DE2351944B2 - Benzin-einspritzsystem fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Benzin-Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem Sauerstoffkonzentrationsdetektor zur Ermittlung der Sauerstoffkonzentration in den Abgasen der Brennkraftmaschine und mit einer Recheneinheit, die in Abhängigkeit wenigstens von der Sauerstoffkonzentration die Öffnungsdauer von Einspritzventilen bestimmt und in der ein Abtastsignalgenerator zur Erzeugung von Abtastsignalen bestimmter Frequenz und eine von diesen Abtastsignalen beaufschlagte Steuerschaltung angeordnet sind, wobei die Steuerschaltung mit jedem Abtastsignal ein Befehlssignal erzeugt, welches einem nachgeschalteten Zähler zugeführt wird.

Ein Benzin-Einspritzsystem dieser Art ist aus der DT-OS 20 10 793 bekannt. Bei dtm bekannten System erzeugt ein monostabiler Multivibrator als Abtastsignalgenerator Einspritzsignale, die mit Hilfe eines Modulators in der Breite abhängig vom Ausgangssignal des Sauerstoffkonzentrationsdetektors variiert werden. Die so modulierten Signale¹ werden mit Hilfe eines Impulsformers in Rechteckimpulse umgesetzt, deren Breite von der ermittelten Sauerstoffkonzentration abhängt. Diese Rechtecksignale werden dem als Ringzähler ausgebildeten Zähler zugeführt, der sie der Reihe nach an die Einspritzventile der einzelnen Zylinder verteilt. Bei diesem bekannten Einspritzsystem hängt der Einfluß der vom Sauerstoffkonzentrationsdetektor erfaßten Kohlenmonoxidkonzentration im Motorabgas von der Kennlinie dieses Detektors ab, da keine Regelung mit einem Istwert-Sollwert-Vergleich erfolgt. Bei dem bekannten System ist es daher nicht

f>o möglich, die Sauerstoffkonzentration in den Motorabgasen und damit verbunden das Luft-Benzin-Verhältnis entsprechend einem vorgegebenen Wert konstant zu halten oder einer vorgegebenen Kennlinie anzupassen. Ein Benzin-Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, bei dem die Einspritzdauer der Einspritzventile abhängig vom Ausgangssignal eines Sauerstoff-Konzentrationsdetektors und einem vorgegebenen Sollwert geregelt wird, ist bereits vorgeschlagen worden

P 22 26 949). Beim vorgeschlagenen Einspritzsystem ist der Sauerstoff-Konzentrations-Detektor an einen Spannungs-Frequenz-Wandler angeschlossen, der seinerseits ir.it einem Eingang eines Subtrahiertes verbunden ist, an dessen anderem Eingang ein Sollwertgeber angeschlossen ist

Ein anderes, analog arbeitendes Benzin-Einspritzsystem mit einem das Ausgangssignal eines Sauerstoffkonzentrationsdetektors als Ist-Wert aufweisenden Regelkreis ist ebenfalls schon vorgeschlagen worden (P 21 16 097.4).

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Benzin-Einspritzsystem der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß es mit ihm möglich ist, die Öffnungsdauer der Einspritzventile so in Abhängigkeit von der Sauerstoffkonzentration in den Abgasen zu steuern, daß der Motor mit einem vorbestimmten Benzin-Luft-Gemisch betreibbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Ein Vorteil des Benzin-Einspritz-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß es eine Rückkopplungssteuerung einschließt, bei der die Konzentration des Sauerstoffs, der in den Abgasen enthalten ist. durch den Sauerstoffkonzentrationsdetekior erfaßt wird, um zu bewirken, daß der Spannungs-Diskriminator bestimmt, ob das Benzin-Luft-Verhältnis fetter oder magerer als ein vorbestimmter Wert ist und die Zählung eines reversiblen Zählers vergrößert oder vermindert wird, um ein vorbestimmtes Benzin-Luft-Verhältnis zu erhalten, bis der Diskriminator eine andere Entscheidung trifft. Dadurch kann das Benzin-Luft-Verhältnis mit sehr viel größerer Genauigkeit gesteuert werden, als es vergleichsweise mit konventionellen elektronisch gesteuerten Benzin-Einspritz-Systemen der Fall ist.

Ein anderer Vorteil des erfindungsgemäßen Systems besteht in der Benutzung eines Digital-Analog-Wandlers, der den notwendigen Korrekturwert in Form einer Spannung erzeugt, so daß dann, wenn der Gegenstand der vorliegenden Erfindung in ein bekanntes elektronisch gesteuertes Benzin-Einspritz-System eingebaut wird, der Kotrekturwert leicht gesteuert werden kann, indem er als einer der Parameter einer Brennkiaftmaschine verwendet wird.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Tatsache, daß dadurch, daß die Korrektur durch Änderung der Benzin-Luft-Verhältnis-Charakteristik des elektronisch gesteuerten Benzin-Einspritz-Systems, das in einer Brennkraftmaschine installiert ist, nach oben oder unten bewirkt wird, Startschwierigkeiten ausgeschaltet werden und ferner die Kapazität des erforderlichen reversiblen Zählers vergleichsweise reduziert werden kann.

Ein weiterer Vorteil des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung besteht in der Möglichkeit der Verwendung eines Leistungsbereichsdetektors zum Erfassen des Leistungsbereichs eines Lastbereiches, der ein großes Ausgangsdrehmoment erfordert, um das Rückkopplungssystem zu öffnen und zu schließen, wobei das Benzin-Luft-Verhältnis normalerweise auf einem konstanten Wert gehalten wird, wohingegen in dem Lastbereich, der ein großes Ausgangsdrehmoment erfordert, das Benzin-Luft-Verhältnis nicht auf einem konstanten Wert gehalten wird, um ein zufriedenstellendes Ausgangsdrehmoment zu erzeugen.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Verwendung eines Haltestromkreises, wobei dann, wenn die Zählung des reversiblen Zählers die maximale Zählkapazität übersteigt, die Zählung auf dem erlaubten Maximal oder Minimal-Wert gehalten wird, um hierdurch das Auftreten von Fehlern aufgrund der Grenzen der maximalen Zählkapazität des reversiblen Zählers zu minimalisieren.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

F i g. 1 ist ein Blockschaltbild, das eine erste Ausführungsform eines Benzin-Einspritz-Systems mit Benzin-Luft-Gemisch-Rückkopplung zeigt;

F i g. 2 ist ein Diagramm für eine Eingangs-AusgangsiS Charakteristik des Spannungs-Diskriminators, der bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform benutzt wird;

F i g. 3 ist ein Diagramm der Eingangs-Ausgangs-Charakteristik des Digital-Analog-Wandlers, der in der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform verwendet wird; Fig.4 ist ein Diagramm der Benzin-Luft-Verhältnis-Charakteristik, die nützlich zur Erklärung des Betriebs der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform ist;

F i g. 5 ist ein Blockschaltbild, das eine zweite Ausführungsform eines Benzin-Einspritz-Systems ge-2s maß der vorliegenden Erfindung zeigt;

F i g. 6 ist ein Stromlaufplan einer Ausführungsform des Hauptteils des Benzin-Einspritz-Systems, das in Fig. 5 gezeigt ist;

F i g. 7 ist ein Diagramm einer Benzin-Luft-Verhältnis-Charakteristik, die zum Erklären des Betriebs der in F i g. 5 gezeigten Ausführungsform nützlich ist;

Fig.8 ist ein Stromlaufplan einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Benzin-Einspritz-Systems mit einer Benzin-Luft-Gemisch-Rückkopplung; Fig.9 ist ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform eines Benzin-Einspritz-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 ist ein Diagramm, bei dem die Zeit gegenüber der Ausgangscharakteristik des Sauerstoffkonzentrationsdetektors aufgetragen ist, der in der in F i g. 9 gezeigten Ausführungsform verwendet wird;

Fig. 11 und 12 sind elektrische Schaltbilder, die entsprechend eine erste und eine zweite Ausführungsform des Abtastsignalgenerators zeigen, der in der in F i g. 9 gezeigten Ausführungsform verwendet wird;

Fig. 13 ist ein Blockschaltbild, das eine fünfte Ausführungsform des Benzin-Einspritz-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 14 ist ein Blockschaltbild, das eine Form des Hauptteils der Ausführungsform, die in Fig. 13 gezeigt ist, zeigt;

Fig. 15 ist ein Blockschaltbild, das eine sechste Ausführungsform des Benzin-Einspritz-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

F i g. 16 ist ein elektrisches Schaltbild, das eine Fom des Hauptteils der Ausführungsform, die in Fig. 15 gezeigt ist, zeigt;

Fig. 17 ist ein Diagramm der Eingangs-Ausgangs-Charakteristik des den Korrekturwert vorgebenden ho Schaltkreises, der in der in Fig. 15 gezeigten Ausführungsform verwendet wird;

Fig. 18 stellt in einem Diagramm den Luftgehalt in den Abgasen über dem Luft-Benzin-Vcrhältnis für die in Fig. 15 gezeigte Ausführungsform dar; Fig. 19 ist ein Blockschaltbild, das eine siebte Ausführungsform des Benzin-Einspritz-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; F i g. 20 stellt in einem Diagramm das Luft-Benzin-

Verhältnis über dem Ausgangssignal für den Sauerstoffkonzentrationsdetektor und den Diskriminator, die in der in Fig. 18 gezeigten Ausführungsform verwendet werden, dar;

Fig. 21 ist ein elektrisches Schaltbild, das eine Form des Hauptteils der in Fig. 18 gezeigten Ausführungsform zeigt.

Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die dargestellten Ausführungsformen näher beschrieben.

Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform eines Benzin-Einspritz-Systems mit einer Rückkopplung für das Benzin-Luft-Gemisch gemäß der vorliegenden Erfindung bezeichnet die Bezugsziffer 1 einen Sauerstoffkonzentrationsdetektor, der ein Metalloxid wie Zirkoniumoxid oder Titanoxid aufweist und dessen Ausgangsspannung entsprechend der Konzentration des in den Abgasen enthaltenen Sauerstoffs aus einer Brennkraftmaschine variiert.

Die Bezugsziffer 2 bezeichnet einen Spannungs-Diskriminator, der den Ausgang des Sauerstoffkonzentrationsdetektors 1 mit einer Luft-Benzin-Verhältnis-Einstellspannung VR vergleicht und ein Diskriminatorsignal erzeugt, das entweder »0« oder »1« ist. wie in Fig. 2 gezeigt ist, je nachdem, ob die festgestellte Sauerstoffkonzentration der Abgase größer oder geringer als eine vorgegebene Sauerstoffkonzentration oder ein vorgegebenes Luft-Benzin-Verhältnis ist. Mit der Bezugsziffer 3 ist eine als Additions- oder Subtraktionsbefehlskreis ausgebildete Steuerschaltung bezeichnet, die jedesmal, wenn ein Abtastsignal ankommt, ein Befehlssignal erzeugt, das entweder »1 «-Niveau oder »O«-Niveau aufweist, um den Vorgang der Addition oder Subtraktion gemäß dem Diskriminatorsignal zu steuern. Die Bezugsziffer 4 bezeichnet einen Abiastsignalgenerator zur Erzeugung der Abtaslsignale, die eine vorbestimmte Frequenz aufweisen oder mit der Umdrehung der Maschine synchronisiert sind und dem Additions- und Subtraktionsbefehlskreis 3 zugeführt werden. Die Bezugsziffer 5 bezeichnet einen reversiblen Zähler, der entsprechend dem Befehlssignal von dem Additions- und Subtraktionsbefehlskreis 3 betätigt wird, um an seinem Ausgang ein Binärsignal zu erzeugen, das seine Zählung darstellt. Der reversible Zähler 5 ist so ausgeführt, daß dann, wenn die Zählung des reversiblen Zählers 5 seine maximale Zählkapazität überschreitet, die Zählung auf dem Maximalwert gehalten wird, wenn die Addition ausgeführt worden ist, wohingegen die Zählung auf »0« gehalten wird, wenn die Subtraktion ausgeführt worden ist Der Ausgang des reversiblen Zählers 5, der durch einen Binärcode dargestellt ist wird auf einen Digital-Analog-Wandler 6 für einen Binärcode von 2"~2° gegeben, um eine Treppenspannung zu erzeugen, wie sie in Fig.3 dargestellt ist Diese Ausgangsspannung wird auf eine Recheneinheit 7 gegeben, wie sie in bekannten elektronisch gesteuerten Benzin-Einspritz-Systemen für Brennkraftmaschinen verwendet wird, um die Impulsbreite des Einspritzimpulses zu steuern. Die Bezugsziffer 8 bezeichnet einen ein elektromagnetisches Ventil betätigenden Schaltkreis zum Verstärken des Einspritzimpuls-Signals. Die Bezugsziffer 9 bezeichnet ein elektromagnetisches Ventil, das mit einer Benzinleitung mit konstantem Druck verbunden ist und dessen Öffnungsdauer durch die Einspritzimpulse gesteuert wird. Die Bezugsziffer 100 bezeichnet einen Motor, die Bezugsziffer 110 eine Abgasleitung. Hinsichtlich dieser ersten Ausführungsform wird nun die Betriebsweise beschrieben. Es sei angenommen, daß in Fig.4, die eine Luftmengen-Einspritzzeit-Charakteristik (die nachfolgend als Benzin-Luft-Verhältnis-Charakteristik bezeichnet wird) des elektronisch gesteuerten Einspritzsystems darstellt, das in der Maschine installiert ist, eine Kurve b, die derzeitige Luft-Benzin-Verhältnis-Charakteristik und eine Kurve a eine vorgegebene Luft-Benzin-Verhältnis-Charakteristik zeigt, die erreicht werden soll. Der Sauerstoffkonzentrationsdetektor 1 und der Diskriminator 2 stellen fest, ob das tatsächliche Luft-Benzin-Verhältnis größer oder kleiner als das vorgegebene Luft-Benzin-Verhältnis ist, während der reversible Zähler 5 die Addition oder Subtraktion entsprechend den vorbestimmten Abtast-Signalen vornimmt. Die Zählung des reversiblen Zählers 5 wird dann auf den Digital-Analog-Wandler 6 gegeben, um eine entsprechende Ausgangsspannung zu erzeugen, während die Recheneinheit 7 eine Impulsbreite entsprechend der Ausgangsspannung des Digital-Analog-Wandlers 6 berechnet, um hierdurch eine additive oder subtraktive Korrektur der Impulsbreite des Einspritzimpulses zu bewirken, um diesen bei dem genauen Luft-Benzin-Verhältnis zu stabilisieren. Dieser stabile Punkt ist derart, daß der Korrekturwert beispielsweise in einem Bereich stabilisiert ist, der näherungsweise dem Zählungswert nx des reversiblen Zählers 5 entspricht (beispielsweise nx + 1). Der Betrag der Änderung bezüglich des Benzin-Luft-Verhältnisses der Spannungseinheit Δ ν, die in F i g. 3 gezeigt ist, kann jedoch reduziert oder die Kapazität des reversiblen Zählers 5 kann vergrößert werden, so daß der Korrekturwert mit einer Toleranz entsprechend einer ± 1 -Zählung stabilisiert wird, was akzeptierbar ist, ohne Anlaß zu irgendeinem praktischen Nachteil zu geben.

Weiter ist es in Abhängigkeit von der Wirkungsweise der Recheneinheit 7, die die Spannungseinheit Δ ν in eine Korrekturzeiteinheit Δτ umwandelt, möglich, so vorzuwählen, daß Δν = Δτ ist, alternativ kann aber auch der Korrekturwert entsprechend der Motorbelastung vari-

iert werden, wenn dies in Anbetracht des Änderungsbetrages der Spannungseinheit Δν vorteilhaft erscheint. Nimmt man nun an, daß sich die Maschine in einem Betriebszustand entsprechend dem Punkt P\ in F i g. 4 befindet, stellen der Sauerstoffkonzentrationsdetektor 1 und der Diskriminator 2 fest, daß die Mischung zu fett ist, und erzeugen daher ein Diskriminatorsignal. Als ein Ergebnis hiervon werden Abtastsignale auf den reversiblen Zähler 5 gegeben, der den laufender Zustand speichert während die Zählung aufeinanderfol gend hergeleitet wird.

Mit anderen Worten, die Zählung wird so viele Male hergeleitet wie aufgebrachte Abtastsignale vorhander sind, bis sich das Diskriminatorsignal schließlich umkehrt, d. h, daß die Zählung aufeinanderfolgenc beispielsweise durch Δν, 2 ■ Δν, 3·Δν,..., π ■ Δλ hergeleitet wird, bis ein vorbestimmtes Luft-Benzin Verhältnis erreicht ist

Wenn sich andererseits die Betriebsbedingung de< Motors zu einem Punkt Pi bewegt der in F i g. 4 gezeig ist stellen der Sauerstoffkonzentrationsdetektor 1 unc der Diskriminator 2 fest daß das Luft-Benzin-Verhältnii geringer als das gewünschte Luft-Benzin-Verhältnis ist d.h., daß die Mischung zu mager ist so daß eii entsprechendes Diskriminatorsignal erzeugt wird. Folg

f'5 lieh vergrößert der reversible Zähler 5, der den dam vorhandenen Zustand speichert seine Zählung so viel« Male, wie Abtastsignale ankommen, bis sich da: Diskriminatorsignal umkehrt d. h., daß der reversibh

t,

Zähler 5 seinen Arbeitsvorgang wiederholt, so daß er seine Zählung aufeinanderfolgend entsprechend Δν. 2 ■ Δν, 3 · Δν,..., π ■ Δν vergrößert, bis ein vorbestimmtes Luft-Benzin-Verhältnis erreicht ist. Weiter wird die Impulsbreite der Einspritzimpulssignale nach jedem Einspritzvorgang durch einen Wert entsprechend dem dann vorliegenden Strom nx ■ Δν korrigiert, um die richtigen Einspritzimpulssignale zu liefern.

Die Wiederholung des oben beschriebenen Vorgangs ermöglicht es dem Motor, mit einem vorbestimmten Luft-Benzin-Verhältnis über seinen gesamten Betriebsbereich zu arbeiten.

F i g. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die sich von der ersten Ausführungsform von F ι g. t dadurch unterscheidet, daß ein Leistungsbereichdetektor vorgesehen ist. der einen Ansaugleitungsdruckdetektor 10 und einen Druckhöhenunterscheidungskreis 11 aufweist, wie in F i g. 6 gezeigt ist, wobei der Leistungsbereichsdetektor dazu dient, den Leistungsbereich oder den Belastungsbereich wie in der ersten Ausführungsform von F i g. 1 zu erfassen, in diesem Leistungsbereich wird daher die negative Rückkopplung zur Beibehaltung des Luft-Benzin-Verhältnisses von beispielsweise 14,8 unterbrochen, um ein beträchtliches Anwachsen des Ausgangsdrehmomentes des Motors zu erreichen. Mit anderen Worten bestimmt der DruckhöhenunterscheidungsKreis 11, ob der Ausgang des Ansaugleitungsdruckdetektors 10 höher als ein vorgewählter Druck ist, so daß der Digital-Analog-Wandler 6 und die Recheneinheit 7 anoder abgeschaltet werden entsprechend dem Ausgangssignal des Druckhöhenunterscheidungskreises 11. Wenn der Digital-Analog-Wandler 6 und die Recheneinheit 7 ausgeschaltet werden, wird die negative Rückkopplung unterbrochen. Folglich wird die Maschine, wie in dem Diagramm für die Luft-Benzin-Verhälinis-Charaktcristik von F i g. 7 gezeigt ist, entlang der Kurve a bis zu einem Punkt P₃ betrieben, wohingegen nach dem Punkt P3 die negative Rückkopplung unterbrochen wird und die Maschine längs der Kurve 6 mit einem Luft-Benzin-Verhältnis von beispielsweise 13 bis 1,35 betrieben wird. Der Ansaugleitungsdruckdetektor 10 ist notwendigerweise in jedem elektronisch gesteuerten Einspritzsystem vorgesehen, und braucht daher nicht zusätzlich eingesetzt zu werden; der konventionelle Druckanzeiger kann gleichzeitig als der Ansaugleitungsdruckdetektor 10 der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Da weiter die Messung des Leistungsbereichs, d. h. der Vergleich des Ansaugleitungsdrucks mit dem vorgewählten Druck durch den Druckhöhenunterscheidungskreis 11 infolge der Tatsache erforderlich ist, daß die Messung des Druckunterschieds zwischen dem Ansaugleitungsdruck und dem atmosphärischen Druck vorgenommen werden muß, können gute Ergebnisse auch erreicht werden, wenn ein Druckschalter, der ein- oder ausgeschaltet wird, wenn der Druckunterschied zwischen dem Ansaugleitungsdruck und dem atmosphärischen Druck höher als ein vorbestimmter Druck ist verwendet wird und die Signale des Digital-Analog-Wandlers 6 und der Recheneinheit 7 entsprechend dem Ausgang des Druckschalters ein- oder ausgeschaltet werden, um die negative Rückkopplung ein- oder auszuschaltea Ferner kann die Lage einer Stauscheibe, die in der Ansaugleitung angebracht wird, um den Betrag des Luftstroms zu messen, ebenfalls gemessen werden, um hierdurch in ähnlicher Weise die erforderii- che Ein-Aus-Steuerung der negativen Rückkopplung zu

I —1

Der Schaltkreisaufbau und der Betneb einer dritten Ausführungsform des Benzm-Einspritz-Systems mit einer Rückkopplung des Benzin-Luft-Gemisches gemäß der vorliegenden Erfindung wird im einzelnen unter •s Bezugnahme auf das detaillierte Schaltkreisdiagramm, das in Fig. 8 gezeigt ist, beschrieben. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform von F i g. 1 dadurch, daß sie zusätzlich einen Haltestromkreis 12 aufweist. In F i g. 8 bezeichnet die Be/ugsziffer 2a einen Trennverstärker, durch den die Ausgangsspannung des Sauerstoffkonzentrationsdetektors 1 entsprechend dem Wert des Verhältnisses facJRu) zwischen den Widerstandswerten /?2Λ und /?2c eines Eingangswiderstandes 2b und eines Rückkopplungswiderstandes 2c verstärkt und auf einen Vergleicher 2</ geliefert wird. In dem Vergleicher 2c/ wird der Ausgang des Verstärkers 2a mit der Bezugsspannung VR verglichen, die man durch Dividieren des Potentials erhält, das durch eine Zenerdiode 2h mit Widerständen 2e und 2f bestimmt wird, so daß ein »1 «Signal erzeugt wird, wenn der Ausgang des Verstärkers 2a höher als die Bezugsspannung ist. wohingegen ein »O«-Signai erzeugt wird, wenn dieser Ausgang niedriger als die Bezugsspannung ist. Mit anderen Worten ist der Ausgang des Vergleichers 2d ein »O«-Signal, wenn das Luft-Benzin-Verhältnis größer als ein vorbestimmter Wert ist. wohingegen der Vergieicher 2c; ein »!«-Signal erzeugt, wenn das Luft-Benzin-Verhälmis geringer als der vorbestimmte Wert ist. Weiter ist der Vergleicher 2c/ mit einem Widerstand 2g versehen, der eine geeignete Hysteresis liefert, um irgendeiner fehlerhaften Arbeitsweise des Vergleichers 2c/, bei einer Geschwindigkeit, die höher als die Ansprechgeschwindigkeit ist, vorzubeugen, die beispielsweise durch die Anwesenheit von Welligkeitsanteilen in dem Ausgangssigna! des Sauerstoffkonzentrationsdetektors bewirkt werden. Der Ausgang des Diskriminators 2, d. h. der Ausgang des Vergleichers 2c/, wird auf den Additionsund Subtraktionsbefehlskreis 3 gegeben. Der Additions- und Subtraktionsbefehlskreis 3 weist einen Flip-Flop-Kreis 31 und einen Torschaltkreis 32 auf. Beim Betrieb erscheint ein »1«-Signal am Ausgang eines NAND-Gatters 31a des Flip-Flop-Kreises 31, wenn sich am Ausgang des Vergleichers 2d ein »1 «-Signal befindet, wohingegen ein »1 «-Signal am Ausgang eines anderen NAND-Gatters 31 b erscheint, wenn am Ausgang des Vergleichers 2c/ein »O«-Signal auftritt. Die Bezugsziffer 31c bezeichnet einen Inverter zum Invertieren des Ausgangs des Vergleichers 2dund zum Zuführen dieses Ausgangs zu dem NAND-Gatter 31a Auf diese Weise wird immer ein verschiedenes Eingangssignal auf den Flip-Flop-Kreis 31 gegeben, der die NAND-Gatter 31a und 316 aufweist Der Torschaltkreis 32 weist zwei NAND-Gatter 32a und 32b mit drei Eingängen auf,

SS wobei die Abtastsignale von dem Abtastsignalgenerator 4 addiert oder subtrahiert werden, was von dem Befehlssignal von dem Additions- und Subtraktionsbefehlskreis 3 abhängt Der Haltestromkreis 12 für den reversiblen Zähler S hält die Zählung des reversiblen Zählers 5 auf den-Maximalwert, wenn die Zählung während der Additior die maximale Zählkapazität übersteigt, bzw. er hält die Zählung auf Null, wenn die Zählung während dei Subtraktion die Zählkapazität übersteigt um auf diese Weise das Aufbringen von weiteren Abtastsignalen zun Ändern der Zählung des reversiblen Zählers 5 zi vermeiden und somit das Auftreten von Fehlen aufgrund de; Begrer'a..g der Kapazität des Zählers !

zu minimalisieren. Ein Detektorkreis 101 für die maximale Zählung umfaßt ein NAND-Gatter 101a, einen Inverter 1016, ein NAND-Gatter 101c mit einem Erweiterer und ein NAND-Gatter lOld und erzeugt Impulssignale in der Weise, daß der Ausgang des NAND-Gatters lOlc/ein »O«-Signal nur in dem Moment ist, wenn alle Ausgänge des reversiblen Zählers 5 ein »1 «-Signal aufweisen. In allen anderen Fällen erscheint ein »!«-Signal am Ausgang des NAND-Gatters 1016. Das NAND-Gatter 101a und der Inverter 1016 können durch ein AND-Gatter ersetzt werden. Auf der anderen Seite weist ein Detektorkreis 102 für die Null vier Inverter 102a, ein NAND-Gatter 1026, einen inverter 102c, ein NAND-Gatter 102c/mit einem Erweiterer und ein NAND-Gatter 102e auf und erzeugt Impulssignale in der Weise, daß ein »O«-Signal am Ausgang des NAND-Gatters IO2e nur in dem Moment erscheint, wenn alle Ausgänge des reversiblen Zählers 5 ein »0«-Signal aufweisen. Sonst erscheint ein »1 «-Signal am Ausgang des NAND-Gatters 102a Ein Zeitsteuerimpulsgenerator 103 umfaßt ein NAND-Gatter 103a mit einem Erweiterer und ein NAND-Gatter 1036 und erzeugt Zeitsteuerimpulssignale in der Weise, daß ein »>0«-Signal am Ausgang des NAND-Gatters 1036 in dem Augenblick erscheint, wo das Ausgangsssgnal des NAND-Gatters 316 in dem Additions- und Subtraktionsbefehlskreis 3 sich von »0« auf »1« ändert. Sonst erscheint normalerweise ein »1 «-Signal am Ausgang des NAND-Gatters 1036. In entsprechender Weise weist ein Zeitsteuerimpulsgenerator 104 ein NAND-Gatter 104a mit einem Erweiterer und ein NAND-Gatter 1046 auf und erzeugt Zeitsteuerimpulssignale, so daß ein »0«-Signal am Ausgang des NAND-Gatters 1046 nur in dem Augenblick erscheint, wo das Signal des NAND-Gatters 31a sich von »0« auf »!«ändert. In allen anderen Fällen erscheint normalerweise ein »1 «-Signal am Ausgang des NAND-Gatters 1046. Ein Flip-Flop-Kreis 105, der NAND-Gatter 105a und 1056 umfaßt, wird von dem Befehlssignal oder dem Ausgang des Additionsund Subtraktionsbefehlskreis 3 betrieben. Mit anderen Worten, in Abhängigkeit von den Zeitsteuersignalen von den NAND-Gattern 1036 und 104c/ erscheint ein »1 «-Signal am Ausgang des NAND-Gatters 105a zur Vornahme der Addition, wohingegen ein »1 «-Signal am Ausgang des NAND-Gatters 1056 zur Vornahme der Subtraktion erscheint, wenn die Zählung des reversiblen Zählers 5 ihre maximale Zählkapazität erreicht, so daß alle Ausgänge ein »1 «-Signal aufweisen, wird der Flip-Flop-Kreis 105 durch das NAND-Gatter lOlrfmit dem Ergebnis zurückgestellt, daß der Ausgang des NAND-Gatters 105a, ein »O«-Signal und der Ausgang des NAND-Gatters 1056 ein »1 «-Signal aufweist Das Ausgangssignal des NAND-Gatters 105a wird auf das NAND-Gatter 32a gegeben, weshalb ein »1 «Signal dauernd am Ausgang des NAND-Gatters 32a erscheint Folglich wird kein Abtastsignal auf den reversiblen Zähler 5 gegeben und seine Zählung auf dem Maximalwert gehalten. Ähnliches passiert im Falle der Subtraktion, wenn alle Ausgänge des reversiblen Zählers 5 ein »0«-SignaI aufweisen. Hierbei wird der Flip-Flop-Kreis 105 durch das NAND-Gatter 102e zurückgestellt, so daß ein »1 «-Signal am Ausgang des NAND-Gatters 105a erscheint und ein »O«-Signal am Ausgang des NAND-Gatters 1056 erscheint Das Ausgangssignal des NAND-Gatters 1056 wird auf das NAND-Gatter 326 gegeben, so daß ein »1 «-Signal fortdauernd am Ausgang des NAND-Gatters 326 erzeugt wird. Als Ergebnis hiervon wird kein Abtastsignal auf den reversiblen Zähler 5 gegeben, um seim Zählung auf Null zu halten.

Die Zählung des reversiblen Zählers 5, die in der obei beschriebenen Weise erhalten wird, wird auf dei Digital-Analog-Wandler 6 gegeben, wo sie eine Digilal-Analog-Wandlung mit Hilfe von Widerständet 6a, 66. 6c und 6d und einem Summierverstärker 6i unterworfen werden. Auf diese Weise wird die Zählung des reversiblen Zählers 5 in den in Fig. 3 gezeigter

ίο Treppenausgang V_n umgesetzt. Dabei stellt der Aus gang des reversiblen Zählers 5 einen 8421-Code dar weshalb die Widerstände, die die entsprechender Widerstandswerte aufweisen, vorgesehen sind. Mii anderen Worten, der Widerstand 6a, der einer Widerstandswert /? aufweist, wird mit dem Ausgang de: reversiblen Zählers 5 verbunden, der das Gewicht vor »8« darstellt. Der Widerstand 66, der einen Wider standswert von 2/? aufweist, wird mit dem Ausgang verbunden, eier »4« darstellt, der Widerstand 6c, der einen Widerstandswert von 4 R aufweist, wird mit dem Ausgang verbunden, der »2« darstellt, und der Widerstand 6d der einen Widerstandswert von 8Λ aufweist, wird mit dem Ausgang verbunden, der »1« darstellt. Weiter sind Teilungswiderstände 6/ und 6^ vorgesehen, so daß man, wenn die Arbeit des Summierverstärkers 6e bei einem Potential begonnen werden soll, das nicht gleich dem Null-Potential ist, ein geeignetes Teilpotential aufgrund der Teilungswiderstände 6/und 6g auf den nichtinvertierenden Eingang des Summierverstärkers 6e gegeben wird. Wenn daher die Arbeit des Summierverstärkers 6e nicht bei dem Null-Potential begonnen werden muß (vom Standpunkt des Betriebs des Rechenabschnitts), können die Teilungswiderstände 6f und 6g eliminiert werden. Ein Rückkopplungswiderstand 6Λ ist vorgesehen, um die Spannungseinheit Δ ν, die in F i g. 3 gezeigt ist, auf einem bestimmten Wert zu halten. Das Ausgangssignal des Summierverstä^kers 6e wird geeignet korrigiert und durch die Recheneinheit 7 in bekannter Weise in Einspritzimpulse umgesetzt, wobei die Einspritzimpulse dazu verwendet werden, das elektromagnetische Ventil 9 über den das elektromagnetische Ventil betätigenden Schaltkreis 8 zu steuern. Der Abtastimpulsgenerator 4 weist zwei NAND-Gatter 4a und 46 auf und erzeugt Abtastsignale einer vorbestimmten Frequenz durch geeignet gewählte Kapazitäten Q und C₂ von Kondensatoren 4cund4c(

Als nächstes wird die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in Fig.9 dargestellt ist, beschrieben. Diese vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform von F i g. 1 in der Weise, daß dann, wenn die Ansprechgeschwindigkeit des Sauerstoffkonzentrationsdetektors 1 abnimmt, die Frequenz der Abtastsignale für die negative Rückkopplungssteuerung gesenkt wird, um die Dauer der Erregung der elektromagnetischen Ventile 9 zu korrigieren und dadurch das Luft-Benzin-Verhältnis mit verbesserter Genauigkeit zu steuern. Zu diesem Zweck wird die Frequenz der Abtastsignale von dem Abtastsignalgenerator 4 entsprechend dem Diskriminatorsignal vom Diskriminator 2 geändert Dies bildet den einzigen Unterschied der vierten Ausführungsform von der ersten in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform. Die Ansprechgeschwindigkeit des Sauerstoffkonzentrationsdetektors 1, der in der Abgasleitung 110 der Brennkraftmaschine 100 installiert ist, weist eine allmählich abfallende Charakteristik auf, wie sie die Kurve A in Fig. 10 zeigt, wenn das Luft-Benzin-Ver-

hältnis größer als ein vorbestimmtes Luft-Benzin-Verhältnis wird, so daß ein Übergang der Richtung des Signals das eine fette Mischung anzeigt, zu der Richtung des Signals stattfindet, das eine »magere« Mischung anzeigt, während er in umgekehrter Richtung eine s abrupt ansteigende Charakteristik aufweist, wie sie durch die Kurve B in Fig. 10 gezeigt ist. Es wird angenommen, daß der Übergang von dem Zustand der »fetten« Mischung zu dem Zustand der »mageren« Mischung durch die Tatsache bewirkt wird, daß das ι ο niedergeschlagene Benzin oder dergleichen, auf der Wand der Einlaßansaugleitung in die Maschine 100 zusammen mit dem eingespritzten Benzin gefördert wird.

Entsprechend wird das Diskriminatorsignal /um Abtastsignalgenerator 4 gegeben, wie dies in I· ■ g. 9 gezeigt ist, wobei die Abtast- oder Probenahmezeit gesenkt wird, wenn das Diskriminatorsignal ein »!«-Signal ist. dabei ist die Frequenz der Abtastsignale im Vergleich mit dem Fall reduziert, wo das Diskriminatorsignal ein »O«-Signal ist. F i g. 11 zeigt eine Anordnung zum Variieren der Generatorfrequenz, bei der der Abtastimpulsgenerator einen bekannten astabilen Multivibrator aufweist. Die Konstruktion und die Arbeitsweise dieses Abtastimpulsgenerators 4 sind folgende: Wenn das Diskriminatorsignal »0« ist, wird es durch einen Inverter 41 invertiert, so daß ein Transistor 40 angeschaltet wird und parallele Widerstände R mit Widerständen /?i und R2 verbunden werden, um die Generatorfrequenz zu erhöhen. Dabei ist der Widerstandswert der Widerstände R geeignet gewählt, um einen genauen Wert für die Frequenz zu erhalten. Wenn auf der anderen Seite das Diskriminatorsignal zu einem »1«-Signal wechselt wird der Transistor 40 ausgeschaltet, um die Frequenz herabzusetzen.

Fig. 12 zeigt eine andere Anordnung, bei der der Abtastsignalgenerator eine feste Frequenz aufweist. Wenn das Diskriminatorsignal »0« ist, werden Abtastsignale mit dieser festen Frequenz erzeugt, wohingegen dann, wenn das Diskriminatorsignal »1« ist, Abtastsignale mit einer Frequenz, die 1 — η der festen Frequenz beträgt, verwendet werden. Die Konstruktion und Arbeitsweise dieses Abtastsignalgenerators 4 sind folgende: Wenn das Diskriminatorsignal ein »0«-Signal ist, wird das Signal eines Oszillators 411 direkt über ein NAND-Gatter 412 und ein NAND-Gatter 416 als Abtastsignale verwendet. In diesem Falle ist der Ausgang eines NAN D-Gatters 415 immer »1 «-Signal.

Wenn andererseits das Diskriminatorsignal »1« ist, erzeugt das NAND-Gatter 412 fortlaufend ein »1«-Signal, da ein Eingang des NAND-Gatters 412 durch einen Inverter 417 dann auf »0« gehalten wird. Das Diskriminatorsignal und das Signal von Oszillator 411 werden durch ein NAND-Gatter 413 geführt und dann einer Frequenzteilung um einen Faktor η durch eine 5s n-fache Zählschaltung 414 unterworfen, von wo das Signal durch das NAND-Gatter 415 und weiter durch das NAND-Gatter 416 geschickt wird. Auf diese Weise wird eine Frequenz, die ein /7-tel von derjenigen des Oszillators 411 ist, als Frequenz für die Abtastsignale verwendet In diesem Falle dient das NAND-Gatter 415 dazu, ein »1 «Signal am Ausgang des NAND-Gatters 415 unabhängig vom Zustand des Flip-Flop-Kreises an der Ausgangsstufe der η-fachen Zählschaltung 414 beizubehalten, wenn das Diskriminatorsignal durch das N AND-Gatter 412 geschickt wird.

Als nächstes wird die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, die in Fig. 13 dargestellt ist. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den vorher beschriebenen Ausführungsformen dadurch, daß sie zusätzlich eine Überlagerungseinrichtung aufweist, die ein zusätzliches Korrektursignal, das der Zahl der Abtastungen oder Probenahmen durch die Abtastsignale in dem Zeitraum bis zur Umkehr der Polarität der Rückkopplung entspricht, dem negativen Rückkopplungssignal überlagert wird, das durch die Messung der Konzentration des Sauerstoffs, der in den Abgasen enthalten ist, geliefert wird. Auf diese Weise wird, wo ein Korrekturwert benutzt wird, der durch einen vorbestimmten Betrag für jede Abtastung die Abtastsignale oder entsprechend der Last variiert wird, dieser Korrekturwert vergrößert, damit nicht ein großer Unterschied zwischen der Bezugscharakteristik und der gewünschten Luft-Benzin-Charaktcristik eine große Zeitverzögerung beim Erreichen eines vorbestimmten I.uft-Benzin-Verhältnisses oder eines stabilen Punktes für den Korrekturwert ergibt. Ferner ist es möglich, dem Nachteil der Begrenzung der Anspreehgeschwindigkeit des Sauerstoffkonzentrationsdeiektors vorzubeugen, wenn die Frequenz der Abtastsignale vergrößert wird.

In Fig. 13 bezeichnet die Bezugsziffer 13 einen Digital-Anaiog-Wandler zum Erzeugen einer Ausgangsspannung, die proportional zur Zahl der Abtastungen ist, die von einer Anordnung 11 ermittelt wird. Die Bezugsziffer 14 bezeichnet einen Summierer zum Erzeugen der Summe der Ausgangsspannung des Digital-Analog-Wandlers 6 und der Ausgangsspannung des Digital-Analog-Wandlers 13, wobei das resultierende Summensignal auf die Recheneinheit 7 gegeben wird, die von einer Art ist, wie sie bei bekannten Typen von elektronisch gesteuerten Ben/in-Einspritz-Systemen für Brennkraftmaschinen verwendet wird, wobei das Summensignal als einer der konventionellen Korrekturtcrme verwendet wird, d. h. als einer der Motorparameter, die die Impulsbreite der Einspritzimpulse steuern, die durch die Recheneinheit 7 erzeugt werden, und damit die elektromagnetischen Ventile 9, die mit dem die elektromagnetischen Ventile betätigenden Kreis 8 verbunden sind, entsprechend den Einspritzimpulsen öffnen. Die Anordnung 11, der Digital-Analog-Wandler 13 und der Summierer 14 bilden die Überlagerungseinrichtung 15, deren detaillierter Aufbau in Fig. 14 dargestellt ist. In Fig. 14 werden die gleichen Bezugsziffern für identische oder entsprechende Bauteile wie in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform verwendet.

Mit dem oben beschriebenen Aufbau arbeitet die fünfte Ausführungsform wie folgt:

In der gleichen Weise, wie unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform von F i g. 1 beschrieben wurde, erzeugt ein Digital-Analog-Wandler 6 das erforderliche Ausgangssignal. Andererseits ermittelt die Anordnung 11 die Zahl der Abtastsignale, die in dem Zeitabschnitt erzeugt werden, bis zu dem die Umkehr des Diskriminatorsignals des Diskriminators 2 erfolgt, d. h in dem Zeitraum, in dem das Diskriminatorsignal auf dei gleichen Stufe oder höher verbleibt In Abhängigkeil von der so bestimmten Anzahl der Abtastungen erzeugl der Digital-Analog-Wandler 13 eine Ausgangsspannung, die der festgestellten Abtastanzahl entspricht Uir diese Ausgangsspannung der Ausgangsspannung de· Digital-Analog-Wandlers 6 zu überlagern, werden die beiden Spannungen in dem Summierer 14 addiert Folglich errechnet die Recheneinheit 7 eine Impulsbrei te, die der Ausgangsspannung des Summierers I^

entspricht, und bewirkt eine additive oder subtraktive Korrektur der Impulsbreite des Einspritzimpulses, um diesen bei einem Wert zu stabilisieren, der einem vorbestimmten Luft-Benzin-Verhältnis entspricht- In diesem Falle kann die Addition durch die Überlagerungseinrichtung 15 auch die Additionen konstanter Vielfacher einschließen, was von dem Motor abhängt, der gesteuert werden soll.

Das System gemäß der fünften Ausführungsform hat einen bemerkenswerten Vorteil dadurch, daß durch die Überlagerungseinrichtung der stabile Punkt sogar in einem Bereich schnell erreicht werden kann, wo eine große Diskrepanz zwischen der fundamentalen Charakteristik des in dem Motor installierten Systems und einer vorbestimmten Luft-Benzin-Verhältnis-Charakteristik besteht Darüber hinaus ist der Bereich der stabilen Region eng und die Steuerung kann mit extremer Genauigkeit durchgeführt werden.

In Fig. 15 ist eine sechste Ausführungsform des Einspritzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Diese sechste Ausführungsform unterscheidet sich von den vorher beschriebenen ersten bis fünften Ausführungsformen dadurch, daß, während in den letzteren der Digital-Analog-Wandler 6 den Ausgang des reversiblen Zählers 5 in eine treppenstufenartige Ausgangsspannung konvertiert, wie in F i g. 3 gezeigt ist. ein einen Korrekturwert eingebender Kreis 6' der sechsten Ausführungsform den Ausgang des reversiblen Zählers 5 in eine ireppenstufenartige Ventilerregungszeit oder Einspritzzeitdauer umwandelt, wie in Fig. 17 gezeigt ist

In der sechsten Ausführungsform der Fig. 15 erzeugt der den Korrekturwert ergebende Kreis 6 Korrekturimpulse, die die Einspritzzeit um den Betrag einer Korrekturwerteinheit Δτ für jede Zählung bezüglich des Ausgangs des reversiblen Zählers 5 korrigiert, wie in Fig. 17 gezeigt ist (wenn notwendig, kann dieser Korrekturwert entsprechend der Belastung des Motors variiert werden). Auf diese Weise wird die Einspntzzeit entsprechend der Bezugscharakteristik des Luft-Benzin-Verhältnisses, das durch die durchgezogene Linie in Fig. 18 gezeigt ist, variiert. Die Einspritzbezugszeit wird entsprechend der Einstellung eines Bezugskorrekturwertes TC variiert, während die elektromagnetischen Ventile während dieser so modifizierten Einspritzzeit geöffnet werden. Die Bezugsziffer T bezeichnet eine Recheneinheit, durch die Einspritz-Impulse, die eine Zeitdauer entsprechend den Motorparametern wie dem Ansaugleitungsvakuum und der Maschinentemperatur aufweisen, erzeugt werden, während der den Korrekturwert eingebende Kreis 6' Korrekturimpulse in Synchronisation mit der Beendigung der Einsprit.Timpulse erzeugt, um die Dauer der Öffnung der elektromagnetischen Ventile durch die Einspritzimpulse zu verlängern.

Mit der oben beschriebenen Ausführungsart arbeitet die sechste Ausführungsform wie folgt: Die Bezugscharakteristik bezüglich des Luft-Benzin-Verhältnisses ist vorbestimmt, um eine magere Mischung in allen Belastungsbereichen zu liefern, während der Bezugskorrekturwert xc, der ein Vielfaches des Einheitskorrekturwertes Δτ ist, hinzuaddiert wird, um eine Mischung mit nahezu dem vorbestimmten Luft-Benzin-Verhältnis sicherzustellen. Wenn der Motor gestartet wird, wird der reversible Zähler 5 zunächst auf die maximale Zählung gesetzt. Der Grund, warum der reversible Zähler 5 auf die maximale Zählung gesetzt wird, besteht aarin, daß die Zufuhr einer relativ ^fetten Mischung erforderlich ist, bis das Aufwärmen des Motors vorbei ist, wonach der Sauerstoffkonzentrationsdetektor 1, der Diskriminator 2 und der Additions- und Subtraktionsbefehlskreis 3 den reversiblen Zähler 5 verlassen, in einer Richtung zu zählen, die die Subtraktion vornimmt. Folglich wird der Korrekturwert ze allmählich reduziert, so daß dann, wenn die Zählung entsprechend dem vorbestimmten Luft-Benzin-Verhältnis mit nx bezeichnet wird, der Korrekturwert in einem Bereich auf einer der beiden Seiten der Zählung nx (nx +1) stabilisiert wird. Durch Herabsetzen des Betrages der Änderung der Korrekturwerteinheit Δτ mit dem Luft-Benzin-Veshäknis oder alternativ durch Herabsetzung der Kapazität des reversiblen Zählers 5 kann die Stabilisierung des Korrekturwertes mit einer Toleranz von ± 1 Zähleinheiten erreicht werden, ohne daß hierdurch irgendein praktischer Nachteil in Kauf genommen werden müßte, während eine sehr genaue Steuerung sichergestellt werden kann. Wenn sich weiter die Betriebsbedingungen des Motors ändern, so daß die Länge der Zeit des KorrekturimpuJses in einer Richtung variiert werden muß, die den Bezugskorrekturwert τc vergrößert, bewirkt die erste Abtastung, daß der Sauerstoffkonzentrationsdetektor 1, der Diskriminator 2 und der Additions- und Subtraktionsbefehlskreis 3 in einer Richtung betätigt werden, die das Luft-Benzin-Verhältnis anreichern, so daß folglich die Korrekturimpulse, die eine Zeitlänge von rc + Δτ aufweisen, von dem Kreis 6' auf das elektromagnetische Ventil 9 gegeben werden. Wenn ferner der Diskriminator 2 als Ergebnis der zweiten Abtastung ermittelt, daß die Quantität des Benzins ungenügend ist, wird bewirkt, daß der Kreis 6' Korrekturimpulse erzeugt, die eine Zeitdauer von TC + 2Δτ aufweisen. Wenn die weitere Abtastung anzeigt, daß die Beträge der vorher vorgenommenen Korrekturen noch ungenügend sind, werden von dem Kreis 6' Korrekturimpulse, die eine Zeitdauer von rc + 3Δτ aufweisen, auf das elektromagnetische Ventil gegeben, wodurch die Korrektur durch die Luft-Benzin-Verhältnis-Rückkopplung an einem Punkt TC+ηΔτ ±Δτ stabilisiert wird. Eine weitere Änderung der Betriebsbedingungen des Motors löst auch die subtraktive Arbeitsweise aus, wodurch der Korrekturwert an einem Punkt τc— ηΔτ±Δτ stabilisiert wird.

Wie vorhergehend beschrieben wu-de, wird das Ergebnis der Bestimmung des Luft-Benzin-Verhältnisses durch die vorhergehende Abtastung in dem reversiblen Zähler 5 gespeichert, so daß die Addition oder Subtraktion des Korrektureinheitswertes Δτ in Abhängigkeit von dem Ergebnis der nachfolgenden Abtastung vorgenommen wird, so daß auf diese Weise ein vorbestimmtes Luft-Benzin-Verhältnis übsr den gesamten Arbeitsbereich des Motors beibehalten werden kann.

Fig. 19 zeigt eine siebte Ausführungsform des Einspritzsystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese siebte Ausführungsform unterscheidet sich von der sechsten Ausführungsform vom F i g. 15 dadurch, daß sie zusätzlich einen Totzonendetektorkreis 111 aufweist. In dieser Ausführungsform vergleicht der Diskriminator 2 den Ausgang des Sauerstoffkonzentrationsdetektors 1 mit der gesetzten Spannung VR zum Einstellen des Luft-Benzin-Verhältnisses C und weist eine Hysteresis auf, wie sie durch die gestrichelten Linien in Fig. 20 gezeigt ist und die davon abhängt, ob die Konzentration des Sauerstoffs, der in den Abgasen enthalten ist. größer oder geringer ais die vorgewählte Sauerstoffkonzentration ist, die dem vorgewählten Luft-Benzin-Verhältnis entsDricht. um oarm «m :^tskr'

ninatorsignal zu erzeugen, das entweder einen »0«- oder einen »1«-Wert aufweist Der Totzonendetektorkreis 111 ist ein Mittel zum Feststellen der Totzone und erfaBt die Tatsache, daß die Ausgangsspannung des Sauerstoffkonzentraüonsdetektors 1 die Höhe der intermediären Totzone zwischen der »O«-Höhe und der »1«-Höhe erreicht hat, und vermeidet die Erzeugung der Abtastsignale. Fig.21 zeigt ein detailliertes Schaltbild desTotzonendetektorkreises 111. In Fig. 21 sind mit der Bezugsziffer lila ein Vergleicher für die untere Grenze zum Erfassen der unteren Grenze der intermediären Totzone, mit 1116, ein Vergleicher für die obere Grenze zum Erfassen der oberen Grenze der intermediären Totzone, mit 11 Ic ein Inverter, mit Md ein NAND-Gatter und mit 112 eine Benzinleitung mit konstantem Druck, bezeichnet.

Mit dem oben beschriebenen Aufbau stellt sich die Betriebsweise der siebten Ausführungsform wie folgt dar: Nimmt man an, daß das Luft-Benzin-Verhältnis ε niedriger als der Wert am Punkt Ei in F i g. 20 ist und das Diskriminatorsignal »1« ist erzeugt der Additions- und Subtraktionsbefehlskreis 3 ein Befehlssignal zur Addition jedes Mal, wenn ein Abtastsignal auf den Additionsund Subtraktionsbefehlskreis 3 gegeben wird. Folglich kommt der reversible Zähler 5 entsprechend der darin gespeicherten Zählung als Ergebnis der vorhergehenden Abtastung in Betrieb, während die Zeitdauer der Korrekturimpulse, die durch den Kreis 6' entsprechend der Zählung des reversiblen Zählers 5 erzeugt werden, jedesmal vergrößert wird, wenn eine weitere Abtastung vorgenommen wird. Auf diese Weise wird die negative Rückkopplungssteuerung vorgenommen, wobei die Dauer der öffnung des elektromagnetischen Ventils 9 korrigiert wird, um sie um einen Betrag entsprechend der Impulsbreite der Korrektunmpulse zusätzlich zu der Dauer der Einspritzimpulse von der Recheneinheit 7' zu vergrößern, um hierdurch das Luft-Benzin-Verhältnis t zu vergrößern.

Wenn auf der anderen Seite das Luft-Benzin-Verhält nis ε größer als der Wert an dem Punkt ε* in F i g. 20 ist und das Diskriminatorsignal »0« ist, erzeugt der Additions- und Subtraktionsbefehlskreis 3 ein Befehlssignal zum Subtrahieren jedesmal, wenn er das Abtastsignal erhält während der reversible Zähler 5 den Subtraktionsvorgang durchführt um die Zeitdauer der Korrtkturimpulse entsprechend der Zählung des reversiblen Zählers 5 zu vermindern. Auf diese Weise wird die negative Rückkopplungssteuerung bewirkt bei der die Ausdehnung der Dauer der öffnung des elektromagnetischen Ventils 9 vermindert wird, um das Luft-Benzin-Verhältnis ε zu reduzieren. Da ferner der Ausgang des Sauerstoffkonzentrationsdetektors 1 die durch die durchgezogene Linie, die die Punkte ao, at, a» und as in Fig.20 verbunden werden, dargestellte Ausgangscharakteristik aufweist erzeugt der Diskriminator 2 die Diskriminatorsignale »i« und »0«, während die Hysteresis den Verlauf besitzt der durch die gestrichelte linie in Fig.20 dargestellt ist die die Punkte a_t.«?, as und a< verbindet. Auf diese Weise ist der Totzeitdetektorkreis Ul vorgesehen, um zu verhindern, daß das Luft-Benzin-Verhältnis ε zurückschwingt und sich zwischen die Punkte ει und ε« aufgrund der Tatsache zwängt daß die Benzinr.ienge vergrößert oder verklei-

S nert wird, bis sich das Diskriminatorsignal ändert In dem Totzonendeteklorkreis 111 erfaßt der Vergleicher lila für den unteren Grenzwert einen Punkt b\ der in F i g. 2o gezeigten Charakteristik, so daß er ein Signal der Stufe »1«, das das Auffinden des unteren

ίο Grenzwertes für das Luft-Benzin-Verhältnis auf der Seite des Punktes ει. das kleiner als das Luft-Benzin-Verhältnis 62 entsprechend dem Punkt b\ ist anzeigt uno das Signal der Stufe »0« erzeugt das den unteren Grenzwert für das Luft-Benzin-Verhältnis auf der Seite des Punktes ε« anzeigt das größer als das Luft-Benzin-Verhältnis E₂ ist Das Ausgangssignal des Vergleichers lila für den unteren Grenzwert wird durch den Inverter 111c invertiert und wird dann auf einen Eingang des N AN D-Gatters 1 lidgegeben.

Auf der anderen Seite stellt der Vergleicher 111 d für den oberen Grenzwert einen Punkt bi der in Fig. 20 gezeigten Charakteristik fest so daß er ein Signal der Stufe »1«, das die Feststellung des oberen Grenzwertes für das Luft-Benzin-Verhältnis auf der Seite des Punktes ει anzeigt das kleiner als das Luft-Benzin-Verhältnis Ei entsprechend dem Punkt bi ist, und ein Signal der Stufe »0« erzeugt, das die Feststellung des oberen Grenzwertes für das Luft-Benzin-Verhältnis auf der Seite des Punktes ε* darsteKt, das größer als das Luft-Benzin-Ver hältnis Ei ist. Der Ausgang des Vergleichers 111 b für den oberen Grenzwert wird auf den anderen Eingang des NAND-Gatters 111c/ gegeben. Folglich wird das Ausgangssignal vom Wert >»0« nur erzeugt wenn beide Eingänge des NAND-Gatters HId den Wert »1« aufweisen. Mit anderen Worten, das angezeigte Ausgangssignal des NAND-Gatters UId wird ein festgestelltes Totzonensignal vom Wert »0«, wenn das Luft-Benzin-Verhältnis ε den Bereich der intermedieren Totzone zwischen den Punkten £2 und 83 erreicht oder in diesem Bereich liegt Der Totzonendeteklorkreis 111, der das oben beschriebene festgestellte Signal erzeugt steuert die Erzeugung der Abtastsignale, so daß die Erzeugung der Abtastsignale unterlassen wird, wenn das Luft-Benzin-Verhältnis zwischen den Punkten ε₂ und 83 liegt oder diesen Bereich erreicht Als Ergebnis hiervon erzeugt der Additions- und Subtraktionsbefehlskreis 3 kein Befehlssignal, so daß auch der reversible Zähler 5 keinen Additions- oder Subtraktionsvorgang vornimmt Wenn dies auftritt erzeugt der Kreis 6' die Korrektunmpulse, die die Zeitdauer haben, die durch die vorhergehende Abtastung bestimmt ist, wonach die Benzinmenge mit dem festgestellten Korrekturwert vergrößert oder verkleinert wird. Wenn entsprechend die Motorlast konstant ist schwankt das Luft-Benzin Verhältnis nicht zwischen den Punkten ei und Ej, sondern wird so gesteuert daß es an dem unteren Grenzpunkt £2 oder dem oberen Grenzpunkt £3 der intermediären Totzone bleibt.

Hierzu 12 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Benzin-Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, mit einem Sauerstoffkonzentrationsdetektor zur Ermittlung der Sauerstoffkonzentration in den Abgasen der Brennkraftmaschine und mit einer Recheneinheit, die in Abhängigkeit wenigstens von der Sauerstoffkonzentration die Öffnungsdauer von Einspritzventilen bestimmt und in der ein Abtastsignalgenerator zur Erzeugung von Abtastsignalen bestimmter Frequenz und eine von diesen Abtastsignalen beaufschlagte Steuerschaltung angeordnet sind, wobei die Steuerschaltung mit jedem Abtastsignal ein Befehlssignal erzeugt, welches einem nachgeschalteten Zähler zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an den Sauersioffkonzentrationsdetektor (1) ein Spannungs-Diskriminator (2) angeschlossen ist, der in Abhängigkeit davon, ob das Ausgangssignal des Sauerstoffkonzentrationsdetektors oberhalb oder unterhalb eines vorgebbaren Wertes liegt, ein erstes oder ein zweites Diskriminatorsignal an die als Zählrichtungs-Steuerschaltung ausgebildete Steuerschaltung (3) liefert und daß mit dem als reversibler Zähler arbeitenden Zähler (5), der bei jedem Befehlssignal abhängig vom ersten oder zweiten Diskriminatorsignal um eins vorwärts oder rückwärts zählt, eine Korrekturschaltung (6, 7,8) zur Steuerung der Ventilöffnungsdauer entsprechend dem Stand des reversiblen Zählers derart, daß ein bestimmtes Luft-Benzin-Verhältnis beibehalten wird, verbunden ist.

2. Benzin-Einspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschal tung die Recheneinheit (7) und einen Signal-Wandler (6) umfaßt, und daß der Signal-Wandler mit dem reversiblen Zähler (5) verbunden ist und dessen Zählerstand in ein die Recheneinheit steuerndes Korrektursignal umsetzt.

3. Benzin-Einspritz-System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Leistungsbereich-Detektor (10,11 in F i g. 6), der mit der Korrekturschaltung (6, 7, 8) verbunden ist und bei Feststellung eines ein hohes Drehmoment erfordernden Leistungsbereichs der Brennkraftmaschine die Wirkung der Korrekturschaltung unterbindet.

4. Benzin-Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Abtastsignale vom Abtastsignalgenerator (4) entsprechend der Ansprechgeschwindigkeit des Sauerstoffkonzentrationsdetektors (1) einstellbar ist.

5. Benzin- Einsprif.system nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Überlagerungs-Einrichtung (13), die mit dem Abtastsignalgenerator (4) der Steuerschaltung (3) sowie dem Signalwandler (6) und der Recheneinheit (7) der Korrekturschaltung verbunden ist und dem Ausfangssignal der Korrekturschaltung ein zusätzliches Korrektursignal überlagert, das der Anzahl von Abtastungen durch die Abtastsignale entspricht, die in einem Zeitintervall bis zur Umkehr des Diskriminatorsignals vom Spannungs-Diskriminator (2) vorgenommen werden.

6. Benzin-Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Detektor (111). der mit dem Sauerstoffkonzentrationsdetektor

(1) und dem Abtastsignalgenerator (4) verbunden ist und den Betrieb des Abtastsignalgenerators unterbricht, wenn der Ausgang des Sauerstoffkonzentrationsdetektors einen Wert in einer Zwischenzone erreicht

7. Benzin-Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Signal-Wandler ein Digital-Analog-Wandler (6) ist, der den Zählerstand des reversiblen Zählers (5) in

ίο ein analoges Signal umsetzt

8. Benzin-Einspritzsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß der Signal-Wandler (6) einen Schaltkreis (6') zur Einstellung eines Korrekturwertes aufweist und den Zählerstand vom reversiblen Zähler (5) in ein Einspritz-Korrektursignal umsetzt welches zum Einspritzsignal von der Recheneinheit (7') hinzuaddiert wird.

9. Benzin-Einspritzsystem nach einem der Ansprüehe 2 bis 8. gekennzeichnet durch einen Haltestromkreis (12 in Fig. 8), der mit dem reversiblen Zähler (5) verbunden ist und den maximalen oder minimalen Zählerstand des reversiblen Zählers speichert, wenn der Zähler seine Kapazität überschreitet.