DE2430500A1

DE2430500A1 - Vorrichtung zur voruebergehenden regulierung einer elektronischen einspritzanordnung

Info

Publication number: DE2430500A1
Application number: DE2430500A
Authority: DE
Inventors: Louis Monpetit
Original assignee: Societe des Procedes Modernes dInjection SOPROMI
Current assignee: Societe des Procedes Modernes dInjection SOPROMI
Priority date: 1973-06-27
Filing date: 1974-06-25
Publication date: 1975-01-23
Also published as: FR2235278B1; GB1479941A; US3946704A; JPS5036834A; FR2235278A1

Description

Vorrichtung zur vorübergehenden Regulierung einer elektronischen Einspritzanordnung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur vorübergehenden Regulierung einer elektronischen Einspritzanordnung insbesondere für die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.

Bei einer elektronischen Einspritzanordnung ist es bekannt, daß es manchmal notwendig ist, z.B. bei einer Beschleunigung oder Verzögerung, vorübergehend die Dauer eines Einspritssignals zu ändern. Es ist auch bekannt, durch Unterbrechung der Einspritzung oder durch Vervielfachung der Dauur des Einspritzsignals oder durch Erzeugung einer bestimmten Anzahl von Hilfseirisrritzsignalen zu verfahren, deren Frequenz z.B. von der Änderung der Stellung der Drosselklappe abhängt. Die Erfindung beruht auf einer

anderen Konzeption.

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Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung zur vorübergehenden Regulierung einer elektronischen Einspritzanordnmg für eine Brennkraftmaschine geschaffen, die sich auszeichnet durch einen ersten Meßfühler einer physikalischen Größe zur Regulierung des Motors, einen Kreis zur Ermittlung plötzlicher Änderungen dieser Größe, der ein rechteckiges Ausgangssignal abgibt, ein erstes Flip-Flop, das ein Rechtecksignal geregelter Dauer abgibt, eine elektronische To-.schaltung, die das Rechtecksignal des Flip-Flops und Eingangsimpulse eines Meßfühlers für die Stellung des Motors erhält und Ausgangsimpulse mit der Frequenz der Eingangsimpulse abgibt, ein zweites Flip-Flop, das die Ausgangsimpulse in Hilfssignale bestimmter Dauer umwandelt, und einen Kreis zur Addition der Hilfssignale und der normalen Einspritzsignale, die von einem Rechne:, erzeugt werden.

Durch die Erfindung wird die Dauer des Rechtecksignals, das von dem ersten Flip-Flop abgegeben wird, entweder entsprechend der Dauer des Rechteckausgangssignals des Ermittlungskreises oder einer festen, vorbestimmten Dauer, oder einer Dauer geregelt, die von einem Fühler für eine Regelgröße dieser Dauer bestimmt wird.

Außerdem kann die Frequenz für die Impulse des Fühlers für die Stellung des Motors durch einen Zwischenkreis gebeilt werden, der die Impulse der elektronischen Torschaltung und dem Rechner zuführt.

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Schließlich ist der Kreis zum Addieren der normalen Einspritzsignale und der Hilfssignale ein UND-Glied ode:* ein ODER-Glied entsprechend der gewählten Wirkungsweise unc es folgt ihm ein Verstärker für die Leistungssteuerung dsr Einspritzdüsen.

Somit wird gemäß der Erfindung die plötzliche Änderung einer Regelgröße ermittelt. Diese Änderung bewirkt da* Auftreten von elektrischen Signalen, die synchron mit dem Motor mit einer gleichen Frequenz abgegeben werden, die je nach Wahl größer oder kleiner als diejenige der normalen Einspritzsignale ist. Diese so abgegebenen Signale sind Rechtecksignale fester oder veränderbarer Dauer. Wenn die Dauer der Signale veränderbar ist, hängt sie von wenigstens einer der charitkteristirjchen Größen des Motors oder einer extern zugeführten Größe ab. Die Abgabe dieser Signale hört eine bestimmte Zeit nach dem Beginn ihrer Abgabe auf. Diese Dauer ist fest oder veränderbar. Wenn die Abgabedauer veränderbar ist, hängt sie von wenigstens einer der charakteristischen Größen des Funktionszustandes des Motors oder von einer extern zugeführten Größe ab. Die Abgabe der Hilfssignale kann ebenfalls aufhören, wenn die Anzahl der abgegebenen Signale einen vorbestimmten Wert erreicht hat. Diese Abgabe hört immer auf, wenn eine Änderung in der Richtung auftritt, die umgekehrt zu derjenigen ist, die die Abgabe ausgelöst hat. Diese Signale werden derart kombiniert, daß sie die normalen, von d=5m Hauptregulierungssignal ausgelösten Einspritzungen

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verstärken oder verringern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 3 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 ein Blockschaltbild der Reguliervorrichtung gemäß der Erfindung,

Figur 2 ein detailliertes Schaltbild einer Ausführunasform der Reguliervorrichtung gemäß der Erfindung, und

Figur 3 eine'Tabelle elektrischer signale.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird eine Größe A von einem Meßfühler 1 in eine elektrische Größe, z.B. eine Porentialdifferenz umgewandelt. Das Ausgangssignal des Meßfühlers 1 wirdzu einem Kreis 2 geleitet, dessen Ausgang 2b den logischen Zustand ändert, wenn sich das Signal an seinem Eingang 2a plötslieh ändert. Der ursprünglich an 2b vorhandene Zustand tritt zwangsläufig wieder auf, wenn das von dem Meßfühler 1 abgegebene Signal eine Änderung zeigt, deren Richtung umgekehrt zu derjenigen ist, die den Vorgang ausgelöst hat. Nach übergang von 2b von dem normalen Zustand in den erregten Zustand kann der normale Zustand außerdem wieder einfach eine bestimmte Zeit nach dem Ende der Änderung des bei 2a zugeführten Signals erreicht werden oder nachdem eine bestimmte Anzahl von Signalen auf den Eingang 2c

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gegebe.i wurden. Der Übergang von 2b von dem normalen Zustand in £en erregten Zustand bewirkt wiederum das Kippen eines erster. Flip-Flops 3, dessen Eingang 3a das von 2b abgegebene Signal empfängt. Der Ausgang 3b geht von einem normalen Zustand in einen erregten Zustand über, wenn der Eingang 3a selbst von dem normalen Zustand in den erregten Zustand übergeht. Der Ausgang 3b kehrt von dem erregten Zustand zwangsläufig in den normalen Zustand zurück, wenn 2b von dem erregten Zustand in den normalen Zustand zurückkehrt oder auch nach einer bestimmten Zeit, selbst wenn 2b in erregtem Zustand bleibt, oder auch nach einer veränderbaren Zeit, selbst wenn 2b im erregten Zustand bleibt, wobei die veränderbare Zeit dann von dem elektrischen Signal abhängt, das dem Eingang 3c des Flip-Flops 3 von dem Meßfühler 4 der Größe zur Regelung der Zeit des erregten Zustande? üesFlip· Flop 3 zugeführt- wird. Der Ausgang 3b ist mit dem Eingang 5a des Kreises 5 verbunden. Dieser Kreis, der eine elektronische Torschaltung ist, erhält an seinem zweiten Eingang 5c Impulse, die von dem Kreis 7 abgegeben werden, der an seinem Eingang 7a die Signale erhält, die von einem Meßfühler 6 bekannter Art abgegeben werden, der den Durchgang das Motors durch eine bestimmte Anzahl von zuvor markierten Stellungen ermittelt. Der Ausgang 7c gibt Signale mit einer Frequenz gleich derjenigen der bei 7a markierten Signale oder nur eine bestimmte Anzahl dieser Signale ab. Der Ausgang 7b führt dem Haupteinspritärechner 9 Auslösesignale zu, die aus den bei 7a erhaltenen ausgewählt wurden.

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Wenn bei 5a der erregte Zustand vorhanden ist und gleichzeitig an 5c ein Signal vorhanden ist, tritt bei 5b ein Signal auf,,das über den Eingang 8a das zweite Flip-Flop 8 am.-löst, das nun an seinem Ausgang 8b ein Hilfssignal bestimmter Dauer oder ggf. ein veränderbares Signal mittels des von dem Meßfühler 13 einer Regelgröße abgegebenen Signals aussendet. Das von 8b ausgesendete Signal wird einem Kreis 10 mittels des Eingangs 10b zugeführt. Der Kreis 10 erhLlt an seinem anderen Eingang 10a das normale Einsbritzsignal und kombiniert die beiden Signale, um daraus die Summe oder Differenz zu bilden, die bei 10c auftritt. Das kombinierte Signal löst nun über den Verstärker 11 die Einspritzvorrichtung aus. Wenn man die Anzahl der Hilfssignale begrenzen: will, werden die bei 5b abgegebenen Signale beispielsweise ebenfalls auf den Ausgang 5d der Torschaltung 5 gegeben, die durch Einwirkung auf den Eingang 2c das Zurückkippen in den normalen Zustand des Flip-Flops 3 nach einerbestimmten Anzahl von Signalen bestimmt.

Es ist eine sehr große Anzahl von elektronischen Schaltungen vorhanden, die den den Kreisen 2 bis 11 zugewiesenen Zweck erfüllen. Man beschränkt sich daher auf ein Beispiel für jeden Kreis, das in dem Gesamtschaltbild der Vorrichtung wieder verwendet ist, ohne daß die Beschreibung einschränkend ist.

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In Fig. 2 wird das Signal, das angenommen durch eine Gleichspannung dargestellt und von dem Meßfühler 1 abgegeben wird, über den Widerstand 21 auf die Basis des Transistors 22 gegeben, der als Emitterfolger geschaltet ist, um das von dem Meßfühler 1 abgegebene Signal nicht zu verzerren, das im allgemeinen auch für andere Zwecke verwendet wird. Wenn das von dem Meßfühler 1 abgegebene Potential plötzlich steigt (die Änderungsrichtung ist hier ohne Einschränkung beispielsweise gewählt), steigt auch das Potential des Emitters des Transistors 22. Das gleiche gilt für die auf den invertierten Eingang des Komparators 26 gegebene Spannung. Diese Spannung tritt auch an den Anschlüssen des Widerstandes 29 2 auf, d.h. die Spannung des Emitters des Transistors 22, vermindert um den von der Diode 291 erzeugten Spannungsabfall. Außerdem ist, da der Ausgang des Komparators 26 normalerweise hoch ist, der Transistor 24, der an seiner Basis über den Widerstand 25 erregt wird^ normalerwiese leitend und bewirkt über den Widerstand 295 das niedrige Potential an der Basis des Transistors 23 und den leitenden Zustand dieses Transistors. Dadurch, daß der Transistor 23 im normalen Zustand leitend ist, wird der Kondensator 290 über den Transistor 23 (und im Nebenschluß über den Widerstand 293) und den Widerstand 29 tatsächlich auf das Potential des Emitters des Transistors 22 und folglich höher (von der Spannung, des Verbindungspunktes der Diode 291 aus) geladen als der invertierte Eingang des Komparators 26, der daher am Ausgang hoch ist. Wenn die

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angegebene Änderung ausreichend plötzlich erzeugt wird, so daß der Kondensator 290 sxch nicht ausreichend schnell laden kann, wird das Potential an dem nicht invertierten Eingang des Komparators 26 niedriger als das an dem inveitierten Eingang, was das Kippen (niedriger"Ausgang) des Komparators 26 und die Sperrung der Transistoren 24 und 23 zur Folge hat. Dieser erregte Zustand dauert an, außer wenn durch umgekehrte Entwicklung des von dem Meßfühler abgegebenen Signals das Potential des invertierten Eingangs niedriger als das des nicht invertierten Eingangs wird. Es ist außerdem ein Widerstand 29 3 gezeigt, der,
parallel zu dem Transistor 23 geschaltet/die Zeit des erregten Zustandes begrenzt. Wenn man schließlich an die
Basic äe-j- Transistors 27 über den Widerstand 28 positive Impulse anlegt, wird der Tranoistor 23 bei jedem Impuls geöffnet, der so die Laüung des Kondensators 290 bis zu dem Zeitpunkt aufnimmt, wo ausreichend Impulse, die bei 2c angelegt werden, die Ladung des. Kondensators 290 bis auf ein Niveau ermöglicht haben, das ausreicht, um aas
Zurückkippen (stabil, da der Transistor 23 nun leite id wird) zu bewirken. Dieser Kreis als Beispiel eines Typs des Kreises 2 erfüllt die in der allgemeinen Beschreibung definierten Forderungen.

Das Flip-Flop 3 besteht im wesentlichen aus einem mcnostabilen Kreis, von dem bekanntlich eine große Vielfalt existiert. Ein sehr einfacher Kreis ist beispielsweise

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dargestellt. Dieser Kreis ist z.B. über den Eingang 3c änderbar, der eine Spannung erhält, die von einem nicht gezeigten Meßfühler 4 geliefert wird. Diese Spannung, die niedriger als die Versorgungsspannung des Kreises ist, macht den Transistor 32 leitend, der zusammen mit dem Widerstand 31 als Stromgenerator geschaltet ist. Der erzeugte Strom macht den Transistor 33 normalerweise leitend, so daß der Kollektor (Ausgang 3b) des Transistors 33 normalerweise niedrig ist. Wenn der Ausgang 2b niedrig wird, wie weiter oben erläutert wurde, d.h. im erregten Zustand, überträgt der Kondensator 30 auf die Basis des Transistors 33 einen negativen Impuls. Der Transistor 33 wird ge'sperrt, so daß 3b über den Widerstand 34 auf das erregte, hohe Niveau übergeht. Der Kondensator erhält den von dem Transistor 32 gelieferten und damit von der bei 3c angelecLer Spannung abhängigen Strom und deshalb wird am EnJe einer Zeit, die von dieser Spannung abhängt, wann das Basispotential des Transistors 33 das Niveau des leitenden Zustands erreicht, der Ausgang 3c wieder hoch (normaler Zustand). Wenn im Läufe des Betriebs 2b wieder hoch wird, macht das von dem Kondensator 30 übertragene Signal den Transistor 33 solort leitend und den .Ausgang 3c niedrig. Daraus folgt, daß der Kreis die in der allgemeinen Erläuterung beschriebenen Forderungen erfüll.t. Wenn man nicht will, daß die Wirkungsdauer des Kreises 2 von dem Flip-Flop 3 begrenzt wird, sondern direkt die Wirkungsdauer der Hilfssignale steuert, genügt es selbstverständlich, den Kreis 3 nicht vorzusehen, der im Falle der Fig. 2 durch einen einfachen

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Inverter ersetzt wird.

Der Kreis 5 besteht bei dem dargestellten Beispiel aus UND-NICHT-Gliedern 50 und 51. Die Funktionsweise ist offensichtlich. Das Verknüpfungsglied 50 mit zwei Eingängen erhält an dem ersten den Ausgang 3b des Flip-Flops 3 und an dem anderen die ausgewählten Auslöseimpulse des Kreises 7, wie später erläutert wird , dxe ebenfalls als positiv angenommen werden. Daraus folgt, daß die von 5c kommenden Impulse nur auf 5b (negative Impulse) oder 5d oder 5b (positive Impulse) übertragen werden, wenn das Flip-Flop 3 im erregten Zustand ist. In Fig. 2 sind bei 6 die von dem Stellungsmeßfühler/ von dem eine sehr große Vielfalt existiert, kommenden Impulse gezeigt, die folglich synchron mit dsm .Motor sind und deren Frequenz gleich der oder ein Vielfaches der Frequenz der Drehung der Nockenwelle des Motors ist. Als Beispiel, jedoch nicht einschränkend, wurde der Fall gewählt, in dem nur einer von vier dieser Impulse den normalen Einsprit3Vorgang auslosen muß. Die Kreise 70 und 71 sind z.B. Flip-Flops vom Typ JK, die in Reihe geschaltet sind, so daß,wenn man bei 7a (Fig. 3) die von dem Meßfühler 6 kommenden Impulse darstellt, man bei 51, dem Ausgang des Flip-Flops 70, die in der zweiten Reihe der Fig. 3 gezeigten Signale erhält und in der dritten Reihe die Signale am Ausgang 52 des zweiten Flip-Flops 71. Wenn man mittels de3 Inverters 73 und des UND-NICHT-Glieds 72 die Größe 73.S₁. Sp bildet, erhält man bei 7b ein Signal gleich demjenigen,

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das bei 7a angelegt wird, jedoch in der Frequenz durch Vier geteilt. Dies ist bei einem 4-Zylinder~4~Takt-Motor der Fp.11, bei dem der Meßfühler 6 aus der Zündvorrichtung besteht und die Einspritzung einmal pro Motorzyklus erfolgti Bei 7c wird direkt das Signal von 7a, also bei den gewählten Beispiel mit einer Frequenz, die um den Faktor Vier größer als die Frequenz der "normalen" Einspritzsignale ist, aufgenommen.

Aus diesem Beispiel folgt, daß entsprechend dem allgemeinen Schema der Fig. 1 bei 5b und 5d (zusammengefaßt) Signale mit einer Frequenz auftreten, die größer (Faktor 4) ist als diejenige der normalen Einspritzsignale nur dann auftreten, wenn das Flip-Flop 3 im errecten Zustand ist. Diese Signale können einerseits über 2c an den Kreis 2 angelegt werden, um, wie für diesen Kreis erläutert wurde, eine i2ogrenzung durch die Anzahl von Hilfsimpulsen des erregten Zustandes des Kreises 2 und folglich des gesamten Vorgangs zu erhalten. Außerdem bestimmen die gleichen Signale von 5b, die an das zweite Flip-Flop 8 angelegt werden, die Dauer der Hilfssignale der Einspritzung. Der hier gezeigte Kreis 8 ist in üblicher Weise ausgebildet.

Normalerweise macht die Spannung der (eventuellen) Steuerung, die bei 8c an die Basis des Transistors 85 angelegt wird, diesen leitend. Der Strom, den dieser Transistor, liefert, wird von der Größe der bei 8c angelegten Spannung und von der Größe des Widerst^Jides 86 bestimmt. Dieser

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Strom, der der Basis des Transistors 37 zugeführt wird, macht diesen leitend und dair.it seinen Kollektor niedrig und folglich über den Widerstaad 89 den Ausgang 8b niedrig und sperrt über den Widerstand 810 den Transistor 82. Der Kollektor des Transistors 82 ist damit hoch und der Kondensator 84 wird links mit positiver Polarität und rechts mit negativer Polarität geladen. Ein von 5b gelieferter und der Basis des Transistors 82 über die Diode 10 und den Widerstand 81 zugeführter Impuls macht den Transistor 82 leitend und sein Kollektorpotencial niedrig. Das Potential der Basis des Transistors 87 ist dann sehr niedrig und der Transistor 87 ist gesperrt. Sein Kollektor wird hoch und folglich ist über den Widerstand 89 der Ausgang 8b hoch und über den Widerstand 810 ist die Basis des Transistors 82 hoch. Dieser Zustand dauert an, bis der von dem Transistor 85 gelieferte und damit nötigenfalls von der Spannung modulierte Strom, die bei 8c über einen be- ' liebigen, in Fig. 2 nicht gezeigten Meßfühler 13 angelegt und für den Motor oder einen externen Vorgang charakteristisch ist, den Kondensator £4 entladen hat, was durch einen bekannten Mitkopplun^sv^rgang zum Zurückkippen des Kreises 8 in den Ausgangszustand führt.

Schließlich erscheinen bei 8b Signale mit einer von dem Flip-Flop 8 bestimmten Breite und einer motorsynchronen, von den Kreisen 7 und 5 bestimmten Frequenz während eines Zeitablaufs, der von dem Flip-Flop 3 oder von dem erreg-

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ten Zustand des Kreises 2 begrenzt wird, der selbst evtl. von der Anzahl der Signale abhängt/ die über 5d geliefert wurde.!. Diese positiven Signale werden über die Diode 101 dem invertierenden Transistor. 102 parallel zu den normalen Einspritzsignalen (die als positiv angenommen werden) zugeführt, die von dem normalen Rechner 9 über die Diode 100 zugeführt werden. Jedesmal wenn das eine oder das
andere (hier inklusives ODER) auftritt, wird der Transistor 102 leitend, so daß sein Kollektor, der normalerweise über den Widerstand 103 hoch ist, während der Dauer des
angelegten Signals niedrig wird, was bewirkt, daß der
Ausgang des Verstärkers 11 hoch wird.

Durch Kombination der normalen Impulssignale und der Hilfssignale kann man sehr verschiedene Vorgänge verwirklichen, deren Beschreibung unzweckmäßig lang wäre und die sich auf eine übliche Technik beziehen. Wenn man z.B. anstelle einer Inklusiv-ODER-Verknüpfung eine Exk'lusiv-ODER-Verknüpfung verwirklicht, erhält man die Addition der Hilfssignale,
wenn sie außerhalb eines normalen Signals erzeugt werden (/„üdAtion der Anzahl) und die Subtraktion (der Dauer) im Falle der Koinzidenz.

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Claims

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. A η. s. ρ r ü c h e

Pi.J Vorrichtung zur vorübergehe ιden Regulierung einer elektronischen Einspritzanordnung für eine Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch einen ersten Meßfühler (1) einer physikalischen Größe zur Regulierung des Motors, einen Kreis (2) zur Ermittlung plötzlicher Änderungen dieser Größe, der ein rechteckiges Ausgangssignal abgibt, ein erstes Flip-Flop (3), das ein Rechtecksignal geregelter Dauer abgibt, eine elektronische Torschaltung (5), die das Rechtecksignal des Flip-Flops (3) und Eingangsimpulse eines Meßfühlers (6) für die Stellung des Motors erhält und Ausgangsimpulse mit der Frequenz der Eingangsimpulse abgibt, ein zweites Flip-Flop (8), das die Ausgangsimpulse in Hilfssignale bestimmter Dauer umwandelt, und einen Kreis (10) zur Addition der Hilfssignale und der normalen Einspritzsignale, die von einem Rechner (9) erzeugt" werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Rechteckcignale, die von dem ersten Flip-Flop (3) abgegeben werden, entsprechend der Dauer des Rechteckausgangssigneis des Ermittlungskreises (2) geregelt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Rechtecksignals, das von dem ersten

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Flip-Plop (3) abgegeben wird, entsprechend einer Dauer geregelt wird, die von einem Meßfühler für eine Regelgroße bestimmt wird, die zur Funktion des Motors in Beziehung steht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des Rechtecksignals, das von dem ersten Flip-Flop (3) geliefert wird, entsprechend einer festen, vorbestimmten Dauer geregelt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Impulse des Meßfühlers (6) für die Stellung des Motors von einem Zwischenkreis (7) geteilt wird, der Impulse unterschiedlicher Frequenzen einerseits auf die elektronische Torschaltung (5) und andererseits auf den Rechner (9) abgibt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Dauer der Hilfssignale, die von dem zweiten Flip-Flop (8) abgegeben v/erden, fest ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Hilfssignale mittels eines zweiten Meßfühlers (13) für eine Regelgröße des Motors bestimmt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ermittlungskreis Cd) Impulse von der elektro-

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nischen Torschaltung (5) erhält, und daß die Dauer des Rechteckausgangssignals der Torschaltung von einer bestimmten Anzahl dieser Impulse= festgelegt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreis (10) zum Addieren der Hilfssignale und der normalen Einspritzsignale aus einem UND-Glied besteht, das eine effektive Addition der Signale durchführt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Addierkreis (10) aus einem ODER-Glied besteht, das eine effektive Subtraktion der Signale durchführt.

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