DE2321721C2 - Device for reducing harmful components of exhaust gas emissions from internal combustion engines - Google Patents
Device for reducing harmful components of exhaust gas emissions from internal combustion enginesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verminderung von schädlichen Anteilen der Abgasemission von Brennkraftmaschinen mit Hilfe einer Integralverhaiten aufweisenden und eine Integriereinrichtung enthaltenden Regeleinrichtung zur Beeinflussung des Massenverhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches (Lambda-Regelung) wobei die Regeleinrichtung durch eine dem Abgas der Brennkraftmaschine ausgesetzte Abgasmeßsonde gesteuert wird und eine Steuereinrichtung vorgesehen ist die in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine ein Taktsignal erzeugt, durch das die Integriereinrichtung derart steuerbar ist, daß in einem vorgegebenen Takt ein stufenweises Integrieren der Integriereinrichtung erfolgt.The invention relates to a device for reducing harmful components of the exhaust gas emissions from Internal combustion engines with the help of an integral ratio and containing an integrating device Control device for influencing the mass ratio of that supplied to the internal combustion engine Fuel-air mixture (lambda control), the control device being controlled by one of the exhaust gas Internal combustion engine exposed exhaust gas measuring probe is controlled and a control device is provided which generates a clock signal as a function of the speed of the internal combustion engine, through which the Integrating device is controllable in such a way that a step-by-step integration of the Integrating device takes place.
Eine solche Einrichtung ist durch die ältere Patentanmeldung DE-AS 22 51 167 bekanntgeworden. Mit dem Gegenstand dieser Patentanmeldung werden Nachteile vermieden, die sich aus der Anwendung einer z. B. durch die DE-OS 2010 793 bekannten Einrichtung zur Beeinflussung des Kraftstoff-Luft-Gemisches in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Abgases ergeben haben. Bei dieser Einrichtung wird mit Hilfe einer im Abgasstrom der Brennkraftmaschine angebrachten Abgas-Meßsonde und mit einer Regeleinrichtung, die abhängig vom Ausgangssignal der Abgas-Meßsonde eine entsprechende Vergrößerung bzw. Verringerung der augenblicklich zugegebenen Kraftstoffmenge zu der zugeführten Luftmenge bewirkt. Es ist bekannt, daß sich diese Veränderung des Massenverhältnisses des Kraftstoff-Luft-Gemisches sowohl bei mit Vergasern ausgerüsteten Brennkraftmaschinen als auch bei mit Einspritzanlagen versehenen Brennkraftmaschinen vornehmen läßt. Die verwendeten Regeleinrichtungen zur Beeinflusiung des Massenverhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches haben vorzugsweise Integralverhalten, so daß bei längerwährender Abweichung des Sollwertes der Abgaszusammensetzung eine immer stärkere Korrektur des Massenverhältnisses des Kraftstoff-Luft-Gemisches vorgenommen wird. Die bekannten Regeleinrichtungen mit Integralverhalten haben jedoch den Nachteil, daß unabhängig von der Motordrehzahl die gleiche Zeitkonstante des Integralreglers wirksam ist. Da die Hauptverzögerung des Regelkreises aus Abgas-Meßsonde, Regeleinrichtung und Stellglied zur Beeinflussung des Massenverhältnisses des Kraftstoff-Luft-Gemisches durch die Totzeit des Gemischdurchlaufs durch die Brennkraftmaschine hervorgerufen wird, muß das Kraftstoff-Luft-Gemisch, das eine bereits veränderte Zusammensetzung hat, erst die vier Arbeitstakte der Brennkraftmaschine durchlaufen, bevor die Abgas-Meßsonde im Auspuffsystem der Brennkraftmaschine eine Veränderung der Zusammensetzung des Abgases feststellen kann. Wird z. B. bei einer mittleren Drehzahl der Brennkraftmaschine die Integrationszeitkonstante der Regeleinrichtung optimiert, so wird bei einer niedrigeren Drehzahl der Brennkraftmaschine infolge der längeren Laufzeit des Kraftstoff-Luft-Gemisches durch die Brennkraftmaschi-Such a device has become known from the earlier patent application DE-AS 22 51 167. With the Subject of this patent application disadvantages are avoided that result from the application of a z. B. by the DE-OS 2010 793 known device for influencing the fuel-air mixture as a function on the composition of the exhaust gas. With this setup, an im Exhaust gas flow of the internal combustion engine attached exhaust gas measuring probe and with a control device that a corresponding increase or decrease depending on the output signal of the exhaust gas measuring probe the amount of fuel currently added to the amount of air supplied. It is known that this change in the mass ratio of the fuel-air mixture both with carburettors Make internal combustion engines as well as internal combustion engines provided with injection systems leaves. The control devices used to influence the mass ratio of the internal combustion engine supplied fuel-air mixture preferably have integral behavior, so that at longer-term deviation of the target value of the exhaust gas composition an increasingly stronger correction the mass ratio of the fuel-air mixture is made. The known control devices with integral behavior, however, have the disadvantage that, regardless of the engine speed, the same time constant of the integral controller is effective. Because the main delay of the control loop Exhaust gas measuring probe, control device and actuator for influencing the mass ratio of the fuel-air mixture caused by the dead time of the mixture flow through the internal combustion engine, the fuel-air mixture, which has already changed its composition, must first have the four Work cycles of the internal combustion engine run through before the exhaust gas measuring probe in the exhaust system Internal combustion engine can determine a change in the composition of the exhaust gas. Is z. B. at an average speed of the internal combustion engine optimizes the integration time constant of the control device, so is at a lower speed of the internal combustion engine due to the longer running time of the Fuel-air mixture through the internal combustion engine
ne die Integration des Reglers zu schnell erfolgen, damit wird aber das Massenverhältnis des Kraftstoff-Luft-Gemisches in zu großem Maße korrigiert und es kommt dadurch zu einer unerwünscht großen Abweichung vom Sollwert in der anderen Richtung. Umgekehrt reagiert bei höheren Drehzahlen der Regler zu langsam und der gewünschte Sollwert wird nur langsam erreichtne the integration of the controller takes place too quickly, but this reduces the mass ratio of the fuel-air mixture corrected to a great extent and this leads to an undesirably large deviation from Setpoint in the other direction. Conversely, at higher speeds, the controller reacts too slowly and the The desired setpoint is only reached slowly
Bei der eingangs genannten Einrichtung kann es bei einigen Anwendungsfällen vorkommen, daß die Integrationszeit der Regeleinrichtung in zu starkem Maße von dem nur korrigierend benötigten Einfluß der Drehzahl abhängt So kann eine Änderung der Gemischzusammensetzung, die von der Abgasmeßsonde bereits verzögert wahrgenommen wird, erst wieder bei Auftreten eines nächsten Integrationsimpulses berücksichtigt werden. Dies vergrößert die Totzeit des Regelkreises.In the case of the device mentioned at the beginning, it can happen in some applications that the integration time the control device to a great extent from the only corrective influence of the The speed of rotation depends on a change in the mixture composition, which is determined by the exhaust gas measuring probe is already perceived with a delay, only again when the next integration pulse occurs must be taken into account. This increases the dead time of the control loop.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Verminderung von schädlichen Anteilen der Abgasemission von Brennkraftm-schinen zu schaffen, mit deren Hilfe es möglich ist eine schnelle und genaue Nachregelung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses des der Brennkraftmaschine ^geführten Betriebsgemisches zu erreichen, wobei die Schnelligkeit der Nachregelung der Drehzahl der Brennkraftmaschine angepaßt ist und die Totzeit so klein wie möglich gehalten wird.The invention is based on the object of a device for reducing harmful components to create the exhaust emissions of internal combustion engines, with the help of which it is possible to achieve a fast and precise readjustment of the fuel-air ratio of the internal combustion engine ^ managed operating mixture, the speed of the Readjustment of the speed of the internal combustion engine is adapted and the dead time as small as possible is held.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen den durch den Takt vorgegebenen Integrationsstufen die Regeleinrichtung mit einer Zeitkonstanten integriert, die gegenüber der wirksamen Zeitkonstante während der durch den Takt vorgegebenen Integrationsstufe vergrößert istThis object is achieved according to the invention in that between the predetermined by the clock Integration stages the control device integrated with a time constant that is opposite to the effective Time constant is increased during the integration stage specified by the clock
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß eine Änderung der Gemischzusammensetzung bereits in den Pausen zwischen den eigentlichen Integrationstakten der Integriereinrichtung berücksichtigt wird und sich dort die Integrationsrichtung sofort und nicht erst beim nächstfolgenden [ntegrationstakt geändert wird. Damit verkürzt sich die Totzeit des Regelkreises.This configuration has the advantage that a change in the mixture composition is already in the Pauses between the actual integration cycles of the integrating device are taken into account and themselves there the direction of integration is changed immediately and not only at the next integration cycle. In order to the dead time of the control loop is shortened.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und aus den zugehörigen Zeichnungen. Es zeigtFurther advantageous refinements and expedient developments of the invention emerge in FIG Connection with the subclaims from the following description of an exemplary embodiment and from the accompanying drawings. It shows
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Abgasentgiftung,F i g. 1 is a block diagram of a device for exhaust gas detoxification,
Fig.2 eine Einrichtung zur stufenweisen Beeinflussung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einer Brennkraftmaschine und2 shows a device for stepwise influencing the fuel-air mixture of an internal combustion engine and
Fig. 3 einen Impulsplan zur Erläuterung der Anordnungen nach F i g. 1 und 2.3 shows a pulse diagram for explaining the arrangements according to FIG. 1 and 2.
In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 10 dargestellt, der eine Kraftstoff-Aufbereitungseinrichtung Il zugeordnet ist. Die Kraftstoff-Aufbereitungseinrichtung 11 dient dazu, der Brennkraftmaschine 10 eine bestimmte Menge eines Kraftstoff-Luft-Gemisches zuzumessen. Im Abgasstrom, der von der Brennkraftmaschine 10 ausgestoßen wird, ist eine Abgas-Meßsonde 12 angeordnet, die ein von der Zusammensetzung des Abgases abhängiges Ausgangssignal liefert. Dieses Ausgangssignal der Abgas-Meßsonde 12 ist an eine Regeleinrichtung 13 angelegt, deren Ausgangssignal die Kraftstoff-Aufbereitungseinrichtung so beeinflußt, daß das Massenverhältnis des der Brennkraftmaschine 10 zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches in Abhängigkeit von der Abgaszusammensetzung beeinflußt wird, und zwar so, daß ein Minimum an schädlichen Anteilen des Abgases ausgestoßen wird. Die Regdeinrichtung 13, die Integralverhalten aufweist, beeinflußt die Kraftstoff-Aufbereitungseinrichtung dabei stufenweise, wobei der Takt dieser Stufen durch ein die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 charakterisierendes Signal bestimmt ist Dieses drehzahlabhängige Signal kann beispielsweise aus der Zündanlage der Brennkraftmaschine gewonnen werden. Es kann aber auch beispielsweise bei einer Brennkraftmaschine mit einer Einspritzeinrichtung ein den Einspritzvorgang auslösendes elektrisches Signal Verwendung finden. Durch diese stufenweise Integralion wird erreicht daß unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine der Regler je Arbeitstakt eine bestimmte Verstellung des Massenver-In Fig. 1, an internal combustion engine 10 is shown, to which a fuel processing device II is assigned. The fuel processing device 11 is used to give the internal combustion engine 10 a certain amount of a fuel-air mixture to be measured. An exhaust gas measuring probe is located in the exhaust gas flow which is expelled from the internal combustion engine 10 12 arranged, which provides an output signal that is dependent on the composition of the exhaust gas. This The output signal of the exhaust gas measuring probe 12 is applied to a control device 13, the output signal of which is the Fuel processing device influenced so that the mass ratio of the internal combustion engine 10 supplied fuel-air mixture is influenced as a function of the exhaust gas composition, and so that a minimum of harmful components of the exhaust gas is emitted. The Regdeinrichtung 13, the Has integral behavior, affects the fuel processing device in this case in stages, the cycle of these stages being determined by a signal characterizing the speed of the internal combustion engine 10 This speed-dependent signal can, for example, come from the ignition system of the internal combustion engine be won. But it can also, for example, in an internal combustion engine with an injection device an electrical signal that triggers the injection process is used. Through this stepwise integration is achieved that the controller is independent of the speed of the internal combustion engine Work cycle a certain adjustment of the mass displacement
1S hältnisses des Kraftstoff-Luft-Gemisches vornimmt Dadurch ändert sich die Integrationszeitkonstante der Regeleinrichtung also automatisch und paßt sich dabei der augenblicklichen Drehzahl der Brennkraftmaschine an. Dies geschieht praktisch ohne Verzögerung. Die 1S ratio of the fuel-air mixture. As a result, the integration time constant of the control device changes automatically and adapts to the current speed of the internal combustion engine. This happens with practically no delay. the
Amplitude der verbleibenden Regelschwingung wird damit für jede Drehzahl der Brennkraftmaschine annähernd gleich bleiben, so daß der Regelkreis ohne größere Schwierigkeiten optimiert werden kann.The amplitude of the remaining control oscillation is thus determined for each speed of the internal combustion engine remain approximately the same, so that the control loop can be optimized without major difficulties.
In F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Regelein-In Fig. 2 is an embodiment of a control system
2"" richtung dargestellt, die dazu dient die Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemisches stufenweise vorzunehmen, wobei der Takt der stufenweise Veränderung durch ein drehzahlabhängiges Signal erzeugt wird. Die Regeleinrichtung weist einen Schwellwertschalter 14, eine Schalteinrichtung 15 und eine Integriereinrichtung 16 auf. Der Schwellwertschalter 14 hat einen Operationsverstärker 17, an dessen ersten Eingang eine Schwellenspannung angelegt ist, die durch einen Spannungsteiler erzeugt wird, wobei der Spannungstei- 2 "" direction is shown, which is used to make the composition of the fuel-air mixture in stages, the cycle of the gradual change being generated by a speed-dependent signal. The control device has a threshold value switch 14, a switching device 15 and an integrating device 16. The threshold switch 14 has an operational amplifier 17, at the first input of which a threshold voltage is applied, which is generated by a voltage divider, the voltage divider.
r' ler ein zwischen eine Pluszuleitung 18 und eine Minuszuleitung 19 geschalteter Widerstand 20 ist, dessen Abgriff an den Eingang des Operationsverstärkers 17 angeschlossen ist. Mit einem zweiten Eingang des Operationsverstärkers 17 ist die Abgas-Meßsonde 12 verbunden. In Fig.3a ist der Verlauf der Ausgangsspannung der Abgas-Meßsonde 12 über der Zeit t aufgetragen. Mit unterbrochenen Linien ist die mit Hilfe des Widerstandes 20 eingestellte Schwellenspannung eingezeichnet. Überschreitet die Ausgangsspan- r 'ler is a resistor 20 connected between a plus lead 18 and a minus lead 19, the tap of which is connected to the input of the operational amplifier 17. The exhaust gas measuring probe 12 is connected to a second input of the operational amplifier 17. In FIG. 3a, the course of the output voltage of the exhaust gas measuring probe 12 is plotted over time t. The threshold voltage set with the aid of the resistor 20 is drawn in with broken lines. If the output voltage exceeds
v> nung der Abgas-Meßsonde 12 die Schwellenspannung, so nimmt die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers in den Fig.3b bei 21 angedeuteten Wert an, und liegt die Sondenspannung unterhalb der Schwellenspannung, dann liegt die Ausgangsspannung des v> voltage of the exhaust gas measuring probe 12, the threshold voltage, the output voltage decreases the operational amplifier in the 3b at 21 indicated value, and is the probe voltage below the threshold voltage, then there is the output voltage of
'" Operationsverstärkers 17 auf dem in Fig.3b bei 22 angedeuteten Wert.'"Operational amplifier 17 on the in Fig. 3b at 22 indicated value.
Der Ausgang des Operationsverstärkers 17 des Schwellwertschalters 14 ist über einen Widerstand 23 mit den Basen zweier Transistoren 24 und 25 verbunden.The output of the operational amplifier 17 of the threshold switch 14 is via a resistor 23 connected to the bases of two transistors 24 and 25.
Die Transistoren 24 und 25 sind Bestandteil der Schalteinrichtung 15, die weiterhin einen Schalttransistor 26 aufweist. Die Bezugselektrode des Schalttransistors 26 ist mit dem Abgriff eines Spannungsteilers aus Widerständen 27 und 28 verbunden, wobei der Widerstand 27 einseitig an die Minuszuleitung 19 angeschlossen ist. Die Ausgangselektrode des Schalttransistors 26 ist mit den Basen der Transistoren 24 und 25 verbunden. Die Emitter der Transistoren 24 und 25 sind an je einen Abgriff eines Spannungsteilers angelegt, h> der Widerstände 29,30 und 31 aufweist. Der Widerstand 29 ist dabei mit der Pluszuleitung 18 und der Widerstand 31 mit der Minuszuleitung 19 verbunden. Der Emitter des Transistors 24 ist an den Verbindungspunkt derThe transistors 24 and 25 are part of the switching device 15, which also has a switching transistor 26. The reference electrode of the switching transistor 26 is connected to the tap of a voltage divider made up of resistors 27 and 28, the resistor 27 being connected on one side to the negative lead 19. The output electrode of the switching transistor 26 is connected to the bases of the transistors 24 and 25. The emitters of transistors 24 and 25 are applied to a respective tap of a voltage divider, h> of the resistors 29,30 and 31 has. The resistor 29 is connected to the positive lead 18 and the resistor 31 to the negative lead 19. The emitter of transistor 24 is connected to the junction point
Widerstände 29 und 30 und der Emitter des Transistors 25 an den Verbindungspunkt der Widerstände 30 und 31 angeschlossen. Die Kollektoren der beiden Transistoren 24 und 25 sind untereinander verbunden und über einen Widerstand 32 an einen ersten Eingang eines zur Integriereinrichtung 16 gehörenden Operationsverstärkers 33 angeschlossen. Der Operationsverstärker 33 weist zwischen seinem Ausgang und seinem ersten Eingang einen Integrierkondensator 34 auf, der der Integriereinrichtung 16 Integralverhalten gibt. An den zweiten Eingang des Operationsverstärkers 33 ist der Abgriff des Spannungsteilers aus den Widerständen 27 und 28 angeschlossen. Am Ausgang des Operationsverstärkers 33 ist eine Korrekturspannung abzunehmen, die zur Beeinflussung der Kraftstoff-Aufbereitungsanlage dient. Beispielsweise kann mit dieser Spannung ein Stellglied verändert werden, das einen Vergaser so beeinflußt, daß das Massenverhältnis des Kraftstoff-Luft-Gemisches verändert wird. Das Stellglied kann aber auch ein einfacher Widerstand sein, der in einem elektronischen Steuergerät einer elektronisch gesteuerten Benzineinspritzeinrichtung angeordnet ist. Durch Veränderung der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 33 kann damit beispielsweise die Öffnungsdauer der Einspritzventile und damit die Kraftstofvmenge des Kraftstoff-Luft-Gemisches für die Brennkraftmaschine 10 geändert werden kann.Resistors 29 and 30 and the emitter of transistor 25 to the junction of resistors 30 and 31 connected. The collectors of the two transistors 24 and 25 are connected to one another and via a Resistor 32 to a first input of an operational amplifier belonging to the integrating device 16 33 connected. The operational amplifier 33 points between its output and its first Input an integrating capacitor 34, which gives the integrating device 16 integral behavior. To the The second input of the operational amplifier 33 is the tap of the voltage divider from the resistors 27 and 28 connected. A correction voltage is to be taken from the output of the operational amplifier 33, which is used to influence the fuel processing system. For example, with this voltage a Actuator can be changed, which affects a carburetor so that the mass ratio of the fuel-air mixture is changed. The actuator can also be a simple resistor that is in a electronic control unit of an electronically controlled gasoline injection device is arranged. By The output voltage of the operational amplifier 33 can thus, for example, change the opening duration of the injection valves and thus the amount of fuel of the fuel-air mixture for the internal combustion engine 10 can be changed.
Der Schalttransistor 26 der Schalteinrichtung 15 wird über einen Widerstand 35 von einer monostabilen Kippstufe 36 angesteuert. Diese monostabile Kippstufe 36 wird von einem Taktsignal ausgelöst, das beispielsweise aus einem Zündsignal einer Zündanlage der Brennkraftmaschine 10 oder aus Einspritzimpulsen der Brennkraftmaschine 10 gewonnen werden kann. Die Taktimpulse, die der monostabilen Kippstufe 36 zugeführt werden, sind in Fig.3c dargestellt. Die dazugehörigen Ausgangsimpulse der monostabilen Kippstufe zeigt F i g. 3d und das entsprechende Ausgangssignal am Ausgang des Operationsverstärkers 33 zur stufenweisen Korrektur des Massenverhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches ist in F i g. 3e dargestelltThe switching transistor 26 of the switching device 15 is via a resistor 35 of a monostable Trigger stage 36 controlled. This monostable multivibrator 36 is triggered by a clock signal, for example from an ignition signal of an ignition system of the internal combustion engine 10 or from the injection pulses Internal combustion engine 10 can be obtained. The clock pulses that the monostable multivibrator 36 are supplied, are shown in Fig.3c. The associated output pulses of the monostable F i g shows flip-flop. 3d and the corresponding output signal at the output of the operational amplifier 33 for the step-by-step correction of the mass ratio of the fuel-air mixture supplied to the internal combustion engine is in Fig. 3e shown
Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltanordnung ist folgende. Es soll angenommen werden, daß der Transistor 26 zunächst sperrt, weil die Ausgangsspannung am Ausgang der monostabilen Kippstufe 36 kleiner ist als die über dem Widerstand 28 und damit an dem Emitter des Schalttransistors 26 anliegende Spannung. Liegt das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 17 auf dem in Fig.3b bei 21 angedeuteten Wert, ist also positiv., dann ist der Transistor 24 über die Kollektor Basis Diode leitend und über den Widerstand 32 fließt ein Strom zu dem ersten Eingang des Operationsverstärkers 33. Wegen der Rückkopplung des Ausgangssignales des Operationsverstärkers 33 über den Integrierkondensator 34 auf den ersten Eingang des Operationsverstärkers 33 erfolgt eine lineare Änderung der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 33. Wird jetzt der Schalttransistor 26 durch Änderung des Ausgangssignales der monostabilen Kippstufe 36 leitend gemacht, so wird die Basisspar.nung der Transistoren 24 und 25 auf einen Wert eingestellt, der in der Mitte zwischen den beiden jeweiligen Emitterspannungen liegt Dadurch werden die beiden Transistoren 24 und 25 gesperrt Infolgedessen fließt über den Widerstand 32 kein Strom mehr zu dem Eingang des Operationsverstärkers 33 und der Integrationsvorgang wird unterbrochen, so daß dieThe mode of operation of the circuit arrangement described is as follows. It is to be assumed that the Transistor 26 initially blocks because the output voltage at the output of the monostable multivibrator 36 is smaller than that across the resistor 28 and thus on the emitter of the switching transistor 26 applied voltage. Is the output signal of the operational amplifier 17 on the one indicated at 21 in FIG Value, so is positive., Then transistor 24 is across the Collector base diode conductive and a current flows through resistor 32 to the first input of the Operational amplifier 33. Because of the feedback of the output signal of the operational amplifier 33 Via the integrating capacitor 34 to the first input of the operational amplifier 33, a linear change in the output voltage of the operational amplifier 33. If the switching transistor 26 by changing the output signal of the monostable Trigger stage 36 is made conductive, so the base saving of transistors 24 and 25 is reduced to one The value is set that is in the middle between the two respective emitter voltages the two transistors 24 and 25 blocked as a result no more current flows through the resistor 32 to the input of the operational amplifier 33 and the Integration process is interrupted so that the
Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 33 so : lange auf dem gerade erreichten Wert stehen bleibt, bis durch das Sperren des Schalttransistors 26 wieder einer .■■ der beiden Transistoren 24 bzw. 25 leitend werden kann. Dadurch wird in der einen oder anderen Richtung weiter integriert, so daß das Korrektursignal am Ausgang des Operationsverstärkers 33 weiter anwächst oder fällt. Das Umsteuern des Schalttransistors 26 in den leitenden bzw. nichtleitenden Zustand wird, wie bereits angedeutet, durch eine monostabile Kippstufe gesteuert, die von einem Taktgeber, beispielsweise der Zündeinrichtung der Brennkraftmaschine 10 angesteuert wird. Jedes Taktsignal, beispielsweise jedes Zündsignal oder jeder Einspritzimpuls, löst die monostabile Kippstufe aus, so daß die Kippstufe jeweils einen Impuls bestimmter Dauer auf die Basis des Schalttransi- ; stors 26 gibt. Damit kann der eben beschriebene ■ Integrationsprozeß in der gewünschten Stufenform :<,· ablaufen. Mit der Ausgangsspannung der Integralein- *; richtung 16 bzw. des Operationsverstärkers 33 wird f dann die gewünschte Korrektur des Massenverhältnis- |" ses des Kraftstoff-Luft-Gemisches durchgeführt wobei dies beispielsweise durch proportionales Verlängern oder Verkürzen von Einspritzimpulsen von elektronisch gesteuerten Bezineinspritzeinrichtungen oder durch proportionales Verändern eines Düsenquerschnittes in ( Vergasers von Brennkraftmaschinen erfolgen kann. ;',?The output voltage of the operational amplifier 33 remains at the value just reached until one of the two transistors 24 and 25 can become conductive again by blocking the switching transistor 26. This further integrates in one direction or the other, so that the correction signal at the output of the operational amplifier 33 continues to rise or fall. The switching of the switching transistor 26 to the conductive or non-conductive state is, as already indicated, controlled by a monostable multivibrator, which is controlled by a clock, for example the ignition device of the internal combustion engine 10. Each clock signal, for example each ignition signal or each injection pulse, triggers the monostable flip-flop so that the flip-flop in each case a pulse of a certain duration on the basis of the switching transi-; stors 26 there. The integration process just described can thus take place in the desired step form: <, ·. With the output voltage of the integral input *; direction 16 or the operational amplifier 33, the desired correction of the mass ratio | "ses of the fuel-air mixture is carried out, for example by proportionally lengthening or shortening injection pulses from electronically controlled gasoline injection devices or by proportionally changing a nozzle cross-section in ( carburetor of Internal combustion engines can take place.; ',?
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann ; ein Widerstand 40 vorgesehen sein, der einerseits mit ; dem Widerstand 23 Verbindung hat und andererseits an den Zugang des Operationsverstärkers 33 angeschlos- 1I sen ist, an den auch der zusammen mit dem Widerstand 32 die Integrationszeitkonstante bestimmende Integrierkondensator 34 angeschlossen ist.In an expedient embodiment of the invention, can; a resistor 40 may be provided, on the one hand with ; the resistor 23 has connection and on the other hand sen to the access of the operational amplifier 33 CONNECTED 1 I, to the well of the integration time constant determining integrating capacitor 34 is connected together with the resistor 32nd
Während das ohne den Widerstand 40 aufgebaute , Ausführungsbeispiel für viele Anwendungsfälle vollkommen zufriedenstellend arbeitet, kann es bei einigen Anwendungsfällen vorkommen, daß die Integrationszeit der Regeleinrichtung in zu starkem Maße von dem nur korrigierend benötigten Einfluß der Drehzahl und/oder der Last abhängt. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn sich die Drehzahl und/oder die Last in einem sehr weiten Bereich ändern.While the embodiment, which is constructed without the resistor 40, is perfect for many applications works satisfactorily, it can happen in some applications that the integration time of the control device is too much of the the influence of the speed and / or the load that is only required for correction. That is especially then the case when the speed and / or the load change in a very wide range.
Mit Hilfe des Widerstandes 40 wird erreicht, daß in den Pausenzeiten zwischen zwei Impulsen die Integriereinrichtung 16 weiter integriert, so daß das Korrektursignal am Ausgang des Operationsverstärkers auch während der Pausenzeit zwischen zwei Impulsen weiter anwächst ode. fällt Da der Widerstandswert des Widerstandes 40 groß gegenüber dem Widerstandswert des Widerstandes 32 gewählt ist, wird aber die Änderung des Ausgangssignales des Operationsverstärkers 33 langsamer, d. h. mit einer größeren Zeitkonstante erfolgen. Dadurch ergibt sich zusätzlich der Vorteil, '-.-daß bei einem Umschalten des Schwellwertschalters 14 während einer Impulspause die Integrationsrichtung der Integriereinrichtung 16 sofort und nicht erst bei ;.; Eintreffen eines neuen Impulses geändert wird, so daß r; die Totzeit des Regelkreises weiter verkürzt wird. Der Spannungsverlauf, der bei einer Schaltungsanordnung ' mit dem Widerstand 40 am Ausgang des Operationsverstärkers 33 auftritt ist in F i g. 3f dargestellt Aus diesem Diagramm geht hervor, daß sich das Ausgangssignal des .J Operationsverstärkers 33 während der Impulszeiten ;" stärker, d.h. mit kleinerer Zeitkonstante ändert ■ während in den Impulspausen eine langsamere Ände- rung, d. h. eine Änderung mit kleinerer Zeitkonstante ; erfolgt :With the help of the resistor 40 it is achieved that the integrating device 16 continues to integrate in the pause times between two pulses, so that the correction signal at the output of the operational amplifier continues to grow or grow even during the pause time between two pulses. Since the resistance value of the resistor 40 is selected to be large compared to the resistance value of the resistor 32, the change in the output signal of the operational amplifier 33 will, however, take place more slowly, ie with a larger time constant. This has the additional advantage that when the threshold switch 14 is switched over during a pulse pause, the integration direction of the integrating device 16 is immediate and not only at;.; Arrival of a new pulse is changed so that r; the dead time of the control loop is further shortened. The voltage profile which occurs in a circuit arrangement with the resistor 40 at the output of the operational amplifier 33 is shown in FIG. 3f. From this diagram it can be seen that the output signal of the .J operational amplifier 33 during the pulse times ; "changes more, ie with a smaller time constant, ■ while in the pulse pauses a slower change, ie a change with a smaller time constant; takes place:
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen For this purpose 3 sheets of drawings
Claims (7)
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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