DE2458413A1 - Brennstoffsparsystem - Google Patents

Description

TlEDTKE - BüHLING - KlNNE Patentanwälte:

Dipl.-Ing. Tiedtke

O / C O / Λ O Dipl.-CKem. Bühling

/.H OQH 14 Dipl.-Ing. Kinne

8 München 2

Bavarlaring 4, Postfach 202403

Tel.: (089)539653-56 Telex: 524845 tipat cable address: Germaniapatent München

München, den 10. Dez. 1974 B 6336

Nippondenso Co., Ltd.
Kariya-shi, Japan

Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha
Toyota-shi, Japan

Brennstoffsparsystem

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung bzw. ein System zur Brennstoffeinsparung für ein von einer Brennkraftmaschine betriebenes Fahrzeug. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Brennstoffsparsystem, nachdem die einer Brennkraftmaschine eines mit konstanter Geschwindigkeit betriebenen Fahrzeugs, das mit einer Geschwindigkeitskonstantregelung ausgerüstet ist, zugeführte Brennstoffmenge bei Bei- _Ho/12 509847/0721

Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3039844 ' Postscheck (München) Kto. 67043-804

behaltung des Antriebs mit konstanter Geschwindigkeit reduziert wird.

Grundsätzlich hat ein mit einer bekannten Geschwindigkeitskonstantregelung ausgerüstetes Fahrzeug den Vorteil, daß der Fahrer einmal die Regeleinrichtung zur Kontanthaltung der Geschwindigkeit auf die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit einstellt und daß das Fahrzeug die eingestellte Geschwindigkeit dann beibehält; der Fahrer bracht dann nicht mehr den Druck auf das Beschleunigungs- bzw. Gaspedal in Abhängigkeit von Laständerungen variieren, so daß insbesondere die physische oder geistige Ermüdung des Fahrers bei Fahrten über lange Strecken verringert wird. Die Brennstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine wird beim Antriebszustand mit konstanter Geschwindigkeit jedoch in gleicher Weise wie bei anderen Antriebszuständen ausgeführt; "danach wird das Luft/Brennstoff-Verhältnis (A/F) der Mischung entsprechend dem auf einen Punkt P auf der Kurve gleicher Leistung (Fig. 1) eingestellten Brennstoffverlauf ausgewählt. Dieses Luft/Brennstoff-Verhältnis ist wirtschaftlich und ermöglicht einen Beschleunigungsvorgang. Daher ist die resultierende Brennstoffzuführmenge größer als die minimale Brennstoffzuführmenge zur Lieferung der für die konstante Antriebsgeschwindigkeit erforderlichen Leistung. Da im Falle des Antriebs eines Fahrzeugs mit konstanter Geschwindigkeit Beschleunigungsvorgänge unwesentlich sind, ist es erwünscht, daß der Brennstöffverlauf für die Brennstoffzuführung yoiA Punkt P_Q zu einem Punkt P_n der erwähnten Kurve

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verschoben wird, um die Maschine mit der minimalen Brennstoff zuführmenge zu betreiben.

Andererseits wird der Zündzeitpunkt bei bekannten Zündverteilern, bei denen der Zündzeitpunkt entsprechend der Maschinendrehzahl und dem Druck im Ansaugrohr bestimmt wird, während des Übergangs des Brennstoffverlaufs vom Punkt P_Q auf der erwähnten Kurve (Fig. 1) zum vom Punkt P dargestellten Brennstoffverlauf allmählich'zurückgestellt bzw. verzögert, so daß die Öffnung des Drosselventils vergrößert und die abgegebene Brennstoffmenge bei Konstanthaltung der Machinendrehzahl verringert wird« Experimente haben jedoch erwiesen, daß es zur Verminderung der abzugebenden Brennstoffmenge bei Konstanthaltung der Maschinendrehzahl wirksamer ist, den Zündzeitpunkt vorzustellen, anstatt ihn zurückzustellen.

^ Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Brennstoffsparsystem mit einer Geschwindigkeitskonstantregelung zur Veränderung der öffnung eines Drosselventils und damit zur Verminderung des Fehlers oder des Unterschieds zwischen der eingestellten Fahrzeugsollgeschwindigkeit und der tatsächlichen Fahrzeugistgeschwindigkeit, mit einer Brennstoffeinstellung zur Ermittlung des Betriebszustandes einer Brennkraftmaschine und Zuführung der erforderlichen Brennstoffmenge an die Ma-. schine und· mit einer Brennstoffverlaufkorrektureinrichtung zur Ermittlung des Unterschiedes der Fahrzeuggeschwindigkeiten und Veränderung der an die Maschine gelieferten Brennstoffmenge

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und zur Korrektur dieser Brennstoffmenge nur dann, wenn die Geschwindigkeitskonstantregelung in Betrieb ist, zu schaffen, mit dem die in bezug auf die für den Antrieb des Fahrzeugs mit konstanter Geschwindigkeit bei allen Laständerungen erforderliche Machinenausgangsleistung wirtschaftlichste Brennstoffmenge der Maschine zugeführt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgeraäß durch eine Vorrichtung bzw. ein System zur Brennstoffeinsparung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält eine Geschwindigkeitsregelung zur Konstanthaltung der Geschwindigkeit durch Veränderung der Öffnung eines Drosselventils und damit zur Reduzierung des Unterschiedes zwischen der eingestellten Fahrzeugsollgeschwindigkeit und der Fahrzeugistgeschwindigkeit, eine Brennstoffverlauf- bzw. Brennstoffvorgabeeinstelleinrichtung zur Einstellung der für eine Brennkraftmaschine erforderlichen Brennstoffmenge und mit einer Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung zur Ermittlung des Unterschieds der Fahrzeuggeschwindigkeiten und der Veränderung der der Machine zugeführten Brennstoffmenge und zur Korrektur der von der Brennstoffvorgabeeinstelleinrichtung vorgegebenen Brennstoffmenge, wodurch die der Maschine zugeführte Brennstoffmenge bei Beibehaltung des Antriebs mit konstanter Geschwindigkeit verringert wird.

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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 Kurven gleicher Leistung (PS) mit der Drehzahl einer Brennkraftmaschine als Parameter,

Fig. 2 ein Blockschaltbild des grundsätzlichen Aufbaus eines Brennstoffsparsystems gemäß der Erfindung,

Fig. 3 einen Stromlaufplan einer Ausfuhrungsform der beim erfindungsgemäßen System von Fig* 2 verwendeten Geschwindigkeits-(Konstant)-Regelung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines detaillierten Aufbaus einer Ausführungsform der im erfihdüngsgemäßen System entsprechend Fig. 2 verwendeten Brennstoffzuführung,

Fig. 5 einen Stromlaufplan der bei der in Fig. 4 gezeigten Brennstoffzuführung verwendeten Regelschaltung ,

Fig. 6 ein Blockschaltbild der beim erfindungsgemäßen

System von Fig. 2 verwendeten Brennstoffverlauf- bzw. Brennstoffvorgabe-Korrektureinrichtung,

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Fig. 7 einen Stromlaufplan einer Ausfuhrungsform der in Fig. 6 dargestellten Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung,

Fig. 8 einen Stromlaufplan einer Ausführungsform

der beim erfindungsgemäßen System von Fig. 2 verwendeten Zündzeitpunktj ustiereinrichtung und

Fig. 9 ein schematisches Schaltbild einer anderen Ausführungsform der beim erfindungsgemäßen System von Fig. 2 verwendeten Geschwindigkeits-(Konstant) -Regelung.

In Fig. 2, die den grundsätzlichen Aufbau eines erfindungsgemäßen Brennstöffsparsystems darstellt, sind mit 1 eine Brennkraftmaschine, mit 2 ein Drosselventil, mit 3 eine Fahrzeugsollgeschwindigkeitseinstelleinrichtung zur Voreinstellung der Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen gewünschten Wert, mit 4 ein Fahrzeugistgeschwindigkeitsmeßgeber zur Ermittlung der tatsächlichen Fahrzeugistgeschwindigkeit, mit ein Diskriminator für den Vergleich der Fahrzeugsollgeschwindigkeit mit der Fahrzeugistgeschwindigkeit und Angabe des zwischen beiden bestehenden Unterschieds, mit 6 ein Servoverstärker zur Verstärkung des Fehlers oder Unterschieds zwischen der Fahrzeugsoll- und der Fahrzeugistgeschwindigkeit, wenn diese.* Unterschied einen bestimmten Viert überschreitet,

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und mit 7 ein Drossel- bzw. Drosselventilservomechanismus bezeichnet, der vom Servoverstärker 6 betätigt wird, um die Öffnung des Drosselventils 2 zu verändern. Aus den soweit erwähnten Elementen setzt sich eine bekannte Regeleinrichtung zur Konstanthaltung der Geschwindigkeit A (im folgenden nur noch als Geschwindigkeitsregelung bezeichnet) zusammen. Die Bezugszahl 8 kennzeichnet einen Meßgeber zur Ermittlung des Druckes im Ansaugrohr, der den Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 anzeigt, und die Bezugszahl 9 bezeichnet eine Brennstoff verlauf- bzw. BrennstoffVorgabeeinstelleinrichtung (fuel pattern setting device), die die optimale Brennstoffzuführmenge in bezug auf den vom Druckmeßgeber 8 ermittelten Druck im Ansaugrohr festsetzt und zusammen mit dem Druckmeßgeber die Brennstoffvorgabe B darstellt. Mit 10 ist eine Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung bezeichnet, mit der, wenn die Geschwindigkeitsregelung A in Betrieb ist, der Unterschied zwischen der Fahrzeugsoll- und der Fahrzeugistgeschwindigkeit und die Veränderung der abgegebenen Brennstoffmenge ermittelt werden, um die abgegebene Brennstoffmenge zu korrigieren. 11 ist ein Brennstoffservomechanismus zur Steuerung der Brennstoffzuführung entsprechend der von der Brennstoffvorgabeeinstelleinrichtung 9 und der Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10 festgesetzten Brennstoffvorgabe, während 12 ein Betätigungsglied zur Zuführung der gesteuerten Brennstoffmenge an die Brennkraftmaschine 1 ist. Der'Brennstoffservomechanismus 11 und. das Betätigungsglied 12 bilden eine Brennstoffzuführein-

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richtung C. Mit D ist eine Zündzeitpunktjustiereinrichtung zur Vorstellung des Zündzeitpunkts um einen gewissen Betrag, wenn die Geschwindigkeitsregelung A in Betrieb gesetzt wird, bezeichnet.

Im folgenden soll kurz die grundsätzliche Funktion des in Fig. 2 dargestellten Systems erläutert werden. Wenn eine gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. Fahrzeugsollgeschwindigkeit von der Fahrzeugsöllgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 3 vorgegeben wird, so daß die Geschwindigkeitsregelung A in Betrieb kommt und der Zündzeitpunkt um einen bestimmten Betrag vorgestellt wird, ermittelt der Fahrzeugestgeschwindigkeitsmeßgeber die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit_;und der Diskriminator 5 vergleicht die Fahrzeugsollgeschwindigkeit mit der Fahrzeugistgeschwindigkeit und gibt den Unterschied zwischen beiden an. Dann wird die öffnung des Drosselventils 2 mittels des Servoverstärkers 6 und des Drosselventilservomechanismus 7 entsprechend der Abweichung oder dem Unterschied zwischen der Soll- und der Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs justiert. In anderen Worten₇ falls die eingestellte Fahrzeugsollgeschwindigkeit größer als die Fahrzeugistgeschwindigkeit ist, wird die öffnung des Drosselventils 2 verrößert, während, wenn die Fahrzeugsollgeschwindigkeit kleiner als die Fahrzeugistgeschwindigkeit ist, die Öffnung des Drosselventils 2 verkleinert wird. Auf der anderen Seite ermittelt in der Brennstoffvorgabeeinrichtung B der Druckmeßgeber 8 den Druck im Ansaugrohr als einen der Betriebsparameter der Brennkraftma-

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schine 1, so daß die Brennstoffvorgabeeinstelleinrichtung 9 entsprechend dem ermittelten Druck im Ansaugrohr die zur Brennkraftmaschine 1 zu liefernde Brennstoffmenge bestimmt. Als Antwort auf den Betriebsbeginn der Geschwindigkeitsregelung A ermittelt außerdem die Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10 die Veränderung der mittels der Brennstoffzuführeinrichtung C, bestehend aus dem Brennstoffservomechanismus 11 und dem Betätigungsglied 12, der Brennkraftmaschine 1 zugeührten Brennstoffmenge und die Differenz zwischen der Sollgeschwindigkeit und der Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs, um die von der Brennstoffvorgabeinrichtung B bestimmte Brennstoffmenge zu korrigieren und dadurch die der Brennkraftmaschine 1 von der Brennstoffzuführeinrichtung C zugeführte Brennstoffmenge zu verringern. Zur gleichen Zeit öffnet die Geschwindigkeitsregelung A allgmählich das Drosselventil und erzielt damit den Antrieb mit der eingestellten konstanten Geschwindigkeit. Während sich die Brennstoffvorgabe oder Brennstoffmengenvorgabe auf der Kurve gleicher Leistung bzw. gleicher Pferdestärken (Fig. 1) über Punkte P₁, P«..., P zu einem Punkt Q verschieben will, stellt die Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10 fest, daß die Brennstoffmenge größer als die dem Punkt P entsprechende Brennstoffmenge (Gf ) ist, so daß die Brennstoffvorgabe zum Punkt P zurüchverschoben wird, der die minimale Brennstoffmenge liefert. Auf diese Weise verschiebt die Brennstof fvorgabekorrek.tureinrichtung 10 den "Brennstoffvorgabewert zu einer solchen Vorgabe bzv/. einem solchen Ver-

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lauf, daß der Brennkraftmaschine 1 die wirtschaftlichste Brennstoffmenge geliefert wird; dadurch wird die in der Brennkraftmaschine 1 gelieferte Brennstoffmenge verringert.

Als nächstes werden Aufbau und Wirkung einer Ausführungsform der einzelnen in dem in Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen System verwendeten Elemente beschrieben. Fig. 3 zeigt einen speziellen Aufbau der Geschwindigkeitsregelung A, wobei mit 13 eine Stromquelle, mit 14 ein Arbeitskontakt (normalerweise offen) zur Einschaltung der Geschwindigkeitskonstantregelung mittels der Geschwindigkeitsregelung A, mit 15 ein Ruhekontakt (normalerweise geschlossen), der mit dem Niederdrücken beispielsweise eines Kupplungs- oder Bremspedals geöffnet wird, mit 16 eine Hochspannungs- bzw. Zündspule, mit

17 ein Unterbrecher des Zündverteilers, dessen Kontakte sich sychron mit der Umdrehung der Brennkraftmaschine 1 öffnen und schließen bezeichnet sind. Der vorher erwähnte Fahrzeugistgeschwindigkeitsmeßgeber 4 enthält einen Transistor 18, dessen Basis an einen Punkt zwischen der Zündspule 16 und dem Unterbrecher 17 geschaltet ist, Widerstände 19 und 20,Kondensatoren 21 und 22 und Dioden 23 und 24; mit dem Öffnen und Schließen der Kontakte des Unterbrechers 17 wird der Transistor

18 wiederholt an- bzw. ausgeschaltet und erzeugt dadurch über dem Widerstand 20 eine Spannung, die der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1 proportional ist, d.h. eine Ausgangsspannung

V proportional der Fahrzeugistgeschwindigkeit. 25 ist ein a

Potentiometer, das die vorher erwähnte Fahrzeugsollgeschwin-

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digkeiteinstelleinrichtung 3 darstellt und eine Spannung V erzeugt, die der voreingestellten Fahrzeugsollgeschwindigkeit proportional ist. Der Diskriminator 5 enthält einen Operationsverstärker 26 und Widerstände 27, 28 und 29; die Ausgangsspannung V der Fahrzeugsollgeschwindigkeiteinstelleinrichtung 3 und die Ausgangsspannung V des Fahrzeugistgeschwindigkeits-

meßgebers 4 sind dem invertierenden Eingangsanschluß (-) bzw. dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß (+) des Operationsverstärkers 26 zugeführt. Daher erzeugt der Diskriminator 5 eine Ausgangspannung V , die V = V₁ wird (V ^^7-O wenn V = V.

υ Ui υ as

_n1 wenn V >V und V₀^Cv₁ wenn V <C V ) . Der Servoverui as ui as

stärker 6 enthält einen aus einem Potentiometer 30, eine Zenerdiode 31, Widerständen 32, 33, 34 und 35, Transistoren 36 und und einem Relais 38 bestehenden Verstärker sowie einen aus einem Potentiometer 40, einer Zenerdiode 41, Widerständen 42, 43, 44, 45, 46, 47 und 48, Transistoren 49, 50 und 51 und einem Relais 52 bestehenden anderen Verstärker, wobei, wenn die Ausgangsspannung V_n des Diskriminators 5 V_n ¹^V₁ +(f(wobei Q ~yO) ist, die Transitoren 49, 50 und 51 in den Ein-, Aus- bzw. Einzustand gesetzt werden, so daß das Relais 52 erregt wird und den Arbeitskontakt 52 a schließt, während, wenn V_n^-V₁ - £ (V^ -J~>O) ist, die Transisitoren 36 und 37 im Aus- bzw. Ein-Zustand sind, so daß das Relais 38 erregt wird und seinen Arbeitskontakt 38a schließt; wenn V -J^ V ^_ V + <§ ist, sind die Relais 38 und 52 nicht erregt, so daß ihre normalerweise offenen Arbeitskontakte 38a und 52a offenbleiben. In diesem

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Fall ist das oben erwähnte ο (J> 0) die bestimmte Spannung, die angibt, daß der Unterschied zwischen der Sollgeschwindigkeit und der Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs sehr klein ist und die mittels der Potentiometers 30 und 40 und der Zenerdioden 31 und 41 voreingestellt wird. Der Drosselventilservomechanismus 7 enthält einen Servomotor 53 mit Feldspulen 53a und 53b, eine mit dem Servomotor 53 gekupplete Schnecke sowie ein mit der Schnecke 54 verzahntes bzw. in diese eingreifendes Schneckenrad 55 für die Drehung des Drosselventils 2. Wenn die Feldspule 53b durch Schließen der Arbeitskontakts 38a erregt wird, dreht sich der Servomotor 53 in einer Richtung, in der die Öffnung des Drosselventils 2 vergrößert wird, während er sich in eine Richtung dreht, in der die Öffnung des Drosselventils 2 verkleinert wird, wenn die Feldspule 53a durch Schließen des Arbeitskontakts 52a erregt wird. Natürlich ist das Drosselventil 2 in üblicher nicht dargestellter Weise mit dem Beschleunigungs- bzw. Gaspedal verbunden. Auf diese Weise reagiert die Geschwindigkeitsregelung A auf einen Unterschied zwischen der eingestellten Sollgeschwindigkeit und der Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs mit einer Drehung des Drosselventils 2 in einer solchen Richtung, daß dieser Unterschied beseitigt wird.

Als nächstes sollen der entsprechende spezielle Aufbau des Druckmeßgebers 8, der Brennstoffvorgabeeinstelleinrichtung 9, der Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10, des

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Brennstoffservomechanismus 11 und des Betätigungsgliedes 12 unter Bezug auf die Fig. 4 bis 6 beschrieben werden. Gemäß Fig. 4 besitzt das Betätigungsglied 12 eine Brennstoffeinspritzdüse 58, die im Ansaugrohr 57 der Brennkraftmaschine 1 angeordnet ist, eine Einspritzleitung 59, eine Brennstoffeinspritzpumpe 60 zur Zuführung von unter Druck stehendem Brennstoff an die Brennstoffeinspritzleitung 59, eine Brennstoffzuführungspumpe 71 und einen Brennstofftank 72. Die Brennstoffeinspritzpumpe 60 führt Brennstoff unter Druck zur Brennstoffeinspritzdüse 58 und enthält einen Kolben 62, der innerhalb eines Zylinders 61 hin- und hergleitet, eine Nockenscheibe 63, die eine Drehbewegung ausführt, einen Stößel 64, der infolge der Drehung der Nockenscheibe 63 hin- und hergleitet und mit dem Kolben 62 in Eingriff steht, um auch diesen hin- und herzubewegen; die Brennstoffeinspritzpumpe 60 enthält außerdem eine Meßplatte 65, die die axiale Position des Kolbens 62 in bezug auf den Stößel 64 und damit die Stellung ändert, an der der Kolben 62 mit dem Stößel 64 in Eingriff tritt. Auf diese Weise steuert die Meßplatte 65 den Hub des Kolbens 62. Ein Ende der Meßplatte 65 wird von einer exzentrischen Welle 75 getragen. Der Kolben 62 bildet eine Flüssigkeits- oder Gaskammer 66 innerhalb des Zylinders 6-1, die mit einem Einlaßkanal 68 über ein Einlaßventil 67 und mit einem Auslaßkanal 70 über ein Auslaßventil 69 in Verbindung steht; der Einlaßkanal 68 wird mit Hilfe der Brennstoffzufuhrungspumpe 71 mit Brennstoff aus dem Tank 72 versorgt, während der Auslaßkanal 72 die Brenn-

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Stoffeinspritzleitung 59 mit dem in der Flüssigkeits- bzw. Gaskammer 66 komprimierten Brennstoff versorgt. Federn 67a und 69a schließen das Einlaßventil 67 bzw. das Auslaßventil 69, und eine Feder 62a drückt den Kolben 62 nach unten. Die Nockenwelle 6 3a des Nockens bzw. der Nockenscheibe 6 3 ist auf geeignete Weise, z.B. mittels eines Zahnrades oder eines Synchronisationsrieraens mit der nicht gezeigten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 verbunden, so daß der Nocken bzw. die Nockenscheibe 6 3 beispielsweise bei einer Viartaktmaschine bei jeweils zwei Umdrehungen der Kurbelwelle eine Umdrehung ausführt. Die rückwärtige Endfläche des Stößels 64 wird mittels einer Feder 64a gegen die Nockenscheibe 63 gedrückt, während die vordere Endfläche des Stößels 64 der rückwärtigen Endfläche des Kolbens 62 gegenüberliegt, so daß, wenn der Stößel 64 um einen bestimmten Abstand von der Nockenscheibe 6 3 angehoben wurde, und dadurch seine Vorderendfläche in Kontakt mit der rückwärtigen Endfläche des Kolbens 62 gekommen ist, der Stößel 64 zusammen mit dem Kolben 62 betrieben wird, um den letzteren hin- und herzubewegen. Ein zylindrisches Glied 73 mit einem Flansch 73a an seinem unteren Ende ist mittels einer Befestigungsplatte 74 auf der Meßplatte 6 5 so montiert, daß mittels des Flansches 73a eine Relativbewegung zwischen ihnen möglich ist. Die rückwärtige Endfläche des Kolbens 62 liegt der oberen Endfläche des zylindrischen Giedes 73 gegenüber, so daß, wenn der Kolben 62 nicht von dem Stößel 64. angehoben wird, die rückwärtige Endfläche des Kolbens 62 aufgrund der Wirkung der Feder 62a gegen die obere Endfläche des zylindrischen Gliedes

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73 gedrückt wird. Die Meßplatte 65 besitzt in dem dem zylindrischen Glied 73 entgegengesetzten Bereich ein Loch 65a, so daß der Stößel 64 sich durch das Loch 65a und innerhalb des zylindrischen Gliedes 73 hin- und herbewegen kann.

Das in der beschriebenen Weise aufgebaute- Betätigungsglied 12 arbeitet wie folgt. Wenn in der Brennstoffeinspritzpumpe 60 die Drehung der Nockenscheibe 63 bewirkt, daß sich der Stößel 64 und durch diesen der Kolben 62 hin- und herbewegen, dann wird der Brennstoff in der Flüssigkeits- oder Gaskammer 6 6 infolge ihrer Volumenänderung komprimiert und das Auslaßventil 69 geöffnet, so daß der Brennstoff unter Druck durch die Brennstoffeinspritzleitung 59 zur Brennstoffeinspritzdüse 58 geführt wird. Diese unter Druck erfolgende Zuführung von Brennstoff geschieht synchron mit der Drehung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 und erfolgt einmal pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle (im Fall einer Zweitaktmaschine wird der Brennstoff jedoch einmal pro jeder Umdrehung der Kurbelwelle zugeführt). Die Menge des während jeder Druckzuführung zugeführten Brennstoffs, d.h. die Menge des durch die Brennstoffeinspritzdüse 58 eingespritzten Brennstoffs kann durch Änderung der Position der Meßplatte 65 variiert werden; durch diese Änderung wird die Stellung gewechselt, in der der Kolben 62 und der Stößel 64 in Eingriff treten, wodurch der Hub des Kolbens 62 variiert wird. Die Meßplatte 65 zur Veränderung des Hubes des Kolbens 62 wird ihrerseits vom

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Brennstoffservoraechanismus 11 in der anschließend zu beschreibenden Weise gesteuert.

Der Brennstoffservomechanismus 11 besitzt eine Drucksteuereinrichtung 80, die ein wesentliches Teil darstellt und einen an das Ende der Meßplatte 65 angelenkten Kolben 82 aufweist; die Drucksteuereinrichtung 80 enthält darüber hinaus eine Druckmittelquelle 90 zur Steuerung der Stellung des Kolbens 82, ein erstes Ventil 92, ein zweites Ventil 93 sowie eine Steuerschaltung 100 zur Steuerung des Öffnens und Schliessens der Ventile 92 und 93. In der Drucksteuereinrichtung 80 ist der Kolben 82 so in einen Zylinder 81 eingepaßt, daß er hin- und herbeweglich, ist und mit seiner vorderen Endfläche in dem Zylinder 81 eine Flüssigkeit?- oder Gaskammer 83 bildet. Die vordere Endfläche des Kolbens 82 stellt zugleich eine bewegliche Wand 83a der Flüssigkeits- oder Gaskammer 83 dar. Auf der anderen Seite des Endes der Meßplatte 65 ist eine Feder angeordnet, die über eine Federabstützung 84 eine nach oben gerichtete Kraft ausübt; an dieser Stelle ist die Meßplatte 65 mit einem Loch 65b versehen, in das eine Kolbenabstützung 86 mit einem pfannenförmigen ausgedehnten oberen Teil eingepaßt ist. Die rückwärtige Endfläche des Kolbens 82 wird gegen die obere Endfläche der Kolbenabstützung 86 gedrückt. Die Flüssigkeits- oder Gaskammer 83 steht mit zwei Kanälen 88 und 89 in Verbindung, von denen der Kanal 88 über eine Zuführpumpe 90,

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die die Druckmittelquelle darstellt mit einem Flüssigkeit oder Gas enthaltenden Tank 91 verbunden ist, während der andere Kanal 89 direkt mit einer unter niedrigem Druck stehenden Überlauf- oder Rücklaufseite des Tanks 91 verbunden ist. Obwohl als Druckmittelquelle 90 die Pumpe verwendet wird, könnten ebenso das Schmieröl der Brennkraftmaschine 1 oder der mittels der Brennstoffzuführpumpe unter Druck zugeführte Brennstoff verwendet werden. Das erste Ventil 92 ist in dem Kanal 88 angeordnet, der die Flüssigkeits- oder Gaskammer 83 mit der Druckmittelquelle 90 verbindet, während das zweite Ventil 9 3 in dem Kanal 89 angeordnet ist, der die Flüssigkeitsoder Gaskammer 83 mit der unter niedrigem Druck stehenden Rückflußseite des Tanks 91 verbindet; eine Öffnung des ersten Ventils 92 führt dazu, daß die unter Druck stehende Flüssigkeit bzw. das unter Druck stehende Gas in die Flüssigkeits- bzw. Gaskammer S3 strömt, während eine öffnung des zweiten Ventils 93 ein Zurückströmen des Druckmittels aus der Flüssigkeitsoder Gaskammer 83 zurück in den Tank 91 zur Folge hat. Sowohl das erste als auch das zweite Ventil 92 bzw. 93 sind elektromagnetische Ventile, die von einer Steuerschaltung 100 gesteuert werden.

Fig. 5 zeigt den Schaltungsaufbau der Steuerschaltung 100. Darin sind mit 94 eine Stromquelle, mit 95 ein Potentiometer zur Erzeugung einer Spannung V , deren Viert der Stellung der Meßplatte 65 entspricht, mit 101 ein Opera-

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tionsverstärker, mit 102 μηά 103 Potentiometer, mit 104 und 105 Zenerdioden, mit 106, 107, 108, 109 und 110 Transistoren und mit 111 bis 124 Widerstände bezeichnet. Die von dem Potentiometer 95 erzeugte Spannung V ist an dem nicht invertierenden Eingangsanschlüß (+) des Operationsverstärkers 101 angelegt, an dessen invertierendem Eingangsanschluß (-) die Ausgangsspannung V der Brennstoffvorgabekorrektureingabe 10 liegt, so daß, wenn V = V'_c, V'_Q = V₁ (V^ 0). Die Potentiometer 102 und 103 und die Zenerdioden 104 und 105 sind außerdem so vorjustiert, daß, wenn die Ausgangsspannung V des Operationsverstärkers 101 · V¹Q^V-] ⁺ S' (cf ' /Ό), die Transistoren 108, 109 und 110 in den Ein-, Aus- bzw. Ein-Zustand versetzt werden, so daß die Erregerspule des zweiten Ventils 9 3 erregt und das zweite Ventil 9-3 geöffnet werden; wenn hingegen V₀^V₁ - d ' werden die Transistoren 106 und 107 in den Aus- bzw. Ein-Zus,tand versetzt und die Erregerspule des ersten Ventils 92 erregt und dieses geöffnet. Wenn V₁ -Cj ' — V'-C_V· + (] ' sind sowohl das erste als auch das zweite Ventil 92 bzw. 93 geschlossen . Der bestimmte Wert 0' bedeutet hier eine Spannung, die angibt, daß weder das erste noch das zweite Ventil 92 b-zw. 9 3 geöffnet zu v/erden brauchen.

Bei einem solchen Aufbau des Brennstoffservomechnismus wird das Druckmittel aus der Druckmittelquelle 90 in die Flüssigkeits- oder Gaskammer 83 eingeführt und der Kolben 82 nach unten (Fig. 4) gegen die Feder 85 bewegt, wenn die Ausgangs-

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spannung V der BrennstoffVorgabekorrektureinrichtung 10 um einen bestimmten Betrag größer als die die Stellung der Maßplatte 65 darstellende Spannung V ist, so daß die Steuerschaltung 100 das erste Ventil 92 öffnet. Wenn auf der anderen Seite die Spannung .V um einen bestimmten Betrag größer als die Spannung V ist, öffnet die Steuerschaltung 100 das zweite Ventil 93, so daß das Druckmittel aus der Flüssigkeitsoder Gaskammer 83 ausströmt und die Feder 85 den Kolben 82 nach oben bewegt (Fig. 4). Aufgrund der Vertikalbewegung des Kolbens 82 wird die Meßplatte 65 um die exzentrische Welle gedreht, bis sowohl das erste als auch das zweite Ventil 92 bzw. 9 3 geschlossen sind. Wie bereits früher erwähnt, steuert der Brennstoffservomechanismus mit Hilfe der Meßplatte 65 die Zumessung des mittels der Brennstoffeinspritzpumpe 60 abgegebenen Brennstoffs. Der Druckmeßgeber 8, der den Druck im Ansaugrohr ermittelt, enthält eine stromab vom Drosselventil 2 im Ansaugrohr 57 vorgesehene Druckmeßöffnung oder -leitung 130, sowie eine Membrananordnung 131, in die der durch die Druckmeßöffnung 130 entnommene Druck im Ansaugrohr eingegeben wird (unter Druck im Ansaugrohr ist hier ein negativer Druck zu verstehen, der kleiner als der Atmosphärendruck ist; und ein Druckanstieg bedeutet eine Verminderung des negativen Druckes). Die Membrananordnung 131 besitzt in einem Gehäuse 132 zwei Kammern 134 und 135, die mittels einer Membran 133 von einander getrennt sind. In der Kammer 134 herrscht der Druck des Ansaugrohres, während in die andere Kammer 135 Luft gegeben wird. Eine dem Druckunterschied zwischen den Kammern 134 und 135 ent-

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gegengerichtete Feder 136 wirkt auf die Membran 133 ein. Mit der Membran 133 ist eine Stange 137 fest verbunden und wird entsprechend einer Deformation der Membran 133 bewegt. Die vordere Endfläche der Stange 137 drückt gegen eine Seite eines Nokkengliedes 138. Da die eine Seite des No.ckengliedes 138 eine einfache ebene Form und die andere Seite eine Nockenfläche besitzen, kann das Nockenglied 138 entsprechend der Bewegung der Stange 137 um einen Drehpunkt 138a gedreht werden. Eine Stange 139 wird von einer Feder 139a gegen die andere, eine Nockenfläche bildende Seite des Nockengliedes 138 gedrückt, so daß bei einer Drehung des Nockengliedes 138 infolge einer Bewegung der Stange 137 die Stange 139 abhängig von der Konfiguration der Nockenfläche in einem nicht linearen Verhältnis zur Bewegung der Stange 137 beweglich ist. Da die für die Brennkraftmaschine 1 erforderliche Brennstoffmenge nicht notwendig linear mit dem Druck im Ansaugrohr zusammenhängt, ist das Nockenglied 138 so geformt, daß die Bewegung der Stange 139 der von der Brennkraftmaschine 1 benötigten Brennstoffmenge entspricht. Die Brennstoffvorgabeeinstelleinrichtung 9 besitzt eine Stromquelle 140 und ein Potentiometer 141 zur Erzeugung der Spannung V , die der Stellung der Stange 139 im

Druckmeßgeber 8 entspricht; auf diese Weise wird die optimale Brennstoffmenge entsprechend dem Druck im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine 1 bestimmt, d.h. die geeignete Brennstoffvorgabe bzw. der geeignete Brennstoffverlauf werden bestimmt zur Erzeugung der Ausgangsspannung V .

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Im folgenden wird mit Bezug auf Fig. 6 die Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10 beschrieben. In Fig. 6 bezeichnet die Bezugszahl 10a einen Diskriminator zur Unterscheidung der Differenz zwischen der eingestellten Fahrzeugsollgeschwindigkeit und der tatsächlichen Fahrzeugistgeschwindigkeit (die Differenz entspricht der Spannung V_Q); ein ODER-Glied, das eine Einrichtung zur Erfassung der eben erwähnten Differenz darstellt, ist mit 10b bezeichnet. 10c kennzeichnet ein UND-Glied, 1Od einen impulsgenerator, 1Oe einen Frequenzteiler, 1Of ein UND-Glied, 10g eine Differenziersciialtung zur Ermittlung der Änderung der Brennstoffmenge (entsprechend der Spannung V ), 10h einen Diskriminator zur Unterscheidung des differenzierten Wertes, und 1Oi ein ODER-Glied, das eine Einrichtung zur Erfassung einer Änderung, der Brennstoffmenge darstellt. Mit 10 j ist ein reversibler Zähler bezeichnet, der addieren (aufwärtszählen) und subtrahieren (abwärtszählen) kann. 10k ist ein Dekoder zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das von 1 um einen Betrag abfällt, der jedem Inkrement der Zählung des reversiblen Zählers 1Oj von 0 entspricht. 101 ist ein Multiplizierer, in dem die Ausgangsspannung V der Brennstoffvorgabeeinstelleinrichtung 9 mit dem Ausgangssignal des Dekoders 10 k multipliziert wird und dessen Ausgangssignal die Ausgangsspannung V der BrennstoffVorgabekorrektureinrichtung 10 darstellt.

Kurz gesagt arbeitet die Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10 wie folgt. Wenn der Unterschied zwischen der Sollgeschwin-. digkeit und der Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs (der übrig bleibende Rest nach Subtrahieren der eingestellten Fahrzeug-

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Sollgeschwindigkeit von der tatsächlichen Fahrzeugistgeschwindigkeit und entsprechend der Spannung V_Q) positiv oder O ist und wenn die Änderung bzw. die Änderungsrate (dV /dt) der eingespritzten Brennstoffmenge negativ oder 0 ist, dann nimmt der Zählerstand des reversiblen Zählers 10 j zu und vermindert die Ausgangspannung V . Wenn jedoch der Zählerstand des reversiblen Zählers 1Oj seinen Maximalwert erreicht, wird die Ausgangsspannung V nicht weiter vermindert. Wenn auf der anderen Seite der Unterschied zwischen den Fahrzeuggeschwindigkeiten negativ und die Änderung der eingespritzten Brennstoffmenge positiv ist, nimmt der Zählerstand des reveriblen Zählers 1Oj ab und erhöht die Ausgangsspannung V . Wenn in diesem Fall der Zählerstand des reversiblen Zählers 1Oj den Wert 0 erreicht, übersteigt die Ausgangsspannung V nicht die Ausgangsspannung V der Brennstoffvorgabeeinstelleinrichtung 9.

In Fig. 7 ist ein spezieller Aufbau der Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10 dargestellt. Darin ist 150 ein Differenzdetektor mit einem Operationsverstärker 151, Widerständen 152 und 153, einem Potentiometer 154, einem Inverter 155 sowie einer Diode 156. Die Ausgangsspannung V des Diskriminators 5 der Geschwindigkeitsregelung A und die früher in Verbindung Fig. 3 beschriebene Spannung V₁ werden dem invertierenden Eingangsanschluß (-) bzw. dem nicht-invertierenden Eingangsanschluß (+) des Operationsverstärkers 151 zugeführt, so daß eine Spannung mit hohem Potential (im folgenden einfach als logisches Signal"1" bezeichnet) oder eine niedrige Span-

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nung (im folgenden einfach als "0" bezeichnet) am Ausgangsanschluß des Inverters 155 entsprechend dem Unterschied zwischen der Sollgeschwindigkeit und der Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs erzeugt werden. Mit 160 ist ein Impulsgenerator bezeichnet, der Transitoren 161 und 162, Kondensatoren 163 und 164 sowie Widerstände 165, 166, 167 und 168 aufweist, und dessen Ausgangsanschluß mit dem Eingangsanschluß (T) eines T-Flip-Flops 169 verbunden ist. Das T-Flip-Flop 169 teilt die Frequenz der Ausgangsimpulse des Impulsgenerators 160. Ein Detektor 17O zur Feststellung einer Brennstoffmengenänderung (im folgenden kurz als Änderungsdetektor bezeichnet) enthält eine Differenzierschaltung, die aus einem Operationsverstärker 171, einem Kondensator 172 sowie Widerständen 173, 174, 175 und 176 zusammengesetzt ist. Der Änderungsdetektor 170 besitzt außerdem eine Vorzeichenumkehrschaltung, bestehend aus einem Operationsverstärker 177 und Widerständen 178 und 179, eine Diode 180 und einen Inverter 181. Die der Stellung der in Fig. 4 gezeigten Meßplatte 6 5 entsprechende Spannung V wird über den Kondensator 172 an den -invertierenden Eingangsanschluß (-) des Operationsverstärkers 171 angelegt. Dessen Ausgangsspannung (-dV /dt.) liegt ihrerseits am invertierenden Eingangsanschluß (-) des Operationsverstärkers 177. Wenn folglich die Änderung der Brennstoffmenge, die Geschwindigkeit der Änderung der Spannung V (dV /dt) negativ oder 0 ist,

P · P

wird eine "1" am Ausgangsanschluß des Inverters 181 erzeugt. 182 ist eine reversibler Zähler (wie er beispielsweise von Texas Instruments unter der Bezeichnung SN74191 vertrieben

5 03847/0721

wird), bei dem eine "O" am Steueranschluß (mit C bezeichnet) bewirkt, daß der Zähler die an seinen mit D bezeichneten Eingangsanschluß gelangenden Impulse in gewöhnlicher Weise zählt (aufwärts addiert) und an seinen 4-Bit Ausgangsanschlüssen Q₁, Qo/ Q-, und Q. den Zählerstand ausgibt. Eine "1" am Steueranschluß bewirkt hingegen, daß der Zähler seinen Zählerstand an den Ausgangsanschlüssen Q-, Q₂, Q₃ und Q. mit jedem an seinen Eingangsanschluß gelangend Impuls vermidert (subtrahiert). Mit 183 und 184 sind ein NAND-Glied bzw. ein ODER-Glied bezeichnet, die jeweils mit den Ausgangsanschlüssen Q-, Q^, Q-, und Q. des reversiblen Zählers 182 verbunden sind. Ein UND-Glied, dessen Eingangsanschlüsse mit den Ausgangsanschlüssen des NAND-Gliedes 183, des Inverters 155 des Differenzdetektors 150 bzw. des T-Flip-Flops 169 verbunden sind, ist mit 185 bzeichnet. 186 stellt ein NAND-Glied dar, dessen Eingangsanschlüsse mit den Ausgangsanschlüssen des Inverters 181 des Änderungsdetektors 170 bzw. des Inverters 155 des Differenzdetektors 150 verbunden sind. 187 ist ein UND-Glied, dessen Eihgangsanschlüsse mit den Ausgangsanschlüssen der Diode 156 im Differenzdetektor 150, des Impulsgenerators 160 bzw. des ODER-Gliedes 184 verbunden sind. 188 ist ein ODER-Glied, dessen Eingangsanschlüsse mit den Ausgangsanschlüssen des UND-Gliedes 185 bzw, 187 verbunden sind, und dessen Ausgangsanschluß an den Eingangsanschluß des reversiblen Zählers 182 angeschlossen ist. Die Ausgangsanschlüsse Q₁, Q₂, Q₃ und Q. des reversiblen Zählers 182 sind andererseits mit den Basen von Transistoren 193, 194, 195 bzw. 196 über Widerstände 189, 190, 191 bzw. 192 ver-

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bunden. über den Emitter-Kollektorstrecken der Transistoren 193/ 194, 195 und 196 liegen, wie in Fig. 7 gezeigt, in Serie geschaltete Widerstände 197, 198, 199 bzw. 200, an die weiterhin Widerstände 201 und 202 sowie ein Verstärker 203 angeschlossen sind. Die Ausgangsspannung V der zuvor erwähnten Brennstoffvorgabeeinstelleinrichtung 9 ist an den Eingangsanschluß des Verstärkers 203 angelegt. Wenn die Werte der Widerstände 197, 19 8, 199, 200, 201 und 202 R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ bzw.

R, sind, kann die Verstärkung h des Verstärkers 203 bestimmt ο

werden zu:

, R. + R- +■ R- + R. + R_c + R, h=1 2 3 4 5 ο

+ R₃ + R₄ + R₅

Die BrennstoffVorgabekorrektureinrichtung 10, die in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist, nimmt ihren Betrieb in dem Moment auf, in dem die zuvor erwähnte Geschwindigkeitsregelung A auf die erwünschte Sollgeschwindigkeit eingestellt wird, und ihre an dem an einem Punkt X bezeichneten Ausgangsanschluß erzeugte Ausgangsspannung V wird auf die zuvor erwähnte Steuerschaltung 100 des Brennstoffservomechanismus 11 gegeben.

/Mr: nächstes wird die Arbeitsweise der Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10 in Verbindung mit der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Systems als ganzes beschrieben.

509847/0721 _BAD original

Wenn zunächst die" Geschwindigkeitsregelung A zur Konstanthaltung der Geschwindigkeit nicht auf irgendeinen erwünschten Geschwindigkeitswert vom Fahrer voreingestellt ist und der Fahrer das Fahrzeug durch Niederdrücken des Beschleunigungs- bzw. Gaspedals, das nicht gezeigt ist, antreibt, dann wird die BrennstoffVorgabekorrektureinrichtung 10 nicht betätigt, da sie,wie vorher erwähnt^in Verbindung mit der Geschwindigkeitsregelung A arbeitet. In diesem Fall wird der Druck im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine 1 mittels des Druckmeßgebers 8 ermittelt; die Brennstoffvorgabeeinstelleinrichtung 9 erzeugt ihre Ausgangsspannung V , die entsprechend dem Druck im Ansaugrohr die optimale Brennstoffeinspritzmenge bestimmt. Zu dieser Zeit sind alle Transistoren 193, 194, 195 und 196 der Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10 (Fig. 7) im Aus-Zustand, so daß die Ausgangsspannung V der Brennstoff-Vorgabekorrektureinrichtung 10 durch folgende Gleichung gegeben ist:

_rl _ R. + R, + R, + R, + R_c

V = "1

R1 -

R1 ■

R1 ■

*" R2 H

*" R2 H

*" R2 H

l· R H

l· R H

h R H

h R4 -

h R4 -

h R4 -

H R5

H R5 -

I- R5 H

h R6

h R6

+ R₂ + R₃ + R₄ + R₅ ^C

^Vc

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Mit anderen Worten die Ausgangsspannung V der Brennstoffvorgabeeinstelleinrichtung 9 erscheint in gleicher Höhe wie die Ausgangsspannung V (V = V ) der Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10. Im Brennstof f servomechanismus 11 öffnet bzw. schließt die Steuerschaltung 100 das erste bzw. das zweite Ventil 92 bzw. 93, um den Kolben 82 zu bewegen und damit die Position der Meßplatte 6 5 entsprechend der Ausgangsspannung V (V = V ) zu verändern; auf diese Weise wird die

CCC

Meßplatte 65 gedreht und in eine Lage versetzt, die der Ausgangsspannung V der Brennstoffvorgabeeinstelleinrichtung 9 und damit dem Druck im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine 1 entspricht. Der Kolben bzw. Tauchkolben 62 der Brennstoffeinspritzpumpe 60, dessen Hub oder Brennstoffeinspritzmenge von der Meßplatte 65 gesteuert wird, bewegt sich synchron mit der Umdrehung der Brennkraftmaschine 1 hin- und her und spritzt durch die Brennstoffeinspritzdüse 58 Brennstoff in das Ansaugrohr Für diesen Fall ist klar, daß die Ausgangsspannung V der Brenn-

stoffvorgabeeinstelleinrichtung 9 ansteigt, wenn der Druck im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine 1 zunimmt und die Lage der Meßplatte 65 entsprechend nach unten (Fig. 4) verschoben wird, so daß das Betätigungsglied 12 einen erhöhten Brennstoffbetrag einspritzt. Wenn der Fahrer auf der anderen Seite die Geschwindigkeitsregelung A auf die dann gefahrene Geschwindigkeit des Fahrzeugs einstellt, wenn die Brennkraftmaschine 1 entsprechend einer Brennstoffvorgabe betrieben wird, die von dem Punkt P auf der Kurve gleicher Leistung in Fig. 1, bei der die Maschinendrehzahl als Parameter dient, dargestellt wird,

509847/0721

wird der Zündzeitpunkt um einen bestimmten Winkel vorgestellt, wie dies 'zuvor erwähnt wurde. In der Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10 (Fig. 7) wird am Ausgangsanschluß des Inverters 155 im Differenzdetektor 150 eine "1" erzeugt, so daß sich keine Änderung der durch das Betätigungsglied 12 eingespritzten Brennstoffmenge ergibt und am Ausgangsanschluß des Inverters

181 des Änderungsdetektors 170, der eine Brennstoffmengenänderung erfaßt, eine "1" und damit am Ausgangsanschluß des NAND-Gliedes 186 eine "0" erzeugt werden. Wenn eine von den mittels des T-Flip-Flops 169 geteilten Ausgangsimpulsen des Impulsgenerators 160 dargestellte "1" und eine vom NAND-Glied 183 erzeugte "1" an das UND-Glied 185 gelangen, wird eine "1" über das ODER-Glied 188 an den Eingangsanschluß des reversiblen Zählers 182 angelegt. Wenn dieser Zustand von dem an den Ausgangsanschlüssen Q₁, Q , Q_ und Q des reversiblen Zählers 182 erzeugten Zählerstand, d.h. von den Werten an den Ausgangsanschlüssen Q., Q_, Q₂ und Q. wiedergegeben wird, dann ändert das Anlegen der "1" an den reversiblen Zähler 182 dessen Zählerstand von "0", ¹¹O", "0", "0", in "0", ¹¹O", "0", "1". Wenn die "1" am Ausgangsanschluß Q₁ des reversiblen Zählers

182 erzeugt wird, wird der Transistor 193 eingeschaltet, so daß die Ausgangsspannung V der BrennstoffVorgabekorrektureinrichtung 10 den durch die folgende Gleichung gegebenen Spannungswert annimmt:

V = R₀ + R_ + R. + R_n.

c 2 3 4 5 . h . V

R₂ + R₃ + R₄ + R₅ + R₆" ^c

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Diese Ausgangsspannung V ist niedriger als die

oben erwähnte Ausgangsspannung V (V =V ), die erzeugt wurde, als die Geschwindigkeitsregelung A nicht in Betrieb war. Folglich öffnet die Steuerschaltung 100 in dem Brennstoffservomechanismus 11 das zweite Ventil 93 zur Entfernung des Druckmittels aus der Flüssigkeits- oder Gaskammer 83 zurück in den Tank 91, so daß die Meßplatte 65 gedreht und in Fig_r 4 nach oben versetzt wird; dadurch ^wird <&& mittels des Betätigungsgliedes 12 eingespritzte Brennstoffmenge vermindert. Bei diesem Betrieb η imrr.t die Brennstoff änderung (dV /dt) niemals einen positiven Wert an (am Ausgangsanschluß des Inverters 181 im Änderungsdetektor 170 ist eine " 1 "· ) ,so daß demzufolge das Anlegen nachfolgender "1"-Signale an den Eingangsanschluß des reversiblen Zählers 182 in der Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10 dessen Zählerstand von "0", ¹¹O", "0", "1" in "0", ¹¹O", "1", "0"; ... ändert bis der Unterschied (entsprechend der Spannung V von Fig. 3) zwischen der eingestellten Fahrzeugsollgeschwindigkeit (entsprechend der Spannung V in Fig. 3)

und der tatsächlichen Fahrzeugistgeschwindigkeit (entsprechend der Spannung V in Fig. 3) einen bestimmten Wert überschreitet. In Übereinstimmung mit einem solchen Anstieg des Zählerstandes nimmt die Ausgangsspannüng V* _, der Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10 ab, womit auch die eingespritzte Brennstoffmenge vermindert wird. Wenn danach die Istgeschwindigkeit und die Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs infolge der verminderten Brennstoffeinspritzmenge von einander abweichen, so daß die Ausgangsspannung V des Diskriminators 5 in der Geschwindig-

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regelung A von Fig. 3 kleiner als der Wert von V₁ -(fwird, wird die öffnung des Drosselventils 2 mit Hilfe des Servoverstärkers 6 und des Drosselventilservomechanismus 7 vergrößert. In diesem Fall wird am Ausgangsanschluß des Inverters 155 im Differenzdetektor 150 eine "0" erzeugt, während eine "1" über das NAND-Glied 186 an den Steueranschluß des reversiblen Zählers 182 angelegt wird. Folglich wird, sofern nicht der Zählerstand des reversiblen Zählers 182 "0", ¹¹O", ¹¹O", "0" ist, die am Ausgangsanschluß des UND-Gliedes 187 erzeugte "1" über das ODER-Glied 188 anöden Eingangsanschluß des reversiblen Zählers 182 gelegt. Wenn dieser Fall eintritt, ändern nachfolgend an den reversiblen Zähler 182 angelegte "1"-Signale dessen Zählerstand von beispielsweise ¹¹O", "1", "0", "1" in "0", "1", ¹¹O", ¹¹O¹¹J ¹¹O", ¹¹O", "1", "1" usw.. Als Ergebnis wird mit jeder Verminderung des Zählerstands des reversiblen Zählers 182 die Ausgangsspannung V der BrennstoffVorgabekorrektureinrichtung 10 erhöht, so daß die Meßplatte 65 des Brennstoffservomechanismus 11 gedreht und in Fig. 4 nach unten versetzt wird, wodurch die mittels des Betätigungsgliedes 12 eingespritzte Brennstoffmenge ebenfalles erhöht wird. Da außerdem die vom Impulsgenerator 160 an das UND-Glied 187 angelegten Impulse keiner Frequenzteilung unterliegen, ist die Geschwindigkeit einer Änderung der Verminderung des Zählerstands des reversiblen Zählers 182 schneller als beim zuvor erwähnten Anstieg des Zählerstandes, so daß auch die Zunahme der an die Brennkraftmaschine 1 abgegebenen Brennstoffmenge ebenfalls schneller stattfindet.

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Durch Vergrößern der Öffnung des Drosselventils 2 und \fergrößern der Brennstoffeinspritzmenge auf diese Weise nähert sich die Fahrzeugistgeschwindigkeit schnell der eingestellten Fahrzeugsollgeschwindigkeit und der Unterschied zwischen diesen beiden Geschwindigkeiten wird schließlich auf 0 reduziert. Mit anderen Worten die Brennstoffvorgabe, die von der Brennstof fVorgabeeinstelleinrichtung 9 bestimmt und vom Punkt P_Q auf der Kurve in Fig. 1 dargestellt wird, wird mittels der BrennstoffVorgabekorrektureinrichtung 10 zu einer Brennstoffvorgabe verschoben, die auf derselben Kurve vom Punkt P- dargestellt wird. In der gleichen Weise verschiebt die Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10 nacheinander die Brennstoffvorgaben zu den von den Punkten P₂, P₃..., P dargestellten Brennstof f vorgaben. Die Brennstoffvorgabe wird auf diese Weise schließlich zu einer von dem Punkt P' dargestellten Vorgabe verschoben, wodurch der wirtschaftlichste 'Wert (Gf ) der Brennstof feinspritzmenge in bezug auf die für einen Antrieb des Fahrzeugs mit konstanter Geschwindigkeit erforderliche Leistung der Brennkraftmaschine 1 sichergestellt wird. Obwohl es natürlich möglich ist, daß die Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10 infolge einer Veränderung der auf die Brennkraftmaschine 1 wirkenden Last während der Brennstoffvorgabeverschiebeperiode die Brennstoffvorgäbe verschiebt, um die Brennstoffeinspritzmenge zu erhöhen, wird die Brennstoffvorgabe mit dem Ende der Veränderung der Maschinenlast in gleicher Weise wie vorher beschrieben auf die von dem Punkt P

dargestellte Vorgabe verschoben, so daß die Brennkraftmaschine 1 mit der wirtschaftlichsten Brennstoffeinspritzmenge (Gf \

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ι
betrieben wird. Während die prozentuale Abnahme der Brennstoffeinspritzmenge durch geeignete Auswahl der Widerstandswerte R_{1 f} R^, R-., R-, R,- und R,- der Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10 in gewünschter Weise festgelegt werden kann, sollte sie vorzugsweise im Bereich zwischen 3 und 5 Prozent liegen. Während weiterhin vorzugsweise der Zündzeitpunkt während der Übergangsperiode der Brennstoffvorgabe vom Punkt P zum Punkt P auf der Kurve von Fig. 1 stets dem Zündzeitpunkt zur Erzielung des maximalen Drehmoments entsprechen sollte, kann der Zündzeitpunkt anfangs in dem Moment, indem die Geschwindigkeitsregelung A auf die gewünschte Geschwindigkeit voreingestellt wird, um einen bestimmten Winkel vorgestellt werden, so daß der Zündzeitpunkt, wenn die Brennstofvorgabe schließlich zu der näherungsweise vom Punkt P auf der Kurve von Fig. 1 dargestellten verschoben ist, nahe bei dem Zündzeitpunkt liegt, der das maximale Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 sicherstellt und daß außerdem die Brennstoffeinspritzmenge (Gf) sich dem wirtschaftlichsten Wert (Gf ) annähert; dadurch wird die während der Antriebsperiode mit konstanter .Geschwindigkeit abgegebene Brennstoffmenge wirksam reduziert.

Diese Einstellung des Zündzeitpunkts wird von der Zündzeitpunktjustiereinrichtung D, die in Fig. 2 gezeigt ist, bewirkt. In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird der Zündzeitpunkt gleichzeitig mit der Einstellung der Geschwindigkeitsregelung A auf eine gewünschte Geschwindigkeit um einen bestimmten Winkel vorgestellt, so daß der Zünd-

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Zeitpunkt kompensiert wird, um sich dem Zündzeitpunkt zu nähern, der das maximale Drehmoment der Brennkraftmaschine 1 in bezug auf das Luft-Brennstoffverhältnis (A/F) der Mischung während der Brennstoffvorgabeverschiebeperiode sicherstellt; ein beispielhafter Aufbau der Zündzeitpunktjustiereinrichtung D, der für diesen Zweck ausgelegt wurde, soll jetzt unter Bezug auf Fig. 8 beschrieben werden. In Fig. 8 ist mit 210 ein Unterbrechernocken bezeichnet, der sich einmal pro zwei Umdrehungen der Maschinenkurbelwelle dreht. 211 ist ein erster Unterbrecher, der einen Kontakt 213 und damit einstückig einen Stößel bzw. ein Gleitstück 212 aufweist. Der erste Unterbrecher 211 ist Teil eines bekannten Zündverteilers, bei dem der Kontakt 213 von einem stationären Kontakt 214 abgehoben wird, wenn der Unterbrechernocken 210 in Eingriff mit dem Gleitstück 212 kommt. Zusätzlich zum ersten Unterbrecher 211 ist ein zweiter Unterbrecher 212 auf einer beweglichen Grundplatte 215 so vorgesehen, daß ein Eingriff des Unterbrechernockens 210 mit einem Stößel oder Gleitstück 217 verursacht, das ein Kontakt 218 von einem stationären Kontakt 219 abgehoben wird, und zwar um einen Winkel CX vor der Trennung des Kontakts 213 von dem stationären Kontakt 214. 220 und 221 sind stationäre Kontakte, die elektrisch mit dem ersten bzw. zweiten Unterbrecher 211 bzw. 216 verbunden sind; 222 ist ein beweglicher Kontakt, 223 eine Zünspule, 224 eine Zündkerze, 225 eine Relaisspule, 226 eine Stromquelle, und 227 ist ein Schalter, der mit dem in Fig. 3 gezeigten normalerweise offenen und für die Einschaltung der Geschwindigkeitsregelung A vorgesehenen Kon-

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takt 14 gekuppelt ist. Wenn der Schalter 227 geöffnet ist, sind der bewegliche Kontakt 222 und der städonäre Kontakt 220 geschlossen, wohingegen, wenn der Schalter 227 geschlossen ist, die Relaisspule 225 erregt wird und den beweglichen Kontakt 222 mit dem stationären Kontakt 221 verbindet. Natürlich muß der Winkel ⁰^ so ausgewählt werden, daß der sich daraus ergebende Zündzeitpunkt das maximale Drehmoment der Maschine in bezug auf das Luft/Brennstoff-Verhältnis (A/F) der Mischung in der Nähe des Punktes P im Bereich Pq^-P auf der Kurve gleicher Leistung von Fig. 1 sicherstellt. Solange die Geschwindigkeitsregelung A nicht eingeschaltet ist, wird der Zündzeitpunkt der Zündkerze 224 durch den ersten Unterbrecher bestimmt, wohingegen nach Einschaltung, der Geschwindigkeitsregelung A der Zündzeitpunkt von dem zweiten Unterbrecher festgelegt wird. Auf diese Weise können mit Einschaltung der Geschwindigkeitsregelung A der Zündzeitpunkt um den Winkel cv vorgestellt und die abgegebene Brennstoffmenge wirksam reduziert werden, während die Geschwindigkeitsregelung A für eine konstante Geschwindigkeit sorgt.

Es sei darauf hingewiesen, daß die gewünschte Einsparung an Brennstoff in zufriedenstellender Weise allein durch Verschieben der Brennstoffvorgabe mittels der Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10 ohne die oben beschriebene Zündzeitpunkt justiereinrichtung D erzielbar ist.

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Die Erfindung wurde anhand einer beispielweisen Ausführungsform beschrieben; die Geschwindigkeitsregelung A kann aber auch mechanisch gesteuert sein. Die Wirkungsweise einer solchen mechanisch gesteuerten Regelungseinrichtung zu Konstanthaltung der Geschwindigkeit wird unter Bezug auf einer in Fig. 9 dargestellte bekannte Anordnung beschrieben. Bei dieser Anordnung wird ein Fliehkraftregler 2 30 entsprechend der Drehzahl der Brennkraftmaschine in Richtung eines Pfeiles e gedreht, während ein Steuerkern 231 in Richtung eines Pfeiles c verschoben wird, bis ein Gleichgewicht mit einer Gegenfeder 2 32 hergestellt ist. Die Lage des Steuerkerns 231 entspricht der tatsächlichen Fährzeuggeschwindigkeit. Wenn ein (normalerweise offener) Arbeitskontakt 233 nach Erreichen der gewünschten Fahrzeuggeschwindigkeit geschlossen wird, wird eins Verriegelungsspule 234 erregt, um einen Anker 235 in Richtung eines Pfeiles d anzuziehen; ein Klappenventil 236 wird in Richtung eines Pfeiles e gedreht, um den Steuerkern 231 und das Klappenventil 236 zu verbinden und die eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit festzulegen. Wenn danach die Fahrzeugistgeschwindigkeit die eingestellte Fahrzeugsollgeschwindigkeit überschreitet, schließt das Klappenventil 236 eine Vakuumdüse 237, die mit dem nicht dargestellten Ansaugrohr der Maschine verbunden ist, so daß Luft durch eine zur Atmosphäre entlüftete Luftdüse einsogen wird; dadurch wird eine Membran 2 39 in Richtung eines Pfeiles f bewegt und die Öffnung des Drosselventils 2 über ein Gestänge 240 verkleinert. Wenn auf der anderen Seite die

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Fahrzeugistgeschwindigkeit unter die eingestellte Fahrzeugsollgeschwindigkeit fällt, schließt das Klappenventil 236 die Luftdüse 238, so daß die Membran 2 39 infolge des Ansaugrohrdruckes (negativer Druck) in die entgegengesetzte Richtung des Pfeiles f bewegt wird, um die öffnung des Drosselventils 2 zu vergrößern· Die Aufgabe des (normalerweise geschlossenen) Ruhekontakts 241 ist es, die Geschwindigkeitsregelung A abzuschalten. Auf diese Weise kann die mechanisch gesteuerte Geschwindigkeitsregelung A eine der elektrisch gesteuerten Geschwindigkeitsregelung A, die in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben wurde, äquivalente Funktion ausführen.In dem Fall, daß die mechanische Geschwindigkeitsregelung A verwendet wird, kann der Differenzdetektor 250, der mit Bezug auf Fig. 7 beschrieben wurde, so ausgestaltet sein, wie dies im unteren ₍ von gestrichelten Linien eingeschlossenen Teil in Fig. 9 gezeigt ist, so daß der Unterschied zwischen der Fahrzeugistgeschwindigkeit und der eingestellten Fahrzeugsollgeschwindigkeit von der Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung 10 (Fig. 2 und 6) unterschieden wird. Mit anderen Worten, zur Festlegung der eingestellten Fahrzeugsollgeschv/indigkeit wird ein an den nichtinvertierenden Eingangsanschluß (-) des Operationsverstärkers 151 angeschlossener Kondensator 243 entsprechend der Verschiebung des Steuerkerns 231 aufgeladen,' um die eingestellte Fahrzeugsollgeschwindigkeit zu speichern; ein mit dem Arbeitskontakt 233 gekuppelter Schalter 242 wird an den invertierenden Eingangsanschluß (-) des Operationsverstärkers 151 geschaltet, so daß die Ausgangsspannung V_Q des Potentiometers

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154 entsprechend der Verschiebung des Steuerkerns 231 geändert wird, nachdem die eingestellte Fahrzeugsollgeschwindigkeit festgelegt wurde.

Obwohl in der in den Fig. 2 und 4 gezeigten Anordnung der Druck im Ansaugrohr ermittelt wird, um die von der Maschine benötigte Brennstoffmenge festzustellen/ könnten die Temperatur und die Drehzahl der Maschine ermittelt werden, um zusätzliche Korrekturmittel für die eingespritzte Brennstoffmenge zu erhalten, die dafür sorgen würden, daß die eingespritzte Brennstoffmenge in bezug auf einen Anstieg der Temperatur oder der Drehzahl der Maschine verringert wird. Während ferner das Betätigungsglied 12, das hauptsächlich aus dem Brennstoffservomechanismus 11 und der Brennstoffeinspritzpumpe 60 besteht, als Mittel zur Zumessung und Einspritzung der geeigneten Brennstoffmenge eingesetzt ist, um die Erfordernisse für die Maschine zu erfüllen, könnten elektronisch gesteuerte Einrichtungen benutzt werden, bei denen elektromagnetisch betätigte Brennstoffeinspritzdüsen verwendet werden; die Pulsbreite von an die Düsen angelegten Impulssignalen könnte zur Erzielung der erforderlichen Zumessung und Einspritzung von Brennstoff gesteuert werden.

Aus der vorangegangenen Beschreibung ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Brennstoffsparsystem mit einer Geschwindigkeitsregelung zur Veränderung der Öffnung eines

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Drosselventils, um den Unterschied zwischen der Soll- und der Istgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu reduzieren, mit einer Brennstoffzuführeinrichtung zur Ermittlung des Betriebszustands einer Brennkraftmaschine und Zuführung der erforderlichen Brennstoffmenge an die Maschine, und mit einer Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung zur Ermittlung der Veränderung des Unterschiedes zwischen den Fahrzeuggeschwindigkeiten und der der Maschine zugeführten Brennstoffmenge und zur Korrektur der der Maschine zugeführten Brennstoffmenge nur, wenn die Geschwindigkeitsregelung eingeschaltet ist und daher ein Beschleunigungsvorgang der Maschine nicht besonders erforderlich ist, da£ dieses System einen erheblichen Vorteil darin hat, daß ein Antrieb des Fahrzeugs mit konstanter Geschwindigkeit erreicht wird, wobei die zur Lieferung der erforderlichen Maschinenleistung für diesen Antrieb mit konstanter Geschwindigkeit zugeführte Brennstoffmenge auf dem wirtschaftlichsten Wert gehalten wird.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   1 . Brennstof f sparsystem , gekennzeichnet durch: eine Geschwindigkeits-Konstantregeleinrichtung (A) zur Ermittlung des Unterschiedes zwischen einer voreingestellten Geschwindigkeits eines Fahrzeugs und der tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und zur Veränderung der öffnung eines Drosselventils (2), um diesen Unterschied auf 0 zu reduzieren,

   eine BrennstoffVorgabeeinstelleinrichtung (9) zur Ermittlung des Betriebszustandes einer Brennkraftmaschine (1) und Einstellung der von der Maschine benötigten Brennstoffmenge/ eine BrennstoffVorgabekorrektureinrichtung (10) zur Ermittlung des Unterschiedes der genannten Fahrzeuggeschwindigkeiten und der Veränderung\der der Maschine zugeführten Brennstoffmenge und zur Korrektur der von der Brennstoffvorgabeeinstelleinrichtung eingestellten Brennstoffmenge, wenn die Geschwindigkeits-Konstantregeleinrichtung im Betrieb ist, und eine Brennstoffzuführeinrichtung (C) zur Zuführung der mittels der Brennstoffvorgabekorrektureinrichtung korrigierten Brennstoffmenge an die Brennkraftmaschine.
2. 2. Brennstoffsparsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die BrennstoffVorgabekorrektureinrichtung (10) zwischen der Brennstoffvorgabeeinstelleinrichtung (9) und

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   der Brennstoffzuführeinrichtung (C) angeschlossen ist,, wobei die von der Brennstoffvorgabeeinstelleinrichtung eingestellte Brennstoffmenge auf die in bezug zur erforderten Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine (1) minimale Brennstoffmenge korrigiert wird, wenn die Geschwindigkeits-Konstantregeleinrichtung (A) in Betrieb ist, wohingegen die von der Brennstof fvorgabeeinstelleinrichtung eingestellte Brennstoffmenge direkt auf die Brennstoffzuführeinrichtung gegeben wird, wenn die Geschwindigkeits-Konstantregeleinrichtung nicht in Betrieb ist.
3. 3. Brennstoffsparsystem nach einem der Ansprüche 1 oder , 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündzeitpunktjustiereinrichtung (D) zur Vorstellung des Zündzeitpunktes der Brennkraftmaschine (1) um einen bestimmten Betrag, wenn die Geschwindigkeits-Konstantregeleinrichtung (A) in Betrieb gesetzt wird, vorgesehen ist.

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