DE2301354B2 - Device for regulating the fuel-air ratio in internal combustion engines - Google Patents
Device for regulating the fuel-air ratio in internal combustion enginesInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02D41/1495—Detection of abnormalities in the air/fuel ratio feedback system
Description
9. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Schalteinrichtung eine Einrichtung zur Beeinflussung des Betriebsvcrhaltens der Brennkraftmaschine schaltbar ist.9. Device according to one of the preceding claims I to 6, characterized in that by means of the switching device, a device for influencing the operating behavior of the internal combustion engine is switchable.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln des Verhältnisses der einer Brennkraftmaschine zugef übrten Kraftstoff- und Luftantefle zueinander mit einer dem Abgas der Brennkraftmaschine ausgesetzten Abgasmeßsonde, von deren Ausgangssignal ein bestimmter Wert durch eine als Schwellwertschalter arbeitende Einrichtung zur Erzeugung einer korrigierenden Steuergröße abtastbar ist.The invention relates to a device for regulating the ratio of the fuel and air supplied to an internal combustion engine to one another with a The exhaust gas measuring probe exposed to the exhaust gas of the internal combustion engine, from the output signal of which a certain Value by a device operating as a threshold switch for generating a corrective Control variable is scannable.
Bei einer solchen durch die DE-OS 2116097 bekannten Einrichtung beeinflußt das Ausgangssignal des SchweHwertschalters die Kippzeit eines Steuermultivibrators, der die Menge des einzuspritzenden Kraftstoffs bestimmt, oder die Stellung einer Bypaß-LuftkJappe. Durch diese Einrichtung wird eine Korrekturverstellung der Grundsteuerung der Xraftstoff- und Luftanteile des in der Brennkraftmaschine zur Verbrennung kommenden Betriebsgemisches überlagert. Damit wird eine bestimmte Luftzahl λ des Betriebsgemisches eingehalten, bei dem die schädlichen Anteile im Abgas der Brennkraftmaschine möglichst klein sind. Es kann weiterhin eine in Verbindung mit einer optimalen katalytischen Abgasnachbehandlung notwendige Luftzahl λ eingehalten werden, die im speziellen Fall geringfügig unter dem Wert λ = 1 liegen kann.In such a device known from DE-OS 2116097, the output signal of the threshold switch influences the tilting time of a control multivibrator, which determines the amount of fuel to be injected, or the position of a bypass air cap. A correction adjustment of the basic control of the fuel and air components of the operating mixture coming to combustion in the internal combustion engine is superimposed by this device. In this way, a certain air ratio λ of the operating mixture is maintained, in which the harmful components in the exhaust gas of the internal combustion engine are as small as possible. Furthermore, an air ratio λ, which is necessary in connection with an optimal catalytic exhaust gas aftertreatment, can be maintained, which in the special case can be slightly below the value λ = 1.
Wenn die Abgasmeßsonde im Auspuffsystem der Brennkraftmaschine funktionsunfähig wird, gibt sie kein Ausgangssignal mehr ab. Da dieser Zustand der Anzeige eines mageren Kraftstoff-Luft-Gemisches gleichkommt, arbeitet die bekannte Regeleinrichtung in nachteiliger Weise so, daß das Kraftstoff-Luft-Gemisch in Richtung eines fetteren Gemisches verstellt wird.If the exhaust gas measuring probe in the exhaust system of the internal combustion engine becomes inoperable, it gives no more output signal. Because this condition indicates a lean fuel-air mixture the same, the known control device works in a disadvantageous manner so that the fuel-air mixture is adjusted in the direction of a richer mixture.
Es wurde weiterhin durch die ältere Patentanmeldung P 2206276 vorgeschlagen, das Ausgangssignal mit Hilfe eines Schwellwertschalters abzutasten, wobei dem Schwellwertschalter ein Zeitmeßglied nachgeschaltet ist, durch das der Zeitabstand der Umschal tvorgänge am Schwellwertschalter gemessen wird. Bei dieser Einrichtung steuert jedoch der Schwellwertschalter eine Integriereinrichtung, entsprechend deren Ausgangssignaf die Luftzahl λ des Kraftstoff-Luft-Gemisches gesteuert wird. Durch den verzögerten Anstieg des von der Integriereinrichtung abgegebenen Korrektursignals, charakterisiert durch die Integrationszeitkonstante, werden die Regelabweichungen, die über die Totzeiten der Regelstrecke auftreten, gemindert. Zur weiteren Reduzierung der Regelabweichungen wird bei der bekannten Einrichtung die Integrationszeitkonstante in Abhängigkeit von den ermittelten Abständen der Umschaltvorgänge am Schwellwertschalter verändert.It was also proposed by the earlier patent application P 2206276, the output signal to be sampled with the aid of a threshold switch, a timer connected downstream of the threshold switch by which the time interval between the switching processes at the threshold value switch is measured will. In this device, however, the threshold switch controls an integrating device accordingly the output signal of which the air ratio λ of the fuel-air mixture is controlled. Through the delayed rise in the correction signal output by the integrating device, characterized by the integration time constant, are the system deviations that occur over the dead times of the controlled system occur, diminished. To further reduce the control deviations, the known device the integration time constant as a function of the determined intervals between the switching processes changed at the threshold switch.
Ausgehend von dem bei der eingangs genannten Linrichtung auftretenden Problem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, durch die die Funktionsfähigkeit der Abgasmeßsonde erfaßbar ist.The invention is based on the problem that arises with the direction of travel mentioned at the beginning the underlying task of creating a device through which the functionality of the exhaust gas measuring probe is detectable.
Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der als Schwellwertschalter arbeitenden Einrichtung ein Zeitglied nachgeschaltet ist, durch das je nach Zustand des Zeitglieds eine Schalteinrichtung in eine erste oder zweite, das Betriebsverhalten der Abgasmeßsonde kennzeichnenden Schaltlage steuerbar ist.The stated object is achieved according to the invention in that the operating as a threshold switch Device is followed by a timer through which, depending on the state of the timer, a switching device into a first or second switching position characterizing the operating behavior of the exhaust gas measuring probe is controllable.
Damit erhält man in einfacher Weise einen Hinweis für die Funktionsfähigkeit der Abgasmeßsonde.This provides an indication of the functionality of the exhaust gas measuring probe in a simple manner.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den Un-Further advantageous refinements and expedient developments of the invention are the
teransprüchen ζ« entnehmen. Besonders vorteilhaft ist, daß durch die Schalteinrichtung die Regeleinrichtung, die einer das Verhältnis der Kraftstoff- und Luftanteile zueinander steuernden Einrichtung zugeordnet ist, zu- oder abschaltbar ist. Damit kann bei Ausfall der Abgasmeßsonde die Brennkraftmaschine in konventioneller Weise mit einem in Abhängigkeit von Betriebspararaetem gesteuerten Betriebsgemisch betrieben werden, das zwar nicht genau die gewünschte Lufczahl λ aufweist, aber auch nicht extrem weit von dem einzuhaltenden Wert abweicht.refer to claims ζ «. It is particularly advantageous that the control device, which is assigned to a device controlling the ratio of the fuel and air components to one another, can be switched on or off by the switching device. In this way, if the exhaust gas measuring probe fails, the internal combustion engine can be operated in a conventional manner with an operating mixture controlled as a function of operating parameters, which does not have exactly the desired air number λ , but also does not deviate extremely far from the value to be maintained.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung wird durch die Schalteinrichtung eine Einrichtung zur Beeinflussung des Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine geschaltet. Damit kann das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine so verschlechtert werden, daß der Fahrer des mit der Brennkraftmaschine betriebenen Fahrzeugs gezwungen ist, eine Werkstatt aufzusuchen, um den aufgetretenen Fehler beheben zu lassen.In another advantageous embodiment, the switching device provides a device for influencing the operating behavior of the internal combustion engine switched. This allows the operating behavior the internal combustion engine are so deteriorated that the driver of the engine operated Vehicle is forced to go to a workshop to rectify the error that has occurred allow.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit weiteren Ausgestaltungsmöglichkeiten beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in the following Description described in connection with further design options.
In der Zeichnung ist eine Abgasmeßsonde 1 dargestellt, die im Auspuffsystem einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine angeordnet ist. Diese Abgas-Meßsonde 1 liefert ein elektrisches Signal, das die Zusammensetzung des Abgases der Brennkraftmaschine charakterisiert. Dieses elektrische Signal ist an die Basis eines als Emitterfolger geschalteten Transistors 2 angelegt. Der Kollektor dieses Transistors 2 ist an eine gemeinsame Versorgungsleitung 3 angeschlossen, und der Emitter des Transistors 2 ist mit einem Widerstand 4 verbunden. Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors 2 und der dazu in Reihe geschaltete Widerstand 4 bilden einen ersten Brückenzweig einer Brückenschaltung 5. Ein zweiter Zweig dieser Brückenschaltung 5 wird durch die Reihenschaltung der Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 6 und eines Widerstandes 7 gebildet. Die Basis des Transistors 6 ist mit einem Spannungsteiler aus Widerständen 8 und 9 verbunden, wobei der Widerstand 9 einstellbar ist und mit einer gemeinsamen Versorgungsleitung 10 verbunden ist. Parallel zu der Reihenschaltung der beiden Widerstände 8 und 9 ist eine Zenerdiode 11 geschaltet. Ah den Verbindungspunkt der Anode der Zenerdiode 11 und des Widerstandes 8 ist ein Widerstand 12 angeschlossen, der mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 3 Verbindung hat. Der dritte Zweig der Brückenschaltung 5 wird durch einen Widerstand 13 gebildet, der mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 3 verbunden ist, und der vierte Zweig der Brückenschaltung 5 weist einen Widerstand 14 auf, der an die gemeinsame Versorgungsleitung 10 angeschlossen ist. Die Brückendiagonale der Brückenschaltung ist an einen Operationsverstärker 15 angeschlossen. Dabei ist der Verbindungspunkt der Widerstände 4 und 7 über einen Widerstand 16 mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 15 und der Verbindungspunkt der Widerstände 13 und 14 über einen Widerstand 17 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 15 verbunden. Mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 15 ist ein Widerstand 18 verbunden, der an die gemeinsame Versorgungsleitung 10 angeschlossen ist. Außerdem führt von dem Ausgang des Operationsverstärkers 15 eine Leitung zu dem Verbindungspunkt zweier Basisvorwiderstände 19 und 20, Der Basisvorwiderstand 19 ist dabei einem Transistor 21 und der Basisvorwiderstand 20 einem Transistor 22 zugeordnet. Diese Transistoren 21 und 22 bilden zusammen mit einem zwischen die Versorgungsleitungen 3 und 10 geschalteten Spannungsteiler aus Widerständen 23,24,25 und 26 eine Einrichtung zur Veränderung des Spannungshubes des Ausgangssignals des Operationsverstärkers 15. Dabei ist derIn the drawing, an exhaust gas measuring probe 1 is shown, which is not shown in the exhaust system Internal combustion engine is arranged. This exhaust gas measuring probe 1 supplies an electrical signal that the composition of the exhaust gas of the internal combustion engine characterized. This electrical signal is to the base a transistor 2 connected as an emitter follower is applied. The collector of this transistor 2 is connected to a common supply line 3 is connected, and the emitter of transistor 2 is connected to a resistor 4 connected. The collector-emitter path of transistor 2 and the one connected in series with it Resistor 4 form a first bridge branch of a bridge circuit 5. A second branch this bridge circuit 5 is made by the series connection of the collector-emitter path of a transistor 6 and a resistor 7 are formed. The base of the transistor 6 is made with a voltage divider Resistors 8 and 9 connected, the resistor 9 being adjustable and with a common one Supply line 10 is connected. In parallel with the series connection of the two resistors 8 and 9 is a Zener diode 11 is connected. Ah the connection point of the anode of the Zener diode 11 and the resistor 8, a resistor 12 is connected to the common supply line 3 connection Has. The third branch of the bridge circuit 5 is formed by a resistor 13, which is connected to the common Supply line 3 is connected, and the fourth branch of the bridge circuit 5 has a Resistor 14 which is connected to the common supply line 10. The bridge diagonal the bridge circuit is connected to an operational amplifier 15. Here is the connection point the resistors 4 and 7 via a resistor 16 to the inverting input of the Operational amplifier 15 and the connection point of resistors 13 and 14 via a resistor 17 is connected to the non-inverting input of the operational amplifier 15. With the outcome of the Operational amplifier 15 has a resistor 18 connected to it, which is connected to the common supply line 10 is connected. In addition, a line leads from the output of the operational amplifier 15 the connection point of two base series resistors 19 and 20, the base series resistor 19 is one Transistor 21 and the base series resistor 20 are assigned to a transistor 22. These transistors 21 and 22 together with a voltage divider connected between the supply lines 3 and 10 from resistors 23,24,25 and 26 a device for changing the voltage swing of the output signal of the operational amplifier 15. This is the
ι» Emitter des Transistors 21 an den Verbindungspunkt der Widerstände 23 und 24 und der Emitter des Transistors 22 an den Verbindungspunkt der Widerstände 25 und 26 angeschlossen, während die Kollektoren der beiden Transistoren 21 und 22 miteinander verbunden sind. Die miteinander verbundenen Kollektoren der Transistoren 21 und 22 sind über einen Schalter 27 mit einem Eingangswiderstand 28 eines Operationsverstärkers 29, der durch einen Integrierkondensator 30 als Integrierer arbeitet, verbunden.ι »emitter of transistor 21 at the connection point of resistors 23 and 24 and the emitter of transistor 22 to the junction of the resistors 25 and 26 are connected, while the collectors of the two transistors 21 and 22 are connected to one another are. The interconnected collectors of transistors 21 and 22 are via a switch 27 with an input resistor 28 of an operational amplifier 29, which is through an integrating capacitor 30 works as an integrator.
-1» Der Integrierkondensator 30 ist dabei zwischen den Ausgang und den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 29 geschaltet, an dier-en invertierenden Eingang ist auch der Eingangswiderstand 28 geschaltet. Mit Hilfe des Schalters 27 können anstelle- 1 "The integrating capacitor 30 is connected between the output and the inverting input of the operational amplifier 29, to the r -en-inverting input and the input resistor 28 is connected. With the help of the switch 27 can instead
y< des Eingangswiderstands 28 Widerstände 31 oder 32 als Emgangswiderstände mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 29 verbunden werden. Mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 29 ist ein Widerstand 33 verbun- y <of the input resistance 28, resistors 31 or 32 are connected as input resistances to the inverting input of the operational amplifier 29. A resistor 33 is connected to the non-inverting input of the operational amplifier 29.
1» den, der an den Verbindungspunkt der Widerstände 24 und 25 angeschlossen ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers ist über einen Widerstand 34 mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 10 verbunden. An den Ausgang des Operationsverstärkers 29 ist weiter-1 »the one at the junction of the resistors 24 and 25 is connected. The output of the operational amplifier is via a resistor 34 with the common supply line 10 connected. At the output of the operational amplifier 29 is further-
)'i hin ein weiter nicht dargestelltes Stellglied zur Beeinflussung des Kraftstoff-Luft-Gemisches der Bremskraftmaschine angeschlossen.) 'i towards an actuator, not shown, for influencing the fuel-air mixture of the brake engine connected.
Der Operationsverstärker 15 wirkt auf ein Zeitglied 36 ein, wobei von dem Ausgang des Operationsver-The operational amplifier 15 acts on a timing element 36, the output of the operational amplifier
4Ii stärkers 15 eine Leitung zu einem monostabilen Multivibrator führt, der das Zeitglied 36 auslöst. Der mono1 labile Multivibrator hat einen Transistor 37, der über eine Diode 38 und einen Kondensator 39 angesteuert wird. Die Kathode der Diode 38 ist dabei mit4Ii amplifier 15 leads a line to a monostable multivibrator, which triggers the timer 36. The mono 1 labile multivibrator has a transistor 37 which is controlled via a diode 38 and a capacitor 39. The cathode of the diode 38 is with it
ι. der Basis des Transistors 37 verbunden, gleichzeitig führt von der Basis des Transistors 37 ein Widerstand 40 zu der gemeinsamen Versorgungsleitung 3. An den Verbindungspunkt der Anode der Diode 38 und des Kondensators 39 ist ein Widerstand 41 angeschlossen,ι. connected to the base of transistor 37, simultaneously leads from the base of the transistor 37, a resistor 40 to the common supply line 3. To the A resistor 41 is connected to the connection point of the anode of the diode 38 and the capacitor 39,
>n der mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 10 Verbindung hat. Der Emitter des Transistors 37 ist an die gemeinsame Versorgungsleitung 3 und der Kollektor des Transistors 37 über einen Widerstand 42 mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 10 verbun-> n that is connected to the common supply line 10. The emitter of transistor 37 is on the common supply line 3 and the collector of the transistor 37 via a resistor 42 connected to the common supply line 10
->■-. den. Von dem Kollektor des Transistors 37 führt eine Verbindungsleitung über eine Diode 43 ζυ einem ersten Anschluß eines Kondensators 44, der mit seinem zweiten Anschluß an die gemeinsame Versorgungsleitung 3 angelegt ist. Parallel zu dem Kondensator 44-> ■ -. the. A connecting line leads from the collector of the transistor 37 via a diode 43 to a first connection of a capacitor 44, the second connection of which is connected to the common supply line 3. In parallel with the capacitor 44
ho ist ein Widerstar J 45 geschaltet. An den Verbindungspunkt der Diode 43 des Kondensators 44 und des Widerstandes 45 ist ein Basisvorwiderstand 46 eines in Emitterfolger-Schaltung betriebenen Transistors 47 angeschlossen. Der Kollektor des Transistorsho is a J 45 resistor connected. To the connection point the diode 43 of the capacitor 44 and the resistor 45 is a base series resistor 46 of a operated in emitter follower circuit transistor 47 connected. The collector of the transistor
,,, 47 ist mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 10 verbunden, und der Emitter des Transistors 47 ist über einen Widerstand 48 mit der Basis eines Schalttransistors 49 verbunden. An die Uasis des Schiilttransistors,,, 47 is connected to the common supply line 10 and the emitter of the transistor 47 is connected through a resistor 48 to the base of a switching transistor 49 connected. To the base of the switching transistor
23 Ol 35423 Ol 354
49 sind zwni Widerstände 50 und Sl angeschlossen, von denen der Widerstand 50 mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 3 Verbindung hat. An eine mit dem Widerstand 51 verbundene Klemme 52 können verschiedene, Betriebsparametern der Brennkraftmaschine entsprechende elektrische Signale zur Beeinflussung des Schalttransistors 49 angelegt werden. Die Bedeutung dieser Signale wird später erläutert. Der Emitter des Schalttransistors 49 ist an die gemeinsame Versorgungsleitung 3 angeschlossen, und vom Kollektor des Transistors führt eine Leitung zu einem Widerstand 53, der mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 10 Verbindung hat. Ebenfalls vom Kollektor des Schalttransistors 49 führt eine Verbindungsleitung zu einer Diode 54, deren Kathode mit den Kollektoren der Transistoren 2,1 und 22 Verbindung hat.49 are zwni resistors 50 and S1 connected, of which the resistor 50 with the common Supply line 3 has connection. A terminal 52 connected to the resistor 51 can various electrical signals corresponding to the operating parameters of the internal combustion engine for influencing of the switching transistor 49 are applied. The meaning of these signals is explained later. The emitter of the switching transistor 49 is connected to the common supply line 3, and from the collector of the transistor a line leads to a resistor 53, which is connected to the common supply line 10 connection. A connecting line also leads from the collector of the switching transistor 49 to a diode 54, the cathode of which is connected to the collectors of transistors 2, 1 and 22 Has.
Die Wirkungsweise^der beschriebenen Schaltanordnung ist folgende, über den Transistor 2 wird das Ausgangssignal der Abgas-Meßsonde 1 in den ersten Brückenzweig der Brückenschaltung 5 eingespeist. Dieses elektrische Signal, das Aufschluß über die Zusammensetzung des Abgases der Brennkraftmaschine gibt, bildet den Istwert für die Regeleinrichtung. Da die Abgas-Meßsonde 1 bei niedrigen Abgastemperaturen einen sehr hohen Innenwiderstand hat, muß die λ-Regeleinrichtung einen großen Eingangswiderstand haben. Der Transistor 2 wird deshalb in einer sogenannten Emitterfolger-Schaltung betrieben und bildet zusammen mit seinem Arbeitswiderstand 4 den erforderlichen Widerstand der Einrichtung.The mode of operation of the switching arrangement described is as follows, via the transistor 2 it is The output signal of the exhaust gas measuring probe 1 is fed into the first branch of the bridge circuit 5. This electrical signal provides information about the composition of the exhaust gas from the internal combustion engine forms the actual value for the control device. Since the exhaust gas measuring probe 1 at low exhaust gas temperatures has a very high internal resistance, the λ control device must have a large input resistance to have. The transistor 2 is therefore operated in a so-called emitter follower circuit and forms together with its working resistance 4, the required resistance of the device.
Der Sollwert, d. h. der Wert der Luftzahl λ, auf den das Kraftstoff-Luft-Gemisch eingeregelt werden soll, wird mit Hilfe der Zenerdiode 11 gebildet. Das dadurch entstehende Signal wird über den Spannungsteiler aus den Widerständen 8 und 9 und den Transistor 6 in den zweiten Brückenzweig der Brückenschaltung 5 eingegeben. Zur Einstellung des Sollwertes ist der Widerstand 9 einstellbar. Die Transistoren 2 und 6 in dem ersten und in dem zweiten Brückenzweig der Brückenschaltung 5 sind vom einander entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp. Sie sind so gestaltet, daß sich der Temperaturgang dieser beiden Transistoren kompensiert. Da die Vergleichsschaltung für den Sollwert und den Istwert als Briickenschaltung ausgebildet ist, ist sie von der Versorgungsspannung, die über die gemeinsamen Versorgungsleitungen 3 und 10 zugeführt wird, unabhängig. Diese Briickenschaltung ist dann abgeglichen, d. h. Sollwert und Istwert sind einander gleich, wenn an den Kollektor-Emitter-Strecten der Transistoren 2 und 6 die gleiche Spannung auftritt. Dies ist dann der Fall, wenn das Ausgangssignal der Abgasmeßsonde 1 und der Sollwert gleich groß sind. Bei Ungleichheit des Sollwertes und des Istwertes tritt in der Brückendiagonale der Brückenschaltung 5 eine Spannung auf. Ist beispielsweise die Ausgangsspannung der Abgas-Meßsonde 1, d. h. der Istwert größer als der Sollwert, dann wird die Brückenspannung am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 15 größer als am nichtinvertiereiiden Eingang des Operationsverstärkers 15, und der als Komparator arbeitende Operationsverstärker 15 liefert das Ausgangssignal, das etwa auf dem Potential der Versorgungsleitung 3 liegt. Im umgekehrten Fall, d. h. bei einem Istwert, der kleiner als der Sollwert ist, springt das Ausgangssignai des Operationsverstärkers 15 auf ein Potential, das etwa dem der Versorgungsleitung 10 entspricht.The setpoint, i.e. H. the value of the air ratio λ to which the fuel-air mixture is to be regulated, is formed with the help of the Zener diode 11. The resulting signal is transmitted via the voltage divider from the resistors 8 and 9 and the transistor 6 in the second bridge branch of the bridge circuit 5 entered. Resistor 9 can be adjusted to set the setpoint. The transistors 2 and 6 in the first and in the second bridge arm of the bridge circuit 5 are from each other opposite conductivity type. They are designed so that the temperature response of these two Compensated transistors. Since the comparison circuit for the setpoint and the actual value is a bridge circuit is formed, it is from the supply voltage, which is via the common supply lines 3 and 10 is fed independently. This bridge circuit is then balanced, i.e. H. Setpoint and actual value are equal to each other if at the collector-emitter paths of transistors 2 and 6 the same voltage occurs. This is the case when the output signal of the exhaust gas measuring probe 1 and the nominal value are equal. If the setpoint and the actual value are not the same, occurs in the bridge diagonal the bridge circuit 5 on a voltage. Is, for example, the output voltage of the exhaust gas measuring probe 1, d. H. the actual value is greater than the setpoint, then the bridge voltage at the inverting input of the operational amplifier 15 is greater than at non-inverting input of the operational amplifier 15, and the operational amplifier 15 working as a comparator supplies the output signal, which is about is at the potential of the supply line 3. In the opposite case, i. H. with an actual value that is smaller than the target value, the output signal of the operational amplifier 15 jumps to a potential that is about that corresponds to the supply line 10.
Um den Spannungshub des an den Eingang des Integrieren; 29, 30 angelegten Signals zu verkleinern und damit eine Verkleinerung des Integrierkondensators 30 zu erreichen, ist die Einrichtung zur Veränderung des SpaniHingshubes vorgesehen. Mit dem Ausgangssignal des Operationsverstärkers 15 wird einer der Transistoren 21 und 22 immer in den leitenden Zustand gesteuert, während der andere der beiden Transistoren gesperrt ist. Über die Kollektor-Emitter-Strecke des leitenden Transistors wird dann auf das Eingangsnetzwerk des Integrierers 29, 30 ein Signal gelangen, dessen Potentialdifferenz kleiner ist als die des Ausgangssignals des Operationsverstärkers 15. Durch diese Maßnahme ist der Spannungshub verringert.To the voltage swing of the integrating at the input of; 29, 30 to reduce the applied signal and thus a reduction in the size of the integrating capacitor 30, the device for changing the SpaniHingshubes is provided. With the output signal of the operational amplifier 15, one of the transistors 21 and 22 is always in the conductive state State controlled while the other of the two transistors is blocked. Via the collector-emitter path of the conducting transistor is then sent to the input network of the integrator 29, 30 a signal arrive whose potential difference is smaller than that of the output signal of the operational amplifier 15. This measure reduces the voltage swing.
Der Schalter 27 dient dazu, die Zeitkonstante des Integrierers 29,30 umzuschalten. Mit dem Ausgangssignal des Integrierers 29,30 wird ein Stellglied beeinflußt, das das Kraftstoff-Luft-Gemisch, weiches der Brennkraftmaschine zugeführt wird, so verändert, daß es dem vorgegebenen Sollwert entspricht.The switch 27 is used to switch over the time constant of the integrator 29,30. With the output signal of the integrator 29,30 an actuator is influenced, which the fuel-air mixture, soft the Internal combustion engine is supplied, changed so that it corresponds to the predetermined target value.
Wenn die Abgas-Meßsonde 1 und die sich daran anschließende Schaltung in Ordnung sind und vorschriftsmäßig arbeiten, wird in verhältnismäßig kurzen Zeitabständen der Operationsverstärker 15 umgeschaltet, wobei einmal das Potential am Ausgang des Operationsverstärkers 15 dem Potential der Versorgungsleitung 10 und ein anderes Mal dem Potential der Versorgungsleitung 3 entspricht. Am Ausgang des Operationsverstärkers 15 entsteht somit in kurzen Abständen abwechselnd ein positiver oder negativer Sprung. Elei jedem negativen Sprung wird die monostabile Kippstufe mit dem Transistor 37 und dem Kondensator 39 ausgelöst, d. h. der Transistor 37 wird für eine durch die Größe des Kondensators 39 bestimmte Zeit gesperrt. Wenn der Transistor 37 gesperrt ist, fließt über den Widerstand 42 und die Diode 43 ein Strom und lädt den Kondensator 44 auf. Die durch den Kondensator 39 bestimmte Zeit ist so groß, daß der Kondensator 44 voll aufgeladen wird. Nach Ablauf dieser Zeit, wenn Transistor 37 wieder leitend wird, beginnt die Entladung des Speicherkondensators 44 über den hochohmigen Widerstand 45 und den Eingang der in Emitterfolger-Schaltung betriebenen Schalteinrichtung 47. Die Entladezeit des Speicherkondensators 44 ist dabei so gewählt, daß bei einwandfreier Funktion der Regeleinrichtung und der Abgas-Meßsonde 1 der Speicherkondensator 44 nie ganz entladen wird, sondern immer eine bestimmte Mindestladung aufweist, in der der Schalter aus der Schalteinrichtung 47 und der Schalteinrichtung 49 nicht betätigt wird. In diesem Fall ist die Schalteinrichtung 49 über die Schalteinrichtung 47 in leitendem Zustand gehalten. Erst wenn die Abgas-Meßsonde 1 oder die Regeleinrichtung ausfällt, d. h. wenn kein Schaltsignal am Ausgang des Operationsverstärkers 15 auftritt, kann sich der Speicherkondensator 44 vollständig entladen, so daß die Schalteinrichtung 49 gesperrt wird. In diesem Fall muß das Kraftstoff-Luft-Gemisch, das der Brennkraftmaschine zugeführt wird, abgemagert werden. Dies kann zum Beispiel über die Diode 54 erfolgen, indem auf das Kingangs-Netzwerk der Widerstände 28 bzw. 31 bzw. 32 ein Signal gegeben wird, das den Integrierer 29,30 in eine mageres Gemisch bedeutende Richtung arbeiten läßt. Dies bedeutet, daß das Betriebsverhalten der Brennstoffkraftmaschine verschlechtert wird, so daß der Fahrer des Kraftfahrzeuges gezwungen wird, eineIf the exhaust gas measuring probe 1 and the subsequent circuit are OK and in accordance with the regulations work, the operational amplifier 15 is switched at relatively short time intervals, once the potential at the output of the operational amplifier 15 is the potential of the supply line 10 and at another time corresponds to the potential of the supply line 3. At the exit of the Operational amplifier 15 is thus alternately positive or negative at short intervals Leap. Elei each negative jump is the monostable multivibrator with the transistor 37 and the Capacitor 39 triggered, d. H. the transistor 37 is determined for one by the size of the capacitor 39 Time locked. When the transistor 37 is blocked, flows through the resistor 42 and the diode 43 a current and charges the capacitor 44. The time determined by the capacitor 39 is so great that that the capacitor 44 is fully charged. After this time has elapsed, when transistor 37 is conductive again is, the discharge of the storage capacitor 44 begins via the high-resistance resistor 45 and the input of the switching device 47 operated in an emitter follower circuit. The discharge time of the storage capacitor 44 is chosen so that if the control device and the Exhaust gas measuring probe 1, the storage capacitor 44 is never completely discharged, but always a certain one Has minimum charge in which the switch from the switching device 47 and the switching device 49 is not operated. In this case, the switching device 49 is conductive via the switching device 47 Condition kept. Only when the exhaust gas measuring probe 1 or the control device fails, i. H. if not Switching signal occurs at the output of the operational amplifier 15, the storage capacitor 44 can completely discharged, so that the switching device 49 is blocked. In this case, the fuel-air mixture must which is supplied to the internal combustion engine, be emaciated. This can for example done via diode 54 by clicking on the kingangs network The resistors 28 or 31 or 32 is given a signal that the integrator 29,30 in a lean mixture allows significant direction to work. This means that the operating behavior of the fuel engine is deteriorated, so that the driver of the motor vehicle is forced to a
Werkstatt aufzusuchen, damit der Schaden behoben werden kann.Go to the workshop so that the damage can be repaired.
Mit dem Ausgangssignal am Kollektor der Schalteinrichtung 49 Kann aber auch an anderer Stelle der Kraftstoff-Aufbereitungs-Einrichtung des Kraftfahrzeuge,;, beispielsweise in der elektrischen Einrichtung des Kraftfahrzeuges eingegriffen werden, damit das Fall·*erhalten des Kraftfahrzeuges verschlechtert wird, ivfit dem Ausgangssignal der Schalteinrichtung 49 kann aber auch eine Warneinrichtung betätigt werden, die den Fahrer des Kraftfahrzeuges darüber informiert, daß die Abgas-Meßsonde 1 oder die Regeleinrichtung ausgefallen ist.With the output signal at the collector of the switching device 49 can also be used elsewhere Fuel processing device of the motor vehicle,;, for example in the electrical device of the motor vehicle intervened so that the case · * received the motor vehicle worsened becomes, ivfit the output signal of the switching device 49, however, a warning device can also be actuated which informs the driver of the motor vehicle that the exhaust gas measuring probe 1 or the control device has failed.
Der Widerstand 53, der in Reihe zu der Schalteinrichtung 49 geschaltet ist, kann auch durch ein Relais ersetzt werden, daß zur Auslösung einer Verschlechterung des Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine dient und/oder das die Warneinrichtung aus-The resistor 53, which is connected in series with the switching device 49, can also be a relay be replaced that serves to trigger a deterioration in the operating behavior of the internal combustion engine and / or that the warning device triggers
Die nur einen Transistor aufweisende monostabile Kippschaltung kann auch durch eine bekannte monostabile Kippschaltung mit zwei Transistoren ersetzt werden, so daß sowohl bei positiver als auch bei negativer Schaltflanke am Ausgang des Operationsver-The monostable multivibrator, which has only one transistor, can also be replaced by a known monostable multivibrator with two transistors so that both a positive and a negative switching edge at the output of the
stärkers 15 das Zeitglied angestoßen wird, so daß der Kondensator Cl öfter aufgeladen wird. Damit kann die Größe des Kondensators 44 verringert werden.Stronger 15 the timer is triggered, so that the capacitor Cl is charged more often. With this, the size of the capacitor 44 can be reduced.
In verschiedenen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine soll die Regeleinrichtung zur Beeinflussung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches nicht arbeiten. Dies ist z. B. im Warmlauf der Brennkraftmaschine der Fall, wenn die Abgas-Meßsonde 1 noch kalt ist, oder bei Vollast oder Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine. In diesen Fällen kann über den Widerstand 51 und die damit verbundene Klemme 52 ein diese Betriebszustände kennzeichnendes elektrisches Signal eingegeben werden, das die Schalteinrichtung 49 in leitendem Zustand hält, so daß eine Beeinflussung der Regeleinrichtung oder der damit verbundenen Warneinrichtung über das Ausgangssignal der Schalteinrichtung 49 Vermieden wird. Darnii eriuigi keine Beeinflussung des Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine, weil in diesem Fall zwar die Regeleinrichtung nicht arbeitet, dieser Zustand jedoch wegen der besonderen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine erwünscht ist.In various operating ranges of the internal combustion engine, the control device for influencing the fuel-air mixture supplied to the internal combustion engine should not work. This is e.g. B. the case when the internal combustion engine is warming up when the exhaust gas measuring probe 1 is still cold, or when the internal combustion engine is running at full load or idling. In these cases, an electrical signal characterizing these operating states can be input via the resistor 51 and the terminal 52 connected to it, which signal keeps the switching device 49 in the conductive state, so that the control device or the warning device connected to it is prevented from being influenced by the output signal of the switching device 49 will. Darnii eriuigi no influence on the operating behavior of the internal combustion engine, because in this case the control device does not work, but this state is desirable because of the special operating conditions of the internal combustion engine.
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