DE2617347A1 - Gemisch-regelsystem - Google Patents
Gemisch-regelsystemInfo
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- DE2617347A1 DE2617347A1 DE19762617347 DE2617347A DE2617347A1 DE 2617347 A1 DE2617347 A1 DE 2617347A1 DE 19762617347 DE19762617347 DE 19762617347 DE 2617347 A DE2617347 A DE 2617347A DE 2617347 A1 DE2617347 A1 DE 2617347A1
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- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
PATENTANWALTS A. GRÜNECKER
H. KINKEUDEY
W. STOCKMAlR
OO Π Ο/Τ Κ. SCHUMANN
m
ZO I / WH / OR RER NAT.-DlPL-PMYa
P. H. JAKOB
DlPL-INa
G. BEZOLD
MÜNCHEN E. K. WEIL
LINDAU 8 MÜNCHEN 22
21. April 1976
P 10 323
Nissan Motor Company, Limited
No. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan
Die Erfindung betrifft Gemisch-Eegelsysteme für Verbrennungsmotoren
und insbesondere ein Gemisch-Regel syst em mit einem geschlossenen
Regelkreis für Verbrennungskraftmaschinen, wobei die Auspuffgaszusammensetzung bestimmende Messfühler, welche
fehlerkorrigiert sind, verwendet werden.
Bei einem Gemisch-Regelsystem mit geschlossenem Regelkreis ist
ein die Auspuffgaszusammensetzung ermittelnder Messfühler vorgesehen,
der ein die Konzentration einer bestimmten Komponente der Auspuffgase wiedergebendes elektrisches Signal erzeugt und
das Luft-Kraftstoffverhältnis innerhalb eines schmalen Bereiches
in der Nähe des stöchiometrischen Verhältnisses steuert,
bei dem der katalytische Umsetzer mit grösstem Wirkungsgrad arbeitet. Die Funktionskennlinie des Messfühlers ändert sich
jedoch in Abhängigkeit von der Temperatur und in Abhängigkeit von der Betriebsdauer.
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ORfGiNAL INSPECTED
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gemisch-Regelsystem
für Verbrennungsmotoren zu schaffen, das die bei einem die Auspuffgaszusammensetzung ermittelnden Messfühler
auftretenden Fehler kompensiert, die auf Grund von Temperaturänderungen
und in Abhängigkeit von der Betriebsdauer auftreten.
Diese Aufgabe wird durch die in Ansprüchen 1, 2, 55 10 und 11
angegebenen Gemisch-Regelsysteme gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser erfindungsgemässen Gemisch-Regelsysteme
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein erfindungsgemässes Gemisch-Regelsystem für einen Verbrennungsmotor
besitzt einen ersten und einen zweiten, die Auspuffzusammensetzung feststellenden Messfühler mit unterschiedlichen
Ausgangskennlinien, jedoch mit gleichem Ausgangspegel bei einem vorgegebenen Luft-Kraftstoffverhältnis des Gemisches, mit dem
ersten und zweiten Messfühler in Verbindung stehende Schaltungsteile, die ein Signal erzeugen, welches frei von Fehlern ist,
welche auf Grund von Änderungen der Funktionskennlinien des ersten und zweiten Messfühlers auftreten, sowie eine Regelschaltung,
die das Signal in einer geeigneten Form moduliert, um das Luft-Kraftstoffverhältnis des Gemisches auf einen vorgegebenen
Wert einzustellen.
Gemäss einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
weist der erste, die Auspuffgaszusammensetzung feststellende
Messfühler eine mit zunehmendem Luft-Kraftstoffverhältnis ansteigende
Ausgangskennlinie auf, wogegen die Ausgangskennlinie des zweiten Messfühlers, bei zunehmendem Luft-Kraftstoffverhältnis
abfällt. Der erste und zweite Messfühler stellen jeweils Ausgangssignale bereit, die sich in Abhängigkeit von auf die Messfühler
einwirkenden äusseren Einflüssen in entgegengesetzten
Sinne ändern- Ein Vergleicter ist dafür vorgesehen, um ein Ausgangssignal
zu erzeugen, das die Differenz zwischen den Ausgangssignalen des ersten und zweiten Messfühlers wiedergibt. Die
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von den Messfühlern bereitgestellten Ausgangssignale werden so eingestellt, dass sie bei einem vorgegebenen Luft-Kraftstoffverhältnis
gleiche Ausgangspegel besitzen, so dass das Ausgangssignal des Vergleichers bei diesem vorgegebenen Verhältnis Null
ist. Vom Vergleicher wird ein fehlerfreies Ausgangssignal bereitgestellt,
da sich die gegebenenfalls auftretenden Abweichungen vom vorgegebenen Wert auf Grund der Änderung der Kennlinien
im entgegengesetzten Sinne aufheben.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der erste Messfühler eine sich allmählich ändernde, stetig verlaufende
Ausgangskennlinie auf, wogegen der zweite Messfühler eine sich schnell, abrupt ändernde Ausgangskennlinie mit gleichem
Ausgangswert bei vorgegebenem Luft-Kraftstoff verhältnis
aufweist. Ein Mom ent anwert spei eher ist vorgesehen, um das vom
ersten Messfühler bereitgestellte Ausgangssignal zu tasten, wenn
sich der Ausgangswert des zweiten Messfühlers plötzlich ändert. Das getastete Ausgangs signal wird gespeichert und mit dem Momentanwert
des vom ersten Messfühler bereitgestelltenAusgangssignal verglichen. ■
Die gestellte Aufgabe wird auch durch ein Gemisch-Hegel system gelost, bei dem der erste und zweite, die Auspuffgaszusammensetzung
feststellende Messfühler jeweils mit fehlerkompensierenden
Potentiometern verbunden sind, die ihrerseits mit einer
Zeitmesseinrichtung oder einem Anzeigegerät, beispielsweise einem Tachometer, wirkungsmässig verbunden sind. Durch die Verbindung
zwischen den Potentiometern und dem Tachometer wird der veränderliche Abgriff der jeweiligen Widerstandselemente
im engen Zusammenhang mit einer Änderung der Funktionskennlinien der zugehörigen Messfühler verschoben, so dass jeder
an den Messfühlern auftretender !Fehler kompensiert werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise
näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 das Blockschaltbild einer ersten beTorzugten Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 2 das Blockschlatbild einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 3 eine Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführ
ungsfοnn,der Erfindung,
Fig. 4 eine Abwandlung der in Fig. 2 dargestellten zweiten Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 5 und 6 weitere Ausführungsformen der Erfindung,
Fig.7a und 7b graphische Darstellungen der Ausgangskennlinien
der in Fig. 1 dargestellten Messfühler zum Feststellen der Auspuffgaszusammensetzung,
Fig. 8 und 9 graphische Darstellungen, die der Erläuterung des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispieles dienen,
Fig.10 graphische Darstellungen der Ausgangskennlinien der in
Fig. 3 dargestellten Messfühler, und
Fig.11 eine graphische Darstellung, die der Erläuterung des in
Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiels dient.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemässes Luft-Kraftstoffgemisch-Regelsystem
mit geschlossenem Regelkreis schematisch dargestellt. Das Regelsystem enthält im allgemeinen eine mit einem
Verbrennungsmotor 12 verbundene Luft-Kraftstoff-Dosiereinrichtung
10, beispielsweise mit Kraftstoffeinspritzung oder in Form eines ein- und ausschaltbaren Vergasersystems, an der Auspuffleitung
der Maschine angeordnete Messfühler 14 und 15 für die
Auspuffgas-Zusammensetzung und einen katalytisehen Umsetzer 16. Eine Fehlerkorrekturschaltung 18 steht gemäss der vorliegenden
Erfindung mit den Messfühlern 14 und 15 in Verbindung und liefert
ein Signal, das frei von Temperatur Schwankungen ist, die auf die Messfühler Einfluss nehmen. Ein üblicher Proportional-Int^al-Regler
20 ist dafür vorgesehen, um die Amplitude des von der Fehlerkorrekturschaltung 18 bereitgestellten Ausgangssignales
entsprechend den vorbestimmten Verstärkungseigenschaften bzw. "Kennlinien" zu modulieren und eine Proportional- und Integral-KompensaiLon
zu schaffen. Dieses Signal wird dann einem Impulsbreitenmodulator 22 zugeleitet. Ein Impulsgenerator 24 stellt
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dem Impulsbreitenmodulator 22 eine Impulsfolge vorgegebener Frequenz bereit, um die Impulsbreite entsprechend der Reglerausgangs
spannung zu modulieren. Über die Leitung 26 gelangt das Ausgangssignal des Impulsbreitenmodulators 22 zur Luft-Kraftstoff-
Dosiereinrichtung, um das Luft-Kraftstoffverhältnis
proportional zur Breite der angelegten Impulse zu steuern.
Gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung stellt der
Messfühler 14 die Sauerstoffkonzentration in den Auspuffgasen fest und liefert ein Ausgangssignal, das bei zunehmendem Luft-Kraftstoff-Verhältnis
eine abfallende Kennlinie aufweist (vgl. Kurve a in Fig. 7a), wogegen der Messfühler 15 die Kohlenmonoxid-Konzentration
oder die Konzentration der Kohlenwasserstoff-Verbindungbzw.-Verbindungen
feststellt und eine Ausgangsspannung liefert, die mit zunehmendem Luft-Kraftstoffverhältnis
ansteigt (vgl. Kurve b in Fig. 7a). Die Ausgangsspannungen der
Messfühler 14 und 15 werden Regelverstärkern 28 bzw 30 und
dem nicht invertierenden bzw. invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers
32 der Fehlerkorrekturschaltung 18 zugeführt.
Der Verstärker 32 erzeugt ein Ausgangssignal, das die Differenz
zwischen den beiden gemessenen Spannungen wiedergibt. Die jeweiligen Verstärkungsfaktoren der Verstärker 28 und 30 sind
so eingestellt, dass die Kurven a und b sich in einem Punkt schneiden, der einem vorgegebenen Luft-Kraftstoffverhältnis
entspricht, bei dem der katalytische Umsetzer 16 mit der grössten
Wirksamkeit bei der Umsetzung arbeitet. Der Differenzverstärker 32 stellt ein Ausgangssignal bereit, das während der
Zeit positiv ist, während der der Messfühler 14 ein grösseres Ausgangssignal als der Messfühler 15 liefert. Das Ausgangssignal
des Differenzverstärkers 32 ist dagegen negativ, wenn diese
Beziehung umgekehrt ist, wie es in Fig. 7b dargestellt ist. Das vom Verstärker 32 bereitgestellte Differenz-Ausgangssignal wird
einem Proportional-Integral-Regler 20 (nachfolgend mit PI-Regler abgekürzt) zugeführt, indem die Breite des Steuerimpulses
bei positivem Eingangssignal vergrössert und bei negativem Eingangssignal verkleinert wird. Entsprechend wird das Luft-Kraftstoff
verhältnis bei positivem Eingangssignal vergrössert und
bei negativem Eingangssignal verringert. Wenn sich die Ausgangs-
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signale der Messfühler 14- und 15 auf Grund von Temperaturänderungen
bzw. -Schwankungen in entgegengesetzten Eichtungen ändern (vgl. die Kurven a1 und b')>
so heben sich diese Änderungen im Ausgangssignal des Differenzverstärkers 32 (vgl. Kurv© c)
auf und Temperaturänderungen beeinflussen daher nicht die Ausgangsspannung.
Gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung stellen die beiden Messfühler 14- und 15 die Sauerstoffkonzentration der
Auspuffgase mit unterschiedlichen Ausgangs-Kennlinien fest (vgl. KLg. 8). Der Messfühler 14- liefert ein Ausgangssignal mit einer
stetig, allmählich abnehmenden Kennlinie, wenn das Luft-Treibstoff
verhältnis zunimmt (Kurve a), wogegen der Messfühler 15 ein Ausgangssignal liefert, das bei einem bestimmten Luft-Kraftstoff
verhältnis, bei dem der katalytisch^ Umsetzer 16 am wirksamsten arbeitet, eine plötzliche, schnelle Änderung zeigt
(Kurve b). Diese Kurven schneiden sich an einem Punkt, der dem vorgegebenen Luft-Kraftstoffverhältnis entspricht, und bei
dem eine Ausgangsspannung V^ auftritt. In Fig. 2 wird die vom
Messfühler 14- bereitgestellte Ausgangsspannung im Verstärker 32
einer Fehlerkorrekturschaltung 19 verstärkt und dem nicht invertierenden Eingang einesDifferenzverstärkers 34- und gleichzeitig
einem Analogschalter oder einem Tor bzw. einem Verknüpfungsglied 36 zugeleitet. Das vom Messfühler 15 kommende Ausgangssignal wird
dagegen einem Pegeldetektor 38 zugeführt. Dieser Pegeldetektor liefert ein Ausgangsignal, wenn das Ausgangssignal des Messfühlers
15 einen scharfen, plötzlichen Übergang beim vorgegebeen Luft-Kraftstoffverhältnis aufweist. Eine Torsteuerschaltung
liefert dann, wenn der Pegeldetektor 38 ein Ausgangssign al bereitstellt,
einen Torsteuerimpuls für das Tor 36, um die verstärkte
Ausgangsspannung des Messfühlers 14- zu einer Speicherschaltung
4-2 durchzulassen, die als Speicherkondensator vorliegt. Der
Steuerimpuls weist eine vorgegebene Impulsbreite auf, so dass der Kondensator während dieser Impulsdauer auf die Eingangsspannung
aufgeladen wird. Der Kondensator bleibt auf dieser Spannung, bis der nächste Steuerimpuls auftritt. Die Spannung am
Ausgang der Speicherschaltung 4-2 wird mit einem Eegelverstärker
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44 verstärkt und dem invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers
34 zugeleitet. Der Regelverstärker 44 kann einen
nicht invertierenden Operationsverstärker und ein veränderliches Dämpfungsglied oder einen veränderlichen Widerstand umfassen,
wobei durch Einstellen des veränderlichen Dämpfungsgliedes bzw. des veränderlichen Widerstandes die Spannung am
invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 34 in Bezug zur Spannung am nicht invertierenden Eingang gebracht wird.
Daher stellt die Spannung V^ der Kurve a die Spannung dar,
die in dem Moment abgegriffen wurde, in dem das vorgegebene Luft-Kraftstoffverhältnis erreicht wird. Diese Spannung V^
wird als Bezugsspannung verwendet, mit dem die momentane, vom Messfühler 14 bereitgestellte Spannung zu irgendeinem Zeitpunkt
verglichen wird. Dieser Bezugswert wird mit einer beim nächsten Steuerimpuls abgetasteten Spannung neu festgelegt.
Es sei nun angenommen, dass eine Änderung im Kennlinienverlauf
des Messfühlers 14 auf Grund einer Temperaturänderung auftrat,
so dass sich die Kurve a nach links verschiebt, wie dies durch gestrichelte Kurve a1 dargestellt ist, wobei sich die Bezugsspannung auf den Wert V~ erniedrigt hat. Da der Zeitpunkt, bei
dem ein steiler Spannungsübergang auftritt, nicht wesentlich von Temperaturänderungen abhängt, und nur eine geringe Spannungsänderung
auf der Seite der Kennlinie mit hohem Spannungspegel auftritt, kann - was den Messfühler 15 betrifft - die
gleiche Ausgangsspannung am Differenzverstärker 34 auftreten,
wie sie auch vorher beim Auftreten von Änderungen des Spannungsverlaufes im Zusammenhang mit dem Messfühler 14 erhalten wurde.
Wenn der katalytisch^ Umsetzer 16 aus einem Dreiwege-Katalysator
besteht, so werden sowohl NO als auch oxidierende Kohlenwasserstoffe
und CO verringert, vorausgesetzt, dass das Luft-Kraftstoffverhältnis innerhalb eines engen Bereichs in der Nähe des
stöchiometisehen Verhältnisses (mit einem Verhältnis von 14,8)
eingestellt bzw. eingeregelt ist. Wenn die schädlichen Auspuffgase mit getrennten Umsetzereinheiten verringert werden,.wird
der Verstärkungsgrad des Verstärkers 44 so eingestellt, dass
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die Bezugsspannung einen Wert aufweist, der nicht dem stö'chiometrischen
Luft-Kraftstoffverhältnis entspricht, um einen optimalen Wirkungsgrad bei der Umsetzung der verschiedenen schädlichen
Bestandteile des Auspuffgases zu erreichen. Indem man beispielsweise den "Verstärkungsgrad ändert, um die Spannung Y^ auf
die Spannung "V^, zu verringern (vgl. Fig. 9a), so geht die Kurve
c in Fig. 9b, die das Aus gangs signal des Differenzverstärkers
wiedergibt, in die Kurve c1 (vgl. Fig. 9c) über, die man auch
erhalten würde, wenn die Kurve b für das Ausgangssignal des Messfühlers 15 nach links verschoben wird und in die gestrichelte
Kurve b1 übergeht. Daher hat sich.die Einstellung des Luft-Kraftstoff
gemisches, bei dem das System geregelt wird, von si
zu s2 verändert.
Der Kennlinienverlauf der Messfühler, die die Auspuffgas-Zusammensetzung
feststellen, ändert sich auch in Abhängigkeit von der Betriebsdauer. Die in.Fig. 3 dargestellte Schaltungsanordnung
ist dafür vorgesehen, ein zeitabhängiges Fehlersignal der Messfühler 14 und 15, die bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung
verwendet werden, auszuschalten. In Fig. 3 sind Potentiometer 46 und 43 zwischen den Ausgang der Verstärker 28 bzw. 30 und
Masse gelegt, wobei die veränderlichen Abgriffe mit dem nicht invertierenden bzw. invertierenden Eingang des Differenzverstärkers
32 verbunden sind. Die Abgriffe dieser Potentiometer
sind mit einem Zeitmess-Gerät 50, beispielsweise einem Tachometer, so verbunden, dass sich die Abgriffe mit der Anzeige des
Tachometers 50 lagemässig verändern, so dass Fehler, die am
Abgriff auf Grund einer Alterung der Messfühlers, die die Zusammensetzung der Auspuffgase messen, und die auch mit der
Betriebsdauer des Motors 12 in "Verbindung stehen, ausgeschaltet werden.Angenommen ,die Funktionsweise der Messfühler 14· und 15
unterliegt einer solchen Änderung, dass die Kennlinien der Ausgangspannungen in die gleiche Richtung verschoben werden, wie
dies durch die gestrichelten Kurven a' bzw. b1 dargestellt ist,
so werden die Abgriffe der Potentiometer 46, 48 auf Grund der Verbindung mit dem Tachometer so verschoben, dass die Spannung
am Abgriff des Potentiometers 46 absinkt, was zur Folge hat, dass die Kurve a' in die durch die ausgezogene Linie a dargestellte
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Lage verschoben wird. Dagegen nimmt die Spannung am Abgriff des Potentiometers 48 zu, wodurch die Kurve V in die durch die
ausgezogene Kurve b dargestellte Lage verschoben wird. Durch diese Korrekturen kann das System auf ein vorgegebenes Luftkraft
stoff verhältnis eingestellt bzw. eingeregelt werden, bei
dem für einen bestimmten Typ von katalytischem "Umsetzer die optimale Wirkung bei der Umsetzung erreicht wird.
In Fig. 4 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, in der die Korrekturschaltung 19 von Fig. 2 abgewandelt ist, um den zeitabhängigen
Fehler, der auf Grund der Messfühler 14 und 15 mit
den in Fig. .8 dargestellten Kennlinien auftritt, zu kompensieren. Die in Fig. 4 dargestellte Korrekturschaltung 19 besitzt ein
Potentiometer 52, das zwischen dem Ausgang des Verstärkers 32
und Masse liegt. Der veränderliche Abgriff des Potentiometers 52 ist mit dem nicht invertierenden Eingang des Differenzverstärkers
34 verbunden. Der Abgriff ist über eine gestrichelt dargestellte mechanische Verbindung wirkungsmässig mit dem Tachometer
54 verbunden. Der Ausgang des Messfühlers 15 ist mit
einem Verstärker 56 verbunden, der einem Eingang einer Vergleichsstufe
58 ein.Ausgangssignal bereitstellt. Am anderen
Eingang der Vergleichsstufe 58 liegt eine Bezugsspannung an, die
am Abgriff eines Potentiometers 60 auftritt, das in Reihe mit einem Widerstand 62 zwischen die Spannungsquelle Vcc und Masse
geschaltet ist. Der Abgriff des Potentiometers 60 ist in entsprechender Weise über eine mechanische Verbindung, die strichliniert
dargestellt ist, mit dem Tachometer 5^ verbunden. Wie im
Zusammenhang mit den vorangegangenen Ausführungsbeispielen beschrieben
wurde, sind die Abgriffe dieser Potentiomter mit dem Tachometer 54 so verbunden, dass sich die Abgriff- bzw. Kontaktstellen
bei den jeweiligen Widerstandselementen in Abhängigkeit
von der Betriebsdauer der Messfühler ändern. Angenommen, dass der Messfühler 15, der amplitudenmässig eine scharfe Kennlinienänderung
aufweist, zu Beginn der Betriebsdauer ein Ausgangs- . signal mit 400 mV beim stöchiometrischen Verhältnis erzeugt
(vgl. die Kurve a in Fig. 11). Nach einer Fahrt von 50 km ist
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die Ausgangsspannung beim gleichen stöchiometrisehen Verhältnis
auf 300 'mV abgefallen, wie dies durch die Kurve b in Fig. 11
dargestellt ist- Während dieser Betriebsdauer hat sich die Bezugsspannung am Eingang der Vergleichs stuf e 58 um 100 'mV
verringert, bei der der Pegeldetektor 38 ein Ausgangssignal
liefert, das anzeigt, dass das stöchiometri sehe Verhältnis
durch die KorrekturverSchiebung des Abgriffes des Potentiometers
60 erreicht ist. Der durch den Messfühler 14-, welcher eine allmählich sich ändernde Ausgangskennlinie aufweist, hereingebrachte
Fehler wird durch die Ko rrekturver Schiebung des Abgriffe's
des Potentiomters 52 ausgeglichen und die korrigierte,
richtige Spannung wird in der gleichen Weise wie zuvor beschrieben, abgetastet.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem zur Verringerung der schädlichen Auspuffgase ein thermischer
Reaktor 64- verwendet wird. Ein Temperaturfühler 66 ist an der Wand der Reaktorkammer angebracht und stellt entsprechende
elektrische Signale bereit, die im Proportional-Integral-Regler 20 amplitudenmoduliert und danach in eine Impulsfolge mit einer
Impulsbreite umgesetzt werden, die vom Steuersignal festgelegt wird. Ein Stellglied 69 wird durch den Impuls gesteuert und
liefert zusätzlichen Sauerstoff über eine Luftpumpe 71 an den
thermischen Reaktor 64·. Eine Fehlerkorrekturschaltung 68 liegt zwischen dem Ausgang des Temperaturfühlers 66 und dem Eingang
des Reglers 20, um die am Ausgangssignal des Temperaturfühlers
66 auftretenden Fehler, welche durch Änderungen der Wirkungsweise des thermischen Reaktors 64- mit der Zeit auftreten, zu
kompensieren. Die in Fig. 6 dargestellte Korrekturschaltung 68 besitzt einen Verstärker 70, der das vom Temperaturfühler 66
bereitgestellte Signal verstärkt und es einem Eingang eines Vergleichers 72 zuleitet. Zwischen der Spannungsquelle Vcc und
Masse ist ein aus einem Widerstand 74- und einem dazu in Reihe
geschalteten Potentiometer 76 bestehender Spannungsteiler geschaltet.
Die Bezugsspannung wird vom veränderlichen Abgriff des Potentiomters 76 abgenommen, der mit dem anderen Eingang
des Vergleichers 72 und weiterhin wirkungsmässigmit dem Tacho-
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meter 78 verbunden ist. Auf Grund der wirkungsmassigen Verbindung des Tachometers 78 und des Abgriffes des Potentiometers 72
kann sich die Spannung am Abgriff in Abhängigkeit von der Betriebsdauer
des Heaktors in der gleichen Weise, wie zuvor beschrieben wurde, ändern. Der Vergleicher 72 liefert ein Ausgangssignal,
wenn das am Verstärkerausgang auftretende Signal die Bezugsspannung erreicht. Wenn dies eintritt, erzeugt der
Proportional-Integral-Regler 20 ein Steuersignal, mit dem die
Breite des vom Modulator 22 bereitgestellten Impulses moduliert wird.. Die aktive Zeit des Stellgliedes 69 wird daher durch die
Breite des Steuerimpulses bestimmt und dem thermischen Reaktor 64· wird eine zusätzliche Menge an Sauerstoff zugeführt, die
zur Verringerung der schädlichen Auspuffgase erforderlich ist. Durch diese Regelung wird sichergestellt, dass'der Reaktor 64-immer
unter optimalen Bedingungen arbeitet. Während der Betriebsdauer wird die Bezugsspannung in Abhängigkeit eines vorgegebenen
Zeitplanes bzw. einer vorgegebenen Einrichtung gesteuert, die in die Verbindung zwischen dem Abgriff des Potentiometers
76 und dem Tachometer 78 eingebaut ist, um den Fehler auszugleichen,
der auf Grund der Änderung der Reaktor-Arbeitsweise
während der Betriebsdauer auftritt.
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Claims (10)
- PatentansprücheGemisch-Regelsystem für einen Verbrennungsmotor, g e kennz eichnet durch eine erste (14-) und eine zweite Einrichtung (15) 5 die die Zusammensetzung der Auspuffgase des Motors (12) messen und in Abhängigkeit vom Luftkraftstoffverhältnis des Gemisches Signale unterschiedlicher Amplitude erzeugen, mit den ersten und zweiten Einrichtungen (14-, 15) zur Messung der Auspuffgaszusammensetzung verbundene Schaltungsteile (18, 19, 68), die ein Signal frei von einem Fehler erzeugen, welcher auf Grund von Änderungen der Funktionskennlinie der ersten und zweiten Einrichtungen (14-, 15) zur Messung der Auspuffgaszusammensetzung auftritt, und auf das fehlerfreie Signal ansprechende Einrichtungen (10), die das Gemisch auf ein vorgegebenes Luftkraftstoffverhältnis einstellen.
- 2. Gemisch-Regelsystem für einen Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung (15)» die ein erstes, die Auspuffgaszusammensetzung des Motors (12) wiedergebendes Signal erzeugt, dessen Amplitude bei Ansteigen des Luft-KraftStoffverhältnisses des Gemisches zunimmt, eine zweite Einrichtung (14-), die ein zweites, die Auspuffgaszusammensetzung des Motors (12) wiedergebendes Signal erzeugt, dessen Amplitude bei Ansteigen des Luft-KraftstoffVerhältnisses des Gemisches abnimmt, wobei die Amplitude des ersten und zweiten Signals sich in Abhängigkeit von äusseren Einflüssen in entgegengesetztem Sinne ändern und bei einem vorgegebenen Wert des Luft-KraftstoffVerhältnisses gleiche Ausgangspegel aufweisen, Vergleicher stuf en (32, 34-), die die Amplituden des ersten und zweiten Signals vergleichen und ein die Differenz zwischen diesen Signalen wiedergebendes Signal ■bereitstellen und eine Regelschaltung (20), die das Differenzsignal in eine geeignete Form moduliert, um das609845/0312Luft-Kraftstoffverhältnis des Gemisches auf einen vorgegebenen Wert vor der Verbrennung einzustellen.
- 3- Gemisch-Regel syst em nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die das erste Signal erzeugende Einrichtung (15) einen ersten die Auspuffgaszusammensetzung bestimmenden Messfühler mit einer bei Zunahme des Luft-Kraft stoff Verhältnisses ansteigenden Ausgangskennlinie, die das zweite Signal erzeugende Einrichtung (14), einen zweiten die Auspuffgaszusammensetzung bestimmenden Messfühler mit einer bei Zunahme des Luft-KraftstoffVerhältnisses abfallenden Ausgangskennlinie. . - aufweist und Einrichtungen (28, 30) vorgesehen sind, um die relativen Werte der Ausgangssignale des ersten und zweiten Messfühlers (15ϊ 14) so einzustellen, dass vom ersten und zweiten Messfühler (15, 16) bei einem vorgegebenen Luft-Kraftstoff verhältnis das gleiche Ausgangssignal bereitgestellt wird.
- 4. Gemisch-Regelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3» gekennzeichnet durch Einrichtungen (50, 54, 78)» die die Betriebsdauer des Motors (12) festhalten und Einrichtungen (46, 48; 52, 60, 62; 74,76), die die Amplituden der Ausgangssignale des ersten und zweiten Messfühlers (15, 14) in Abhängigkeit von der festgehaltenen Zeitdauer ändern, so dass Fehler kompensiert werden, die auf Grund von Änderungen der Funktionskennlinie des ersten und zweiten Messfühlers (15, 14) während der festgehaltenen Zeit auftreten können.
- 5. Gemisch-Regelsystem für einen Verbrennungsmotor gekennzeichnet durch einen ersten, die Auspuffgaszusammensetzung bestimmenden Messfühler (14) mit einer Ausgangskennlinie, die sich in Abhängigkeit vom Luft-Kraftstoffverhältnis des Gemisches allmählich ändert, einen zweiten, die Aus-609845/03122G17347puffgaszusammensetzung bestimmenden Messfühler (15) einer Ausgangskennlinie, die sich bei einem vorgegebenen Wert des Luft-Kraftstoffverhältnisses schnell ändert, ein Schaltungsteil (19) > das das Ausgangssignal des ersten Messfühlers (14·) tastet, wenn sich der Signalpegel des Ausgangssignals des zweiten Messfühlers (15) ändert und diesen Momentanwert aufrechterhält, bis die nächste Änderung im Ausgangssignal des zweiten.Messfühlers (15) auftritt, eine Vergleicherstufe (34), cLie den Momentanwert des vom ersten Messfühlers (14) bereitgestellten Ausgangs sign al s mit dem getasteten Ausgangssignal vergleicht und ein Ausgangs signal bereitstellt, das die Differenz der verglichenen Ausgangssignale wiedergibt, und eine Regelschaltung (20), die das Ausgangssignal in einer geeigneten Form moduliert, um das Luft-Kraftstoffverhältnis des Gemisches auf den vorgegebenen Wert vor der Verbrennung einzustellen.
- 6. Gemisch-Regelsystem nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsteil (I9),der das Ausgangssignal tastet, Einrichtungen (38) zum Feststellen der Änderung im Ausgangssignal des zweiten Messfühlers (15)> eine Speicherstufe (42) und Schaltungsstufen (36, 40) aufweist, um das vom ersten Messfühler (14) kommende Ausgangssignal bei Feststellung der Änderung im Ausgangssignal des zweiten Messfühlers (15) an die Speicherstufe (42) durchzulassen.
- 7. Gemisch-Eegelsystem nach einem der Ansprüche 5 und 6, gekennzeichnet durch eine mit der Speicherstufe (42) verbundene Vergleicherstufe (44), die die Grosse des gespeicherten Ausgangssignales des ersten Messfühlers (14) in Abhängigkeit vom Momentanwert des Ausgangssignals vom ersten Messfühler (14) steuert.
- 8. Gemisch-Regelsystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7» gekennzeichnet durch einen Vergleicher (58), dessen er-609845/0312ster Eingang mit dem zweiten Messfühler (15) v&& dessen zweiter Eingang mit einer veränderlichen Spannungsquelle (60, 62) verbunden ist, und Einrichtungen (5^), die die' Betriebsdauer des Motors (12) feststellen und die veränderliche Spannung in Abhängigkeit von der festgestellten Zeitdauer steuern, wobei der Vergleicher (58) nur dann ein Ausgangssignal bereitstellt, wenn die gesteuerte veränderliche Spannung erreicht wird und das Ausgangssignal des Vergleichers (58) der Pegelfeststell.einrichtung (38) zugeführt wird.
- 9- Gemisch-Regelsystem nach einem der Ansprüche 5 "bis 8, gekennzeichnet durch einen zwischen dem ersten Messfühler (14·) und der Vergleichsstufe (32O liegenden Regerverstärker (4-4) und Einrichtungen (54), die die Betriebsdauer des Motors (1.2) feststellen und das Ausgangssignal des Regelverstärkers (44) in Abhängigkeit von der festgestellten Betriebsdauer steuern.
- 10. Gemisch-Regelsystem für einen Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch einen mit der Auspuffleitung des Motors (12) in Verbindung stehenden thermischen Reaktor (64), der die schädlichen Auspuffgase reduziert, einen Temperaturfühler (66), der ein die Temperatur im thermischen Reaktor (64) wiedergebendes Ausgangssignal bereitstellt, Schaltungsteile (69, 7Ot die dem thermischen Reaktor (64) zusätzliche Luft zuführen,·einen Schaltungsteil (68), der das Ausgangssignal mit einer veränderlichen Grosse vergleicht und ein Ausgangssignal bereitstellt, das die Differenz des vom Temperaturfühler (66) bereitgestellten Ausgangssignales und der veränderlichen Grosse nach dem Vergleich wiedergibt, eine Regelschaltung (20), die das Differenzsignal in einer geeigneten Form moduliert, um die Luftzufuhr-Einrichtungen (69, 7Ό zu steuern und eine Einrichtung (78), die die Betriebsdauer des Motors (12) feststellt und die veränderliche Grosse in Abhängigkeit6098 457 03 12von der festgestellten Betriebsdauer so einstellt, dass eine .änderung der Punktionskennlinie des thermischen Reaktors (64) während der Betriebsdauer kompensiert wird (Pig, 5, 6). ■11« Gemi s ch-Ee gel syst em für einen Verbrennungsmotor, gekennzeichnet durch einen ein die gemessene Zusammensetzung wiedergebendes Signal erzeugender Messfühler (14, 15) für die Auspuffgaszusammensetzung, eine Einrichtung (32, 34, 72), die das die Zusammensetzung wiedergebende Signal mit einem veränderlichen Bezugspegel vergleicht und ein Signal bereitstellt, das die Differenz zwischen dem die Zusammensetzung wiedergebenden Signal '. und dem Bezugspegel wiedergibt, eine Regelschaltung (20), der das Signal von der Vergleicherstufe (32, 34, 72) zugeführt wird und eine vorgegebene Ansprechkennlinie -. aufweist, um ein Steuersignal zu erzeugen, eine Einrichtung (10), die in Abhängigkeit vom Steuersignal Luft-Kraftstoffgemisch dem Motor (12) bereitstellt, Einrichtungen (50, 54, 78), die die Betriebsdauer des Motors (12) feststellen, sowie Einrichtungen (46, 48; 52, 60, 62; 74, 76), die den Bezugspegel in Abhängigkeit von der festgestellten Betriebsdauer des Motors (12) ändern und Fehler kompensieren, die auf Grund einer .änderung der Punktionskennlinie des die Auspuffgaszusammensetzung feststellenden Messfühlers (14, 15) während der Betriebsdauer auftreten.609845/0312
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