DE2724088A1

DE2724088A1 - Luft-durchflussmengen-einstellsystem fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2724088A1
Application number: DE19772724088
Authority: DE
Inventors: Tamotsu Fukuda; Tadashi Hattori; Takamichi Nakase; Akira Takata
Original assignee: Nippon Soken Inc; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 1976-05-28
Filing date: 1977-05-27
Publication date: 1977-12-08
Also published as: GB1571255A; DE2724088C2; US4285319A

Description

TlEDTKE - BüHLING ~ KlNNE " GrUPL· Patentanwälte:

Dipl.-Ing. Tiedtke

Dipl.-Chem. Bühling

Dipl.-Ing. Kinne

Dipl.-In* firme QnQ

Bavariaring 4, Poso 20 24 03

8000 MQnchen 2

Tel.:(0 89)539653-56

Telex:5 24 845tipat

cable. Germaniapatent München

27. Mai 1977 B 8207

case A2364-03 Soken

Nippon Soken, Inc. Nishio-shi, Japan

Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Toyota-shi, Japan

Luft-Durchflußmengen-Einstellsystem für eine Brennkraftmaschine

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Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto 670-43-6»)

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Beschrei bung

Zur Erzielung einer maximalen Leistungsfähigkeit bzw. eines maximalen Wirkungsgrades bei bereits zur Steuerung

der Abgasemission von Kraftfahrzeugen vorgeschlagenen modifizierten Brennkraftmaschinen oder zur Gewährleistung einer optimalen Reinigung von Abgasen durch für ähnliche Zwecke der Abgasemissionssteuerung in Brennkraftmaschinen enthaltene Abgasreinigungskatalysatoren muß das Luft-Brennstoff-Verhältnis des der Brennkraftmaschine jeweils zugeführten Gemisches durch Zufuhr von Zusatzluft ständig genau gesteuert werden oder es muß alternativ die dem jeweils verwendeten Katalysator zugeführte Zusatzluftmenge genau überwacht und gesteuert werden.

Die Erfindung bezieht sich auf Luft-Durchflußmengen-Einstellsysteme für Brennkraftmaschinen die den vorstehend genannten Erfordernissen in zufriedenstellendem Maße entsprechen.
20

Es ist bereits ein System der vorstehend beschriebenen Art vorgeschlagen worden, bei dem ein Gasmeßfühler zur Erfassung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des Gemisches gemäß der Konzentration von Sauerstoff als Bestandteil der Abgase dient und ein Nebendurchlaßventil entsprechend dem Ausgangssignal des Gasmeßfühlers kontinuierlich zur Steuerung der Durchflußrate einer zur Korrektur zugeführten Zusatzluftmenge und damit zur Steuerung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des jeweiligen Gemisches betätigt wird. 30

Ein Nachteil eines Systems dieser Art besteht darin, daß aufgrund einer Störung, Verwirbelung oder dergleichen des an dem Standort des Gasmeßfühlers vorüberfließenden Abgasstromes der Gasmeßfühler möglicherweise den örtlichen Sauerstoffgehalt der Abgase anstelle des Gesamtsauerstoff-

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gehaltes erfaßt, was eine fehlerhafte Ermittlung des mit dem Sauerstoffgehalt in Wechselbeziehung stehenden Luft-Brennstoff-Verhältnisses des Gemisches verursacht und z.B. dazu führt, daß ungeachtet der Tatsache, daß das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Gemisches groß (mager) ist, ein ein kleines (fettes) Luft-Brennstoff-Verhältnis bezeichnendes kurzzeitiges impulsähnliches Signal erzeugt und das Nebendurchlaßventil fehlerhaft betätigt werden.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß gewöhnlich Gasmeßfühler eines Typs verwendet werden, die in Abhängigkeit von dem Luft-Brennstöff-Verhältnis des Gemisches eine Ausgangskennlinie mit stufenartigem Verlauf aufweisen, wie sie in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt ist, was dazu führt, daß, wenn der Wert des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des jeweiligen Gemisches in die Nähe eines vorgegebenen Luft-Brennstoff -Verhältniswertes gelangt, das Ausgangssignal des Gasmeßfühlers sich abwechselnd in sehr kurzen Zeitintervallen ändert, wodurch wiederum die Bewegungsrichtung des NebendurchlaßventiIs sehr schnell geändert wird, so daß das Nebendurchlaßventil, die Halterung bzw. Lagerung des NebendurchlaßventiIs usw. einem schnellen Verschleiß unterliegen, der ihre Haltbarkeit bzw. Lebensdauer beeinträchtigt.

Bei dem bekannten System der vorstehend beschriebenen Art dient gewöhnlich ein Schrittmotor als Antriebseinheit zur Betätigung des NebendurchlaßventiIs, und das Luft-Brennstoff-Verhältnis wird im allgemeinen gesteuert, indem die Betriebsgeschwindigkeit des Motors konstant gehalten wird, d.h., indem die Betriebsgeschwindigkeit des Motors derart auf einen Optimalwert eingestellt wird, daß Änderungen des Luft-Brennstoff-Verhältnisses sowohl im stationären oder eingeschwungenen Dauerbetriebszustand einer Brennkraftmaschine als auch bei Ubergangsbetriebszuständen minimal gehalten wird.

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Bei diesem bekannten System wird jedoch das Nebendurchlaßventil ständig kontinuierlich betätigt und darüberhinaus die Auswirkung des Verzögerungszeitfaktors nicht berücksichtigt. Es tritt daher insofern ein Nachteil auf, als auch dann, wenn die Betriebsgeschwindigkeit des Motors auf einen Optimalwert eingestellt ist, das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Gemisches sich aufgrund der konstanten Betriebsgeschwindigkeit des Motors unter dem Einfluß des Verzögerungszeit f aktors zwischen demjenigen Zeitpunkt, zu dem das Luft- Brennstoff-Verhältnis des Gemisches im Ansaugsystem durch Zufuhr von Zusatzluft geändert wird, und demjenigen Zeitpunkt, zu dem sich der Abgasbestandteil ändert und von dem Gasmeßfühler in dem Auslaßsystem erfaßt wird, beträchtlich verändert, wodurch sich der Steuerbereich des Luft-Brennstoff-Verhältnisses vergrößert, so daß es unmöglich wird, eine zufriedenstellende Steuerung oder Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses über einen weiten Bereich von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine zu gewährleisten.

Insbesondere steigt bei geringer Belastung im niedrigen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine, in welchem die Ansaugluftmenge gering ist, die Verzögerungszeit an, wodurch ein Nacheilen oder Nachlaufphänomen verursacht wird, das es unmöglich macht, eine volle Ausnutzung der Reinigungseigenschaften des katalytischen Konverters zu gewährleisten, wobei darüberhinaus Schwankungen und Rüttelerscheinungen beim Fahren des Fahrzeugs mit der Folge einer nachteiligen Verschlechterung des Fahrverhaltens auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, zur Vermeidung vorstehend genannten Nachteile ein Luft-Durchflußmengen-Einstellsystem zu schaffen, bei dem die von einem in dem Auslaßsystem der Brennkraftmaschine angeordneten Gasmeßfühler abgegebenen momentanen impulsähnlichen Störsignale unterdrückt bzw. beseitigt werden und bei Erreichen eines

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vorgegebenen Luft-Brennstoff-Verhältniswertes des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches der Betrieb einer Einrichtung zur Betätigung eines in einem Zusatz- oder Nebenluftdurchlaß angebrachten

NebendurchlaßventiIs praktisch zum Stillstand gebracht wird, so daß die Haltbarkeit bzw. Lebensdauer des Nebendurchlaßventils und anderer zugehöriger Bauteile erhöht wird. Darüberhinaus sollen Änderungen des Luft-Brennstoff-Verhältnisses aufgrund der in dem System der Brennkraftmaschine auftretenden Verzögerungszeit minimal gehalten und ein verbessertes Ansprechverhalten des Systems gewährleistet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.
15

Indem die Betätigung des NebendurchlaßventiIs während einer vorgegebenen Zeitdauer entsprechend einer von einem Wert auf den anderen erfolgenden Änderung des von dem Gasmeßfühler abgegebenen Signals unterbrochen wird, läßt sich ohne übermäßige Beanspruchung des Nebendurchlaßventils eine störungsfreie, zuverlässige Steuerung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses erzielen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann außerdem die vorgegebene Zeitdauer entsprechend der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine geändert werden, so daß das Luft-Brennstoff-Verhältnis entsprechend einem gewünschten Wert gesteuert wird.

in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das die zusätzliche Luftdurchflußmenge steuernde Nebendurchlaßventil jeweils bei Erzeugung eines mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine synchronisierten Zeitsteuerimpulses intermittierend um einen vorgegebenen Betrag betätigt, so daß die aufgrund der Verzögerungszeit in dem System der Brennkraftmaschine auftretende Änderung des Luft-Brennstoff-

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Verhältnisses minimal ist.

Hierbei läßt sich während einer plötzlichen Beschleunigung oder Verzögerung der Brennkraftmaschine die Frequenz der Zeitsteuerimpulse erhöhen, so daß ein verbessertes Ansprechverhalten gewährleistet ist.

Außerdem läßt sich bei einer plötzlichen Beschleunigung ode) "orzögerung der Brennkraftmaschine der bei jedem Zeitsteuerimpuls erfolgende Bewegungsbetrag des Nebendurchlaßventils im Vergleich zu demjenigen erhöhen, der bei Perioden eines stationären oder eingeschwungenen Dauerbetriebszustandes der Brennkraftmaschine eingehalten wird, was zu einer weiteren Verbesserung des Ansprechverhaltens führt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher beschrieben.

Es zeigen:
20

Fig. 1 eine schematische Darstellung des allgemeinen Aufbaus einer Ausführungsform des Luft-Durchflußmengen-Einstellsystems für eine Brennkraftmaschine,
25

Fig. 2 eine Ausgangskennlinie des Gasmeßfühlers gemäß Fig. 1, die die Änderung der abgegebenen EMK in Abhängigkeit von der Änderung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses veranschaulicht, 30

Fig. 3 ein Schaltbild der bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 verwendeten Steuereinheit,

Fig. 4 einen Impuls- bzw. Signalplan zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Einstellsystems in

Verbindung mit der Steuereinheit gemäß Fig. 3,

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Fig. 5 ein Schaltbild, das die Hauptbauelemente einer modifizierten Ausführungsform der Steuereinheit gemäß Fig. 3 veranschaulicht,

Fig. 6 eine Schnittansicht, die den Aufbau eines

bei einer zweiten Ausführungsform verwendeten Beschleuni gungs/Verzögerungsschalters veranschaulicht,

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer zweiten Aus

führungsform der Steuereinheit,

Fig. 8 ein detailliertes Schaltbild des Blockschaltbildes gemäß Fig. 7, 15

Fig. 9 einen Impuls- bzw. Signalplan zur Erläuterung der Wirkungsweise des Einstellsystems in Verbindung mit der Steuereinheit gemäß

Fig. 8,
20

Fig.10 ein Schaltbild, das die Hauptbauelemente einer modifizierten Ausführungsform der Steuerschaltung gemäß Fig. 8 veranschaulicht, und
25

Fig.11 ein Schaltbild, das die Hauptbauelemente einer weiteren modifizierten Ausführungsform der Steuereinheit gemäß Fig. 8 veranschaulicht.
30

Gemäß Fig. 1, in der das Gesamtsystem einer ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht ist, ist eine Brennkraftmaschine 1 derart aufgebaut, daß ihr von einem Vergaser 2 über eine Ansaugleitung 3 ein aus Luft und Brennstoff ■*■* bestehendes Gemisch zugeführt wird. Die Brennkraftmaschine 1 besteht z.B. aus einem üblichen Viertakt-Ottomotor.

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-ίο- h'

Im Ansaugsystem der Brennkraftmaschine 1 ist ein Drosselventil oder eine Drosselklappe 4 in dem unteren bzw. stromabwärts gelegenen Teil des Vergasers 2 angebracht, während ein Luftfilter 5 oberhalb bzw. stromaufwärts des Vergasers 2 vorgesehen ist. Ein Zusatz- oder Nebenluftdurchlaß 6 ist derart angeordnet, daß er den Luftfilter 5 mit dem Vergaser 2 unterhalb des Drosselventils 4 verbindet und die Brennstoffdüse des Vergasers 2 und das Drosselventil 4 umgeht.

In dem Auslaßsystem der Brennkraftmaschine 1 sind außerdem eine Auslaßleitung 7 und ein z.B. einen Dreiwege-Katalysator enthaltender katalytischer Konverter 8 angeordnet, und ferner befindet sich in der Auslaßleitung 7 ein Gasmeßfühler 9, der durch Verwendung eines Metalloxids wie Zirkondioxid oder Titandioxid die Konzentration von Sauerstoff als Bestandteil der Abgase feststellt und dadurch das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Gemisches ermittelt, das mit dem Sauerstoffgehalt bzw. Sauerstoffanteil in Wechselbeziehung steht.

Im Falle der Verwendung von Zirkondioxid für den Gasmeßfühler 9 wird eine EMK von ungefähr 1 Volt erzeugt, wenn das der Brennkraftmaschine 1 zugeführte Luft-Brennstoff-Gemisch fetter bzw. angereicherter als das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis ist, während eine EMK von ungefähr 100 mV erzeugt wird, wenn das zugeführte Gemisch magerer als das stöchiometrische Verhältnis ist, so daß sich die Ausgangs-EMK des Gasmeßfühlers 9 im Bereich des stöchiometrisehen Verhältnisses praktisch sprungartig ändert, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

Eine verschiedene, nachstehend noch näher beschriebene elektronische Schaltkreise umfassende Steuereinheit 10 dient zur Betätigung eines Schrittmotors 11 in einer gewählten Richtung entsprechend den von verschiedenen Meßfühlern ein-

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2V₂ ²A⁰⁷OSS

schließlich des Gasmeßfühlers 9 abgegebenen Signalen. Der Schrittmotor 11 dient zum Öffnen und Schließen eines in dem Zusatzluftdurchlaß 6 angebrachten Nebendurchlaßventils 12, zu welchem Zweck seine Antriebswelle mit der Welle bzw. dem Schaft des Nebendurchlaßventils 12 verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist der Schrittmotor 11 ein Vierphasig bzw. zweiphasig erregbarer Motortyp.

Das Nebendurchlaßventil 12 ist eine übliche quadratisehe oder rechteckige Drosselklappe, die in dem Zusatzluftdurchlaß 6 angebracht ist. Das Nebendurchlaßventil 12 ist mit einem die vollständig geschlossene Ventilstellung erfassenden Detektorschalter 13 versehen, der eingeschaltet bzw. geschlossen ist, wenn sich das Nebendurchlaßventil 12 in seiner vollständig geschlossenen Stellung befindet und der in jeder anderen Stellung des Nebendurchlaßventils 12 abgeschaltet bzw. geöffnet ist, wobei sein Ausgangssignal jeweils der Steuereinheit 10 zugeführt wird.

Die Bezugszahl 14 bezeichnet einen Maschinendrehzahlgeber und die Bezugszahl 15 einen Beschleunigungs/Verzögerungsschalter, die einer nachstehend noch zu beschreibenden weiteren Ausführungsform der Erfindung zugeordnet sind und daher in Verbindung mit dieser weiteren Ausführungsform beschrieben werden.

Nachstehend soll zunächst der Aufbau der Steuereineit 10 unter Bezugnahme auf Fig. 3 im einzelnen beschrieben werden. In Fig. 3 bezeichnet die Bezugszahl 10a eine Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung zur Feststellung des relativen Betrages des Ausgangssignals des Gasmeßfühlers 9, die aus einer Spannungsvergleicherschaltung besteht und einen Eingangswiderstand 101, einen Operationsdifferenzverstärker 104 sowie Spannungsteilerwiderstände 102 und 103 zur Zuführung einer vorgegebenen Spannung zu dem invertierenden

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/ / j- η LI O ο Eingangsanschluß des Operationsdifferenzverstärkers 104 aufweist, wobei der nichtinvertierende Eingangsanschluß des Operationsdifferenzverstärkers 104 über den Eingangswiderstand 101 mit dem Gasmeßfühler 9 verbunden ist. Die von den Teilerwiderständen 102 und 103 bestimmte vorgegebene Spannung ist auf einen Wert eingestellt, der gleich der von dem Gasmeßfühler 9 im Bereich des stöchiometrisehen Luft-Brennstoff-Verhältnisses abgegebenen EMK (V in Fig.2)

el

ist. Wenn das von dem Gasmeßfühler 9 festgestellte Luft-Brennstoff-Verhältnis kleiner als das stöchiometrisehe Verhältnis ist bzw. das Gemisch im Vergleich zu dem stöchiometrisehen Verhältnis angereichert oder fett ist, wird daher an einem Ausgangsanschluß A der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a ein Signal des Wertes "1" abgegeben, während ein Signal des Wertes "0" an dem Ausgangsanschluß A abgegeben wird, wenn das festgestellte Luft-Brennstoff-Verhältnis größer als das stöchiometrisehe Verhältnis ist, was bedeutet, daß das Gemisch mager ist.

Eine monostabile Schaltung 10b dient zur Erzeugung eines Zeitsteuerimpulses für eine vorgegebene Zeitdauer als Antwort auf eine Änderung des Zustandes des Ausgangssignals der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a und besteht aus einem Inverter 105, einem einen Inverter 116, einen Widerstand 117, einen Kondensator 118 und ein UND-Verknüpfungsglied 119 aufweisenden ersten monostabilen Multivibrator, einem einen Inverter 120, einen Widerstand 121, einen Kondensator 122 und ein UND-Verknüpfungsglied 123 aufweisenden zweiten monostabilen Multivibrator sowie einem NOR-Verknüpfungsglied 114. Wenn das Ausgangssignal der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a von dem Wert "1" auf den Wert "0" übergeht, wird somit der erste monostabile Multivibrator getriggert, so daß das Ausgangssignal des UND-Verknüpfungsgliedes 119 während einer von dem Widerstand 117 und dem Kondensator 118 bestimmten Zeitdauer von dem Wert "0" auf den Wert "1" übergeht. Wenn

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dagegen das Ausgangssignal der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a von dem Wert "0" auf den Wert "1" übergeht, wird der zweite monostabile Multivibrator getriggert, so daß das Ausgangssignal des UND-Verknüpfungsgliedes 123 während einer von dem Widerstand 121 und dem Kondensator 122 bestimmten Zeitdauer von dem Wert "0" auf den Wert "1" übergeht. Die Ausgangssignale des ersten und zweiten monostabilen Multivibrators werden durch das NOR-Verknüpfungsglied 114 addiert, so daß das Ausgangssignal d_er monostabilen Schaltung 10b gemäß der Darstellung (B) in Fig. 4 während einer vorgegebenen Zeitdauer t den Wert "0" annimmt, nachdem das unter (A) in Fig. 4 dargestellte Ausgangssignal der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a seinen Zustand geändert hat. Wenn dagegen das

^5 Ausgangssignal der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a seinen Zustand in einem Zeitintervall ändert, das kürzer als die Zeitdauer t ist, verbleibt das Ausgangssignal der monostabilen Schaltung 10b während dieses Zeitintervalls weiterhin auf dem Wert "0".

Die Bezugszahl 10c bezeichnet eine Taktimpuls-Generatorschaltung, die Taktimpulse zur Betätigung des Schrittmotors 11 erzeugt und aus einem Inverter 132 und 134, einen Widerstand 133 und einen Kondensator 135 aufweisenden astabilen Multivibrator besteht, dessen Ausgangsimpuls Folgefrequenz in geeigneter Weise zur Gewährleistung einer optimalen Steuerung gewählt ist. Der die vollständig geschlossene Stellung des NebendurchlaßventiIs 12 erfassende Detektorschalter 13 besteht aus einem Widerstand 13a und Kontakten 13b, wobei die Kontakte 13b nur dann, wenn sich das Nebendurchlaßventi 1 12 in der vollständig geschlossenen Stellung befindet, geschlossen sind und ein Signal des Wertes "0" an dem Ausgangsanschluß D des Detektorschalters 13 abgegeben wird. Die Bezugszahl 10e bezeichnet eine aus NAND-Verknüpfungsgliedern 140 und 141 bestehende Befehlsschaltung,

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die die Ausgangssignale der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a, der monostabilen Schaltung 10b und des Detektorschalters 13 erhält. Hierzu sind die jeweiligen Eingangsanschlüsse des NAND-Verknüpfungsgliedes 140 mit dem Ausgangsanschluß der Taktimpuls-Generatorschaltung 10c, dem Ausgangsanschluß B der monostabilen Schaltung 10b und dem Ausgangsanschluß A der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a verbunden, während der Ausgangsanschluß des NAND-Verknüpfungsgliedes 140 mit einem Eingangsanschluß P eines Zweirichtungs-Schieberegisters 10f verbunden ist.

Die jeweiligen Eingangsanschlüsse des NAND-Verknüpfungsgliedes 141 sind mit dem Ausgangsanschluß der Taktimpuls-Generatorschaltung 10c, dem Ausgangsanschluß B der monostabilen Schaltung 10b, dem Ausgangsanschluß D des Detektorschalters 13 und dem Ausgangsanschluß A der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a verbunden, während der Ausgangsanschluß des NAND-Verknüpfungsgliedes 141 mit einem Eingangsanschluß C des Zweirichtungs-Schieberegisters 10f verbunden ist.

Wenn dem Eingangsanschluß P des Zweirichtungs-Schieberegisters 10f Impulssignale zugeführt werden, werden seine Ausgangsanschlüsse Q₁, Q~, Q, und Q. aufeinanderfolgend in dieser Reihenfolge weitergeschaltet, während, wenn die Impulssignale dem Eingangsanschluß C zugeführt werden, die Ausgangsanschlüsse Q., Q,, Qp und Q₁ in dieser Reihenfolge aufeinanderfolgend weitergeschaltet werden. Die Ausgangsanschlüsse Q₁/ Q_?i Q-, und Q. sind mit einem Schalt-Kreis 10g verbunden, der aus Widerständen 142, 143, 144 und 145, Transistoren 146, 147, 148 und 149 sowie eine Gegen-EMK absorbierenden Dioden 150, 151, 152 und 153 besteht und wiederum mit Feldspulen Cw C-, C-. und C. des Vierphasen-Schrittmotors 11 verbunden ist. Wenn die Impulssignale dem Eingangsanschluß P des Zweirichtungs-Schieberegisters 10f zugeführt werden, werden daher die Transistoren 146, 147, 148 und 149 aufeinanderfolgend durchgeschaltet und die Feldspulen C₁, C₂, C-, und C. des

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Schrittmotors 11 aufeinanderfolgend erregt, so daß sich der Schrittmotor 11 in Richtung des Pfeiles gemäß Fig. 3 dreht. Entsprechend der Drehbewegung des Schrittmotors 11 in Richtung des Pfeiles wird das Nebendurchlaßventil 12 in einer Richtung betätigt, in der es sich öffnet. Wenn dagegen die Impulssignale dem Eingangsanschluß C zugeführt werden, wird der Schrittmotor 11 in einer zu der Pfeilrichtung entgegengesetzten Richtung gedreht, so daß das Nebendurchlaßventil

12 in einer Richtung betätigt wird, in der es sich schließt. 10

Die Steuereinheit 10 und der Schrittmotor 11 werden von einer Batterie 201 mit Strom versorgt, und zwar über einen Schalter 200, der in Wirkverbindung mit dem Zündschalter der Brennkraftmaschine 1 steht. 15

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform dient der Vergaser 2 in der üblichen Weise zur Brennstoffdosierung und unterscheidet sich lediglich dadurch von bekannten Vergasern, daß er zur Bildung eines Gemisches mit einem Luft-Brennstoff-Verhältnis eingestellt ist, das hinsichtlich seines Brennstoffanteiles im Vergleich zu dem zu steuernden und erhaltenden erwünschten Verhältnis von Luft zu Brennstoff ein wenig angereichert bzw. fett ist. Die reguläre Hauptluft wird mit der entsprechenden Brennstoffmenge gemischt und der Brennkraftmaschine 1 über den Hauptdurchlaß des Vergasers 2 und die Ansaugleitung 3 zugeführt. Nach Beendigung der Verbrennung in der Brennkraftmaschine 1 werden die Abgabe über die Auslaßleitung 7, den katalytischen Konverter 8 und den nicht gezeigten Auspuff in die Atmosphäre abge-

^O leitet, wobei das Luft-Brennstoff-Verhältnis des der Brennkraftmaschine 1 zugeführten Gemisches von dem in einem Teil des Abgasdurchlasses der Auslaßleitung 7 angebrachten Gasmeßfühler 9 festgestellt wird. Wenn die von dem Gasmeßfühler 9 abgegebene EMK größer als der vorgegebene Wert V ist,

^ stellt die Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a fest, daß das Luft-Brennstoff-Verhältnis des der Brenn-

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kraftmaschine 1 zugeführten Gemisches klein (fett) ist, und ein Signal des Wertes "1" wird an ihrem Ausgangsanschluß A abgegeben. Dementsprechend nimmt das Ausgangssignal der monostabilen Schaltung 10b für die Dauer der vorgegebenen Zeitdauer t den Wert "0" an, und dieses Signal des Wertes "0" wird dem NAND-Verknüpfungsglied 140 der Befehlsschaltung 10e zugeführt. Außerdem wird das von der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a abgegebene Signal des Wertes "1" von dem Inverter 105 zu einem Signal des Wertes "0" invertiert, das dem NAND-Verknüpfungsglied 141 der Befehlsschaltung 10e zugeführt wird. Dies hat zur Folge, daß die beiden NAND-Verknüpfungsglieder 140 und 141 sperren und die von der Taktimpuls-Generatorschaltung 10c abgegebenen Impulssignale nicht langer dem Zweirichtungs-Schieberegister 10f zugeführt werden, so daß der Schrittmotor 11 die Bewegung des NebendurchlaßventiIs 12 unterbricht bzw. zum Stillstand bringt. Nach Ablauf der Zeitdauer t nimmt das Ausgangssignal der monostabilen Schaltung 10b den Wert "1" an, und dieses Signal des Wertes "1" wird dem NAND-Verknüpfungsglied 140 zugeführt. Dementsprechend werden die von der Taktimpuls-Generatorschaltung 10b abgegebenen Impulssignale als Ausgangssignale der Befehlsschaltung 10e dem Eingangsanschluß P des Zweirichtungs-Schieberegisters 10f über das NAND-Verknüpfungsglied 140 zugeführt. Dies hat zur Folge, daß der Schrittmotor 11 in Pfeilrichtung gedreht wird, so daß die öffnung des Nebendurchlaßventi Is 12 vergrößert und mit der Vergrößerung der Öffnung des NebendurchlaßventiIs 12 die dem Vergaser unterhalb bzw. stromabwärts des Drosselventils 14 zugeführte Zusatzluftmenge erhöht wird, wodurch das Luft-Brennstoff-Verhältnis des der Brennkraftmaschine 1 zugeführten Gemisches vergrößert (abgemagert) wird.

Wenn dagegen das Luft-Brennstoff-Verhältnis aufgrund der erhöhten Zusatzluftmenge derart vergrößert wird, daß die von dem Gasmeßfühler 9 abgegebene EMK kleiner als die vorgegebene Spannung V wird, ändert das Ausgangssignal der Luft-

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-Λ-1 ^{Β 8209}

"¹⁷" ?7?ΛΠ^3

Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a seinen Zustand, so daß ein Signal des Wertes "0" erzeugt wird. Das Nebendurchlaßventi1 12 wird somit durch die Wirkung der monostabilen Schaltung 10b für die Dauer der vorgegebenen Zeitdauer t in der gleichen Weise wie vorstehend in Verbindung mit dem öffnen des NebendurchlaßventiIs 12 beschrieben, zum Stillstand gebracht, woraufhin ein Signal des Wertes "1" dem NAND-Verknüpfungsglied 141 zugeführt wird, so daß die von der Taktimpuls-Generatorschaltung 10c abgegebenen Impulssignale dem Eingangsanschluß C des Zweirichtungs-Schieberegisters 10f zugeführt werden. Wenn dies erfolgt, wird der Schrittmotor 11 in einer zu der Pfeilrichtung entgegengesetzten Richtung gedreht, was dazu führt, daß das Nebendurchlaßventi 1 12 in die Schließrichtung des Ventils gedreht wird. Dies hat zur Folge, daß die dem Vergaser unterhalb bzw. stromabwärts des Drosselventils 4 zugeführte Zusatzluftmenge verringert wird, so daß auch das Luft-Brennstoff-Verhältnis des der Brennkraftmaschine 1 zugeführten Gemisches abnimmt.

Um zu verhindern, daß die Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a das Nebendurchlaßventi1 12 weiterdreht und es in eine Uberschwing- bzw. Ubersteuerungsposition bringt, wenn das Gemisch das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis auch dann nicht erreicht, wenn das Nebendurchlaßventi1 12 bereits vollständig geschlossen ist, werden bei diesem Vorgang, wenn der Detektorschalter 13 feststellt, daß sich das Nebendurchlaßventi1 12 in der vollständig geschlossenen Ventilstellung befindet, die Kontakte 13b geschlossen, so daß ein Signal des Wertes "0" abgegeben und das NAND-Verknüpfungsglied 141 gesperrt werden, wodurch die Zuführung der Impulssignale zu dem Zweirichtungs-Schieberegister 10f unterbrochen und dadurch verhindert wird, daß der Schrittmotor 11 das Nebendurchlaßventi1 12 weiter in die Schließrichtung des Ventils dreht. Auf diese Weise wird ein genauer, störungsfreier Betrieb des NebendurchlaßventiIs 12 ermöglicht.

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'^;r?2

Nachstehend soll nun der Steuervorgang des Nebendurchlaßventils 12 unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert werden. Wenn das Ausgangssignal der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a seinen Zustand zur Zeit t.. ändert, wie dies unter (A) in Fig. 4 dargestellt ist/ nimmt das Ausgangssignal der monostabilen Schaltung 10b während der vorgegebenen Zeitdauer t den Wert "0" an, was unter (B) in Fig. 4 veranschaulicht ist. Gemäß der Darstellung unter (C) in Fig. 4 wird daher die Bewegung des Nebendurchlaßventils 12 während der Dauer des Zeitabschnitts t unterbrochen bzw. zum Stillstand gebracht und die öffnung des Ventils während dieser Zeitdauer konstant gehalten, woraufhin das Nebendurchlaßventil 12 zur Ausführung einer Bewegung in die Schließrichtung des Ventils betätigt wird.

Für den Fall, daß über den Gasmeßfühler 9 eine fehlerhafte Erfassung der Sauerstoffkonzentration erfolgt, so daß die Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a zur Zeit t_ einen kurzzeitigen Momentanimpuls erzeugt, wie dies unter (A) in Fig. 4 dargestellt ist, wird die Bewegung des NebendurchlaßventiIs 12 aufgrund der Wirkung der monostabilen Schaltung 10b für die Dauer des Zeitabschnitts t unterbrochen bzw. zum Stillstand gebracht, so daß eine fehler hafte Betätigung, bei der die Bewegungsrichtung des Nebendurchlaßventils 12 geändert und das Ventil in seiner Öffnungs richtung betätigt wird, verhindert wird.

Wenn dagegen das jeweilige Luft-Brennstoff-Verhältnis des Gemisches während z.B. einer Zeitdauer T. in der Nähe des vorgegebenen Verhältnisses (des stöchiometrisehen Verhältnisses) liegt und das Ausgangssignal der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungschaltung 10a seinen Zustand in einem kurzen Zeitintervall ändert, wie dies unter (A) in Fig. 4 dargestellt ist, behält das Ausgangssignal der monostabilen Schaltung 10b während dieser Zeitdauer den Wert "0" bei, wie dies unter (B) in Fig. 4 dargestellt ist, so daß das Nebendurchlaßventil 12 im wesentlichen im Stillstand ge-

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halten und weder geöffnet noch geschlossen wird. Bei niedriger Drehzahl und geringer Belastung der Brennkraftmaschine 1 wird daher das Auftreten von Rüttelerscheinungen aufgrund einer übermäßigen Zufuhr von Zusatzluft verhindert und der Verschleiß bzw. die Abnutzung des NebendurchlaßventiIs 12 und seiner Halterungsteile einschließlich der Lager usw. mit der Folge einer Erhöhung ihrer Haltbarkeit und Lebensdauer verringert.

Wenn anstelle des Merkmals der vorstehend beschriebenen Ausführungsform, daß der erste und zweite monostabile Multivibrator der monostabilen Schaltung 10b die gleiche Zeitkonstante und damit die gleiche monostabile Zeitdauer t aufweisen, die monostabile Zeitdauer des ersten monostabilen Multivibrators gegenüber derjenigen des zweiten monostabilen Multivibrators verlängert wird, wird die öffnung des Nebendurchlaßventi Is 12 im ganzen vergrößert und das Luft-Brennstoff verhältnis des Gemisches auf einen Wert gesteuert, der größer (magerer) als das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis ist, während, wenn die monostabile Zeitdauer des ersten monostabilen Multivibrators im Vergleich zu derjenigen des zweiten monostabilen Multivibrators verkürzt wird, die öffnung des NebendurchlaßventiIs 12 im ganzen verkleinert wird und das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Gemisches auf einen Wert gesteuert wird, der kleiner (angereicherter bzw. fetter) als das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis ist.

In Fig. 5 ist eine modifizierte Ausführungsform der monostabilen Schaltung 10b veranschaulicht. Die in Fig. 5 dargestellte monostabile Schaltung 10b weist zusätzlich einen Widerstand 200 auf, dessen Widerstandswert geringer als derjenige des Widerstands 117 (des Widerstandes 121) ist, und die Zeitkonstante der monostabilen Schaltung 10b wird durch wahlweise erfolgendes Einfügen der Widerstände 117 und 200 in den Stromkreis geändert, was mittels eines Erwärmungsmeß-

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fühlers 214 erfolgt, dessen Kontakte 214a und 214b geschlossen sind, wenn die Brennkraftmaschine 1 kalt ist, während die Kontake 214a und 214c geschlossen sind, wenn sich die Brennkraftmaschine 1 erwärmt hat. Auf diese Weise haben der erste und zweite monostabile Multivibrator vor und während des Erwärmungsvorgangs der Brennkraftmaschine unterschiedliche Zeitkonstanten, wodurch das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Gemisches auf einen Wert gesteuert wird,der angereicherter bzw. fetter als das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis ist, so daß ein ruhiger, gleichmäßiger und zufriedenstellender Betrieb der Brennkraftmaschine gewährleistet ist, während nach der Erwärmung der Brennkraftmaschine 1 der erste und zweite monostabile Multivibrator die gleiche Zeitkonstante aufweisen und die Brennkraftmaschine auf den Normalbetrieb zurückgeführt wird, bei dem sie mit einem das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis aufweisenden Gemisch versorgt wird.

Der Erwärmungsmeßfühler 214 kann aus einem Thermo- oder Temperaturschalter bestehen, der z.B. die Temperatur des Kühlwassers oder des Zylinderblocks der Brennkraftmaschine 1 erfaßt.

Nachstehend soll nun eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden. Während bei der ersten Ausführungsform der Schrittmotor kontinuierlich von Impulsen mit einer festen Impulsfolgefrequenz betätigt wird, wird bei der nachstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform der Schrittmotor intermittierend betätigt und die Zusatz-Luftmenge gesteuert, indem der Verzögerungszeitfaktor der Brennkraftmaschine berücksichtigt wird. Zu diesem Zweck stellt die bei dieser Ausführungsform verwendete Steuereinheit die Drehzahl der Brennkraftmaschine und eine Beschleunigung oder Verzögerung der Brennkraftmaschine fest. 35

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Gemäß Fig- 1, in der der allgemeine Aufbau des Einstellsystems veranschaulicht ist, erzeugt ein Maschinendrehzahlgeber 14 Signale synchron mit der Drehbewegung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 oder entsprechend der Umlaufgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Brennkraftmaschine 1, d.h., bei dieser Ausführungsform wird das von der Primärwicklung der üblicherweise im Zündsystem der Brennkraftmaschine 1 Verwendung findenden Zündspule abgegebene intermittierende Signal ausgenutzt und als Ausgangssignal des Maschinendrehzahlgebers 14 der Steuereinheit 10 zugeführt.

Ein Beschleunigungs/Verzögerungsschalter 15 ist in der Ansaugleitung 3 angebracht und wird entsprechend den Änderungen des in der Ansaugleitung herrschenden Ansaug-Vakuums elektrisch ein- und abgeschaltet. D.h., der Schalter 15 wird bei einer plötzlichen Änderung des Ansaugvakuums wie im Falle einer Beschleunigung oder Verzögerung der Brennkraftmaschine 1 eingeschaltet bzw. geschlossen und sein Ausgangssignal der Steuereinheit 10 zugeführt.

Der Aufbau des Beschleunigungs/Verzögerungsschalters ist in Fig. 6 dargestellt und veranschaulicht, daß der Schalter 15 ein sogenannter Membranschalter, d.h., ein Schalter, des Membrantyps ist. Wie Fig. 6 zu entnehmen ist, weist der Schalter 15 zwei von einem Gehäuse 15a gebildete Kammern 15c und 15d sowie eine Membran 15b auf, wobei die Kammern über eine Öffnung 15e in der Membran 15b miteinander in Verbindung stehen. In den Kammern 15c und 15d sind jeweils Gegenfedern 15f und 15f_ angebracht, die einen Druck auf die Membran 15b ausüben, wobei die Kammer 15c außerdem mit der Ansaugleitung 3 in Verbindung steht. An der Membran 15b ist ein elektrisch leitendes Achselement 15g fest angebracht, das an seinem vorderen Ende einen Kontakt 15h aufweist. Ein Gleitkontakt 15i steht ständig mit dem Achselement 15g in Berührung, und außerdem sind Anschlüsse 15j und 15k derart angeordnet, daß sie jeweils nur dann mit dem Achselement

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15g in Kontakt stehen, wenn dieses bestimmte, vorgegebene Stellungen einnimmt. Ein Relais 15m wird in Abhängigkeit davon, ob das Achselement 15g mit den Anschlüssen 15j und 15k in Kontakt steht oder nicht, derart betätigt, daß Kontakte 15m. und 15m„ geschlossen werden bzw. sind, wenn die Anschlüsse Kontakt haben, während die Kontakte 15In₁ und 15m., geschlossen werden bzw. sind, wenn die Anschlüsse keinen Kontakt haben. Auf diese Weise wird das Relais 15m entsprechend einer Beschleunigung oder Verzögerung der Brennkraftmaschine 1 von einer Schaltstellung in die andere gebracht.

Der Maschinendrehzahlgeber 14 und der Beschleunigungs/ Verzögerungsschalter 15 bilden zusammen eine Verzögerungszeit-Erfassungseinheit zur Feststellung des Verzögerungszeitfaktors der Brennkraftmaschine 1. Die restlichen Bauteile der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 1 entsprechen den bereits in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschriebenen

Bauteilen.
20

Nachstehend soll zunächst die Steuereinheit 10 unter Bezugnahme auf ihr Blockschaltbild gemäß Fig. 7 beschrieben werden. Die Steuereinheit 10 erhält als Eingangssignale das Ausgangssignal des Gasmeßfühlers 9 bzw. ein Luft-Brenn-

stoff-Signal, das dem mit dem Luft-Brennstoff-Verhältnis des Gemisches in enger Beziehung stehenden Sauerstoffgehalt der Abgase entspricht, die Ausgangssignale des Maschinendrehzahlgebers 14 und des Beschleunigungs/Verzögerungsschalters 15, die die Verzögerungszeit-Erfassungseinheit bilden, und das Ausgangssignal des die vollständig geschlossene Stellung des NebendurchlaßventiIs 12 erfassenden Detektorschalters 13. Die Steuereinheit 10 umfaßt eine Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a zur Unterscheidung des von dem Gasmeßfühler 9 abgegebenen Luft-Brennstoffverhältnis-Signals, eine Steuerimpulsgeneratorschaltung 10b zur Erzeugung von Zeitsteuerimpulsen mit einer dem Ver-

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zögerungszeitfaktor der Brennkraftmaschine 1 entsprechenden Dauer bzw. Periode, eine Oszillatorschaltung 10c zur Erzeugung von Taktimpulsen mit einer vorgegebenen Impulsfolgefrequenz, eine auf die Zeitsteuerimpulse und die Taktimpulse ansprechende Impulsgeneratorschaltung 10d zur Erzeugung von Antriebsimpulsen zum Antrieb des Schrittmotors 11, eine Befehlsschaltung 10e zur logischen Steuerung der Ausgangssignale der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a und der Antriebsimpulsgeneratorschaltung 10d, ein Zweirichtungs-Schieberegister 10f, dessen Ausgangssignale entsprechend den von der Befehlsschaltung 10e abgegebenen Signalen aufeinanderfolgend w,eitergeschaltet werden, und eine Stromversorgungsschaltung 10g zur Steuerung der Erregung des Schrittmotors 11 entsprechend den von dem Zweirichtungs-Schieberegister 10f abgegebenen Ausgangssignalen, wodurch die Schrittmotor 11 in der richtigen Weise betrieben wird.

Nachstehend soll die Steuereinheit 10 nun unter Bezugnahme auf Fig. 8 im einzelnen beschrieben werden. Die Luft-

Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a besteht aus einem Eingangswiderstand 101, Spannungsteilerwiderständen 102 und' 103 sowie einem Operationsdifferenzverstärker 104, dessen nicht-invertierender Eingangsanschluß über den Eingangswiderstand 101 mit dem Gasmeßfühler 9 verbunden ist, während

sein invertierender Anschluß an dem Spannungsteilerpunkt der Spannungsteilerwiderstände 102 und 103 liegt. Das Ausgangssignal des Gasmeßfühlers 9 wird mit der von den Teilerwiderständen 102 und 103 bestimmten, vorgegebenen Spannung V

(der Spannung, die gleich der von dem Gasmeßfühler 9 im Bereich des stöchiometrisehen Luft-Brennstoff-Verhältnisses erzeugten EMK entspricht) derart verglichen,daß ein Ausgangssignal des Wertes "1" an einem Ausgangsanschluß B₁ der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a abgegeben wird, wenn das Ausgangssignal des Gasmeßfühlers 9 über der vorgegebenen Spannung liegt bzw. das Gemisch fetter als das

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stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis ist, während ein Ausgangssignal des Wertes "0" an dem Ausgangsanschluß B, erzeugt wird, wenn das Ausgangssignal des Gasmeßfühlers 9 unter der vorgegebenen Spannung liegt bzw. das Gemisch magerer als das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis ist, und ein zu dem an dem Anschluß B. anliegenden Ausgangssignal entgegengesetzt gerichtetes Signal an einem Ausgangsanschluß B_ erzeugt wird. Die die Zeitsteuerimpulse erzeugende Steuerimpulsgeneratorschaltung 10b besteht aus

"Ό einer Regenerations- oder Impulsformerschaltung, die Widerstände 106, 108 und 109, einen Kondensator 107 und einen Transistor 110 aufweist, einem Binärzähler 111, einer ersten Impuls-Differenzierschaltung, die einen Inverter 112, einen Widerstand 113, einen Kondensator 114 und ein UND-Ver-

^ knüpfungsglied 115 aufweist, einer zweiten Impuls-Differenzierschaltung, die einen Inverter 116, einen Widerstand 117, einen Kondensator 118 und ein UND-Verknüpfungsglied 119 aufweist, einer dritten Impuls-Differenzierschaltung, die einen Inverter 120, einen Widerstand 121, einen Kondensator 122 und ein UND-Verknüpfungsglied 123 aufweist, UND-Verknüpfungsgliedern 125 und 126, D-Flip-Flops 128 und 127, UND-Verknüpfungsgliedern 129 und 130, einem ODER-Verknüpfungsglied 131 sowie Invertern 127a und 128a.

²^ Die von der Primärwicklung der den Maschinendrehzahlgeber 14 bildenden Zündspule erzeugten Impulssignale werden von der Impulsformerschaltung regeneriert und sodann in dem Binärzähler 111 einer Frequenzteilung unterworfen. Das Frequenzteilverhältnis wird von dem Beschleunigungs/Verzögerungsschalter 15 bestimmt und ist bei dieser Ausführungsform derart vorgegeben, daß ein Ausgangssignal Q₁ (Ausgangssignal geteilt durch den Faktor 2) bei einer Beschleunigung oder Verzögerung der Brennkraftmaschine 1 erzeugt wird, während ein Ausgangssignal Q, (Ausgangssignal geteilt durch den Faktor 8) bei jedem anderen Betrieb der Brennkraftmaschine 1 erzeugt wird. Die erste Impuls-Differenzierschaltung bildet

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aus den frequenzgeteilten Ausgangssignalen des Binärzählers 111 positiv differenzierte Impulse, wie dies unter (A) in Fig. 9 dargestellt ist.

Es ist somit ersichtlich, daß diese differenzierten Impulse oder Zeitsteuerimpulse synchron mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine erzeugt werden und eine der Drehzahl der Brennkraftmaschine umgekehrt proportionale Dauer bzw. Periode aufweisen, wobei die Dauer bzw. Periode der Zeitsteuerimpulse während der Dauer von Beschleunigungsund Verzögerungsperioden ein Viertel derjenigen Dauer bzw. Periode beträgt, die im normalen Betriebszustand erhalten wird. Die zweite und dritte Impuls-Differenzierschaltung erhalten als Eingangssignale die Ausgangssignale der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a, so daß die zweite Impuls-Differenzierschaltung die unter (C) in Fig. 9 dargestellten positiv differenzierten Impulse erzeugt, wenn das Ausgangssignal an dem Anschluß B₁ der Luft-Brennstoff verhältnis-ünterscheidungsschaltung 10a von dem Wert "0" auf den Wert "1" übergeht (wenn das Gemisch fetter ist), während die dritte Impuls-Differenzierschaltung die unter (D) in Fig. 9 dargestellten positiv differenzierten Impulse erzeugt, wenn das Ausgangssi gna.l an dem Anschluß B- der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a von dem Wert "0" auf den Wert "1" übergeht (wenn das Gemisch magerer ist).

Die UND-Verknüpfungsglieder 125 und 126 erhalten die Ausgangssignale der ersten Impuls-Differenzierschaltung und der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a als Verknüpfungseingangssignale, so daß, wenn das Ausgangssignal an dem Anschluß B₁ der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a den Wert "1" annimmt, das UND-Verknüpfungsglied 125 geöffnet wird und die von der ersten Impuls-Differenzierschaltung abgegebenen differenzierten Impulse weitergeleitet werden, wie dies unter (E) in Fig.

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veranschaulicht ist, während, wenn das Ausgangssignal an dem Anschluß B_ der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a den Wert "1" annimmt, das UND-Verknüpfungsglied 126 geöffnet wird und die von der ersten Impuls-Di fferenzierschaltung abgegebenen differenzierten Impulse weitergeleitet werden, wie dies unter (F) in Fig. 9 dargestellt ist.

Die D-Flip-Flops 127 und 128 liegen mit ihren Setzanschlüssen S an iiasse, während ihre Verzögerungsanschlüsse D mit der Stromquelle verbunden sind. Das D-Flip-Flop 127 erhält als Eingangssignale an seinem Rückstellanschluß R die Ausgangssignale der zweiten Impuls-Differenzierschaltung und an seinem Taktanschluß CL über den Inverter 127a die Ausgangssignale des UND-Verknüpfungsgliedes 125. Das D-FIip-Flop 128 erhält als Eingangssignale an seinem Rückstellanschluß R die Ausgangssignale der dritten Impuls-Differenzierschaltung und an seinem Taktanschluß CL über den Inverter 128a die Ausgangsrignale des UND-Verknüpfungsgliedes 126. 20

Beide D-Flip-Flops 127 und 128 sind derart aufgebaut, daß das Ausgangssignal Q auf den Wert "0" zurückgestellt wird, wenn ein Rückstellsignal des Wertes "1" dem Rückstellanschluß R zugeführt wird, wobei das Ausgangssignal Q von dem Wert "0" auf den Wert "1" übergeht, wenn das an dem Taktanschluß CL anliegende Eingangssignal von dem Wert "0" auf den Wert "1" übergeht. Danach verbleibt das Ausgangssignal Q auch dann, wenn das an dem Taktanschluß anliegende Eingangssignal seinen Zustand ändert, auf dem Wert "1" bis ein Rück-Stellsignal des Wertes "1" dem Rückstellanschluß R zugeführt wird.

Das Ausgangssignal Q (an einem Anschluß G) des D-Flip-Flops 127 erhält daher den unter (G) in Fig. 9 dargestellten Verlauf entsprechend den Ausgangssignalen der zweiten Impuls-

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Differenzierschaltung und des UND-Verknüpfungsgliedes 125, die jeweils unter (C) bzw. (E) in Fig. 9 dargestellt sind, während das Ausgangssignal Q (an einem Anschluß I) des D-Flip-Flops 128 den unter (I) in Fig. 9 dargestellten Verlauf entsprechend den Ausgangssignalen der dritten Impuls-Differenzierschaltung und des UND-Verknüpfungsgliedes 126 erhält.

Die Ausgangssignale der D-Flip-Flops 127 und 128 werden jeweils zusammen mit den Ausgangssignalen E und F der UND-Verknüpfungsglieder 125 und 126 von den UND-Verknüpfungsgliedern 130 und 129 logisch verknüpft, so daß das sich ergebende Ausgangssignal H des UND-Verknüpfungsgliedes 130 den unter (H) in Fig. 9 dargestellen Verlauf aufweist und "Ι·* das sich ergebende Ausgangssignal J des UND-Verknüpfungsgliedes 129 den unter (J) in Fig. 9 veranschaulichten Verlauf erhält.

Wenn das Ausgangssignal der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a von einem Wert auf den anderen Wert übergeht, wird somit das D-Flip-Flop 127 oder das D-Flip-Flop 128 auf den Wert "0" zurückgestellt. Danach geht bei einer Änderung des von der ersten Impuls-Differenzierschaltung synchron mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine erzeugten ersten differenzierten Impulses von dem Wert "1" auf den Wert "0" das Ausgangssignal des D-Flip-Flops 127 oder des D-Flip-Flops 128 auf den Wert "1" über, so daß das UND-Verknüpfungsglied 130 oder das UND-Verknüpfungsglied 129 den nach der Änderung des Ausgangssignals der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a von einem Wert auf den anderen Wert erzeugten ersten differenzierten Impuls unterbricht bzw. sperrt. Wenn das Ausgangssignal der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a danach unverändert bleibt, wird der zweite differenzierte

3-* Impuls sowie die folgenden Impulse invertiert und über das

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UND-Verknüpfungsglied 130 oder das UND-Verknüpfungsglied

129 weitergeleitet.

Das ODER-Verknüpfungsglied 131 führt die logische Verknüpfung der Ausgangssignale der UND-Verknüpfungsglieder

130 und 129 durch, so daß die unter (H) und (J) in Fig. dargestellten Ausgangssignale der UND-Verknüpfungsglieder einander überlagert sind und daher das Ausgangssignal des ODER-Verknüpfungsgliedes 131 den unter (K) in Fig. 9 dargestellten Verlauf annimmt.

Wenn jedoch das Ausgangssignal der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a während der in Fig. 9 dargestellten einen Periodendauer der Zeitsteuerimpulse von dem Wert "0" auf den Wert "1" oder von dem Wert "1" auf den Wert "0" übergeht, wird der erste Zeitsteuerimpuls nach dem Auftreten der Änderung gelöscht bzw. unterdrückt während, wenn die Änderungsdauer des Ausgangssignals der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a langer als die Dauer bzw. Periode der Zeitsteuerimpulse wird, die Zeitsteuerimpulse über das ODER-Verknüpfungsglied 131 weitergeleitet werden.

Die Oszillatorschaltung 10c besteht aus Invertern 132 und 134, einem Widerstand 133 und einem Kondensator

135 und erzeugt Grundtaktimpulse zum Antrieb des Schrittmotors 11.

Die die Antriebsimpulse erzeugende Impulsgeneratorschaltung 10d besteht aus einem NOR-Verknüpfungsglieder

136 und 137 aufweisenden RS-FIip-Flop, einem NOR-Verknüpf ungsglied 138 und einem Dekadenzähler 139. Wenn ein differenzierter Impuls des Wertes "1" einem Rückstellanschluß R des Dekadenzählers 139 zugeführt wird, werden seine Ausgänge Q₀ bis Q_g sämtlich auf den Signalv/ert "0" zurückgestellt. Die Zählung erfolgt jeweils dann, wenn der

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dem Eingangsanschluß CI zugeführte Taktimpuls von dem Wert "0" auf den Wert "1" übergeht, und es wird ein Ausgangssignal jeweils nacheinander an den Ausgängen Q , Q₁, .... und Q- abgegeben. Bei dieser Ausführungsform ist der Dekadenzähler 139 ein Bautyp, bei dem die Zählung mit Erreichen der Grundzahl zehn beendet und an einem überlauf- oder Übertrag-Anschluß CU bei Abschluß der Zählung ein Signal des Wertes "1" abgegeben wird. Das RS-Flip-Flop ist derart aufgebaut, daß das NOR-Verknüpfungsglied 136 von dem von der Zeitsteuer-Impulsgeneratorschaltung 10b abgegebenen Zeitsteuerimpuls getriggert wird, so daß das Ausgangssignal des NOR-Verknüpfungsgliedes 136 den Wert "0" annimmt und das NOR-Verknüpfungsglied 138 geöffnet wird, wodurch die von der Oszillatorschaltung 10c abgegebenen Taktimpulse dem Eingangsanschluß CI des Dekadenzählers 139 zugeführt werden. Gleichzeitig wird der Dekadenzähler 139 von dem Zeitsteuerimpuls zurückgestellt, so daß der Dekadenzähler 139 seinen Zählbetrieb entsprechend der Zuführung des Zeitsteuerimpulses aufnimmt. Wenn der Dekadenzähler 139 i Taktimpulse zählt, nimmt das Signal an seinem Ausgang Q. den Wert "1" an und das NOR-Verknüpfungsglied 137 des RS-Flip-Flops wird getriggert. Dementsprechend geht das Ausgangssignal des NOR-Verknüpfungsgliedes 136 auf den Wert "1" über und das NOR-Verknüpfungsglied 138 wird geschlossen, wodurch der Zählvorgang des Dekadenzählers 139 unterbrochen bzw. angehalten wird.

Als Ergebnis werden als Antwort auf jeden Zeitsteuerimpuls i Taktimpulse als Ausgangssignale des NOR-Verknüpfungsgliedes 138 erzeugt, wie dies unter (L) in Fig. 9 dargestellt ist, d.h., während eines jeden vorbestimmten Zeitintervalles wird eine bestimmte Anzahl von Antriebsimpulsen erzeugt. Bei dieser Ausführungsform ist die erzeugte Anzahl von Antriebsimpulsen auf einen Optimalwert voreingestellt, so daß der Steuerbereich des Luft-Brennstoff-Verhältnisses während der Dauer sowohl von stationären bzw. eingeschwunge-

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nen Dauerbetriebszuständen als auch Ubergangsbetriebszuständen verkleinert wird. Die unter (L) in Fig. 9 gezeigten Antriebsimpulse werden der Befehlsschaltung 10e zugeführt, so daß der Schrittmotor 11 entsprechend den von der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a abgegebenen Signalen in der gleichen bzw. ähnlichen Weise wie im Falle der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform betätigt wird.

Nachstehend soll nun die Wirkungsweise der bisher unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 6 bis 8 beschriebenen zweiten Ausführungsform der Erfindung, insbesondere die Wirkungsweise bzw. der Betrieb des NebendurchlaßventiIs 12,

unter Bezugnahme auf Fig. 9 erläutert werden. 15

Die Steuerimpulsgeneratorschaltung 10b erzeugt die unter (A) in Fig. 9 dargestellten Zeitsteuerimpulse entsprechend den von dem Maschinendrehzahlgeber 14 und dem Beschleunigungs/Verzögerungsechalter 15 abgegebenen Signalen.

Obwohl nicht dargestellt, erfolgt dies derart, daß während der Dauer eines Beschleunigungs- und Verzögerungsbetriebes die Dauer bzw. Periode der Zeitsteuerimpulse auf ungefähr ein Viertel des während der Normalbetriebsperioden erhaltenen Wertes verringert wird, wobei die Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 jedoch weiter besteht.

Außerdem ist unter (B₁) in Fig. 9 das Ausgangssignal B. der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a dargestellt, die zur Unterscheidung des Ausgangssignals des Gasmeßfühlers 9, das sich mit Änderungen des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des jeweils in dem Vergaser 2 gebildeten Gemisches ändert, dient.

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Die Drehrichtung des Schrittmotors 11 wird somit von dem unter (B₁) in Fig. 9 dargestellten Luft-Brennstoffverhältnis-Signal bestimmt, während die zeitliche Steuerung des Antriebs und die Antriebszeitdauer (der Antriebswinkel) von den unter (L) in Fig, 9 gezeigten Antriebsimpulsen bestimmt werden, was zu einem intermittierenden Antrieb des Schrittmotors 11 führt. Dieser Vorgang ist unter (M) in Fig. 9 durch die Linie I in Form einer Öffnungsbewegung des NebendurchlaßventiIs 12 veranschaulicht, so daß aus der Darstellung (M) gemäß Fig. 9 ersichtlich ist, daß der Schrittmotor 11 während vorbestimmter Zeitabschnitte synchron mit der Drehzahl bzw. der Umlaufgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine betätigt wird, während das Nebendurchlaßventi1 12 während anderer Zeitabschnitte vorübergehend angehalten wird.

Es ist somit ersichtlich, daß gemäß der zweiten Ausführungsform der Schrittmotor 11 entsprechend einem jeden Zeitsteuerimpuls derart betätigt wird, daß er während einer vorgegebenen Zeitdauer eine Drehbewegung über einen vorgegebenen Drehwinkel durchführt, wobei er während anderer Zeitabschnitte vorübergehend angehalten wird und dieser Vorgang wiederholt erfolgt. Dies führt dazu, daß die der Ansaugleitung 3 über den Zusatzluftdurchlaß 6 zugeführte Zusatzluftmenge intermittierend vergrößert und verkleinert wird.

Dies erlaubt eine Steigerung der Antriebsgeschwindigkeit (Steigung der Linie I unter (M) gemäß Fig. 9) des NebendurchlaßventiIs 12 durch den Schrittmotor 11, wodurch das Ansprechverhalten des NebendurchlaßventiIs 12 verbessert und dadurch Änderungen des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des Gemisches klein gehalten werden.

Ferner wird bei der zweiten Ausführungsform bei Ubergangsbetriebsznständen wie etwa während der Beschleunigungs-

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und Verzögerungsperioden» bei denen eine plötzliche Änderung der Ansaugluftmenge auftritt, die Dauer bzw. Periode der Zeitsteuerimpulse auf ungefähr ein Viertel des während der Normalbetriebsperioden erhaltenen Wertes verringert, was dazu führt, daß der Betriebszyklus des Schrittmotors 11 stark verkleinert wird, so daß die öffnung des Nebendurchlaßventils 12 schnell verändert und dadurch das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Gemisches schnell auf das gewünschte Luft-Brennstoff-Verhältnis zurückgeführt wird.

Ferner wird bei der zweiten Ausführungsform dann, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine hoch und die Ansaugluftmenge groß sind, die Dauer bzw. Periode der Zeitsteuerimpulse proportional zu der Drehzahl der Brennkraftmaschine verringert, so daß der Betriebszyklus des Schrittmotors 11 verkleinert und die Öffnung des Steuerventils 12 schneller verändert wird, wodurch das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Gemisches schnell auf den gewünschten Verhältniswert zurückgeführt wird, ohne eine größe Änderung aufgrund des Verzögerungszeitfaktors der Brennkraftmaschine 1 zu erfahren. Wenn dagegen die Drehzahl der Brennkraftmaschine niedrig und die Ansaugluftmenge gering sind, wird der Betriebszyklus des Schrittmotors 11 vergrößert und das öffnen des Nebendurchlaßventils 12 im ganzen langsam verändert, was mit der Erhöhung der Verzögerungszeit der Brennkraftmaschine 1 in Übereinstimmung steht. Auf diese Weise wird die Möglichkeit einer übermäßigen Zusatzluftzufuhr im niedrigen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine verhindert und die jeweilige Änderung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des Gemisches verkleinert, wodurch das Auftreten von Schwankungen und Rüttelerscheinungen beim Lauf der Brennkraftmaschine vermieden wird.

Indem somit der Schrittmotor 11 durch Zeitsteuerimpulse mit einer der Verzögerungszeit der Brennkraftmaschine 1 entsprechenden Dauer bzw. Periode intermittierend angetrieben und angehalten und dieser Vorgang bzw. Betrieb wiederholt

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durchgeführt wird, läßt sich die Zusatzluftmenge ständig über einen weiten Bereich von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine genau und zweckmäßig steuern.

Außerdem wird bei der zweiten Ausführungsform auch dann, wenn die Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a einen kurzzeitigen Momentanimpuls erzeugt oder wenn die Luft-Brennstoff-Verhältniswerte des Gemisches im Bereich des vorgegebenen Luft-Brennstoff-Verhältnisses (des stöchiometrisehen Verhältnisses) liegen und dadurch das Ausgangssignal der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a in kurzen Zeitintervallen von einem Wert auf den anderen Wert und wieder zurück wechselt, wie dies im Bereich T gemäß Fig. 9 dargestellt ist, der Schrittmotor 11 nicht betätigt, bevor nicht das Ausgangssignal der Unterscheidungsschaltung 10a den gleichen Wert während der Dauer eines Zeitabschnittes aufweist, in welchem zumindest zwei der unter (A) in Fig. 9 gezeigten Zeitsteuerimpulse erzeugt werden, wodurch das Nebendurchlaßventi1 im Stillstand gehalten wird. Hierdurch wird eine Fehlfunktion des NebendurchlaßventiIs 12 verhindert bzw. es wird verhindert, daß sich die Bewegungsrichtung des Nebendurchlaßventi Is 12 in kurzen Zeitintervallen ändert, wodurch eine stabile, gleichmäßige Steuerung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des Gemisches gewährleistet wird.

Wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Gemisches von dem vorbestimmten Verhältnis abweicht, wie vorstehend bereits beschrieben, wird das Nebendurchlaßventi1 12 natürlich entsprechend einem jeden Zeitsteuerimpuls betätigt, so daß die öffnung des NebendurchlaßventiIs 12 verändert und dadurch eine zufriedenstellende und stabile, gleichmäßige Steuerung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses auf das vorbestimmte Verhältnis erzielt wird.

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Die bei der zweiten Ausführungsform erfolgende Änderung der Dauer bzw. Periode der Zeitsteuerimpulse während Beschleunigungs- und Verzögerungsperioden durch den einen Frequenzteiler darstellenden Binärzähler 111 läßt sich auch durch Verwendung einer Antriebsimpulsgeneratorschaltung 1Od¹ erzielen, deren wesentliche Bauelemente in Fig. 10 veranschaulicht sind. Diese Schaltung unterscheidet sich dahingehend von der Antriebsimpulsgeneratorschaltung 1Od gemäß Fig. 8, daß zusätzlich ein Dekadenzähler 154 vorgesehen ist, dessen Eingangsanschluß CI mit dem überlauf- oder Übertrag-Anschluß CO des Dekadenzählers 139 und dessen Rückstellanschluß R mi t dem Rückstellanschluß R des Dekadenzählers 139 verbunden sind, während die Ausgangssignale der Dekadenzähler 139 und 154 wahlweise über den Beschleunigungs/Verzögerungsschalter 15 abgegeben werden.

Während bei Beschleunigungs- und Verzögerungsperioden die Dauer bzw. Periode der Zeitsteuerimpulse nicht verändert wird, wird bei dieser Ausführung die Anzahl der entsprechend einem jeden Zeitsteuerimpuls erzeugten Taktimpulse derart gewählt, daß sie entweder zwisehen O bis 9 oder 10 bis 99 liegt, so daß das Tastverhältnis der Antriebsimpulse und damit die Antriebszeitdauer des Schrittmotors 11 geändert werden, wodurch wiederum die Öffnung des Nebendurchlaßventils 12 während der Dauer von Beschleunigungs- und Verzögerungsperioden rasch verändert wird.

Da bei der zweiten Ausführungsform die von der Antriebsimpulsgeneratorschaltung 10d als Antwort auf jeden Zeitsteuerimpuls erzeugte Anzahl von Taktimpulsen gleich ist und somit die Antriebszeitdauer sowohl für das Öffnen als auch für das Schließen des Nebendurchlaßventils gleich ist, ist außerdem die Verwendung einer Antriebsimpulsgeneratorschaltung 10d" möglich, deren wesentliche Bauelemente in Fig. 11 dargestellt sind.Diese Schaltung unterscheidet sich von der Antriebsimpulsgeneratorschaltung 10d gemäß Fig. 8

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dahingehend, daß zusätzlich NOR-Verknüpfungsglieder 155, und 159, ein aus NOR-Verknüpfungsgliedern 157 und 158 bestehendes RS-Flip-Flop sowie ein Dekadenzähler 160 vorgesehen sind, wobei das NOR-Verknüpfungsglied 155 mit dem

Ausgangsanschluß K der Steuerimpulsgeneratorschaltung 10b und dem Ausgangsanschluß B_ der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a und das NOR-Verknüpfungsglied 156 mit dem Ausgangsanschluß K der Steuerimpulsgeneratorschaltung 10b und dem Anschluß B₁ der Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung 10a verbunden sind, so
daß der Dekadenzähler 139 die Anzahl der Antriebsimpulse
zum Schließen des Nebendurchlaßventils festlegt, während
der Dekadenzähler 160 die Anzahl der Antriebsimpulse zum
öffnen des Nebendurchlaßventils bestimmt.

Bei diesem Aufbau unterscheidet sich die Anzahl der als Antwort auf jeden Zeitsteuerimpuls zum öffnen des
Nebendurchlaßventils erzeugten Taktimpulse von derjenigen zum Schließen des Nebendurchlaßventils, so daß die Änderungsgeschwindigkeit bzw. das Änderungsmaß zum öffnen des Nebendurchlaßventils sich von derjenigen zum Schließen des Durchlaßventils unterscheidet, wodurch das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Gemisches auf einen anderen Wert als den stöchiometrisehen Verhältniswert steuerbar ist.

Wenn daher, wie in Fig. 11 dargestellt, ein Erwärmungsmeßfühler 17 (z.B. ein Meßfühler zur Erfassung der Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine), der sich zur Durchführung von Schaltfunktionen entsprechend dem Erwärmungszustand der Brennkraftmaschine 1 eignet, zur Änderung des Ausgangssignals des Dekadenzählers 160 vorgesehen ist,
kann das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Gemisches während der Anwärm- oder Erwärmungsperiode auf einen unter dem
stöchiometrisehen Luft-Brennstoff-Verhältnis liegenden Wert gesteuert und dadurch ein gleichmäßiger stetiger Betrieb
der Brennkraftmaschine im Erwärmungszustand gewährleistet werden. In diesem Falle ist der Dekadenzähler derart einge-

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stellt, daß Qi₁ = Qi > Qi ist. Natürlich kann das voreingestellte Luft-Brennstoff-Verhältnis in geeigneter Weise in Abhängigkeit von der Einstellung des Dekadenzählers geändert werden.
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Es sei erwähnt, daß die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Obwohl die Erfindung vorstehend als Luft-Durchflußmengen-Einstellsystem zur Steuerung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des in einem Vergaser gebildeten Gemisches beschrieben worden ist, kann sie auch auf ein System zur Kompensation bzw. zum Ausgleich der Luftdurchflußmenge in mechanisch oder elektronisch gesteuerten Brennstoff-Einspritzsystemen angewendet werden.

Außerdem kann die Erfindung zusätzlich zur Steuerung der Luftdurchflußrate in dem Einlaß- oder Ansaugsystem einer Brennkraftmaschine auch auf ein System zur Steuerung der Luftdurchflußrate in dem Auslaßsystem, wie etwa zur Steuerung des Zusatzluftdurchflusses für den Katalysator/ angewendet werden.

Auch können anstelle des als Antriebseinheit verwende ten Schrittmotors beliebige Gleichstrommotoren oder Wechsel strommotoren Verwendung finden oder alternativ können beliebige mechanische Betätigungseinrichtungen zusätzlich zu elektrischen Betätigungseinrichtungen verwendet werden.

Ferner können anstelle der aus dem Maschinendrehzahlgeber 14 und dem Beschleunigungs/Verzögerungsschalter bestehenden Verzögerungserfassungseinrichtung beliebige andere Meßfühler oder Meßwertgeber zur Erfassung anderer Verzögerungszeitfaktoren wie etwa des Ansaugvakuums, der Ansaugluf titienge, des Vakuums im Venturi abschnitt, des Drosselklappenwinkels, der Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. Fahrzeugdrehzahl,usw. sowohl einzeln als auch in Verbindung miteinander verwendet werden.

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Auch kann, wenn der verwendete Meßfühler oder Meßwertgeber eine Bauart aufweist, bei der sich das Ausgangssignal analog ändert, die Dauer bzw. Periode der Zeitsteuerimpulse z.B. von einem Spannungs-Frequenz-Umsetzer anstelle des Frequenzteilers analog geändert werden.

Wie der vorstehenden Beschreibung zu entnehmen ist, weist die Erfindung unter anderem den großen Vorteil auf, daß bei stationären bzw. eingeschwungenen Dauerbetriebszu-"Ό ständen einer Brennkraftmaschine ein Bestandteil der Abgase zur Steuerung der Zufuhr einer Zusatzluftmenge über einen weiten Bereich von Betriebszuständen der Brennkraftmaschine unter Berücksichtigung des Verzögerungszeitfaktors erfaßt und festgestellt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, '-* daß, da Fehlfunktionen und ein Versagen des Nebendurchlaßventils 12 verhindert werden können, bei Anwendung der Erfindung auf die Steuerung des Luft-Brennstoffverhältnisses eines Gemisches die Änderung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses in hohem Maße verringert und dadurch das Luft-Brennstoff-Verhältnis im wesentlichen konstant gehalten wird, wodurch eine effektive Ausnutzung der Eigenschaften des die Abgase der Brennkraftmaschine reinigenden Katalysators gewährleistet wird. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, daß das Auftreten von Schwankungen und Rüttelerscheinungen im Betrieb mit niedriger Drehzahl und geringer Belastung der Brennkraftmaschine verhindert werden kann, wodurch ein besseres Fahrverhalten gewährleistet ist.

Das vorstehend beschriebene Luft-Durchflußmengen-Ein-Stellsystem erzeugt somit ein Luft-Brennstoffgemisch mit

einem gewünschten Luft-Brennstoff-Verhältnis durch Steuerung der Bewegungsrichtung eines in einem Zusatzluft-Zufuhrrohr zur Zufuhr von Zusatzluft zu entweder dem Ansaugsystem oder dem Auslaßsystem einer Brennkraftmaschine angebrachten Neben-■* durchlaßventils entsprechend einem von einem in dem Auslaß-

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system der Brennkraftmaschine angebrachten Gasmeßfühler abgegebenen Ausgangssignal , das das Luft-Brennstoff-Verhältnis des der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches angibt. Entsprechend dem Ausgangssignal des Gasmeßfühlers wird ein zwei pegeliges bzw. zweiwertiges Betriebssignal erzeugt, dessen Schwellenwert dem gewünschten Luft-Brennstoff-Verhältnis entspricht. Nachdem das zweipegelige bzw. zweiwertige Betriebssignal von einem Wert auf den anderen Wert übergegangen ist, wird die Bewegung des Nebendurchlaßventils während einer bestimmten Zeitdauer unterbrochen bzw. angehalten. Falls gewünscht, kann die Unterbrechungsdauer der Bewegung des Durchlaßventils in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine geändert werden.

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Leerseite

Claims

B 8207 Patentansprüche 2 7 2 A 0 δ

. 1. ' Luft-Durchflußmengen-Einstellsystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Verbrennungskammer zur Leistungserzeugung, mit einem mit der Verbrennungskammer zur Zufuhr eines Luf t-Brennstof f gemisches in Wirkverbindung stehenden Ansaugsystem, mit einem mit der Verbrennungskammer zur Ableitung von Abgas aus der Verbrennungskammer an die Atmosphäre in Wirkverbindung stehenden Auslaßsystem, mit einem Zusatzluft-Zufuhrrohr, das mit zumindest entweder dem Ansaugoder dem Auslaßsystem zur Zufuhr von Zusatzluft für die Steuerung eines Luft-Brennstoff-Verhältnisses des Luft-Brennstoff gemisches auf einen gewünschten Wert in Verbindung steht, mit einer in dem Auslaßsystem zur Erfassung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des mit der Zusatzluft versorgten Luft-Brennstoff gemisches angeordneten Luft-Brennstoffverhältnis-Erfassungseinrichtung, mit einer in dem Zusatzluft-Zufuhrrohr zur Steuerung der zuzuführenden Zusatzluftmenge angeordneten Steuereinrichtung, und mit einer mit der Steuereinrichtung zu deren Antrieb in Wirkverbindung stehenden Antriebseinrichtung, gekennzeichnet durch eine mit der Luft-Brennstoffverhältnis-Erfassungseinrichtung (9) und der Antriebseinrichtung (11) elektrisch verbundene Steuerschaltung (10) zur Betätigung der Antriebseinrichtung (11) entsprechend dem festgestellten Luft-Brennstoff-Verhältnis, die eine mit der Luf t-Brennstof fverhältiiis-Erfassungseinrichtung (9) verbundene Luft-Brennstoffverhältnis-Unterscheidungsschaltung (10a), die das Ausgangssignal der Erfassungseinrichtung (9) mit einem voreingestellten Wert vergleicht und in Abhängigkeit von dem Vergleich ein Signal mit hohem oder niedrigem Wert erzeugt, sowie eine Einrichtung (10b, 10d, 10e, 10f) aufweist, die die Betätigung der Antriebseinrichtung (11) für einen Zeitabschnitt (t) unterbricht, nachdem das von der Unterscheidungsschaltung (10a) abgegebene Signal von einem Wert auf den anderen Wert übergegangen ist.

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2. Luft-Durchflußraengen-Einstellsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (10b, 200, 214) zur Änderung der Dauer des Zeitabschnitts (t) in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine vorgesehen ist.
3. Luft-Durchflußmengen-Einstellsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zeitsteuer-Impulsgeneratorschaltung (10b) zur Erzeugung von Steuerimpulsen, die in zeitlicher Beziehung zu einer Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) stehen, und durch eine Betätigungsschaltung (10c, 10d, 10e, 10f, 10g) zur intermittierenden Betätigung der Antriebseinrichtung (11) bei Erhalt der Zeitsteuerimpulse, wobei die Betätigung der Antriebseinrichtung unterbrochen wird, wenn ein Zeitsteuerimpuls während des Zeitabschnitts (t) erzeugt wird.
4. Luft-Duichflußmengen-Einstellsystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (14, 15, 111) zur Änderung der Impulsfolgefrequenz der Zeitsteuerimpulse bei einer schnellen Änderung des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine.
5. Luft-Durchflußmengen-Einstellsystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (1Od¹ bzw. 10d"), die die Durchflußsteigerungsrate der bei jedem Zeitsteuerimpuls zugeführten Zusatzluftmenge bei einer schnellen Änderung des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine ändert.

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