DE2539099A1

DE2539099A1 - Verfahren und vorrichtung zur regelung des einer brennkraftmaschine zugefuehrten kraftstoff-luft-gemisches

Info

Publication number: DE2539099A1
Application number: DE19752539099
Authority: DE
Inventors: Johannes-Gerhard Dipl Bertling
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-09-03
Filing date: 1975-09-03
Publication date: 1977-03-17
Also published as: JPS5232425A; FR2323024A1; BR7605804A; US4075993A; GB1542086A

Description

28.8.1975 Bö/Ml

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart 1

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches durch Zufuhr von Zusatzluft zu einem in einem Gemischerzeuger erzeugten Kraftstoff-Luft-Gemisch in Abhängigkeit von Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird der Sauerstoffgehalt der Abgase mit einem Sauerstoffmeßfühler gemessen, der aus einem sauerstoffionenleitenden Pestelektrolyten - vorzugsweise Zirkondioxyd - besteht. Das Ausgangssignal des Sauerstoff meßfühlers beeinflußt über einen Regelverstärker die Stellung eines Bypassventils in einer Bypassluftleitung. Bei Sauerstoffmangel in den Abgasen, der auf ein zu fettes Gemisch hinweist, wird das Bypassventil weiter geöffnet und das

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Luft-Kraftstoff-Gemisch abgemagert.

Da bei diesem Verfahren nur das Ausgangssignal des Sauerstoffmeßfühlers einen Einfluß auf die Stellung des Bypassventils hat, ist die relative'Änderung der Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches bei großem Luftdurchsatz im Saugrohr, d.h. bei geöffneter Drosselklappe, wesentlich kleiner als bei niedrigem Durchsatz.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird ebenfalls der Sauerstoffgehalt der Abgase gemessen und Zusatzluft über ein Bypassventil in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt der Abgase zugemessen. Dabei wird mit Hilfe einer elektronischen Regeleinrichtung die Drosselklappenstellung und die Drehzahl der Brennkraftmaschine für eine Grundverstellung des Bypassventils erfaßt und das Bypassventil zusätzlich in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt der Abgase verstellt. Auf diese Weise erfolgt unabhängig vom Luftdurchsatz eine schnelle Einregelung des gewünschten Kraftstoff-Luft-Gemisches. Zu dieser Art der Regelung ist jedoch eine aufwendige Regeleinrichtung notwendig. Ferner gibt die Stellung der Drosselklappe nur zusammen mit dem Drehzahlsignal bzw. dem Unterdruck im Saugrohr ein Maß für die tatsächlich angesaugte Kraftstoff-Luft-Gemischmenge. Diese Menge, deren genaue Erfassung für eine gute Regelung die wichtigste Voraussetzung ist, wird bei dieser bekannten Lösung also erst aus zwei Meßgrößen abgeleitet und dann zu einem Stellimpuls der Bypassdrosselklappe verarbeitet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für eine schnellere und genaue Regelung zu entwickeln, bei dem mit geringem Aufwand ein gewünschtes Kraftstoff-Luft-Gemisch erzielt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die angesaugte Luftmenge durch einen sich unter Differenzdruck verstellenden Luftmengenmesser ermittelt und zusätzlich Zusatzluft entsprechend der Verstellung des Luftmengenmessers in einer Luftby-

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passleitung zugemessen wird, in der der Druck stromabwärts des Drosselorgans konstant gehalten wird und ferner durch Variation des auf den Luftmengenmesser wirkenden Referenzdruck in Abhängigkeit von dem Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine zwischen dem konstanten Druck stromabwärts des Drosselorgans und einem anderen konstanten Druck der Zusatzluftanteil geändert wird.

Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens zu schaffen. Diese Aufgabe wird bei einer Brennkraftmaschine mit einem Gemischerzeuger und einer Drosselklappe im Saugrohr, in das stromabwärts der Drosselklappe eine Luftbypassleitung mündet, deren freier Querschnitt durch ein Drosselorgan änderbar ist, dadurch gelöst, daß stromaufwärts des Gemischerzeugers im Saugrohr ein Luftmengenmesser angeordnet ist, der ein den Ansaugquerschnitt verstellendes Stellorgan besitzt, das durch die Druckdifferenz zwischen einem regelbaren Referenzdruck und dem Druck stromabwärts des Luftmengenmessers betätigbar ist und mit dem Drosselorgan in Wirkverbindung steht und daß in der Luftbypassleitung stromabwärts des Drosselorgans ein Druckregelventil angeordnet ist und der Druck in der Luftbypassleitung zwischen Drosselorgan und Druckregelventil über eine Verbindungsleitung dem Stellorgan als Referenzdruck zuführbar ist, der über ein entsprechend dem Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine betätigbares Ventil in einer Druckleitung von einer Druckquelle zum Stellorgan ganz oder teilweise durch einen anderen im wesentlichen konstanten Druck ersetzbar ist.

Auf diese Weise wird die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge schnell und genau erfaßt und gleichzeitig entsprechend die zugeführte Zusatzluftmenge eingestellt. Durch den multiplikativen Eingriff in .das Druckniveau des Referenzdrucks, der die Stellung des Luftmengenmessers und damit gleichzeitig die Stellung des Drosselorgans bestimmt, wird eine sehr schnelle und genaue Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches mit geringem

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Aufwand erzielt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß im Abgassystem eine Abgasmeßsonde, insbesondere eine an sich bekannte Sauerstoffsonde, zur Erfassung der das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine kennzeichnenden Abgaszusammensetzung angeordnet ist und das Ventil entsprechend der Steuergröße der Sonde betätigbar ist. Auf diese Weise wird vorteilhaft die Zusammensetzung der Abgase, insbesondere im Hinblick auf deren schädliche Bestandteile erfaßt und das der Brennkraftmaschine zugeführte Gemisch entsprechend einer bestimmten gewünschten Abgaszusammensetzung geregelt.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß ein Meßaufnehmer der Streuung der Druckverläufe in den Brennräumen der Brennkraftmaschine, insbesondere ein Aufnehmer eines Laufruhensignals zur Erfassung des Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine vorgesehen ist _} und das Ventil entsprechend der Steuergröße des Aufnehmers über eine Regeleinrichtung betätigbar ist.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung besteht darin, daß in der Verbindungsleitung von der Luftbypassleitung zum Stellorgan und in der Druckleitung von der Druckquelle jeweils eine Drossel angeordnet ist. Damit können die Druckänderungen pro Zeiteinheit des Referenzdrucks am Stellorgan unabhängig davon, welcher der zur Verfügung stehenden Drücke durch Ansteuerung des Ventils zugeschaltet wird, einander angeglichen werden. Es kann ferner gleichfalls damit der maximale Arbeitsdruck bestimmt werden.

In anderer erfindungsgemäßer Ausgestaltung ist das Ventil ein in der Verbindungsleitung angeordnetes Dreiwegeventil, von dem die Druckleitung abzweigt und die Drossel zwischen dem Dreiwegeventil und der Luftbypassleitung angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß entsprechend der Ansteuerung des Dreiwegeventils das Stellorgan ausschließlich dem konstanten Druck in der Luft-

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bypassleitung oder dem konstanten Druck der Druckquelle ausgesetzt ist. Wenn in weiterer erfindungsgemäßer Ausführung als Druckquelle die Umgebungsluft oder der Druck im Saugrohr stromaufwärts des Luftmengenmessers dient, kann auf diese Weise die volle Druckdifferenz zwischen beiden Drücken zur Regelung ausgenutzt werden. In gleicher Weise können durch Zwischenstellungen des Dreiwegeventils bei analoger Ansteuerung auch Mischdrücke eingestellt werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und der Zeichnung zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Variante der Ventilanordnung mit einem Dreiwegeventil beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1,

Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel des Stellorgans und

Fig. *}ein zweites Ausführungsbeispiel des Stellorgans .

Fig. 1 gibt einen Teil des Ansaugsystems einer nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine wieder. Im Saugrohr 1 sind in Strömungsrichtung nacheinander eine Luftklappe 2, ein Gemischerzeuger 3 und eine willkürlich betätigbare Drosselklappe i} angeordnet. Die Luftklappe 2 ist als eine in der Endstellung das Saugrohr verschließende Klappe ausgebildet, die symmetrisch auf einer Welle 6 im Saugrohr gelagert ist. Sie ist Teil eines Luftmengenmessers, dessen Stellorgan aus einer Betätigungsstange . 16 besteht, die exzentrisch an die Luftklappe 2 angelenkt ist und am anderen Ende mit einer Stellmembran 17 einer Druckdose l8 verbunden ist. Die Stellmembran 17 schließt in der Druckdose 18 einen Steuerdruckraum 20 ein und ist auf der gegenüberliegenden Seite dem Saugrohrdruck zwischen Luftklappe und Gemischerzeuger 3 ausgesetzt.

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Stromabwärts der Drosselklappe 4 mündet in das Saugrohr 1 eine Luftbypassleitung 14 ein, in der um eine Welle 11 schwenkbar eine Bypassdrosselklappe 12 angeordnet ist. Die Welle 11 ist über einen Hebelarm 9, der über ein Gestänge 8 mit einem Hebelarm 7 der Welle 6 gekoppelt ist, entsprechend der Schwenkbewegung der Luftklappe 2 drehbar. Die Bypassdrosselklappe ist momenten-frei symmetrisch auf der Welle 11 befestigt. Zweckmäßigerweise können auch die Luftklappe 2 und die Bypassklappe 12 gemeinsam auf einer Welle sitzen. In diesem Fall ist die Welle 11 die Verlängerung von Welle 6 und das Gestänge 8 entfällt.

Der Gemischerzeuger ist in dem Ausführungsbeispiel lediglich symbolisch als Venturi dargestellt und kann von beliebiger bekannter Bauart sein, wie z.B. ein Vergaser oder eine Einspritzvorrichtung.

In der Luftbypassleitung 14 zwischen Bypassdrosselklappe 12 und dem Saugrohr 1 ist ein Druckregelventil 23 angeordnet, mit dem in der Bypassluftleitung 14 stromabwärts der Bypassdrosselklappe 12 der Druck konstant gehalten wird. Das Druckregelventil 23 besteht in üblicher Bauart aus einer Stellmembran 24, an dem ein Schließglied 25 befestigt ist, das mit seiner kegelförmig ausgebildeten Stirnseite 26 eine Durchtrittsöffnung 27 der Luftbypassleitung 14 kontrolliert. In Öffnungsrichtung ist die Membran durch den Druck in der Luftbypassleitung 14 stromaufwärts der Durchtrittsöffnung 27 und durch eine Druckfeder 29 beaufschlagt. In Gegenrichtung wirkt auf der anderen Seite der Stellmembran in dem von der Stellmembran 24 in einer Druckdose 30 eingeschlossenen Arbeitsraum 31 atmosphärischer Druck. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung zur Atmosphäre über einen Filter, z.B. über den nicht weiter dargestellten Ansaugluftfilter der Brennkraftmaschine. Das Schließglied 25 wird auf dieser Seite der Stellmembran 24 in einer Bohrung 32 dicht geführt. Das Schließglied 25 besitzt ferner eine Längsbohrung 34, die eine Verbindung zwischen der Bohrung 32 und der Luftbypassleitung 14 stromabwärts der

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Druchtrittsöffnung 27 herstellt. Durch diese Anordnung wirkt auf die Stirnfläche 35 des Schließglieds 25 in der Bohrung der gleiche Druck wie auf die Stirnfläche 26, so daß das Schließglied auch bei hohen Saugrohrunterdrücken druckausgeglichen ist. Der Druckausgleich kann auch durch eine Verbindungsleitung innerhalb oder außerhalb des Gehäuses des Druckregelventils 23 zwischen der Bohrung 32 und der Luftbypassleitung 14 stromabwärts der Durchtrittsöffnung 27 erfolgen.

Von der Luftbypassleitung l4 zweigt im Bereich zwischen der Bypassdrosselklappe 12 und dem Druckregelventil 23 eine Verbindungsleitung 37 zum Arbeitsraum 20 der Druckdose 18 ab. Von dieser Verbindungsleitung 37 zweigt ferner eine Druckleitung 38 ab, in der ein Ventil 39> das durch einen Elektromagnet 40 betätigt wird, angeordnet ist. In dieser Druckleitung 38 sitzt ferner eine Drossel 4l und in der Verbindungsleitung 37 zwischen Luftbypassleitung 14 und abzweigender Druckleitung 38 eine Drossel M2.

Der Elektromagnet ¹IO wird über eine Leitung 44 von einer Regeleinrichtung 45 angesteuert, die ihr Eingangssignal über eine Leitung 46 von einer an sich bekannten Sauerstoffmeßsonde 47 in einem Teil 48 des nicht weiter dargestellten Abgassystems der Brennkraftmaschine erhält. Wie bekannt, kann die Sauerstoffmeßsonde 47 im Bereich einer Luftzahl von _λ. = 1 ein Schaltsignal in Form eines Potentialsprungs, das als Ausgangsgröße für die Regeleinrichtung 45 dient, erzeugen. Solche Regeleinrichtungen sind bereits in mehreren Veröffentlichungen beschrieben und brauchen hier nicht näher erläutert werden. Mit solchen Regeleinrichtungen können auch A-Werte %>■ 1 undj^ < 1 eingehalten werden. Entsprechend der Auslegung der Regeleinrichtung wird dem Elektromagneten 40 des Ventils 39 ein Steuerimpuls zugeführt, aufgrund dessen das Ventil entweder öffnet oder schließt. Es sind ferner Regeleinrichtungen bekannt, mit denen der Elektromagnet, der in diesem Fall als Stellmagnet ausgebildet ist, analog dem

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Sondensignal bzw. der Häufigkeit des Auftretens des Sondensignals angesteuert wird, so daß der Durchtrittsquersehnitfc am Ventil 39 kontinuierlich verstellt werden kann. Es besteht ferner auch die Möglichkeit, das Ventil 39 über eine entsprechend ausgestaltete Regeleinrichtung bekannter Art getaktet anzusteuern, so daß je nach Taktverhältnis, das entsprechend dem Sondensignal gebildet wird, ein entsprechender Durchtrittsquerschnitt pro Zeiteinheit geöffnet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Wird in einem beliebigen Betriebsbereich der Brennkraftmaschine die Drosselklappe 4 weiter geöffnet, so pflanzt sich der Saugrohrdruck zur Luftklappe 2 hin fort, so daß in dem Saugrohrabschnitt zwischen Luftklappe 2 und Gemischerzeuger 3 der Druck absinkt und damit an der Stellmembran 17 eine Druckdifferenz auftritt. Entsprechend dieser Druckdifferenz wird die Luftklappe so weit verstellt, bis sich in dem Raum stromabwärts der Luftklappe aufgrund der geringeren Drosselung der zuströmenden Frischluft an der Luftklappe der ursprüngliche Druck wieder einstellt und die Stellmembran 17 beiderseits von gleich großen Kräften beaufschlagt wird. Dabei ist der Druck im Steuerdruckraum etwa gleich groß wie der Druck im Saugrohrabschnitt stromabwärts der Luftklappe 2. Seinen Druck erhält der Steuerdruckraum von dem Luftbypassleitungsabschnitt zwischen Drosselklappe 12 und Druckregelventil 23, solange das Ventil 39 geschlossen ist. In diesem Luftbypassleitungsabschnitt wird der Druck durch das Druckregelventil 23 auf einen konstanten Wert eingeregelt, der durch die Kraft der Feder und die wirksame Fläche der Stellmembran 24 "vorgegeben wird.

Bei einer Durchsatzänderung entsprechend einer Änderung der Drehzahl oder der Drosselklappenstellung 4 wird die Luftklappe 2 solange verstellt, bis an der Stellmembran 17 wieder Kräftegleichgewicht auftritt. Gleichzeitig wird die Bypassdrosselklappe 12 im gleichen Sinne verstellt. Den dabei in der Luftbypassleitung 14 z.B. steigenden Druck gleicht das Druckregelventil 43 durch Vergrößerung des Durchströmquerschnitts an der

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Durchtrittsöffnung 27 aus, so daß eine entsprechende Mehrmenge an Zusatzluft dem Saugrohr zuströmt. Wird nun durch die Sauerstoff sonde ein Mangel an Sauerstoff im Abgas festgestellt, so wird über die Regeleinrichtung 45 das Ventil 39 geöffnet. Nun kann über die Druckleitung 38, die mit der Umgebungsluft, vorzugsweise aber mit dem Saugrohr unmittelbar stromabwärts eines nicht weitere dargestellten Ansaugluftfilters verbunden ist, unter höherem Druck stehende Luftmengen dem Steuerdruckraum 20 zuströmen. Durch den hierdurch erhöhten Referenzdruck wird die Luftklappe weiter geöffnet, bis sich ungefähr der gleiche Druck im Saugrohrabschnitt stromabwärts der Luftklappe einstellt und die Stellmembran 17 wieder im Gleichgewicht ist. Entsprechend wird die zugeführte Frischluftmenge über die Luftbypassleitung Ik vergrößert.

Durch die Drosseln 41 und 42 wird der dem Steuerdruckraum 20 zur Verfügung stehende Höchstdruck einreguliert. Ferner können durch die Dimensionierung der Drosseln die Druckanstiegszeiten und Druckabfallzeiten je nach Schaltung des Ventils 39 einander angeglichen werden, um ein gutes Regelverhalten zu erzielen. Wird als Ventil 39 ein Ventil mit kontinuierlich steuerbarem Öffnungsquerschnitt (Proportionalventil) verwendet, kann die Drossel 4l in der Druckleitung 38 entfallen. Die Drosseln 4l und 42 können auch bei entsprechender Dimensionierung der Leitungen 37 und 38 und des Volumens des Steuerdruckraumes 20 entfallen. Auf diese Weise kann ein integrales Verhalten auf pneumatischem Weg erzielt werden. Um das Integralverhalten zu verbessern, kann zum Steuerdruckraum zur Anpassung ein Zusatzvolumen vorgesehen werden.

V/ird durch die Sauerstoffmeßsonde nach vorstehend beschriebenem Regelvorgang ein Sauerstoffüberschuß festgestellt, so v/ird das Ventil 39 wieder geschlossen und der Referenzdruck im Steuerdruckraum 20 der Druckdose l8 wieder gesenkt. Demzufolge bewegt sich die Luftklappe und die Bypässdrosselklappe 12 wieder in Richtung Schließstellung.

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Bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist das Drosselorgan in der Bypassluftleitung als Bypassdrosselklappe ausgeführt. Natürlich können auch andere beliebige verstellbare Drosselorgane wie Schieber, Drehschieber und ähnliche mit einer entsprechenden Betätigungseinrichtung dort eingesetzt werden. Gleichfalls kann anstelle der mechanischen Kopplung von Luftklappe und Bypassdrosselklappe auch eine elektromechanische Nachführeinrichtung der Luftklappenbewegung wie auch eine pneumatische oder hydraulische übertragungseinrichtung der Luftklappenbewegung eingesetzt werden, um die Luftklappe zur genauen Erfassung der Luftmenge möglichst von zusätzlichen Stellkräften freizuhalten. Anstelle des gezeigten Luftmengenmessers können auch andere Bauarten von Luftmengenmessern verwendet werden, die mit Differenzdruck arbeiten und folglich stromabwärts des Luftmengenmessers einen im wesentlichen konstanten Druck einhalten. Dazu käme z.B. wie bei Gleichdruckvergasern ■bekannter Bauart ein quer zum Saugrohr durch Druckdifferenz . verstellbarer, den Saugrohrquerschnitt drosselnder Kolben in Frage. Anstelle des Druckregelventils in der beschriebenen Ausführung ist es auch möglich, eine druckdosengesteuerte Drosselklappe oder einen Schieber zu verwenden.

In Fig. 2 wird eine Ausführung dargestellt, die zeigt, wie anstelle eines einfachen Ventils 39 ein Dreiwegeventil 50 in die Verbindungsleitung 37 an der Abzweigung der Druckleitung eingesetzt werden kann. Die übrige Ausgestaltung bleibt dabei die gleiche, insbesondere ist auch die Drossel 42 zwischen dem Ventil 50 und der Luftbypassleitung 14 und die Drossel 4l in der Druckleitung 38 angeordnet. Dieses Dreiwegeventil wird in gleicher Weise wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 von der Regeleinrichtung 45 angesteuert, die von einer Abgasmeßsonde 47 im Abgassystem 48 der Brennkraftmaschine ihr Eingangssignal erhält. Das Dreiwegeventil 50 wird dabei vorteilhaft von der Regeleinrichtung analog dem Sondensignal angesteuert.. Entsprechend der Verdrehung des Ventils kann hiermit auf einfache Weise ein Mischdruck zwischen dem Druck in der

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Luftbypassleitung lH zwischen Druckregelventil 23 und Bypassdrosselklappe Ik und dem Außendruck eingestellt werden. Die Drosseln ¹H und 42 dienen hierbei insbesondere zur Angleichung der jeweiligen Druckänderungen pro Zeiteinheit. Des weiteren kann für das Dreiwegeventil 50 auch ein elektromagnetisches Umschaltventil (3/2-Ventil). verwendet werden, das getaktet angesteuert wird. Dies bringt eine Vereinfachung der Regeleinrichtung mit. In gleicher Weise lassen sich auch zwei im Gegentakt angesteuerte, einfache Absperr- oder Umschaltventile einsetzen.

Statt des Außendrucks, der über die Druckleitung 38 dem Steuerdruckraum 20 zugeführt wird, kann natürlich auch eine andere Konstantdruckquelle verwendet werden, deren Druck je nach Auslegung des Stellorgans bzw. Anlenkung der Betätigungsstange Io an die Luftklappe über, aber auch unterhalb des in der Luftbypassleitung 14 zur Verfügung stehenden Druckes liegen kann.

Die Ventile 39 und 50 können grundsätzlich auch in Abhängigkeit von anderen Betriebsparametern der zugehörigen Brennkraftmaschine über eine entsprechende Regeleinrichtung angesteuert werden. Z.B. kann auch die Laufruhe der Brennkraftmaschine ein solcher_;das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine kennzeichnender Parameter sein. Dabei wird mit einem Meßaufnehmer in bekannter Weise die Streuung der Druckverläufe in den Brennräumen der Brennkraftmaschine erfaßt. Es wurde ferner auch vorgeschlagen, durch Messung von Ionenströmen in den Brennräumen der Brennkraftmaschine die Regelung des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches über eine Regeleinrichtung zu beeinflussen. Auch dieses Regelverfahren kann bei der hier beschriebenen Vorrichtung bzw. dem genannten Verfahren verwendet werden. Auch kann auf andere Weise die Abgaszusammensetzung erfaßt werden, wie z.B. auch mittelbar über Temperaturmessung.

In Fig. 3 ist eine Ausgestaltung des Stellorgans der Luftklappe dargestellt. Die Druckdose I8¹ besteht dabei aus einem einsei-

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tig zum Saugrohr hin geöffneten Gehäuse 52, in dem die Stellmembran 17 dicht eingespannt ist und den Steuerdruekraum 20 einschließt. Vom Steuerdruckraum 20 führt die Verbindungsleitung 37 zur Luftbypassleitung lh ab. An der Stellmembran ist die Betätigungsstange 16 befestigt. Ferner ist zwischen einem Bund 53 des Gehäuses 52 auf der Saugrohrseite und der Stellmembran eine weiche Feder 54 eingesetzt, die die Aufgabe hat, die Stellmembran 17 in einer definierten Ausgangsstellung zu halten, so daß bei einer Druckänderung im Steuerdruckraum die Totzeit bis zum Ansprechen des Stellorgans möglichst gering gehalten werden kann. Die weiche Feder k$ kann je nach Richtung der im Ruhezustand auf die Stellmembran wirkenden Kräfte sowohl im Steuerdruckraum als auch an der soeben beschriebenen Stelle angeordnet sein.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausgestaltung des Stellorgans 18 wiedergegeben. Hier sind in dem Gehäuse 52' der Druckdose 18" anstelle einer Stellmembran 17 zwei symmetrisch zueinander liegende Stellmembranen 56, 57 dicht eingespannt. Der dicht verschlossene Raum 59 zwischen den beiden Stellmembranen kann dabei mit einem Medium gefüllt sein, das einen höheren, Druck aufweist, als der maximale Druck in einem der angrenzenden Arbeitsräume. Beispielsweise kann, wie in Fig. 4 ausgeführt, der Zwischenraum 59 über eine Bohrung 60 zur Umgebung hin entlüftet sein, so daß auf diese Weise eine definierte Stellung der Membranen erzielt werden kann. In diesem Fall lassen sich die wirksamen Membranflächen.· unterschiedlich groß ausführen, wodurch in Anpassung an die besonderen konstruktiven Verhältnisse eine Verstärkung bzw. Abschwächung des Referenzbzw. Steuerdrucks erzielbar ist. Im übrigen ist die Druckdose 18" gleich aufgebaut wie die Druckdose 18' nach Fig. 3

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Regelung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches durch Zufuhr von Zusatzluft zu einem in einem Gemischerzeuger erzeugten Kraftstoff-Luft-Gemisch in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die angesaugte Luftmenge durch einen sich unter Differenzdruck verstellenden Luftmengenmesser ermittelt und zusätzlich Zusatzluft entsprechend der Verstellung des Luftmengenmessers in einer Luftbypassleitung zugemessen wird, in der der Druck stromabwärts des Drosselorgans konstant gehalten wird und ferner durch Variation des auf den Luftmengenmesser wirkenden Referenzdrucks in Abhängigkeit .von dem Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine zwischen dem konstanten Druck stromabwärts des Drosselorgans und einem anderen konstanten Druck der Zusatzluftanteil geändert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bei einer Brennkraftmaschine mit einem Gemischerzeuger und einer Drosselklappe im Saugrohr, in das stromabwärts der Drosselklappe eine Luftbypassleitung mündet, deren freier Querschnitt durch ein Drosselorgan veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts des Gemischerzeugers (3) im Saugrohr (1) ein Luftmengenmesser (2, 16, 18) angeordnet ist, der ein den Ansaugquerschnitt des Saugrohrs verstellendes Stellorgan (17) besitzt, das durch die Druckdifferenz zwischen

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einem regelbaren Referenzdruck und dem Druck stromabwärts des Luftmengenmessers betätigbar ist und mit dem Drosselorgan (12) in Wirkverbindung steht und daß in der Luftbypassleitung (I¹O stromabwärts des Drosselorgans (12) ein Druckregelventil (23) angeordnet ist und der Druck in der Luftbypassleitung zwischen Drosselorgan und Druckregelventil über eine Verbindungsleitung (37) dem Stellorgan als Referenzdruck zuführbar ist, der über ein entsprechend dem Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine betätigbares Ventil (39, 50) in einer Druckleitung (38) von einer Druckquelle zum Stellorgan ganz oder teilweise durch einen anderen im wesentlichen konstanten Druck ersetzbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Abgassystem der Brennkraftmaschine eine Abgasmeßsonde, insbesondere eine an sich bekannte Sauerstoffsonde (47) zur Erfassung der das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine kennzeichnenden Abgaszusammensetzung angeordnet ist und das Ventil (39j 50) entsprechend der Steuergröße der Sonde betätigbar ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßaufnehmer der Streuung der Druckverläufe in den Brennräumen der Brennkraftmaschine, insbesondere ein Aufnehmer eines an sich bekannten Laufruhensignals, zur Erfassung des Betriebs verhaltens der Brennkraftmaschine vorgesehen ist und das Ventil entsprechend, der Steuergröße des Aufnehmers betätigbar ist.

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5. 'Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil elektromagnetisch von einer Regeleinrichtung entsprechend der das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine kennzeichnenden Steuergröße analog verstellt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil elektromagnetisch von einer Regeleinrichtung mit einem Tastverhältnis entsprechend der das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine kennzeichnenden Steuergröße getaktet zwischen Auf und Zu betätigbar ist.

7· Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein in der Verbindungsleitung (37) angeordnetes Dreiwegeventil (50) ist, von dem die Druckleitung (38) abzweigt und die.Drossel zwischen dem Dreiwegeventil und der Luftbypassleitung (I¹I) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (38) in die Verbindungsleitung (37) einmündet und dort ein Umschaltventil angeordnet ist, mit dem wechselseitig die Verbindung des Steuerdruckraumes (20) zum Saugrohr (1) und zur Druckquelle über die Druckleitung (26) herstellbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungs leitung (-37) von der Luftbypassleitung (1*0 zum Stellorgan (17, l8) und in der Druckleitung (38)

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von der Druckquelle jeweils eine Drossel (41, 42) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckquelle die Umgebungsluft oder der Druck im Saugrohr (1) stromaufwärts des Luftmengenmessers dient.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckregelventil (23) eine Stellmembran (24) besitzt, an der ein über eine Verbindungsleitung, vorzugsweise eine Längsbohrung (34), auf beiden Stirnseiten (26, 35) dem Druck stromabwärts des Druckregelventils ausgesetztes Schließglied (25) befestigt ist_/und auf die Stellmembran (24) als Steuerdruck der Umgebungsdruck oder der Druck im Saugrohr (1) stromaufwärts des Luftmengenmessers entgegen der Kraft einer an der Stellmembran angreifenden Feder (29) wirkt.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Luftmengenmesser eine im Saugrohr (1) symmetrisch gelagerte Luftklappe (2) dient, an der als Stellorgan eine mit einer Stellmembran (17) in einer Druckdose (18) verbundene Betätigungsstange (16) angreift und die Stellmembran in der Druckdose einen Steuerdruckraum (20) einschließt, in den die Druckleitung (38) und/oder die Verbindungsleitung (37) mündet und der.Arbeits-

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raum auf der anderen Seite der Stellmembran (17) mit dem Saugrohr stromabwärts der Luftklappe (2) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmembran durch eine Feder (5*0 in eine definierte Ausgangsstellung bringbar ist.

IiJ. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmembran aus zwei Membranen (563 67) besteht, zwischen denen sich ein Medium mit höherem Druck als der maximale Druck in dem Steuerdruckraum befindet.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12. dadurch gekennzeichnet, daß die Stellmembran aus zwei Membranen (56, 57) besteht, zwischen denen atmosphärischer Druck herrscht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15 ₃ dadurch gekennzeichnet, daß

die Membranen verschieden große, den auf sie wirkenden Drücken ausgesetzte Flächen besitzen.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Luftmengenmesser ein durch Differenzdruck bewegbarer Kolben dient, der quer zur Saugrohrachse im Saugrohr (1) angeordnet ist und den Saugrohrquerschnitt kontrolliert.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 17, dadurch

gekennzeichnet, daß als Drosselorgan in der Luftbypasslei-

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tung (I¹I) eine dort symmetrisch gelagerte Bypassdrosselklappe (12) dient.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftmengenmesser und die Bypassdrosselklappe über ein Gestänge miteinander mechanisch gekoppelt sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassdrosselklappe (12) durch elektromechanische Mittel entsprechend der Luftmengenmesserverstellung betätigbar ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftbypassdrosselklappe (12) durch pneumatische oder hydraulische Mittel entsprechend der Luftmengenmesserverstellung betätigbar ist.

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