DE2626226A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der dauer von kraftstoffeinspritzimpulsen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der dauer von kraftstoffeinspritzimpulsen

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DE2626226A1
DE2626226A1 DE19762626226 DE2626226A DE2626226A1 DE 2626226 A1 DE2626226 A1 DE 2626226A1 DE 19762626226 DE19762626226 DE 19762626226 DE 2626226 A DE2626226 A DE 2626226A DE 2626226 A1 DE2626226 A1 DE 2626226A1
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probe
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comparator
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Otto Dipl Ing Gloeckler
Bernd Dipl Ing Kraus
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441Plural sensors
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Description

  • Schwellwertspannung entgegenschaltet und an seinem Ausgang
  • ein definiertes Schaltsignal zur Verfügung stellt. über geeignete Schaltungsanordnungen werden die so erzeugten, den unterschiedlichen Sonden zugeordneten Schaltsignale zusammengefaßt und einer Integratorschaltung zugeführt, die ein sich kontinuierlich etwa im Sinne einer Sägezahnspannung anderndes Ausgangssignal erzeugt, welches bestimmend in die Gemischzusammensetzung der Brennkraftmaschine eingreift. Dabei können bei einem Aus führ ungsbeispiel die auf die Sondenspannungen zurückzuführenden Ausgangssignale der T'omparatoren abwechselnd auf die Integratorschaltung aufgeschaltet werden, es ist aber auch möglich, die Ausgangssignale der Komparatoren so miteinander zu verknüpfen, daß ein bestimmtes Regelverhalten, beispielsweise eine Zweipunktregelung oder eine Dreipunktregelung erzielt wird.
  • Stand der Technik Es sind schon Systeme vorgeschlagen worden, die die Dauer von einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffeinspritzimpulsen durch Regelung in der Weise bestimmen, daß im Abgaskanal der Brennkraftmaschine nur eine Sonde angeordnet ist, die je nach der der Brennkraftmaschine zugefiilirten Gemisch zusammensetzung (fett oder mager) ein unterschiedliches Schaltsignal in Form einer Sprungfunktion ahgiht, welches als Istwertsignal von der Kraftstoffeinspritzanlage ausgewertet wird und in die Dauer der Kraftstoffeinspritzimpulse bestimmend einareift. Die Grunddauer der Kraftstoffeinspritzimpulse ergibt sich dabei aus der Drehzahl der Brennkraftmaschine und der von ihr angesaugten Luftmenge; die Erzeugung der Araftstoffeinspritzimpulse kann synchron zu den Xurbelwellenumdrehungen der Brennkraftmaschine erfolgen oder es kann auch kontinuierlich eingespritzt werden. Von einem solchen System geht die Erfindung nach der Gattung des Hauptanspruchs aus. Bei den vorgeschlagenen Systemen wird versucht, die Regelung mit nur einer -Sonde auch in Temperaturbereichen aufrechtzuerhalten, die wegen der erheblichen Abkühlung der ii-Sonde als kritisch angesehen werden müssen, und bei Brennkraftmaschinen aufrechtzuerhalten, die beispielsweise über mehr als einen Abgaskanal verfügen, so daß bei nur einer Sonde auch nur die Gemischzusanmensetzung der Motorhälfte oder des Motorteils erfaßt und zur Regelung ausgenutzt wird, in dessen zugeordnetes Abqaskanal sich die A-Sonde befindet.
  • Es ist aber erwünscht, zur Überwachung der Gemischzusammensetzung das Abgas möglichst aller Zylinder zu erfassen und sicherzustellen, daß auch die Temperatur der verwendeten Sonde einen bestimmten unteren Grenzwert, der beispielsweise mit 4000 e angesetzt werden kann, nicht unterschreitet. Bei manchen Motoren lassen sich jedoch diese Forderungen schon aus konstruktiven Gründen nicht erfüllen.
  • Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße System mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß, insbesondere bei größeren Motoren, das Abgas aller Zylinder erfaßt werden kann und daß es im übrigen möglich ist, die Sonden auch an solchen Stellen im Abgaskanalsystem anzuordnen, wo die entsprechend hohen Temperaturen für die Sonde gewährleistet sind. Ist die Sonde an ungünstigen Stellen im Abgaskanal angeordnet, dann kann schon im zwischenzeitlichen Leerlauf oder im Schiebebetrieb eine solche Abkühlung der Sonde erfolgen, daß die Regelung nicht mehr einwandfrei arbeiten kann, daher ermöglicht die Erfindung auch das Aufrechterhalten der Regelung unter ungünstigen Bedingungen.
  • Die in den Unteransprüchen angegebenen Schaltungen sind in vorteilhafter Weise so ausgebildet, daß die Verarbeitung und Aufschaltung der jeweiligen Sondenausgangsspannungen unterschiedliche Regelverhalten des Gesamtsystens bewirken, wie beispielsweise eine Zweipunkt- oder Dreipunktregelung.
  • Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 die bekannte, sehr schematische Darstellung einer Auswerteschaltung für das Sondenspannungsausgangssignal bis zur Bereitstellung des integrierten Signals, welches als rückgeführte Größe in die von der Kraftstoffeinspritzanlage vorgegebene Gemischzusammensetzung eingreift, Fig. 2 ein erstes, relativ einfaches Ausftihrungsbeispiel für die Anschaltung von mehr als einer Sonde an die blicherweise stets vorgesehene Integratorschaltung, Fig. 3 die detaillierte Schaltungsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für die Verbindung von zwei Sonden mit der Integratorschaltung, wobei sich ein Dreipunktregelverhalten des Gesamtsystems ergibt, Fig. 3a eine mögliche Ausführungsform einer NAND-Schaitunq, Fig. 4 ein -.^reiteres Ausführungsbeispiel einer Sonclenspannungs-Auswerteschaltlmg, die zu einer Zweipunktregelung führt und Fig. 4a ein bevorzugtes Ausffihrtmgsheispiel einer in der Schaltung der Fig. 4 verwendeten bistabilen Eiippschaltung.
  • Beschreibung der Erfindung Wie eingangs schon erwähnt, umfaßt die Erfindung den Teil einer Kraftstoffeinsoritzanlaqe, der sich mit der eingangsmäßigen Verarbeitung des als Istwert der Regelung anzusehenden Ausgangssignals der Sonde oder Sauerstoffsonde beschäftigt bis zu dem Schaltungsteil, der an seinem Ausgang das integrierte Signal der je nach Gemischzusammensetzung schwankenden Sondenspannung U erzeugt und es den weiteren Schaltungselemen-5 ten der Krafts toffeinspritzan lage zuleitet, wo diese Ausgangsspannung dann in die Gemischzusammensetzung regelnd eingreift.
  • Diescr Schaltungsbereich ist in Fig. 1 in vereinfachter Darstelluna angegeben; er umfaßt die Sonde 1, die mit dem einen l.incTang einer nachgeschalteten Vergleicher- oder Komparatorschaltung 2 verbunden ist, und einen Spannungsteiler aus den Widerständen 3 und 4, der dem anderen Eingang des Komparators 2 die Schwellwertspannung zuführt, mit der die Sondenausgangsspannung verglichen wird. Diese Schwellwertspannung kann gegebenenfalls veränderbar sein, um Schwankungen der Sondenausgangsspannung in einem kritischen, relativ kühlen Temperaturbereich der Sonde noch sicher zu erfassen. Dem Komparator 2 ist ein Integrator 5 nachgeschaltet, der im einfachsten Fall aus einem Operationsverstärker besteht, über dessen Eingang und Ausgang der Integrierkondensator 6 liegt. Das integrierte Sondenspannungsausgangssignal, das am Ausgang des Integrators 5 in etwa <3ägezahnform und eine Periode hat, die der Totzeit des Systems entspricht, greift dann in die Gemischzusammensetzung ein. Da die übrigen Schaltungselemente einer Kraftstoffeinspritzanlage nicht Gegenstand der Erfindung sind, brauchen diese auch nicht weiter erläutert zu werden; auch die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich ausschließlich auf diesen Schaltungshereich, der die Strecke von der Sonde bis zum Ausgang des Integrators umfaßt.
  • Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der mindestens zwei Sonden eingesetzt werden, um in umfassender Weise die Gemischzusammensetzung zu erfassen. Jeder Sonde 1a und 1b in Fig. 2 ist ein eigener Komparator 2a und 2b zugeordnet, deren Ausgänge über die Emitterkollektorstrecken von Schalttransistoren 7a und 7b mit dem Eingang des nachgeschalteten Integrators 6' verbunden sind.
  • Die Auswertung erfolgt so, daß durch entsprechende Ansteuerung der Basen der Transistoren 7a und 7b, die hier als Schalter arbeiten, die Komparatorausgänge abwechselnd auf den Integrator 6' geschaltet werden, so daß die Regelung abwechselnd einmal gesteuert von der Sonde 1a und zum anderen gesteuert von der Sonde ib arbeitet. flin solches Umschalten zwischen den beiden, an unterschiedlichen Stellen angeordneten Sonden la und 1b ist erwünscht, da die Sonden so angeordnet werden können, daß das Abgas sämtlicher Zylinder einer Brennkraftmaschine erfaßt werden kann. Beispielsweise kann die eine A-oder Sauerstoffsonde zur Erfassung des Abgases einer Motorhälfte eingesetzt werden, während die andere Sonde 1b das Abgas der anderen tlotorhälfte erfaßt. Je nach Art und Aufbau der Brennkraftmaschine und des Abgaskanalsystems kann es dann auch sinnvoll sein, bestimmten Zylindereinheiten ihre jeweils eigene Sonde zuzuordnen. In diesem Fall kann die Sonde auch an Stellen eingesetzt werden, die relativ früh eine entsprechend hohe Temperatur erreichen. Wie bekannt ist es wesentlich, daß die Sonden in einem Temperaturbereich arbeiten, der eine ausreichende Erhitzung der Sonden sicherstellt, so daß die Sondentemperatur bei möglichst allen Betriebszuständen, insbesondere Leerlauf oder Schiebebetrieb beim Bergabfahren, einen Temperaturwert von ca. 4000 C nicht unterschreitet.
  • Durch die Verwendung mehrerer Sonden ist es möglich, diese einmal näher an den Bereichen im Abgaskanalsystem zu montieren, wo die Aufrechterhaltung der notwendigen Sondentemperatur sichergestellt ist und zum anderen, insbesondere bei größeren Brennkraftmaschinen mit einer Vielzahl von Zylindern das Abgas aller Zylinder zu erfassen. Die erfindungsgemäßen Schaltungen stellen dann sicher, daß das auf die EinsDritzanlage rückgefiihrte Istwertsignal im wesentlichen einen Mittelwert der einzelnen Sondenausgangssignale darstellt. Andererseits erlaubt jedoch die Verwendung von mehr als einer 3-Sonde, nämlich die Verwendung von mindestens zwei Sonden auch Regelungserfahren, die bestimmten Besonderheiten von Brennkraftmaschinen oder bestimmten Regelanforderungen gerecht werden, wie weiter unten noch genauer erläutert wird.
  • Das Umschalten zwischen den Sonden 1a und 1b kann drehzahlsynchron oder zeitsynchron erfolgen; bei einer drehzahlsynchronen Umschaltfrequenz, die besonders dann zweckmäßig ist, wenn im restlichen Schaltungssystem der Kraftstoffeinspritzanlage ohnehin schon eine Drehzahlinformation vorliegt, wird dieses Drehzahlsignal der Klemme 10 der Fig. 2 zugeführt und schaltet eine nachgeschaltete Kippstufe 11 periodisch um, so daß deren Ausgangssignale g und Q die Transistoren 7a und 7b abwechselnd leitend steuern. Gegebenenfalls kann eine Untersetzung des Drehzahlsignals durch eine weitere vorgeschaltete kippstufe 12 erfolgen. Der Aufbau solcher Kippstufen, die durch Zuführung eines sich periodisch ändernden Eingangssignals jeweils in ihren anderen Zustand getriggert werden, ist für sich gesehen bekannt und braucht daher nicht weiter erläutert zu werden.
  • Eine feinfühlige Regelung ergibt sich bei Verwendung der in Fig. 3 dargestellten Schaltung zur Erzeugung eines gemeinsa-Form eines men Integratorausgangssignals in v aus mindestens zwei Sondenausgangssignalen gewonnenes Istwertsignal. In Fig. 3 werden die Ausgangssignale der Sonden 1a und 1b logisch in der Weise verknüpft, daß sich die in folgender Tabelle angegebenen Zustände bei der Erzeugung des Istwertsignals und der Regelung ergeben: Sonde 1a Sonde ib Regelung anfetten anfetten anfetten anfetten abmagern blockiert abmagern anfetten blockiert abmagern abmagern abmagern Die Tabelle versteht sich so, daß dann, wenn von beiden Sonden der Befehl "Gemisch anfetten" komnlt, die Regelung in Richtung anfetten läuft; kommt von beiden Sonden der Befehl "abmagern", dann magert die Regelung das der Brennkraftmaschine insgesamt zugeführte Gemisch ab, während dann, wenn die Sonden unterschiedliches Ausgangssignal aufweisen, d.h.
  • wenn die eine Sonde mageres Gemisch und die andere Sonde fettes Gemisch signalisiert, die Regelung blockiert ist und das rückgeführte Istwertsignal auf dem zum fllockierzeitpunkt eingenommenen Wert stehen bleibt. Dadurch werden Schwingungen im Regelsystem vermieden und das gesamte System arbeitet unter Verwendung der in Fig. 3 gezeigten Schaltung nach Art eines Dreipunktreglers mit einem mittleren Totzonenbereich.
  • Erzeugt werden solche Schaltungsfunktioner; dadurch, daß die Ausgänge 15a und 15b der beiden Komparatoren gemeinsam einmal direkt auf ein nachgeschaltetes NAND-Gatter 16 gegeben werden, zum anderen nach Invertierung über Gatterschaltungen 17 und 18 auf ein weiteres NAND-Gatter 19. Die Ausgänge der beiden NAND-Gatter 16 und 19 sind dann mit dem Eingang eines nachgeschalteten NAND-Gatters 20 verbunden, welches mit seinem Ausgang steuernd in das Schaltverhalten eines nachgeschalteten Transistors 21 eingreift, dessen Emitter-Kollektorstrecke mit zwei Schaltungspunkten P1 und P2 verbunden ist, die gebildet sind von einer beispielsweise zwischen Plus- und Minusspannung liegenden spannungsteilerschaltung aus den Wtderständen R1, R2, R3 und R4. Die Schaltungspunkte P1 und P2 sind gebildet jeweils durch den Verbindungspunkt der Widerstände R1 und R2 einerseits und der Widerstände R3 und R4 andererseits. An diese Verbindungspunkte sind weiterhin noch die Emitter zweier Schalttransistoren 25 und 26 angeschlossen, deren Kollektoren zusammengeführt sind und, gegebenenfalls über einen Widerstand 27'mit dem einen Eingang des nachgeschalteten Integrators 5'' verbunden sind. Der andere Eingang des Integrators, der von einem mittels eines Kondensators 6" rückgekoppelten Operationsverstärker gebildet ist, liegt an einem Schaltungspunkt P3, der durch den Verbindungspunkt der Widerstände R2 und R3 definiert ist. Die Basisanschlüsse beider Transistoren 25 und 26 liegen, vorzugsweise über jeweils gleiche rJiderstände R5 und R5' an dem Ausgang eines der Komparatoren 2a und 2b, beim Ausführungsbeispiel am Ausgang 15b des Komparators 2b. Bei der nachfolgenden Erläuterung der Wirkungsweise dieser Schaltung sei zunächst vorausgesetzt, daß die Widerstände R1 und R4 sowie die Widerstände R2 und R3 jeweils gleich sind, so daß sich in etwa symmetrische Potentialverteilungsverhältnisse ergeben.
  • Bei der nachfolgenden Erläuterung der Wirkungsweise wird davon ausgegangen, daß die Ausgänge 15a und 15b der Sondenkomnaratorschaltungen 2a und 2b jeweils entweder den Zustand log a oder den Zustand log 1 einnehmen können, je nachdem, ob die zugeordnete Sondenausgangsspannung größer oder kleiner als der eingestellte Schwelltiert ist. Es ist daher auch nicht erforderlich, die einzelnen Schaltungszustände jeweils bis zu der Eingangsgemischzusammensetzung fett oder mager zurtickzuverfolgen, da hierdurch lediglich das Verständnis erschwert wird. An den Eingängen der jeweiliqen verwendeten Gatterschaltungen, die beim Ausführungsbeispiel sämtlich NAND-Gatter sind, sind von unten nach oben jeweils die logischen Zustände log 1 und log 0 dargestellt, desgleichen schließlich die logischen Zustände, die sich am Ausgang der letzten Gatterschaltung 20 ergeben. Setzt man beispielsweise den logischen Zustand log 1 an den Ausgängen 15a und 15b der Komparatoren 2a und 2b mit dem Befehl "Anfetten" jeder Sonde in Beziehung, dann ergibt sich entsprechend an den Eingängen des NAND-Gatters 16 der jeweils gleiche Zustand log 1, während an den Eingängen des NAND-Gatters 19 wegen der Invertierung über 17, 18 der Zustand log 0 anliegt. Dementsprechend ergibt sich am Ausgang des NAND-Gatters 16 der Zustand log 0 und am Ausgang des NAND-Gatters 19 der Zustand log 1, was insgesamt zum Schaltungszustand log 1 am Ausgang des NAND-Gatters 20 führt. Definiert man log 1 als hochliegend oder als "positives Potential", dann ist der nachgeschaltete Transistor 21 gesperrt, da sein Emitterpotential wegen der Verbindung mit dem Schaltungspunkt P1 negativer als das beispielsweise auf Versorgungsspannung +UB liegende Schaltsignal log 1 ist.
  • Wie leicht nachzuverfolgen, ergibt sich das gleiche Ausgangsschaltsignal log 1 am Eingang des Transistors 21 dann, wenn beide Komparatorausgänge auf log 0 liegen, wegen der Symmetrie der Schaltung. Lediglich dann, wenn die Komparatorausgänge unterschiedliche Ausgangsschaltsignale aufweisen, befindet sich am Eingang des Transistors 21 ein Signal log 0, denn in diesem Fall liegen an den Eingängen des NAND-Gatters 16 definitionsgemäß ein log O-und ein log 1-Signal, was bei einem NAND-Gatter zu einem Ausgangssignal log 1 führt; andererseits liegen aber auch an den Eingängen des NAND-Gatters 19 jeweils ein Signal log 0 und ein Signal log 1, so daß sich am Ausgang wiederum ein Signal log 1 ergibt. Sind an einem NAND-Gatter beide Eingangssignale im Schaltungszustand log 1, dann liegt der Ausgang des NAND-Gatters und damit der Eingang des Transistors 21 auf dem Schaltungszustand log O bzw. auf definitionsgemäß niedrigem oder Minuspotential, so daß der Transistor 21 in diesem Fall leitend ist. Das bedeutet, daß bei leitendem Transistor 21 die Schaltungspunkte P1 und P2 im wesentlichen gleiches Potential aufweisen, daher liegen die Emitterpotentiale der Schalttransistoren 25 und 26 ebenfalls im wesentlichen auf dem Potential des Schaltungspunktes P3, wenn man von der weiter vorn schon erläuterten Widerstandsverteilung der Teilerkette R1 bis R4 ausgeht. Gleichgültig ob daher infolge anderer Schaltungsbedingungen der Transistor 25 oder 26 durchgeschaltet ist, er kann dem zugeordneten, hier invertierenden Eingang des Integrators 5'' lediglich ein Eingangssignal vermitteln, welches im wesentlichen dem Potential des Punktes P3 entspricht, das über den Widerstand 30 ohnehin dem nicht invertierenden Eingang zugeführt ist. Der Integrator 5'' bleibt daher bei einer solchen Ausgangsspannungsverteilung (die beiden Sonden la und ib zeigen unterschiedliche Ausgangssignale) auf seinem dann jeweils erreichten Wert stehen und die Regelung ist blockiert.
  • Die weitere Wirkungsweise ist dann so, daß wegen der Anschaltung der Basen der Transistoren 25 und 26 über die Leitung 31 an den Ausgang 15L des Komparators 2b dieser jeweils den Zustand log 1 zeigt, wenn vereinbarungsgemäß am Ausgang des Komparators 2a der Zustand log 0 herrscht und umgekehrt. Man gewinnt daher auch eine eindeutige Anweisung allein ddrch Verbinden der Basen der Transistoren 25 und 26 mit einer der Sonden- oder Romparatorausgänge. Liegt beispielsweise der Ausgang 15b des Komparators 2 auf niederem Potential (log 0), dann sperrt offensichtlich der Transistor 26 (sein Emitter entsprechend Schaltungspunkt P2 ist positiver als vergleichsweise bull Volt) und der Transistor 25 ist leitend und verbindet den invertierenden Eingang des Integrators 5'' mit einem positiveren Potential, verglichen mit dem nicht invertierenden Eingang, der jeweils auf dem mittleren Potential der Spannungsteilerschaltung liegt. Befindet sich demgegenüber der Ausgang des Komparators 2b im Schaltungszustand log 1 und voraussetzungsgemäß der Ausgang des Komparators 2a im Schaltungszustand log 0, so daß der Transistor 21 ebenfalls nicht wirksam ist, dann ist der Transistor 26 leitend und der Transistor 25 gesperrt und dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 5'' wird ein mit Bezug auf den anderen Eingang negativeres Potential zugeführt, so daß dieser in die andere Riciltung läuft.
  • Die Schaltung der Fig. 3 besteht im wesentlichen aus einer Eingangsvergleichsschaltung 34, die durch den Vergleich der Sondenausgangsspannungen mit entsprechenden Schwellwertspannungen eindeutige Spannungsver tei Iungsverhä ltnis se an den Ausgüngen der Komparatoren 2a und 2b sicherstellt, einer Verknüpfungsschaltung 35, die dafür sorgt, daß bei unterschiedlichen Sondenausgangssignalen die Weiterleitung dieser Signale und eine Reaktion darauf durch die nachfolgende Integratorschaltung unterbleibt, und aus einer dem Integrator vorgeschalteten Steuerschaltung 36, die immer dann in der Lage ist anzusprechen, wenn die Ausgangssignale der Sonden und damit der Somparatoren in die gleiche Richtung weisen.
  • An sich ist die schaltungsgemäße Realisierung von Gatterschaltungen, beim Ausführungsbeispiel von NAND-Gattern, für den Fachmann hinreichend bekannt; die rig, 3a zeigt eine mögliche Ausführungsform für ein NAND-Gatter, welches bei der Schaltung nach Fig. 3 Verwendung finden kann. Die @ingänge 40 und 41 des NAND-Gatters sind über zwei für negative Spannungen in Flußrichtung gepolte Dioden 42 und 43 mit einem gemeinsamen Schaltungspunkt P5 verbunden, der über einen Widerstand 44 an positiver Versorgungsspannung liegt. Dieser Schaltungsteil bildet daher ein UND-Gatter, denn nur wenn beide Eingänge 40 und 41 mit positivem Potential (log f) verbunden sind, sperren beide Dioden und der Schaltungspunkt P5 ist ebenfalls auf positivem Potential (log 1). Die vom Schaltungspunkt P5 über die Diode 45 angesteuerte Transistorschaltung 46 invertiert lediglich das an der Basis des Transistors anliegende Potential, so daß die Gesamtschaltung als 54XID-Gatter mit dem Ausgang 47 am über einen Widerstand 48 mit Plus leitung verbundenen Kollektor des Transistors ausgebildet ist.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Verarbeitung von mehr als zwei Sondenausgangssignalen in Form einer #-Regelung bei einer Kraftstoffeinspritzanlage läßt sich der Darstellung der Fig. 4 entnehmen. Bei diesem Ausführungsbeispiel erzielt man eine unterschiedliche Regelfunktion des Gesamtsystems dahingehend, daß der Regler selbst auch dann nur zwei Eingangsbefehle zugeführt erhält, wenn die Sonden unterschiedliches Ausgangssignal zeigen, nämlich entweder "zu fett" oder "zu mager" für das zugeführte Gemisch. Die Schaltung der Fig. 4 umfaßt wiederum die Eingangsvergleichsschaltung 34, die schon in Fig. 3 ausführlich erläutert worden ist; dieser ist eine Verknüpfungsschaltung 35' nachgeschaltet, der eine bistabile Kippschaltung zugeordnet ist und die insgesamt so ausgebildet ist, daß der Integrator dann in Richtung mageres Gemisch läuft, wenn beide Sonden fettes Gemisch signalisieren. signalisiert eine Sonde mageres und eine Sonde fettes Gemisch, dann läuft der Integrator so lange in der alten Richtung weidefiniertes ter (erhält also ein # Eingangssignal zugeführt), bis beide Sonden schließlich das gleiche Signal liefern. Ratten daher z.B.
  • beide Sonden den Zustand mageres Gemisch angezeigt, dann läuft der Integrator auch dann in Richtung fettes Gemisch weiter, integriert also in der alten Richtung, wenn eine der Sonden bereits den Zustand fettes Gemisch signalisiert. Erst wenn auch die andere Sonde fettes Gemisch anzeigt, läuft der Integrator in die entgegengesetzte Richtung, wird also umgeschaltet und beeinflußt die nachgeschaltete Kraftstoffeinspritzanlage dahingehend, daß der Brennkraftmaschine mageres Gemisch zugeführt wird.
  • Die Ausgänge der Komparatoren 2a und 2b sind jeweils mit den Eingängen einer nachgeschalteten UND-Schaltung 50 und einer nachgeschalteten NOR-Schaltung 51 verbunden. Mit dem Ausgang der NOR-Schaltung ist der eine Eingang 52 und mit dem Ausgang der UMD-Schaltung der andere Eingang 53 einer nachgeschalteten bistabilen Kippstufe 54 verbunden. Die Kippstufe steuert mit ihren einen Ausgang, der entweder das Signal log 0 oder log 1 führt, den nachgeschalteten Integrator 5.
  • Ein mögliches Ausführungsbeispiel der Kippstufe 54 ist in Form eines bistabilen Multivibrators in Fig. 4a dargestellt; er besteht im einfachsten Fall aus zwei Transistoren 55 und 56, deren Basen jeweils über Widerstände 57 und 58 mit den kollektoren des anderen Transistors verbunden sind. Die Ansteuerung an den Eingängen 53 und 54 erfolgt über für positive Spannungen in leitender Richtung gepolte Dioden 60 und 61, die mit den Basen der Transistoren verbunden sind.
  • Im folgenden werden die Schaltungszustände untersucht, die sich für entsprechende Ausgangssignale der Komparatoren 2a und 2b ergeben. Sind beide Ausgangssignale der Komparatoren im Zustand log 1, dann führt der Ausgang des UND-Gatters 50 das Signal log 1 und der Ausgang des t1OR-Gatters das Signal log 0, daher ist, wenn log 1 vereinbarungsgemäß positivem Potential entspricht, der Transistor 55 über die Diode 60 leitend gesteuert und der Transistor. 56 sperrt und führt an seinem Kollektor das Signal log 1.
  • Die umgekehrte Ausgangspotentialverteilung ergibt sich dann, wenn he'de lvonparatorausgtiny2 das Signal log 0 aufweisen; in dieser Fall ist der Transistor 56 leitend gesteuert und sein Ausgang liefert das Signal log O zum nachgeschalteten Integrator 5. Wechselt in diesem Schaltungszustand beispielsweise der Ausgang 15h des Komparators 2h in den Zustand log 1, dann andere sich der Ausgang des W4D-Gatters 50 nicht (er bleibt auf log 0), der Ausgang des NOR-Gatters 51 ändert sich von log 1 in log O. Ein niedergehendes Potential am Eingang 52 der Kippschaltung 54 sperrt jedoch lediglich die Diode 61 und bewirkt keine Änderung des eingenommenen Schaltungszustands, so daß der Integrator das gleiche Ausgangssignal weiter zugeführt erhält. Erst wenn auch die Sonde laShr Ausgangssignal ändert, so daß der Ausgang 15a des Komparators 2a auf log 1 umschaltet, wird über das dann positive Potential am Eingang 63 der Transistor 55 wieder leitend gesteuert und die Kippschaltung kippt in ihren anderen Zustand.
  • Es versteht sich, daß die angegebenenScha1tungsbeispiele in vielfältiger Weise variiert werden können, insbesondere können auch mehr als nur zwei Sonden verwendet und auf den Integrator geschaltet werden. Am einfachsten läßt sich dies bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 realisieren, wo im Grunde beliebig viele Sonden und Komparatoren parallel und über die Schaltstrecken entsprechender Transistoren an den Integrator angeschaltet werden können. Die eigentliche Verbindung mit dem Integrator kann dann im zyklischen zeitlichen Ablauf, etwa nach rt einer Zeitmultiplexschaltung erfolgen.

Claims (14)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Bestimmung der Dauer von lxraftstoffeinspritzimpulsen bei einer unter Einschluß einer die Abgaszusammensetzung erfassenden Sonde arbeitenden, geregelten Kraftstoffeinspritzanlage, wobei das Ausgangssignal der Sonde in einer Komparatorschaltung mit einem Schwellwertsignal verglichen und nachfolgend integriert und zur Einspritzanlage rückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale von mindestens zwei an unterschiedlichen Stellen im Abgaskanalsystem angeordneten Sonden verwendet und in einem nachgeschalteten Netzwerk so miteinander verknüpft werden, daß die Verarbeitung der Signale in einer cinzigen Integratorschaltung erfolgen kann, die mit ihrem Ausgangssignal in die Gemischzusaininensetzung der I<raftstoffeinspritzanlage eingreift.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale der mindestens zwei Sonden abwechselnd im zyklischen Ablauf auf den Eingang der Integratorschaltun geschaltet werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei übereinstimmenden Sondensignalen die Integratorschaltung jeweils ein eindeutiges, zu integrierendes, den Sondenausgangsspannungen entsprechendes Eingangssignal zugeführt erhält und daß die Integratorschaltung dann blockiert wird, wenn die Sondenausgangssignale unterschiedlich sind.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei in gleicher Richtung weisenden Sondenausgangssinalen das der Integratorschaltung zugeführte Fingangssignal eindeutig im Sinne der Regelung ausgebildet ist und daß bei unterschiedlichen Sondenausgangssignalen das Integratoreingangssignal beibehalten wird, welches dem letzten eindeutigen Ausgangssignal beider Sonden entsprochen hat.
  5. 5. Vorrichtung zur Bestimmung der Dauer von Kraftstoffeinspritzimpulsen bei einer unter Einschluß einer die Abgaszusammensetzung erfassenden Sonde arbeitenden, geregelten Kraftstoffeinspritzanlage, wobei das Ausgangssignal der Sonde in einer Komparatorschaltung mit einem Schwellwertsignal verglichen und einer nachfolgenden Integratorschaltung zugeführt wird, die bestimmend in die Gemischzusarirnensetzung der Kraftstoffeinspritzanlage eingreift, zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei an unterschiedlichen Stellen im Abgaskanalsystem angeordnete R-Sonden (la, 1b) vorgesehen sind, daß jeder A-Sonde eine eigene, deren Ausgangsspannung eine Schwellwer tspannung entgegenschaltende Komparatorschaltung (2a, 2b) zugeordnet ist und daß die Ausgänge der Komparatorschaltungen (2a, 2b) über von den Sondenzuständen oder durch Zuführen externer Schaltsignale in ihrem Schaltverhalten gesteuerte Verbindungsschaltungen (7a, 7b; 16, 17, 18, 19, 20; 50, 51, 54) mit der einen nachgeschalteten Integratorschaltung (5, 5', 5'') verbunden sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Komparatoren (2a, 2b) über alternativ gesteuerte Schalter (7a, 7b) mit dem Integratoreingang verbunden sind.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (7a, 7b) als Transistoren ausgebildet sind, die mit ihren Kollektor-Emitterstrecken einerseits mit den Komparatorausgängen und andererseits mit dem einen Eingang des Integrators (5') verbunden sind und daß den Basen der Transistoren von einer drehzahlsynchron gesteuerten Kippschaltung (11, 12) alternativ Umschaltsignale zugeführt sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (15a, 15b) der Komparatoren mit einer Verknüpfungsschaltung (35) verbunden sind, die bei unterschiedlichen Sondenausgangsspannungen eine i3lockierschaltung (21) ansteuert, derart, daß die Integratorschaltung (5') blockiert ist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung aus mit ihren Ausgängen mit den beiden Eingängen eines NAND-Gatters (20) verbundenen NAND-Gattern (16, 19) besteht, deren Eingängen das eine Sonden- oder Komparatorausgangssignal direkt und das andere Ausgangssignal invertiert zugeführt ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Integrator (5'') eine Steuerschaltung (36) vorgeschaltet ist, die aus zwei ausgangsmäßig mit einem der Integratoreingänge verbundenen Transistoren (25, 26) besteht, die je nach dem ihnen zugeführten Schaltsignal diesen Eingang mit einem mit Bezug auf das dem anderen Eingang zugeführte Potential höheren oder niederen Potential verbinden.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer mit Bezug auf einen mittleren Schaltungspunkt (P3) symmetrischen Spannungsverteilung zweier anderer Schaltungspunkte (Pl, P2) eine Spannungsteilerschaltung (R1 bis R4) vorgesehen ist, daß der nicht invertierende Eingang des Integrators (5') mit der ein mittleres Spannungspotential fünrenden Schaltungspunkt (P3) und die Emitter der mit ihren Kollektoren mit dem invertierenden Eingang des Integrators (5) verbundenen Transistoren (25, 26) jeweils mit dem ein höheres und ein niedrigeres Potential führenden Schaltungspunkt (P1, P2) verbunden sind und daß die Basen beider Transistoren von dem Ausgangssignal einer der Komparatorschaltungen (2a, 2) angesteuert sind.
  12. 12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Verknüpfungsschaltung (35) gesteuerte Blockierschaltung aus einem Transistor (21) besteht, der mit seiner Emitter-Kollektorstrecke über die Schaltungspunkte (P1, P2) geschaltet ist und daher die Ernitter der den Integrator (5' 1) ansteuernden Transistoren (25, 2G) verbindet.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Komparatorausgängen (15a, 15b) verbundene Verknüpfunqsschaltung (35') aus einem UND-Gatter (50> und aus einem NOR-Gatter (51) besteht, denen beide Komparatorausgangssignale zugeführt sind und daß die Ausgänge der beiden Gatter (50, 51) mit den Eingängen einer nachgeschalteten Kippstufe (54) verbunden sind, die so ausgebildet ist, daß sie ihren Schaltungszustand bei Anderung nur eines der Komparatorausgangssignale bis zur Änderung auch des anderen Signals beibehält.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippschaltung (54) als bistabiler rlultivibrator ausgebildet ist, dem die Ausgangssignale der Gatter (50, 51) über Dioden (60, 61) auf die Basen der den Multivibrator bildenden Transistoren (55, 56) zugeführt sind.
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