DE2507917C2 - Einrichtung zur Regelung des optimalen Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Einrichtung zur Regelung des optimalen Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine

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DE2507917C2 DE2507917A DE2507917A DE2507917C2 DE 2507917 C2 DE2507917 C2 DE 2507917C2 DE 2507917 A DE2507917 A DE 2507917A DE 2507917 A DE2507917 A DE 2507917A DE 2507917 C2 DE2507917 C2 DE 2507917C2
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Valerio Dipl.-Ing. Dr. 7147 Eberdingen Bianchi
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Reinhard Dipl.-Ing. Dr. 7143 Vaihingen Latsch
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Description

Schwankungen der Verbrennung benutzt wobei diese Nach einer eine besonders genaue Messung ergeben-
Schwankungen durch Korrektur des Brennstoff-Luft- m den Ausgestaltung der Erfindung wird zur Bestimmung Verhältnisses auf den zulässigen Sollwert eingeregelt des Liefergrades der Quotient aus dem Drucksignal und werden. Diese Methode erfordert jedoch in jedem Zy- dem Signal für die mittlere Temperatur der Luft vor linder eine Meßstelle und stellt abgesehen vom Auf- dem Einlaß in den Zylinder verwendet,
wand Probleme der identischen Meßanordnung in den Meistens wird es genügen, den Sollwert für die
einzelnen Zylindern sowie Nachteile durch Alterungser- 65 Schwankung des Liefergrades im Kennfeld konstant zu scheinungen. halten. In Einzelfällen kann es jedoch vorteilhaft sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfa- den Sollwert der Schwankungen des Liefergrades durch ehe Einrichtung zur Regelung des Betriebsverhaltens zu Betriebsparameter, wie Motortemperatur, Außentem-
5 6
peratur, Außenluftdruck und Motordrehzahl änderbar Dies geschieht dadurch, daß die durch insbesondere von
zu halten. Hierbei kann es zweckmäßig sein, daß der der Nockenwelle des Motors betätigten elektronischen
Sollwert der Schwankungen des Liefergrades in Abhän- Schalter ausgelösten Nadelimpulse Ober die monostabi-
gigkeit von Beschleunigung bzw. Verzögerung der Mo- Ie Kippstufe einen Rechteckschahimpuls auslöst, wel-
tordrehzahl so geändert wird, daß abhängig von der 5 eher für den Rechteckimpuls und den Spritzbeginn
Größe der Drehzahländerung beim Beschleunigen eine gleichzeitig einen zweiten Feldtransistor durchschaltet. Anreicherung und beim Verzögern eine Abmagerung der an den Anschlüssen des Sägezahnimpulskondensa-
des Brennstoff-Luft Gemisches erfolgt tors liegt, so daß dieser Sägezahnimpulskondensator zur
Finen besonderen Schutz für den Motor kann man Masse kurzgeschlossen wird und sich hierdurch entlädt, oadurch erreichen, daß bei einer sprunghaften Ände- io wobei der zweite Feldtransistor am Ende des Schaltimrung des Liefergrades bzw. seiner Schwankungen ein pulses aus der monostabilen Kippstufe wieder für den Warnsignal ausgelöst oder die Brennstoffzufuhr ge- Beginn eines neuen Sägezahnimpulses sperrt,
stoppt wird. Diese sprunghafte Änderung des Liefergra- Die Erfahrung hat gezeigt, daß es zweckmäßig ist, bei des tritt dann auf, wenn z. B. die Zündung eines oder Beschleunigungsvorgängen, welche im allgemeinen mehrerer Zylinder ausfällt Dieser Zustand ist besonders 15 durch eine Vergrößerung des Liefergrades erzielt wergefährlich, wenn dem Motor Abgaskatalysatoren nach- den, eine Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches geschaltet sind. Diese können in einem solchen Fall be- vorzunehmen und bei Verzögerungsvorgängen eine reits nach kurzer Zeit zerstört werden, wenn diesen Abmagerung. Dies wird dadurch erreicht, daß die saugdurch Verbrennungsaussetzer unverbrannter Kraftstoff druckproportionale Spannung hinter dem Impedanzzugeführt wird. 20 wandler auf ein Ä-C-Glied in der Weise wirkt, daß der
Die Funktion der elektronsichen Schaltung besteht Verlauf dieser saugdruckproportionalen Spannung vorfür intermittierende Einspritzung im wesentlichen darin, übergehend überproportional wiedergegeben wird, so daß der in einem Meßwertwandler in eine Spannung daß sich die hierbei an der Basis eines den Sägezahnumgewandelte Druck im Saugrohr, welcher beim kondensator aufladenden Transistors, die sich ergeben-Schließen des Saugventils gemessen und in einemn Ver- 25 de Spannungsänderung der Spannung eines Spannungsstärker für diesen charakteristischen Zeitpunkt ermittelt tellers Gberlagert, worauf diestr Transistor durch Ändewird, auf den invertierten Eingang eines Schwellwert- rung seiper Leitfähigkeit die Steilheit des Sägezahnschalters einwirkt, indem der entsprechende Span- Spannungsimpulses ändert, welcher an einen Eingang nungswert drehzahlsynchron über einen Feldtransistor des Schwellwertschalters gelegt ist, wodurch bei einer auf einen Kondensator übertragen wird, sobald durch 30 Vergrößerung des Saugrohrdruckes vorübergehend eieinen insbesondere elektronischen Schalter ein Nadel- ne überproportionale Vergrößerung der Einspritzmenimpuls ausgelöst wird, sowie als Folge hiervon eine mo- ge bzw. eine Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Geminostabile Kippstufe einen Rechteck-Schaltimpuls auf sches A erfolgt und bei einer Verkleinerung des Saugdie Basis eines Feldtransistors gibt und vom Kondensa- rohrdruckes eine Abmagerung.
tor aus über einen Impedanzwandler zum Schwellwert- 35 Neben der Beschleunigung oder Verzögerung haben schalter geleitet wird, wonach dieser öffnet und hierbei noch andere Motorparameter wie Außendruck, Aneine Spannung erzeugt weiche über einen Sieuerbiock saugtemperatur usw. Einfluß auf das Kraftstoff-Luiidie Einspritzung auslöst die solange andauert bis die Verhältnis. Diese Einflüsse werden in der Schaltung da-Sägezahnimpulsspannung, welche durch die Aufladung durch berücksichtigt daß die an der Basis des Transieines Kondensators entsteht und auf den nichtinvertier- 40 stors liegende Spannung durch einen zusätzlichen Tränten Eingang des Schwellwertschalters einwirkt die Grö- sistor im Spannungsteiler änderbar ist indem auf die Be der Spannung des Rechteckimpulses des anderen Basis des zusätzlichen Transistors Motorparameter wie Eingangs erreicht hat, so daß sich bei gleicher Spannung Ansaugtemperatur, Außenluftdruck, Motortemperatur an beiden Eingängen der Schwellwertschalter und auch usw. einwirken.
die Steuerstufe für die Beendigung der Einspritzung ab- 45 Will man die elektronische Schaltung für eine konti-
schaltet. nuierliche Einspritzung auslegen, so muß diese eine se-
Da zur Kennzeichnung für den Liefergrad des Motors kundliche Einspritzmenge steuern, welche proportional
der Druck vor dem Saugventil kurz vor seinem Hub- ist zur vom Motor sekundlich angesaugten Luftmenge,
ende, also der Druck bzw. die entsprechende Spannung Dies erfordert eine geänderte elektronsiche Schaltung,
an einem Punkt gemessen wird, bei der verwendeten 50 wobei der Druck im Saugrohr, der in einem Meß'" srt-
Methode zur Ermittlung der Einspritzdauer aber diese wandler und einem Verstärker zu einer Spannung ver- Spannung bis zum nächsten Arbeitsspiel konstant erhal- wandelt wird, welche durch einen Feldtransistor, der
ten bleiben muß, ist eine zeitweilige Speicherung dieser während der Schaltimpulsdauer der monostabilen
Spannung notwendig. Dies geschieht auf die Weise, daß Kippstufe durchschaltet auf einen Kondensator über-
die insbesondere durch einen von der Nockenwelle be- 55 tragen wird und von dort über einen Impedanzwandler
tätigten elektronischen Schalter ausgelöste monostabile und Widerstände auf den Eingang eines Verstärkers ein-
Kippstufe einen Schaltimpuls erzeugt, dessen Dauer wirkt, dessen Ausgang an einen Multiplizierer liegt an
vorzugsweise 1% der Zeitdauer für 1/2 Motorumdre- welchen eine drehzahlabhängige Spannung gelegt ist
hung bei höchster Drehzahl beträgt und wobei der als die im Drehzahlmesser aus der durch die Drehzahl der
Schalter ausgelegte Feldtransistor die Spannungsquelle 60 Kurbelwelle sich ergebende sekundliche Anzahl der Im-
für die saugdruckproportionale Spannung mit dem pulse ermittelt wird, wobei hinter dem Multiplizierer
Kondensator verbindet welcher während der Dauer eine Spannung entsteht weiche dem Luftmengenstrom
des Schaltimpulses die gleiche Spannung annimmt wie im Ansaugrohr des Motors proportional ist und weiche
die Spannungsquelle. im Mengensteuerorgan eine der sekundlichen Luftmen-
Neben der drehzahisynchronen Erzeugung von 65 ge proportionale sekundliche Einspritzmenge einsteü- Rechteckimpulsen ist bei der verwendeten Methode zur ert. Ermittlung der Einspritzdauer auch noch die Erzeugung Die bei Beschleunigungs- oder Verzögerungsvorgän-
von drehzahlsynchronen Sägezahnimpulsen notwendig. gen notwendige Anreicherung oder Abmagerung des
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Kraftstoff-Luft-Gemisches wird bei kontinuierlicher Fig. 10 eine Anordnung zur Messung des statischen Einspritzung dadurch erreicht, daß die saugdruckpro- Druckverlaufs zur Ermittlung des Liefergrades durch
portionale Spannung, welche auf den Verstärker auf- Dehnmeßstreifen,
läuft, durch einen Spannungsteiler, welcher aus Wider- Fig. 11 ein Diagramm der Meßmethode des Lieferständen und einem Transistor besteht in dem Sinne an- 5 grades durch Druckmessung bei Schließende des Saugderbar ist, daß Änderungen der saugdruckproportiona- ventils,
len Spannung Ober den Impedanzwandler und einen Fig. 12 und 13 Schnitt und Ansicht der Anordnung
Kondenstor auf die Basisspannung eines Transistors so zur Messung des Liefergrades durch Messung des dyna-
einwirken, daß eine Vergrößerung des Liefergrades ei- mischen Druckes im Saugrohr mittels druckempfindli-
ne vorübergehende Anreicherung des Kraftstoff-Luft- io eher Halbleiter,
Mischverhältnisses ergibt und umgekehrt F i g. 14 eine Methode zur Messung des Liefergrades Schließlich ist es noch zweckmäßig, einen Einfluß von durch Messung des statischen Drucks im Saugrohr mit- Motorparametern auf die sekundliche Einspritzmenge tels druckempfindlicher Halbleiter,
dadurch vorzusehen, daß in einem zweiten Spannungs- F i g. 15 und 16 Schnitt und Ansicht einer Anordnung
teiler, der neben zwei Widerständen, welche die statio- is zur Messung des Liefergrades durch Messung des dyna-
näre Basisspannung des Sägezahntransistors und die mischen Drucks im Saugrohr mittels Piezokeramik,
Gemischanreicherung bestimmen, noch ein Transistor Fig. i7 eine Methode zur Messung des Liefergrades
in Reihe geschaltet ist, auf dessen Basis Parameter wie durch Messung des statischen Drucks im Saugrohr mit-
/. 8. rvioiorieniperaiur, Ansaugiemperaiur und Außen- ieis Piezokeramik,
luftdruck einwirken, um über den dem Verstärker züge- 20 F i g. 18 und 19 Schnitt und Ansicht einer Anordnung
ordneten Spannungsteiler in gewünschter Weise auf das zur Messung des Liefergrades durch Messung des dyna-
Kraftstoff-Luft-MischungsverhältnisΛ einzuwirken. mischen Drucks mittels induktivem Weggeber, Die vorgeschlagene elektronische Schaltung wurde F i g. 20 eine Methode zur Messung des Liefergrades
bisher mit einem saugdruckproportionalen Druck im durch Messung des statischen Drucks mittels induktiven
Eingang, welcher dem Liefergrad des Motors entspricht, 25 Weggcbcr,
beschrieben. Als Eingangsgröße kann jedoch auch die Fig. 21 eine Methode zur Messung des Liefergrades
Schwankung des Liefergrades verwendet werden, wie durch Messung der Differenz zwischen dynamischem
schon bei der Besprechung des Einspritzverfahrens er- und statischem Druck mittels Staurohr,
läutert wurde. Es ist hierbei lediglich notwendig, ein F i g. 22 eine elektronische Schaltung für das vorge-
zusätzliches elektronisches Glied im Eingang der Schal- 30 schlagene Steuerungs- bzw. Regelsystem bei intermit-
tung vorzusehen, welches die Schwankungen der saug- tierender Einspritzung,
druckproportionalen Spannungen, also die Schwankun- F i g. 23 ein Diagramm, über die Erzeugung der Eingen des Liefergrades ermittelt, wobei diese Größe als Spritzimpulslänge,
Regelgröße dient und als Istwert im Eingang der Schal- F i g. 24 eine elektronische Schaltung für das vorge-
tung mit einem Sollwert verglichen wird, wobei die Dif- 35 schlagene Steuerungs- und Regelsystem bei kontinuier-
ferenz vom Sollwert und Istwert als Regelabweichung licher Einspritzung und
die Veränderung d?s Kraftstoff-Luft-Verhältnisses be- F i σ± 2-5 sin Disiffr5inün über die ssu£>drucknronortiQ-
wirkt. nale Spannung und ihre Verarbeitung.
Mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine I mit einer Erfindung sind mit entsprechenden Erläuterungsfiguren 40 Kraftstoffeinspritzanlage dargestellt, bei welcher eine
in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden Basiskraftstoffmenge Qt zu einer tatsächlich cingc-
näher beschrieben. spritzten Kraftstoffmenge Oe, für die das Kraftstoff-
Es zeigt Luft-Verhältnis optimal ist, korrigiert wird. F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung, mit wel- An der Brennkraftmaschine 1 werden Motorkenn-
cher die vom Motor angesaugte Luftmenge gemessen, 45 größen gemessenen und zu Signalen entsprechender
hieraus eine Basiskraftstoffmenge ermittelt und diese Spannung, also in elektrische Größen gewandelt, wel-
durch die Schwankungen des Liefergrades korrigiert ehe in elektronische Steuergeräte — als Blockschaltbild
wird, dargestellt — eingegeben werden. Die einzelnen Blöcke
F i g. 2 eine verfeinerte Methode der Messung der sind Bausteine einer elektronischen Regelung,
sekundlichen Luftmenge, bei welcher der Einfluß der 50 Ein Steuergerät 5 erhält von einem Steuergerät 4 ein
Temperatur berücksichtigt ist, Signal Uh das entsprechend der angesaugten Luftmenge Fig.3 ein Blockschaltbild wie bei Fig. 1, wobei je- Ol sowie der aus dem Zeitablauf zwischen berührungs-
doch die Korrektur durch die Luftmenge erreicht wird, losen Kontakten ermittelten, in Relation zur Motordre-
F i g. 4 und 5 Diagramme der Schwankungen des Lie- zahl stehenden Größe At im Steuergerät 4 gebildet wird,
fergrades in Abhängigkeit vom jeweiligen Kraftstoff- 55 Die Luftmenge Ol wird durch die Stellung einer willkür-
Luft-Verhältnis, lieh betätigbaren Drosselklappe 2, sowie durch die Mo- Fig. 6 ein Diagramm der Wirkung des Ausfalles der tordrehzahl und das Hubvolumen der Motorzylinder Zündung eines oder mehrerer Zylinder auf die Schwan- bestimmt Gemessen wird die Luftmenge Ol durch eine
kungen des Liefergrades, Meßeinrichtung 3, welche, je nach Meßmethode, entwe-
Fig.7 eine Schaltung für ein Hitzdrahtanemometer βο der das Zeitintegral des Luftmengenstromes Ol wäh-
zur Messung der angesaugten Luftmenge bzw. des LJe- rend des Saugtaktes oder den statischen Druck beim
fergrades des Motors, Schließen des Einlaßventils mißt Grundsätzlich kann
Fig.8 ein Diagramm der Meßmethode zur Ermitt- die Messung der Luftmenge Ot bzw. die Schwankungen
lung des Liefergrades durch Integration des. dynnami- der sekundlich durchtretenden Luftmenge AQL entspre-
schen DruckverlaufeSs 65 chend den Anforderungen des Motors durch nur eine
F i g. 9 eine Anordnung zur Messung des dynami- einzige Mengenmeßeinrichtung, wie in den F i g. 1,2 und
sehen Druckverlaufs zur Ermittlung des Liefergrades 3 dargestellt, oder durch eine Mengenmeßeinrichtung je
durch Dehnmeßstreifen, Zylindergruppe oder auch an jedem Zylinder einzeln
9 10
durchgeführt werden. nuierlich für jeder Zylinder oder über besonders hierzu
Im Steuerblock 4 wird das Signal Ul für den Luftmen- ausgebildete Vergaser in die Brennkraftmaschine einge-
genstrom Ql unter Berücksichtigung der Größe' IAt für bracht wird.
die bei jedem Saughub angesaugte Menge in das Signal Durch die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung ist eine Ui verwandelt, das somit dem Liefergrad η, der Motor- 5 Verbesserung der Erfassung des Liefergrades η,- mögzylinder entspricht Im Steuerblock 5 wird dann daraus lieh, indem die Ansaugtemperatur T1 der Luft berückein Signal U, zu»· Bestimmung der Basis-Kraftstoffein- sichtigt wird. Das Signal Ul für die angesaugte Luftmen· spritzmenge 0s »."zeugt. Hierbei können durch die dem ge 0l wird im Steuerblock 13 durch das Signal U1 für die Steuerblock eingebbaren Kenngrößen 9 wie Ansaug- Ansaugtemperatur T1 dividiert Hierdurch tritt aus temperatur T3, Motortemperat'.T Tn, und Außenluft- 10 Block 13 ein Signal Um proportional zum Massenstrom druck p, durch Änderung von U, grundsätzlich Korrek- M heraus:
türen der Basismenge 0s vorgenommen werden.
Diese Basismenge 0s wird zur eingespritzten Menge jj/ = JL · ^'^ ■ Q1
0c korrigiert, indem eine Menge 0r von 0s abgezogen 9 Ta
oder zu 0s hinzugefügt wird, was in dem Steuerblock 10 15 "
unter Auswertung des Basismengensignals Us und eines In Block 4 wird dieses Signal Um durch die Drehzahl 1IAt
Korrektursignals Ur erfolgt, welches negativ oder posi- dividiert, so daß im Ausgangssignal U, des Steuerbiocks
tiv sein kann. Das Korrektursignal Ur wiederum wird in 4 der Einfluß der Ansaugtemperatur T1 berücksichtigt
einem Regierbiock 7 bestimmt, der die Schwankungen ist
z//;,m des Liefergrades 17, als Regelgröße verarbeitet. 20 Gemäß der in Fig. 3 dargestellten Anlage wird im
Die Messung der Schwankung des Liefergrades φ Gegensatz zu der in F i g. 1 dargstellten Anlage das optierfolgt im Steuerblock 6. Das entsprechende Ausgangs- male Kraftstoff-Luft-Gemisch durch eine Korrektur der signal AUi(A^n = Ki ■ AU) wird dann im Regelblock 7 Luftmenge erreicht
in das Signal Ur verwandelt das so lange geändert wird Die Ermittlung des Signals für die Basiseinspritzmen-
(d. h. einen mehr oder weniger großen positiven oder 25 ge 0s erfolgt hier wie bei der in F i g. 1 dargestellten
negativen Wert erhält) bis die gemessene Größe der Anlage. Aus der gemessenen Luftmenge 0l wird im
mittleren Schwankung des Liefergrades At];m einem vor- Steuerblock 4 durch den Einfluß von Kontakten auf der
gegebenen Sollwert Δηα entspricht Die Größe des Soll- Kurbelwelle das Signal Ui für den Liefergrad gebildet In
wertes Δηα, welche im Block 8 gebildet wird, ist im Steuerblock S wird dann unter Berücksichtigung von
allgemeinen konstant kann aber durch Drehzahl, Be- 30 Ansaugtemperatur 7"„ Motortemperatur Tn, und Au-
schleunigung (entsprechend Steuerblock 11) durch An- ßenluftdruck p, das Signal Us für die Einspritzmenge
saugtemperatur T1 und Motortemperatur Tn, sowie auch ermittelt In Steuerblock 10 erfolgt dann die Verwand-
durch die Beschleunigung lung des Signals Us in die Einspritzmenge Oe-
Zur Korrektur des Kraftstoff-Luft-Gemisches wird 35 die Stellung der Drosselklappe geändert wofür die elektronische Schaltung nahezu die gleiche sein kann wie
~ *~ ~ bei dem in F i **. \ beschriebenen Beispiel Der iri Block 4
eine Änderung erfahren. Grundsätzlich ist angestrebt gemessene Liefergrad η, wird in Steuerblock 6 in das die Brennkraftmaschine mit einem möglichst mageren Signal für die Schwankungen des Liefergrades Aym verKraftstoff-Luft-Gemisch zu versorgen, das bis zur Lauf- 40 wandelt und dieses Signal wird im Reglerblock 7 mit grenze des Motors abgemagert sein kann. Hierdurch dem Sollwert Δηα verglichen. Als Stellgröße Li hier ein wird, abgesehen von einem günstigen Kraftstoffver- Strom notwendig, welcher einen Magneten 15 eines hybrauch ein besonders giftarmes Abgas erreicht draulischen Stellgliedes 16 steuert Hierdurch wird die
Zweckmäßigerweise wird das Signal Us der Basis- Stellung der Drosselklappe 2 so lange korrigiert bis die
menge 0s für ein vergleichsweise reiches Kraftstoff- 45 gemessene Schwankung des Liefergrades Δηιπ, dem
Luft-Gemisch bestimmt Dies ist deshalb zweckmäßig, Sollwert Αηα entspricht
da erfahrungsgemäß die Schwankung des Liefergrades In den F i g. 4,5 und 6 sind Diagramme dargestellt aus Αφ bzw. die Regelgröße Aijm mit zunehmender Abma- Liefergrad (Ordinate) über der Zeit (Abszisse). F i g. 4 gerung aufgrund unregelmäßiger Verbrennung stark zeigt die Schwankungen des Liefergrades Δη, und den anwächst Mit zunehmenden Schwankungen des Liefer- 50 zeitlichen Mittelwert Ai/m 1 für kraftstoffreiches Kraftgrades nimmt also das Signal Ur und damit die Ein- stoff-Luft-Gemisch von beispielsweise /2=0,9 (/2=1 spritzmenge 0ε ab, bis der Sollwert Δηα erreicht ist steht für stöchiometrisches Gemisch), wobei die Basis-
Fällt nämlich die Regelung gemäß Regelblock 7 aus, einspritzmenge aus dem Signal Us bestimmt wird. Δη-m
so steuert der Steuerblock 5 über Signal Us wieder ein ist die Regelgröße.
relativ fettes Gemisch an, so daß der Motor weiterläuft 55 In Fig.5 wird gezeigt daß bei einer Abmagerung und nicht wie im umgekehrten Fall, aufgrund einer star- {A·» 12) des Kraftstoff-Luft-Gemisches die Schwankurtken Abmagerung stehen bleibt gen Affa, 2 des Liefergrades 9, größer werden. Diese Tat-
Das Signal Us für die Grundeinspritzmenge Os und Sache wird, wie vorher beschrieben, für die Regelung
das Signal für die Korrekturmenge Ur werden im Block ausgenutzt
10 überlagert und zu einer Steuergröße verarbeitet, die 60 Die elektronische Regelung in Regelblock 7 magen die Einspritzmenge Oe bestimmt, weiche von den Ein- also gemäß Korrektursignal Ur das Kraftstoff-Luft-Gespritzventilen 12 in das Saugrohr oder auch in den misch soweit ab, bis die Schwankungen des Liefergrades Brennraum direkt eingespritzt wird. Δη-m den Sollwert/i^* erreicht haben.
In F i g. 6 wird gezeigt, wie Zündaussetzer eines ZyKn-
0L-K ■ (Us±Ur)—0s±Qs S5 ders eins sprungartige Änderung des ΔηΜ zur Folge
haben. Es läßt sich Steuerblock 5 (s. Fi g. 1 und 3), wo
Für das Verfahren ist es gleichgültig, ob die dem Mo- das Signal Us für die Basismenge gebildet wird so aus-
tor zugeführte Kraftstoffmenge intermittierend konti- bilden, daß bei einer derartigen sprungartigen Ände-
rung von Δη,η entweder ein Warnsignal gegeben oder der Motor stillgesetzt wird. Dies ist wichtig, wenn dem Motor Katalysatoren nachgeschaltet sind, weiche bei Zuführung von unverbranntem Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrennen könnten.
Die in den in F i g. 1,2 und 3 dargstellten Anlagen zur Ermittlung der angesaugten Luftmenge Ol dienende Mengenmeßeinrichtunig 3 kann entsprechend den Möglichkeiten, die Ansaugluftmenge zu messen, unterschiedlich ausgebildet »ein. in F i g. 7 ist ein Hitzdrahtanemometer gezeigt, bei dem die Anssaugluftmenge QL ermittelt wird, indem durch Stromdurchgang erhitzte Platindrähte 19 im Luftstrom abgekühlt werden, wobei sich deren Wirlerstand vermindert. Diese Platinwiderstände 19, 20, 23 und 25 bilden eine Brücke, mittels der die Widerstandsänderung von 19 sehr empfindlich gemessen werden kann. Im Steuerbiock 26 wird die Spannung (21 gegen 24) in eine Spannung U1 verwandelt, welche das Signal Ul für die Luftmenge Ql abgibt
Eine andere Methode der Luftmessung geht über die Messung des Druckverlaufs im Saugrohr. Bei der Erfassung des Druckverlaufs im Saugrohr kann man bei Anwendung von bestimmten Methoden, wie sie anschließend genauer geschildert werden, für viele Anwendungen ausreichend genaue Ergebnisse erzielen, so daß die Verwendung eines Korrektursignals durch die Schwankungen des Liefergrades entbehrt werden kann.
Bei dem in F i g. 8 gezeigten Diagramm ist die Luftmenge Ol über der Zeit (Absziice) dargestellt Bei der Niethode der Druckverlaufsmessjng (F i g. 8) wird zweckmäßigerweise jeweils das Zeitintegral einer Ansaugperiode gemessen, womit die pro Arbeitsspiel angesaugte Luftmenge und damit unmittelbar der Liefergrad η, erfaßt wird.
Es ist dann:
\ Ql- At
■VNdt
Vh ist das Hubvolumen eines Zylinders.
In F i g. 9 ist eine Anlage gezeigt, mit der die Luftmenge durch Messung des dynamischen Drucks mittels Dehnmeßstreifen erfolgen kann. Dieser ist auf ein schmales und dünnes Federblech aufgeklebt welches sich unter den Luftkräften entsprechend der Luftgeschwindigkeit durchbiegt Die Durchbiegung wird vom Dehnmeßstreifen 29 über eine Brückenschaltung mit den weiteren Widerständen 31,32 und 33 erfaßt und im Verstärker 36 verstärkt Mittels Integration der Wurzel des Druckverlaufs während des Saugtaktes kann der Liefergrad ermittelt werden. In Block 4 erfolgt die Integration, in Blocks und Block IOwird die Basiskraftstoffmenge, in den Blöcken 6 und 7 die Korrektunnenge ermittelt
Gemäß der in Fig. 10 dargestellten Anlage wird die angesaugte Luftmenge durch den statischen Luftdruck im Saugrohr erfaßt Der Druck im Saugrohr im Augenblick des SchJießens des Einlaßventils entspricht dem Druck im Zylinder zur gleichen Zeit und ist daher ein Maß für die ZylinderfüUung, also den Liefergrad. Es genügt daher in diesem Fall die Messung des statischen Drucks am Ende des Saugventilhubes, um den Liefergrad zu messen.
Eine Kurve des entsprechenden statischen Druckverlaufs ist in F i g. 11 dargestellt, und in der ein Meßpunkt aes eingetragen ist Die Größe des liefergrades entspricht der Funktion ?,= K ■ Pes(«£5)· Am Meßpunkt OtES herrscht der Druck pes- Das diesem Druck pns entsprechende Signal wird, wie in der Anlage 10 als Beispiel dargestellt, über die Brücke bestehend aus dem Dehn-
s rneßstreifen 37 und den Widerständen 38, 40 und 41 eirfaßt und hinter dem Verstärker 42 sowohl dem Steuerblock 5 als f/i als auch dem Reglerblock 7 als Δψ,η zugeführt (siehe F i g. 1 und 3).
In F i g. 12 und 13 ist als weiteres Beispiel der Druckmessung die Anordnung zur Erfassung des dynamischen Drucks über druckempfindliche Halbleiter 43 dargestellt. Dieser kann auf einer starren Wand angebracht werden, jedoch muß der Luftstrom senkrecht auf ihn atiftreffen. Er mißt hierbei den Streudruck und den überlagerten statischen Druck, da er im Inneren evakuiert isl. Im druckempfindlichen Halbleiter ist Brücke und Temperaturkompensation eingebaut. Die Empfindlichkeit des Meßausgangs regelt ein Widerstand 44.
Bei dem in Fig. 14 dargestellten Beispiel liegt ein druckempfindlicher Halbleiter 45 außerhalb des Luftstroms, so daß nur der statische Druck gemessen wird. Die Empfindlichkeit regelt ein Widerstand 46.
In F i g. 15 und 16 ist eine Möglichkeit gezeigt, wie der dynamische Druck mittels einer Piezokeramik 47 gemessen wird. Der Staudruck biegt ein im vollen Luftsirom liegendes Blech 47 durch. Die Verformung erzeugt in der aufgeklebten Piezokeramik eine Spannung Up, deren Größe im Verstärker 48 auf die Leistung Ul ■ //.verstärkt und weiterverarbeitet wird.
In Fig. 17 ist die Schaltung gleich der von Fig. 15 und 16, jedoch liegt die Piezokeramik 49 nicht im Luftstrom, es wird also der statische Druck gemessen. Die Spannung Up wird im Verstärker 50 auf die Leitung Ul · Jl gebracht
In Fig. 18 ist gezeigt wie der dynamische Druck durch einen induktiven Weggeber 52 erfaßt werden kann: Aiii federnden Biech 51, weiches durch den Staudruck verformt wird, ist der Kem eines induktiven Weggebers befestigt Die Wechselspannung Ue erzeugt, je nach Lage des Kerns eine Wechselspannung UL veränderlicher Amplitude, welche in üblicher Weise verstärkt und gleichgerichtet wird und dann ein Maß für die Luftgeschwindigkeit ist Da lediglich die Luftkrans die Durchbiegung bewirken, wird nur der dynamische
Druck gemessen.
Beim Beispiel nach F i g. 20 wird durch den induktiven Weggeber 54 die Durchbiegung der Membran 53 durch den Innendruck im Saugrohr, also der statische Druck gemessen.
In der in Fig.21 dargestellten Anlage wird im Staurohr 55 die Differenz des dynamischen und des statischen Drucks gemessen, so daß dieser Wert ein direktes Maß für die Ansaugmenge ist Die Druckdifferenz kann z. B. auf eine der in Fig.8—20 beschriebenen Methoden gemessen werden. In Position 56 ist ein piezokeramisches System als Beispiel für die Messung der Druckdifferenz 55—56 dargestellt
In Fig.22 ist eine elektronische Schaltung für intermittierende Einspritzung gezeigt, wie sie sich besonders eignet, wenn der Liefergrad des Motors gemessen wird und dieser eine Steuerung der Einspritzmenge bewirkt Die gleiche Schaltung ist ebenfalls geeignet wenn in ihrem Eingang die Schwankung des Liefergrades als Regelgröße gemessen, mit einem Sollwert verglichen
öä nnd die Differenz von beiden die durch die Steuerung ermittelte Einspritzmenge korrigiert, so daß das Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis optimal wird. Eine solche kombinierte Anordnung wurde schon bei der Be-
13 14
Schreibung von F i g. 1 erläutert. welcher aus den Widerständen 70 und 71 besteht sowie
In F ig. 22 ist die Schaltung als Steuerung der Ein- aus dem Transistor 67. dessen Widerstand zunächst einspritzmenge aus dem Liefergrad ausgebildet: Um Trag- mal als konstant angesehen wird bestimmt die Größe heitserscheinungen und um Verschleiß auszuschalten, der Basisspannung (Ud) für den Transistor 66. Daß der soll die Übertragung der Motortemperatur berührungs- 5 Widerstand 72 und die Leitfähigkeit des Transistors 66 los erfolgen. Der Saugdruck ps vor dem Einlaßventil die Steilheit der Sägezahnspannung (T/c) bestimmt wurwird durch den Meßwertwandler 3 in eine saugdruck- de schon besprochen. Durch die Änderung an der Basisproportionale Spannung (Ui) verwandelt Ein Schaltim- spannung (JUo) ändert sich die Leitfähigkeit des Transipuls aus der monostabilen Kippstufe 60, welcher den stors 66. Bei einem Beschleunigungsvorgang, welcher Feldtransistor 57 leitend macht, sorgt dafür, daß aus io stets durch eine Vergrößerung der Belastung des Modem Verlauf der saugdruckproportionalen Spannung tors hervorgerufen wird, vergrößert sich der Liefergrad, (Ul) derjenige Spannungswert (U) ausgesondert wird, damit auch die saugdruckproportionale Spannung (U) welcher dem Saugdruck in dem Augenblick entspricht, und damit durch das /7-C-Glied 68 und 69 vorüberge-Li welchem das Saugventil des Motorzylinders schließt hend die Basisspannung Ud überproportionaL Diese be-Zum Festhalten dieses Augenblickswertes der Span- 15 wirkt eine Minderung der Leitfähigkeit des Transistors nung (U) in der Weise, daß er während einer Arbeitspe- 66, d. h. der Kondensator 62 wird langsamer aufgeladen, S node des Motors konstant bleibt, wird diese Spannung die Sägezahnspannung (Uc) steigt vorübergehend lang- | auf einen Kondensator 58 aufgeprägt, dessen Ladung sanier an, d. h. die Länge des Einspritzimpulses wird bei | bis zum nächsten Schaltimpuls erhalten bleibt sonst gleichbleibenden Verhältnissen vorübergehend f;
Der Schaltimpuls ist so kurz, daß er mit genügender 20 länger, was eine Anreicherung bei einem Beschleuni- % Genauigkeit den Augenblickswert der Spannung fest- gungsvorgang ergibt In dem Spannungsteiler mit den |i
hält, denn er beträgt nur 1% der Zeit für 1/2 Motnrum- Widerständen 70 und 71 befindet sich auch ein Transi- K
drehung bei maximaler Drehzahl. stör 67, auf dessen Basis Motorparameter wie z. B. Mo-
Der Impedanzwandler 65 gibt die Spannung (U) un- tortemperatur, Ansaugtemperatur und Außenluftdruck V
verändert weiter, sorgt aber dafür, daß diese im Kon- 25 über Meßwertwandler einwirken, so daß diese Größen
densator 58 erhalten bleibt bis zu einer erneuten Schal- seine Leitfähigkeit verändern. Hierbei ändert sich, dies-
tung des Feldtransistors 57. Diese Spannung U1 läuft mal auch stationär, die Basisspannung des Transistors 66
auch auf den invertierten Eingang 63 des Schwellwert- und damit auch seine Leitfähigkeit, was sich auf die '-■.
schalters 61, welcher hierbei öffnet und dadurch über Steilheit der Sägezahnimpulsspannung (Uc) auswirkt :
den Steuerblock 10 den Spritzbeginn auslöst An den 30 wobei zu berücksichtigen ist, daß eine Steigerung der
Enden des Sägezahnimpulskondensators 62 liegt der Motor, und der Ansaugtemperatur sowie eine Minde- Feldtransistor 73, welcher gemeinsam mit dem Feld- rung des Außenluftdrucks eine Minderung der Ein-
transistor 57 öffnet, wenn die monostabile Kippstufe 60 spritzmenge ergeben muß. Wie die Schaltung nach
den Schaltimpuls abgibt Für den Feldtransistor 73 be- F i g. 22 auch für eine Laufgrenzenregelung verwendbar
deutet dies, daß er den Kondensator 62 kurzschließt, 35 ist, wurde in der Beschreibung von Fig. 1 schon aus-
d h. die Spannung Uc im Kondensator wird Nu». Am führiich erläutert
Ende des kurzen Schaltimpulses sperrt der Feidtransi- Fi g. 23 zeigt das Zusammenwirken des Rechteckimstor 73 uild der Kondensator 62 wird über Widerstand pulses aus der saugdruckabhängigen Spannung (U) und 72 und durch eine entsprechende Leitfähigkeit des des Sägezahnimpulses (Uc)- Die Steilheit des Rechteck-Transistors 66 aufgeladen, d. h. es entsteht ein neuer 40 impulses (U) ist bedingt durch die Auftadezeit für den Sägezahnspannungsimpuls Ua welcher auf den Eingang Kondensator 58. Die Zeit für die Ranke ist kürzer als 64 des Schwellwertschalters 61 aufläuft und dessen 1% der Zeit für 1/2 Motorumdrehung bei Höchstdreh-Steilheit abhängig ist von den Widerständen 72 und 66 zahl, was fast senkrechte Flanken ergibt Die Einspritz- und von der Größe des Kondensators 62. Wenn der impulse 1 bis 4 haben die gleiche Steigung für die Säge-Sägezahnspannungsimpuls (Uc) und der Rechteckim- 45 zahnimpulsspannung Un jedoch steigende Liefergrade, puls (U) den gleichen oder etwa den gleichen Wert d.h. steigende saugdruckproportionale Spannungen haben, schaltet der Schwellwertschalter 61 und damit (U). Es zeigt sich, wie die Spritzdauer tei bis Ie* hierbei j die Steuerstufe 10 ab, d. h. die Einspritzung wird been- steigt Wie sich eine Änderung der Leitfähigkeit des det Transistors 66 auswirkt zeigt Impuls 4: Wenn sich z. B. '
Für die Steuerung der Einspritzmenge bedeutet die- so durch eine Minderung der Belastung, durch Erniedrises Verfahren, daß sich bei erhöhtem Saugrohrdruck gung des Außenluftdrucks, durch eine Erhöhung der bzw. Liefergrad d. h. erhöhter saugdruckproportionaler Ansaugtemperatur oder durch eine Erhöhung der Mo-Spannung Ui eine größere Zeitdauer für den Einspritz- tortemperatur eine größere Steilheit der Sägezahnimimpuls ergibt und damit auch eine größere Einspritz- pulsspannung (Uc) ergibt, so erhält man die gewünschte menge. 55 kürzere Impulsdauer 0e*\) d. h. kleinere Einspritzmen-
Es hat sich als notwendig herausgestellt, daß das ge.
Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis eines Motors beim In Fig. 24 ist eine ähnliche Schaltung wie in Fig. 22 Beschleunigen angereichert wird. Bei Vergasern be- gezeichnet, jedoch für kontinuierliche Einspritzung:
nützt man aus diesem Grunde Beschleunigerpumpen. Die Übertragung der saugdruckproportionalen Span-Andererseitsist bei Verzögerung eine Abmagerung des 60 nung (Uj) auf den Kondensator 58, die Übertragung die-Gemisches zweckmäßig. Bei unserer Schaltung wird ser Spannung durch den Impedanzwandler 65 ist gleich diese Eigenschaft dadurch erreicht, daß die saugdruck- wie bei intermittierender Einspritzung, d. h. wie schon in proportionale Spannung L/, hinter dem Impedanzwand- Fig. 22 geschildert Dahinter ist jedoch die Vcrarbciler 65 auf fin WCCilied 69,68 wirkt, welches die F.igen- Ιπηκ der Eingangsgröße undent. Γ-s bilden <lie Widerscliufl linl, bei Änderungen der suugdruckproportinalen hl stünde 78,84 und der Transistor 66 einen Spunnungslei-Spannung U, kurzzeitig eine Oberproportionale Ände- ler. Wird zunächst angenommen, daß der Transistor 66 rung (JU1)) der konstanten Spannung (Ud) an der Basis nicht leitend ist, so ist die auf den Verstärker 81 auflaudes Transistors 66 zu erzielen. Der Spannungsteiler. fende Spannung (U,) gleich der vom Impedanzwandler ·
65 ausgesendeten Spannung (U). Da der Verstärker 81 proportinal verstärkt, kommt hinter dem Verstärker 81 eine der Eingangsspannung proportionale, also auch clem Lirfcrgrad proportionale Spannung (U.) heraus, welche in einem Multiplizierer 76 mti einer Spannung CLZn) aus der Zahl der sekündlich gemessenen, von der Drehung der Kurbelwelle ausgelösten Impulse ergibt, also der Drehzahl proportional ist, multipliziert wird, woraus sich die Produktspannung (Un.,) ergibt Das Produkt aus Liefergrad und Drehzahl entspricht aber der Luftmenge, welche der Motor je Zeiteinheit ansaugt Die je Zeiteinheit eingespritzte Kraftstoffinenge soll proportional zur je Zeiteinheit angesaugten Luftmenge sein. Diese Bedingung ist erfüllt wenn das Mengensteuerorgan 10 eine zur Produktspannung (U1,.,) \s proportionale sekundliche Kraftstoffmenge einspritzt und so das gewünschte Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis ergibt Damit Motorparameter dieses Verhältnis ändern können, ist es zweckmäßig, daß der Transistor 66 nicht sperrt, sondern im Normalzustand etwas leitend 2β bleibt so daß im Spannungsteiler mit den Widerständen 78, 84 und Transistor 66 die Spannungen vor (Ui) und hinter (U,) den Widerstand 78 unterschiedlich sind, aber proportional zueinander bleiben. Es kann nun durch Änderungen in der Leitfähigkeit des Transistors 66 das Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis verändert werden. Einmal geschieht dies bei einer Beschleunigung bzw. Lasterhöhung des Motors über den Kondensator 68, welcher dafür sorgt daß eine Steigerung der saugdruckproportionalen Spannung (U1) eine vorübergehende Überproportionale Steigerung der Eingangsspannung (U,) des Verstärkers 81 auslöst wodurch sich eine Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches bei einer Motorbeschleunigung ergibt Die überproportionale Steigerung der Verstärkungsspannung (U,) kommt dadurch zustande, daß die Basisspannung des Transistors
66 (Ud) vorübergehend stark über die saugdruckproportionale Spannung (U1) ansteigt wonach die Spannung (U,) im Eingang des Verstärkers 81 überproportional ansteigt und damit auch die Ausgangsspannung (U,) und damit auch die sekundliche Einspritzmenge Of-
Bei einer Lastminderung tritt dageben eine Abmagerung des Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisses ein, wie dies erwünscht ist.
Motorparameter wie Motortemperatur, Ansaugtemperatur und Außenluftdruck wirken auf die Basis eines zweiten Transistors 67 ein, wodurch sich dessen Leitfähigkeit ändert Der Transistor 67 ist Glied eines Spannungsteilers mit den weiteren Widerständen 70 und 71. Durch Änderung der Leitfähigkeit von 67 wird auch die Basisspannung (Uo) des Transistors 66 geändert und dieser ändert dann ebenfalls seine Leitfähigkeit und damit die Differenz der Spannungen vor (U) und hinter (U,) dem Widerstand 78, und damit den Spamiungswert (U,) hinter dem Verstärker 81 und somit das Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis.
In Bild 25 ist gezeigt wie sich die Ausgangsspannung (U,) hinter dem Verstärker 81 ändert wenn sich die saugdruckproportionale Spannung (Ui) ändert Die sprunghafte Änderung der saugdruckproportionalen Spannung (U) (Bild 25a) ergibt sich aus der Meßmethode. Die Basisspannung (Ud) vom Transistor 66 wird durch den Kondensator 68 bei Änderungen der saugdruckproportinalen Spannung vorübergehend geändert, fällt aber stets auf den konstanten Wert Ud (Bild 75b) zurück. Dies gibt über die vorübergehende Änderung der Leitfähigkeit des Transistors 66 und den Einfluß der Änderung der Spannung (U1) vor dem Widerstand 78 eine vorübergehende überproportionale Änderung der Spannung (U,) hinter dem Widerstand 80 und damit auch der Spannung hinter dem Verstärker 81 (Uj), wie dos Γ i g. 25c "zeigt.
Hierzu 12 Blatt Zeichnungen

Claims (19)

Patentansprüche:
1. Einrichtung zur Regelung des optimalen Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine mit einer KraftstGffzumeßemrichtung zur Erzeugung eines in Abhängigkeit von Betriebsparametern gebildeten, im Brennraum der Brennkraftmaschine zur Verbrennung kommenden Betriebsgemisches aus Kraftstoff und Luft, mit einer Einrichtung zur Erfassung von Schwankungen von wenigstens einer Betriebskenngröße der Brennkraftmaschine als Istwert, mit einer Einrichtung zur Erzeugung eins Sollwertes der zulässigen Breite dieser Schwankungen, ferner mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer Korrekturgröße entsprechend der Abweichung zur Änderung des Verhältnisses von Kraftstoff zu Luft des Betriebsgemisches in Abhängigkeit von der Korrekturgröße, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung jur Erfassung der Schwankungen der wenigstens einen BetriebskenngröBe eine Einrichtung zur Erfassung der Schwankungen des Liefergrades der Brennkraftmaschine ist
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Liefergrades (7; und dessen Schwankung (^in) ta mindestens einer Meßstelle (3) erfolgt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Liefergrades (7;) und dessen Schwankungen (^un) mit Hilfe von Hitzdrahtanemornetern (19) erfolgt
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Liefergrades und/ oder dessen Schwankungen (A „) durch die Messung des Druckes (p,) im Saugrohr erfolgt 3s
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche i öder 4, dadurch gekennzeichnet daß die Messung des Liefergrades (η!) durch die Integration der Wurzel des Druckverlaufes (K ■ \{ps ■ at) während des Saugtaktes im Saugrohr erfolgt
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet daß die Messung des Liefergrades (7/) mit Hilfe der Messung des statischen Druckes (p,) zu einem Zeitpunkt kurz vor dem Schließen des Einlaßventils erfolgt
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß zur Messung des Druckes (p,) Dehnmeßstreifen (29,37) auf drucknachgiebigen Wänden des Saugrohres benutzt werden.
8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Druckes (p,) druckempfindliche Halbleiter (43,45) benutzt werden.
9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Druckes (p,) der piezoelektrische Effekt (47,49) benutzt wird.
10. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Druckes (p,) induktive Druckgeber (52,54) benutzt werden.
11. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Staudrucks (pt) als eo Differenz zwischen statischem Druck und Gesamtdruck ein Staurohr (55) benutzt wird.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet daß zur Bestimmung des Liefergrades (φ) der Quotient aus dem Drucksignal und dem Signal für die mittlere Temperatur der Luft von dem Einlaß in den Motorzylinder verwendet wird.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert der Schwankungen des Liefergrades C^sjfe) durch Betriebsparameter wie Motortemperärar (Tn), Außen-. temperatur (Tn), Außenluftdruck (pM) und Motordrehzahl (a, 1Zj1) änderbar ist
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert (Jjjfa) der Schwankungen des Liefergrades (7,) in Abhängigkeit von Beschleunigung [1ZjP) bzw. Verzögerung der Motordrehzahl (φ 1Zj1) so geändert wird, daß abhängig von der Größe, der Liefergradänderung (Jq1) beim Beschleunigen eine Anreicherung und beim Verzögern eine Abmagerung des Brennstoff-Luft-Gemisches A erfolgt
15. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß bei einer sprunghaften Änderung des Liefergrades (//7,) ein Warnsignal ausgelöst oder die Brennstoffzufuhr gestoppt wird.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 14, dadurch gekennzeichnet daß der in einem Meßwertwandler (3) in eine Spannung (Ul umgewandelte Druck (ps) im Saugrohr, welcher beim Schließen des Saugventils gemessen und in einem Verstärker (4) für diesen charakteristischen Zeitpunkt ermittelt wird, auf den invertierten Eingang (63) eines Schwellwertschalters (61) einwirkt, indem der entsprechende Spannungswert (U) drehzahlsynchron über den Feldtransistor (57) auf einen Kondensator (58) übertragen wird, sobald durch einen insbesondere elektronischen Schalter (59) ein Nadelimpuls ausgelöst wird, sowie als Folge hiervon eine monoctabile Kippstufe (60) einen Rechteck-Schaltimpuls (Ub) auf die Basis des Feldtransistors (57) gibt, und vom Kondensator (58) aus über einen Impedanzwandler (63) zum Schwellwertschalter (SJ) geleitet wird, wonach dieser öffnet und hierbei eine Spannung (Us) erzeugt weiche über den Steuerbiock (10) die Einspritzung auslöst die so tmtge andauert bis die Sägezahnimpulsspannung (UX welche durch die Aufladung eines Kondensators (62) entsteht und auf den nichtinvertierten Eingang (64) des Schwellwertschalters (61) einwirkt die Größe der Spannung des Rechteckimpulses des anderen Eingangs (63) erreicht hat so daß sich bei etwa gleicher Spannung an beiden Eingängen der Schwellwertschalter (61) und auch die Steuerstufe (10) für die Beendigung der Einspritzung abschaltet
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet daß die saugdruckproportionale Spannung (Ui) hinter dem Impedanzwandler (65) auf ein /7-C-Glied (68; 69) in der Weise wirkt daß der Verlauf dieser saugdruckproportional wiedergegeben wird, so daß sich die hierbei an der Basis eines den Sägezahnkondensator (62) aufladenden Transistors (66), die sich ergebende Spannungsänderung [4Uo) der Spannung (Uo) eines Spannungsteilers (70, 71) überlagert, worauf dieser Transistor (66) durch Änderung seiner Leitfähigkeit die Steilheit des Sägezahnspannungsimpuises (Uc) ändert, welcher an einen Eingang (64) des Schwellwertschalter (61) gelegt ist wodurch bei einer Vergrößerung des Saugrohrdrucks vorübergehend eine überproportionale Vergrößerung der Einspritzmenge bzw. eine Anreicherung des Kraftstoff-Luft-Gemisches A erfolgt und bei einer Verkleinerung des Saugrohrdrucks eine Abmagerung.
18. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn-
3 4
zeichnet daß der Druck im Saugrohr, der in einem entwickeln, bei welchem möglichst nur ein einziger Pa-Meßweitwandter (3) und einem Verstärker (4) zu rameter maßgebend ist für die Erzielung eines optimaeiner Spannung (Ul) verwandelt wird, welche durch len Kraftstoff-Luft-Gemisches,
einen Feldtransistor (57), der während der Impuls- Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Ein-
dauer der monostabilen Kippstufe (60) durchschal- 5 richtung 'durch die kennzeichnenden Merkmale des tet, auf einen Kondensator (58) übertragen wird und Hauptanspruchs gelöst
von dort über einen Impedanzwandler (65) und Wi- Hierbei ist es möglich, aus einem einzigen Wert, dem
derstände (78 und 80) auf den Eingang eines Verstär- LJefergirad nämlich dem Verhältnis des angesaugten kers (81) einwirkt dessen Ausgangsspannung (U1) an Luftvolumens zum Hubvolumen des Motors, ein Krafteinem Multiplizierer (76) liegt an welchen eine dreh- io stoff-Luft-Verhältnis zu bestimmen und mittels der erzahlabhängige Spannung (Un) gelegt ist die im heblich genaueren Methode der Regelung der Schwan-Drehzahlmesser (75) aus der durch die Drehzahl der klingen des Liefergrades dieses Verhältnis so zu korri-Kurbelwelle sich ergehsnde sekundliche Anzahl der gieren, daß das optimale Kraftstoff-Luft-Verhältnis erImpulse ermittelt wird wobei hinter dem Multipli- reicht wird Die erfindungsgemäße Einrichtung benutzt zierer (76) eine Spannung/Ly entsteht welche dem 15 also im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung im Luftmengenstrom (Ql) im Ansaugrohr des Motors wesentlichen nur einen einzigen Parameter, nämlich den proportional ist und welche im Mengensteuerorgan Liefergrad
(10) eine der sekundlichen Luftmenge proportionale Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
sekundliche Einspritzmenge (Qe) einsteuert erfolgen die Messung des Liefergrades und dessen
19. Einrichtung nach Anspruch 18. dadurch ge- 20 Schwankung an mindestens einer Mc-ästelle. Die elekkennzeichnet daß die saugdruckpropnrtionaie tronische Schaltung ist die gleiche wie bei Jervorherge-Spannung (U1), welche auf den Verstärker (81) auf- nannten Ausgestaltung. Lediglich ist hier ein elektriläuft durch einen Spannungsteiler, welcher aus Wi- scher Strom die Ausgangsgröße zur Betätigung -lines derständen (78, 84) und einem Transistor (66) be- elektrohydraulischen Stellgliedes, wie später näher aussteht in dem Sinne änderbar ist daß Änderungen 25 geführt wird Die Messung kann je nach den Gegebender druckproportionalen Spannung (U1) über den heiten des Motors etweder nur an einer Stelle oder an Impedanzwandler (65) und einen Kondensator (68) Zylindergruppen oder auch an jedem Zylinder erfolgea auf die Basisspannung (Uo) eines Transistors (66) so Man ist so in der Lage, sich durch die Zahl der Meßsteleinwirken, daß eine Vergrößerung des Liefergrades ien den speziellen Verhältnissen des Motors anzupaseine vorübergehende Anreicherung des Kraftstoff- 30 sen. Gemäß den Ausgestaltungen nach Anspruch 3 und Luft-Mischungsverhältnisses A ergibt und umge- 4 kann die Messung des Liefergrades auf verschiedene kehrt Weise erfolgen, indem der Liefergrad und dessen
Schwankungen mit Hilfe von Hitzdrahtanemometern
gemessen wird oder indem die Messung des Liefergra-
35 des und/oder dessen Schwankungen durch die Messung jp des Druckes im Saugrohr erfolgt
I* Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung Die Erfindung ist nicht nur auf die Erfassung der
H des optimalen Betriebsverhaltens einer Brennkraftma- Schwankungen des Liefergrades zur Korrektur des P schine nachdem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Kraftstoff-Luft-Gemisches eingeschränkt, sondern bell Es soll damit erreicht werden, daß im gesamten Be- 40 trifft auch gemäß Anspruch 16 und 18 die unmittelbare
H triebskennfeld der Brennkraftmaschine ein optimales Erfassung des Liefergrades und die entsprechende Be- |s Verhalten der Brennkraftmaschine erzielt wird mit gün- Stimmung der Einspritzmenge nach dem Liefergrad.
'I stigem Brennstoffverbrauch, Abgaszusammensetzung Nach einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung
|4 und Rundlauf. erfolgt vorteilhafterweise unter Ausnutzung des dyna-
Sg Bekanntlich hat eine Kolben-Br^nnkraftmaschine, 45 mischen Druckes, der der Luftgeschwindigkeit ent-
<| wenn sie ein Brennstoff-Luft-Gemisch erhält welches spricht die Messung des Liefergrades durch die Integra- ·£>■ magerer ist als das sl:öchiometrische Verhältnis, eine tion der Wurzel des Druckverlaufs während des Saugix unregelmäßige Verbrennung, was zu unrundem Lauf taktes im Saugrohr oder es kann die Messung des Lief führt. Dieser unrunde La:lf beruht auf geringen Streu- fergrades mit Hilfe der Messung des statischen Druckes \j ungen im Liefergrad von Zylinder zu Zylinder und bei 50 zu einem Zeitpunkt lcarz vor dem Schließen des Einlaß- }": aufeinanderfolgenden Arbeitsspielen des gleichen Zy- ventils erfolgen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Druck im Γ linders. Zylinder gleich dem Druck im Saugrohr, so daß die
■.'-. Um eine Regelung des Kraftstoff-LuftOemisches un- Gi5ße dieses Druckes dem Liefergrad entspricht.
: ter Ausnutzung dieses unrunden Laufes zu erhalten, ist Als Mittel zur Messung des Druckes können erfin-
, es dementsprechend erforderlich, diesen zu erfassen. 55 dungsgemäß, wie später im einzelnen beschrieben, £" Entsprechend einem durch die DE-OS 24 43 413 be- Dehnmeßstreifen, druckempfindliche Halbleiter, der
kannten Vorschlag der gattungsgemäßen Art wird der piezoelektrische Effekt induktive Druckgeber oder ein lonenstrom im Brennraum als Meßgröße für die Staurohr benutzt wurden.
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