DE2463220C2 - Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine

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DE2463220C2
DE2463220C2 DE19742463220 DE2463220A DE2463220C2 DE 2463220 C2 DE2463220 C2 DE 2463220C2 DE 19742463220 DE19742463220 DE 19742463220 DE 2463220 A DE2463220 A DE 2463220A DE 2463220 C2 DE2463220 C2 DE 2463220C2
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Valerio Dipl.-Ing. Dr. Calcara di Crespellano Bianchi
Reinhard Dipl.-Ing. Dr. 7143 Vaihingen Latsch
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
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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
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
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)

Patentansprüche:
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.
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