DE2216705A1

DE2216705A1 - Verfahren und vorrichtung zum entgiften der abgase einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2216705A1
Application number: DE2216705A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Lindner; Peter Dipl Ing Schmidt; Joseph Dipl Ing Wahl; Richard Dr Zechnall
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-04-07
Filing date: 1972-04-07
Publication date: 1973-10-11
Also published as: GB1411894A; JPS6035541B2; JPS5575534A; FR2163297A5; US3827237A; DE2216705C3; JPS4914809A; SE392502B; DE2216705B2; JPS5521176B2

Description

R. 825
30.3.1972 Sk/Dr

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchs rnusterhi If s an meldung

ROBBRT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1

Verfahren und Vorrichtung zum Entgiften der Abgase einer

3rennkraftmaschine

Die ?2rfindung betrifft ein Verfahren zum Entgiften der Abgase einer Brennkraftinar.chine, an deren Abbas'--Sammelleitung in Reihenschaltung ein erster, zur Oxidation der Kohlenwasserstoffe und des Kohlemnonoxids dienender Reaktor und ein zweiter, zur Reduktion der Stickoxide dienender Reaktor angeschlossen sind. Es ist schon ein derartiges Verfahren bekannt geworden, bei dem zwei katalytische Reaktoren verwendet werden. Im zweiten Reaktor wird zusätzlich Ammoniak zugeführt, um eine möglichst vollständige Reduktion der Stickoxide zu erzielen. Dieses bekannte Verfahren ist mit seinen beiden katalytischen Reaktoren und dem Amr.oniak-Vorratsbehälter sehr auf v/endig. Zusätzliche Schwierigkeiteil ergeben sich während des Warmlaufes der Brennkraftmaschine und im Betrieb bei sehr niedrigen Außen-

309841/0316

ORIGINAL INSfECTBD

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

tenperaturen. Die Katalysatoren müssen nämlich erst eine bestimmte Betriebstemperatur erreichen, damit sie zur Abgasentgiftung \tfirksam werden.

Der Erfindung ließt daher die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren so zu verbessern, daß die Betriebstemperatur der Reaktoren in Warmlauf schnell erreicht und bei niedrigen Außentemperaturen sicher gehalten wird und daß gleichzeitig die Reaktoranlage vereinfacht wird. Insbesondere soll es nicht mehr notwendig sein, dem zweiten Reaktor Ammoniak zuzuführen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mit Hilfe eines ersten Regelkreises, der als Meßglied einen Temperaturfühler enthält, die Temperatur der Reaktoren durch ■ ' Zugabe von Zusatzluft geregelt vrird und daß mit Hilfe eines zweiten Regelkreises, der als Meßglied einen Sauerstoff-Meßfühler enth-It, das Massenverhältnis von Luft zu Kraftstoff (Luftzahl L) über ein Gemischdosier.yngssysuem geregelt wird. Da die beiden Regelkreise über die Brennkraftmaschine miteinander verknüpft sind, beeinflußt der erste Regelkreis auch die Luftzahl L. Während des V'armlaufes der Brennkraftmaschine meldet der Temperaturfühler zunächst eine zu niedrige Temperatur, se daß Zusatzluft zuge-führt v;ird. Der Sauerstoff-Heßfühler des zweiten Regelkreises meldet dann ein zu mageres Gemisch, und der erste Regelkreis stellt ein fetteres Gemisch ein. Die BrennkraftT.aschine emittiert demzufolge während des Warmlaufes seh.¹ viel unverbrannte Kohlenwasserstoffe, durch deren Oxidation der erste Reaktor schnei- aufgeheizt wird. Ebenso wird br.-i sehr niedrigen Außentemperaturen ein zu fettes Gemisch eingestellt, um die beiden Reaktoren auf ihrer Betriebstemperatur zu eilten.

Bei einer erstoi. Durchführung form des erfindungs genäßen Ver-

309841/0316

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

fahrens \-iira die Zusatzluft wenigstens einem Teil der den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine zugeordneten Abgasleitungen zugeführt. In diesem Fall wird die Luftzahl L durch das Gemischdosierungssysten für alle Zylinder der Brennkraftmaschine gemeinsam geregelt. Bei einer zweiten Durchführungsform des erfindungsgenäßen Verfahrens wird die Zusatzluft einem Teil der zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine führenden Ansaugleitungen zugeführt. Dabei wird während des Warmlaufes ein Teil der Zylinder mit zu fettem Gemisch und die übrigen Zylinder mit zu magerem Gemisch betrieben. Die mit fettem Gemisch betriebenen Zylinder liefern dann für den eraten Reaktor die unverbrannten Kohlenwasserstoffe, während die mit magerem Gemisch betriebenen Zylinder die Zusatzluft liefern.

V/eitere Einzelheiten des er findungs gemäßen Verfahrens sowie zweckmäßige Ausgestaltungen von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens werden nachstehend anhand von vier in der Zeichnung dargestellten Ausführüngsbeispielen näher beschrieben und erläutert.

Es zeiger.:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiei einer Vorrichtung zur

Durchführung des Verfahrens in schematischer Darstellung, Fig. 2 und 3 den elektrischen Schaltplan des ersten Ausführungsbeispieles nach Fig. 1, Fig. JJa eine schematische Darstellung eines Sauerstoff-i«IeS-

fühlers,
Fig. kb ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des

Sauerstoff-Meßfühlers,
Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispi&l in schematischer

Darstellung',
Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiol in schematischer Darstellung,

309841/0316 '__lf_

Robert Bosch Gr.h'A . R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

Fig. 7 einen Teil des elektrischen Schaltplanes des dritten

Ausführungsbeispieles,
Fig. 8 ein viertes Ausführungsbeispiel in schematischer

Darstellung,
Fig. 9 den teilv/eise als Blockschaltbild ausgeführten

elektrischen Schaltplan des vierten Ausführungsbeispieles, Fig. 10 ein fünftes Ausführungsbeispiel in scher.atischer Jar-

stellung und
Fig. 11 Diagramme zur Erläuterung des Verfahrens.

In Fip;. 1 ist mit 11 eine Brennkraftmaschine bezeichnet, die über ein Luftfilter 12 und ein Ansaugrohr 13 Luft ansaugt. Da.-? Ansaugrohr 13 verzweigt sich in einzelne Ansaugleitungen IiJ bis 3 7, die zu den Zylindern der Brennkraftmaschine 11 führen. Im Ansaugrohr 13 ist eine Drosselklappe 18 angeordnet. Kraftstoff wird über eine Kraftstoffleitung 20 und eine Kraftstoffdüse 19 in das Ansaugrohr 13 eingebracht. Vor der Drosselklappe 16 zweigt vom Ansaugrohr 13 ein Bypass 21 ab, der hinter der Dross.elklappe 18 wieder in das Ansaugrohr 13 mündet. Im 3ypass 21 ist ein einstellbares Bypass ventil 22 angeordnet. Dieses ist bei.·;. ersten Ausführungsbeispiel als Bypassklappe ausgebildet.

An die Auslaßventile der einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine 11 schließen sich Abgasleitungen 2*1 bis 27 an, die sich zu einer Abgas-Samnielleitung 23 vereinigen. Die Abgas-Sair.tTelleitunrr mündet in einen als Therrcoreaktor ausgebildeten ersten Reaktor 28, an den s5ch ein katalytischer zweiter Reaktor 23 anschließt. Der Ausgang des katalytischen Reaktors 29 mündet in ein Auspuffrohr 30, das die Abgase einer nicht dargestellten Schalldärpferanlage zuführt.

Von der Kurbelwelle 31 der Brennkraftmaschine 11 wird vorzugsweise über einen nicht dargestellten Keilriemen eine Sekundärluft pun_;pe

32 angetrieben. Diese saugt über ein Cokunde.rluftfilter

33 Außenluft an und fördert sie über ein 3/2--l«'t?goventil

35» eine veränderbare Drosselstelle 36 und ein Rückschlagventil 37 zu einer Druckleitung 3*1. Die Druckleitung 3*1 verzweigt

3 0 9 8 41/0316 . _ , _

mm C _

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

sich vielter und mündet in unmittelbarer ilähe der nicht dargestellten Auslaßventile in die einzelnen Abgasleitungen 24 bis 27-

Das 3/2-Wegeventil 35 gibt in seiner in Fig. 1 eingezeichneten Arbeitsstellung, in die es durch eine Magnetwicklung 39 gezogen wird, den Weg für die Sekundärluft von der Sekundärluftpumpe 32 zur veränderbaren Drosselstelle frei. In der Ruhestellung des 3/2-Wegeventils 35 ist dieser Weg versperrt; die von der Sekundärluftpumpe 32 angesaugte Luft entweicht dann über eine Ablaßleitung 38 ins Fi*eie.

An der Innenseite der Wand des Thermoreaktors 28 ist ein Temperaturfühler 40 angebracht, während ein Sauerstoff-Meßfühler 4l am Eingang des katalytischen Reaktors 2% vorgesehen ist. Der elektrische Ausgang des Temperaturfühlers 40 ist mit einem ersten Regelverstärker 42 verbunden. Der Ausgang des ersten Regelverstärkers 42 ist an den Eingang eines Schwellviertschalters 43 sowie an den elektrischen Eingang der veränderbaren Drosselstelle 36 angeschlosser. Vom Ausgang des Schwellwertschalters 43 führt eine Leitung zur Magnetwicklung 39 des 3/2-Wegeventils 35· Der elektrische Ausgang des Sauerstoff-Meßfühlers 4l ist über eine Reihenschaltung aus einem Vorverstärker 44 und einem zweiten Regelverstärker 45 mit dem elektrischen Eingang der ' Bypassklappe 22 verbunden.

Die Fig· 2 zeigt den Schaltplan des zweiten Regelkreises mit dem Vorverstarier 44 und dem zweiten Regelverstärker 45. Der Sauerstoff-Meßfühler ist wieder mit 4l bezeichnet. Der Vorverstärker 4*J enthält einen operationsverstärker 4'!O, dessen Ausgang über einen V/iderstand 441 mit einer Plusleitung 49 und über einen Gegenkopplungswiderstand 442 mit dem invertierenden Eingang verbunden ist. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 44(3 liegt weiterhin über einen Eingangsswiderstand

309841/0316

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

443 am Ausgang-des Sauerstoff-Meßfühlers kl. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 4 40 ist über einen Eingangswiderstand 444 an den Abgriff eines Spannungsteilers angeschlossen, der aus zwei Widerständen 445, 446 besteht und zwischen der Plusleitung 49 und einer Minusleitung k8 liegt.

Im zweiten Regelverstärker 45 ist als aktives Bauelement ein Operationsverstärker 450 vorgesehen. Dessen Ausgang liegt über einen V/i de rs t and 451 an der Plusleitung 49 und über einen Integrierkondensator 452 am invertierenden Eingang. Der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 450 ist über einen Eingangsv/iderstand 453 mit dem Ausgang des Vorverstärkers 44 verbunden. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers 450 ist über einen Eingangswiderstand 45*1 mit dem Abgriff eines aus zwei Widerständen 455 > k^6 bestehenden Spannungsteilers und mit einem Trimmwiderstand 457 verbunden. Derc Trimmwiderstand 457 kann über eine Klemme 458 eine Korrekturspannung zugeführt werden.

An den zweiten Regelverstärker 45 schließt sich ein Leistungsverstärker 46 an, der eine zur Betätigung der Bypassklappe 22 dienende Magnetwicklung 47 ansteuert.

In Fig. 3 ist der Schaltplam des ersten Regelkreises mit eiern ersten Re pe] verstärker 42 und dem Schwellviertschalter 43 dargestellt. Der Temperaturfühler ist als Thermoelement ausgebildet. Im ersten Regelverstärker 42 führt vom Ausgang eines Operationsverstärkers 420 ein Widerstand 421 zur Plus leitung k9 und eine Reihenschaltung eines Widerstandes 422 und eines Integrierkondensators 423 zum invertierenden Eingang, der über einen Widerstand 424 an den Ausgang des Thermoelementes 40 angeschlossen ibt. Der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers k?0 liegt über einen F.ingangswiderstand 425 am Abgriff eines Spannungsteilers, der aus zwei Widerständen ^26,

*»>»*·«· _309841/03 16

Die Schaltung des Schwellwertschalters 43 nach Fig. 3 ist sahr

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

ähnlich aufgebaut wie die Schaltung des Vorverstärkers HH in Fig. 2. Die Bezugszahlen der einzelnen Bauelemente sind um 10 niedriger als beim Vorverstärker HH. Einzelheiten brauchen daher nicht, mehr beschrieben zu werden. Der Unterschied bestellt darin, daß nicht wie beim Vorverstärker HH ein Gegenkopplungswidersstand HHZ₃ sondern ein Mitkopplungswiderstand H32 vorgesehen ist, der zwischen dem Ausgang und 'dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers H30 liegt.

An den Ausgang des ersten Regelverstärkers H2 schließt sich weiterhin ein Leistungsverstärker 50 an, der eine Magnetwicklung 51 ansteuert. Die Magnetwicklung 51 dient zur Betätigung der veränderbaren Drosselstelle 36.An den Ausgang des Schwellwertschalters Hj> ist ein Leistungsverstärker 52 angeschlossen, dessen Ausgang mit der Magnetwicklung 39 des 3/2-Wegeventils 35 verbunden ist.

In Fig. Ha. ist der Aufbau des Sauerstoff-Meßfühlers Hl scheir.atisch dargestellt. Der Heßfühler besteht aus einem einseitig verschlossenen Röhrchen 410, das aus einem Festelektrolyten gesintert ist. Der Festelektrolyt HlO ist beiderseits mit mikroporösen Flatinschichten HlI bedampft. Die beiden Platinschichten HlI sind mit Kontakten versehen, welche., zu elektrischen 'Anschlußklemmen Hl2, HlJ geführt sind. Das Festelektrolyt-Röhrchen HlO wird durch eine Fassung HlH in der Viand eines Abgasrohres H15 gehalten. Die Fassung HlH weist eine Bohrung 4l6 auf, durch welche .Außenluft in den Innenraun des Röhrchens HlO eindringen kann. Die Außenfläche des Röhrchens 410 wird vo R Ab gas uns tνömt.

In Fig. H ist der Verlauf der Ausgarigsspannung U des Sauerstoff-Meßfühlers Hl über der Luftzahl L aufgetragen. Die Luftzahl L ist als das Verhältnis der Luftmasse zur Kraftstoffmasse

309841/0316 _ ₈ _

Robert Bosch GmbH Stuttgart

R. 825 Sk/Dr

definiert und nimmt bei einem stochioir.etrischen Luft-Kraftstoff--Gemisch den Wert 1,0 an. Bei Luftzahlen, die größer als 1,0 sind, wird demnach, die Brennkraft maschine rät maperen Genisch betrieben.

Der Festelektrolyt '110 des Sauerstoff-MePfühlers *U ist bei höheren Temoeraturen, wie sie im Abgasstron herrschen, sauerstoffionenleitend. Al? Festelektrolyt kann zum Beispiel Zirkondioxid verwendet werden. I'enn der Sauerstoffnartialdruck des Abgases vom Gauer^toffpartialdruck der Außenluft abweicht, dann tritt zwischen den beiden Anschlußklemmen 412, ^13 eine Potentialdifferenz auf, deren Verlauf über der Luftsanl L durch eine Kurve 52 in Fig. ^b wiedergegeben v;ird. Diese Potentialdifferenz hängt logarithmisch vorri Quotienten der Sauerstoff-Partialdrücke zu beiden Seiten des Festelektrolytcn ^10 ab. Deshalb ändert sich die Ausrangsspannung des Sauerstoff-.Meßfühlers in der Umgebung der Luftzahl L- = 1,0 snrungartig. Der Saue rs toff-'lei? fühler nach Fi π. 4a läßt sich außerordentlich gut zur Ansteuerung des zweiten Receiverstärkers 4 5 verwenden, weil die Ausgangsspannung so stark von der Lu ftzahl L abhärmt. Insbesondere lassen sich Luftzahlen L in der Umgebung von 1,0 sehr put ei rrer·? In.

Zur Erläuterung der V/irkungs weise des ersten Ausführungsbeispiels wird in folgenden noch die Fig. 11 herangezogen. Dort ist die Zusammensetzung der Abgase als Funktion der Luftzahl L dargestellt I^ine Kurve 96 zeigv den Gehalt der Abgase ^a^ Kohlenmonoxid (CO). Unterhalb von L = 1,0 nimmt der CÖ-Wert mit steifender Luftzahl stetig ab. Oberhalb von L = 1,0 ist der CO-Viert im v/esentliehen /constant und sehr klein. Eine rlurve 97 für den Gehalt der Abgase an unverbrannten Kohlenv/asserstoffen (CH) zeigt bis zu L = 1,3 ungefähr den gleichen Verlauf wie die Kurve 96. Oberhalb von L = 1 ,'j> niirmt der Gehalt an unverbrannten Kohlenwasserstoffen sprunghaft zu, v/eil die Abgaszusawnenseuzung dann durch eine zunehmende Zahl von Verbrennungsaussetzern

309841/0316

Robert Bosch GflbH R. 325 Sk/Dr

Stuttgart

beeinflußt wird.Diese Verbrennungsaussetzer sind eine Folge des sehr mageren Gemisches..

Eine Kurve 98 für den Gehalt der Abgase an Stickoxiden H zeigt genau den umgekehrten Verlauf der beiden Kurven 96, Sie vjeist einen Maximalwert auf,, der ungefähr bei L = 1,05 liegt. Zu großen und zu kleinen Luftzahlwerten hin fällt die Kurve 98 steil ab. Dies ist dadurch bedingt, daß Stickoxide nur bei hohen Verbrennungstemperaturen durch Verbrennung des Luftstickstoffes entstehen. Die Verbrennungstemperatur erreicht aber ihren Maximalwert ungefähr bei stöchiometrischem Gemifsch. Während die Kurve 98 für die Zusammensetzung des Gemisches in der Abgas-Sammelleitung 23 gilt, nimmt der Stickoxidgehalt am Ausgang des katalytischer! Reaktors 29 einen wesentlich anderen Verlauf, der durch eine gestrichelt gezeichnete Kurve 29 dargestellt ist. Bei reduzierender Abgas zusammensetzung, d.h. bei kleinen Luftzahlen, reagieren die Stickoxide im katalytischen Reaktor 29 mit dem Kohlenmonoxid GO und mit Wasserstoff aus den unverbrannten Kohlenwasserstoffen CH. Deshalb findet man bei kleinen Luftzahlen am Ausgang des katalytischen Reaktors 29 praktisch keine Stickoxide mehr iiii Abgas. Beim überschreiten der Luftzahl L - 1,0 ändern die Abgase ihre Zusammensetzung von reduzierend nach oxidierend, d.h. es ist mehr Sauerstoff im Abgas enthalten. Damit können die Stickoxide UOx im kabalytischen Reaktor 29 nicht mehr reduziert werden, so daß für große Luftzahlen die beiden Kurven 98 und 99 zusammenfallen.

Für das Verständnis der Funktionsweise des ersten Ausführungsbeispiels ist es zweckmäßig, zunächst den zweiten Regelkreis mit den Sauerstoff-Meßfühler 4l, dem Vorverstärker 44, dem zweiten Rege!verstärker 45 und dem Bypassventil 22 zu beschreiben.

Das der Brennkraftmaschine 11 zugaführte Luft-Kraftstoff-Gemisch ibt umoο magerer, je weiter dc-.s Bypassventil 22 ge-

309841/0316 _ _

Robert 3osch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

öffnet ist. Der Bypa33 21 mit dem Bypassventil 22 ist so dimensioniert, daß in einer mittleren Stellung des Bypaesventils

22 der Vergaser mit der Kraftstoffdüse 19 und der Drosselklaope 18 ein Gemisch einstellt, dessen Luftzahl L näherungsweise gleich 1,0 ist. Dieses Gemisch wird in der Brennkraftmaschine 11 verbrannt, und die Abgase strömen über die Abgas-Sammelleitung

23 und den Thermoreaktor 28 zum katalytischen Reaktor 29. Der Sauerstoff-Meßfühler 4l mißt nach Kurve 52 in Fig. ¹Ib die tatsächlich erreichte Luftzahl L. Seine Ausgangsspannung wird im Vorverstärker 44 verstärkt, der als Umkehrverstärker wirkt, weil der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 4 angesteuert wird. Die AusgangssDannung des Vorverstärkers 4 4 steigt also mit zunehmender Luftzahl.

Der zweite Regelverstärker 45 ist mit dem Integrierkondensator 4p2 als Integralregler beschaltet und deshalb in Fig. 1 mit I bezeichnet. Der Luftzahlsollwert läet sich mit Hilfe des Trimmwiderstandes 457 oder durch geeignete Dimensionierung des Spannungsteilers 455> 456 einstellen. Die Einstellung über den Trimmwiderstand 457 hat den Vorteil, daß man über die Xlomme 453 eine Spannung zuführen kann, die von einem weiteren Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, ζ.Β der Kühlwassertemperatur, abhängt.

Zur Beschreibung eines speziellen Regelvorganges sei nun angenommen, daß der Vergaser 18, 19 ein Gemisch mit einer etwas zu großen Luftzahl liefert. Infolge der abnehmenden Auagangsspannung des Sauerstoff-Meßfühlers 4l steigt die Ausgangsspannung des Vorverstärkers 44 über den am Spannungsteiler 455, 456 eingestellten Sollwert an. Der zweite Regelverstärker 45 integriert in negativer Richtung, so daß d:> e Eingangsspannung des LeistungsVerstärkers 46 immer niedriger wird. Der Leistungsverstärker 46 muß so dimensioniert v/erden, daß er keine Signalumkehr bewirkt und in diesem Fall das Bypassventil 22 immer weiter schließt. Durch das Schließen des BypassventiIs 22 wird das Gemisch fetter, und die Luftzahl L unterschreitet

309841/0316 _ _n _

- 11 Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

wieder den eingestellten Sollwert. Der zweite Regelverstärker 45 integriert demzufolge in positiver Richtung und öffnet das Bypassventil 22 wieder allmählich.

Infolge der· großen Steilheit der Kurve 52 in Pig. ^b pendelt die Luftzah] L periodisch mit nur geringer Amplitude um den eingestellten Sollwert. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, einen Sollwert von etwa 0,Q8 bis 0,99 einzustellen. Dadurch wird sichergestellt, daß der katalytische Reaktor 29 in reduzierender Atmosphäre arbeiten kann.

Die Schwierigkeit besteht nun darin, daß der Therrr.oreaktor 28 eine Betriebstemperatur von 800 bis 1000° C erreichen muß, und daß auch im katalytischen Reaktor 29 die Betriebstemperatur noch über 600° C liegen muß. Infolge der Luftzahlregelung mit Hilfe des zweiten Regelkreises ist die Grundemission von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid schon so niedrig, daß der Thermoreaktcr 28 während des Warmlaufes der Brennkraftmaschine 11 seine Betriebstemoeratur nur sehr langsam erreicht. Die gleiche Schvrierigkeit ergibt sich bei niedrigen Außentemperaturen, da die Wärmeabstrahlung des Thermoreakters 28 proportional zur vierten Potenz der Temperaturdiffersas zwischen Reaktorwand und Außenluft ist. Wenn nur der zweite Regelkreis vorgesehen wäre, könnte es im V/inter vorkommen, daß die Betriebstemperatur des Thermoreaktors 28 unter 600° C bleibt und daß demnach die Kohlenwasserstoffe und das Kohlenmonoxid nur ungenügend nachverbrannt würden.

Zur Behebung dieser genannten Schwierigkeiten ist der erste Regelkreis mit dem Temperaturfühler 40 und dem ersten Regelverstärker 42 vorgesehen. Die Ausgangsspannung des Thermoelementes 40 steigt mit wachsender Temperatur. Der erste Regelverstärker 42 ist mit dem Widerstand 422 und dem Integrierkondensator als PI-Regler go;:ehaltet; und in Fig. 1 auch so bezeichnet.

3 0 9 8 41/0316 - 12 -

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart 2216705

Diese Bezeichnung weist darauf hin. daß die Regelcharakteristik des ersten Regelverstärkers 42 einen Proportional- und einen Integralanteil aufweist. Da Loin Operationsverstärker der invertierende Eingang angesteuert wird, nimmt die Ausgangsspannung d<?ü ersten Re ge 1 ve rs ta rice rs 42 mit steigender Temperatur ab. Die Schaltschwelle des Schwellwertschalters 43 wird mit Hilfe des Spannungsteilers 435, 436 festgelegt.

überschreitet die Reaktortemperatur den eingestellten Betriebsspannungs-Sollwert von z. B. 900° C, dann unterschreitet die Ausgangsspannunn; des Operationsverstärkers 420 die Abgriffs--SDannung des Soannungsteilers 435, 436, und der Ausgang des Onerationsverstärkers 430 springt auf Pluspotential. Der Leistungsverstärker 52 muß so beschaltet vrerden, daß er eine Signalumkehr bewirkt und in diesem Fall die Magnetwicklung des 3/2-Wegeventils 35 nicht mehr weiter erregt. Die von der Sekundärluftpumpe 32 geförderte Luft strömt dann durch die Ablaßleitung 38 ins Freie, und die Regelschaltung funktioniert so, wie es oben schon beschrieben worden ist. Es ist dann also nur der zweite Regelkreis 44, 45 in Betrieb.

Liegt dagegen die Reaktorter.peratur unter dein eingestellten Sollwert, dann liegt der Ausgang des Operationsverstärkers ''3O auf Minuspotential und die Magnetwicklung 39 ist erregt. Die Sekuncärluftpurnpe 32 fördert jetzt über die Druckleitung 34 Sekundärluft in die Abgasleitungen 24 bis 27.

Die zugeführte Sekundärluft täuscht nun Tür den Sauerstoff-Meßfühler 4l eine zu hohe Luftsahl L vor, so daß dieser über den zweiten Regelkreis 44, 45, 22 ein fetteres Gemisch einstellt. Das fettere Gemisch führt gemäß Fig. 10 ¹^u einer höneren Emission an Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen, die nun zusamr.en mit der Sekundärluft im T'iermor^aktor 28 verbrannt werden und diesen dadurch aufheizen.

309841/0316

- 13 -

Robert Bosch GrJsH R. 825 Sk/ür

Stuttgart . 2216705

Es ist dabei sichergestellt, daß die Verbrennung eingeleitet wird, weil nämlich die Druckleitung 3k unmittelbar nach den Auslaßventilen in die Abgasleitungen 2k bis 27 einmündet. Bis zu dieser Stelle dringen nach den öffnen der Auslaßventile auf jeden Fall noch Flammen.

Die Verbrennungswärme der Kohlenwasserstoffe und des Xohlenmonoxids heizt den Thermoreaktor 28 und den katalytischem Reaktor 29 auf. Durch den Sauerstoff-Meßfühler kl wird sichergestellt, daß das Gemisch im Vergaser 18, 19 genau so weit angereichert wird, daß die emittierten Kohlenwasserstoffe und das Kohlenmonoxid im Thermoreaktor 28 vollständig verbrannt werden können. Zur Veranschaulichung dieser Tatsache kann man eine Luftzahl Ll für das Ansaugrohr 13 und eine Luftsahl L2 .für die Abgas-Sammelleitung 23 definieren. Im Anaaugrohr wird während der V/armlauf phase der Brennkraftmaschine 11 eine Luftzahl L von z. B. 0,8 eingestellt. Den Abgasleitungen 2k bis 27 muß soviel Sekundärluft zugeführt vrerden, daß in der Abgas-Sammelleitung 23 eine resultierende Luftzahl L = 0,98 erreicht wird. Bei dieser Sekundärluftmenge würde in der Abgas-Sammelleitung 23 die Luftzahl L2 = 1,18 erreicht, wenn der Brennkraftmaschine auf der Ansaugseite ein nahezu stöchiometrisches Gemisch mit Ll = 0,98 zugeführt würde. Die Luftzahl L2 ist also nur von theoretischem Interesse. Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 8 und 10, die weiter unten beschrieben sind, werden dagegen tatsächlich zwei verschiedene Luftzahlen Ll und L2 eingestellt.

Da die Regelcharakteristik des ersten Regelverstärkers k2 einen Proportionalanteil aufweist, v/eichen die beiden Luftzahlen Ll und L2 umso stärker"von ihrem arithmetischen Mittelwert, d. h. von der resultierenden Luftzahl L = 0,98 ab, je niedriger die Reaktortemperatur ist. Bei niedriger

309841/0316 -ik -

- lH -

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart 2216705

Reaktortemperatur ist nämlich die Ausgangsspannung des ersten Regelverstärkers H2 relativ hoch, und die veränderbare Drosselsteile 36 wird über den Leistungsverstärker 50 und die Magnetwicklung 51 weit geöffnet, über die Sekundärluft wird eine große Luftzahl L2 eingestellt, und der zweite Regelkreis Hl, HH, ^5, 22 muß dementsprechend eine sehr niedrige Luftzahl Ll einregeln.

Mit zunehmender Reaktortemperatur wird die veränderbare Drosselstelle 36 immer weiter geschlossen, bis schließlich beim Erreichen des Sollwertes der Reaktortemperatur das 3/2-Wegeventil 35 in seine Ruhestellung zurückgestellt wird und der Sekundärluftstrom dadurch vollständig abreißt. Wenn das 3/2-V/egeventil 35 nicht vorgesehen wäre, dann würde die Sekundärluftpumpe 32 ständig Leistung aus der Brennkraftmaschine 11 aufnehmen. Sobald dagegen die Sekundärluft über die Ablaßleitung 38 ins Freie abstöman kann, nimmt die Sekundärluftpumpe 32 praktisch keine Leistung mehr auf, so daß Kraftstoff gespart wird.

Man kann beim ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 die veränderbare Droisselstelle 36 auch ganz einsparen und somit die kontinuierliche Regelung im ersten Regelkreis durch eine Zweipunktregelung ersetzen. Man erzielt dabei sogar eine besonders schnelle Aufheizung des Thermoreaktors 28, \,eil während der ganzen Zeit b:.:- zum Ansprechen des Schwellwertschalters H3 die volle Meηgo an Sekundärluft über die Druckleitung 3H geführt wird. Die Brennkraftmaschine v/ird daher während des V.'arm»- laufes dauernd mit maximaler Unsymmetrie der beiden Luftzahlen Ll und L2 betrieben. Diese vereinfachte Ausführung hat jedoch Nachteile beim Betrieb der Brennkraftmaschine in kalter Umgebung, weil dann nur entweder mit gleichen Luftzahlen Ll und L2 oder mit maximaler Unsymmetrie gefahren v;erd.*n kann. Der unsymmetrische Betrieb bringt jedoch eine gewisse Leistungseinbuße der Brennkraftmaschine mit sich. Daher spürt man beim Umschalten der

309841/0316

- 15 -

Robert Bosch GmbH ' R. 825 Sk/Dr

Stuttgart 2216705

Zweipunktregelung ζ. B. einen Ruck, wenn dieser Umschaltvorgang gerade in einer Beschleunigungsphase stattfindet.

Beim, ersten Ausführungsbeispiel ist der zweite Regelverstärker 45 als Integralregler ausgebildet. Dies hat sich bei praktischen Versuchen als zweckmäßig erwiesen. Es v/erden nämlich dadurch erstens alterungsbedingte Änderungen des Ausgangssignals des Sauerstoff-Meßfühlers 4l ausgeregelt, und zweitens werden Regelschwingungen sicher unterdrückt, die bei Verwendung eines Proportionalreglers dadurch entstehen könnten, daß das Bypassventil 22 infolge der großen Steilheit der Kurve 52 (s. Fig. 4b) in rascher Folge geöffnet und geschlossen wird. Beim ersten Regelkreis mit dem ersten Regelverstärker 42 ist die Gefahr der Aufschaukelung von Regelschwingungen nicht so groß. Trotzdem hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den ersten Regelverstärker 42 als Proportional-Integral-Regler auszubilden. Er kann in speziellen Fällen auch als Proportional- oder als Integralregler ausgebildet werden, ohne daß sich die grundsätzliche Wirkungsweise des ersten Ausführungsbeispiels ändern würde.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszahlen wie beim ersten Aus führ uugsbeispiel nach Fig. 1 bezeichnet und werden nicht mehr besonders beschrieben. Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel ist im Vergaser kein Bypass 21 vorgesehen. Zur Einstellung der Luftzahl L dient beim zweiten Ausführungsbeiupiel eine veränderbare Drosselstelle 53, die zwischen der Kraftstoffleitung 20 und der Kraftstoffdüse 19 angeordnet ist. Die Sekundärluftpurcp3 32 wird von einem Elektromotor 55 über eine.Welle angetrieben. Der Ausgang der Sekundärluftpumpe 32 ist direkt über das Rückschlagventil 37 an die Druckleitung 34 angeschlossen. An den Temperaturfühler 40 ist ein erster Regelverstärker angeschlossen, der zur Ansteuerung oes Elektromotors 55 dient.

309841/0316 - 16 - ■'

Robert Boscn 3nbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart 2216705

Der zweite Regelverstärker 45 steuert die veränderbare Drosselstelle 53 ^n.

Beirr, zweiten Ausführungsbeispiel kann für den zweiten Regelkreis ebenfalls die Schaltung nach Fig. 2 verwendet werden. Lediglich der Leistungsverstärker 46 muß anders beschaltet werden, nämlich so daß er eine Signalunkehr bewirkt und die ver/'nderbare Drosselsteile 53 ur:so weiter öffnet, je größer die mit den: Sauerstoff-Meßfühler 4l gensssene Luftzahl L ist. Tm ersten Regelkreis kann für den ersten Regelversti'rker 54 ebenfalls ein Proportional-Integral-Regler nach Fig. 3 verwendet werden. Der Leistungsteil des ersten Rerelverst-irkers 54 tf.u? aber so beschaltet werden, daß er zur Ansteuerung eines Elektromotors 55 geeignet ist. Er kann zur. Beispiel eine Impulssteuerschaltung enthalten, wie sie zur Speisung eines Elektromotors aus einer Batterie gebräuchlich ist.

Der Elektromotor 55 treibt die Sekundärluftpurr.ne 32 niit umso Größerer Drehzahl an, je höher seine Betriebsspannung ist, d.h. je niedriger die Reaktorteroeratur 28 ist.. Die veränderbare Drosselstelle J>C des ersten Ausführungsbeisoiels kann daher eingespart worden. Des Rückschlagventil 37 vorhindert wie beir· ersten Ausfuhrungsbeispiel, daß oberhalb der Reaktor-Betriebsterneratur bei stillstehendem Elektromotor 55 Abgase über die Druckleitung 3^ in die 3ekundärluf1'.puirpe 32 gepreßt werden.

Bein dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind v.'ieder Bauteile, die gleich vie bei den beiden ersten Ausführunrsbeispielen sind, vat gleichen ISezugszahlen bezeichnet und .-.'erden nicht r.ehr eigens beschriebet;. Im Gegensatz zu den beiden ersten Ausführungsbeispielen v/eist das dritte Ausführungsbeispiel anstelle eines Vergasers eine Einspritzeinrichtung auf, die von einer Transistorschalteinrichtung 57 gesteuert wird. Im Ansaugrohr 13 ist ein Luftnengenr.esser 58 angeordnet., dessen elektrischer

309841/0316 - 17 -

BAD ORIGINAL

Robert Bosch GinbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart 2216705

Ausgang mit einem Eingang A der Transistorschalteinrichtung 57 verbunden ist. Mit einem zweiten Eingang B der Transistorschalteinrichtung 57 ist der Ausgang des zweiten RegelverstIrkers 45 verbunden. An den Ausgang der Transistorschalteinrichtung ist der elektrische Eingang (die Magnet¹.·: ick lung) eines Einspritzventiles 59 angeschlossen, das Kraftstoff in die vierte Ansaugleitung 17 einspritzt. Das Einspritzventil 59 wird von einer Kraftstoffdruckleitung öO mit Kraftstoff versorgt. Auch den anderen drei Ansaugleitungen 14 bis 16 ist je ein Einsnritzventil zugeordnet, doch sind diese weiteren Einspritzventile aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht in Fig. 6 eingezeichnet.

Die Schaltung des ersten Regelkreises 40, 42, 43 ist gleich wie beim ersten Ausfühurngsbeispiel nach Fig. 1. An den Ausgang des Schwellwertschalters 43 ist der elektrische Eingang einer elektromagnetisch betätigbaren Kupplung 6l angeschlossen, die zwischen der Kurbelwelle 31 und der Antriebswelle der Sekund^?irluftpumpe 32 angeordnet ist. Die Sekundürluftpumpe 32 saugt die Luft direkt über eine Abzweigleitung 62 aus dem Saugrohr 13 an, und zwar aus dem Raum zwischen dem Luftmengenmesser 58 und der Drosselklappe 18. Dadurch wird die Sekundärluft vom Luftmengenmesser 58 mitgeniessen.

Beim zweiten Regelkreis ist die Schaltungsanordnung des Vorverstärkers 44 und des zweiten Regelverstärkers 45 gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel nacn Pig. 2. Der Schaltplan der Transistorschalteinrichtung 57 ist in Fig. 7 dargestellt.

Die Transistorsehalteinrichtung 57 nach Fig. 7 enthält eingangsseitig eine Schaltstufe 63., die beispielsweise als monostabile Kippstufe ausgebildet sein kann. Die monostabile Kippstufe 63 wird von einem Impulsgeber 69 angesteuert, der als ein von einem Nocken 70 betätigter Schalter ausgebildet ist. Der Schalter

309841/0316 - 18 -

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart 2216705

69 wird synchron zur Kurbelwellendrehzahl so oft geschlossen,, daß jedem Einspritzventil 59 bei jeder zweiten Kurbelwellenumdrehung ein Einspritzinpuls zugeführt wird, über den Kori-ektureingang A wird die Impulsdauer der monostabilen Kippstufe 63 in Abhängigkeit von der gemessenen Luftmenge geändert, so daß bei großer Luftmenge auch mehr Kraftstoff eingespritzt wird und die Luftzahl konstant gehalten werden kann.

An den Ausgang der monostabilen Kippstufe 63 ist eine ImpulsverlängerungüStufe 64 angeschlossen, die einen Speicherkondensator 640 enthält. Der Speicherkondensator 640 ist mit einer seiner Elektroden an den Kollektor eines Transistors 641 angeschlossen, dessen Emitter über einen Widerstand 642 mit der Pluslsitung 49 und dessen Basis mit dem Ausgang der monostabilen Kippstufe 63 verbunden ist. Die Basis des Transistors 641 ist weiterhin mit der Eingangsklemme B und über einen Widerstand

643 mit der Minur. leitung 48 verbunden.

Der zweite Anschluß des Speicherkondensr.tors 640 ist mit dem Kollektor eines Entladetransistors 644 verbunden. Der Entladetransistor 64 4 liegt mit seiner Basis an Abgriff eines aus einem Widerstand 648 und einem veränderlichen Widerstand 649 bestehenden Spannungsteilers. Der Emitter des Entladetransistors

644 ist über einen Widerstand 645 mit der Plusleitung 49 verbunden. Weiterhin liegt zwischen dem Kollektor des Entladetransistors 644 und der Basis eines Umkehrtransistors 65O eine Diode 646, die so gepolt ist, daß sie den Kollektorstrom des Entladetransistors 644 durchläßt. Die Basis des Umkehrtransistors 650 ist über einen Widerstand 647 niit der Minus leitung 48 vsrbunden. Zwischen dem Kollektor des Umkehrtransistors 65O und der Plusleitung 49 liegt ein Kollektorwiderstand 65I.

Der Ausgang der monoetabilen Kippstufe 63 und der Kollektor

309841/0316

- IQ -

Robert Bosch GnbH R, 825 Sk/Dr

Stuttgart 2216705

des Unikehrtransistors 65O sind rir.t kv/ei Eingängen eines ODER-Gatters 56 verbunden, das einem Leistungsverstärker 67 vorgeschaltet ist. Der Leistungsverstärker 67 steuert eine Magnefcv.'icklung 68 an, die zur Betätigung des Einspritzventils 59 dient. Die Hagnetwicklungen der anderen Einspritzventile können zur Magnetwicklur.g 68 parallelgeschaltet sein.

Die Funktionsvreise der Transistorschalteinrichtung 57 nach Fig. 7 ist von anderen elektronisch gesteuerten Benzineinspritcungsanlagen her bekannt, z. B. aus der DT-AvS I5 26 506. Sie "/irri daher nur noch kurz beschrieben. Die Dauer der AusganpsifT-.pulse der monostabilen Kippstufe; 63 ist - wie schon oben erwähnt - abhängig von der Luftmen.r.c. Der Ausgangsimpuls der monostabilen Kippstufe 63 wird über das ODER-Gatter 66 direkt den Leistungsverstärker 67 zugeführt. An diesen Alis gangs impuls schließt sich ein Verlängerungsimpuls an, der in der Iinpulsverlängerungsstufe 64 gebildet wird.

Die Dauer des Verl'ingerungsimpulses ist proportional zur Dauer des Ausgangs: mpulses der monostabilen Kippstufe 63. Weiterhin wird die Dauer des Verlängerungsiiripulses durch den veränderlichen Widerstand 6*19 beeinflußt, der zum Beispiel als liTC-Widerstand ausgebildet sein kann und dann zur Messung der Motortemperatur dient. Schließlich läßt sich die Dauer des Verl'ingerungsimpulses noch durch die a*n Eingang 3 anliegende Spannung beeinflussen.

Die arr; Eingang 3 anliegende Spannung beeinflußt über den Transistor 641 den Aufladestrorn des Kondensators 640 während der Impulsdauer der monostabilen Kippstufe 63. Damit beeinflußt sie auch die Höhe des SpannungsSprungs, der am Ende des Ausgangsiaipulses der monostabilen Kippstufe 63 über den Kondensator 6¹SO übertrager» wird. Dagegen beeinflußt eine Veränderung des Widerstandes

309841/0316 ^? -20-

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

den Entladestrom des Kondensators 640 und damit den Zeitpunkt, zu dem nach einer anfänglichen Sperrung der Umkehrtransistor wieder leitend wird.

Im folgenden werden die in der digitalen Schaltungstechnik Gebräuchlichen Begriffe L-Signal und 0~Signal verwendet. Wenn an einem Punkt ein L-Signal liegt, dann bedeutet das, daß dieser Punkt wenigstens näherungsweise "uf dem Potential der Plusleitung 49 liegt. Umgekehrt gibt ein Punkt ein O-Sißnal ab, wenn er wenigstens näherungsweise auf dem Potential der Minus leitung 48 liegt.

Der Umkehrtransistor 65O ist im stationären Zustand der Schaltung leitend. Der Umkehrtransistor 65O kann gesperrt v/erden, wenn vom Speicherkondensator 640 am Ende des Ausgangsimpulses der monostabilen Kippstufe 63 ein negativer Impuls übertragen wird. Das Nutzsignal am Kollektor des Umkehrtransistors 650 ist daher ebenso v:ie das Ausgangssi^nal der monostabilen Kippstufe 63 ein L-Signal. Das ODER-Gatter 66 gibt an seinem Ausgang ein L-Signal ab, wenn wenigstens an einem seiner Eingänge ein L-Signal liegt. Daher wird der Aus gangsimpuls der Impulsverlängerungsstufe zeitlich an den Ausgangsimpuls der monostabilen Kippstufe 63 angefügt.

Zur Beschreibung eines speziellen Regelvorganges sei nun wieder wie beim ersten AusfUhrungsbeispiel angenommen, daß die Transistorschalteinrichtung 57 momentan einen zu kurzen Einspritzimpuls erzeugt, so daß die Luftzahl L zu groß ist. Der oauerstoff-Kpßfühler 4l gibt demzufolge eine niedrige Ausgangsspannung ab und der zweite Regelverstärker 4 5 (s. Fig. 2) integriert in negativer,Richtung. Da der Eingang B der Impulsverl?ngerungsstufe 64 (s. Fig. 7) mit dem Ausgang des Operationsveistärkers 450 im zweiten Regelverstärker 45 verbunden ist, wird jetzt der Aufladestrom durch den Transistor 64l sehr groß. 0er Verlängerungsimpuls, der über das ODER-Gatter 66 dem Einspritzventil zugeführt wird, ist demzufolge lang,

309841/0316

- 21 -

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

und die Luftzahl L nimmt ab. Sobald die Luftaahl L den mit dem Spannungsteiler 455, 456 eingestellten Sollwert unterschreitet, nimmt die Ausgangsspannung des Sauerstoff-Meßfühlers 4l wieder rasch au, und der zweite Regelverstärker 45 integriert in positiver Richtung. Dadurch werden die Verrir.gerungsinipulse wieder kürzer; dieses Spiel wiederholt sich periodisch.

Der beschriebenen Luftzahlregelung mit Hilfe einer Einspritzanlape wird jetzt wieder wie beim ersten Ausführungsbeispiel eine Tem.peraturi-'egelung mit dem ersten Regelkreis 42, 43 überlagert. Ein erster Unterschied gegenüber dem ersten Ausführunrsbeispiel besteht darin, daß beim Erreichen der Reaktor-Betriebster.peratur durch den Schwellwertschalter 43 die Kupplung · 6l ausgerückt wird, so daß die .Sekundärluftpumpe 32 keine weitere Antriebsleistung aufnehmen kann. Durch die Kupplung öl wird also das 3/2-Wegeventil 35 ersetzt. Der zweite Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel ist wesentlicher: die Sekundärluft wird nicht über ein besonderes Sekundärluftfilter 33 sondern direkt aus dem Ansaugrohr 13 angesaugt. Dadurch wird erstens das oekundärluftfilter 33 eingespart und zweitens spricht der zweite Regelkreis 44, 45, 57 nchneller auf Temperaturänderungen an. Beim ersten Ausführungsbeispiel muß nämlich nach einer Änderung der Sekundärluftmenge durch den ersten Regelkreis erst das ganae Abgas im Thermoreaktor durchgemischt werden und dann am Sauerstoff-Meßfühler vorbeiströmen, bis dieser überhaupt anspricht. Beim dritten Ausführungsbeispiel wird dagegen eine Änderung der Sekundärluftrienpe unverzögert vor. Luftmengenmesser 53 mitgemessen, so d?.ß über die Transistorschalt· einrichtung die Einspritzimpulse so verlängert v/erden, wie wenn auch die Sekundärluftmenge den Einlaßventilen zugeführt würde.

Der zweite Vorteil des dritten Ausführungsbeispiels, nämlich die Verminderung der Verzögerungszeit des zweiten Regelkreises

309841/0316

- 22 -

Robert Bosch GmbH R. 825 SIc/ Dr

Stuttgart

44, ^5» 57 im Zusammenwirken mit dem ersten Regelkreis 42, ²O, kann allerdings nur dann ausgenützt werden, wenn als Gemischdosierungssystem eine Einspritzanlage verwendet wird, deren Einspritzdauer von einem Luftmengenmesser 58 gesteuert wird. Der Einsatz des dritten Ausführungsbeispiels kann trotzdem auch bei anderen Gemischdosierungssystemen sinnvoll sein, weil nämlich der Wegfall des Sekunddrluftfilters 33 den mechanischen Aufbau wesentlich vereinfacht.

Beim vierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 sind wieder Bauteile, die gleich wie bei den drei ersten Ausführungsbeispielen sind, mit den dort verwendeten Bezugszahlen bezeichnet. Sie werden nicht mehr besonders beschrieben. Der bei den ersten drei Ausführungsbeispielen verwendete Tnermoreaktor 28 füllt beim vierten Ausführungsbeispiel weg. Als Thermoreaktor dienen beim vierten Ausführungsbeispiel die Abgas-Samnelleitunn 23 sowie die einzelnen Abgasleitungen 24 bis 27, welche mit einer thermisch isolierten Wand 71 versehen sind. Der Temperaturfühler 40 ist an der Innenseite der isolierten Wand 71 angebracht. Als Gemischdosierungssystem ist wieder wie beim dritten Ausführungsbeispiel eine Einspritzanlage mit einem Luftmengenmesser 58 vorgesehen. Jeder Ansaugleitung 14 bi3 17 ist ein Einspritzventil zugeordnet. Davon sind in Fig. 8 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur zwei Einspritzventile 73» 74 eingezeichnet, die Kraftstoff in die erste bzw. in die vierte Ansaugleitung 14, 17 einspritzen. Weiterhin sind in Fig. 8 zwei Anschlußleitungen 75, 76 eingezeichnet, die von der Kraftstoff-Druckleitung 60 zu den beiden nicht eingezeichneten Einspritzventilen führen.

Zur Ansteuerung der Einspritzventile 73, 74 dient eine Zweikanal-Transistorechalteinrichtung 72, die drei Eingänge A,C,D aufweist. An den ersten Eingang A ist der Ausgang des Luftmengenmessers 58 angeschlossen, während mit dem zweiten Eingang C der Ausgang des ersten Regelverstärksrs 42 verbunden ist. Schließlich liegt der Ausgang de3 zweiten Regelverstiirker3 am dritten Eingang D. Die vier Sinspritzventile der Vier-

309841/0316

- 23 -

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

zylinder-Brennkraftmaschine 11 sind in zwei Zweiergruppen aufgeteilt, die abwechselnd ausgelöst werden. Das Einspritzventil 7¹I gehört zur ersten Zweiergruppe und ist mit seinen elektrischen Eingang an einen ersten Ausgang E der Zweikanal-Transistorschalteinrichtung 72 angeschlossen. Das Einspritzventil 73 gehört zur zweiten Zweiergruppe und liegt an einem zweiten Ausgang P.

Der Schaltplan der Zweikanal-Transistorschalteinrichtung 72 ist in Pig. 9 dargestellt. Gleich wie bei der Transistorschalteinrichtung 57 nach Fig. 7 ist die Reihenschaltung aus dem Impulsgeber 69, der monostabilen Kippstufe 63, der Impulsver la η ge rungs stufe 6*J und dem ODER-Gatter 66 vorgesehen. An den Impulsgeber 69 ist weiterhin der Takteingang T einer bistabilen Kippstufe 77 angeschlossen. Die bistabile Kippstufe 77 ist als JK-Flipflop ausgebildet, dessen beide Vorbereitungseingänge J, K an eine Klemme 78 angeschlossen sind. Das JK-Flipflop 77 weist zwei zueinander komplementäre Ausgänge Ql, Q2 auf.

Zur Ansteuerung der ersten Zweiergruppe von Einspritzventilen deren Magnetwicklungen mit 83, 84 bezeichnet sind, dient eine Reihenschaltung aus einem UND-Gatter 79 und einem Leistungsverstärker 8l. Der Ausgang des Leistungsverstärkers 8l bildet den ersten Ausgang E der Zweikanal-Transistorschalteinrichtung 72. In gleicher Weise ist zur Ansteuerung der zweiten Zweiergruppe von Einspritzventilen mit Mapiet'ficklungen 85, 86 eine Reihenschaltung aus einem UND-Gatter 8O und einem Leistungsverstärker 82 vorgesehen.

Die beiden Eingänge des ersten UND-Gatters 79 sind mit dem ersten Ausgang Ql des JK-rFlipflops 77 und mit dem Ausgang des ODER-Gatters 66 verbunden. Die Einginge des zweiten UND-Gatters

309841/0316 - 2H -

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

80 liegen am zweiten Ausgang Q2 und am Ausgang des ODER-Gatters

Mit dem Korrektureingang B der Impulsverlängerung3stufe 64 ist ein Trimmwiderstand 95 verbunden, dessen anderer Anschluß mit drei Addierwiderständen 92, 93, 9¹J in Verbindung steht. Der erste Addierwiderstand 92 bildet dabei gleichzeitig den dritten Eingang D der Zweikanal-Transistorschalteinrichtung 72 und ist deshalb mit dem Ausgang des zweiten RegelVerstärkers ^5 verbunden. Der dritte Addierwiderstand 9^ ist über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Schalttransistors 89 an den zweiten Eingang C der Zweikanal-Transistorschalteinrichtung 72 und dajnit an den Ausgang des ersten RegelVerstärkers k2 angeschlossen. Der zweite Addierwiderstand 93 liegt über die Kollektor-Zmitter-Strecke eines Schalttransistors 88 am Ausgang eines Umkehrverstärkers 87, dessen Eingang ebenfalls mit dem Ausgang des ersten Regelverstärkers 42 verbunden ist. Die Basis des Schalttransistors 88 ist über einen Widerstand 90 mit dem zweiten Ausgang Q2 des JK-Flipflops 77 verbunden. In gleicher Weise liegt die Basis des Schalttransistors 89 über einen Widerstand 91 am ersten Ausgang Ql.

Die ImpulsVerlängerungsstufe Sh ist in ihrer Schaltung genau gleich aufgebaut wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Die Funktionsweise eines JK-Flipflops, '/ie es als bistabile Kippstufe 77 verwendet wird, ist aus der digitalen Schaltun£stechnik bekannt. Es wird hier zuir. Beispiel auf Dokter-Steinhauer: Digitale Elektronik (Philips Fachbücher I969) Band 1, Seiten 16'J bis 167 verwiesen. Wenn an die Klemme 78 ein L-Sißnal gelegt v/ird, dann arbeitet das JK-Flipflop 77 als Frequenzteiler, d. h. die beiden Ausgänge aus Ql und Q2 wechseln bei jeden an Takteingang T eintreffenden Taktimpuls ihr Vorzeichen von 0 auf L oder umgekehrt. Da die beiden Ausgänge Ql und 02 zueinander komplementär sind, geben sie immer entgegengesetzte Signale ab.

Das bedeutet, daß der Aussanpsimpuls des ODER-Gatters 66,der

309841/0316

- 25 -

Robert Bosch QnSbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

die Einspritzdauer bestimmt, bei einem ersten Taktimpuls, bei den der erste Ausgang Ql ein L-Signal abgibt, über das erste UND-Gatter 79 zum ersten Leistungsverstärker 8l geleitet vfird. Beim nächstfolgenden Taktimpuls gibt der zweite Ausgang Q2 ein L-Signal ab, und der Ausgangsimpuls des ODER-Gatters 66 wird über das UND-Gatter 80 auf den zweiten Leistungsverstärker 82 geleitet. Die beiden Gruopen von Sinspritzventilen 83, 8*1 bzw. 85, 86 werden also abwechselnd ausgelöst. Da das JX-Flipflop 77 als Frequenzteiler wirkt, muß die Drehzahl des Nockens 70 doppelt so hoch sein wie bein dritten Ausgführungsbeispiel nach Fig. 7, wo nur eine Gruppe von Einspritzventilen vorgesehen ist.

Der Umkehrverstärker 87 ist gleich beschaltet wie der Vorverstärker 44 nach Fig. 2. Da der Umkehrverstärker 87 genau die Verstärkung ν = -1 aufweisen soll, müssen in diesem Fall der Gegenkopplungswiderstand 442 und der Eingangs:·/!derstand 443 genau den gleichen Widerstandswert aufweisen.

Aus Gründen der Vereinfachung sei nun für die Beschreibung eines speziellen Rege!Vorganges zunächst angenommen, daß die Betriebstemperatur des Thermoreaktors (thermisch isolierte Abgas-Sammelleitung 23) erreicht ist, und daß deshalb infolge der hohen Temperatur am Ausgang des Operationsverstärkers 420 im ersten Regelverstärker 42 eine niedrige Spannung liegt, deren Höhe durch die Dimensionierung des Spannungsteilers 426, 427 bestimmt ist. Diese Spannung muß genau so hoch sein wie die Ausgangsspannung des zweiten Regelsverstärkers 45 beim Erreichen des Sollwertes der Luftzahl L. Dann kann über die beiden Addierwiderstände 93, 94 kein zusätzlicher Strom in den Korrektureingang B fließen, so daß der Korrektureinsang B allein von der Ausgangsspannung des zweiten Regelverstärkers beeinflußt wird. Weiterhin muß man durch geeignete Bemessung der Gegenkopplung im ersten Rege!verstärker dafür sorgen, daß diese

309841/0316

- 26 -

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

beim Erreichen der Reaktor-Betriebstemperatur abgegebene Spannung gleichseitig die untere Grenzspannung des Operationsverstärkerausganges Ί2Ο ist. Eine niedrigere Spannung darf nicht auftreten.

In diesem speziellen Pail funktioniert das vierte Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 genau gleich wie das dritte Ausführungsbeispiel nach Fig. 7: Bei zu hoher Luftzahl wird über den Regelverstärker ^5, den Addierwiderstand 92, den Trimmwiderstand 95 und den Korrektureingang B die Impulsdauer der Impulsverlänerungsstufe 64 vergrößert, so daß sich die Luftzahl L in negativer Richtung verändert.

Während des Warmlaufes der Brennkraftmaschine ist aber die Betriebstemperatur des Thermoreaktors noch nicht erreicht, so daß der erste Regelverstärker k2 eine positivere Ausgangsspannung an den zweiten Eingang C der Zweikanal-Transistorschalteinrichtung 72 abgibt. Wenn die erste Gruppe 83, 81» von Sinspritzventilen betätigt wird, gibt der erste Ausgang Ql ein L-Signal ab, das über den Widerstand 91 den Schalttransistor 89 leitend macht. Die erhöhte Ausgangsspannung des ersten Regelverstärkers Ί2 liegt dann über den dritten Addierwiderstand 9U am Korrektureingang B. Dadurch wird der Aufladestrom des Speicherkondensators 6ΊΟ kleiner als er es infolge des Ausgangssignals des Sauerstoff-Meßfühlers *ll allein sein müßte. Die Impulsdauer der Impulsverlängerungsstufe 64 wird kleiner, und das Gemisch, das den zur ersten Ventilgruppe 83, 8Ί zugeordneten Zylindern zugeführt wird, wird magerer. Die Luftzahl Ll der ersten Zylindergruppe ist also größer als 1,0.

Beim nächsten Taktimpuls, der zum Takteingang T des JK-Flipflops 77 gelangt, wird die zweite Ventilgruppe 85, 86 ausgelöst, weil der zweite Ausgang Q2 ein L-Signal abgibt. Jetzt ist der Schalttransistor 89 gesperrt und der Schalttransistor 88 leitend, so daß das Ausgangssignal des Umkehrverstärkers 87 dem Korrektureingang B der Imoulsverlängeruncsstufe 6Ί zugeführt wird. Die

309841/0316 _2?

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

. Stuttgart

Eingangsspannung am Korrektureingang B ist daher niedriger als es den Ausgangssignals des Sauerstoff-Meßfühlers ¹Jl entspräche. Im Gegensatz zur ersten Ventilgruppe wird daher bei der zweiten Ventilgruppe 85, 86 der Einspriteimpuls verlängert und die Luftzahl L2 nimmt einen Wert an, der kleiner als 1,0 ist (fettes Gemisch). Die Abweichung der beiden Luftzahlen LI und L2 vom Mittelwert (Unsymmetrie) ist dabei wie bei den drei ersten Ausführungsbeispielen umso größer, je niedriger die Reaktortemperatur ist.

Der Unterschied gegenüber den drei ersten Ausführungsbeispielen besteht also darin, daß bei diesen die erste Luftzahl Ll im gemeinsamen Ansaugrohr 13 und die zweite Luftzahl L2 in der Abgas-Sammelleitung 2 3 eingestellt v/ird, während beim vierten Ausführungsbeispiel beide Luftzahlen in zwei Gruppen von Ansaugleitungen I¹I, 15 bzw. 16, 17 eingestellt werden. .Beim vierten Ausführungsbeispiel liefern während des Warmlaufes die mit magerem Gemisch betriebenen Zylinder die Zusatzluft in die Abgas-Sammelleitung 23, während von den mit fettem Gemisch betriebenen Zylindern die unverbranhten Kohlenwasserstoffe und das Kohlenmonoxid kommen, welche zusammen mit der Zusatzluft ' in der thermisch isolierten Abgas-Samnelleitung 23 verbrannt werden.

Beim fünften Ausführungsbeispiel nach Pig. IO sind wieder Bauteile, die bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen auch verwendet werden, mit den gleisAen Bezugszahlen bezeichnet; sie werden nicht mehr gesondert besehrieben. Abweichend von den anderen Ausführungsbeispielen sind beim fünften Ausführungsbeispiel zwei getrennte Vergaser vorgesehen. Sin erster Vergaser besteht aus einem Ansaugrohr 13a, einer Drosselklappe 18a und einer Kraftstoffdüse .19a. Er führt den beiden Ansaugleitungen IM,15 Luft-Kraftstoff-Gemisch zu. Ein zweiter Vergaser mit einer

309841/0316

- 28 -

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

Drosselklappe l8b_f und einer Kraftstoffdüse 19b, die in einem Ansaugrohr 13b angeordnet sind, versorgt die beiden anderen Ansaugleitungen 16,17. Jedem Vergaser ist ein getrenntes Luftfilter 12a,12b vorgeschaltet. Zwischen der Kraftstoffleitung 20 und den Kraftstoffdüsen 19a,19b liegen zwei veränderbare Drosselstellen 53a>53b.

Zur Ansteuerung der beiden veränderbaren Drosselstellen 53a,53b dienen zwei Regel verstärker **5a, *l5b. An den ersten Regelverstärker Ί2 ist wie beim vierten Ausführun^sbeispiel der Umkehrverstärker 87 angeschlossen. Vom Ausgang des Vorverstärkers ¹Ul führen zwei Addierwiderstände 100,101 zu den Eingängen der Regelverstärker 45b,!J5a. Ein weiterer Addierwiderstand 102 liegt zwischen dem Ausgang des ersten Receiverstärkers Ί2 und dem Eingang des Regelverstärkers *l5a. Schließlich liegt noch ein weiterer Addierwiderstand 103 zwischen dem Ausgang des Umkehrverstärkers 87 und dem Eingang des Regelverstärkers 45b.

Die Punktionsweise dee fünften Ausführungsbeispiels nach Fig. ähnelt sehr stark der Punktionsweise des vierten Ausführungsbeispiels. Der Ausgang des Vorverstärkers ΊΊ im zweiten Regelkreis steuert symmetrisch beide Regelverstärker ¹*5a,'l5b für die Xraftstoffzunessung an. Mit Hilfa des zweiten Regelkreises wird also weiterhin die Luftzahl L auf den vorgewählten Optimalwert eingeregelt. VJenn die Reaktortenperatur unter der gewünschten BetriebstenDeratur liegt, dann gibt der erste Regelver3t'drker k2 ein AusgangssiGnal ab, das die beiden Regel verstärker l*5a,l<5b wegen des zwischengeschalteten Umkehrverstärkers 87 in entgegengesetzten Sinne beeinflußt. Es wird also z.B. im Regelverstärker *J5a ein fettes und in Regelverstärker 'i5b ein mageres Gemisch eingestellt. Der erwünschte Grad der Unaymretrie zwischen den beiden Luftzahlen Ll und L2 in den beiden Vergasern läßt sich durch die Dinensionierunp: der Addierwiderst'inde 102,103 einstellen. Wie bein vierten Ausführungsbeispiel ist die Unsymmetrie wieder

309841/0316

- 29 -

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

urr.so größer, je niedriger die Temperatur des Thermoreaktors ist.

Es ist ohne weiteres möglich, anstelle der veränderbaren Drosselsteilen 53a,53b bei den beiden Vergasern je einen Bypass mit einem Bypassventil vorzusehen. Die Punktionsweise des fünften Ausführungsbeispiels wird dadurch nicht beeinflußt.

Das zur Entgiftung der Abgase verwendete Verfahren ist bei allen fünf Ausführungsbeispielen grundsätzlich gleich: Zunächst wird in einem zweiten Regelkreis die Luftzahl L des den Zylindern zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches geregelt. Bei zu niedriger Reaktortenperatur wird weiterhin mit Hilfe des ersten Regelkreises wenigstens bei einem Teil der Zylinder das Gemisch mit Kraftstoff angereichert, so daß sich eine erhöhte Grundemission an Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid ergibt. Diese erhöhte Grundemission wird durch die Zugabe von Zusatzluft wiederum mit Hilfe des zweiten Regelkreises - genau kompensiert, so daß im Themoreaktor eine möglichst vollständige Nachverbrennung stattfinden kann.

Beim vierten und fünften Ausführungsbeispiel wird die Zusatzluft über einen Teil der Zylinder geführt; sie ist daher beim Austritt aus den Zylindern schon sehr stark erhitzt, und eine Zündung des Abgas-Zusatzluft-Gemisches ist auch schon weit unterhalb der Reaktor-Betriebstemperatur sichergestellt. Diese Zündung dieses Abgas-Zusatzluft-Gerdsches kann bei den ersten drei Ausführuncsbeispielen Schwierigkeiten bereiten, wenn die Brennkraftmaschine 11 in sehr kalter Umgebung warmläuft und wenn gleichzeitig au3 konstruktiven Gründen die Druckleitung 3¹J nicht nahe genug bei den Auslaßventilen in die Abgasleitungen 24 bis 27 mündet. Abhilfe kann in diesem Fall dadurch geschaffen werden, daß während des VJarmlaufes der

309841/0316 - 30 -

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

Brennkraftmaschine - wie es schon anderweitig vorgeschlagen worden iet - der Zündzeitpunkt in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des ersten Regelverstärkers Ί2 in Richtung auf Spätzündung verschoben wird. Bei Spätzündung schlagen nämlich nach dem öffnen der Auslaßventile noch lange Flammen in die Abgas leitungen 2k bis 27.

Schließlich sei noch ein weiterer gemeinsamer Vorteil aller fünf AusfUhrungsbeispiele erwähnt: Während des Warmlaufes hat das den Zylindern zugeführte Gemisch nicht die optimale Luftzahl L * 0,98, sondern eine stark davon abweichende Luftzahl. Wie man aus Fig. 10 sieht, wird dadurch die Grundemission an Stickoxiden wesentlich vermindert. Das ist sehr günstig, weil zunächst auch der katalytische Reaktor 29 3eine Betriebstemperatur von 600 bis 800° C noch nicht erreicht hat und deshalb die Stickoxide noch nicht reduzieren kann. Die Kohlenwasserstoffe und das Kohlenmonoxid werden auf jeden Fall auch schon während des Warmlaufee wesentlich besser nachverbrannt, als es bei bekannten Verfahren möglich ist.

Es kann unter Umständen zweckmäßig sein, einzelne Baueinheiten der fünf beschriebenen Ausführungsbeispiele auf andere Weise · miteinander zu kombinieren als es bei den fünf Äusführungsbeispielen beschrieben iet. So läßt sich z. B, der vereinfachte Thermoreaktor des vierten Ausführungsbeispiels auch bei den anderen Ausführungsbeispielen einsetzen. Auch die Antriebe für die Sekundärluftpumpe 32 sind beliebig gegeneinander austauschbar. So ist es möglich, das beschriebene Verfahren bei sehr verschiedenen Arten von Brennkraftmaschinen und Gemischdosierungssystemen einzusetzen.

- 31 309841/0316

Claims

• t

• ·

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

Ansprüche

1. Verfahren zum Entgiften der Abgase einer Brennkraftmaschine, an deren Abgas-Sammelleitung in Reihenschaltung ein erster, zur Oxidation der Kohlenwasserstoffe und des Kohlenmonoxids dienender Reaktor und ein zweiter; zur Reduktion der Stickoxide dienender Reaktor angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines ersten Regelkreises (¹JO, Ί2), der als Meßglied einen Temperaturfühler (*J0) enthält, die Temperatur der Reaktoren (28, 29 bzw. 23, 29) durch Zugabe von Zusatzluft geregelt wird und daß mit Hilfe eines zweiten Regelkreises (¹H₃ ¹J H5) der als Meßglied einen Sauerstoff-Meßfühler (IiI) enthält, das Massenverhältnis von Luft zu Kraftstoff (Luftzahl L) über ein Gemischdosierungssystem (18, 22 bzv/. 18_S 53 bzw= 57 bzw.

72) geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die Zusatzluft wenigstens einem Teil der den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine (11) zugeordneten Acsasleitungen {2h bis 27) zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzluft einem T-eil der zu den einzelnen Zylindern der Brennkraftmaschine (11) führenden Ansaugleitungen (I¹J bis 17) zugeführt wird.

309841/0316

- 32 -

Robert Bosch GmbH - R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

Ί. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sekundärluftpumpe (32) vorgesehen ist, welche über ein Rückschlagventil (37) und eine

Druckleitung (3Ό mit den Abgas leitungen (2k bis 27) verbunden ist.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärluftpumpe (32) ein Sekund rluftfilter (33) vorgeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluftpumpe (32) eingangsseitig über eine Abzweigleitung (62) mit einem Ansaugrohr (13) der Brennkraftmaschine (11) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche ¹J bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluftpumpe (32) von der Kurbelwelle (31) der Brennkraftmaschine (11) ständig zwangläufig antreibbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche ²J bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwanglauf zwischen der Kurbelwelle (3D und der Sekundärluftpumpe (32) durch eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung (6l) unterbrechbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Regelkreis eine Reihenschaltung aus den Temperaturfühler

309841/0316

1 -J _

Robert Bosch OaSt)H R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

(40) einem ersten Regelverstärker (42) und einem Schwellwertschalter (43) enthält und daß der Ausgang de3 Schwellwertschalters (43) mit dem elektrischen Eingang der Kupplung (61) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Regelkreis eine Reihenschaltung aus dem Temperaturfühler (MO), einem ersten Regelverstärker (42) und einem Schwellwertschalter (43) enthält, daß zwischen der Sekundärluftpunroe (32) und der Druckleitung (34) ein durch eine Magnetwicklung (39) betätigbares 3/2-Wegeventil (35) angeordnet ist und daß die Magnetwicklung (39) an den Ausgang des Schwellwertschalters (43) angeschlossen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Sekundärluftpumpe (32) und der Druckleitung (34) eine veränderbare Dro3sel3telle (36) vorgesehen ist, deren elektrischer Eingang mit dem Ausgang des ersten Rege!Verstärkers (42) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärluftpumpe (32) durch einen Elektromotor (55) antreibbar ist, daß der erste Regelkreis eine Reihenschaltung aus dem Temperaturfühler (40) und einem Regelverstärker (5*0 enthält und daß die Drehzahl des Elektromotors (55) vom Regelverstärker (54) regelbar ist.

309841/0316

- 34 -

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Regelkreis eine Reihenschaltung aus dem Sauerstoff-Meßfühler (¹Il), einem Vorverstärker (44) und einem zweiten Regelverstärker (45) enthalt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemischdosierungs3ystem einen Vergaser mit einer Drosselklappe (18), einer Kraftstoffdüse (19), einem Bypass (21) und eineir» Bypassventil (22) enthält und daß der elektrische Eingang des elektromagnetisch betätigbaren Bypassventils (22) an den Ausgang de3 zweiten Regelverstärkere (45) angeschlossen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemischdosierungssystem einen Vergaser mit einer Drosselklappe (18), einer Kraftstoffdüse (19) und einer der Kraftstoffdüse (19) vorgeschalteten veränderbaren Drosoelstelle (53) enthält und daß der elektrische Eingang der elektrokinetisch betätigbaren veränderbaren Drosselstelle (53) an den Ausgang des zweiten RegelVerstärkers (45) angeschlossen ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch ,Gekennzeichnet, daß das Gemischdosierungssystem eine Einspritzanlage enthält, die aus wenigstens einer Einspritzdüse (59), einer Transistorschalteinrichtung (57) und einer Drosselklappe (18) besteht, und daß ein die Impulsdauer der Transistorschalteinrichtung (57) beeinflussender Korrektureingang (B) nit dem Ausgang des zweiten Regel verstärke rs (45) verbu-iden ist.

309841/0316 ,

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet j, daß

im Ansaugrohr (13) vor der Drosselklappe (18) ein Luftmengenmesser (58) vorgesehen ist, dessen elektrischer Ausgang an einen die Impulsdauer der Transistorschalteinrichtung (57) beeinflussenden Eingang (A) angeschlossen ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch Io oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistorschalteinrichtung (57) aus der Reihenschaltung eines synchron zur Kurbelv;ellendrehzahl auslösbaren Impulsgebers (69), einer Schaltstufe (63) und einer Impulsverlängerungsstufe (64) besteht.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstufe (63) als monostabile Kippstufe ausgebildet ist, deren Impulsdauer über den Eingang (A) beeinflußbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet,

daß die Ausgänge der Schaltstufe (62) und der Impulsverlangerungsstufe (64) mit einem ODER-Gatter (66) verbunden sind und daß die Einspritzventil (59) von Ausgang des ODER-Gatters (66) über einen Leistungsverstärker (67) ansteuerbar sind.

21. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daft das Gemischdosierungssystem eine Einspritzanlage mit einer Zweikanal-Transistorschalteinrichtung (72) und zwei abwechselnd auslösbaren Gruppen von EinspritζVSntilen (73,7'0 enthält, daß die elektrischen Hingänge

Robert Bosch GmbH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

der beiden Ventilgruppen (73,7¹J) mit zwei Ausgängen (E,F) der Ztreikanal-Transistorschalteinrichtuns (72) verbunden sind und daß ein die Impulsdauer beeinflussender Eingang (D) der Zweikanal-Transistorschalteinrichtung (72) an den Ausgang des zweiten RegelVerstärkers (Ί5) angeschlossen ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß im Ansaugrohr (13) ein Luftmengenmesser (58) vorgesehen ist, dessen elektrischer Ausgang mit einem die Impulsdauer beeinflussenden Eingang (A) der Zweikanal-Transistorschalteinrichtung (72) verbunden ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zweikanal-Transistorschalteinrichtung eine Reihenschaltung aus einem synchron zur Kurbelwellendrehzahl auslösbaren Impulsgeber (69), einer vorzugsweise als monostabile Kippstufe ausgebildete Schaltstufe (63) und einer Impulsverlängerungsstufe (64) enthält und daß die Ausgänge der Schaltstufe (63) und der ImpulsVerlängerungsstufe (6Ί) mit iingärigen eines ODER-Gatters (66) verbunden sind.

2¹I. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß an den Impulsgeber (69) eine als Frequenzteiler dienende bistabile Kippstufe (77) mit zv/ei zueinander komplementären Ausgängen (Qi,Q2) angeschlossen ist, daß die beiden Ausgänge

309841/0316 - 38 -

Robert Bosch GiribH R. 825 Sk/Dr

Stuttgart

(Ql,02) mit je einem Eingang eines UND-Gatters (79) und eines UND-Gatters (80) verbunden sind und daß der Ausgang des ODER-Gatters (66) mit je einem Eingang der UND-Gatter (79,80) verbunden ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 2*1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Gruppe von Einspritzventilen (83,84) über einen Leistungsverstärker (8l) vom UND-Gatter (79) ansteuerbar ist und daÄ die zweite Gruppe von Einspritzventilen (85,86) über- einen Leistungsverstärker (82) vom UND-Gatter (80) aneteuerbar ist.

₂ß_# Vorrichtung nach Anspruch 2*1 oder 25» dadurch gekennzeichnet, daft der zweite Regelkreis eine Reihenschaltung aus dem Sauerstoff-Meßfühler (41), einem Vorverstärker (44) und einem zweiten Regelveretärker (45) enthält und daß der Ausgang des sweiten · Regel Verstärkers (45) über einen ersten Addiervfiderstand (92) an einen die Impulsdauer beeinflussenden Korrektureingang (B). der ImpulsVerlängerungsstufe (64) angeschlossen Ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Regelkreis eine Reihenschaltung aus den Temperaturfühler (40) und einem ersten Rege!verstärker (42) enthält, daß der erete Regelverstärker (42) über einen vom Ausgang (Ql) angesteuerten Schalttransiator (89) und einen dritten Addierwiderstand (94) mit dem Korrektureingang (B) verbindbar ist und daß der Ausgang des ersten RegelVerstärkers (42) über eine

Reihenschaltung aus einem Unikehrverstärker (87), einem ι

' -39-1

- 4ΓΓ

Robert Bosch GmbH R. 825 3k/Dr

Stuttgart

vom Ausgang (Q2) angesteuerten Schalttransistor (88) und einen «weiten Addierwiderstand (93) mit dem Korrektureingang (3) verbindbar ist.

28. Vorrichtung tür Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß als Gemischdosieruncssystem zwei Vergaser (l8a,19a bzw. l8b,19b) vorgesehen sind, die jeweils die Hälfte der Zylinder der Brennkraftmaschine (11) mit Luft-Kraftstoff-Gemisch versorgen, daft zur Regelung der Luftzahlen (Ll,L2) für jeden der Vergaser ein zum zweiten Regelkreis gehörender Regel verstärker (45a, ¹JSb) vorgesehen ist und daß der erste Regelkreis eine Reihenschaltung aus dem Temperaturfühler (¹IO), einem ersten Regelverstärker (42) und einem Umkehrverstärker (87) enthält.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daft der Vorverstärker (44) über je einen Addierwiderstand (100,101) an die Eingänge der Rege !verstärker (45a,45b) angeschlossen ist, daft der erste Regelverstärker (42) über einen Addierwiderstand

(102) rait dem Eingang dee RegelverstSrkers (45a) verbunden ist und daß der Umkehrverstärker (87) über einen Addierwiderstand·

(103) am Eingang des RegelVerstärkers (45b) liegt.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 29, dadurch gekenn- seiohnet, daß der erste Reaktor (28) als Thermoreaktor und der «weite Reaktor (29) als katalytischer Reaktor ausgebildet ist.

309141/0316

- HO -

Robert Bosch GmbH R₀ 825 Sk/Dr

Stuttgart

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitungen (2^,25*26,27) und die Abgas-Sammelleitung (23) mit einer thermisch isolierten Wand (71) versehen und als Thermoreaktor vorgesehen sind.

32« "'-"orrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzweigleitung (62) zwischen dem Luftmengenmesser (58) und der Drosselklappe (18) an das Ansaugrohr (13) angeschlossen ist.

5098hl/