DE2604160A1 - REGULATING DEVICE FOR INFLUENCING THE OPERATING MIXTURE SUPPLIED TO THE COMBUSTION ENGINE - Google Patents
REGULATING DEVICE FOR INFLUENCING THE OPERATING MIXTURE SUPPLIED TO THE COMBUSTION ENGINEInfo
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Description
21.1.1976 Bö/Ml ^January 21, 1976 Bö / Ml ^
Anlage zurAttachment to
P at e nt anmeldungP at e nt registration
Regeleinrichtung zur Beeinflussung des der Brennkraftmaschine zugeführten Betriebsgemisches Control device for influencing the operating mixture fed to the internal combustion engine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung zur Beeinflussung des der Brennkraftmaschine zugeführten Betriebsgemisches mit einem von einer im Abgasstrom der Brennkraftmaschine angeordneten Sauerstoff-Messonde angesteuerten Schwellwertschalter, mit dem ein einen Schalter beeinflussendes Zeitglied in Wirkverbindung steht und durch dessen wechselnde Ausgangssignale bei normalem Betrieb der Regeleinrichtung der Schalter über das Zeitglied in eine erste Schaltlage und bei fehlendem Wechsel der Ausgangssignale der Schalter über das Zeitglied in eine zweite Schaltlage bringbar ist.The invention relates to a control device for influencing of the operating mixture supplied to the internal combustion engine with one of one in the exhaust gas flow of the internal combustion engine arranged oxygen measuring probe controlled threshold value switch, with which a timer influencing a switch is in operative connection and through its changing output signals in normal operation of the control device, the switch via the timer to a first switch position and in the absence of one Change of the output signals of the switches via the timing element can be brought into a second switching position.
Die Gemischregelung wird der Grundsteuerung für die Aufbereitung des Betriebsgemisches, die mit einem Vergaser oder einerThe mixture control becomes the basic control for the preparation of the operating mixture with a carburetor or a
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elektronisch gesteuerten Saugrohr-Einspritzvorrichtung erfolgen kann, überlagert und hat zur Aufgabe 3 mit Hilfe der Sauerstoffmessonde das Betriebsgemisch auf einem geringfügig unterstöchiomeIrischen Wert konstant zu halten. Bei dieser Gemischzusammensetzung ergibt sich eine besonders günstige Zusammensetzung der Abgase der Brennkraftmaschine im Hinblick auf die darin enthaltenen schädlichen Anteile- Insbesondere läßt sich bei dieser Zusammensetzung ein im Abgassystem der Brennkraftmaschine zusätzlich angeordneter katalytischer Raktor zur Nachbehandlung der Abgase besonders günstig betreiben.electronically controlled intake manifold injection device can be superimposed and has to keep the operating mixture constant at a slightly sub-stoichiometric value for task 3 with the help of the oxygen measuring probe. This mixture composition results in a particularly favorable composition of the exhaust gases of the internal combustion engine with regard to the harmful components contained therein. In particular, with this composition a catalytic reactor additionally arranged in the exhaust system of the internal combustion engine for post-treatment of the exhaust gases can be operated particularly favorably.
Eine solche Regelung funktioniert jedoch nur dann zufriedenstellend, wenn die Sauerstoffmessonde eine ausreichend verwertbare Regelgröße abgibt. Dies tritt insbesondere dann auf, wenn die Sauerstoffmessonde noch nicht oder nicht mehr eine bestimmte Betriebstemperatur, die im allgemeinen über ^!00° C liegt, besitzt. Bei einer Sauerstoffmessonde 3 die nach dem Prinzip der Ionenleitung durch einen Pestelektrolyten bei einer vorliegenden Sauerstoffpartialdruckdifferenz arbeitet, ist der Widerstand des Pestelektrolyten bei niedrigeren Temperaturen zu groß, als daß von der Sonde ein für die Regelung ausreichendes Spannungssignal abgegeben werden kann. Einer dieser Betriebszustände liegt z.B. während Ger Zeit des Warmlaufes der Brennkraftmaschine vor. Aber auch im Schiebebetrieb eines Fahrzeugmotors bzw. bei längerem Leerlauf desselben passiert es, daß das Abgas selbst nicht warm genug ist, um die Mindestbetriebstemperatur der. Messonde für einen funktionssicheren Betrieb einzuhalten.However, such a regulation only works satisfactorily if the oxygen measuring probe emits a sufficiently usable controlled variable. This occurs in particular when the oxygen measuring probe does not yet have a certain operating temperature or no longer has a certain operating temperature, which is generally above ^! 00 ° C. In the case of an oxygen measuring probe 3 which works on the principle of ion conduction through a plague electrolyte when there is an oxygen partial pressure difference, the resistance of the plague electrolyte at lower temperatures is too great for the probe to emit a voltage signal sufficient for regulation. One of these operating states occurs, for example, during the warm-up period of the internal combustion engine. But even when a vehicle engine is overrun or when it is idling for a long time, the exhaust gas itself is not warm enough to reach the minimum operating temperature. The measuring probe must be observed for a functionally reliable operation.
Bei einer eingangs beschriebenen Regeleinrichtung ist es bereits bekannt, bei gestörtem Betrieb bzw. bei Fehlen eines Wechsels der Ausgangssignale der Sauerstoffmessonde eine Warneinrichtung oder eine Einrichtung zur Beeinflussung des Betriebsverhaltens der Brennkraftmaschine auszulösen. Es ist ferner bekannt, mit Hilfe eines dicht bei der Sauerstoffmesssonde angeordneten Thermoelements eine, die Sauerstoffmessonde beheizende Heizspirale zu steuern. Durch eine solche Zusatz-In the case of a control device described at the outset, it is already known, in the event of malfunctioning or in the absence of one Change of the output signals of the oxygen measuring probe Trigger a warning device or a device for influencing the operating behavior of the internal combustion engine. It is also known, with the aid of a thermocouple arranged close to the oxygen measuring probe, the oxygen measuring probe to control heating coil. Such an additional
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heizung wird die Sonde bei niedrigen Abgastemperaturen auf die notwendige Betriebstemperatur gebracht. Die Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß ein Temperaturfühler für diese in Frage kommenden Temperaturen von weit über 400 C verhältnismäßig teuer ist, und daß ferner die Gefahr besteht, daß der Temperaturfühler bei dem rauhen Betrieb im Abgasstrom einer Brennkraftmaschine funktionsunfähig wird.heating, the probe is brought to the required operating temperature at low exhaust gas temperatures. The arrangement has however, the disadvantage that a temperature sensor for these possible temperatures of well over 400 C is relatively is expensive, and that there is also the risk that the temperature sensor in the rough operation in the exhaust gas flow a Internal combustion engine is inoperable.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine wenig aufwendige Einrichtung zu schaffen, mit der bei nicht betriebsbereiter, kalter Sauerstoffmessonde eine Heizvorrichtung der Sauerstoffmessonde sicher eingeschaltet wird.The object of the invention is to create an inexpensive device that can be used when the device is not ready for operation and is cold Oxygen measuring probe a heating device of the oxygen measuring probe is safely switched on.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Zeitglied ein Integrator dient, der über einen von den Ausgangssignalen des Schwellwertschalters angesteuerten Transistor geschaltet ist und daß dem Zeitglied eine Schaltvorrichtung in einem Heizstromkreis einer Heizvorrichtung der Sauerstoffmessonde nachgeschaltet ist. Hierbei wird in vorteilhafter Weise das Fehlen von Steuersignalen, die eine mit einer Gemischregeleinrichtung integrierte Sauerstoffmessonde bei Betriebsbereitschaft abgibt, ausgenutzt, um in diesem Fall eine Beheizung der Sauerstoffmessonde einzuschalten. Dies hat weiterhin den Vorteil, daß ein Temperaturfühler mit seinen Nachteilen vollkommen entfallen kann.This object is achieved in that an integrator is used as a timing element, which via one of the output signals of the Threshold switch controlled transistor is connected and that the timer is a switching device in a heating circuit a heating device of the oxygen measuring probe is connected downstream. This is the absence in an advantageous manner of control signals emitted by an oxygen measuring probe integrated with a mixture control device when it is ready for operation, used to switch on heating of the oxygen measuring probe in this case. This also has the advantage that a temperature sensor with its disadvantages can be completely omitted.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß in der eingangsseitigen Speisespannungsanschlußleitung des Integrators ein von Impulsen mit einer der Drehzahl der Brennkraftmaschine entsprechender Frequenz angesteuerter Transistorschalter liegt. Durch diese Anordnung wird der Zeitablauf des Integrators auf die Zeit beschränkt, in der durch die Impulse konstanter Breite und drehzahlabhängiger Frequenz der Transistorschalter durchgeschaltet ist. Der Zeitablauf bis bei fehlendem Wechsel des Ausgangssignals des Schwellwertschalters bzw. der Sauerstoffmessonde die HeizungAn advantageous embodiment of the invention is that in the input-side supply voltage connection line of the integrator is controlled by pulses with a frequency corresponding to the speed of the internal combustion engine Transistor switch lies. This arrangement limits the timing of the integrator to the time in which is switched through by the pulses of constant width and speed-dependent frequency of the transistor switch. The passage of time until there is no change in the output signal of the Threshold switch or the oxygen measuring probe the heater
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eingeschaltet wird, kann auf diese Weise drehzahlabhängig gemacht werden, so daß bei hoher Drehzahl die Einschaltung der Beheizung schneller erfolgt. Dies bedeutet eine erhöhte Funktions- und Ansprechsicherheit bei höheren Drehzahlen, insbesondere auch im Hinblick des bei höherer Drehzahl schnelleren Wechsels der Ausgangssignale der Sauerstoffmessonde. Es kann auf diese Weise eine absinkende Betriebstemperatur der Sauerstoffmessonde bereits sehr früh erfaßt werden.is switched on, can be made speed-dependent in this way, so that the switch-on at high speed the heating takes place faster. This means increased functional and response reliability at higher speeds, especially with regard to the faster change of the output signals of the oxygen measuring probe at higher speed. In this way, a falling operating temperature of the oxygen measuring probe can be detected very early.
Weitere Vorteile der Erfindung sind den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung zu entnehmen.Further advantages of the invention are set out in the subclaims Connection with the description of an exemplary embodiment and the drawing can be found.
In der Zeichnung wird ein Teil eines Abgasrohres 1 des Abgassystems einer nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine wiedergegeben. In das Abgasrohr ist eine an sich bekannte Sauerstoffmessonde 2 eingesetzt, die nach dem Prinzip der Ionejileitung durch einen Pestelektrolyten arbeitet. Wenn die Sauerstoffkonzentration bzw. der Sauerstoffpartialdruck auf der den Abgasen der Brennkraftmaschine ausgesetzten Seite des Elektrolyten von der Sauerstoffkonzentration auf der anderen, einem Vergleichsmedium ausgesetzten Seite des Festelektrolyten abweicht, gibt die Sonde ein Spannungssignal ab, das im Bereich einer Luftzahl von A= l in den Abgasen der Brennkraftmaschine einen Spannungssprung aufweist. Solche Sonden sind bekannt und wurden bereits mehrfach beschrieben. Die Sonden haben dabei den Nachteil, daß eine Ionenleitung durch den Festelektrolyten, die geeignet ist, ein ausreichend deutliches Spannungssignal zu erzeugen, erst bei Betriebstemperaturen von ca. 400° C an der Messonde auftritt. Bei niedrigeren Temperaturen ist der Innenwiderstand der Messonde zu groß. Eine solche Sonde ist in der Zeichnung lediglich symbolisch angedeutet. Sie tritt in der Zeichnung im Rahmen der Schaltung nochmals als Spannungsquelle 2 auf. Das Spannungssignal dieser Sonde wird an die Basis eines Transistors h geführt, dessen Kollektor an einer gemeinsamen Versorgungsleitung 5 liegt und dessen Emitter mit einem Widerstand 6In the drawing, part of an exhaust pipe 1 of the exhaust system of an internal combustion engine is shown. An oxygen measuring probe 2, which is known per se and operates on the principle of ionic conduction through a plague electrolyte, is inserted into the exhaust pipe. If the oxygen concentration or the oxygen partial pressure on the side of the electrolyte exposed to the exhaust gases of the internal combustion engine deviates from the oxygen concentration on the other side of the solid electrolyte exposed to a comparison medium, the probe emits a voltage signal that is in the range of an air ratio of A = 1 in the Exhaust gases from the internal combustion engine have a voltage jump. Such probes are known and have already been described several times. The probes have the disadvantage that ion conduction through the solid electrolyte, which is suitable for generating a sufficiently clear voltage signal, only occurs at the measuring probe at operating temperatures of approx. 400 ° C. At lower temperatures, the internal resistance of the measuring probe is too high. Such a probe is only indicated symbolically in the drawing. It appears again as voltage source 2 in the drawing within the scope of the circuit. The voltage signal from this probe is fed to the base of a transistor h , the collector of which is connected to a common supply line 5 and the emitter of which is connected to a resistor 6
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verbunden ist. Die Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors l\ und der dazu in Reihe geschaltete Widerstand 6 bilden einen ersten Brückenzweig einer Brückenschaltung 7- In Reihe zu diesem Brückenzweig liegt ein Widerstand 8, der über einen weiteren Widerstand 9 mit einer gemeinsamen, positive Spannung führenden Versorgungsleitung 10 verbunden ist. Parallel zu dem aus dem Transistor und dem Widerstand 6 gebildeten ersten Brückenzweig und dem aus dem Widerstand 8 gebildeten zweiten Brückensweig liegt eine Zenerdiode 11. Weiterhin liegt parallel zum Widerstand 8 ein Widerstand 13 in einem dritten Brückenzweig der Brückenschaltung 7 und in Reihe dazu in einem vierten Brückenzweig ein Emitterwiderstand lU gefolgt von der Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors 15, dessen Kollektor an die gemeinsame Versorgungsleitung 5 angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 15 ist mit einem Spannungsteiler aus den Widerständen 16 und 16' parallel zum dritten und vierten Brückenzweig der Brückenschaltung 7 verbunden. Die Brückendiagonale der Brückenschaltung ist an einem Operationsverstärker 17 angeschlossen. Dabei ist der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 8 und 6 mit dem invertierten Eingang des Operationsverstärkers und der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 13 und 14 mit dem nicht invertierten Eingang des Operationsverstärkers 17 verbunden.connected is. The collector-emitter path of the transistor l \ and the resistor 6 connected in series with it form a first bridge branch of a bridge circuit 7- In series with this bridge branch is a resistor 8, the supply line carrying a common positive voltage via a further resistor 9 10 is connected. A Zener diode 11 is located parallel to the first bridge branch formed from the transistor and the resistor 6 and the second bridge branch formed from the resistor 8. Furthermore, a resistor 13 is located parallel to the resistor 8 in a third bridge branch of the bridge circuit 7 and in series with it in a fourth Bridge branch an emitter resistor IU followed by the emitter-collector path of a transistor 15, the collector of which is connected to the common supply line 5. The base of the transistor 15 is connected to a voltage divider made up of the resistors 16 and 16 ′ parallel to the third and fourth bridge branches of the bridge circuit 7. The bridge diagonal of the bridge circuit is connected to an operational amplifier 17. The connection point between the resistors 8 and 6 is connected to the inverted input of the operational amplifier and the connection point between the resistors 13 and 14 is connected to the non-inverted input of the operational amplifier 17.
Der Ausgang des Operationsverstärkers liegt über einen Widerstand 18 an der gemeinsamen Versorgungsleitung 10 und ist ferner mit einem Regelverstärker- 1° mit integrierenden Eigenschaften verbunden. Bei der vorbeschriebenen Schaltung in Verbindung mit dem Regelverstärker 19 handelt es sich um eine bekannte übliche Regeleinrichtung, an dessen Ausgang ein nicht weiter dargestelltes Stellglied zur Beeinflussung des Kraftstoff-Luft-Gemisches der Brennkraftmaschine angeschlossen ist. .The output of the operational amplifier is connected to the common supply line 10 via a resistor 18 and is also connected to a control amplifier 1 ° with integrating properties. With the circuit described above in Connection to the control amplifier 19 is a known, customary control device, at the output of which a not shown actuator for influencing the Fuel-air mixture of the internal combustion engine is connected. .
Die Wirkungsweise dieser beschriebenen Schaltanordnung ist folgende: Über den Transistor 4 wird das Ausgangssignal derThe mode of operation of this circuit arrangement described is as follows: The output signal of the
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Sauerstoffmessonde 2 in den ersten Brückenzweig der Brückenschaltung 7 eingespeist. Dieses elektrische Signal, das Aufschluß über den Sauerstoffgehalt in den Abgasen der Brennkraftmaschine gibt, bildet den Ist-Wert für die Regeleinrichtung. Der Soll-Wert, d.h. der Wert der Luftzahl Λ. , auf den das Kraftstoff-Luft-Gemisch eingeregelt werden soll, wird als durch die Zenerdiode 11 stabilisierte Spannung über den Spannungsteiler l6 und l6· auf die Basis des Transistors 15 gebracht. An dem Abgriffspunkt zwischen den Widerständen 13 und IiI der Brückenschaltung 7 tritt ein entsprechendes konstantes Bezugspotential auf, das mit der sich entsprechend der Sondenspannung ändernden Spannung im "Verknüpfungspunkt zwischen dem Widerstand 8 und 6 vom Operationsverstärker 17 verglichen wird. Der Operationsverstärker 17 dient dabei als Schwellwertschalter, der je nachdem ob der Ist-Wert entsprechend dem Signal der Sauerstoffmessonde über oder unterschritten wird, am Ausgang ein positives oder negatives Signal entsprechend der Spannung der Versorgungsleitungen 5 und 10 abgibt. Diese Signale werden zur Weiterverarbeitung dem Regelverstärker 19 zugeleitet. Aufgrund der Totzeit des Regelkreises Sauerstoffmeßsonde - Gemischregelung - Brennkraftmaschine - Sauerstoffmeßsonde liegen bei arbeitender Gemischregelung an der Sauerstoffmessonde Abgaszusammensetzungen mit ständig wechselndem Sauerstoffgehalt vor. Bei einer Regelung des Betriebsgemisches auf jL = 1 gibt die Sauerstoffmessonde im Abgassystem ein ständig wechselndes, einmal einen SauerstoffÜberschuß und einmal einen Sauerstoffmangel signalisierendes Signal ab. Mit steigender Drehzahl nimmt die Frequenz dieser Spannungswechsel an der Sauerstoffsonde zu. Die entsprechend an dem Operationsverstärker 17 am Ausgang auftretenden wechselnden Spannungen werden von dem Regelverstärker 19 erfaßt, der diese je nach Potential in die eine oder in die andere Richtung aufintegriert und entsprechend das Stellglied zur Beeinflussung des Kraftstoff-Luft-Gemisches der Brennkraftmaschine ansteuert.Oxygen measuring probe 2 in the first branch of the bridge circuit 7 fed in. This electrical signal provides information about the oxygen content in the exhaust gases from the internal combustion engine forms the actual value for the control device. The target value, i.e. the value of the air ratio Λ. on which the The fuel-air mixture is to be regulated, as a voltage stabilized by the Zener diode 11 across the voltage divider 16 and 16 · brought to the base of transistor 15. At the tap point between the resistors 13 and IiI of the Bridge circuit 7 a corresponding constant reference potential occurs, which corresponds to the probe voltage changing voltage in the "junction point between the resistors 8 and 6 is compared by the operational amplifier 17. The operational amplifier 17 serves as a threshold switch, depending on whether the actual value corresponds to the signal from the oxygen measuring probe is above or below, a positive or negative signal at the output according to the voltage of the Supply lines 5 and 10 emits. These signals are fed to the control amplifier 19 for further processing. Because of the dead time of the control circuit oxygen measuring probe - mixture control - internal combustion engine - oxygen measuring probe are included working mixture control on the oxygen measuring probe before exhaust gas compositions with constantly changing oxygen content. If the operating mixture is regulated to jL = 1, the Oxygen measuring probe in the exhaust system is constantly changing, once an oxygen excess and once an oxygen deficiency signaling signal. With increasing speed, the frequency of this voltage change on the oxygen probe increases to. The alternating voltages occurring at the output of the operational amplifier 17 are determined by the Detected control amplifier 19, which integrates this depending on the potential in one or the other direction and accordingly controls the actuator to influence the fuel-air mixture of the internal combustion engine.
Der Ausgang des Operationsverstärkers 17 ist weiterhin über einen Widerstand 21 mit der Basis eines NPN-Transistors 22 ver-The output of the operational amplifier 17 is also connected to the base of an NPN transistor 22 via a resistor 21.
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bunden, dessen Emitter an der gemeinsamen Versorgungsleitung 5 liegt und dessen Kollektor über einen Widerstand 23 und einen Widerstand 24 mit der gemeinsamen Versorgungsleitung 10 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 22 ist ferner mit der Basis eines Transistors 25 verbunden, dessen Emitter ebenfalls an der Versorgungsleitung 5 liegt und dessen Kollektor über einen Widerstand 26 an die Versorgungsleitung 10 geführt ist. Die Kollektoren der Transistoren 22 und 25 sind unmit- 'bound, whose emitter is connected to the common supply line 5 and its collector is connected to the common supply line 10 via a resistor 23 and a resistor 24 is. The collector of the transistor 22 is also connected to the base of a transistor 25, the emitter of which is also connected is on the supply line 5 and the collector of which is led to the supply line 10 via a resistor 26. The collectors of transistors 22 and 25 are immediately
telbar über einen Kondensator 27 verbunden. Die vorgenannte | Schaltung aus den Transistoren 22 und 25 und den Widerständen 23 und 26 sowie den Kondensator 27 stellt einen an sich bekann- j ten Miller-Integrator 28 dar, dessen Ausgang am Kollektorab- : griff des Transistors 25 über einen Widerstand 30 mit der Basis eines Transistors 31 verbunden ist. Der Kollektor dieses als Emitterfolger geschaltete Transistors ist mit der Basis eines Leistungstransistors 33 verbunden5 dessen Emitter mit der Versorgungsleitung 5 und dessen Kollektor über die Spule eines Relais 35 mit der Versorgungsleitung 10 verbunden ist. Beim Transistor 31 ist in der Verbindung des Kollektors zur Versorgungsleitung 10 ein Kollektorwiderstand 32 vorgesehen.directly connected via a capacitor 27. The aforementioned | Circuit of the transistors 22 and 25 and the resistors 23 and 26 and the capacitor 27 constitutes one of a manner known per j th Miller integrator 28 whose output at Kollektorab-: grip of the transistor 25 via a resistor 30 w ith the basis of a Transistor 31 is connected. The collector of this transistor is connected as an emitter follower connected to the base of a power transistor 33 whose emitter 5 to the supply line 5 and whose collector is connected to the coil of a relay 35 to the supply line 10th In the case of the transistor 31, a collector resistor 32 is provided in the connection of the collector to the supply line 10.
Über das Relais 35 ist ein Schalter 36 betätigbar, der in der Stromversorgungsleitung 37 einer Heizvorrichtung 38 der Sauerstoff sonde 2 liegt. Diese Heizvorrichtung besteht vorzugsweise aus einer die Sauerstoffsonde dicht umgebenden Heizspirale, die einerseits mit dem Abgasrohr 1 als Masse verbunden ist und andererseits isoliert durch das Abgasrohr zu einer positiven Spannungsquelle j s.B. dem Pluspol der Fahrzeugbatterie führt.A switch 36 can be actuated via the relay 35, which is in the Power supply line 37 of a heater 38 of the oxygen probe 2 is located. This heating device is preferably made from a heating coil that tightly surrounds the oxygen probe, which is connected on the one hand to the exhaust pipe 1 as a ground and on the other hand isolated by the exhaust pipe to a positive one Voltage source j s.B. leads to the positive pole of the vehicle battery.
Parallel zum Widerstand 24 in der Kollektorverbindung des Transistors 22 zur Versorgungsleitung 10 liegt ein Transistor 40 mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke, dessen Basis von einem Impulsformer 4l angesteuert wird. Der Impulsformer 4l erhält z.B. vom Zündverteiler 42 der Brennkraftmaschine drehzahlabhängige Impulse, die er in Rechtecksimpulse mit ebenfalls drehzahlabhängiger Frequenz und konstanter Breite umformt. In parallel with resistor 24 in the collector connection of the transistor 22 to the supply line 10 is a transistor 40 with its emitter-collector path, the base of a Pulse shaper 4l is controlled. The pulse shaper 41 receives e.g. Pulses which it converts into square-wave pulses with a frequency that is also speed-dependent and a constant width.
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Die beschriebene Schaltung arbeitet folgendermaßen: Bei betriebsfähiger Sauerstoffraessonde tritt am Ausgang des Operationsverstärkers 17, wie bereits beschrieben, ein ständig zwischen einem hohen Potential (H) und einem niedrigen Potential (L) wechselndes Signal auf. Jedes Η-Potential macht den Transistor 22 leitend, wodurch nach kurzer Umladezeit für den Kondensator 27 an der Basis des Transistors 25 das niedrige Potential der Versorgungsleitung 5 anliegt und dieser voll gesperrt wird. Der Kollektoranschluß des Transistors 25 wird daraufhin positiv, so daß an der Basis des Transistors 31 ein gegenüber der Versorgungsleitung 5 positive Spannung anliegt und der Transistor durchgeschaltet wird. Damit gelangt die Basis des Transistors 33 auf das Potential der Versorgungsleitung 5, wodurch der Transistor 33 gesperrt wird und der Stromfluß durch das Relais 35 unterbrochen wird. Damit wird der Schalter 36 in der Stromversorgungsleitung 37 der Heizvorrichtung geöffnet und die Heizung abgeschaltet.The circuit described works as follows: When operational Oxygen probe occurs at the output of the operational amplifier 17, as already described, a constantly signal alternating between a high potential (H) and a low potential (L). Every Η-potential does that Transistor 22 conductive, whereby after a short recharging time for the capacitor 27 at the base of the transistor 25 the low Potential of the supply line 5 is applied and this is fully blocked. The collector terminal of the transistor 25 is then positive, so that at the base of transistor 31 a positive voltage is applied to the supply line 5 and the transistor is turned on. With that, the Base of the transistor 33 to the potential of the supply line 5, whereby the transistor 33 is blocked and the Current flow through the relay 35 is interrupted. This becomes the switch 36 in the power supply line 37 of the heating device opened and the heating switched off.
Gelangt nun zur Basis des Transistors 22 ein L-Potential, so wird dieser Transistor gesperrt. Von diesem Zeitpunkt an beginnt die Funktion des Miller-Integrators 28 abzulaufen. Dabei sei angenommen, daß der Transistor 40 zunächst einmal durchgeschaltet ist. Der zuvor aufgeladene Kondensator 27 kann sich nun über den Widerstand 23 und den Transistor 25 entladen. Die Entladezeit wird dabei durch den Widerstand 23 bestimmt. Mit steigendem Entladungszustand des Kondensators 27 wird die Basis des Transistors 25 positiver, bis dieser völlig durchschaltet und der Transistor 3I gleichzeitig gesperrt wird. Die nun an der Basis des Transistors 33 gegenüber der Versorgungsleitung 5 anliegende positive Spannung macht diesen Transistor leitend. Dies hat ein Anziehen des Relais 35 und ein Schliessen des Schalters 36 zur Folge.If an L potential now reaches the base of transistor 22, then so this transistor is blocked. From this point in time, the function of the Miller integrator 28 begins to run. It is assumed that the transistor 40 is initially is switched through. The previously charged capacitor 27 can now discharge via the resistor 23 and the transistor 25. The discharge time is determined by the resistor 23. With increasing discharge of the capacitor 27, the base of transistor 25 becomes more positive until it turns on completely and transistor 3I is blocked at the same time will. The positive voltage now present at the base of the transistor 33 with respect to the supply line 5 makes it Transistor conductive. This causes the relay 35 to pick up and the switch 36 to close.
Tritt also innerhalb Ablauf der durch'den Widerstand 23 und die Kapazität des Kondensators 27 bestimmten Entladezeit kein neues Η-Potential auf, das den Transistor 22 durchschaltet, wird danach der Heizstromkreis der Heizvorrichtung geschlossen.So occurs within the expiry of the resistance 23 and the capacitance of the capacitor 27 does not have a new Η potential that switches the transistor 22 through, while the discharge time is determined, the heating circuit of the heating device is then closed.
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Wechselt vor Ablauf dieser Zeit das an der Basis des Transistors 22 anliegende L-Potential wieder zu einem H-Potential, so bleibt der Transformator 25 und der Transformator 33 gesperrt und der Schalter 36 geöffnet. Die Laufzeit des Miller-Integrators wird bei dieser Ausführung so bemessen, daß bei funktionsfähiger Sauerstoffmessonde immer ein Wechsel des Ausgangssignals vor Ablauf dieser Zeit auftritt und die Transistoren 25 und 33 praktisch bei betriebsbereiter Sonde ständig gesperrt bleiben. Durch diese Schaltvorrichtung wird also zunächst die noch kalte Sauerstoffmessonde mit dem Einschalten der Regelung beheizt und diese Beheizung ab dem Augenblick abgeschaltet ab dem die Sonde in ausreichend schneller Folge Steuersignale mit unterschiedlichem Potential abgibt.If the L potential applied to the base of the transistor 22 changes again to an H potential before this time has elapsed, so the transformer 25 and the transformer 33 remain blocked and the switch 36 is open. The running time of the Miller integrator is dimensioned in this version in such a way that with a functional oxygen measuring probe there is always a change in the Output signal occurs before this time has elapsed and the Transistors 25 and 33 practically remain permanently blocked when the probe is ready for operation. This switching device is so first the still cold oxygen measuring probe with switching on heated by the control system and this heating is switched off from the moment the probe is activated in sufficiently rapid succession Emits control signals with different potential.
Diese Schaltvorrichtung würde grundsätzlich auch dann funktionieren, wenn statt des Widerstands 24 und dem Transistor 40 eine direkte Verbindung zwischen dem Widerstand 23 und der Versorgungsleitung 10 bestehen würde. Mit Hilfe des Transistors 40 in Verbindung mit dem Impulsformer 4l kann nun aber der Zeitablauf des Miller—Integrators drehzahlabhängig gesteuert werden. Dabei wird der Transistor mit drehzahlabhängiger Frequenz einmal gesperrt und einmal durchgeschaltet. In den Zeitabschnitten, in denen der Transistor 40 gesperrt ist, läuft der Entladungsvorgang nur längsam über den zusätzlichen Widerstand 24 ab. Bei durchgeschaltetem Transistor erfolgt dieser Entladungsvorgang schneller, so daß sich eine treppenförmig verzögerte Entladungscharakteristik ergibt. Mit steigender Drehzahl erhöht sich die Dauer pro Zeiteinheit, für die der Transistor 40 durchgeschaltet ist, so daß bei hoher Drehzahl, bei der auch bei betriebsbereiter Sauerstoffmessonde eine höhere Folge der Spannungssignale auftritt, der Zeitablauf des Miller-Integrators gegenüber niedrigen Drehzahlen verkürzt wird. Dies hat den Vorteil, daß in allen Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine ein zu kalter Zustand der Sauerstoffmessonde schnell erfaßt und die Beheizung eingeschaltet werden kann.In principle, this switching device would also work if instead of the resistor 24 and the transistor 40 a direct connection between the resistor 23 and the supply line 10 would exist. With the help of the transistor 40 in connection with the pulse shaper 4l, however, the timing can now of the Miller integrator can be controlled as a function of the speed. The transistor operates at a frequency that depends on the speed blocked once and switched through once. In the time segments in which the transistor 40 is blocked, the discharge process runs only slowly over the additional resistor 24. When the transistor is switched on, this discharge process takes place more quickly, so that one is delayed in the form of a staircase Discharge characteristic results. With increasing speed, the duration per unit of time for which the transistor increases 40 is switched through, so that at high speed, at which even when the oxygen measuring probe is ready for operation, a higher result of the Voltage signals occurs, the time lapse of the Miller integrator is shortened compared to low speeds. this has the advantage that in all operating ranges of the internal combustion engine an excessively cold state of the oxygen measuring probe is quickly detected and the heating can be switched on.
Statt des in dem Ausführungsbeispiel vorgesehenen Relais kann in anderer Ausgestaltung der Schaltung die Heizvorrichtung auchInstead of the relay provided in the exemplary embodiment, the heating device can also be used in another configuration of the circuit
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- 10 ORIGINAL INSPECTED- 10 ORIGINAL INSPECTED
als Köllektorwxderstand in der Emitter-Kollektor-Strecke des Trarxsistors 33 liegen.as a Köllektorwxderstand in the emitter-collector route of the Trarxsistors 33 lie.
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