DE2658940A1

DE2658940A1 - Elektronische regelvorrichtung mit geschlossener regelschleife zur regelung eines luft-brennstoff-verhaeltnisses

Info

Publication number: DE2658940A1
Application number: DE19762658940
Authority: DE
Inventors: Masaharu Asano; Shunichi Kadowaki
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1975-12-27
Filing date: 1976-12-24
Publication date: 1977-07-14
Also published as: US4112880A; CA1074421A

Description

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

D-8000 München 22 D-4800 Bielefeld

Triftstraße 4 . Siekerwall 7

PG 23-76274
St/Hb

Nissan Motor Company, Limited No. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan

Elektronische Regelvorrichtung mit geschlossener Regelschleife zur Regelung eines Luft-Brennstoff-Verhältnisses

Die Erfindung betrifft eine elektronische Regelvorrichtung mit geschlossener Regelschleife zur Regelung eines Luft-Brennstoff-Verhältnisses entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer derartigen Vorrichtung für eine Brennkraftmaschine zur optimalen Steuerung des der Brennkraftmaschine zugeführten Luft-Brennstoff-Gemisches unabhängig von der Charakteristik eines verwendeten Auspuffgas-Sensors.

Es sind verschiedene Systeme für die Zufuhr eines optimalen Luft-Brennstoff-Gemisches bei einer Brennkraftmaschine entsprechend dem Betriebszustand der Maschine vorgeschlagen worden. Bei einem dieser Systeme wird das Prinzip einer elektronischen geschlossenen Regelschleife auf der Grundlage einer abgetasteten Konzentration eines Bestandteils der Auspuffgase der Maschine verwendet.

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Bei dem herkömmlichen System ist ein Auspuffgas-Sensor, etwa ein Sauerstoff-Analysator, in einem Auspuffrohr angeordnet. Der Sensor tastet einen Bestandteil der Auspuffgase der Brennkraftmaschine ab und erzeugt ein elektrisches Signal, das für diesen Bestandteil repräsentativ ist. Ein anderer Signal-Generator ist mit dem Sensor verbunden und erzeugt ein elektrisches Signal, das für eine Differenz zwischen dem Signal des Sensors und einem Vergleichssignal repräsentativ ist. Das Vergleichssignal wird vorher festgelegt unter Berücksichtigung beispielsweise eines optimalen Verhältnisses des Luft-Brennstoff-Gemisches für die Maschine zur Maximierung der Leistung der Maschine und der Wirksamkeit einer Auspuffgas-Reinigungseinrichtung. Eine sogenannte Proportional-Integral-Steuerschaltung (Pl-Schaltung) ist mit dem Differenzsignal-Generator verbunden und nimmt dessen Signal auf.Ein Impulsgenerator steht mit der Pl-Schaltung in Verbindung und erzeugt eine Impulsreihe, die an eine Regeleinrichtung für das Luft-Brennstoff-Verhältnis, wie etwa elektromagnetische Ventile, gelangt, so daß ein Luft-Brennstoff-Gemisch mit einem optimalen Luft-Brennstoff-Verhältnis der Maschine zugeführt wird.

Bei dem zuvor beschriebenen herkömmlichen Regelsystem tritt jedoch folgendes Problem auf. Wenn ein Auspuffgas-Sensor, wie etwa ein CL-Sensor verwendet wird, ist es sehr schwierig, den Mittelwert einer Integrationsschaltung der Pl-Schaltüng zu verändern. Dies beruht darauf, daß das Ausgangssignal des Sensors plötzlich bei einem bestimmten Luft-Brennstoff-Verhältnis geändert wird. Folg lich kann, wenn eine Maschine ein bestimmtes Luft-Brennstoff-Verhältnis für eine wirksame Reduktion eines oder mehrerer schädlicher Bestandteile benötigt, das herkömmliche System nicht dieser Anforderung entsprechen.

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Die Erfindung ist daher darauf gerichtet, eine verbesserte elektronische Regeleinrichtung mit geschlossener Regelschleife zu schaffen, bei der die obenerwähnten Nachteile überwunden sind.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Erfindungsgemäß ist eine Verzögerungsschaltung zur optimalen Steuerung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses unabhängig von der Charakteristik eines Auspuffgas-Sensors vorgesehen. Eine logische Schaltung dient zur optimalen Steuerung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine herkömmliche elektronische Regelvorrichtung mit geschlossener Regelschleife zur Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses eines einer Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches;

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Elements des Systems der Fig.1;

Fig. 3 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Ausgangsspannung eines 0₂~Sensors als Funktion des Luft-Brennstoff-Verhältnisses;

Fig. 4 ist ein weiteres Diagramm und veranschaulicht die ümwandlungs-Wirksamkeit eines katalytischen Dreiwege-Konverters als Funktion des Luft-Brennstoff-Verhältnisses;

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Fig. 5 ist ein Schaltdiagramm und zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung;

Fig.6A-6B¹sind Diagramme zur Veranschaulichung der Wellenform von Signalen an verschiedenen Teilen der Fig.5;

Fig.7A-7B¹sind Diagramme zur Veranschaulichung des

Prinzips einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 8 ist ein Schaltdiagramm einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;

Fig.9A-9E¹sind Diagramme der Wellenform von Signalen • an verschiedenen Punkten der Fig.8.

Fig.1 zeigt schematisch eine herkömmliche elektronische Regelvorrichtung mit geschlossener Regelschleife, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht. Der Zweck dieser Vorrichtung der Fig.1 besteht darin, das Luft-Brennstoff-Verhältnis eines einer Brennkraftmaschine 6 über einen nicht näher bezeichneten Vergaser zugeführten Gemisches elektrisch zu regeln. Ein Auspuffgas-Sensor 2, etwa ein Sauerstoff-, CO-, HC-, NO - oder CO.,-Analysator, ist in einem Auspuffrohr 4 angeordnet und tastet die Konzentration eines Bestandteils der Auspuffgase ab. Ein elektrisches Signal des Sensors 2 gelangt an eine Steuereinheit 10, in der das Signal mit einem Vergleichssignal verglichen und ein Signal erzeugt wird, das für die Differenz zwischen beiden Signalen repräsentativ ist. Die Größe des Vergleichssignals wird zuvor festgelegt unter Berücksichtigung eines optimalen Luft-Brennstoff-Verhältnisses des der Brennkraftmaschine 6 zugeführten Gemisches zur Maximierung der Leistungsfähigkeit eines katalytischen Konverters 8. Die Steuereinheit 10 erzeugt sodann ein Steuersignal oder eine Reihe von Befehlsimpulsen auf der Basis des für die Diffe-

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renz repräsentativen Signals. Das Steuersignal dient zur Betätigung zweier elektromagnetischer Ventile 14 und 16. Die Steuereinheit 10 soll im einzelnen im Zusammenhang mit Fig.2 erläutert werden.

Das elektromagnetische Ventil 14 ist in einem Luftkanal 18 angeordnet, der in eine Misehrohrkammer 22 mündet. Das Ventil steuert den Luftdurchsatz, der in die Mischrohrkammer 22 eintritt, entsprechend den Befehlsimpulsen der Steuereinheit 10. Die Mischrohrkammer 22 ist mit einem Brennstoffkanal 26 verbunden und dient zum Mischen von Luft mit Brennstoff, der aus einer Schwimmerkammer 30 abgegeben wird, und zum Zuführen des Luft-Brennstoff-Gemisches zu einem Venturi-Rohr oder Lufttrichter 34 durch eine Abgabe- oder Hauptdüse 32. Das andere elektromagnetische Ventil 16 ist in einem weiteren Luftkanal 20 angeordnet und mündet in eine andere Misehrohrkammer 24. Das Ventil steuert den Luftdurchsatz, der in die Mischrohrkammer 24 eintritt, entsprechend den Befehlsimpulsen der Steuereinheit 10. Die Misehrohrkammer 24 ist mit dem Brennstoffkanal 26 über eine Zweigleitung 27 verbunden und dient zum Mischen von Luft mit Brennstoff aus der Schwimmerkammer 30 und zum Zuführen des Luft-Brennstoff-Gemisches zu einem Ansaugrohr 33 über eine Langsamlaufdüse 36 angrenzend an eine Drosselklappe 40.

Gemäß Fig.1 ist der katalytische Konverter 8 in dem Auspuffrohr 4 stromabwärts des Sensors 2 angeordnet. Wenn beispielsweise ein katalytischer Dreifach- oder Dreiwege-Konverter verwendet wird, ist das elektronische Regelsystem mit geschlossener Regelschleife so ausgelegt, daß das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Gemisches etwa bei dem stöchiometrischen Wert liegt. Dies beruht darauf, daß der katalytische Dreiwege-Konverter nur dann zugleich besonders wirksam Stickoxide (NO ), Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe (HC) reduziert, wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis etwa bei dem stöchiometrischen Wert liegt.

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Andererseits liegt es auf der Hand, daß bei Verwendung eines anderen katalytischen Konverters, etwa eines oxidierenden oder desoxidierenden Typs fallweise das Luft-Brennstoff-Verhältnis in anderer Weise eingestellt werden kann, wenn der oder die schädlichen Bestandteile wirksam reduziert werden sollen.

In Fig»2 sind einige Einzelheiten der Steuereinheit 10 schematisch in einem Beispiel dargestellt. Das Signal des Auspuffgas-Sensors 2 gelangt zu einer Differenzabtastschaltung 42 der Steuereinheit 10. Die Differenzabtastschaltung vergleicht das Signal mit einem Vergleichssignal und erzeugt ein für die Differenz repräsentatives Signal. Das Signal der Differenzabtastschaltung 42 wird übertragen an zwei Schaltungen, und zwar eine Proportionalschaltung 44 und eine Integralschaltung 46. Der Zweck der Verwendung von zwei Schaltungen 44 und 46 liegt bekanntlich darin, die Ansprechcharakteristika des Systems zu steigern und die Arbeitsweise des Systems zu stabilisieren. Die Integralschaltung 46 erzeugt ein integriertes Signal, das zur Bildung der Befehlimpulse in einem Impulsgenerator 50 verwendet wird. Die Signale der Schaltungen 44 und 46 werden sodann an eine Addierschaltung 48 übertragen, die die beiden Signale addiert. Das Signal der Addierschaltung 48 gelangt an den Impulsgenerator 50, der zugleich ein Zittersignal eines ZitterSignalgenerators empfängt. Das Steuersignal, das in der Form von Impulsen vorliegt, gelangt an die Ventile 14 und 16 und schaltet diese auf "ein" oder "aus".

In Fig.1 und 2 ist das elektronische Regelsystem mit geschlossener Regelschleife zusammen mit einem Vergaser dargestellt. Selbstverständlich kann es jedoch auch zusammen mit Brennstoffeinspritzsystemen verwendet werden.

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TEH MEER-MÜLLER-STEINMfclS-ER O r- Γ q q /

Fig.3 zeigt ein Diagramm der Ausgangsspannung eines 0~- Sensors als Funktion eines Luft-Brennstoff-Verhältnisses Λ. , wobei λ gleich 1 einem stöchiometrisehen Verhältnis entspricht. Wie aus Fig.3 hervorgeht, ändert sich die Ausgangsspannung des 0_-Sensors in der Nähe des stöchiometrischen Verhältnisses schlagartig. Dies bedeutet, daß das Signal des Differenzsignalgenerators 42 stets anzeigt, ob das Gemisch im Bereich des stöchiometrischen Verhältnisses liegt, und zwar unabhängig von der Größe des Vergleichssignals.

Fig.4 ist eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Umwandlungsfähigkeit eines katalytischen Dreiwege-Konverters als Funktion des Luft-Brennstoff-Verhältnisses. Der katalytische Dreiwege-Konverter kann wirksam und gleichzeitig drei schädliche Bestandteile im Bereich des stöchiometrischen Wertes reduzieren. Es ist jedoch häufig der Fall, daß ein bestimmter Typ einer Brennkraftmaschine eine bestimmte Reduktion eines Bestandteils von NO in bezug auf die anderen erfordert. In diesem Falle ist es nicht möglich, sofern ein O^-Sensor als Auspuffgas-Sensor verwendet wird, das gewünschte Luft-Brennstoff-Verhältnis nach links in bezug auf den stöchiometrischen Wert (\ gleich 1) zur Anpassung an diese Anforderungen zu ändern. Die obenerwähnte Problemstellung bezieht sich auf den Fall, bei dem ein anderer Maschinentyp eine besondere Reduktion der Komponenten von HC und/oder Co erfordert. Insgesamt ist es bei den bisher bekannten Lösungen nicht möglich, das Luft-Brennstoff-Verhältnis unabhängig von der Charakteristik eines Auspuffgas-Sensors zur Anpassung an einen beliebigen Typ einer Brennkraftmaschine zur wirksamen Reduktion eines oder mehrerer schädlicher Bestandteile zu ändern.

Die Erfindung befaßt sich mit der Beseitigung dieses Nachteils.

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"M "

Fig.5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist eine Verzögerungsschaltung 152 zwischen dem Differenzsignalgenerator 42 und einer Integrationsschaltung 153 vorgesehen. Eine nicht-umkehrende Eingangsklemme 149 eines Operationsverstärkers 150 ist über eine Klemme 144 mit dem Auspuffgas-Sensor 2 (Fig.2) verbunden. Eine umkehrende Klemme 144 des Operationsverstärkers 150 ist mit einem Verbindungspunkt 147 zwischen Widerständen 146 und 148 verbunden. Die Widerstände 146 und 148 sind in Reihe zwischen eine Klemme 168 und Masse geschaltet und liefern eine geteilte Spannung an die Klemme 145. Die Klemme 168 ist mit einer nicht gezeigten Gleichstromquelle verbunden, deren Spannung mit V bezeichnet ist. Die Ausgangsklemme 151 des Operationsverstärkers 150 ist mit der Anode einer Diode 154 verbunden, deren Kathode mit einer Klemme eines Kondensators 158 in Verbindung steht. Die andere Klemme des Kondensators 158 ist geerdet. Ein Widerstand 156 überbrückt die Diode 154. Der Widerstand 156, die Diode 154 und der Kondensator 158 bilden eine Integrationsschaltung. Der Kondensator 158 wird durch den Operationsverstärker 150 überwiegend über die Diode 154 geladen, während der Operationsverstärker 150 ein logisches Signal "1" abgibt. Die gespeicherten Ladungen werden sodann über den Widerstand 156 abgegeben, während der Operationsverstärker 150 ein logisches Signal "0" erzeugt. In diesem Falle ist der Durchgangswiderstand der Diode 154 wesentlich geringer als derjenige des Widerstandes 156, so daß die Zeitkonstante beim Laden wesentlich kleiner als diejenige beim Entladen ist. Dies bedeutet, daß eine Spannung, die sich an einem Verbindungspunkt 155 zwischen der Diode 154 und dem Kondensator 158 bildet, schnell zunimmt und sodann langsam abnimmt. Der Verbindungspunkt 155 ist über einen Widerstand 160 mit der Basis eines Transistors 162 verbunden. Der Kollektor des Transistors 162 steht mit der Klemme 168 über einen Widerstand 164 in Verbindung, und der Emitter ist auf Masse geschaltet. Der Transistor 162 wird

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? R R ft Q / Π

leitend, wenn der Operationsverstärker 150 ein logisches Signal "1" erzeugt, und er bleibt leitend, bis die Spannung an dem Verbindungspunkt 155 unter einen vorbestimmten Wert fällt,"" und zwar auch dann, wenn das Signal des Operationsverstärkers 150 auf ein logisches Signal "0" geändert wird. Der Kollektor des Transistors 162 ist über einen Widerstand 174 mit einer Umkehr-Klemme 180 eines Operationsverstärkers 186 verbunden, der durch einen Kondensator 184 überbrückt ist. Eine nicht-umkehrende Klemme 182 des Operationsverstärkers 186 ist mit einem Verbindungspunkt 188 zwischen Widerständen 176 und 178 verbunden. Die Widerstände 176 und 178 liegen in Reihe zwischen der Klemme 168 und Masse und liefern eine konstante Spannung an die nicht-umkehrende Klemme 182. Eine Ausgangsklemme 187 des Operationsverstärkers 186 ist über eine Klemme mit der Addierschaltung 48 (Fig.2) verbunden.

Im folgenden soll diese erste Ausführungsform unter Bezugnahme auf Fig.6A bis 6B¹ näher erläutert werden. Fig.6A und 6B zeigen Diagramme zur Veranschaulichung der Wellenformen der Ausgangssignale der Operationsverstärker 150 und 186 (Klemme 190). In der Darstellung bezeichnen T, eine Zeitverzögerung aufgrund der Verwendung der Verzögerungsschaltung 152, 7* eine Verzögerungszeit des Systems und a ein Gradient einer ansteigenden und abfallenden Flanke, der durch den Widerstandswert des Widerstandes 156 und die Kapazität des Kondensators 158 bestimmt wird. Wenn die Verzögerungsschaltung 152 nicht verwendet wird, beträgt der Mittelwert des Ausgangssignals des Operationsverstärkers 186 a T" + OL , wobei CL der Ausgangswert ist. CL soll jedoch im folgenden vernachlässigt werden, und der Mittelwert soll zur Vereinfachung der Darstellung als a V bezeichnet werden. Wie am besten aus Fig.6B hervorgeht, steigt der Spitzenwert der ersten Ausführungsform um aT, an, so daß ein neuer Wert (2aT* + aT,)/2 gebildet wird. Daher ist die Abweichung des neuen Mittelwertes von "a f "

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^2aT

Aus der Gleichung (1) geht hervor, daß bei konstantem a und T, die entstehende Abweichung konstant ist. Beispielsweise geht aus Fig.6A' hervor, daß auch bei einer Verdoppelung der Maschinendrehzahl die Abweichung nicht geändert wird.

Gemäß Fig.5 ist die Diode 154 so angeordnet, daß bei Umkehren
liegt.

kehrung ihrer Polarität der Mittelwert um aT,/2 unter "aT"

Daraus ergibt sich, daß sich der Mittelwert mit Änderungen der Zeitverzögerung T, ändern kann.

Nunmehr soll auf Fig.7A-7B" Bezug genommen werden, die sich mit dem Prinzip einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in Vergleich zu einer bekannten Lösung befassen. Fig.7A zeigt die Wellenform des Ausgangssignals des Differenzsignalgenerators 42 in Fig.2, und Fig.7B zeigt diejenige der Integrationsschaltung 46 in Fig.2. Bei bekannten Lösungen sind die Gradienten der ansteigenden und abfallenden Flanken einander gleich, so daß der Mittelwert des Ausgangssignals der Integrationsschaltung 46 nicht veränderlich ist. Wie aus Fig.7B im einzelnen hervorgeht, soll unter der Voraussetzung von Gradienten "a" der Mittelwert als aT angenommen werden, wie zuvor angegeben wurde. Jedoch sind bei der zweiten Ausführungsform die Gradienten der aufsteigenden und abfallenden Flanke unterschiedlich und in Fig.7B beispielsweise mit b und a bezeichnet. Folglich beträgt der Mittelwert (a + b)X /2, und die Abweichung von "aT" beträgt

. _2ΐ „ ₍₂₎

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- tr -

Aus Gleichung 2 geht hervor, daß wegen der Änderung des Wertes I- mit der Änderung der Maschinendrehzahl oder der Menge der angesaugten Luft bei konstanten Gradienten a und b die Abweichung unerwünschterweise wechselt. Wie beispielsweise aus Fig.7A' hervorgeht, beträgt bei Verdoppelung der Maschinendrehzahl die Abweichung des Mittelwertes zwischen (b - a) X /2 und (b - a)T /4. Zur Ausschaltung dieser unerwünschten Abweichung werden entsprechend der zweiten Ausführungsform die Gradienten a und b mit der Änderung von Ί. geändert, so daß sich die ersteren in umgekehrtem Verhältnis zu dem letzteren befinden. In der Praxis werden die Gradienten a und b in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl geändert, wobei das Verhältnis von a zu b konstant gehalten wird.

Gemäß Fig.7B und 7B¹ ist der Gradient b größer als a. Wenn jedoch der Mittelwert um aT,/2 unter "at " liegen soll, wird der Gradient b kleiner als der Gradient a gewählt.

Im folgenden soll auf Fig.8 und 9A-9E¹ Bezug genommen werden, wobei sich Fig.8 auf die zweite Ausführungsform bezieht und Fig.9A-9E^! Diagramme zeigt, die die verschiedenen Wellenformen der Signale an verschiedenen Punkten der Schaltung der Fig.8 veranschaulichen. Die zweite Ausführungsform beruht auf der Verwendung einer verbesserten Schaltung 100 zwischen Differenzsignalgenerator 42 und Integralschaltung 46 zur Änderung der Gradienten a und b in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl. Da der Differenzsignalgenerator 42 und die Integrationsschaltung 46 (153) bereits erläutert worden sind, soll auf diese Schaltungen nicht näher eingegangen werden.

Fig. 9A-9H zeigen Wellenformen von Signalen an den Punkten A-H in Fig.8.

Die Schaltung 100 nimmt ein pulsierendes Signal über eine Klemme 118 auf, das für die Maschinendrehzahl repräsentativ

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ist. Die Wellenform des aufgenommenen Signals ist in Pig.9A gezeigt. Das Signal gelangt sodann an zwei UND-Schaltungen 110 und 116. Andererseits liefert der Operationsverstärker 150 sein Ausgangssignal an die UND-Schaltung 116 und eine Umkehrschaltung 108. Die Wellenform des Ausgangssignals des Operationsverstärkers 150 ist in Fig.9B gezeigt. Die Umkehrschaltung 108 kehrt die Polarität des empfangenen Signals um und überträgt das umgekehrte Signal an die UND-Schaltung 110. Die UND-Schaltung 110 führt eine logische Multiplikation durch und erzeugt ein Signal gemäß Fig.9D. Das Signal der UND-Schaltung 110 gelangt an eine Umkehrschaltung 112, in der das empfangene Signal umgekehrt wird. Die Umkehrschaltung 112 erzeugt ein Signal gemäß Fig.9E, das über einen Widerstand 114 an die Basis eines Transistors 120 gelangt. Der Transistor 120 wird leitend, wenn das Signal der Umkehrschaltung 112 ein logisches Signal "1" ist, so daß das an dem nicht näher bezeichneten Kollektor auftretende Signal die Wellenform gemäß Fig.9F aufweist. Der Emitter des Transistors 120 ist über einen Widerstand 124 mit Masse verbunden, und der Kollektor steht mit der Klemme 168 über einen Widerstand 122 und mit der Klemme des Operationsverstärkers 186 über Widerstände 134 und in Verbindung. Die nicht näher bezeichnete Ausgangsklemme der UND-Schaltung 116 ist mit der Basis eines Transistors 130 über einen Widerstand 126 verbunden. Die Basis ist über einen Widerstand 128 auf Masse geschaltet. Der Emitter des Transistors 130 ist ebenfalls auf Masse geschaltet, und der Kollektor ist mit der Klemme 168 über einen Widerstand und mit Masse über einen Widerstand 138 sowie mit der Umkehr-Klemme 180 des Operationsverstärkers 186 über einen Widerstand 136 verbunden. Die Schaltungen 100 und 46 sind so gestaltet, daß (1) bei nicht leitendem Transistor 120, das heißt bei hoher Kollektorspannung, das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 186 gemäß Fig.9H abnimmt und (2) bei leitendendem Transistor 130, das heißt bei niedriger Kollektorspannung das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 186 gemäß Fig.9H zunimmt. ^;

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In Fig.9H ist ein Gradient b¹ einer aufsteigenden Flanke zuvor durch den Widerstandswert des Widerstandes 136 und die Kapazität des Kondensators 184 festgelegt. Solange das Signal, das repräsentativ für die Maschinendrehzahl ist (Fig.9A),-ein logisches Signal "O" ist, ändert sich die Ausgangsspannung der Klemme 190 nicht, so daß sie eine stufige Wellenform gemäß Fig.9H aufweist.

Bei der zweiten Ausführungsform sind die Gradienten a¹ und

b¹ so festgelegt, daß die Gradienten der absteigenden und

aufsteigenden Flanken der Hüllkurve, die in Fig.9A gestrichelt dargestellt ist, b und a sind.

Wie aus Fig.9A' hervorgeht, ist bei Verdoppelung der Maschinendrehzahl gemäß Fig.9A das Ausgangssignal der Klemme 190 mit einer Wellenform gemäß Fig.9E' versehen, wobei die Gradienten b¹ und a' konstant sind, die Gradienten der Hüllkurve jedoch verdoppelt sind. Dies beruht darauf, daß die Verweilzeitperioden in Fig.9E' halbiert sind. Fig.9B", 9C und 9D¹ entsprechen Fig.9B, 9D und 9G.

Gemäß Fig.9H ist der Gradient b größer als der Gradient a. Dies bedeutet, daß der Widerstandswert des Widerstandes 134 größer als derjenige des Widerstands 136 ist. Wenn daher das Gegenteil erwünscht ist, sollte der Widerstand 134 kleiner als der Widerstand 136 sein.

Die erste und zweite Ausführungsform können mit oder ohne Proportionalschaltung 44 verwendet werden.

Erfindungsgemäß kann daher das Luft-Brennstoff-Verhältnis ohne weiteres zur Anpassung an die Anforderungen einer Brennkraftmaschine unabhängig von den Charakteristika eines verwendeten Auspuffgas-Sensors geändert werden.

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Claims

Patentansprüche

1.j Elektronische Regelvorrichtung mit geschlossener ~~^ Regelschleife zur Regelung eines Luft-Brennstoff-Verhältnisses eines einer Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches, mit einem Zufuhrsystem für ein Luft-Brennstoff-Gemisch, einem Auspuffrohr, einem Auspuffgas-Sensor in dem Auspuffrohr zum Abtasten der Konzentration eines Bestandteils der Auspuffgase und zur Erzeugung eines für diese repräsentativen Signals, einem Differenzsignalgenerator in Verbindung mit dem Auspuffgas-Sensor, der dessen Signal aufnimmt und ein Signal erzeugt, das repräsentativ für die Differenz zwischen dem Signal des Auspuffgas-Sensors und einem Vergleichssignal ist, einer Integrationsschaltung in Verbindung mit .dem Differenzsignalgenerator, die dessen Signal aufnimmt und integriert, und einer Betätigungseinrichtung in dem Zufuhrsystem für das Luft-Brennstoff-Gemisch, das das Signal der Integrationsschaltung aufnimmt und das Luft-Brennstoff-Verhältnis des der Maschine zugeführten Gemisches regelt, g e k en η zeichnet durch eine Einrichtung (152,100) zur Änderung des Mittel- oder Zentralwertes des Signals der Integrationsschaltung (46,153) zur optimalen Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses zwischen dem Differenzsignalgenerator (42)und der Integrations schaltung (46,153).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeich η e t , daß die Einrichtung zur Änderung des Mittel- oder Zentralwertes eine Verzögerungsschaltung (152) ist, die eine weitere Integrationsschaltung (154,156) in Verbindung mit dem Differenzsignalgerierator (42), die dessen Signal aufnimmt und ein integriertes Signal erzeugt, und eine Schaltein-

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richtung (162) zwischen den beiden Integrationsschaltungen (154,156;153) zur Aufnahme des integrierten Signals der weiteren Integrationsschaltung (154,156) und zur öffnung und Schließung entsprechend einem vorbestimmten Wert des aufgenommenen Signals umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Integrationsschaltung eine Reihenschaltung aus einem Widerstand (156) und einem Kondensator (158), deren Verbindungspunkt (155) mit der Schalteinrichtung (162) verbunden ist und die mit dem entgegengesetzten Ende des Widerstandes (156) mit dem DifferenzSignalgenerator

(42) in Verbindung steht, und eine den Widerstand (156) überbrückende Diode (154) umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Schalteinrichtung einen Transistor (162) umfaßt, dessen Basis mit der anderen Integrationsschaltung (154,156) in Verbindung steht und dessen eine Elektrode mit der ersten Integrationsschaltung (153) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zur Änderung des Mittel- oder Zentralwertes zwei Schalteinrichtungen (120,130), die mit der Integrationsschaltung (46,153) verbunden sind und die jeweiligen Gradienten einer aufsteigenden und abfallenden Flanke des Signals der Integrationsschaltung durch Ein- und Ausschalten steuern, und eine logische Schaltung (100, 110,116) zwischen dem Differenzsignalgenerator 42 und den beiden Schalteinrichtungen umfaßt, die die Ein- und Aus-Stellung der beiden Schalter aufgrund wenigstens einer Betriebsbedingung steuern.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Schalteinrichtungen einen Transistor (120,130) umfaßt, dessen Basis mit der logischen Schaltung (100) und dessen eine gesteuerte Elektrode mit der Integrationsschaltung (46,153) über einen Widerstand (134,136) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung (100) folgende Teile umfaßt: eine Umkehrschaltung (108) mit einer Ausgangs- und einer Eingangsklemme, deren Eingangsklemme mit dem Differenzsignalgenerator 42 verbunden ist und deren Signal aufnimmt, eine Klemme (118), die ein wenigstens für einen Betriebszustand der Maschine repräsentatives Signal aufnimmt, eine UND-Schaltung (110) mit zwei Eingangsklemmen und einer Ausgangsklemme, deren eine Eingangsklemme mit der Ausgangsklemme der Umkehrschaltung (108) und deren andere Eingangsklemme mit der Klemme (118) verbunden ist, eine weitere Umkehrschaltung (112) mit einer Eingangsklemme und einer Ausgangsklemme, deren Eingangsklemme mit der Ausgangsklemme der UND-Schaltung (110) und deren Ausgangsklemme mit der Basis eines der Transistoren(120)verbunden ist, und eine weitere UND-Schaltung (116) mit zwei Eingangsklemmen und einer Ausgangsklemme, deren beide Eingangskiemmen mit dem Differenzsignalgenerator (42) und der Klemme (118) und deren Ausgangsklemme mit der Basis des anderen Transistors (130) verbunden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Widerstände (134, 136) der beiden Schalteinrichtungen (120,130) unterschiedlich sind.

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