DE2529208A1

DE2529208A1 - Verfahren und vorrichtung zur beeinflussung des einer brennkraftmaschine zugefuehrten kraftstoff-luft-gemisches

Info

Publication number: DE2529208A1
Application number: DE19752529208
Authority: DE
Inventors: Valerio Dr Bianchi; Johannes Dipl I Brettschneider; Reinhard Dipl Ing Dr Latsch; Hans Dipl Ing Zeller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1975-07-01
Filing date: 1975-07-01
Publication date: 1977-02-03
Also published as: DE2529208C2

Description

R. 2 7 2 ο

Anlage zur Patent-

und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart

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

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches, bei dem zum angesaugten Kraftstoff-Luft-Gemisch Abgas zugeführt wird.

Es ist bekannt, daß die NO„-Bestanclteile im Abgas von Brennkraftmaschinen durch Rückführung bestimmter Abgasmengen zur Saugseite der Brennkraftmaschine vermindert werden können. Bei einer bekannten Abgasrückführungsvorrichtung ist in der Abgasrückführleitung eine Drosselklappe vorgesehen, die über ein Gestärge direkt mit der Hauptdrosselklappe gekoppelt ist. Dies ergibt jedoch nur eine grobe Steuerung der rückgeführten Abgasmengen im Verhältnis zum der Brennkraftmaschine zugeführtn Kraftstoff-Luft-Gemisch.

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Bei einer anderen Abgasrückführungsvorrichtung wird ein Abgasrückführventil von einem Nocken betätigt, der entsprechend der Hauptdrosselklappenbewegung über ein Gestänge verdreht wird und der zusätzlich axial entgegen der Kraft einer Feder in eine zweite Position verschiebbar ist, in der der Nocken in jeder Stellung außer Eingriff mit dem Abgasrückventil ist. Die Verschiebung wird durch den Unterdruck im Saugrohr de^ Brennkraftmaschine bewirkt, der in einem aus der Drehachse des Nockens und einer diese aufnehmende Bohrung bestehenden Zylinderraum geleitet ist.

Mit dieser Vorrichtung kann besser als bei der vorstehend beschriebenen Ausführung eine Anpassung der Abgasrückführungsrate in Abhängigkeit der Drosselklappenstellung erzielt werden. -Zusätzlich wird eine Einwirkungsmöglichkeit gegeben, die Abgasrückführung bei hohem Unterdruck wie z.B. im Schubbetrieb zu unterbinden. Aber auch hiermit wird die Abgasrückführungsrate nur allgemein den Betriebszuständen der Brennkraftmaschine entsprechend der Drosselklappenstellung eingestellt und dabei die Grenzzustände durch vollständiges Abschalten berücksichtigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Beeinflussung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches durch rückgeführte Abgasmengen zu entwickeln, mit dem eine genaue Regelung der Abgasrückführmengen erzielt werden kann, so daß in jedem beliebigen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine eine entsprechende optimale Abgasmenge zurückgeführt wird unter Berücksichtigung der erreichbaren Motorleistung und möglichst schadstoffarmer Abgase.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zumessung der Abgasmenge in direkter Abhängigkeit von einer Führungsgröße erfolgt, die charakteristisch für Betriebszustände der Brennkraftmaschine ist und diese Abhängigkeit von einer einen oder mehrere andere Parameter der Brennkraftmaschine erfassende Regeleinrichtung multiplikativ zwischen dem Wert 0 und

1 beeinflussbar ist. Dies hat den Vorteil, daß durch die direkte Machführung bei einer starken Änderung des Betriebszustands der Brennkraftmaschine eine schnelle Grobverstellung der Abgasrückführungsrate erfolgt, die weiterhin durch den multiplikativen Eingriff sehr schnell auf den gewünschten Wert eingeregelt werden kann. Als Führungsgröße kann dabei z.B. der Saugrohrdruck, die Drehzahl der Brennkraftmaschine oder die Stellung der Hauptdrosselklappe im Saugrohr der Brennkraftmaschine dienen.

Es ist ferner Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung mit einem in Abhängigkeit von einer Hauptdrosselklappe im Saugrohr einer Brennkraftmaschine verstellbaren Drosselorgan in einer Abgasrückführleitung zum Saugrohr dadurch gelöst, daß die Verstellung des Drosselorgans mittels einer übertragungsvorrichtung von der Hauptdrosselklappe her erfolgt und der Übertragungbfaktor durch eine bestimmte Parameter der Brennkraftmaschine erfassende Regeleinrichtung multiplikativ änderbar ist.

Auf diese Weise wird die Hauptdrosselklappenstellung, die repräsentativ für die Last der Brennkraftmaschine ist, vorteilhaft dazu verwendet, die Abgasrückführungsrate schnell auf einen in etwa dem jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine angepaßten Wert zu bringen. Da bei Laständerungen sich die größten Änderungen der Abgasrückführungsrate ergeben, ist es sehr vorteilhaft, die Drosselklappenstellung als Führungsgröße zur schnellen Vorsteuerung der Abgasrückführungsrate zu verwenden und .danach einen somit auch sehr schnell wirkenden Regeleingriff zu erzielen.

Eine Weiterbildung der Erfindung, besteht darin, daß in den Endstellungen der Hauptdrosselklappe entsprechend Vollastoder Leerlauf- bzw. Schubbetrieb Schaltkontakte betätigbar sind, die die Regeleinrichtung im Sinne eines Schliessens des Drosselorgans beeinflussen. Dadurch wird in den Endbe-

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reichen des Betriebs der Brennkraftmaschine, in denen eine Abgasrückführung nicht erwünscht bzw. nicht nötig ist, in bekannter Weise die Abgasrückführung unterbrochen, und zwar vorteilhaft so, daß die Regeleinrichtung im Sinne eines Schließens des Drosselorgans beeinflußt wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß als Drosselorgan eine Nebendrosselklr.ppe dient, die mit der Hauptdrosselklappe über ein Gestänge gekoppelt ist, das aus einem Kulissenzwischenhebel besteht, dessen eines Ende um einen Drehpunkt schwenkbar ist, der von einem mit der Regeleinrichtung verbundenen Stellorgan verstellbar ist und dessen anderes Ende mit einem Betätigungshebel der Nebendrosselklappe verbunden ist und in dessen Kulisse ein Gleitstein eines Betätigungshebels der Hauptdrosselklappe verschiebbar ist. Auf diese Art und Weise erhält man trotz weniger Zwischenhebel zwischen Haupt- und Nebendrosselklappe einen schnellen wirksamen Regeleingriff. Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient als Drosselorgan eine Nebendrosselklappe, die mit der Hauptdrosselklappe über ein Parallelogrammgestänge gekoppelt ist, das aus einem ortsfest angelenkten Hebel, dem Betätigungshebel der Nebendrosselklappe und einer beide Hebel verbindenden Zwischenstange besteht, auf der eine Gleithülse angeordnet ist, die an ein Verstellstück auf einem mit der Hauptdrosselklappenwelle verbundenen Hebel angelenkt ist, auf dem das Verstellstück mittels eines von der Regeleinrichtung angesteuerten Stellantriebs zwischen zwei Endpunkten verstellbar ist. Dabei ist in vorteilhafter Weiterbildung das Verstellstück eine Schraubmuffe und der Hebel als Gewindewelle ausgebildet, die durch einen Elektromotor angetrieben wird. Mit dieser Ausführungsform wird eine schnelle Verstellung der Nebendrosselklappe erzielt und ein einmal eingestellter Regelhub unabhängig von etwaigen unterschiedlichen Reibungskräften sicher eingehalten.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen in Verbindung mit der nachstehenden Beschreibung und den in der

Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Kulissenzwischenhebel zwischen dem Betätigungsgestänge von Haupt- und Nebendrosselklappe mit mittels Stellmagnet verstellbarem Drehpunkt,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Parallelogrammgestänge zur Nachführung der Nebendrosselklappe,

Fig. "3 eine Teilansicht durch das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2,

Fig. h eine weitere Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 mit verringerter bewegter Masse des Übertragungsgestänges zwischen Haupt- und Nebendrosselklappe j

Fig. 5 ein Schaltplan zur Ansteuerung des Stellglieds im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3-4,

Fig. 6 ein drittes Ausführtmgsbeispiel der Erfindung mit elektrischer Nachführung des Drosselorgans in der Abgasrückführleitung über ein spannungsgeregeltes Potentiometer und

Fig. 7 eine zusätzliche Ausgestaltung der Ausführungsformen nach Fig. 1-6.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird einer Brennkraftmaschine 10 über ein Saugrohr 11 von einem Gemischerzeuger 13 ein Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt, der über ein mit einem Filter 15 versehenes Luftansaugrohr lh Frischluft erhält. Der Gemischerzeuger 13 kann ein Vergaser üblicher Eauart

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oder ein sonstiger Gemischerzeuger wie z.B. eine von einem Luftmengenmesser oder einem Druckmesser oder ähnliches gesteuerte Kraftstoffzumesseinrichtung sein. Stromabwärts des Gemischerzeugers 13 ist in der Saugleitung 11 eine Hauptdrosselklappe 18 angeordnet, die in üblicher Weise über ein Gestänge 19 von einem Fahrpedal 20 entgegen einer Feder 21 betätigbar ist. Stromabwärts der Hauptdorsselklappe 18 münden in das Saugrohr 11 eine Abgasrückführleitung 17 ein, das von einer Abgassammelleitung 16 der Brennkraftmaschine 10 abzweigt. Die Kelle 23 der Hauptdrosselklappe ist mit einem Betätigunshebel 2k fest verbunden, an dessen freiem Ende ein Gleitstein ?5 beweglich befestigt ist. Der Gleitstein 25 wird in einer kreisbogenförmigen Ausnehmung 26 eines Kulissenzwischenhebels 27 geführt, an dessen einem äußeren Ende ein Verbindungshebel 29 zu einem Betätigungshebel 30 angreift, Der Betätigungshebel 30 ist fest mit der Welle einer Nebendrosselklappe 32 in der Abgasrückführleitung 17 verbunden. Am anderen äußeren Ende des Kulissenzwischenhebels 27 greift in- den Drehpunkt 34 eine Verbindungsstange 35 zum Anker eines Stellmagneten 36 an. Der Stellmagnet wird von einer schematisch dargestellten Regeleinrichtung 37 über eine Leitung 38 entsprechend der von. dieser erfaßten Parameter der Brennkraftmaschine mit Strom versorgt. Diese Regeleinrichtung kann z.B. eine bekannte Laufruhenregelung sein. Es können aber auch gleichermaßen andere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine wie z.B. die Motortemperatur als zusätzliches Steuersignal für diese Regeleinrichtung verwendet werden.

Auf der verlängerten Achse der Hauptdrosselklappenwelle 23 sitzt ein isoliertes Betätitungsteil 5, das mit der Hauptdrosselklappe zusammen verschwenkbar ist und in den Endlagen der Hauptdrosselklappe entsprechend dem Vollast- oder dem Leerlauf- bzw. Schubbetrieb Endlagenschalter 6 und 7 öffnet. Die Endlagenschalter 6 und 7 sind in Reihe in einer Leitung 8 angeordnet, die von der Regeleinrichtung 37 weg und zu dieser wieder zurückführt.

Bei der in Fig. 1 beschriebenen Anordnung wird der Brennkraftmaschine 10 entsprechend der Stellung der Drosselklappe l8 eine

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bestimmte Menge eines Kraftstoff-Luft-Gemisches zugeführt, das von dem Gemischerzeuger 13 bereitgestellt wird. Solange die Regeleinrichtung 37 den Stellmagneten.36 nicht mit Strom versorgt, befindet sich der Drehpunkt J>k des Kulissenzwischenhebels 27 in Ruhestellung entsprechend einem Regelhub O. Bei dieser Lage des Kulisssenzwischenhebels folgt der Gleitstein 25 der Ausnehmung bei einer Betätigung der Hauptdrosselklappe 18, ohne die Lage des Kulissenzwischenhebels zu verändern, so daß die Nebendrosselklappe in der gezeichneten geschlossenen Stellung verharrt. Wird jedoch der Stellmagnet 36 gemäß einem entsprechenden Signal von der Brennkraftmaschine über die Regeleinrichtung 37 angesteuert, so wird der Drehpunkt 34 aus seiner Nullstellung bewegt, so daß nun bei einer Betätigung der Hauptdrosselklappe 18 der Kulissenzwischenhebel 27 eine Schwenkbewegung ausführt, die über die Hebel 29, 30 auf die Nebendrosselklappe 32 übertragen wird und diese in Öffnungsrichtung bewegt. Diese Bewegung erfolgt gleichzeitig mit der Hauptdrosselklappe mit einem Übertragungsfaktor, der einmal durch das Übertragungsverhältnis der Zwischenhebel und andererseits vor allen Dingen vom Regelhub des Stellmagneten 36 entsprechend einem Wert 1 ist zusammen mit dem übersetzungsverhältnis des Übertragungsgestänges zur Nebendrosselklappe 32 so ausgelegt, daß bei Regelhub 1 die Nebendrosselklappe 32 parallel zur Hauptdrosselklappe 18 geführt wird. Die Bewegung beider Drosselklappen läßt sich näherungsweise durch die folgende Gleichung erfassen:

0 * X * 1.

Durch die Endlagenschalter 6 und 7 wird in Extremstellungen der Hauptdrosselklappe 18 z.B. beim Vollastbetrieb die Leitung 8 zum Steuergerät 37 unterbrochen. Durch diese Unterbrechung wird die Regeleinrichtung unabhängig von der von ihr aufgenommenen Steuersignale von der Brennkraftmaschine her so beeinflußt, daß sie den Stellmagneten in Richtung Regelhub 0 verstellt. Diese Maßnahme ist erforderlich, weil, wie bekannt, im Vollastbetrieb

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die Rückführung von Abgas unerwünscht ist, da die Abgasrückführung die maximal von der Brennkraftmaschine erzielbare Leistung vermindern würde. Gleicherweise ist auch im Leerlaufbetrieb bei geschlossener Hauptdrosselklappe ein Rückführen von Abgasmengen unerwünscht, um den Rundlauf der Brennkraftmaschine nicht zu beeinflussen. Auch sind in diesem Temperaturbereich bei geringer Last die Brennraumtemperaturen so niedrig, daß die Gefahr von erhöhtem ΝΟ,,-Gehalts in den Abgasen nicht besteht. In vorteilhafter Weise erfolgt die Abschaltung der Abgasrückführung in diesen Grenzbereichen über die Regeleinrichtung 37, da sonst, wenn nur die Leitung 38 unterbrochen werden würde, die Regeleinrichtung davonlaufen könnte und es bei Wiederaufnahme des Normalbetriebs im Teillastbereich zu Störungen kommen könnte.

Bei der vorliegenden Anordnung kann also durch den Eingriff über die Regeleinrichtung 37 die Abgasrückführrate bei jeder Stellung der Hauptdrosselklappe l8 zwischen einem Maximalwert entsprechend der Hauptdrosselklappenstellung und dem Wert O eingestellt werden. Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß die Abgasrückführrate entsprechend der Hauptdrosselklappenverstellung sehr schnell über die Vorsteuerung 24, 27, 29, 30 verändert werden kann und zusätzlich ein korrigierender Regeleingriff, der die- ■ ser Vorsteuerung multiplikativ überlagert ist, erfolgen kann. Damit ist eine schnelle und genaue Regelung gewährleistet.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine Brennkraftmaschine 10 vorgesehen, die über das Saugrohr 11 vom Gemischerzeuger 13 ein Kraftstoff-Luft-Gemisch erhält, dessen Menge durch die Stellung der Drosselklappe 18 beeinflußt wird. Von der Abgassammelleitung 16 führt stromabwärts der Hauptdrosselklappe l8 die Abgasrückführleitung 17 in das Saugrohr 11. Die Abgasrückführleitung wird durch die Nebendrosselklappe 32 kontrolliert, deren Betätigung über den Betätigungshebel 30 erfolgt, der bei diesem Ausführungsbeispiel

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Teil eines Parallelogrammgestänges ist. Das Parallelogrammgestänge besteht weiterhin aus einem ortsfest angelenkten Hebel 39 gleicher Länge wie der Betätigungshebel 30. Beide Hebel sind durch eine Zwischenstange 40 verbunden, auf der eine Gleithülse 4l verschiebbar ist. Gelenkig mit der Gleithülse 4l ist ein Verstellstück 42 verbunden, das als Schraubmuffe ausgeführt ist. Die Schraubmuffe 42 befindet sich auf einer Gewindewelle 43, die mit der Achse eines Elektromotors 45 verbunden ist. Der Elektromotor 45 ist auf einem abgewinkelten Tragteil 44 befestigt, das fest mit der Hauptdrosselklappenwelle 23 verbunden ist. Das Tragteil 44 dient ferner zur Lagerung und Fixierung des äußersten Ende der Gewindewelle und zur Aufnahme von Endlagenschaltern 47 und 48, die Bestandteile eines Motorsteuergeräts 50 sind. Diese Ausgestaltung ist insbesondere der Fig. 3 näher zu entnehmen.

Die Stromversorgung des Elektromotors 45 erfolgt über die Leitungen 51, 52 von diesem Motorsteuergerät 50. Das Motorsteuergerät wird von der Regeleinrichtung 37 entsprechend den jeweiligen Parametern der Brennkraftmaschine angesteuert.

Wie auch in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist beim Aasführungsbeispiel nach Fig. 2 auf der verlängerten Welle 23 der Hauptdrosselklappe ein Betätigungshebel 5 isoliert angebracht, der in den Endlagen der Hauptdrosselklappe 18 Endlagenschalter 6 und 7 öffnet. Die Endlagenschalter 6 und 7 liegen in Reihe in einer von der Regeleinrichtung 37 abführenden und zu dieser wieder zurückführenden Leitung 8.

Auch bei dieser Anordnung kann das Übertragungsverhältnis zwischen der Drehbewegung der Hauptdrosselklappe, die in üblicher Weise über das Gestänge 19 durch das Fahrpedal 20 betätigt wird, und der Drehbewegung der Nebendrosselklappe im Verhältnis von zu 1 durch den Regeleingriff verändert werden. Bei einer minimalen Stellung entsprechend dem Regeleingriff 0 hat die vom Motor 45 angetriebene Gewindewelle 43 die Schraubmuffe so weit in

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Richtung Elektromotor bewegt, daß der Drehpunkt zwischen Schraubrauf fe und Gleithülse 4l mit der Drehachse der Hauptdrosselklappe 18 fluchtet, die Verbindungsstange 40 also in der Fluchtlinie zwischen Drehachse der Neben-Drosselklappe und der Hauptdrosselklappenwelle 23 liegt. Bei einer Drehbewegung der Hauptdrosselklappe erfolgt in diesem Fall keine Verstellung des Parallelogrammgestänges. Bei der Maximalstellung entsprechend einem Regelhub 1 ist die Schraubmuffe 42 durch die Gewindewelle 43 in die andere Extremlage gebracht worden, so daß nun der Betätigungshebel 30, der ortsfeste Hebel 39 und die Gewindewelle 43 zueinander parallel liegen. Gleichfalls liegt die Hauptdrosselklappe l8 parallel zur Nebendrosselklappe 32. Wird jetzt vom Fahrpedal 20 her die Hauptdrosselklappe l8 verdreht, so nimmt die Nebendrosselklappe 32, über das Parallelogrammgestänge 30, 39 und 40 mitgeführt, die jeweils gleiche Winkelstellung ein wie die Hauptdrosselklappe. Die jeweiligen Endstellungen der Schraubmuffe 42 entsprechend Regelhub 0 oder Regelhub 1 werden durch die Endlagenschalter 47 und 48, die im Beispiel nach Fig. 4 noch deutlicher erkennbar sind, bestimmt. Wie auch im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird hier in den Endstellungen der Hauptdrosselklappo entsprechend Leerlauf- und Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine die Leitung 8 durch einen Endlagenschalter 6 oder 7 unterbrochen und dadurch die Regeleinrichtung 37 so beeinflußt, daß sie das Motorsteuergerät im Sinne des Schliessens der Nebendrosselklappe 32 ansteuert. Natürlich kann das Zu- oder Abschalten auch in Abhängigkeit von der Drehzahl erfolgen, wie das schon verschiedentlich vorgeschlagen wurde.

Mit dieser Anordnung kann genau wie auch im ersten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ein schneller multiplikativer Regeleingriff in die Zumessung von Abgas erfolgen. Weiterhin bietet diese Ausführung den Vorteil, daß der eingestellte Regelhub unabhängig von etwsigen Reibkräften bei Betätigung der Hauptdrosselklappe 18 auch sicher beibehalten wird.

Eine verbesserte Ausführung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 zeigt Fig. 4, wo der Elektromotor 45 so angeordnet ist, daß

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seine Antriebsachse 46 mit der Hauptdrosselklappenwelle 23 fluchtet. Wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist auch hier eine Gewindewelle 43' vorgesehen, auf der die Schraubnuffe 42 angeordnet ist. Die Schraubmuffe 42 ist gelenkig mit der Gleithülse 4l verbunden, die auf der Zwischenstange 40 verschiebbar ist. An ihren Enden ist die Gewindewelle 43' in einem rechteckigen Rahmen 54 so gelagert, daß sie mit der Drosselklappe in einer Ebene liegt. Der Rahmen 54 ist an seiner einen Längsseite 53 fest mit der Hauptdrosselklappenwelle 23 verbunden und dient ferner zur Lagerung der Elektromotorwelle 46, die mit der Hauptdrosselklappenwelle 23 fluchtet. Auf die Motorwelle 46 ist ein Kegelrad 55 aufgesetzt, das in ein entsprechendes Kegelrad 56 eingreift. Das Kegelrad 56 ist fest mit der Gewindewelle 43' verbunden und dient zu deren Antrieb. An der Längsseite des Rahmens 54 sind ferner die Endlagensehalter 47 und 48 angebracht. die von einer Nase 57 der Schraubmuffe 42 betätigbar sind. Die Nase 57 und der Endlagenschalter 48 sind so einander zugeordnet, daß bei Betätigung des Schalters 48 die Achse der Zwischenstange 40 die Achse der Hauptdrosselklappenwelle 23 schneidet, so daß bei einer Drehbewegung der Hauptdrosselklappe 48 keine Höhenverstellung der Zwischenstange 40 mehr erfolgen kann. Die Lage des oberen Endlagenschalters 47 entspricht einer Stellung der Zwischenstange 40, bei der die Gewindewelle 43' parallel zu dem Betätigungshebel 30 bzw. dem Hebel 39 liegt. In dieser Stellung führt die Nebendrosselklappe 32 durch die von der Hauptdrosselklappe l8 her bewirkte Höhenverstellung des Parallelogramms gleiche Winkelbewegungen aus wie die Hauptdrosselklappe.

Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, daß der Elektromotor 45 ortsfest befestigt werden kann und somit geringere Massenkräfte bei der Verstellung der Drosselklappen aufgewendet werden müssen. Die Ansteuerung des Stellmotors in Verbindung mit den Endlagenschaltern 47 und 48 erfolgt in gleicher Weise wie im Ausfithrungsbeispiel nach Fig. 2 über das Motor— Steuergerät 50.

In Fig. 5 ist die Schaltung des Motorsteuergeräts 50 schematisch dargestellt. Das Eingangssignal der Regeleinrichtung 37

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wird über die Leitung 60 dem Elektromotor 45 zugeführt, von dem eine weitere Leitung 6l, in die eine Leitungsverzweigung 62, 63 eingeschaltet ist, zu einer Invertierstufe 64 führt. Die Invertierstufe wird von einer von der Leitung 60 abzweigenden Leitung 65 angesteuert. In der Leitung 62 der Leitungsverzweigung liegt der Endlagenschalter 48 in Reihe mit einer Diode 66, die in Richtung Elektromotor sperr;. In der Leitung 63 der Leitungsverzweigung liegt der Endlagenschalter 47 in Reihe mit einer Diode 67, die in Richtung Invertierstufe 64 sperrt.

Liegt am Eingang ein positives Regelsignal an, so wird der Elektromotor so lange in Betrieb gesetzt, bis die Nase 57 der Schraubmuffe 42 den Endlagenschalter 48 beättigt und die Verbindung zwischen Elektromotor 45 und Invertierstufe 64 unterbricht. In diesem Zeitpunkt ist also die Nebendrosselklappe unabhängig von der Lage der Hauptdrosselklappe l8 geschlossen, so daß dem Kraftstoff-Luft-Gemisch keine Zusatzluft zugeführt wird. Erhält der Eingang des Motorsteuergeräts von der Regeleinrichtung 37 daraufhin ein Null-Signal, so wird der Motor über die Invertierstufe in umgekehrter Richtung angesteuert so lange, bis die Schraubmuffe 42 den Endlagenschalter 47 betätigt und die Versorgung des Elektromotors unterbricht. In dieser Stellung wird die Nebendrosselklappe 32 simultan mit der Hauptdrosselklappe um gleiche Winkelgrade bewegt.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 werden gleiche Teile mit gleichen Positionszahlen bezeichnet. Wie in den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird die Brennkraftmaschine 10 über das Saugrohr 11 von dem Gemischerzeuger 13 her mit Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt. In der Abgasrückführleitung 17 zwischen Abgassammelleitung 16 und Saugrohr 11 ist dagegen in diesem Ausführungsbeispiel ein Proportionalventil 68 als Drosselorgan vorgesehen. Das Schließglied 69 den Proportionalventils wird über ein Stellmagnet betätigt. Die Übertragung der Drehbewegung der Hauptdrosselklappe l8 in Saugrohr 11 erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel über den Abgriff an einem Potentio-

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meter 71, der mittels eines mit der Hauptdrosselklappenwelle
23 verbundenen Schleifers 72 erfolgt. Das Potentiometer 71
wird von der Regeleinrichtung 37 her mit Spannung versorgt
und ist an seinem anderen Ende geerdet. Vom Schleifer 72 fünrt
eine Leitung 74 zu einem Differenzverstärker 75, der das ihir.
über die Leitung 74 zugeführte Spannungssignal mit einem an
seinem anderen Eingang 76 anliegenden Referenzsignal vergleicht. Der Ausgangswert des Differenzverstärkers 75 wird einem
Leistungsverstärker 77 zugeführt. In der Endstufe des Leistungsverstärkers liegt die Magnetwicklung 78 des Stellmagneten 70, der nun entsprechend dem Spannungsabgriff am Potentiometer 71 erregt wird und den Öffnungsquerschnitt des Proportionalventils verändert.

Um in den Grenzbetriebsbereichen der Brennkraftmaschine die Abgasrückführung, wie bereits im vorstehenden geschildert, zu
unterbrechen, ist auf der verlängerten Hauptdrosselklappenwelle 23 das Betätigungsteil 5 angeordnet, das die Endlagenschalter
6 und 8 bei geschlossener Drosselklappe bzw. bei voll geöffneter Drosselklappe öffnet. Die Endlagenschalter 6 und 7 liegen in
Reihe in der Leitung 8, die/mit dsr Regeleinrichtung 37 verbunden ist und bei deren Unterbrechung die Regeleinrichtung 37
so beeinflußt, daß diese ein Schliessen des Proportionalvenoils bewirkt. Um die öffnungscharakteristik des Ventils in der Abgasrückfuhrleitung zu korrigieren, kann wie in diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 gezeigt, das Potentiometer 71 durch verschiedene Parallelwiderstände 79 beschaltet sein.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt zunächst eine Grobverstellung des Ventils 68 entsprechend der Stellung der Hauptdrosselklappe 18 und zusätzlich ein korrigierender Regeleinsriff von der Regeleinrichtung 37 her, die das Spannungsniveau am
Potentiometer zwischen einem minimalen und einem maximalen Wert verändert. Dies geschieht wie auch in den vorbeschriebenen Beispielen in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine..
Wie auch in den vorstehenden Beispielen wird hier das Ventil 68 durch den Regeleingriff entweder unabhängig von der Stellung

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der Drosselklappe 18 in Schließstellung gehalten oder es wird entsprechend dem Regeleingriff 1 der freie Durchschnittsquerschnitt des Ventils proportional zur Änderung des Durchschnittquerschnitts an der Drosselklappe eingestellt. Durch Beschaltung des Potentiometers mit Lastpunkten kann auch bei Verwendung eines anderen Drosselorgans als einer Drosselklappe an diesem Drosselorgan die Öffnungscharakteristik 1- cos «, einer Drosselklappe ersielt werden. Natürlich können in diesem Zusammenhang auch andere Schließorgane, deren Schließbewegungen kontinuierlich steuerbar sind, verwendet werden. Auch können anstelle der beschriebenen Stellorganen andere kontinuierlich arbeitende Stellglieder verwendet werden wie z.B. eine beheizte Bimetallfeder, deren Arbeitsvermögen bei geeigneter Gestaltung z.B. als Haarnadelfeder den vorliegenden Bedingungen angepaßt werden kann.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 kann z.B. statt das Stellmagneten auch ein Stellantrieb, wie er in Pig. I und 4 gezeigt wird, angewendet werden. Dabei wird der Stellmagnet durch eine von einem ortsfesten Elektromotor angetriebene Gewindewelle mit Schraubmuffe ersetzt, die im Drehpunkt 3^ mit dem Kulissenzwischenhebel 27 gelenkig verbunden ist. Der Elektromotor wird dabei in gleicher Weise wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und Fig. 4 durch ein Motorsteuergerät 50 angesteuert und der Stellweg durch Endlagenschalter begrenzt. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß der gewünschte Stellweg exakt und unabhängig von etwaigen Reibungskräften eingehalten werden kann. Darüber hinaus besitzt auch der Elektromotor im Verhältnis zur Regeleinrichtung eine integrierende Wirkung.

Allen vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen kann zur Verbesserung der Abgasrückführungsmengenregelung eine Vorrichtung vorgeschaltet werden, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist. Dort ist lediglich das Saugrohr 11 der Brennkraftmaschine gezeigt, in das stromabwärts der Hauptdrosselklappe 18 die Abgasrückführleitung 17 mündet. In dieser Abgasrückführleitung 17 befindet sich die Nebendrosselklappe 32, die wie in dem Ausfüh-

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rungsbeispiel nach Pig. 1 bis 4 in Abhängigkeit der Hauptdrosselklappe 18 gesteuert wird. Die gestrichelte Linie 80 soll diese Abhängigkeit verdeutlichen. Natürlich kann auch anstelle der Nebendrosselklappe 32 ein anderes Schließorgan wie z.B. das Proportionalventil 68 des Ausführungsbeispiels nach Fig. verwendet werden. Stromaufwärts der Nebendrosselklappe 32 ist in der Abgasrückführungsleitung 17* ein Druckregler 82 eingeschaltet. Dieser Druckregler besteht aus einer Druckdose 83* die zwei durch eine Membran 84 getrennte Druckräume 85 und 86 besitzt. Der Druckraum 86 ist über eine Verbindungsleitung 87 mit den Saugrohr 11 stromaufwärts der Hauptdrosselklappe 18 verbunden. Der Druckraum 85 ist über eine Verbindungsbohrung 88 mit der Abgasrückführleitung stromaufwärts der Nebendrosselklappe 32 verbunden. Durch die Verbindungsbohrung 88 führt das Schließglied 9O₃ das mit seinem einen Ende mit der elastischen Membran 84 fest verbunden ist und mit seinem tellerförmigen anderen Ende 91 eine Durchtrittsöffnung 92 der Abgasrückführleitung 17 kontrolliert. Natürlich kann dies Schließglied auch eine andere bekannte Form haben. Das tellerförmige Ende 91 des Schließglieds 90 wird ferner durch eine Feder 93 in Schließrichtung belastet, deren Vorspannung durch eine dem Abgasstrom ausgesetzte Bimetallfeder 95 entsprechend der Abgastemperatur verändert werden kann. Diese Bimetallfeder ist in dem Ausführungsbeispiel als Blattfeder gezeichnet, genausogut kann sie jedoch auch in anderer Ausbildung z.B. als Spiralfeder mit einem entsprechenden übertragungsgestänge eingesetzt werden.

Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, daß der Druck vor der Nebendrosselklappe 32 unabhängig von der Last und dem Auspuffrückdruck konstant gehalten werden kann und dem jeweiligen Druck vor der Hauptdrosselklappe l8 angepaßt werden kann. Durch die Bimetallfeder erhält man weiterhin eine Kompensation der Abgastemperatur, so daß für gleiche Anstellwinkel von Haupt- und Nebendrosselkrappe ein konstantes Verhältnis der Massenströme über beide Klappen gewährleistet ist. Es kann also die Brennkraftmaschine mit einem konstanten Verhältnis der Abgasrückführungsrate betrieben werden.

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Wenn man als den von der Regeleinrichtung erfaßten Parameter der Brennkraftmaschine die Laufruhe derselben nimmt, läßt sich mit den vorbeschriebenen Anordnungen eine optimale Dosierung der Abgasrückführmengen bei jedem beliebigen Betriebszustand der Brennkraftmaschine erzielen in dem Sinne, als das geforderte Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine nicht gestört, aber dennoch eine hohe Senkung des NO^-Anteils in den Abgasen erzielt wird. Natürlich können von der Regeleinrichtung auch noch andere Parameter wie z.B. die Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine zusätzlich erfaßt werden.

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Beeinflussung des einer Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches, bei dem zum angesaugten Kraftstoff-Luft-Gemisch Abgas zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zumessung der Abgasmenge in direkter Abhängigkeit von einer Führungsgröße erfolgt, die charakteristisch für Betriebszustände der Brennkraftmaschine ist und diese Abhängigkeit von einer einen oder mehrere andere Parameter der Brennkraftmaschine erfassende Regeleinrichtung multiplikativ zwischen dem Wert O und 1 beeinflußbar ist.

2.. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch mit einem in Abhängigkeit von einer Hauptdrosselklappe im Saugrohr einer Brennkraftmaschine verstellbarem Drosselorgan in einer Abgasrückführleitung zum Saugrohr, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Drosselorgans (32, 69) mittels einer Übertragungsvorrichtung von der Hauptdrosselklappe (18) her erfolgt und der Übertragungsfaktor der Vorrichtung durch eine bestimmte Parameter der Brennkraftmaschine erfassende Regeleinrichtung (37) multiplikativ änderbar ist.

3- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Endstellungen der Hauptdrosselklappe (18) entsprechend Vollast- oder Leerlauf- bzw. Schubbetrieb Schaltkontakte (6, 7) betätigbar sind, die die Regeleinrichtung (37) im

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Sinne eines Schliessens des Drosselorgans (32, 69) beeinflußt .

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3_S dadurch gekennzeichnet,, daß als Drosselorgan eine Nebendrosselklappe (32) dient, die mit der Hauptdrosselklappe (18) über ein Gestänge gekoppelt ist, das aus einem Kulissenzwischenhebel (27) besteht, dessen eines Ende um einen Drehpunkt (3*0 schwenkbar ist, der von einem mit der Regeleinrichtung (37) verbundenen Stellorgan (36) verstellbar ist, dessen anderes Ende mit einem Betätigungshebel (30) der Nebendrcsselklappe (32) verbunden ist und in dessen Kulisse (26) ein Gleitstein (25) eines Betätigungshebels (2*1) der Hauptdrosselklappe (18) verschiebbar ist.

5.. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellorgan ein Stellmagnet ist.

6- Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellorgan eine beheizbare Binetallfeder ist.

7« Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet ₃ daß das Stellorgan eine mit einem Elektromotor getriebene Gewindewelle ist mit einer Schraubmuffe, die gelenkig mit dem Drehpunkt des Zwischenhebels (27) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselorgan eine Nebendrcsselklappe (32) dient,

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die mit der Hauptdrosselklappe (l8) über ein Parallelogrammgestänge gekoppelt ist, das aus einem ortsfest angelenkten Hebel (39), dem Betätigungshebel (30), der Nebendrosselklappe (32) und einer beide Hebel verbindenden Zwischenstange (40) besteht, auf der eine Gleithülse (4l) angeordnet ist, die an ein Verstellstück (42) auf einem mit der Hauptdrosselklappenwelle (23) verbundenen Hebel (43) angelenkt ist, auf dem das Verstellstück (42) mittels eines von der Regeleinrichtung (37) angesteuerten Stellantriebs (45) zwischen zwei Endpunkten verstellbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das VerstelLstück eine Schraubmuffe (42) ist und der Hebel als Gewindewelle (43) ausgebildet ist, die durch einen Elektromotor (45) angetrieben wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromotorwelle (46) ortsfest und koaxial zur Hauptdrosselklappenwelle (23) angeordnet ist und über ein Kegelradgetriebe (55, 56) mit der Gevrindewelle (43') verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (45) durch von der Schraubmuffe (42) betätigte Endlagenschalter (47, 48) über ein Motorsteuergerät (50) abschaltbar ist.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellstück mittels einer beheizbaren Bimetallfeder verschiebbar ist.

13· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellstück durch einen Stellmagneten auf dem Hebel verschiebbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder- 3, dadurch gekennzeichnet, daß als übertragungsvorrichtung der Hauptdrosselklappenstellung ein Potentiometer (4l) dient und die Differenz zwischen dem Spannungsabgriff am Potentiometer und einer Bezugsspannung über einen Differenzverstärker (75) und einen Leistungsverstärker (77) einer elektrischen Stellvorrichtung des Drosselorgans (68) zugeführt wird und das Spannungsniveau am Potentiometer durch eine Regeleinrichtung (37) kontrolliert wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselorgan ein durch Stellmagnet (70) betätigbares Proportionalventil (68) dient.

lf>. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellweg des Proportionalventils durch beschaltete Lastpunkte (79) am Potentiometer (71) korrigiert wird.

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IJ. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Regeleinrichtung (37) erfaßte Parameter die Laufruhe der Brennkraftmaschine ist.

18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgasrückführleitung (17) stromabwärts des Drosselorgans (32, 68) ein Druckregelventil (82) angeordnet ist, dessen Sohließglied (90) von einer Membran (84) betätigbar ist, die einerseits in Schließrichtung des Ventils vom Abgasdruck stromaufwärts des Drosselorgans und andererseits in Öffnungsrichtung des Ventils vom Saugrohrdruck stromaufwärts der Drosselklappe (18) beaufschlagt ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, daß cas Schließglied (90) des Druckregelventils (82) in. Schließrichtung durch eine dem Abgas ausgesetzte Bimetallfeder (95) vorbelastet wird und diese Vorlast mit steigender Temperatur abnimmt.

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