DE2463220C2 - Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Betriebsverhaltens einer BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine in einem
vorgegebenen Betriebsbereich nach der Galtung des Hauptanspruchs.
Infolge verschärfter Abgas-Bestimmungen und aufgrund der allgemeinen Kraftstoff-Knappheit wird nach
Lösungen gesucht, bei denen Brennkraftmaschinen in einem Betriebsbereich betrieben werden können, in
dem die schädlichen Anteile des Abgases auf ein Minimum reduziert werden können und/oder in dem der
verbrauchte Kraftstoff ein Minimum ist.
Um einer derartigen Forderung zu genügen, bietet es
id sich auf den ersten Blick an, die Brennkraftmaschine mit
einem möglichst mageren Kraitstoff-Luft-Gemisch zu betreiben, d. h. an der sogenannten mageren Laufgrenze
der Brennkraftmaschine zu fahren. In diesem Betriebsbereich ist mit einem relativ schadstoffarmen Abgas und
einem geringen Kraftstoffverbrauch zu rechnen. Als kennzeichnende Größe für die magere Laufgrenze bietet
sich dabei zunächst die Schwankung des Druckverlaufs in den Zylindern einer Brennkraftmaschine an.
Bei genauerer Betrachtung es geschilderten Problems stellt sich jedoch heraus, daß die einzelnen Druckverläufe von nicht kontrollierbaren Betriebsparametern der Brennkraftmaschine bestimmt werden, beispielsweise von Luftzahl-, Füllungs- und Turbulenzschwankungcn. Wird der Brennraumdruck über die Momentanwertc der Winkelgeschwindigkeit an der Kurbelwelle gemessen, treten weitere störende Einflüsse auf, beispielsweise durch die oszillierenden Massen des Kurbeltriebs. Unebenheiten der Fahrbahn des Kraftfahrzeuges oder
Bei genauerer Betrachtung es geschilderten Problems stellt sich jedoch heraus, daß die einzelnen Druckverläufe von nicht kontrollierbaren Betriebsparametern der Brennkraftmaschine bestimmt werden, beispielsweise von Luftzahl-, Füllungs- und Turbulenzschwankungcn. Wird der Brennraumdruck über die Momentanwertc der Winkelgeschwindigkeit an der Kurbelwelle gemessen, treten weitere störende Einflüsse auf, beispielsweise durch die oszillierenden Massen des Kurbeltriebs. Unebenheiten der Fahrbahn des Kraftfahrzeuges oder
durch irgendwelche Kräfte auf den Motorblock der Brennkraftmaschine. Die beschriebenen Schwankungen,
die dem normalen Druckverlauf in einem Zylinder der Brennkraftmaschine überlagert sind, und die sich in
Schwankungen der Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle ausdrucken, könnten zwar mit Tiefpässen herausgefiltert
werden, jedoch ist die Verwendung von derartigen Filtern äußerst problematisch, da die Brennkraftmaschine
in einem weiten Drehzahlbereich betrieben werden soll. Dadurch ist es schwierig, bei niederen
Drehzahlen (Frequenzen) und bei hohen Drehzahlen gleichermaßen geeignete Filter zu finden.
Ausgehend von den geschilderten Problemen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu
finden, mit dessen Hilfe die Regelung der Brennkraftmaschine in einem bestimmten Betriebsbereich möglich
ist, ohne daß die dabei erwähnten Schwierigkeiten bzw. Nachteile auftreten.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen nach dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches
gelöst.
Ausgegangen ist von einer Gattung, wie sie etwa aus der DE-PS 5 34 951 bekannt ist. Dort werden Js Kriterium
Drucke im Brennraum gemessen, u. a. bereits mit dem Ziel, eine solche Regelung der Gemischzusammen-Setzung
zu erhalten, daß sparsamer Kraftstoffverbrauch erreicht wird.
Es sind auch schon Vorschläge bekannt, die einen Betrieb der Brennkraftmaschine mit einem möglichst
mageren Kraftstoff-Luft-Gemisch anstreben und dazu zur Kennzeichnung des Istzustandes der Maschine ihre
Laufunruhe messen sowie diese Laufunruhe mit einem Sollwert der Laufunruhe vergleichen. Die Laufunruhe
wird aus hochfrequenten Drehzahlschwankungen ermittelt, die aus den gemessenen Drehzahlwerten herausgefiltert
werden (US-PS 37 89 816).
Daß im Brennraum von Brennkraftmaschinen Ionisation auftritt, die verstärkt und zur Verbesserung des
Verbrennungsablaufs nutzbar gemacht werden kann, ist aus der DE-OS 22 53 249 bekannt Danach wird eine
Gasentladung so gesteuert, daß sie zwischen einer im Zylinderkopf angebrachten Elektrode und dem Kolben
mit der Flammenfront fortschreitet. Beim Ottomotor kann dazu die Zündkerze als Gasentladungselektrode
ausgebildet sein.
Außerdem gehört zum Stand der Technik, Gasgeschwindigkeiten im Saugrohr von Brennkraftmaschinen
mittels eines ionisationsverfahrens zu messen, indem in einem gasdurchströmten Bereich mit der Zündanlage
der Maschine ein Funkenüberschlag erzeugt wird und das ionisierte Gas nach kurzem Strömungsweg an eine
Fangelektrode gelangt, Die ein Maß für die lonenlaufzeit bildende Zeitspanne vom Funkenüberschlag bis
zum Spannungsanstieg am Meßwiderstand der Fangelektrode gibt Aufschluß über die Strömungsgeschwindigkeit
des Gases (»MTZ«, 1968, S. 461 bis 463).
Schließlich offenbart die DE-OS 22 31 109 Ionisation in der Saugleitung einer Brennkraftmaschine, wobei eine
negative Elektrode einen von einer positiven Elektrode erzeugten Ionenstrahl mit einem Rhythmus empfängt,
der durch die Luftdichte und -strömungsgeschwindigkeit bestimmt ist.
Durch das ältere Patent 24 17 187 ist u.a. unter Schutz gestellt, bei einem Verfahren zur Regelung des
Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine ein von den Schwankungen dos Brennraumdrucks in aufeinanderfolgenden
Arbeitstakien abhängiges Laufunruhesignal zu bilden, bei dessen Abweichung von einem Sollwert eine sich auf das Betriebsverhalten de/ Maschine
auswirkende Einstellgröße änderbar ist Dazu wird eine Meßgröße integriert, die zumindest dem sich in MeS-zeitintervallen
ändernden Brennraumdruck entspricht als Größe entsprechend dem mittleren Brennraumdruck.
Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu
schaffen, mit deren Hilfe die Regelung einfach und zuverlässig vorgenommen werden kenn. Besonderes Augenmerk
ist dabei darauf zu richten, daß die Regeleinrichtung auch im rauhen Betrieb eines Kraftfahrzeuges
zuverlässig arbeitet und daß ggf. im Kraftfahrzeug bereits vorhandene Meßwertgeber mitverwendet werden
können. Schließlich soll die Einrichtung kostensparend aufgebaut sein.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Einrichtung nach Anspruch 4 gelöst Es wird bemerkt,
daß es selbstredend bekannt ist die Ladungszusammensetzung in Form des Mischungsverhältnisses von Kraftstoff
und Luft oder auch der rückgef/'.".rten Abgasmenge
in Abhängigkeit ven einem SoU-isiwertvergleich des
Motorbetriebsverhaltens zu ändern — vgl. die DE-OS 23 36 558.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in
Verbindung mit den Unteransprüchen aus de; nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeisoielen und
aus den zugehörigen Zeichnungen. Es zeigt
F i g. 1 den Verlauf von ionenströmen über der Zeit,
wobei die lonenstromkurven von verschiedenen Zylindern einer Brennkraftmaschine aufgetragen sind,
Fig.2 ein Diagramm, in dem die mittlere relative Schwankung der ionenströme über der Luftzahl aufgetragen
ist,
Fig.3 den Brennraum eines Motors, in dem eine Zündkerze und eine Ionenstromsonde angeordnet sind,
Fig.4 ein Diagramm, in dem. die Häufigkeitsverteilung
H für den Entflammungszeitpunkt (-winkel) in der
Zündkerze und für den Ankunftszeitpunkt (-winkel) an der Ionenstromsonde der Anordnung nach F i g. 3 über
der Leit aufgetragen ist,
Fig.5 ein Diagramm, in dem die mittlere relative
Schwankung von Flammenlaufzeiten in dem Brennraum einer Brennkraftmaschine über der Luftzahl λ aufgetragen
ist,
F i g. 6 die Kombination einer Zündkerze und einer Ionenstromsonde,
F i g. 7 eine Einrichtung zur Regelung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit
von der Flammenlaufzeit zwischen Zündkerze und der Ionenstromsonde,
Fig.8 den Teil einer Einrichtung zur Sollwert-Bildung
Or iie Einrichtung nach F i g. 7 und
F i g. 9 einen Impulsplan zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele
nach Γ i g. 7 bzw. F i g. 8.
Im folgenden sollen Einrichtungen und Verfahrensschritte beschrieben werden, mit denen eine Brennkraftmaschine
wenigstens teilweise in ihrem an der mageren Laufgrenze gelegenen Betriebsbereich betrieben werden
soll. Unter der sogenannten mageren Laufgrenze soll dabei ein Betriebsbereich verstanden werdan, bei
dem erste verschleppte Verbrennungen auftreten. Verbrenriungsaussetzer
treten erst bei um 5 bis 10% größeren Luftzahlen, d. h. bei deutlich magerem Gemisch auf.
In einem Bereich einer so definierten Laufgrenze ist der Kraftstoffverbrauch im allgemeinen deutlich geringer
ais in einem Betriebsbereich der Brennkraftmaschine, in
dem ein stöchiometrisches Kraftstoff-Luft-Gemisch (Luftzahl A — 1) zugeführt wird.
Bringt man in dem Brennraum einer Brennkraftmaschine
zwei Elektroden an, so wird während des Verbrennungsvorganges, bei dem Flammen an die beiden
Elektroden gelangen, zwischen diesen ein lonenstrom fließen. Dieser lonenstrom steht in einer Beziehung zu
dem Betriebsbereich, in dem die Brennkraftmaschine arbeitet. Der lonenstrom ist nämlich abhängig von der
Luftzahl A des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches. Der Absolut-Wert des lonenstromes
verringert sich mit größer werdendem A. Die relativen Schwankungen der Integral-Werte der Ionenströme
in einem Arbeitsspiel eiries Kolbens einer Brennkraftmaschine nehmen dagegen mit der Luftzahl
A zu. In F i g. 1 sind in einem Diagramm lonenstromverläufe
über der Zeit t aufgetragen. Die erste Kurve ist dabei einem ersten Zylinder, die zweite Kurve einem
zweiten Zylinder, die dritte Kurve einem dritten Zylinder
und die vierte Kurve einem vierten Zylinder zugeordnet. Integriert man die lonenströme / jeweils über
einen bestimmten Zeitbereich, zweckmäßigerweise über ein Arbeitsspiel eines Kolbens der Brennkraftmaschine,
dann erhält man elektrische S.ignale, die sich mit der Luftzahl A ändern.
In F i g. 2 sind die relativen Schwankungen des lonen-
stromes über der Luftzahl A aufgetragen; -^- steigt
dabei mit wachsender Luftzahl an, so daß man die entsprechenden elektrischen Signale zur Beeinflussung des
Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine ausnutzen kann, indem beispielsweise bei zu großem A das Mischungsverhältnis
des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches leicht angefettet
wird oder die rückgeführte Abgsismenge verringert wird.
Der ionenstroiTi kann beispielsweise mit einer Ionenstromsonde
10 ermittelt werden, die in F i g. 3 dargestellt ist. Die Ionenstromsonde ist dabei im Zylinderkopf
11 einer Brennkraftmaschine angeordnet, in dem auch eine Zündkerze 12 angebracht ist. Die Ionenstromsonde
10 muß dabei nicht ein gesondertes Bauelement sein, sondern als Ionenstromsonde kann beispielsweise auch
die Zündkerze 12 selbst dienen, wenn zwischen den beiden Elektroden der während des Verbrennungsvorganges
fließende lonenstrom ermittelt wird.
Die in Fig.3 dargestellte Anordnung von Ionenstromsonde
10 und Zündkerze 12 im Zylinderkopf 11 einer Brennkraftmaschine kann auch zur Ermittlung der
Laufzeit einer Flammenfront ausgenützt werden, die von der Zündkerze 12 ausgeht und nach einer bestimmten
Zeit die Ionenstromsonde 10 erreicht. In F i g. 4 ist die Häufigkeitsverteilung des Entflammungszeitpunktes
an der Zündkerze 12 und die Häufigkeitsverteilung der Ankunftszeit der Flammenfrorit an der Ionenstromsonde
10 über der Zeit t aufgetragen. Dabei ist die Zeit zwischen dem bei 13 dargestellten Häufigkeitsschwerpunkt
der Zündauslösung und dem bei 14 dargestellten Häufigkeitsschwerpunkt der Ankunftszeit an der Ionenstromsonde
gleich der mittleren Laufzeit TL der Flammenfront.
Die Laufzeit der Flammenfront T). ändert sich absolut gesehen ebenfalls mit der Luftzahl A. Außerdem
ändern sich Schwankungen der Laufzeit Tj. über der Luftzahl A. Dieser Zusammenhang ist in F i g. 5 dargestellt
Hier ist ein einem Diagramm auf der Ordinate der Mittelwert der Laufzeitänderungen bezogen auf den
Mittelwert der Laufzeit aufgetragen. Auf der Abszisse ist die Luftzahl A aufgetragen. Aus dem Schaubild läßt
sich erkennen, daß die relativen Schwankungen der Laufzeit mit zunehmender Luftzahl A zunehmen. Dieses
Signal wird zur Beeinflussung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine ausgenutzt.
In F i g. 6 ist eine Anordnung dargestellt, die für die Laufzeitmessung von Flammenfronten besonders zweckmäßig ist, da mit dieser Anordnung eine zusatzliche Bohrung im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine für die Ionenstromsonde vermieden wird. In Fig. 6 ist
In F i g. 6 ist eine Anordnung dargestellt, die für die Laufzeitmessung von Flammenfronten besonders zweckmäßig ist, da mit dieser Anordnung eine zusatzliche Bohrung im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine für die Ionenstromsonde vermieden wird. In Fig. 6 ist
ίο der Sockel 15 einer Zündkerze dargestellt, die zwei
Zündelektroden 16 und 17 aufweist. Außerdem sind an dem Sockel 15 noch zwei weitere Elektroden 18 und 19
angebracht, über die ein lonenstrom fließen kann. Der Abstand der beiden Elektrodenpaare 16, 17 und 18, 19
beträgt nur wenige mm. Dieser Abstand ist ausreichend, um Laufzeitmessungen durchführen zu können.
Eine weitere Möglichkeit ist die Streuung der Zeit zwischen Zündspannungsanstieg und lonenstromanstieg
an der Zündkerze selbsi (sog. Zündverzugs/eit)
zur Regelung zu verwenden.
In Fig.7 ist eine Einrichtung dargestellt, mit deren
Hilfe die Laufzeil einer Flamrnenfront zwischen einer
Zündkerze und einer Ionenstromsonde als Beitrag zur Beeinflussung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine
ausgenützt werden kann. Dabei wird ein Soll-Wert vorgegeben. Ist unter Berücksichtigung der lonenstromstreuung
die Flammenlaufzeit größer als der vorgegeben*·
Soll-Wert, bedeutet dies, daß das der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoff-Luft-Gemisch angereichert
werden muß oder die rückgeführte Abgasmenge verringert werden muß. Andererseits bedeutet
ein unter dem Soll-Wert liegender Ist-Wert, daß das Kraftstoff-Luft-Gemisch abgemagert bzw. die Abgasrückführungsrate
erhöht werden muß. In F i g. 7 ist ein Zündverteiler 20 dargestellt, von dem Impulse abgenommen
werden können, welche die Einleitung des Zündvorganges kennzeichnen. Diese Impulse werden
an eine Impuisformersehaiiung 21 angelegt, wobei am
Ausgang dieser Impuisformerschaltung 21 die in Fig.9a dargestellten Rechteckimpulse auftreten. Der
Ausgang der Impulsformerschaltung 21 ist mit einer ersten monostabilen Kippstufe 22 verbunden, die bei jedem
Impuls, der am Ausgang der Impuisformerschaltung 21 erscheint, in ihre instabile Schaltlagc kippt. Die
Dauer der instabilen Schaltlage kann in Abhängigkeil von verschiedenen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine,
insbesondere in Abhängigkeit von der Drehzahl η und dem Saugrohrdruck ps variiert werden (24).
Damit kann der Soll-Wert für die Regeleinrichtung drehzahl- bzw. saugrohrdruckabhängig gemacht werden.
Am Ausgang der ersten monostabilen Kippsiufe 22 treten die in Fig.9b dargestellten Impulse aul. Diese
Impulse sind an eine zweite monostabile Kippstufe 23 angelegt, welche bei jedem Zurückkippen der ersten
monostabilen Kippstufe in ihren instabilen Schaltzustand umgeschaltet wird. Der dabei am Ausgang der
zweiten monostabilen Kippstufe 23 erscheinende impuls, der in F i g. 9c aufgetragen ist, stellt dabei den Soll-Wert
für die Regeleinrichtung dar. Der Ausgang dei zweiten monostabilen Kippstufe 23 ist mit dem zweiter
Eingang eines RS-Flip-Flops 26 verbunden, das als Vor
gleichsschalteinrichtung arbeitet. Mit dem ersten Ein gang 27 des Flip-Flops 26 ist über einen Impulsforme
28 die Ionenstromsonde 10 verbunden, durch die aucl anstelle der Absolut-Werte die Schwankungen der Io
nenströme oder die Schwankungen der Flammenlaul
zeiten ermittelt werden. Dazu ist eine an sich bekannt Sample- und Holdschaltung vorgesehen, mit deren HiH
wenigstens zwei aufeinanderfolgende Meßwerte gespeichert
werden können. Durch Differenzbildung zwischen den beiden Werten können Schwankungen ermittelt
werden, die dann in der in Fig. 7 beschriebenen Weise mit einem Soll-Wert verglichen werden können.
in Abhängigkeit von der ermittelten Regelabweichung k;inn dann das Massenverhältnis des Kr.iftstoff-l.uft-Gemisehcs
oder die Abgasrückführungsrate beeinflußt werde!. Jer Impulsformer 28 liefert dabei ein in F i g. 9d
dargestelltes Signal. Mit Hilfe des RS-Flip-Flops 26 wird
nun verglichen, ob der Ist-Wert größer oder kleiner als der Soll-Wert ist. Das Ausgangssignal des Flip-Flops ist
dabei L, wenn an dem ersten Eingang ein Null-Signal und an dem zweiten Eingang ein L-Signal anliegt. Das
Ausgangssignal des Flip-Flops 26 ist Null, wenn an dem ersten Eingang 27 ein L-Signal und an dem zweiten
Eingang 25 ein Null-Signal anliegt. Das Ausgangssignal des Flip-Flops 26 ist gleich dem vorherigen Ausgangssignal,
wenn an beiden Eingängen 25 und 27 ein L-Signal anliege. Dai>ius gclii iicrvOt, u<iu mti Hilfe des RS-Fiip-Flops
26 festgestellt werden kann, ob der Ist-Wert größer als der Soll-Wert ist. Dementsprechend ändert sich
das Ausgangssignaides Flip-Flops 26. Dieses Ausgangssignal
ist über einen Widerstand 29 an einem Integrierer angelegt, der einen Operationsverstärker 30 aufweist.
Dabei ist zwischen den Ausgang des Operationsverstärkers 30 und seinen invertierenden Eingang ein Integrationskondensator
31 geschaltet. Mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 30 ist der
Abgriff eines Spannungsteilers aus Widerständen 32 und 33 verbunden. Außerdem ist an den invertierenden
Eingar.g des Operationsverstärkers 30 der Widerstand 30 angeschlossen. Je nach Ausgangssignal des Flip-Flops
26 steigt oder fällt die Ausgangsspannung an einer Ausgangsklemme des Integrators. Mit diesem Ausgangssignal
kann nun beispielsweise in eine Kraftstoffaufbereitungseinrichtung eingegriffen werden und das
^ier*hiinocy£rtiöltnic /jec Ai»r Brötinkrafftrioc^kiMö Z11Z"'
führenden Kraftstoff-Luft-Gemisches verändert werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß
die Einspritzzeit einer Einspritzeinrichtung in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal an der Klemme 34 verlängert
bzw. verkürzt wird.
Das Ausgangssignal an der Klemme 34 kann aber auch dazu verwendet werden, ein Magnetventil in einer
Abgasrückführungsleitung einer Brennkraftmaschine mehr oder weniger zu öffnen bzw. zu schließen und
dadurch die rückgeführte Abgasmenge zu verändern.
Eine weitere Möglichkeit, die Schwankungen der Ankunft einer Flammenfront an der lonenstromsonde für so
die Regelung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine auszunutzen, besteht darin, den zeitlichen Abstand
zwischen einer festen Drehwinkelstellung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und den Schwankungen
der Ankunft der Flammenfront an der Ionenstromsonde unter Berücksichtigung der Streuung der
lonenströme als Regelgröße zu verwenden. In diesem Fall wird der Soll-Wert nicht durch Abnahme eines
elektrischen Signales an dem Zündverteiler 20 gebildet, sondern durch Abnahme eines elektrischen Signales,
das durch Markierungen auf der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine ausgelöst wird. Ein derartiges Ausführungsbeispiel
ist in Fig.8 dargestellt In Fig.8 ist
eine Scheibe 35 gezeigt die fest auf der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgebracht ist. Die Scheibe
35 trägt zwei Nasen 36 und 37, die bei Vorbeibewegung
an einem Induktivgeber 38 in diesem eine Spannung induzieren. Das Signal, das in dem Induktivgeber 38
induziert wird, ist an die Impulsformerschaltung 21 angelegt, die mit der ersten monostabilen Kippstufe 22
verbunden ist. Die erste monostabile Kippstufe 22 ist mit der zweiten monostabilen Kippstufe 23 verbunden,
wobei der Ausgang der zweiten monostabilen Kippstufe 23 an die Vergleichseinrichtung 26 angelegt ist. Die
Wirkungsweise des beschriebenen Schaltungszwciges ist genau die gleiche wie des Schaltungszweiges in
Fig. 7, zur Vermeidung von Wiederholungen soll deshalb
die Wirkungsweise nicht noch einmal wiederholt werden. Auch bei diesem Ausfuhrungsbeispiel wird nun
mit der Vergleichseinrichtung 26 ermittelt, ob der Ist-Wert, nämlich das durch den lonenstrom an der lonenstromsonde
10 ausgelöste Signal unter Berücksichtigung der lonenstromstreuung vor oder nach dem als
Soll-Wert dienenden Impuls ankommt. In Abhängigkeit von der ermittelten Regelabweichung ändert der Integrierer
30, 31 seine Ausgangsspannung, wobei dieses Signal zur Beeinflussung des Kraftstoff-Luft-Gemisches
bzw. der Abgasrückführungsrate verwendet wird.
Eine weitere Möglichkeit, die Schwankungen der Ankunft einer Flammenfront an einer lonenstromsonde
auszunützen, besteht darin, daß die Ankunft der Flamme an der lonenstromsonde mit der Ankunft eines Signales
verbunden wird, das bei einer fest vorgegebenen Drehwinkelstellung der Kurbelwelle ausgelöst wird.
Kommt das von der lonenstromsonde ausgelöste Signal unter Berücksichtigung der Streuung der lonenströme
früher oder später an, als das bei der bestimmten Drehwinkelstellung der Kurbelwelle ausgelöste elektrische
Signal, ändert sich die Ausgangsspannung des Integrators 30, 31 und in der beschriebenen Weise wird das
Mischungsverhältnis des Kraftstoff-Luft-Gemisches oder die Abgasrückführungsrate verändert. Das zuletzt
beschriebene Verfahren ist inbesondere dann sinnvoll, wenn die Zündverstellung einer Zündanlage der Brennkraftmaschine
so gewählt wird, daß eine Flammenan-
kelstellung der Kurbelwelle zu minimalem Kraftstoffverbrauch führt.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. Verfahren zur Regelung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine in einem vorgegebenen
Betriebsbereich, wobei in Abhängigkeit von Schwankungen von Betriebsparametern der Maschine
deren Betriebsverhalten verändert wird, ein von einer Sonde gemessenes Kriterium im Brennraum
der Maschine zur Kennzeichnung des Istwerts des Betriebsverhaltens erfaßt wird sowie mit einem
Sollwert für das Betriebsverhalten verglichen wird und in Abhängigkeit von der aus dem Vergleich sich
ergebenden Regelabweichung über eine Stelleinrichtung die Zusammensetzung der der Maschine
zuzuführenden Ladung geändert wird, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kriterium die Streuung von innerhalb wenigstens eines Arbeitsspiels eines
Kolbens der Maschine integrierten Ionenströmen ist
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet,
daß die Streuung der lonenströme auf einen Absolutwert der lonenströme bezogen wird (relative
Streuung der integrierten Ionenströme).
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Ionenstromsonde eint Zündkerze (12) der Brennkraftmaschine dient
4. Einrichtung, insbesondere nach Anspruch 3, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenstromsonde (10,18,19) im Brennraum der Brennkraftmaschine
angeordnet ist unei mit ei:.er Vergleichseinrichtung
(26) in Wirkverbinijupg steht, an die außerdem
ein Sollwertsignal angelegt ist, .vobei der Ausgang der Vergleichseinrichtung (26) mit der insbesondere
Integralverhalten aufweisenden Stelleinrichtung (30,
31) zur Beeinflussung des Mischungsverhältnisses des Kraftstoff-Luft-Gemisches und/oder der Abgasrückführungsrate
in Wirkverbindung steht.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenstromsonde (10, 18, 19) an
den ersten Eingang der Vergleichseinrichtung (26) angeschlossen ist und daß ein die Einleitung des
Zündvorganges in dem Brennraum der Brennkraftmaschine kennzeichnendes Signal, insbesondere
über einen Impulsformer (21), an eine erste monostabile Kippstufe (22) angelegt ist, deren Kippzeit den
Sollwert bildet, und daß die erste monostabile Kippstufe (22) mit einer zweiten monostabilen Kippstufe
(23) verbunden ist, deren Ausgang an einen zweiten Eingang (25) der Vergleichseinrichtung (26) angeschlossen
ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ionenstromsonde (10, 18, 19) an den ersten Eingang (27) der Vergleichseinrichtung
(26) angeschlossen ist und daß ein eine bestimmte Drehwinkelstellung der Kurbelwelle kennzeichnendes
Signal, insbesondere über einen Impulsformer (21), mit dem zweiten Eingang (25) der Vergleichseinrichtung (26) in Wirkverbindung steht.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine bestimmte Drehwinkelstellung
der Kurbelwelle kennzeichnende elektrische Signal an eine erste monostabile Kippstufe (22) angelegt
ist, deren Kippzeit den Sollwert bildet, und daß die erste monostabile Kippstufe (22) mit einer
zweiten monostabilen Kippstufe (23) verbunden ist,
deren Ausgang an einen zweiten Eingang (25) der Vergleichseinrichtung angeschlossen ist
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des instabilen
Schaltzustandes der ersten monostabilen Kippstufe (22) in Abhängigkeit von Betriebsparametern
der Brennkraftmaschine, insbesondere in Abhängigkeit von der Drehzahl und dem Saugrohrdruck, veränderbar
ist
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung
(26) als RS-Flip-Flop ausgebildet ist
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung
(26), insbesondere über einen Integrierer (30, 31), eine Kraftstoffaufbereitungseinrichtung zur Änderung
des Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisses beeinflußt
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß die Vergleichseinrichtung
(26), insbesondere über einen Integrierer (30, 31), ein Ventil in einer Abgasrückführungsleitung
zur Änderung der Abgasrückführungsrate beeinflußt.
12. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet
daß die lonenströme in aufeinanderfolgenden Arbeitsspiel kennzeichnende elektrische Signale
an eine Sample- und Hold-Schalteinrichtung zur Bildung von Signalen angelegt sind, welche
Schwankungen bzw. relative Schwankungen der lonenströme kennzeichnen, und daß diese Signale als
Istwertsignal an die Vergleichseinrichtung angelegt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742463220 DE2463220C2 (de) | 1974-09-11 | 1974-09-11 | Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19742463220 DE2463220C2 (de) | 1974-09-11 | 1974-09-11 | Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine |
DE19742443413 DE2443413C2 (de) | 1974-09-11 | 1974-09-11 | Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Betriebszustands einer Brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2463220C2 true DE2463220C2 (de) | 1985-05-09 |
Family
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2463220C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1989009333A1 (en) * | 1988-04-02 | 1989-10-05 | Robert Bosch Gmbh | Observation of combustion in a spark ignition internal combustion engine |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE534951C (de) * | 1928-10-10 | 1931-10-06 | Warren French Stanton | Selbsttaetige Regelung fuer Brennkraftmaschinen |
DE2231109A1 (de) * | 1972-06-24 | 1974-01-10 | Electronique Informatique Soc | System zur steuerung der kraftstoffeinspritzung bei brennkraftmaschinen |
US3789816A (en) * | 1973-03-29 | 1974-02-05 | Bendix Corp | Lean limit internal combustion engine roughness control system |
DE2336558A1 (de) * | 1972-09-14 | 1974-03-28 | Bendix Corp | Brennstoffsteuersystem fuer brennkraftmaschinen |
DE2253249A1 (de) * | 1972-10-30 | 1974-05-02 | Ehrhardt Helmut | Verfahren zur beeinflussung der verbrennung bei kraftmaschinen und feuerungsanlagen mittels elektrischer felder |
DE2417187C2 (de) * | 1974-04-09 | 1982-12-23 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine |
-
1974
- 1974-09-11 DE DE19742463220 patent/DE2463220C2/de not_active Expired
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE534951C (de) * | 1928-10-10 | 1931-10-06 | Warren French Stanton | Selbsttaetige Regelung fuer Brennkraftmaschinen |
DE2231109A1 (de) * | 1972-06-24 | 1974-01-10 | Electronique Informatique Soc | System zur steuerung der kraftstoffeinspritzung bei brennkraftmaschinen |
DE2336558A1 (de) * | 1972-09-14 | 1974-03-28 | Bendix Corp | Brennstoffsteuersystem fuer brennkraftmaschinen |
DE2253249A1 (de) * | 1972-10-30 | 1974-05-02 | Ehrhardt Helmut | Verfahren zur beeinflussung der verbrennung bei kraftmaschinen und feuerungsanlagen mittels elektrischer felder |
US3789816A (en) * | 1973-03-29 | 1974-02-05 | Bendix Corp | Lean limit internal combustion engine roughness control system |
DE2417187C2 (de) * | 1974-04-09 | 1982-12-23 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-Z.: "MTZ", 1968, S.461-463 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1989009333A1 (en) * | 1988-04-02 | 1989-10-05 | Robert Bosch Gmbh | Observation of combustion in a spark ignition internal combustion engine |
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