DE2619874C3

DE2619874C3 - Regelsystem und Verfahren zur Einstellung eines Luft/Brennstoff-Verhält, nisses für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2619874C3
Application number: DE2619874A
Authority: DE
Inventors: Tadashi Okazaki Hattori; Takamichi Gamagori Nakase; Fumio Okazaki Sugi; Akira Toyota Takada
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 1975-05-06
Filing date: 1976-05-05
Publication date: 1980-12-11
Also published as: JPS51129535A; JPS5712853B2; GB1521186A; US4072137A; DE2619874B2; DE2619874A1

Description

Die Erfindung beti HTt einerseits ein Regelsystem zur Einstellung eines Lufi/Brennstoff-Verhältnisses des einer Brennkraftmaschine über einen in ihrem Ansaugrohr angeordneten Vergaser zugeführten Luft/Brennstoff-Ansauggemisches gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 andererseits ein Verfahren zur Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältniswertes des einer Brennkraftmaschine über eine Ansaugleitung zugeführten Luft/Brennstoff-Gemisches gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.

Zur Erzielung eines maximalen Wirkungsgrade.? bei der Steuerung der Abgasemission eines Kraftfahrzeuges bzw. der katalytischen Reinigurva' der Abgase eine Brennkraftmaschine ist eine genaue Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs zugeführten Luft/Brennstoff-Ansauggemisches erforderlich.

Hierzu ist es bekannt (DE-OS 23 60 621 und DE-OS 24 31 046), das LuI l/Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches bei Vergaser-Brennkraftmaschinen durch einlaßseitige Zuführung von Zusatzluft über einen dem Vergaser zugeordneten Bypaßkanal und ein darin angeordnetes Bypaßventil im wesentlichen in alleiniger Abhängigkeit von den Ausgangssignalen eines im Abgasweg der Brennkraftmaschine angeordneten und di? Sauerstoffkonzentration der Abgase feststellenden Abgas-Meßfühlers einzuregeln. Ein Nachteil eines solchen Regelsystems besteht darin, daß im Leerlauf der Brennkraftmaschine aufgrund der dann relativ geringen Ansprechempfindlichkeit des Abgas-Meßfühlers instabile Betriebsverhältnisse auftreten können. Insbesondere bei extremen Witterungs-, Fah^r- oder Verkehrsbedingungen kann die Temperatur der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs im Leerlauf außerordentlich stark ansteigen, was zur Bildung von Dampfblascn (Perkolation) im Brennstoff und damit zur Bildung eines äußerst fetten Luft/Brennstoff-Gemisches führt, so daß nicht nur der Wirkungsgrad des im Abgasweg zur Abgasreinigung angeordneten Katalysator"; nachteilig beeinflußt wird, sondern auch ein unruhiger Leerlauf der Brennkraftmaschine auftritt, der ein Aussetzen der

Brennkraftmaschine zur Folge haben kann, wobei das dann erforderliche Wiederanlassen in der Regel recht schwierig ist.

Weiterhin ist aus der DE-PS 22 54 961 eine Regeleinrichtung für die Zumessung einer Zusatzluftmenge bei Brennkraftmaschinen bekannt, bei der zur Verbesserung der Verbrennung in Brennkraftmaschinen oder der Nachverbrennung der Abgase mehrere Führungsgrößen in einem geschlossenen Regelkreis Verwendung firden sollen, die im weitesten Sirme aus dem Saugrohrdruck, dem Abgasgegendruck, der Maschinendrehzahl und dem Sauerstoffgehalt oder Kohlenmonoxidgehalt der Abgase bestehen. Diese Führungsgrößen dienen zur Regelung der Entnahme und Rückführung einer von einer Luftpumpe drehzahlab- '⁵ hängig in die Regeleinrichtung eingepumpten Luftmenge, was im wesentlichen in einem Regler durch zwei auf einer gemeinsamen Führungsstange übereinander angeordnete Dosierkegel erfolgt, die derart angeordnet sind, daß bei Zunahme der abströmenden Zusatzluftmenge die rückgeführte Luftmenge abnimmt und umgekehrt Daröberhinaus sind zur Beeinflussung der in Betracht gezogenen Führungsgrößen noch S.gnalumformer und Stellglieder vorgesehen. Es handelt sich somit hierbei um einen zur Zumessung von Zusatzluft dienenden, rein mechanischen Luft- bzw. Druckregler, der bei Vergaser-Brennkraftmaschinen zusätzlich zu dem Vergaser eingesetzt werden soll und ebenfalls die vorstehend beschriebenen Nachteile aufweist, da auch hier Perkolationserscheinungen des Brennstoff? nicht in μ die Gemischregelung einbezogen sind.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, insbesondere in Form von Fehlzündungen und unruhigem Leerlauf auftretende Belriebsmängel bei Vergaser-Brennkraftmaschinen zu vermeiden, die auf- ^⁵ grund von temperaturbedingten Perkolationserscheinungen im Brennstoff bei der Regelung des Luft/Brennstoff- Verhältnisses durch Dosierung einer zugeführten Zusatzluftmenge in einem geschlossenen Regelkreis möglich sind und erhebliche Regelschwankungen mit *o der Folge eines Stillstands der Brennkraftmaschine bewirken können.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen der Patentansprüche 1 bzw.6 angegebenen Mitteln gelöst.

Erfindungsgemäß wird somit die praktische Verwendbarkeit üblicher, mit Zusatzluftzufuhr arbeitender Gemischregelsysteme erst in vollem Umfang gewährleistet, da das insbesondere auch im Stadtverkehr maßgebliche Bedeutung aufweisende Leerlaufverhalten der Brennkraftmaschine von Kraftfahrzeugen nunmehr wesentlich verbessert is; und das beim Stand der Technik unter Umständen häufig erforderliche, äußerst unbefriedigende Wiederanlassen durch die Einbeziehung von Perkolationserscheinungen im Brennstoff in die Gemischregelung entfällt. Darüberhinaus wird jedoch nicht nur ein stabiler Leerlauf bei Brennkraftmaschinen erzielt, sondern gleichzeitig auch ein hoher" Wirkungsgrad bei einem zur Abgasreinigung vorgesehenen Katalysator erreicht.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbil- &⁰ düngen der Erfindung wiedergegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigt

F i g. 1 eine schsinatische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Regelsystems,

Fig. 2 eine Kennlinie des Ausgangssignals des Abgas-Meßfühlers gemäß F ig, I,

F i g, 3 ein Blockschaltbild der Steuerschaltung gemäß Fig. 1,

Fi g. 4 die Schaltungsanordnung der Steuerschaltung gemäß F i g. 3 und die

Fig.5A und 5B Signalverläufe zur Veranschaulichung von Funktion und Wirkungsweise des Zweirichtungs-Schieberegisters gemäß F i g. 4.

Gemäß der Darstellung in F i g. I bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Hubkolben-Brennkraftmaschine. Selbstverständlich kann jede andere Art von Brennkraftmaschinen verwendet werden. Der Brennkraftmaschine 1 wird über ein Ansaugrohr 3 von einem Vergaser 2 ein Luft/Brennstoff-Gemisch zugeführt Im Vergaser 2 wird über einen Luftfilter 4 geführte Luft mit von einem (nicht dargestellten) Brennstofftank kommenden Brennstoff gemischt und dann zerstäubt, wodurch ein Gemisch entsteht Der Vergaser 2 weist unter anderem eine Brennstoffdüse 5, ein Schwimmergehäuse 5' und eine Drosselklappe 7 auf, die der Steuerung des Luft/Brennstoffgemi^hes mit einem (nicht dargestellten) Gaspedal verbunden und in einem Hauptdurchlaßkanal 6 angeordnet ist Der Vergaser 2 unterscheidet sich von herkömmlichen Vergasern dadurch, daß ein Bypassluftkanal 8 zwischen dem Luftfilter 4 und dem Teil des Hauptdurchlaßkanals 6 unterhalb der Drosselklappe 7 zur Umgehung der Brennstoffdüse 5 und der Drosselklappe 7 vorgesehen ist.

Ein Bypassventil 9 ist in dem Bypassluftkanal 8 angeordnet, um den Durchtrittsquerschnitt zu verändern und damit die Menge der hindurchtretenden Luft steuern. Das Bypassventil 9 ist ein quadratisches, drehbares Klappenventil, wobei das eine Ende seiner Weiie mit einem Stellmotor 10 verbunden ist, der das Bypaßventil 9 bestätigt. Das andere Ende der Welle des Bypaßventils 9 ist mit einem Schalter 11 für den Nachweis der vollständig geschlossenen Stellung des Bypassventils 9 verbunden, so daß der Schalter 11 ein Schließsignal erzeugt, wenn sich das 3ypassventil 9 in der vollständig geschlossenen Stellung befindet

D?r Vergaser 2 ist derart eingestellt, daß er ein Gemisch aufbereitet, das gegenüber dem von der Brennkraftmaschine 1 benötigten Gemisch ein wenig fett ist. Der Durchflußquerschnitt des Bypassluftkanals wird derart gesteuert, daß sowohl die benötigte ais auch die Zusatzluft zugeführt wird, so daß das der Brennkraftmaschine 1 schließlich zugeführte Luft/ Brennstoff-Gemisch das erforderliche Luft/Brennstoff-Verhältnis aufweist.

Eine Abgasleitung 12 ist im Abgassystem der Brennkraftmaschine 1 vorgesehen, wobei sich stromabwärts der Abgasleitung 12 ein katalytischer Konverter' 13 zum Reinigen der Abgase befindet. Obwohl der katalytische Konverter 13 vorzugsweise ein zur Verringerung von NO,. CO und HC geeigneter katalytischer Dreifach-Konverter sein sollte, kann auch jeder andere katalytische Konverter verwendet werden. Der katalytische Konverter 13 kann gegebenenfalls auch durch einen ti ermischen Reaktor ersetzt werden.

An der Abgasleitung 12 ist ein Abgas-Meßfühler 14 befestigt, der ein Sauerstoffmeßfühler bekannter Art ist, bei dem Zirkoniumdioxid verwendet wird. Selbstverständlich kann bei dem Abgas-Meßfühler 14 auch jedes andere Metalloxid, wie beispielsweise Titandioxid, Anwendung finden.

Eine von dem Abgas-Meßfühler 14 abgegebene Spannung ändert sich in Abhängigkeit von der

Sauerstoffkonzentration im Abgas, wobei sich die Spannung mit dem Luft/Brennstoff-Verhältnis des Gemisches in Form einer Stufe mit dem stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis als Schwellenwert verändert, wie es in F i g. 2 dargestellt ist.

In Fig. I bezeichnet das Bezugszeichen 15 einen Drehzahl-Meßfühler, der die Drehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt und ein elektrisches Signal erzeugt, das mittels der Schließpunkte des Unterbrechers gebildet werden kann, der in einem (nicht dargestellten) herkömmlichen Zündverteiler angeordnet ist, welcher wiederum mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine I verbunden ist. Selbstverständlich kann auch ein anderer Meßfühler verwendet werden.

Ein Perkolationsmeßfühler 16 ermittelt eine Perkolation des Brennstoffs, der der Brennkraftmaschine 1 zugeführt werden soll, und erzeugt ein elektrisches Signal. Der Perkolationsmeßfühler 16 kann beispielsweise in einem Kühlwassertemperalurfühler vom Bimetall-, Thermoferrit- oder Thermowachs-Typ enthalten sein, der die Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine 1 ermittelt und auf diese Weise indirekt das Auftreten einer Perkolationserscheinung nachweist. In diesem Fall sollte die Temperalureinstellung des Meßfühlers für die Kühlwassertemperatur zwischen 90°C und 100⁰C oder ungefähr 100⁰C liegen, so daß ein Ausgangssignal erzeugt wird, wenn die ermittelte Temperatur die voreingestellte Temperatur übersteigt. Der Perkolationsmeßfühler 16 ist jedoch nicht auf solche Kühlwassertemperaturfühler beschränkt, sondern kann auch ein anderer Typ sein, der das Auftreten einer Perkolationserscheinung nachweisen kann, beispielsweise durch Ermittlung der Temperatur des Brennstoffs in dem Schwimmergehäuse 5'.

Eine Steuerschaltung 17 steuert das Betätigen und Anhalten des Stellmotors 10 in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Abgas-Meßfühlers 14, des Drehzahl-Meßfühlers 15 und des Perkolationsmeßfühlers 16 zur Änderung der Stellung des Bypassventils 9. Hierbei spricht die Steuerschaltung 17 hauptsächlich auf das Ausgangssignal des Abgas-Meßfühlers 14 an, betätigt U<13 L»TU(133*\,IIUI IF UIIVl 3(CuCl t VJOVJIJt Cl I UlC IviCncC VjCP über dem Bypassluftkanal 8 zugeführten Zusatzluft, wodurch das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Gemisches geregelt wird.

Gemäß der Darstellung in Fig. 3 erhält die Steuerschaltung 17 als Eingangssignal das Luft/Brennstoff-Verhältnis-Signal des Abgas-Meßfühlers 14, das Maschinendrehzahl-Signal des Drehzahl-Meßfühlers 15 und das Bypassventil-Schließsignal des Schalters 11 und weist einen Diskriminatorkreis 171 für das Luft/Brennstoff-Verhältnis sowie einen Oszillatorkreis 172, einen Leerlaufsteuerkreis 173, einen umkehrbaren Befehlskreis 174, ein Zweirichtungs-Schieberegister 175 und einen Leistungskreis 176 auf, der die Betätigung des Stellmotors 10 steuert, der als Antriebsmotor verwendet wird.

Mit Hilfe des beschriebenen Aufbaus wird das im Vergaser 2 erzeugte und leicht fette Luft/Brennstoffgemisch mit Zusatzluft über die Bypassleitung 8 in dem Teil stromabwärts der Drosselklappe 7 abgemagert und auf diese Weise mit dem von der Brennkraftmaschine benötigten Luft/Brennstoff-Verhältnis den (nicht dargestellten) Verbrennungskammern zugeführt

Die durch die Verbrennung des Gemisches entstandenen Abgase werden durch die Abgasauslaßleitung 12, den katalytischen Konverter 13 und einen (nicht dargestellten) Auspufftopf an die Atmosphäre abgegeben. Wenn die Maschinendrehzahl höher als die Leerlaufdrehzahl ist, wird das Luft/Brennstoff-Verhältnis des vom Vergaser 2 aufbereiteten Gemisches über den Abgas-Meßfühler 14 ermittelt und dessen Aus gangssignal dem Diskriminatorkreis 171 für das Luft/Brennstoff-Verhältnis zugeführt, der feststellt, oh das nachgewiesene Luft/Brennstoff-Verhältnis kleiner oder größer als das voreingestellte Luft/Brennstoff-Verhältnis (hier das stöchiometrische Luft/Brennstoff-

ίο verhältnis) ist, das eingeregelt werden soll, wodurch wenn der ermittelte Wert kleiner als der voreingestcllte Wert ist, der Stellmotor 10 in eine Richtung gedreht wird, in der sich das Bypassventil 9 in dem Bypassluftkanal 8 öffnet, wohingegen, wenn der ermittelte Wert größer als der voreingestellte Wert ist. der Stellmotor 10 in die andere Richtung gedreht wird, in der sich das Bypassvenlil 9 schließt, wodurch das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Gemisches mil der Zusatzluft auf das voreingestcllte Luit/Brennsloll-Verhältnis eingeregelt wird. Andererseils wird bei der Lcerlaufdrehzahl im Leerlauf der Maschine, falls der Perkolationsmeßfühler 16 für die Kühlwassertempcratur der Brennkraftmaschine das Auftreten von Perkolation in ähnlicher Weise wie bei den vorstehend beschriebenen Betriebsbedingungen der Brennkraftma schine mit Ausnahme des Leerlaufs ermittelt, d. h, wenn die Kühlwassertemperatur höher als der voreingestelltc Wert is*, das Bypassventil 9 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Abgas-Meßfühlers 14 betätigt, urr das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Gemisches auf deir stöchiometrischen Wert zu halten und dadurch da« Auftreten jeglicher Unregelmäßigkeit infolge einer übermäßigen Gemischanreicherung zu verhindern Wenn während der Leerlaufabschnitlc im Betrieb der Brennkraftmaschine keine Perkolation auftritt, wird da« Pypaßvenlil 9 in einer vorbestimmten geschlossener Stellung (der vollständig geschlossenen Stellung) gehalten, wodurch ein stabiler Leerlauf der Brennkraftmaschine 1 sichergestellt wird. Natürlich ist die vorbe-

•♦o stimmte Stellung des Bypassventils 9 niehl auf die vollständig geschlossene Stellung beschränkt, sondcrr

Vorttilclolllinc

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benutzt werden.

Die Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels wire anhand des in Fig.4 dargestellten Schaltungsaufbaui der Steuerschaltung 17 näher beschrieben. Es sollte hiei erwähnt werden, daß alle Kreise der Steuerschaltung 17 und des Stellmotors 10 über einen Zündschloß-Schalter 18 durch eine Gleichspannungsquelle 19. beispielsweise durch eine Batterie, mit Strom versorgt werden. Da« Ausgangssignal des Abgas-Meßfühlers 14 wird auf der Eingang des Diskriminatorkreises 171 gegeben, der hauptsächlich aus Widerständen 101,102,103 und einem Differenzoperationsverstärker 104 besteht, so daß da:

Ausgangssignal des Abgas-Meßfühlers 14 mit der durch die Widerstände 102, 103 voreingestellten Spannung (d. h, der Spannung, die gleich der Spannung de: Abgas-Meßfühlers 14 im wesentlichen für das stöchiometrische Luft/Brennstoff-Verhältnis ist) verglichen und dann in der Weise unterschieden wird, daß bei einen" zugeführten Signal oberhalb der voreingestellter Spannung, nämlich, bei einem ermittelten Luft/Brennstoff-Verhältnis unterhalb des stöchiometrischen Verhältnisses, der Ausgang des Diskriminatorkreises der Pegel »1« annimmt wohingegen bei einem zugeführter Signal unterhalb der voreingestellten Spannung, nämlich, bei einem ermittelten Luft/Brennstoff-Verhältni! oberhalb des stöchiometrischen Verhältnisses, da;

Ausgangssignal den Pegel »0« annimmt. Der Oszillatorkreis 172 erzeugt Steuersignalimpulse zum Antrieb des Stellmotors 10. Ein astabiler Multivibrator wird von den NAND-Gliedern 105, 107 mit Erweiterungseingängen und den Kondensatoren 106, 108 gebildet, wobei die > Impulsfrequenz derart eingestellt ist, daß eine optimale Steuerung gesichert ist. Der Leerlaufsteuerkreis 173 weioi einen Kreis zum Nachweis von Perkolation auf, der aus Widerständen 130,131 und einem Transistor 132 besteht, sowie einen Nachweiskreis für die vollständig geschlossene Stellung, der aus Widerständen 127, 128 und einen Transistor 129 besteht, und einen Nachweiskreis für die Maschinendrehzahl, der aus den Elementen 109 bis 126 besteht. Dieser Nachweiskreis für die Maschinendrehzahl ist in üblicher Weise aufgebaut und i^r> erhält als Eingangssignal das Ausgangssignal des Drehzahl-Meßfühlers 15 (die Spannung von der Primärwicklung der Zündspule, vom negativen Anschluß der Zündspule oder von der Piinktkiemmc des Verteilers). Der Nachweiskreis für die Maschinendreh- 2n zahl weist eine Signalformerschaltung aus Widerständen 109, 11,112,114. einem Kondensator 110 und einem Transistor 113 sowie einen Digital-Analog-Wandler aus Kondensatoren 115, 122, Dioden 116, 117, einem Transistor 118 und Widerständen 119, 120, 121 und einen Vergleicher aus Widerständen 123, 124, 125 und einem Differenz-Operationsverstärker 126 auf. Die Nachweisgeschwindigkeit dieses Nachweiskreises für die Maschinendrehzahl ist so vorangestellt, daß bei einer Maschinendrehzahl über der voreingestellten v> Drehzahl (hier Leerlaufdrehzahl) das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 126 den Pegel »1« annimmt, während das Ausgangssignal den Pegel »0« annimmt, wenn die Maschinendrehzahl geringer als die voreingestellte Drehzahl ist, d.h., daß das Ausgangssignal des π Operationsverstärkers 126 bei Maschinendrehzahlen unter Leerlaufbetriebsbedingnngeii den Pegel »0« annimmt. Der Nachweiskreis für die vollständig geschlossene Stellung ist so aufgebaut, daß die Kontakte des Schalters 11 geschlossen sind und das Ausgangssi- *o gnal (d. h. das Signal am Kollektor des Transistors 129)

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der vollständig geschlossenen Stellung befindet. Der Kreis zum Nachweis von Perkolation ist derart aufgebaut, daß dann, wenn die Kühlwassertemperatur -»5 höher als beispielsweise 90⁰C wird, wenn also der Perkolationsmeßfühler 16 für die Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine ermittelt, daß Perkolation eingetreten ist und seine Kontakte öffnet, das Ausgangssignal (d. h., das Ausgangssignal am Kollektor so des Transistors 132) den Pegel »0« annimmt.

Die Ausgangssignale des Diskriminatorkreises 171 für das Luft/Brennstoff-Verhältnis, des Oszillatorkreises 172 und des Leerlaufsteuerkreises 173 werden dem umkehrbaren Befehlskreis 174 zugeführt, der seinerseits die erforderlichen Vorwärts-, Rückwärts- und Hallesignale für den als Zweirichtungsschrittmotor ausgebildeten Stellmotor 10 erzeugt

Der umkehrbare Befehlskreis 174 bildet die erforderliche logische Schaltung zur Steuerung der Drehrich- tung und des Anhaltens des Stellmotors 10 durch die NICHT-GIieder 133,134 und 135, die NOR-Glieder 136 bis 142 und die NAND-Glieder 143 und 144. Wenn die Maschinendrehzahl größer als die voreingestellte Drehzahl ist (d.h. bei allen Maschinendrehzahlen oberhalb einer bestimmten Leerlaufdrehzahl) oder wenn die Maschinendrehzahl geringer als die voreingestellte Drehzahl ist (d. h. aber noch im Leerlaufbetrieb) und die Temperatur des Kühlwassers höher als 90"C ist, einer Temperatur, bei der aufgrund von Versuchen festgestellt wurde, daß hierbei Perkolation leicht auftreten kann, wird bei einem fetten Luft/Brennstoff-Gemisch das NAND-Glied 144 geöffnet, so daß die Signalimpulse des Oszillators 172 zu einem Eingangsanschluß a des umkehrbaren Schieberegisters 175 gelangen. Bei einem mageren Gemisch wird dagegen das NAND-Glied 143 geöffnet, so daß die Signalimpulse zu einem Eingangsanschluß ödes Schieberegisters 175 gelangen. Andererseits wird, wenn die Maschinendrehzahl geringer als die voreingestellte Drehzahl ist (d. h. aber noch im Leerlaufbetrieb) und die Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine geringer als 90⁰C ist (d. h., wenn das Auftreten von Perkolation unwahrscheinlich ist), das NAND-Glied 143 solange offen gehalten, bis das Bypassventil 9 in die vollständig geschlossene Stellung bewegt ist. Wenn der Schalter in die vollständig geschlossene Stellung gebracht worden ist, werden die beiden NAND-Glieder 143 und 144 geschlossen, so daß die Signalimpulse nicht mehr zu einem der Eingangsanschlüsse a und b des Zweirichtungs-Schieberegisters 175 gelangen, wodurch das Bypassventil 9 in der vollständig geschlossenen Stellung gehalten wird. Wenn die Signalimpulse vom Oszillatorkreis 172 den Eingangsanschluß a des umkehrbaren Schieberegisters 175 erreichen, werden dje_ Pegel an den Ausgangsanschlüssen O\, Oi, Oj und Ot gemäß der Darstellung in Fig. 5A sequentiell verschoben. Andererseits werden, wenn die Signalimpu|se_zu dem Anschluß b gelangen, die Ausgangspegel Ot, Qj, Οι, O\ aufeinanderfolgend verschoben, wie j:s jn_Fi g. 5B dargestellt ist. Die Ausgangsanschlüsse Ot, O2, Qj und O_t sind mit dem Leistungskreis 176 verbunden, der Widerstände 145, 146, 147 und 148, die Leistungstransistoren 149, 150, 151 und 152 und die Dioden 153, 154, 155 und 156 aufweist, die eine Gegenspannung auffangen. Der Leistungskreis ist an Feldspulen Ci, C2, C) und C₄ des Stellmotors 10 angeschlossen. Wenn die Signalimpulse ^m Eingangsanschluß a des Zweirich· tungs-Schieberegisters 175 gelangen, werden die Tran- ·.:-·„..„.. i/ia «cn ic« ,,«^

durchgeschaltet und die Feldspulen Ci, C2, C3 und G des Stellmotors 10 auf ähnliche Weise mit zwei Phasen gleichzeitig erregt, so daß der Läufer des Stellmotors 10 in die Richtung des in F i g. 4 dargestellten Pfeils gedreht wird, wodurch das Bypassventil 9 in eine Richtung gedreht wird, in der es sich öffnet. Wenn andererseits die Signalimpulse zum Anschluß b gelangen, tritt die umgekehrte Wirkung ein, so daß der Läufer des Stellmotors 10 in eine Richtung gedreht wird, die der Pfeilrichtung entgegengesetzt ist, so daß das Pypassventit in die andere, sich schließende Richtung gedreht wird. Beim Auftreten von Perkolation im Brennstoff während des Leerlaufbetriebs der Brennkraftmaschine wird somit eine geeignete Luftmenge über den Bypaßluftkanal mittels des Bypassventils zusätzlich zugeführt um einen Ausgleich zu schaffen und dadurch zu verhindern, daß das Gemisch extrem fett wird. Auf diese Weise können Probleme, wie eine Verschlechterung des Wirkungsgrades des Katalysators Betriebsstörungen der Brennkraftmaschine und Schwierigkeiten beim Wiederanlassen vermieden werden. Wenn dagegen keine Perkolation während der Leerlaufabschnitte des Maschinenbetriebs auftritt, wird das Pypassventil zeitweilig in seiner vollständig geschlossenen Stellung gehalten, so daß ein stabiler Leerlauf der Brennkraftmaschine sichergestellt ist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 030 250/212

Claims

Patentansprüche:

1. Regelsystem zur Einstellung eines Luft/Brennstoff-Verhältnisses des einer Brennkraftmaschine über einen in ihrem Ansaugrohr angeordneten Vergaser zugeführten Luft/Brennstoff-Ansauggemisches, mit einem dem Vergaser zugeordneten Bypaßluftkanal und einem darin befindlichen Bypaßventil, dessen Stellung in Abhängigkeit von mittels mehrerer Meßfühler ermittelten Betriebsparametern der Brennkraftmaschine, die das das Luft/ Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches bezeichnende Ausgangssignal eines Abgas-Meßfühlers und das die Drehzahl der Brennkraftmaschine bezeichnende Ausgangssignal eines Drehzahl-Meßfühlers einschließen, zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Luft/Brennstoff-Verhältniswertes des Ansauggemisches durch kompensierende Änderung einer durch den Bypaßluftkanal strömenden Zusatzluftmenge ctwr eine mit den Meßfühlern verbundene Steuerschaltung und eine Antriebseinrichtung steuerbar ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ein als Zweirichtungsschrittmotor ausgebildeter Stellmotor (10) ist, dem von der Steuerschaltung (17) in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Meßfühler (14, 15, 16) Steuerimpulssignale zugeführt werden, daß ein PerkolatinnsmeUlühler (16) vorgesehen ist, der bei Feststellung von Perkolationserscheinungen des Brennstoffs im Vergaser (2) ein Ausgangssignal abgibt und de: Steuerschaltung (17) zuführt, und daß der Stellmotor (10) unabhängig von dem Ausgangssignal des Abgas-Meßfühlers (14) zur Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Siellur·^ des Bypaßventils (9) betätigt wird, wenn von der Steuerschaltung (17) aufgrund des von dem Drehzahl-Meßfühler (15) abgegebenen Signals das Erreichen des Leerlaufzustandes der Brennkraftmaschine und gleichzeitig aufgrund des von dem Perkolationsmeßfühler (16) abgegebenen Signals keine Perkolationserscheinungen im Brennstoff festgestellt werden.

2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (11) zum Nachweis dient, daß das Bypaßventil (9) die vollständig geschlossene Stellung annähernd erreicht hat, und zur Erzeugung eines elektrischen Signals eine Verbindung zur Steuerschaltung (17) aufweist, wodurch der Stellmotor (10) angehalten wird, wenn das Bypaßventil (9) nahezu seine vollständig geschlossene Stellung erreicht hat.

3. Regelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (11) einen Schalter aufweist, der in Abhängigkeit von der Bewegung des Bypaßventils (9) in der Nähe der vollständig geschlossenen Stellung betätigbar ist.

4. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Perkolationsmeßfühler (16) einen Kühlwassertemperaturfühler zur Ermittlung der Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine aufweist, der Perkolation des Brennstoffs indirekt anzeigt.

5. Regelsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlwassertemperaturfühler auf eine Temperatur oberhalb 9OT eingestellt ist und einen Schalter aufweist, der bei der eingestellten Temperatur umschaltet.

6. Verfahren zur Regelung des Luft/Brennstoff-

Verhältniswertes des einer Brennkraftmaschine über eine Ansaugleitung zugeführten Luft/Brennstoff-Gemisches, bei dem die Konzentration des SauerstofFanteüs in den Abgasen der Brennkraftmaschine gemessen, in Abhängigkeit von der gemessenen Abgas-Sauerstoffkonzentration über einen Bypaßluftkanal eine Anreicherung des zugeführten Luft/Brennstoffgemisches mit Zusatzluft vorgenommen, Betriebszustände der Brennkraftmaschine festgestellt und ein in dem Bypaßluftkanal angeordnetes steuerbares Bypaßventil zur Regelung der Zusatzluftmenge in Abhängigkeit von der gemessenen Abgas-Sauerstoffkonzentration betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Feststellung von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine der Leerlaufzustand und das Auftreten von Perkolationserscheinungen in dem der Brennkraftmaschine zuzuführenden Brennstoff ermittelt werden und daß die Steuerung des Pypaßventils in Abhängigkeit von der gemessen Abgas-Sauerstoffkonzentration durchgeführt wird, wenn sich die Brennkraftmaschine im Lceriaufzustand befindet und gleichzeitig Perkolationserscheinungen im Brennstoff auftreten.