DE2545759C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung der Massenverhältnisanteile des einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luftgemisches - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung jeweils nach der Gattung des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2.

Es ist bekannt, das Massenverhältnis, d. h. die Luftzahl λ des einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luftgemisches in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Abgases zu beeinflussen, wobei im Abgasstrom der Brennkraftmaschine eine Sauerstoffsonde oder λ-Sonde angeordnet ist, die in der Lage ist, in Abhängigkeit zur Zusammensetzung des Abgases eine Ausgangsspannung zu erzeugen, auf deren Form und Schaltverhalten noch eingegangen wird. Diese Ausgangsspannung der λ-Sonde wird einer Regeleinrichtung zugeführt, die bevorzugt als Integralregler ausgelegt ist und in Abhängigkeit zum Ausgangssignal eine entsprechende Vergrößerung bzw. Verringerung der der Brennkraftmaschine augenblicklich zugemessenen Kraftstoffmenge veranlaßt. Eine solche Veränderung der Luftzahl λ des Kraftstoff-Luftgemisches läßt sich sowohl bei mit Vergasern ausgerüsteten Brennkraftmaschinen als auch bei Kraftstoffeinspritzanlagen vornehmen, die üblicherweise in der Lage sind, die der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge über deren Arbeitsbereich präziser zu dosieren. Bei einem solchen System bildet die Brennkraftmaschine daher selbst die Regelstrecke, wobei sich eine Totzeit für das Regelsystem ergibt, die im folgenden als Motortotzeit bzw. als Motordurchlaufzeit T, definiert ist und die sich im Fahrbetrieb ständig, hauptsächlich in Abhängigkeit zur Drehzahl der Brennkraftmaschine, ändert.

Von besonderer Bedeutung bei einem die Ausgangsspannung einer Sauerstoffsonde verwendenden Regelung ist die Kennlinie der Sonde, die in F i g. 1 schematisch dargestellt ist und im eingeschwungenen Zustand (d. h. bei entsprechender Erwärmung) zwei unterschiedliche Schaltzustände einzunehmen imstande ist. Der erste Schaltzustand entspricht einer Ausgangsspannung von beispielsweise etwa 900 mV und ergibt sich dann, wenn die Sauerstoffsonde im Abgaskanal ein fettes Kraftstoff-Luftgemisch erfaßt, die andere Ausgangsspannung liegt bei etwa 100 mV und entspricht einem mageren, der Brennkraftmaschine ursprünglich zugeführten Kraftstoff-Luftgemisch. Der Übergang zwischen diesen beiden Sondenspannungen erfolgt praktisch sprunghaft bei einem Wert der Luftzahl λ von praktisch A=I. Im praktischen Ausführungsbeispiel ist zwar eine endliche Steilheit vorhanden, dennoch erlaubt

der gekrümmte Verlauf der Sondenkennlinie bei A = I nur die Regelung auf leicht fette Luftzahlen, wenn ein entsprechend hoher Spannungsschwellwert vorgegeben wird. Abgesehen von diesem Nachteil ist ein Arbeiten im gekrümmten und daher weniger steilen Sondenkennlinienteil noch deshalb nachteilig, weil gerade dieser Teil temperaturabhängig und alterungset.ipfindlich ist Ein nahezu stabiler Kennlinienpunkt der Sondenkennlinie liegt bei den heute üblichen Sonden bei einer Sondenspannung Us von ca. 300 bis 350 mV und entspricht etwa dem Punkt Pder Darstellung der F i g. 1. Andererseits ist man, wenn tatsächlich mit dem Punkt P der Sondenkennlinie gearbeitet werden soll, auf einen bestimmten Wert der Luftzahl ^festgelegt Gewünscht ist jedoch die Möglichkeit einer Variationsbreite von mindestens ca. ±5% um die Luftzahl A = I, so daß die Brennkraftmaschine in einem frei wählbaren Bereich zwischen ca. λ=0,95 bis A = 1,05 geregelt werden kann.

Die Möglichkeit eines solchen frei wählbaren •Bereichs zur Änderung der Luftzahl bei einer Kraftstoffeinspritzanlage ist schon vorgeschlagen worden in der DE-PS 24 42 229, zu welcher die vorliegende Erfindung einen Zusatz darstellt. Die vorgeschlagene Anlage umfaßt eine Einrichtung zum Regeln der Zusammensetzung des in die Brennräume einer Brennkraftmaschine gelangenden Kraftstoff-Luftgemischs durch eine im Abgasstrom der Brennkraftmaschine angeordnete Sauerstoffsonde, wobei die Einrichtung einen Komparator enthält, dem die Steuerspannung der Sauerstoffsonde zugeführt wird. Der Ausgang des Komparators ist mit dem Eingang eines je nach Ausgangssignal des Komparators in wechselnden Richtungen integrierenden Integrators verbunden, wobei dessen Ausgangssignal dann wiederum ein das Kraftstoff-Luftgemisch veränderndes Stellglied beeinflußt. Um eine größere Variationsbreite der Luftzahl A zu erhalten, ist mit dem Ausgang des Komparators ferner eine Verzögerungseinrichtung verbunden, die bei einem Wechsel des Signals für eine bestimmte einstellbare Zeitdauer die Umschaltung des Integrators von der einen Integrierrichtung zur anderen Integrierrichtung verzögert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der vorgeschlagenen Möglichkeit zur Vergrößerung der Variationsbreite des Kraftstoff-Luftgemischs diese in einen allgemeineren Rahmen zu stellen und dafür zu sorgen, daß sich bezüglich der Charakteristik des Integralreglers Einstellungen vornehmen lassen, die auch für bestimmte Bereiche ein schnelleres Integrierverhalten umfassen.

Vorgeschlagen ist ferner bei einem Brennstoffeinspritzsystem mit Regelverhalten für eine Brennkraftmaschine entsprechend DE-PS 26 04 964, eine Asymmetrie im Integratorausgangssignal dadurch zu erzeugen, daß man im Gleichtakt mit der Sondenumschaltung den Eingängen des integrierenden Operationsverstärkers unterschiedliche Ströme jeweils für die gesamte Halbperiode zuführt. Das vorgeschlagene System umfaßt in einem zusätzlichen Merkmal noch die Aufschaltung einer Verzögerungsschaltung, wobei aber die Zuführung der u'iterschiedlichen Ströme zur Erzielung der Asymmetrie nicht auf den durch die Verzögerungseinrichtut¹^ bewirkten Verzögerungszeitraum beschränkt ist.

Vorteil⁰ der Erfindung

Die Erfindung löst di^^x genannte Aufgabe jeweils mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs bzw. des Anspruchs 2 und hat den Vorteil, daß sich zu dem durch die Änderung der Sondenausgangsspannung jeweils bestimmten Umschaltzeitpunk; die Kurvenform der Ausgangsspannung des Integralreglers entgegen

der ursprünglich vorgeschriebenen Form und Richtung so verformen läßt, daß sich im Mittel und unabhängig von der sich im Fahrbetrieb ändernden Motordurchlaufzeiten (Totzeiten T₁) eine Verschiebung auf einen vorgegebenen, zum eigentlichen, durch das Umschalten

ίο der Sonde bestimmten λ-Wert unterschiedlichen, geregelten Α-Wert ergibt Vorteilhaft ist ferner, daß durch die willkürlich einstellbare Formänderung der Ausgangsspannung des Integralreglers, die beispielsweise dem Stellglied für die Kraftstoffzumessung zugeführt wird, die Charakteristik des Integralreglers in einer solchen Weise beeinflußt werden kann, daß bei Verwendung der Α-Sonde oder Sauerstoffsonde auf ein beliebiges mittleres λ sowohl auf der fetten als auch auf der mageren Seite geregelt werden kann. Es sind somit Magerkonzepte mit vorgegebenem λ und auch Konzepte für A<1 bei unbedeutendem Kraftstoffmehrverbrauch, jedoch mit Lufteinblasung, realisierbar. Ganz allgemein ist es beim Betrieb einer Brennkraftmaschine erwünscht, die Luftzahl A verändern zu können, entweder in der Grundeinstellung oder auch gegebenenfalls während des Betriebs. Die Erfindung ermöglicht dies, und sie erlaubt die Veränderung des Arbeitspunkts für die Luftzahl auch in Abhängigkeit zur Drehzahl der Brennkraftmaschine und mit wählbarer Veränderung des Integralregler-Ausgangssignals, wobei der Integralregler auch in Abhängigkeit zur Drehzahl angesteuert werden kann.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen F i g. 1 die Abhängigkeit der Sauerstoffsonden-Ausgangsspannung Us über der Zeit bei sich änderndem Kraftstoff-Luftgemisch, die Fig.2a und 2b den Verlauf der Reglerausgangsspannung Ur über der Zeit in Abhängigkeit von der Sondenspannung Us und F i g. 3 ein mögliches Ausführungsbeispiel zur Beeinflussung der Reglercharakteristik.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bevor auf die Erfindung und ihre Ausführungsbeispiele genauer eingegangen wird, sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung praktisch auf sämtliche Systeme anwendbar ist, die in der Lage sind, eine Verstellung der einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luftanteile von einem vorgegebenen Wert durchzuführen, beispielsweise mit Hilfe eines Stellglieds, das von der Ausgangsspannung eines Reglers beaufschlagt ist. In

dieser Weise lassen sich selbstverständlich auch die verschiedenen Vergaserausführungen in ihrer Einstellung verändern, indem durch mechanische Stellglieder, beispielsweise durch magnetgesteuerte Ventile oder dergl. die Kraftstoffzufuhr in Abhängigkeit zur Sondenspannung eine Veränderung erfährt.

Besonders vorteilhaft läßt sich die Erfindung jedoch auf das System einer elektronischen Kraftstoffeinspritzanlage anwenden, die beispielsweise so ausgelegt sein kann, daß in ihrer Dauer veränderbare Öffnungsimpulse Einspritzventilen zugeführt werden, die einer Brennkraftmaschine zugeordnet sind und auf elektromagnetischer Basis geschaltet werden können. Diesen Einspritzventilen wird über Leitungen der unter einem

zweckmäßigerweise konstanten Druck stehende, einzuspritzende Kraftstoff zugeführt, wobei die zeitliche Dauer der Öffnungsimpulse die der Brennkraftmaschine jeweils pro Hub bzw. kontinuierlich zuzuführende Kraftstoffmenge bestimmt. Eine solche elektronische Kraftstoffeinspritzanlage kann so aufgebaut sein, daß vor einer, die Einspritzventile direkt steuernden Leistungsendstufe eine elektronische Steuereinrichtung geschaltet ist, die Ausgangsinipulse erzeugt, deren Dauer bestimmend ist für die Dauer der schließlich den Einspritzventilen zugeführten Steuerbefehle. Die Steuereinrichtung kann dabei aus einem monostabilen Kippglied bestehen, das über einen zeitbestimmenden Kondensator in einem Rückführzweig verfügt. Die Standzeit des monostabilen Multivibrators bestimmt sich durch die Umladung des Kondensators, dessen Umladezeit ist wiederum bestimmt durch die Wirkung einer Entladestromquelle und einer Ladestromquelle für diesen. Der Entladestrom ist ein Maß für die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge, die in an sich beliebiger Weise erfaßt und umgesetzt werden kann; der Ladestrom ist auf die jeweilige Drehzahl der Brennkraftmaschine bezogen, ist also drehzahlsynchron. An sich ist es nicht erforderlich, auf den speziellen Aufbau des elektronischen Teils der Kraftstoffeinspritzanlage genauer einzugehen, denn wesentlich ist lediglich, daß die Kraftstoffeinspritzanlage so ausgelegt ist, daß fine ihr zugeführte, sich ändernde Spannung in der Lage ist, in entsprechender Weise die Menge des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffs zu beeinflüssen.

Eine Regelung bei einer elektronischen Kraftstoffeinspritzanlage auf gewünschte Luftzahl A läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß im Abgasrohr der Brennkraftmaschine die schon erwähnte Sauerstoffsonde angeordnet ist, die in Abhängigkeit von der Abgaszusammensetzung eine Sondenspannung Us liefert, deren Verlauf über der Zeit in dick durchgezogenen Linien in Fig. 1 dargestellt ist. Zur Vereinfachung ist in demselben Diagramm der Fig. 1 auch der effektive Verlauf der Sondenspannung entsprechend der Kurve B gestrichelt, jedoch in Abhängigkeit zur Luftzahl A gezeigt, desgleichen als Kurve C ein temperatur- und alterungsempfindlicher Verlauf der Sondenkennlinie. Der Verlauf der Sondenkennlinie ist steil bei Λ = 1 und gekrümmt bei A ~ 1; grundsätzlich läßt sich aber feststellen, daß sämtliche Kurvenverläufe in etwa einen stabilen Kennlinienpunkt gemeinsam haben, und zwar den Punkt P des Kurven Verlaufs der Fig. 1, der daher, wie weiter unten noch erläutert wird, bei vorliegender Erfindung als Schweliwert verwendet wird. Hierzu ist eine Sondenschwellwertschaltung vorgesehen, auf deren Aufbau weiter unten noch eingegangen wird; die Ausgangsspannung der Sondenschwellwertschaltung gelangt dann auf einen weiter unten noch zu erläuternden und entsprechend erfindungsgernäßen Merkmalen ausgebildeten Integralregler, der dann an seinem Ausgang eine sich ändernde Spannung anbietet, die in der erwähnten Weise der elektronischen Kraftstoffeinspritzanlage zur Verstellung der zugeführten Kraftstoffmenge zugeführt wird. Bevor hierauf genauer eingegangen wird, soll anhand der Darstellungen der F i g. 2a, 2b die grundsätzliche Konzeption der Erfindung erläutert werden.

Zum Zeitpunkt fi der F i g. 1 durchläuft bei einer üblichen Α-Regelung mittels Sauerstoffsonde und Integralregler azs Kraftstoff-Luftgemisch gerade den λ-Wert, den die Sonde aufgrund ihrer steilen Kennlinie anzeigen kann, nämlich A-I. Dieses Gemisch wird von der Brennkraftmaschine angesaugt und verarbeitet und gelangt erst nach der Motordurchlaufzeit T, an die Sonde, die dann im Zeitpunkt t\ + T₁ durch Wechseln der Anzeigespannung das Erreichen von A=I meldet. Der Integralregler, der bis zu diesem Zeitpunkt t\ + T, das Gemisch weiterverstellt hat, wird ab diesem Moment in umgekehrter Richtung regeln und erreicht zum Zeitpunkt ^ wieder den Wert, bei dem das Gemisch bei A=I liegt. Wiederum erst zum Zeitpunkt /₂-t- 7", wird dieser Zustand des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemischs von der Sauerstoffsonde aufgenommen, so daß sich ein ständiges Pendeln des Kraftstoff-Luftgemisches um den Mittelwert ergibt, der bei der Luftzahl A = 1 liegt, wie ohne weiteres verständlich ist.

Damit nun das Kraftstoff-Luftgemisch auf einen solchen A-Wert geregelt werden kann, wie er beispielsweise für einen Einbett-Katalysator zur Verminderung der Abgasschadstoffe erforderlich ist, vorzugsweise auf einen Wert von λ-0,99, findet durch Umformung der Reglercharakteristik eine Verschiebung dieses mittleren Α-Werts statt, und zwar in der Weise, daß die Kurvenform des Integralreglerausgangssignals verformt wird.

Ein erstes Ausführungsbeispiel für die Möglichkeit einer Verformung ist in Fig. 2a dargestellt, die den Verlauf der Reglerausgangsspannung Ur über der Zeit zeigt. Zum Zeitpunkt U weist die Luftzahl des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luftgemisches den Wert 1 auf, die λ-Sonde kann darauf jedoch noch nicht ansprechen, da sie diesen Wert erst nach Ablauf der Motordurchlaufzeit T, erfassen kann. Zum Zeitpunkt ii + T₁ wird der Integralregler, dessen Ausgangssignal in F i g. 2a dargestellt ist, dann gemäß einem Merkmal vorliegender Erfindung so beeinflußt, daß sich zunächst eine sprunghafte Verschiebung des Reglerausgangssignals Ur um einen Betrag Δ U in der Richtung ergibt, in der der mittlere λ-Wert verschoben werden soll. Nach Durchführung dieser Sprungfunktion integriert dann der Regler in entgegengesetzter Richtung und durchläuft zum Zeitpunkt t₂ die Nullinie. Zum Zeitpunkt ^+ 7", signalisiert die A-Sondc wieder das Vorliegen von A=I und die Reglerausgangsspannung verschiebt sich erneut sprungartig beim Ausführungsbeispiel nach oben, so daß sich, wie ersichtlich, eine mittlere Verschiebung Hm der Reglerausgangsspannung um einen Wert von AU/2 ergibt. Diese Verschiebung ist unabhängig vom Betrag der Motordurchlaufzeit Ti.

Andererseits ist die technische Ausführung einer Sprungfunktion mit unendlicher Steilheit schwierig zu realisieren, wobei es jedoch durchaus möglich ist. sich der gewünschten Funktion beliebig anzunähern. Der Darstellung der F i g. 2b läßt sich der Kurvenverlauf der Reglerausgangsspannung mit endlicher Steigung £2 entnehmen. Jeder Spannungswechsel der Sauerstoffsonde bewirkt bei dem Kurvenverlauf der F i g. 2b für eine feste Zusatzzeit t_z ein Ansteigen der Ausgangsspannung Ur des integralreglers mit der erhöhten Steigung in der Richtung, in der der mittlere A-Wert verschoben werden soll. Als mittlere Verschiebung ergibt sich hier die ebenfalls von T₁ unabhängige Größe

Durch Wahl von £2 und t_z läßt sich somit jede beliebige Verschiebung bewerkstelligen. Es versteht

sich, daß die Verschiebung auch in der umgekehrten Richtung erfolgen kann, wenn beispielsweise in Richtung eines mageren Kraftstoff-Luftgemisches gearbeitet werden soll.

Durch die Versteilerung des Reglerausgangssignals gelingt es, die erforderliche Zusatzzeit t, klein zu halten, so daß vermieden wird, daß diese in die Größenordnung der Motordurchlaufzeit T₁ gelangt was gegebenenfalls eine starke Beeinflussung des gesamten Regelkreises zur Folge hätte, die sich in einem Sägen des Motors oder ^|l) in ähnlichen Erscheinungen äußern kann.

In Fig.3 sind die Mittel und Maßnahmen erläutert, die erforderlich sind, um bei Verwendung einer Sauerstoffsonde mit Sprungverhalten bei A = I ein von dieser Luftzahl abweichendes Gemisch mit geringst- ^1j möglicher Zusatzzeit zu erzeugen.

Die Schaltung der Fig.3 besteht zunächst aus einer Sondenschwellwertschaltung 5, auf deren Aufbau im Grunde nicht genauer eingegangen zu werden braucht, die jedoch deshalb vorgesehen ist, damit dem nachgeschalteten Integralregler eine Sondenschaltspannung zugeführt werden kann, die jeweils dann umschaltet, wenn die eigentliche Sondenausgangsspannung Us den stabilen Kennlinienpunkt P nach Fig. 1 durchläuft. Zu diesem Zweck ist ein Komparator 6 vorgesehen, dessen einem Eingang über einen einstellbaren Spannungsteiler aus den Widerständen 7 und 8 eine fest vorgegebene Spannung und dessen anderem Eingang, bevorzugt über einen Transistor 9, die dem Schaltungspunkt P\ zugeführte Sondenausgangsspannung Us zugeführt ist. Auf weitere Einzelheiten der Sondenschwellwertschaltung 5 braucht nicht eingegangen zu werden: der Ausgang des Komparator 6 liefert dem Schaltungspunkt P2 ein Rechteckwellensignal zu, das jeweils bei A = I sprungartig seinen Zustand wechselt. Der Integralregler selbst ist als Operationsverstärker 15 ausgebildet, dessen nicht invertierendem Eingang über einen Spannungsteiler aus den Widerständen 16 und 17 eine konstante Spannung und dessen invertierendem Eingang über einen durch einen ^r0 Transistor 18 beeinflußbaren Spannungsteiler der Widerstände 19 und 20 eine sich mit der Sondenschwellwertspannung veränderbare Spannung zugeführt ist. Hierzu ist der Kollektor des Transistor 18 über einen Widerstand 21 mit dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände 19 und 20 verbunden, der wiederum über einen Widerstand 22 mit dem invertierenden Eingang des Integrators 15 verbunden ist. Dieser Eingang ist über einen Kondensator 23 mit dem Ausgang des Integrators 15 verbunden, so daß sich an seinem Ausgang die Spannung Ur ergibt. Die von der Sondenschwellwertschaltung 5 stammende Ausgangsspannung gelangt über einen Widerstand 24 auf die Basis des Transistors 18.

Damit das Integrierverhalten des Integrators 15 der Regeleinrichtung entsprechend den Kurvenverläufen der Fig.2a, 2b verändert werden kann, ist eine Umkehrschaltung 25, bestehend aus den Transistoren 26 und 27 sowie eine Kippschaltung 28 vorgesehen, auf deren Wirkungsweise im folgenden zusammen mit einer Beschreibung ihres Aufbaus eingegangen wird.

Wird der Transistor 26 der ersten Umkehrstufe über den Widerstand 30 vom Schaltungspunkt P 2 durch einen Sprung der Ausgangsspannung der Sondenschwellwertschaltung 5 auf einen negativen Wert leitend gemacht dann überträgt sich über den Kondensator 31a ein positiver Spannungssprung auf die Basis des Transistors 31 bzw., genauer gesagt, die dieser

50 Basis vorgeschaltete Diode 32 sperrt, und der Transistor 31 sperrt ebenfalls. Der Transistor 31 bildet mit dem Koppclkondensator31i/und einem einstellbaren Ableitwiderstand 33 ein monostabiles Kippglied, und zwar einen sogenannten Sparmono, dessen Standzeit sich bestimmt durch die Dimensionierung des Kondensators 31a und des Widerstands 33. Es läßt sich daher die Zeitdauer einstellen, für welche der Transistor 31 sich in seinem Sperrzustand befindet. Sobald der Transistor 31 sperrt, wird eine mit seinem Kollektor verbundene Diode 34 leitend (sie liegt nunmehr über einem Widerstand 35 an der Minusleitung 36), so daß sich ein Strom vom invertierenden Eingang des Komparators 15 durch den mit der Diode 34 verbundenen Widerstand 37 ergibt. Dieser durch den Widerstand 37 fließende Strom veranlaßt den Integrator 15, mit seiner Ausgangsspannung, je nach Größe dieses Stroms sehr schnell in Richtung auf positive Werte zu laufen, so daß sich etwa das Verhalten nach Fig.2a und abgemildert nach Fig. 2b ergibt. Da bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 3 dieser Vorgang von der normalen Steigung des Integrationsvorgangs des Integrators 15 unabhängig gemacht werden soll, ist ergänzend noch ein Transistor 39 vorgesehen, der vom Transistor 31 angesteuert wird. Sperrt der Transistor 31, dann sperrt auch eine ebenfalls mit seinem Kollektor verbundene Diode 40, und der Verbindungspunkt dieser Diode mit einer weiteren Diode 41 geht in Richtung negatives Potential, da dieser Verbindungspunkt ür>er einen Widerstand 42 mi·, der Minusleitung 36 verbunden ist. Über die Diode 43, die mit der Basis des Transistors 39 verbunden ist, wird dieser in seinen leitenden Zustand gesteuert und schließt das Eingangssignal an der Basis des Transistors 18 praktisch kurz bzw. sperrt diesen, da der Kollektor des Transistors 39 nit der Basis des Transistors 18 verbunden ist. AuT diese Weise ist sichergestelh, daß das Integrationsverhalten des Integrators 15 während der Standzeit des im wesentlichen aus dem Transistor 31 bestehenden Sparmonos ausschließlich bestimmt ist durch die Dimensionierung des Widerstandes 37 (und selbstverständlich des Widerstands 35 gegen Minusleitung).

In der weiter vorn angegebenen Formel für die Verschiebung Hm läßt sich daher sowohl die Steigung ki durch Dimensionierung des Widerstands 37 als auch die Dauer der Verzögerung (entsprechend der Zusatzzeit tz), bevor der Integrator in der anderen Richtung anspricht, durch entsprechende Bemessung der Standzeit des Sparmonos einstellen.

Eine entsprechende Korrektur oder Umformung des Integratorausgangssignals soll dann auch erfolgen, wenn der Integrator 15 in der anderen Richtung integriert und erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 3 dann, wenn die Eingangsspannung am Punkt P2 positiv wird. Dann sperrt der Transistor 26, und es leitet der Transistor 27, da seine Basis über eine Diode 45 und einen Widerstand 46a an Minusleitung 36 liegt. Der Spannungssprung vom Kollektor des Transistors 27 überträgt sich über einen Kondensator 46 und eine Diode 48 auf die Basis eines nachgeschalteten Transistors 49, der einen zweiten Sparmono bildet und für diese Integrationsrichtung nunmehr sperrt, so daß sich, da sein Kollektor über die Dioden 50 und 51 mit den gleichen, weiter vorn schon erwähnten Schaltungsteilen verbunden ist, der soeben schon besprochene Vorgang wiederholt.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß selbstverständlich der gesamte Vorgang auch jeweils

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umgekehrt einsetzen kann, wozu im wesentlichen lediglich bei komplementärem Aufbau der Schaltung etwa die Eingänge des Integrators 15 vertauscht werden müssen, es versteht sich auch, daß die verwendete Art von Transistoren und die Polarität der Versorgungsspannungsleitungen willkürlich gewählt ist und die Schaltung auch dann einwandfrei arbeitet, wenn jeweils mit anderen Spannungspolaritäten und entsprechend anderen Leitungstypen von Transistoren gearbeitet wird.

Das Unwirksammachen der »Normalsteigung«, die durch den Transistor 18 vorgegeben ist, ist auch deshalb erwünscht, damit die Steigungen jeweils am oberen und

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unteren Umkehrpunkt, beispielsweise also die Steigung ki nach F i g. 2b identisch sind.

Der Erfindung gelingt es also, auch dann eine stabile Regelung zu erzielen, wenn durch Alterung der Sauerstoffsonde und durch gegebenenfalls ständig wechselnde Abgastemperaturen ein gewünschter und für optimales Abgas erforderlicher Sondenspannungsschwellwert nicht stabil gehalten werden kann. Die Erfindung nutzt den sich bei etwa 300 mV ergebenden stabilen Sondenspannungskennlinienpunkt aus und ist in der Lage, auch auf einen gewünschten, von diesem 300-mV-Kennlinienpunkt abweichenden λ-Wert zu regeln.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Beeinflussung der Massenverhältnisanteile des einer Brennkraftmaschine zügeführten Kraftstoff-Luftgemisches, mit einer im Abgasstrom angeordneten Sauerstoffsonde (Λ-Sonde) deren Ausgangsschaltspannung verzögert einem die der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge ergänzend beeinflussendem Integralregler zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des zusätzlichen Verzögerungszeitraums, während welchem der Integralregler in der ursprünglichen Richtung weiter integriert, dieser so beaufschlagt wird, daß sich eine sprungartige Verstellung des Reglerausgangssignals (Ur) in Richtung auf den gewünschten mittleren λ-Wert ergibt.

2. Vorrichtung zur Beeinflussung der Massenverhältnisanteile des einer Brennkraftmaschine zügeführten Kraftstoff-Luftgemisches, insbesondere Kraftstoffeinspritzanlage mit einer ein Integralverhalten aufweisenden Regeleinrichtung und einer im Abgasstrom der Brennkraftmaschine angeordneten Sauerstoffsonde (λ-Sonde) deren Ausgangschaltspannung die Integrationsrichtung des Reglers bestimmt, dessen Ausgangssignal die der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge ergänzend beeinflußt, sowie mit einer Verzögerungseinrichtung, die die Umschaltung der integrierenden Regeleinrichtung für eine bestimmte einstellbare Zeitdauer von der einen Integrierrichtung zur anderen Integrierrichtung verzögert, insbesondere nach Patent 24 42 229, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 die Verzögerungseinrichtung (28) so ausgebildet ist, daß sie für die Dauer ihrer einstellbaren Standzeit der integrierenden Regeleinrichtung (15) über den von der Sondenschaltspannung abgeleiteten Umschaltzeitpunkt hinaus einen einstellbaren Strom zuführt zur Veränderung der Integrationssteilheit.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung (28) aus zwei monostabilen Kippstufen (46, 49; 31a, 31) besteht, von denen eine über eine Umkehrstufe (27) von der Sondenschaltspannung angesteuert ist, daß jede monostabile Kippstufe (46,49; 31a, 31) während ihrer Standzeit wirksam geschaltete stromerzeugende Schaltungen (35, 51) umfaßt, deren Ausgänge auf den einen Eingang der als über einen Kondensator (23) rückgekoppelten Operationsverstärker ausgebildeten integrierenden Regeleinrichtung geschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem anderen Eingang des Operations-Verstärkers ein Festpotential zugeführt ist und daß eine jeweils während der Standzeit der Verzögerungseinrichtung (28) wirksam geschaltete Sperrschaltung (18, 39) vorgesehen ist, die die direkte Zuführung der Sondenschaltspannung auf den von der Verzögerungseinrichtung (28) angesteuerten Eingang des Operationsverstärkers unterdrückt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschaltung von einem von jeder monostabilen Kippstufe (46, 49; 31a, 31) angesteuerten Transistor (39), besteht, der zum Eingang eines weiteren Transistors (18) parallel geschaltet ist, dem die Sondenschaltspannung

zugeführt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die monostabilen Kippstufen in Form von Sparmonos ausgebildet sind, daß jedem Sparmono eine Umkehrstufe (26,27) vorgeschaltet ist, die vom Sondenschaltsignal angesteuert sind, derart, daß in beiden Ausgangsschaltzuständen einer der Sauerstoffsonde nachgeschalteten Vergleichschaltung (5) die Sparmonos in der gleichen Richtung über je eine Stromableitwiderstand (37) auf den einen Integrator bildenden Operationsverstärker einwirken, so da3 sowohl im negativen als auch im positiven Umkehrpunkt eine Ausgangssignal-Versteilerung bei Beibehaltung der Integrationsrichtung bis zum Rückkippen des jeweils aktivierten Sparmonos erreicht ist.