Steuerventils 16 aufgrund der Wärme des Abgases bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl und hoher Last, bei dem das Abgas eine hohe Temperatur hat, die Abgasrückführung nach Ablauf eines vorbestimmten oder gegebenen Zeitintervalls unterbrochen wird, wenn die Brennkraftmaschine in diesem Betriebszustand arbeitet. Dadurch wird ein Durchbrennen des Ventilelementes 20 und eine Beeinträchtigung des Steuerventils 16 vermieden.

Wenn keines der oben erwähnten Signale oder nur eines dieser Signale, jedoch nicht gleichzeitig beide Signale, an der Steuerschaltung 36 liegt oder bevor ein vorbestimmtes Zeitintervall abgelaufen ist, während beide Signale anliegen, wird das Umschaltventil 34 durch die Steuerschaltung 36 geöffnet und das Abgas wird durch das Steuerventil 16 gesteuert und zurückgeführt.

Da in der oben beschriebenen Weise die Abgasrückführung nach Ablauf eines gegebenen Zeitintervalls bei einem Maschinenbetriebszustand, bei dem das Abgas eine hohe Temperatur hat, unterbrochen wird, ist das Steuerventil 16 somit der hohen Temperatur nur für dieses Zeitintervall und nicht darüber hinaus ausgesetzt. Schwierigkeiten, wie beispielsweise ein Durchbrennen des Ventilelementes 20, ein Schmelzen der Membran 22 usw. treten daher nicht auf. Die Dauerhaftigkeit des Steuerventils 16 ist daher verbessert und seine Funktion zur Verringerung der Menge an NOx kann beibehalten werden. Obwohl der Betriebszustand der Maschine bei hoher Last, bei dem das Abgas eine hohe Temperatur hat, bezüglich eines Betriebszustandes beschrieben wurde, der eine hohe Drehzahl der Maschine mit sich bringt, kann eine solche Situation auch bei einer niedrigen Drehzahl der Maschine auftreten. Wenn daher die Maschinenbetriebsverhältnisse, bei denen das Abgas eine hohe Temperatur hat, unabhängig von einer hohen oder niedrigen Drehzahl ermittelt werden und die Abgasrückführung nach Ablauf eines gegebenen Zeitintervalls unterbrochen wird, kann eine ähnliche Wirkung erzielt werden.

Das Abgasrückführungs-Steuerventil 16 kann somit aus einem Material hergestellt werden, das eine geringere Wärmebeständigkeit als ein herkömmliches Ventil hat, was zu einer Verringerung der Kosten beiträgt.

Claims (5)

1. Vorrichtung für die Rückführung von Abgas in den Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine, mit einem Steuerventil zum Steuern der Rückführmenge an Abgas, einer Einrichtung zum Wahrnehmen des Betriebszustandes der Maschine und einer Steuerschaltung, die mit dieser Einrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (36) aufgrund des Signals von der Wahrnehmungseinrichtung einen Betrieb mit hoher Abgastemperatur unterscheidet und bei Feststellung einer hohen Abgastemperatur nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls das Steuerventil zum Unterbrechen der Abgasrückführung steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahrnehmungseinrichtung die Drehzahl der Maschine wahrnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahrnehmungseinrichtung die Getriebestellung des Getriebes der Maschine wahrnimmt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahrnehmungseinrichtung eine Zündspule ist, die ein Detektorsignal erzeugt, wenn die Drehzahl der Maschine eine vorbestimmte Drehzahl überschreitet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahrnehmungseinrichtung ein Getriebe- oder Schiebeschalter ist, der ein Detektorsignal erzeugt, das die Getriebestellung der letzten Drehzahl des Getriebes angibt.