JPS5831444B2 - ナイネンキカンノハイガスニフカテキニクウキオ チヨウセイキヨウキユウスルタメノキリカエソウチ - Google Patents

ナイネンキカンノハイガスニフカテキニクウキオ チヨウセイキヨウキユウスルタメノキリカエソウチ

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JPS5831444B2
JPS5831444B2 JP50055918A JP5591875A JPS5831444B2 JP S5831444 B2 JPS5831444 B2 JP S5831444B2 JP 50055918 A JP50055918 A JP 50055918A JP 5591875 A JP5591875 A JP 5591875A JP S5831444 B2 JPS5831444 B2 JP S5831444B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃機関の排気系における排気ガス−後ないし
二次燃焼装置と、排気系に配置された排気ガスの組成の
検出のための酸素−検知器とを有する内燃機関の排気ガ
スに付加的に空気を調整供給するための切換装置に関す
る。
公知の内燃機関用排気ガス無害化装置の場合、−酸化炭
素（ＣＯ）、炭化水素（ＣｘＨｙ ）および窒素酸化物
（ＮＯｘ）、のような排気ガス中に含まれる有害成分を
熱反応器および／または触媒反応器を用いて無害の化合
物に変換する。
内燃機関は一定の出力で作動されないので、排気ガスの
組成も変わる。
それによって熱反応器および／または触媒反応器の後処
理が損われる、なぜなら排気ガス中の酸素成分が余りに
多くなったり、余りに少くなったりするからである。
この種の欠点を回避するために、内燃機関を少ない空気
数（λは１よりも大きい）で作動し、また排気ガス後処
理装置の処理のために必要とする燃焼空気を空気ポンプ
で供給することは公知である（ドイツ連邦共和国特許公
開公報第２０３５５９１号明細書）。
付加空気の供給を吸入管圧力および内燃機関の回転数に
依存して調整し、またこの調整回路に制御回路（供給さ
れた付加空気量の機料（財）を排気ガスの組成に依存し
て生せしめる）を組合わせることも公知である（ドイツ
連邦共和国特許出願公告第２２５４９６１号公報）。
この種の公知の装置から、本発明の課題は付加空気を排
気ガス組成に依存して正確に制御する電子切換装置を提
供することにある。
その際切換装置をできるたけ簡単に、且つ費用を削減し
て構成し、また自動車の粗暴な作動条件下でも正確に動
作させる必要がある。
そのほか電子切換装置は暖機運転中（内燃機関の排気ガ
ス内の酸素−検知器が一義的な出力信号を供給する）最
大付加空気量を供給させる特性を有する。
さらに電子切換装置によって、酸素−検知器を有する入
力回路の短絡または断線の際排気ガスへ最大付加空気量
を供給するようにする。
この課題は本発明によれば次のようにして解決される。
すなわち酸素−検知器を限界値スイッチと接続し該限界
値スイッチは、内燃機関の通常の作動状態において２つ
の電圧レベルの間を交番する酸素−検知器の出力信号に
依存して、切換トランジスタをオン、オフ制御するよう
にし、該切換トランジスタはその切換状態に依存して弁
の動作巻線を制御するようにし、該弁が排気ガスに供給
される付加空気量を増加または減少するようにし、さら
に内燃機関の始動−ないし暖機時相に対しての、および
酸素−検知器の異常状態または切換装置の入力回路の接
続線故障に対しての安全切換段を設け、該安全切換段を
前記限界値スイッチの出力側と接続し、該限界値スイッ
チの出力信号が所定の時間間隔を越えても変化しないと
、安全切換段は前記切換トランジスタを、付加空気の供
給を開始する切換状態へ投入接続するのである。
以下図示の実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
第１図において内燃機関１０を示し、この内燃機関は吸
入管１１を介して燃料−空気−混合気を吸入し、この燃
料−空気−混合気は例えば図示してない気化器によって
調整されている。
内燃機関１０は連結棒１２を介して空気ポンプ１３を駆
動する。
空気ポンプは空気を制御装置１４に供給し、その際空気
量は内燃機関の回転数に依存する。
内燃機関１０の排気ガスは排気ガス管１５を通って熱反
応器および／または触媒反応器（これらのうちの１つを
１６で示す）に供給されている。
制御装置は第１制御圧力室１７および第２制御圧力室１
８を有する。
しかもこの制御装置に第１圧力室１９および第２圧力室
２０が配置されている。
制御装置は第３圧力室２１を有する。第１制御圧力室１
７に、吸入管１１に連結された第１圧力管２２が連結さ
れている。
第１圧力管２２は同様に調整部材として使用する３路弁
２３に連結されている。
第２制御圧力室１８に第２圧力管２４が連結され、この
第２圧力管は３路弁２３のうちの一方に連結されている
。
３路弁２３の第３連結管は第３圧力管２５に連結され、
この圧力管２５は第３圧力室２１に連結されている。
同様に第３圧力室２１に空気管２６が連結され、この空
気管２６は排気ガス管１５に連結されている。
第２圧力室２０に空気管２６′が連結されている。
空気ポンプ１３および第１圧力室１９からの空気もどし
管２７は外部へ引出されている。
制御装置の内部に案内ロンド２８（２個の調量円錐体２
９．３０が固定されている）が配置されている。
分離壁３３．３４の孔３１．３２は開閉され、その際分
離壁３３．３４は圧力室１９．２０゜２１を分離する。
第１圧力室１９はダイヤフラム３５によって第２制御圧
力室１８から分離され、また第１制御圧力室１７と第２
制御圧力室１８とはダイヤフラム３６によって相互に分
離されている。
これら両ダイヤフラムは同様に案内ロンド２８に連結さ
れている。
ダイヤフラム３６は圧力ばね３７を支持している。
３路弁２３は切換装置３８によって作動され、この切換
装置は電源３９に接続されている。
３路弁２３は切換装置３８を用いて排気ガス管１５内の
排気ガスの組成に依存して作動され、その際排気ガス組
成は切換装置３８に接続された酸素−検知器４０を用い
て行われる。
以下上述の装置の動作について詳細に説明する。
排気ガス管１５に内燃機関の回転数および吸入管圧力に
依存して付加空気が供給される。
このことは上述のように一方で空気ポンプ１３が内燃機
関１０の回転数によって回転し、他方で吸入管圧力を第
１制御圧力室１７へ供給することによって生ずる。
高い吸入管圧力の場合第１制御圧力室内の圧力ばね３７
が弛緩し、また調量円錐体２９．３０を有する案内ロン
ドは下方へ摺動し、その結果孔３１が拡がり、孔３２は
小さくなる。
それによって付加空気の大部分が排気ガス後処理装置１
６へ達する。
機関回転数および吸入管圧力に依存する量の付加空気は
制御量に重畳された制御作用をする。
排気ガス背圧（空気管２６および第３圧力管２５を通っ
て導かれる）が３路弁２３を介して第２制御圧力室１８
に供給されるか否か、または吸入管圧力が第１圧力管お
よび３路弁を介して供給されるか否かに応じてダイヤフ
ラム３５ないし３６が変移する。
このような重畳された制御作用によって、付加空気量と
排気ガスとの特に正確な調量が可能となる。
第２図に切換装置３８（第１図）を示し、この装置を用
いて３路弁２３を調整することができる。
磁石の動作巻線４１によってフラップ４２（第１図）を
旋回させることにより、一方の位置では吸入管圧力は第
２圧力管２４へ達し、他方の位置では第３圧力管を介し
ての排気ガス背圧は第２制御圧力室１８へ達する。
遮断時の電圧ピークの抑圧のためにコンデンサ８０が並
列に接続された動作巻線４１は、第１切換トランジスタ
４３に直列に接続されている。
第１切換トランジスタ４３は抵抗４４を介して共通正線
路４５（電源３９に接続される）に接続されている。
第２給電線４６は電源の負極に接続され、この導線４６
に動作巻線４１およびコンデンサ８０が接続されている
。
第１切換トランジスタ４３の導通制御は酸素−検知器４
０の出力信号に依存して行われ、この酸素−検知器４０
は排気ガスの組成に依存して出力電圧を供給している。
第３図において酸素−検知器４０の出力電圧Ｕと、供給
燃料−空気−混合気の空気数λ（空気過剰率）との関係
を示す。
第３図のダイヤグラムの縦座標に酸素−検知器４０の出
力電圧Ｕを示し、横座標に約０．８〜１．３の範囲内の
空気数λを示す。
化学量論的燃料−空気−混合気（λ−１）の場合、酸素
検知器の出力電圧は急激的に低下し、その際空気数が小
さい場合高い出力電圧が現われ、空気数が大きい場合低
い出力電圧が現われる。
その際ｌより小さな空気数は濃い燃料−空気−混合気を
示し、また１より大きな空気数は薄い燃料−空気−混合
気を示す。
酸素−検知器４０の出力電圧の高さは内燃機関の排気系
内の温度Ｔによって非常に急激に変化する。
酸素−検知器４０は入力抵抗４７を介して限界値スイッ
チとして使用される演算増幅器４８の反転入力側に接続
されている。
限界値スイッチ４８の切換限界値は分圧器４９．５０（
給電線４５と４６との間に接続されている）によって定
められ、その際分圧器のタップ電位は入力抵抗５１を介
して演算増幅器４８の非反転入力側に印加される。
演算増幅器４８の出力側に動作抵抗５２が接続され、こ
の抵抗５２は給電線４５に接続されている。
そのほか演算増幅器４８の出力側にベース前置抵抗５３
が接続されている。
ベース前置抵抗５３は増幅器−終段５４のベースに接続
されている。
増幅器−終段は出力トランジスタである第１切換トラン
ジスタ４３を切換えるようになっている。
さらに演算増幅器４８の出力側に安全切換段５５（モノ
ステーブルマルチバイブレーク５６を有する）が接続さ
れている。
モノステーブルマルチバイブレーク５６はコンデンサ５
７を有し、その一方の電極は演算増幅器４８の出力側に
直接接続され、他方の電極はダイオード５９を介してト
ランジスタ５８のベースに接続されている。
ダイオード５９のアノードに抵抗６０が接続され、この
抵抗は一方で共通給電線４５に接続されている。
ダイオード５９のカソードはトランジスタ５８のベース
および抵抗６１に接続されている。
トランジスタ５８のコレクタは動作抵抗６２を介して共
通上線に接続され、またトランジスタ５８のエミッタは
共通給電線４６に直接接続されている。
トランジスタ５８のコレクタにダイオード６３のアノー
ドが接続され、そのカソードは充電コンデンサ６４の一
方の電極、抵抗６５および第２切換トランジスタ６６の
ベースに接続されている。
充電コンデンサ６４および抵抗６５は一方で共通給電線
４６に接続されている。
第２切換トランジスタ６６のコレクタは動作抵抗８１を
介して正線路４５に接続されている。
さらに第２切換トランジスタ６６のコレクタに抵抗６８
と６９から成る分圧器が接続され、その際抵抗６９は共
通給電線４６に接続されている。
同様にエミッタ抵抗６７も給電線４６に接続されている
。
抵抗６８と６９から成る分圧器のタップに第３切換トラ
ンジスタ７０が接続され、そのエミッタは給電線４６に
直接接続されている。
第３切換トランジスタ７０のコレクタはトランジスタ５
４のベースに接続されている。
以下上述の装置の動作について詳細に説明する。
内燃機関１０に供給される燃料−空気−混合気があまり
に濃厚、すなわち空気λが１よりも小さいことが、排気
ガス管１５内の酸素−検知器４０によって信号として検
知された場合、通常の作動温度時に酸素−検知器４０の
出力側に正信号が供給される。
この正信号は演算増幅器４８の反転入力側に供給され、
その結果演算増幅器４８の出力側に負信号が現われる。
この負信号は抵抗５３を介して増幅器−トランジスタ５
４のベースへ達シ、それによってトランジスタ５４は遮
断される。
増幅器−トランジスタ５４の遮断の際正信号が第１切換
トランジスタ４３のベースへ達し、このトランジスタ４
３を導通状態に制御する。
それによって動作巻線４１が励磁され、３路弁２３のフ
ラップ４２は吸入管圧力が第２制御圧力室へ作用する位
置へ移行する。
それによってダイヤフラム３６は第２制御圧力室１８に
よって負荷されず、ばね３７が伸張する。
このことは第１図の調量用錐体２９．３０を下方へ移動
させ、その結果空気が排気ガスに混合される。
他の例の場合燃料−空気−混合気が余りにも少なく、そ
の結果酸素−結句器の出力側に負電位が現われる。
この負電位は演算増幅器４８の出力側に正信号を惹起し
、この正信号は増幅器トランジスタ５４を導通状態に制
御する。
増幅器−トランジスタ５４の導通の際第１切換トランジ
スタ４３を遮断し、動作巻線４１は励磁されず、それに
よって３路弁のフラップ４２は別の切換位置に達し、そ
の結果排気ガス背圧が第２制御圧力室１８へ達する。
それによってダイヤフラム３６は上方へ摺動し、このダ
イヤフラム３６によって案内ロンド２８を介して調量円
錐体２９．３０も上方へ摺動する。
このことは調量を生ぜしめ、または特別の場合排気ガス
への付加空気の流入を遮断する。
以下安全−切換段の動作について説明する。
正常の作動時演算増幅器４８の出力側は正と負との間で
交互に切換わり、演算増幅器４８の出力電圧が正から負
へ交番の際負電位がコンデンサ５７を介してダイオード
５９のアノードへ達する。
それによってトランジスタ５８からベース電流が流れず
、トランジスタ５８はコンデンサ５７が反転充電される
迄、遮断される。
このモノステーブルマルチバイブレーク５６の反転期間
中充電コンデンサ６４は抵抗６２およびダイオード６３
を介して充電され、そうでない場合抵抗６５を介して放
電される。
これはトランジスタ６６を導通状態に保持するために十
分であり、ひいてはトランジスタ７０を遮断する。
それによって上述の通りトランジスタ５４が動作するよ
うになっている。
それに反して障害、すなわち低い排気ガス温度によって
酸素−検知器４０内に余りにも高い内部抵抗が生じたり
または短絡ないし切換装置３８の入力回路の断線が生じ
た場合、演算増幅器４８の出力側は変化しない電位のま
ま保持される。
それによってモノステーブルマルチバイブレーク５６は
トリガされず、従ってトランジスタ５８は連続的に導通
状態となる。
トランジスタ５８が導通の場合、ダイオード６３が遮断
され、充電コンデンサ６４は抵抗６５を介して放電され
る。
充電コンデンサ６４が十分に放電された場合、コンデン
サ６４は第２切換トランジスタ６６を遮断する。
それによって遮断された第２切換トランジスタ６６のコ
レクタに正信号が現われ、この正信号は第３切換トラン
ジスタ７０を導通状態に制御する。
導通状態の第３切換トランジスタ７０は増幅器−トラン
ジスタ５４を遮断し、その結果第１切換トランジスタ４
３は導通状態となり、ひいては最大−空気−供給を行な
う。
従って切換装置３８の入力回路の故障の際非常に少ない
燃料−空気−混合気で常時走行し、ひいては排気ガス中
の有害成分を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は付加空気を排気ガスに供給するための制御装置
と、制御装置に重畳的に作用し且つ付ｊｙａ空気を微調
整するための調整装置とを有する内燃機関の一部路線図
、第２図は付加空気の供給を調整するための本発明によ
る切換装置の回路図、第３図は酸素−検知器の出力電圧
と空気数λとの関係を示すダイヤフラムを示す。 １０・・・・・・内燃機関、１３・・・・・・空気ポン
プ、１６・・・・・・触媒反応器、３８・・・・・・切
換装置、５５・・・・・・安全切換段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 内燃機関の排気系における排気ガス−二次燃焼装置
    と、排気系に配置された排気ガスの組成を検出するため
    の酸素−検知器とを有する内燃機関の排気ガスに付加的
    に空気を調整供給するための切換装置において、酸素−
    検知器４０を限界値スイッチ４８と接続し該限界値スイ
    ッチは、内燃機関の通常の作動状態において２つの電圧
    レベルの間を交番する酸素−検知器の出力信号に依存し
    て、切換トランジスタ４３をオン、オフ制御するように
    し、該切換トランジスタはその切換状態に依存して弁２
    ３の動作巻線４１を制御するようにし、該弁が排気ガス
    に供給される付加空気量を増加または減少するようにし
    、さらに内燃機関の始動−ないし暖機時相に対しての、
    および酸素−検知器の異常状態または切換装置３８の入
    力回路の接続線故障に対しての安全切換段５５を設け、
    該安全切換段を前記限界値スイッチ４８の出力側と接続
    し、該限界値スイッチの出力信号が所定の時間間隔を越
    えても変化しないと、安全切換段は前記切換トランジス
    タ４３を、付加空気の供給を開始する切換状態へ投入接
    続することを特徴とする内燃機関の排気ガスに付加的に
    空気を調整供給するための切換装置。
JP50055918A 1974-05-11 1975-05-12 ナイネンキカンノハイガスニフカテキニクウキオ チヨウセイキヨウキユウスルタメノキリカエソウチ Expired JPS5831444B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2422938A DE2422938C2 (de) 1974-05-11 1974-05-11 Schalteinrichtung zur geregelten Zugabe von Zusatzluft zum Abgas einer Brennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS50154613A JPS50154613A (ja) 1975-12-12
JPS5831444B2 true JPS5831444B2 (ja) 1983-07-06

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ID=5915306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50055918A Expired JPS5831444B2 (ja) 1974-05-11 1975-05-12 ナイネンキカンノハイガスニフカテキニクウキオ チヨウセイキヨウキユウスルタメノキリカエソウチ

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US (1) US4024707A (ja)
JP (1) JPS5831444B2 (ja)
DE (1) DE2422938C2 (ja)
FR (1) FR2279938A1 (ja)
GB (1) GB1513924A (ja)

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