DE2423111B2 - Einrichtung zur Verminderung von schädlichen Bestandteilen im Abgas von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Verminderung von schädlichen Bestandteilen im Abgas von Brennkraftmaschinen durch Beeinflussung des Massenverhältnisses von Kraftstoff und Luft des der Brennkraftmaschine zugeführten Betriebsgemisches, mit einem Elektromagnetventil zur Steuerung von DurchflußquerschpiUen bei einer Betriebsgemischver-

sorgungsanlage und damit Änderung von die Zumessung der Betriebsstoffe bestimmenden Drücken, wobei das Elektromagnetventil über eine Regeleinrichtung von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine ermittelnden Meßwertgebern gesteuert wird.

Einrichtungen dieser Art haben den Zweck, für alle Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine selbsttätig ein günstiges Kraftstoff-Luft-Gemisch zu schaffen, um eine vollständige Verbrennung ν',κ Kraftstoffes zu ermöglichen und dadurch bei höchstmöglicher Leistung der Brennkraftmaschine bzw. kleiiistmöglichen Kraftstoffverbrauch die Entstehung von giftigen Abgasen zu vermeiden oder mindestens stark zu vermindern. Die Kraftstoffmenge muß daher den Erfordernissen jedes Betriebszustandes der Brennkraftmaschine entspre-

chend sehr ger.zu zugemessen und die Proportionalität zwischen Luftmenge und Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine wie z. B. Drehzahl, Last, Temperatur und Abgaszusammensetzung geändert werden.

Es ist bei einer KraftstoffeinspritzmengensteuereinricHtung bekannt ( deutsche Auslegeschrift 12 31 954), Rechteckimpulse mit variabler Impulslänge dadurch zu erzeugen, daß eine Sägezahnspannung mit einer Steilheit bzw. Zeitkonstanten, die in Abhängigkeit vom Druck im Saugrohr der Brennkraftmaschine variabel ist, mit einer konstanten Referenzspannung verglichen wird, wobei die Referenzspannung die zum Durchschalten notwendige Mindest-Basis-Emitter-Spannung (Ubeo) eines Transistors ist Zur Änderung der die

Einspritzzeit bestimmenden Impulslangen in Abhängig·

keit von anderen Betriebsparametern ist die Amplitude der Sägezahnspannung durch Addition einer variablen, pulsierenden Spannung änderbar.

Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß die

verwendete Referenzspannung stark temperaturabhängig ist und somit die Genauigkeit der Steuerung negativ beeinflußt Ferner ist auch die Frequenz der Sägezahnspannung, die als Nebenfunktion auch den Einspritzzeit-

punkt steuert, abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Damit wird aber die Länge der gebildeten Einspritzimpulse, bezogen auf die dazwischen liegenden Zehen, in denen das Einspritzventil geschlossen ist, bzw. das Tastverhältnis stark von der Drehzahl abhängig. Zur Kompensation dieses Einflusses ist in aufwendiger Weise die drehzahlabhängige Beeinflussung dar Amplitude und der Zeitkoustanten der Sägezahnspannung notwendig. Ferner sind in nachteiliger Weise die Zeitkonstante und die Impulsdauer und damit das Tastverhältnis im großen MaBe temperaturabhängig. Bei dieser Einrichtung erfolgt die Ansteuerung der einzelnen Einspritzventile oder -Gruppen direkt Damit wirken sich alle Unregelmäßigkeiten der Kraftstoffmengensteuereinrichtung direkt auf die Zumeßmenge aus, was in nachteiliger Weise zu ungleichmäßiger Belastung einzelner Zylindergruppen und zu unrundem Lauf der Brennkraftmaschine führen kann. Alle Einflußnahmen auf die Bestimmung der Länge der Einspritzimpulse und damit des Krafistoffanteils des Betriebsgemisches müssen im Bereich der Impulsbildung vorgenommen werden.

Bei einer anderen Kraftstoffmengeneinspritzsteuereinrichtung (deutsche Auslegeschrift 19 39 611) wird ebenfalls direkt auf die Einspritzzeit und damit die Einspritzmenge Einfluß genommen. Die Einspritzimpulsbildung und die Bestimmung des Einspritzzeitpunkts erfoigen hier durch Vergleich einer Sägezahnspannung von in Abhängigkeit von der Drehzahl variabler Frequenz mit einem Referenzwert, der zur Kompensation des zuvor erwähnten Drehzahleinflusses in Abhängigkeit von der Drehzahl änderbar ist Für diese Kompensation ist wiederum ein erheblicher Aufwand nötig. Wie auch bei der zuvor beschriebenen Einrichtung wird eine Variation der Einspritzzeit in Abhängigkeit von dem Saugrohrdruck dadurch erreicht daß die Zeitkonstante bzw. die Amplitude der Sägezahnspannung mit dieser Abhängigkeit variiert wird. Dazu Wird einmal mit Hilfe eines Oszillators eine Spannung von saugrohrdruckabhängiger Frequenz und daraus eine Impulsfolge von Impulsen konstanter Impulsbreite und eben dieser gleichen Frequenz erzeugt Dadurch wird die mittlere Ladespannung pro Zeiteinheit eines Integriergliedes des Sägezahngenerators und damit die Amplitude der Sägezahnspannung variiert Der Verlauf der Sägezahnspannung wird stark von dem temperaturabhängigen Schwingverhalteu des Oszillators beeinflußt Ferner müssen die Eingangsspannungen beide Eingänge des den Vergleich durchführenden Differenzverstärkers, die Sägezahnspannung und die Referenzspannung, genau auf einen temperaturstabilisierten Arbeitspunkt abgestimmt werden, damit am Ausgang des Differenzverstärkers die gewünschte Rechteckspannung auftritt Dies alles macht die Kraftstoffsteuerung ungenau.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Verminderung von schädlichen Bestandteilen im Abgas von Brennkraftmaschinen der bekannten Art zu entwickeln, mit deren Hilfe es möglich ist, eine schnelle und genaue Nachregelung des Massenverhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches zu erreichen, ohne daß Temperatur- und Alterungseinflüsse auf die elektronische Regeleinrichtung zu unerwünschten Änderungen des Tastverhältnisses des Elektromagnetventils führen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Elektromagnetventil von der Regeleinrichtung getaktet angesteuert wird und die Regeleinrichtuiip einen Sägezahngenerator aufweist, der eine Sägezahnspannung konstanter Frequenz und Amplitude erzeugt die zur Änderung des TastverhiUtnisses durch eine variable, den Betriebskenngrößen entsprechende Gleichspannung überlagert am invertierenden Eingang eines Summierverstärkers liegt, an dessen nichtinvertierenden Eingang über einen Spannungsteiler eine yorbestimmte konstante Referenzspannung angelegt

ist

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Ausgang des Summierverstärkers über einen Widerstand mit einer Pluszuleitung und über einen diesem parallelen Widerstand mit der Basis eines ersten Transistors verbunden ist dessen Emitter an der Piuszuleitung liegt und dessen Kollektor über einen Spannungsteiler mit einer Minuszuleitung verbunden ist und am Abgriff des Spannungsteilers die Basis eines zweiten Transistors liegt, dessen Eir^iier mit der Basis eines dritten Transistors und über einen Widerstand mit der Minuszuleitung gekoppelt ist und dessen Kollektor über die Wicklung des Elektromagnetventils mit der Pluszuleitung und dem Kollektor des dritten Transistors, dessen Emitter an der Minuszuleitung liegt verbunden ist

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist derart daß die Sägezahnspannung lineare Abschnitte aufweist und der Sägezahngenerator einen Integrator hat dessen nichtinvertierender Eingang am Abgriff eines zwei Widerstände enthaltenden Spannungsteilers liegt und dessen Ausgang, an dem die Sägezahnspannung abnehmbar ist über einen Widerstand mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Schaltverstärkers verbunden ist dessen invertierender

Eingang über einen Widerstand mit einem zwei Widerstände aufweisenden Spannungsteiler und dessen Ausgang über einen Widerstand mit dem invertier enden Eingang des Integrators gekoppelt ist Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung

ist dadurch gekennzeichnet daß die Sägezahnspannung einer Exponentialfunktion, insbesondere einer e-Funktion, entsprechende Abschnitte hat und daß der Sägezahngenerator einen Transistor aufweist, dessen Basis an einem mit der Minuszuleitung gekoppelten Kondensator liegt und dessen Emitter über einen Widerstand mit der Pluszuleitung und der Basis eines komplementären Transistors und dessen Kollektor mit der Minuszuleitung verbunden ist und bei dem der Kollektor des komplementären Transistors an der Pluszuleitung und der Emitter, an dem die Sägezahnspannung abnehmbar ist, über einen Widerstand an der Minus^u'eitung und über einen weiteren Widerstand am invertierenden Eingang eines Schaliversiärkers liegt, dessen nichtinvertierender Eingang über einen Wider

r> stand mit dem Abgriff eines zwei Widerstände aufweisenden Spannungsteilers gekoppelt ist und dessen Ausgang über einen Widerstand mit der Basis des Transistors und «jem Kondensator verbunden ist.

Der Vorteil einer erfindungsgemäß ausgestalteten

Einrichtung zur Verminderung von schädlichen Bestandteilen im Abgas von Brennkraftmaschinen besteht z. B. gegenüber einer Ausführung mit freischwingendem Oszillator und nachgeschaltetem steuerbaren monostabilen Multivibrator darin, daö auch bei Änderungen der

es Frequenz der Sägezahnspannung, z. B. durch Temperatur- und Alterungseinflüsse keine Änderung des Tastverhältnisses des Elektromagnetventils erfolgt. Die Verwendung eines Sägezahnßenerators zur

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Erzeugung einer Sägezahnspannung mit Abschnitten entsprechend einer e-Funktion bietet gegenüber dem Sägezahngenerator zur Erzeugung einer Sägezahnspannung mit linearen Abschnitten den Vorteil, daß er wesentlich unempfindlicher gegenüber Störspannungsspitzen ist, die im Bordnetz eines Kraftfahrzeuges auftreten können.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine erste Einrichtung zur Beeinflussung des Masseverhältnisses des einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches,

F i g. 2 eine zweite Einrichtung zur Beeinflussung des Masseverhältnisses des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff- Luft-Gemisches,

Fig. 3 eine Schaltung der elektronischen Regeleinrichtung,

F i 5. A CimC Schaltung OiucS SagcZähngcMcfätüi'S Tut

eine Sägezahnspannung mit linearen Abschnitten,

F i g. 5 eine Schaltung eines Sägezahngenerators für eine Sägezahnspannung mit einer e-Funktion entsprechenden Abschnitten.

Bei der in F i g. I dargestellten Einrichtung strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung in ein Saugrohr 1, das einen konischen Abschnitt 2 mit einem darin angeordneten Meßorgan 3 aufweist, und weiterhin durch einen Verbindungsschlauch 4 und einen Saugrohrabschnitt 5 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 6 zu einem oder mehreren nicht dargestellten Zylindern einer Brennkraftmaschine. Das Meßorgan 3 ist eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete Platte, die sich im konischen Abschnitt 2 des Saugrohres nach einer annähernd linearen Funktion der durch das Saugrohr strömenden Luftmenge bewegt, wobei für eine konstante am Meßorgan 3 angreifende Rückstellkraft sowie einen konstanten vor dem Meßorgan 3 herrschenden Luftdruck der zwischen dem Meßorgan 3 und der Drosselklappe 6 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt.

Das Meßorgan 3 steuert unmittelbar ein Zumeß- und Mengenteilerventil 7. Zur Übertragung der Verstellbewegung des Meßorgans 3 dient ein mit ihm verbundener Hebel 8, der um einen Drehpunkt 9 schwenkbar, möglichst reibungsfrei gelagert ist und bei seiner Schwenkbewegung mit einer Nase IO das als Steuerschieber 11 ausgebildete bewegliche Ventilteil des Zumeß- und Mengenteilerventils 7 betätigt.

Der von einer durch einen Elektromotor 13 angetriebenen Kraftstoffpumpe 14 aus einem Kraftstoffbehälter 15 geförderte Kraftstoff gelangt über eine Kraftstoffversorgungsleitung 16 und einen Kanal 17 in eine Ringnut 18 des Steuerschiebers 11. Je nach der Stellung des Steuerschiebers 11 öffnet die Ringnut 18 mehr oder weniger Steuerschlitze 19, die durch Kanäle 20 zu je einer Kammer 21 rühren; die durch eine Membran 22 von einer Kammer 23 getrennt ist, wobei die Membran als bewegliches Teil je eines als Gleichdruckventil 24 ausgebildetem Flachsitzventils dient. Aus der Kammer 21 gelangt der Kraftstoff über Kanäle 25 zu den einzelnen nicht dargestellten Einspritzventilen, die in der Nähe der Motorzylinder im Saugrohr angeordnet sind.

Von der Kraftstoffversorgungsleitung 16 zweigt eine Leitung 26 ab, in die ein Druckbegrenzungsventil 27 geschaltet ist, das bei zu großem Systevndruck Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter 15 zurückfließen läßt.

Der Steuerschieber Il wird auf seiner dem Hebel 8

gegenüberliegenden Stirnfläche durch Druckflüssigkeit beaufschlagt, die als Rückstellkraft für das Meßorgan 3 dient und über eine Leitung 29 mit einer Dämpfungsdrossel 30 auf den Steuerschieber wirkt. Von der Leitung 16 zweigt ebenfalls eine Leitung 32 ab, in der in Reihe eine erste Drossel 33, die Kammern 23 der Gleichdruckventile 24, eine zweite Drossel 34 und ein Elektromagnetventil 35 angeordnet sind. Parallel zum Elektromagnetventil 35 ist in einer Leitung 36 eine dritte Drossel 37 angeordnet, durch die der Kraftstoff des Steuerdruckkreislaufes 32 drucklos über die Rücklaufleitung 38 zum Kraftstoffbehälter zurückfließen kann. Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten

1; Einrichtung ist folgende:

Bei laufender Brennkraftmaschine wird über das Saugrohr I, 4 und 5 Luft angesaugt, durch die das Meßorgan 3 eine gewisse Auslenkung aus seiner

RühdagC erfährt, entsprechend der Auslenkung un

Meßorgans 3 wird über den Hebel 8 auch der Steuerschieber 11 des Zumeß- und Mengenteilerventils 7 verschoben, der die zu den Einspritzventilen strömende Kraftstoffmenge zumißt. Die direkte Verbindung zwischen dem Meßorgan 3 und dem Steuerschie-

2-, ber U gibt ein konstantes Verhältnis von Luftmenge und zugemessener Kraftstoffmenge.

Um das Kraftstoff-Luft-Gemisch den Betriebsbedingungen <.'\:r Brennkraftmaschine anpassen zu können, kann es erforderlich sein, die Druckdifferenz an den Zumeßventilen 18,19 zu ändern. Die Druckdifferenz an den Zumeßventilen 28, 19 kann in vorteilhafter Weise durch den Druck in dem Steterdruckkreislauf 32 geregelt und geändert werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Änderung des Diffe renzdruckes an den Zumeßventilen 18, 19 durch Änderung des Differenzdruckes an der ersten Drossel 33, indem die durch die erste Drossel strömende Flüssigkeitsmenge veränderbar ist Die Mengenänderung an der ersten Drossel 33 läßt sich dadurch erreichen, daß ihr eine zweite Drossel 34 und ein Elektromagnetventil 35 mit einer zu diesem parallelen dritten Drossel 37 im Steuerdruckkreislauf 32 nachgeschaltet ist Bei geschlossenem Elektromagnetventil wird die durch die erste Drossel 33 fließende Kraftstoffmenge durch die Drosseln 33, 34 und 37 bestimmt Die bei geöffnetem Elektromagnetventil 35 im Steuerdnickkreislauf fließende Kraftstoffmenge wird nur noch durch die Drosseln 33 und 34 bestimmt, was eine geringere Drosselung und eine erhöhte Druckdifferenz an der ersten Drossel 33 zur Folge hat, weshalb auch die Druckdifferenz an den Zumeßventi/en 18,19 erhöht wird. Die Änderung des Differenzdruckes an der ersten Drossel 33 läßt sich durch die Variation des Verhältnisses von öffnungsdauer zu Schließdauer,

also durch Änderung des Tastverhältnisses des Elektromagnetventils 35 erreichen. Dabei ergibt sich für ein dauernd geschlossenes Elektromagnetventil eine geringe Druckdifferenz und ein armes Kraftstoff-Luft-Gemisch, während für ein dauernd geöffnetes Elektro- magnetventil 35 die Druckdifferenz am größten und das Kraftstoff-Luft-Gemisch am reichsten ist

Eine eventuelle notwendige Dämpfung der Drucksprünge BeBe sich durch einen nicht dargestellten Speicher im Steuerdruckkreislanf erreichen.

Das Elektromagnetventil 35 wird, wie in Fig.2 dargestellt z.B. durch eine in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordnete Sauerstoffsonde über eine elektronische Regelechtng getaktet ange-

steuert.

In F i g. 2 sind die gegenüber der F i g. 1 gleichbleibenden Teile der Einrichtung durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet Der von der Kraftstoffpumpe 14 geförderte Kraftstoff gelangt über die Kraftstoffversorgungsleitung 16 in die Kammern 23 von Differenzdruckventilen 40 und in die Ringnut 18 des Steuerschiebers 11. Der an den Steuerschlitzen 19 zugemessene Kraftstoff strömt über die Kanäle 20 in die Kammern 23 der Differenzdruckventile, 40, in denen je eine Feder 41 angeordnet ist, die die Differenzdruckventile jeweils in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Die Differenzdruckventile 40 halten an den Zumeßveritilen 18, 19 eine konstante Druckdifferenz aufrecht, unabhängig von der über die Kanäle 25 zu den Einspritzventilen strömenden Kraftstoffmenge. Eine Drossel 43 trennt die Kraftstoffversorgungsleitung 16 von dem Steuerdruckkreislauf 44. Der Druck der Steuerdruckflüssigkeit beaufschlagt dir dem Hebel B gegenüberliegende Stirnfläche des Steuerschiebers 11 und erzeugt somit die Rückstellkraft auf das Meßorgan 3. In dem Steuerdruckkreislauf 44 ist ebenfalls ein Elektromagnetventil 4.5 angeordnet, über das in geöffnetem Zustand Druckflüssigkeit über eine Rückströmleitung 46 in den Kraftstoffbehälter 15 zurückfließen kann. Das Elektromagnetventil 45 wird über eine elektronische Regeleinrichtung 47 durch eine hier beispielsweise als Meßwertgeber für die Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine angeführte und in der Abgasleitung angeordnete sogenannte Sauerstoffsonde 48 angesteuert und liegt in einem Stromkreis mit einei Spannungsquelle 49.

Die in F i g. 3 dargestellte elektronische Regeleinrichtung 47 enthält einen Summierverstärker 52, der mit seinem nichtinvertierenden Eingang am Abgriff eines aus zwei Widerständen 53 und 54 bestehenden Spannungsteilers liegt. Der invertierende Eingang des Summierverstärkers 52 ist mit einem Summenpunkt 55 gekoppelt, der über einen Widerstand 56 mit d?in Ausgang A eines Sägezahngenerators 57 und über Widerstände 58,59,60 mit den die Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine ermittelnden Meßwergebern verbunden. Der Ausgang des Summierverstärkers 52 ist über einen Widerstand 61 mit einer Pluszuleitung 62 und über einen diesem parallelen Widerstand 63 mit der Basis eines ersten Transistors 64 gekoppelt, dessen Emitter an der Pluszuleitung 62 liegt und dessen Kollektor über einen zwei Widerstände 65, 66 enthaltenden Spannungsteiler mit einer Minuszuleitung 67 verbunden ist Am Abgriff des Spannungsteilers 65, 66 liegt die Basis eines zweiten Transistors 68, dessen Emitter mit der Basis eines dritten Transistors 69 und über einen Widerstand 70 mit der Minuszuleitung 67 gekoppelt ist Der Emitter des dritten Transistors 69 ist mit der Minuszuleitung 67 und der Kollektor mit dem Kollektor des zweiten Transistors 68 und über die Wicklung des Elektromagnetventils 35, 45 mit der Pluszuleitung 62 verbunden. Parallel zur Wicklung des Elektromagnetventils 35, 45 ist eine Freilaufdiode 71 angeordnet

Die Wirkungsweise der in Fig.3 dargestellten elektronischen Regeleinrichtung ist folgende:

Als Beispiel wird angenommen, daß nur eine von einem Meßwertgeber ermittelte Betriebskenngröße als Spannung U_e vorliegt Hat die Spannung U_e z. B. den Wert OK so liegt am Summenpunkt 55 eine Spannung, die durch die Sägezahnspannung Ur und U_e und den Spannungsteiler 56, 58 bestimmt wird. Bei niederen Spannungswerten der Sägezahnspannung Ur wird der am Summenpunkt 55 liegende Spannungswert unterhalb des am nichtinvertierenden Eingang des Summierverstärkers 52 liegenden und durch den Spannungsteiler 53, 54 bestimmten Wertes der Spannung U_n, liegen, s Damit liegt die Ausgangsspannung des Summierverstärkers 52 bei Plus, d. h. die Transistoren 64,68,69 sperren und das Elektromagnetventil 35, 45 ist stromlos. Bei steigender Sägezahnspannung Ur wird nach Erreichen eines U_m entsprechenden Spannungswertes am Sum- menpuinkt der Verstärkerausgang nach Minus durchgeschaltet, was noch durch einen nicht dargestellten Rückkoppelwiderstand unterstützt werden kann. Hierdurch werden die Transistoren 64, 68, 69 leitend und infolge des nun durch die Wicklung des Elektromagnetventils 35,45 fließenden Strom öffnet das Magnetventil. Nimmt die Sägezahnspannung Urin ihrem Wert nach Überschreiten ihres Maximalwertes wieder ab und erreicht den Wert der Spannung U_m so schaltet der Summierverstärker 52 nach Plus durch, worauf die Transistoren 64, 68, 69 sperren und das stromlose Elektromagnetventil 35,45 schließt.

Hat nun die Spannung U_e z. B. einen beliebigen positiven Spannungswert, so wird bei steigender Sägezahnspannung Ur der Umschaltpunkt des Summierverstärkers 52 früher und bei wieder fallender Sägezahnspannung Ui später erreicht, wodurch sich die Impulsdauer gegenüber dem oben dargelegten Beispiel vergrößert. In Abhängigkeit von durch die Spannung U_e gekennzeichneten Betriebskenngrößen läßt sich also eine Variation der Impulsdauer zur Steuerung des Elektromagnetventils erreichen. Für weitere die Betriebskenngrößen kennzeichnende Spannungen U_e gilt Entsprechendes.
Die Schaltung eines Sägezahngenerators, der eine Sägezahnspannung mit linearen Abschnitten liefert, wodurch sich ein linearer Zusammenhang zwischen der Spannung U_e und dem Tastverhältnis des Elektromagnetventils ergibt, ist in Fig.4 dargestellt. Der Sägezahngenerator enthält einen als Integrator 74 geschalteten Verstärker, dessen nichtinvertierender Eingang am Abgriff eines zwei Widerstände 75, 76 enthaltenden Spannungsteilers liegt und dessen Ausgang über einen Widerstand 77 mit dem nichtinveriierenden Eingang eines Schaltverstärkers 78 verbunden ist. Der invertierende Eingang des Schaltverstärker 78 ist über einen Widerstand 79 an den Abgriff eines zwei Widerstände 80, 81 aufweisenden Spannungsteilers gekoppelt, während der Ausgang über einen Widerstand 82 mü dem invertierenden Eingang des Integrators 74 verbunden ist Zwischen dem invertierenden Eingang des Integrators 74 und dem Ausgang liegt ein Integrierkondensator 83. Nichtinvertierender Eingang des Schaltverstärkers 78 und Ausgang des Schaltverstärkers sind durch einen Widerstand 84 verbunden.

Die Wirkungsweise des in Fig.4 dargestellten Sägezahngenerators ist folgende:

Je nachdem, ob der Ausgang des Schaltverstärkers 78 bei Plus oder Minus liegt, wird über den Rückkoppelwiderstand 84 nach Maßgabe des Spannungsteilers 77, 84 die Spannung am nichtinvertierenden Eingang ebenfalls um einen bestimmten Betrag nach Plus oder Minus gezogen. Ist z. B. der Schaltverstärker 78 nach Minus geschaltet, dann ist über den Spannungsteiler 77, 84 der nichtinvertierende Eingang des Schaltverstärkers negativer als der invertierende Eingang, wodurch dieser Schaltzustand zunächst stabil bleibt Da nun vom Integrierkondensator 83 Strom über den Widerstand 82 abfließt, steigt die Ausgangsspannung des Integrators

74, die der Sägezahnspannung Ui entspricht, linear an. Bei genügend hoher Sägezahnspannung Ui ist dann die Spannung am Spannungsteiler 77,84 so groß wie die am invertierenden Eingang liegende Spannung, worauf der Schaltverstärker 78 nach Plus durchschaltet. Über den Widerstand 82 fließt nun Strom auf den Integrierkondensator 83, so twß die Sägezahnspannung am Ausgang A des Integrators 74 linear absinkt Ist die Sägezahn spannung Ur wieder so weit abgesunken, daß die Spannung am Spannungsteiler 77, 84 kleiner ist als die am invertierenden Eingang des Schaltverstärkers 78 liegende Spannung, so schaltet der Schaltverstärker nach Minus um und die Sägezahnspannung Ui steigt wieder an.

Um Einflüsse von im Bordnetz der Kraftfahrzeuge auftretenden Störspannungsspitzen zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, einen wesentlich unempfindlicher enthaltenden Spannungsteilers und über einen Rückkoppelwiderstand 97 mit dem Ausgang des Schaltverstärkers verbunden. Der Ausgang des Schaltverstärkers 93 steht ebenfalls über einen Widerstand 98 mit der Basis des Transistor» 87 und dem Kondensator 88 in Verbindung.

Ist der Schaltverstärker 93 gerade nach Minus durchgeschaltet, dann liegt am nichtinvertierenden Eingang eine Spannung, die durch die Spannung am Abgriff des Spannungsteilers 95,96 und den Spannungsteiler 94, 97 bestimmt wird und somit kleiner als die Spannung am Abgriff des Spannungsteilers 95, % ist. Über den Widerstand 98 wird der Kondensator 88 entladen, so daß die am Emitter des komplementären Transistors 90 abnehmbare Sägezahnspannung I.' abnimmt. Hat die dem invertierenden Eingang des Schaltverstärkers 93 über den Widerstand 92 zugeführ-

(liucnciiucii oagciaiiiigcMcräiüi cü vci wciiucm, üci cii'ic Sägezahnspannung mit Abschnitten entsprechend einer e-Funktion liefert. Die Schaltung zur Erzeugung einer Sägezahnspannung mit e-Funktion-Abschnitten ist in F i g. 5 dargestellt. Dabei liegt die Basis eines Transistors 87 an einem mit der Minuszuleitung 67 gekoppelten Kondensator 88, während der Emitter über einen Widerstand 89 mit der Pluszuleitung 62 und der Basis eines komplementären Transistors 90 und der Kollektor mit der Minuszuleitung 67 verbunden ist. Der Kollektor des komplementären Transistors 90 liegt an der Pluszuleitung 62 und der Emitter über einen Widerstand 91 an der Minuszuleitung 67 und über einen weiteren Widerstand 92 am invertierenden Eingang eines Schaltverstärkers 92. Der nichtinvertierende Eingang des Schaltverstärkers 93 ist über einen Widerstand 94 mit dem Abgriff eines zwei Widerstände 95, 96 ic jagcieiiinspciiiiiuiig L/fucii »iciiuci am mv-iiitiivci UC-renden Eingang liegenden Spannung erreicht, so erfolgt ein Umschalten des Schaltverstärkerausgangs nach Plus. Über den Spannungsteiler 97, 94 wird dann die Spannung am nichtinvertierenden Eingang auf eine gegenüber der am Abgriff des Spannungsteilers 95, 96 liegenden Spannung positivere Spannung angehoben und über den Widerstand 98 erfolgt ein Aufladen des Kondensators 88. Hat die Sägezahnspannung Ui den Spannungswert am nichtinvertierenden Eingang erreicht, schaltet der Schaltverstärker 93 wieder nach Minus durch.

Bei Verwendung einer Sägezahnspannung mit Abschnitten entsprechend einer e-Funktion ist es vorteilhaft, den Arbeitsbereich zwischen 20% und 80% des Maximalwertes zu legen, wodurch die Abweichung von der Linearität vernachlässigbar klein ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Verminderung von schädlichen Bestandteilen im Abgas von Brennkraftmaschinen durch Beeinflussung des Massenverhältnisses von Kraftstoff und Luft des der Brennkraftmaschine zugeführten Betriebsgemisches, mit einem Elektromagnetventil zur Steuerung von Durchflußqiierschnitten bei einer Betriebsgemischversorgungsanlage und damit Änderung von die Zumessung der Betriebsstoffe bestimmenden Drücken, wobei das Elektromagnetventil über eine Regeleinrichtung von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine ermittelnden Meßwertgebern gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektromagnetventil (35, 45) von der Regeleinrichtung (47) getaktet angesteuert wird und die Regeleinrichtung einen Sägezahngenerator (57) aufweist, der eine Sägezahnspannung konstanter Frequenz und Amplitude erzeugt, die zur Änderung des Tastverhältnisses durch eine variable, den Betriebskenngrößen entsprechende Gleichspannung überlagert über einen Spannnungsteiler am invertierenden Eingang eines Summierverstärkers (52) liegt, an dessen nichtinvertierendem Eingang über einen Spannungsteiler (53, 54) eine vorbestimmte konstante Referenzspannung angelegt ist

2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Summierverstärkers (52) über einen Widerstand (61) mit einer Pluszuleitung (62) und über einen diesem parallelen Widerstand (63) mil der Basis eines ersten Transistors (64) verbunden ist, dessen Emitter an der Pluszuleitung (62) liegt und dessen Kollektor über einen Spannungsteiler (65,66) mit einer Minuszuleitung (67) verbunden ist, und am Abgriff des Spannungsteilers (65, 66) die Basis eines zweiten Transistors (68) liegt, dessen Emitter mit der Basis eines dritten Transistors (69) und über einen Widerstand (70) mit der Minuszuleitung (67) gekoppelt ist und dessen Kollektor über die Wicklung des Elektromagnetventils (35,45) mit der Pluszuleitung (62) und dem Kollektor des dritten Transistors (69), dessen Emitter an der Minuszuleitung (67) liegt, verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sägezahnspannung lineare Abschnitte aufweist

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sägezahngenerator (57) einen Integrator (74) hat dessen nichtinvertierender Eingang am Abgriff eines zwei Widerstände (75,76) enthaltenden Spannungsteilers liegt und dessen Ausgang, an dem die Sägezahnspannung abnehmbar ist, über einen Widerstand (77) mit dem nichtinvertieirenden Eingang eines Schaltverstärkers (78) verbunden ist, dessen invertierender Eingang über einen Widerstand (79) mit einem zwei Widerstände (80, 81) aufweisenden Spannungsteiler und dessen Ausgang über einen Widerstand (82) mit dem invertierenden Eingang des Integrators (74) gekoppelt ist

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sägezahnspannung einer Exponentialfunktion, insbesondere einer e-Funktion, entsprechende Abschnitte hat

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sägezahngenerator (57) einen

Transistor (87) aufweist, dessen Basis an einem mit der Minuszuleitung (67) gekoppelten Kondensator

(88) liegt und dessen Emitter über einen Widerstand

(89) mit der Pluszuleitung (62) und der Basis eines komplementären Transistors (90) und dessen Kollektor mit der Minuszuleitung (67) verbunden ist und bei dem der Kollektor des komplementären Transistors (90) an tier Pluszuleitung (62) und der Emitter, an dem die Sägezahnspannung abnehmbar ist, über einen Widerstand (91) an der Minuszuleitung (67) und über einen weiteren Widerstand (92) am invertierenden Eingang eines Schaltverstärkers (93) liegt, dessen nichtinvertierender Eingang über einen Widerstand (94) mit dem Abgriff eines zwei Widerstände (95,96) aufweisenden Spannungsteilers gekoppelt ist und dessen Ausgang über einen Widerstand (98) mit der Basis des Transistors (87) und dem Kondensator (88) verbunden ist