DE2720509A1 - Elektronisches steuersystem fuer das luft-kraftstoff-verhaeltnis einer brennkraftmaschine - Google Patents

Elektronisches steuersystem fuer das luft-kraftstoff-verhaeltnis einer brennkraftmaschine

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    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
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    • F02D41/1477—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
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Description

Elektronisches Steuersystem für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis einer Brennkraftmaschine
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein elektronisches Steuersystem mit geschlossener Regelschleife für eine Brennkraftmaschine und insbesondere auf eine Verbesserung in einem solchen System zum optimalen Steuern der an die Brennkraftmaschine gegebenen Luft-Kraftstoff -Mischung durch Steuerung einer Zeitkonstante eines Integrators oder einer Proportionalitätskonstante einer proportionalen Schaltung des System.
Verschiedene Systeme wurden vorgeschlagen, um eine optimale Luft-Kraftstoff-Mischung an eine Brennkraftmaschine nach Maßgabe der Betriebsweise der Brennkraftmaschine zu geben, wobei eines das Konzept eines elektronischen Steuersystems mit geschlossener Regelschleife auf der Basis einer erfaßten Konzentration eines Bestandteiles in den Abgasen der Brennkraftmaschine benutzt.
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TELEFON (Οββ) 99 9883
TELEQRAMME MONAPAT TCLEKOPIERER
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Bei dem herkömmlichen System ist ein Abgasfühler, wie ein Sauerstoffanalysierer, in einer Abgasleitung angeordnet, um die Konzentration eines Bestandteiles der Abgase einer Brennkraftmaschine zu erfassen und ein die erfaßte Konzentration des Bestandteils angebendes elektrisches Signal zu erzeugen. Ein Differenzsignal-Generator ist mit dem Fühler verbunden, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das eine Differenz zwischen dem Signal von dem Fühler und einem Bezugssignal angibt. Das Bezugssignal wird zuvor nach Maßgabe z.B. eines optimalen Verhältnisses einer Luft-Kraftstoff-Mischung für die Brennkraftmaschine bestimmt, um den Wirkungsgrad sowohl der Brennkraftmaschine als auch einer Abgas-Reinigungseinrichtung so groß wie möglich zu machen. Ein sogenannter Proportional-Integral-(P-I)-Regler ist mit dem Differenzsignal-Generator verbunden, um von diesem das Signal zu erhalten und ein Signal zu erzeugen. Ein Impulsgenerator ist mit dem P-I-fiegler verbunden, um dessen Signal zu erhalten und eine Impulsfolge nach Maßgabe des erhaltenen Signals zu erzeugen, wobei die Impulse an eine Regeleinrichtung für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wie elektromagnetische Ventile, zu geben, um eine Luft-Kraftstoff-Mischung mit einem optimalen Luft-Kraftstoff-Verhältnis an die Brennkraftmaschine zu geben.
Bei dem zuvor beschriebenen herkömmlichen Steuersystem ergibt sich jedoch das folgende Problem. Dieses liegt darin, daß das Ausgangssignal des Proportional-Reglers in Abhängigkeit von einer Änderung der Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine in unerwünschter Weise sich ändert, wodurch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung nicht geeignet ausgeführt werden kann. Der Grund, warum die Geschwindigkeitsänderung der Brennkraftmaschine das Ausgangssignal des Proportional-Integrd-Reglers beeinflußt, liegt darin,
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daß der Ansprechübergang des Systems nicht vernachlässigbar ist. Der zuvor beschriebene Nachteil des herkömmlichen Systems wird in Verbindung mit den Figuren 4a bis 4-d der beiliegenden Zeichnung im einzelnen noch diskutiert.
Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes elektronisches Steuersystem mit geschlossener Regelschleife für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu schaffen, um den zuvor erwähnten, für das herkömmliche System typischen Nachteil zu vermeiden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes elektronisches Steuersystem mit geschlossener Regelschleife für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu schaffen, bei dem die Zeitkonstante eines Integrators des Systems derart gesteuert ist, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis optimal gesteuert ist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes elektronisches Steuersystem mit geschlossener Regelschleife für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu schaffen, bei dem eine Proportionalitätskonstante einer Proportionalschaltung so gesteuert ist, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis optimal gesteuert ist.
Nach einem bevorzugten Gedanken der Erfindung ist eine Steuereinrichtung in dem elektio nischen Steuersystem mit geschlossener Regelschleife für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis vorgesehen, die eine Zeitkonstante eines Integrators oder eine Proportionalitätskonstante eines proportionalen Elementes des Systems so steuert, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis optimal gesteuert wird.
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Diese und weitere Ziele, Merkmale und viele der zugehörigen Vorteile der Erfindung sind leichter zu erkennen, wenn die Erfindung anhand der folgenden detaillierten Beschreibung besser zu verstehen ist, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird, wobei gleiche Teile in jeder der verschiedenen Figuren durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Im einzelnen zeigen:
■Fig. 1 schematisch ein herkömmliches elektronisches Steuersystem mit geschlossener Regelschleife für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der einer Brennkraftmaschine zugeführten Luft-Kraftstoff-Mischung zu regeln,
Fig. 2 ein detailliertes Blockschaltbild eines Elementes des in Fig. 1 gezeigten Systems,
Fig.3 a und 3b Signalformen, die an zwei Punkten des in Fig. 1 gezeigten Systems erscheinen,
Fig. 4- a bis A-d Signalformen, die an bestimmten Punkten des in Fig. 1 gezeigten Systems erscheinen, um die dem herkömmlichen System innewohnenden Nachteile zu erläutern,
Fig. 5 eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 6 a bis 7b Signalformen von Eingangs- und Ausgangssignalen der ersten bevorzugten Ausführungsform,
'Fig. 8 eine zweite bevorzugte Aus führungs form der vorliegenden Erfindung,
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Fig. 9 a bis 10b Signalformen von Eingangs- und Ausgangssignalen der zweiten bevorzugten Ausführungsform,
Fig.11 eine dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
Fig. 12 a bis 13b Signalformen von Eingangs- und Ausgangssignalen der dritten bevo'rzugten Ausführungsform.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 schematisch ein Blockschaltbild eines herkömmlichen elektronischen Steuersystems mit geschlossener Regelschleife, auf das sich die vorliegende Erfindung bezieht. Der Zweck des in Fig.1 gezeigten Systems ist die elektrische Steuerung des Luft-Kraftstoff -Verhältnisses einer Luft-Kraftstoff-Mischung, die an eine Brennkraftmaschine 6 über einen mit keinem Bezugszeichen versehenen Vergaser gegeben wird. Ein Abgasfühler 2, wie ein Sauerstoff, CO7 HC-, NO- oder C02~Analysierer ist in einer Abgasleitung 4 angeordnet, um die Konzentration eines Bestandteiles in den Abgasen zu erfassen. Ein elektrisches Signal von dem Abgasfühler 2 wird an eine Steuereinheit 10 gegeben, in der das Signal mit einem Bezugssignal verglühen wird, um ein die Differenz zwischen beiden angebendes Signal zu erzeugen. Die Größe des Bezugssignals wird zuvor unter Be achtung eines optimalen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses der an die Brennkraftmaschine 6 zuzuführenden Luft-Kraftstoff-Mischung bestimmt, um den Wirkungsgrad eines katalytischen Umformers 8 so groß wie möglich zu machen. Die Steuerein heit 10 erzeugt dann ein Befehlssignal,oder in anderen Worten, eine Folge von Befehlsimpulsen, auf der Grundlage eines das optimale Luft-Kraftstoff-Verhältnis angebenden Signals. Das Befehlssignal wird benutzt, um zwei elektro-
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magnetische Ventile 14 und 16 zu speisen. Die Steuereinheit 10 wird im einzelnen in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben.
Das elektromagnetische Ventil 14 ist in einem Luftdurchlaß 18 vorgesehen, dessen eines Ende an einer Luftzuführungskammer 22 endet, um die Größe einer Luftströmung in die Luftzuführungskammer 22 in Abhängigkeit von den Befehlsimpulsen von der Steuereinheit 10 zu steuern. Die Luft-" Zuführungskammer 22 ist mit einem Kraftstoffdurchlaß 26 zum Mischen von Luft mit Kraftstoff verbunden, der von einer Schwimmkammer 30 abgegeben v/ird, wodurch die Luft-Kraftstoff-Mischung an eine Venturidüse 34 über eine Auslaß- oder Hauptdüse 32 gegeben wird. Das andere elektromagnetische Ventil ist in einem anderen Luftdurchlaß 20 vorgesehen, dessen eines Ende an einer weiteren Luftzuführungskammer 24 endet, um die Größe der Luftströmung in die LuftZuführungskammer 24 in Abhängigkeit von den Befehlsimpulsen von der Steuereinheit 10 zu steuern. Die Luftzuführungskammer 24 ist mit dem Kraftstoffdurchlaß 26 über einen Kraftstoffabzweigdurchlaß 27 verbunden, um die Luft mit Kraftstoff von der Schwimmkammer 30 zu mischen und die Luft-Kraftstoff-Mischung an einen Ansaugdurchlaß 33 über eine Leerlaufdüse 36 neben einer Drosselklappe 40 zu geben. Wie gezeigt, ist der katalytische Umformer 8 in der Abgasleitung 4 stromab von dem Abgasfühler 2 vorgesehen. In dem Fall, wo z.B. ein katalytischer Dreiwege-Umformer benutzt wird, ist das elektronische Steuersystem mit geschlossener Regelschleife so ausgelegt, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis der Luft-Kraftstoff-Mischung etwa bei dem stöchiometrischen Verhältnis eingestellt ist. ;Dieses liegt daran, daß der katalytische Dreiwege-Umformer gleichzeitig und höchst wirksam Stickoxide (NO ), Kohlenstoffmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe (HC) nur dann ver-
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mindern kann, wenn die Luft-Kraftstoff-Mischung in ihrem Verhältnis etwa beim stöchiometrischen Verhältnis eingestellt ist. Auf der anderen Seite ist es offensichtlich, daß, wenn andere katalytische Umformer, wie ein oxydierender oder reduzierender Typ, benutzt werden, von Pail zu Fall Einstellungen des Verhältnisses der Luft-Kraftstoff-Mischung erforderlich sind, die sich von der vorstehende]! unterscheiden, um eine wirksame Verminderung der giftigen Bestandteile zu erreichen.
In Fig. 2 ist eine etwas detailliertere Darstellung der Steuereinheit 10 schematisch dargestellt. Das Signal von dem Abgasfühler 2 wird an einen Vergleicher 42 der Steuereinheit 10 gegeben,der das ankommende Signal mit einem Bezugssignal vergleicht, um ein die Differenz zwischen beiden angebendes Signal zu erzeugen. Das Signal von dem Vergleicher 42 wird dann an zwei Schaltungen, nämlich eine Proportionalschaltung 44 und eine Integrationsschaltung 46, gegeben. Der Zweck für die Proportionalschaltung 44 ist es, wie allgemein bekannt ist, die Ansprecheigenschaften des Systems zu vergrößern, während der Zweck der Integrationsschaltung 46 darin liegt, die Arbeitsweise des Systems zu stabilisieren und ein integriertes Signal zu erzeugen, das zur Erzeugung der Befehlsimpulse in einem Impulsgenerator 50 benutzt wird. Die signale von der Schaltung 44 und 46 werden dann an einen Addierer 48 gegeben, in dem beide Signale summiert werden. Das Signal von dem Addierer 48 wird dann an den Impulsgenerator 50 gegeben, an den auch ein Welligkeitssignal (dither signal) gegeben wird, das von einem Welligkeitssignal-Generator 52 zugeführt wird. Das Befehlssignal, das die Form von Impulsen hat, wird an die Ventile 14 und 16 gegeben, wodurch deren "Ein" und "Aus"-Zustände gesteuert werden.
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In den Fig. 1 und 2 ist das elektronische Steuersystem mit geschlossener Regelschleife für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zusammen mit einem Vergaser gezeigt» es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß dieses System auch in Verbindung mit einer Kraftstoff-Einspritzeinrichtung benutzt werden kann.
Es wird jetzt auf die Fig. 3a und 3b Bezug genommen, die jeweils Signalformen von Signalen vom Vergleicher 42 und dem Addierer 48 zeigen. Das Signal von dem Vergleicher hat eine Impulsbreite T in dem Fall, für den hier in der Beschreibung angenommen wird, daß das Signal von dem Addierer 48 die in Fig. 3b gezeigte Signalform hat. Wiedieses allgemein bekannt ist, ist eine Signalform, die Proportionalbestandteile "a" und "a1" (Fig. 3b) hat, von denen jeder gleich einer Differenz zwischen einem Spitzenwert und einem Bezugswert V ist, das am meisten bevorzugte unter Berücksichtigung einer Verbesserung des Ansprechens des Systems.
Da jedoch im Gegensatz dazu in der Praxis die Impulsbreite des Signals von dem Vergleicher 42 sich mit einer Änderung der Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine ändert, wird die in Fig. 3b gezeigte Signalform nicht langer erhalten. Im einzelnen zeigen die Fig. 4a und 4c Signalformen des Signals von dem Vergleicher 42, wenn die Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine hoch und niedrig ist, wobei Impulsbreiten T0' und T0" jeweils auftreten. In diesen Fällen ist jeder der proportionalen Bestandteile, die keine Bezugszeichen haben und "a" und "a1" in Fig. 3b entsprechen, nicht gleich der Differenz zwischen dem Spitzenwert und dem Bezugswert VQ, wodurch sich eine schlechte Ansprechzeit des Systems ergibt.
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Ein Zweck der vorliegenden Erfindung ist es daher, diesen zuvor erwähnten Nachteil, der dem herkömmlichen Steuersystem für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis eigen ist, zu beseitigen.
In Fig. 5 ist eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Signal von dem Vergleicher 42 wird an eine Schaltung 54 gegeben, die der Integrationsschaltung 46 der Pig. 2 entspricht, wobei es über einen EingangsanSchluß 70 über einen Widerstand 72 an einen Operationsverstärker 80 und auch an einen monostabilen Multivibrator 78 gegeben wird. Der monostabile Multivibrator 78 wird von jeder der Vorder- und Hinterflänken des an ihn über den Anschluß 70 zugeführten Signals angesteuert und erzeugt ein Signal während seiner metastabilen Zeitdauer, um einen Schalter 74· während dieser Zeitdauer zu schließen. Wenn der Schalter 74 schließt, wird die Zeitkonstante eines kein Bezugszeichen aufweisenden Integrators, der aus dem Widerstand 72, einem Kondensator 82 und dem Operationsverstärker 80 besteht, stark auf eine kleinere Verändert, indem der Widerstand des Widerstandes 72 größer als da?Widerstand der Widerstandsparallelschaltung ist, die aus dem Widerstand 72 und einem Widerstand 76 besteht. Andererseits wird die zuvor beschriebene metastabile Zeitdauer durch ein Signal von einem Frequenz-Spannungs-Umformer 90 derart gesteuert, daß sie umgekehrt proportional zur Größe eines Signals S1 ist, das an den Umformer 90 gegeben ist und einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine, wie die Drehzahl oder die Menge der Ansaugluft, angibt. Zusammengefaßt verringert sich die metastabile Zeitdauer des monostabilen Multivibrators 78 mit dem Anwachsen der Drehzahl der Brennkraftmaschine und umgekehrt. Auf diese Weise wird das Ausgangssignal des Verstärkers 80 an den
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Impulsgenerator 50 (Fig. 2) über einen Anschluß 92 gegeben. Es ist daher darauf hinzuweisen, daß durch geeignete Bestimmung der Werte der in der in Fig. 5 gezeigten Schaltung benutzten Bauelemente die dem herkömmlichen System innewohnenden Nachteile beseitigt werden können.
In den Fig. 6a bis 7b ist gezeigt, wie die Schaltung 54 die Signale von dem Vergleicher 42 in Abhängigkeit von dem Signal steuert, das die Drehzahl der Brennkraftmaschine angibt. Zuerst wird angenommen, daß die Drehzahl hoch ist, so daß das Signal von dem Vergleicher 4-2 eine hohe Wiederholungsfrequenz (Fig.6a) hat, wodurch dann die metastabile Zeitdauer des monostabilen Multivibrators 78 sich auf T1 vermindert, was von dem Signal vom Umformer 90 abhängt, wie dieses in Fig. 6b gezeigt ist. Ist andererseits die Drehzahl niedrig, so daß das Signal von dem Vergleicher 42 eine niedrige Wiederholungsfrequnez hat (Fig. 7a), so steigt die metastabile Zeitdauer des monostabilen Multivibrators 78 ihrerseits auf T" in Abhängigkeit von dem Signal von dem Umformer 90 an, wie dieses in Fig. 7b gezeigt ist. Es ist daher darauf hinzuweisen, daß nach Maßgabe der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Steuerung des Luft -Kraftstoff-Verhältnisses genau durchgeführt werden kann.
Fig. 8 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Kurz gesagt, liegt der Unterschied zwischen der ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsform darin, daß erstens in der letzteren ein Frequenz-Spannungs-Umformer 90' nicht mit dem monostabilen Multivibrator 78 sondern mit einer Einheit 96 über einen Inverter 94 verbunden ist, und daß zweitens der Umformer 90*
ein der Frequenz des Signals S1 proportionales Signal erzeugt. Die Einheit 96 besteht aus einem lichtempfindlichen
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Widerctandselement 98 und aus einer lichtemittierenden Diode (LED) 100. Der Widerstand des Elementes 98 nimmt ab, wenn das von der lichtemittierenden Diode 100 emittierte Licht mit einem Anstieg der Spannung von dem Inverter 94· ansteigt. Der Inverter 94- erzeugt ein Signal, dessen Größe umgekehrt proportional zu der Größe des Signals von (fern Umformer 90' ist. Daraus ergibt sich, daß die an die Einheit 96 gegebene Spannung proportional zu der Frequenz des an den Umformer 90' gegebenen Signals ist. Bei dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fig. 8 ist die metastabile Zeitdauer des monostabilen Multivibrators 78 konstant, jedoch nimmt der Widerstand des Elementes 98 so ab, daß sie proportional zu der Frequenz des an den Umformer 90' gegebenen Signals S1 ist. Da die Frequenz des Signals S1 proportional zur Drehzahl der Brennkraftmaschine ist, ergibt sich, daß die Zeitkonstante des mit keinem Bezugszeichen versehenen Integrators mit einem Anstieg der Frequenz des an den Umformer 90' gegebenen Signals ansteigt. Auf diese Weise kann nach Maßgabe der zweiten bevorzugten Ausführungsform die Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine genau durchgeführt werden, wenn die Werte der Bauelemente der Fig. 8 in geeigneter Weise gewählt sind.
In den Fig. 9a bis 10b ist gezeigt, wie die Schaltung 54-' das Signal von dem Vergleicher 4-2 in Abhängigkeit von dem die Drehzahl der Brennkraftmaschine angebenden Signal steuert. Zuerst wird angenommen, daß die Drehzahl so hoch äst, daß das Signal von dem Vergleicher 4-2 eine hohe ;Wiederholungsfrequenz hat (Fig. 9a), wobei dann die Zeitkonstante des kein Bezugszeichen aufweisenden Integrators
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groß wird, da die metastabile Zeitdauer des monostabilen Multivibrators 78 konstant ist. Ist andererseits die Drehzahl der Brennkraftmaschine niedrig, 33 daß das Signal von dem Vergleicher 4-2 eine niedrige Wiederholungsfrequenz hat (Fig. 10a), so wird die Zeitkonstante des Integrators klein. Auf diese Weise kann der Nachteil der zuvor in Verbindung mit den Fig. 4-a bis 4-d erläutert wurde, beseitigt werden.
Fig. 11 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein bemerkenswerter Unterschied zwischen der dritten Ausführungsform und den vorangegangenen liegt darin, daß die vorangegangenen ein proportionales Element aufweisen, das in dieser Ausführungsform das lichtempfindliche Element 98 ist. Der Ausgangsanschluß, der kein Bezugszeichen hat, des Operationsverstärkers 80 ist mit einem invertierenden Eingangsanschluß 102a eines Operationsverstärkers 102 verbunden, über den ein Widerstand 101 geschaltet ist. Andererseits ist der nichtinvertierende EingangsanSchluß 102b unmittelbar mit einem nichtinvertierenden EingangsanSchluß, der kein Bezugszeichen hat, des Verstärkers 80 verbunden. Der Verstärker 102 macht die Phasen der Signale von dem Integrator, der aus dem Verstärker 80, dem Kondensator 82 und dem Widerstand 72 besteht und dem Element 98 gleich. Ein kein Bezugszeichen aufweisender Addierer, der aus einem Operationsverstärker 106 und einem Widerstand 104- besteht, ist mit einem Verbindungspunkt 103 mit seinem invertierenden Eingangsanschluß 106a und auch mit dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Verstärkers 80 an seinem nichtinvertierenden Eingangsanschluß 106b verbunden. Der Widerstand des lichtempfindlichen Elementes 98 wird von dem durch die lichtemittierende Diode 100 emittierten Licht gesteuert, wie dieses zuvor in Verbindung mit den ersten
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und zv/eiten bevorzugten Ausführungsformen erläutert wurde. Da die Intensität des Lichtes von der lichtemittierenden Diode 100 proportional zu der Größe des Signals von den Frequenz-Spannungs-Umformer 90 ist, dessen Größe wiederum umgekehrt proportional zu der Frequenz des Signals S1 ist. Steigt daher die Frequenz des Signals S1 an, d.h. die Impulsbreite des Signals von dem Vergleicher 42 wird geringer, so wird der Widerstand des Elementes 98 größer, so daß die Proportionalitätskonntante des Elementes 98 klein ist, was am besten in den Fig. 12a und 12b zu erkennen ist, wobei Fig.12a eine Signalform des Signals von dem Vergleicher 42 und Fig.12b eine Signalform des Signals von dem Anschluß 92' zeigt. Nimmt andererseits die Frequenz des Signals S1 ab, d.h. die Impulsbreite des Signals von dem Vergleicher 42 wird größer, so wird der Widerstand des Elementes 98 kleiner, so daß die Proportionalitätskonstante des Elementes 98 groß ist, was am besten aus den Fig.13a und 13b zu erkennen ist, wobei Fig. 13a eine Signalform des Signals Von dem Vergleicher 42 der Fig. 2 und Fig. 13b eine Signalform des Signals von dem Anschluß 92' zeigt.
In Verbindung mit der vorstehenden Beschreibung ist der Schalter 7^ gewöhnlich ein geeigneter Halbleiterschalter.
Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß mit der vorliegenden Erfindung das Verhältnis der Luft-Kraftstoff-Mischung optimal gesteuert werden kann,-indem die Zeitkonstante des Integrators oder die Proportionalitätskonstante des proportionalen Elements des Systems gesteuert wird.
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Claims (8)

  1. ~ΑΤ:ΐΝΤΑΜ\Λ''Λ' UTE A. GRÜNECKER
    [JlPi ING
    H. KINKELDEY
    DTt ING
    2720509 W. STOCKMAlR
    Crt ING Ai-E(CALTfCH)
    K. SCHUMANN
    DR HtR NAT CMPL rHYS
    P. H. JAKOB G. BEZOLD
    P -^ 1 614 ORRERNAT.-ΒΙ-αιΜ
    8 MÜNCHEN 22
    MAXlMIt-IANSTRASSS 43
    Pat entansprüche
    ^ Elektronisches Steuersystem mit geschlossener Regelschleife für das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zum Zuführen einer optimalen Luft-Kraftstoff-Mischung an eine Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch die Kombination einer Luft-Kraftstoff-Mischungs-Zuführungseinrichtung (14,16) für die Brennkraftmaschine (6), einer mit dieser verbundenen Abgasleitung (4), eines in dieser vorgesehenen Abgasfühlers (2) zum Erfassen der Konzentration eines Bestandteils in den Abgasen, der ein diese angebendes Signal erzeugt, eines mit dem Abgasfühler (2) verbundenen Vergleichers (42), der das Signal von diesem erhält und ein Signal erzeugt, das in Abhängigkeit von den Größen des erhaltenen Signals und eines Bezugssignals einen von einem hohen und niedrigen Wert annimmt, eines mit dem Vergleicher (42) verbundenen Integrators (72,74,76,80,82), der das Signal von diesem erhält und ein integriertes Signal erzeugt, wobei die Zeitkonstante des Integrators durch einen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine jedesmal dann gesteuert ist, wenn sich die Größe des Signals von dem Vergleicher (42) ändert, eines mit dem Integrator verbundenen Steuersignal-Generators (50), der das integrierte Signal von diesem erhält und ein Steuersignal in Abhängigkeit von dem erhaltenen Signal erzeugt, und einer in der Luft-Kraftstoff-
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    Gemisch-Zuführungseinrichtung vorgesehenen Betätigungseinrichtung (14-,16), die mit dem Steuersignalgencrator (50) verbunden ist und das Steuersignal erhält, sowie in Abhängigkeit von diesem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis einer an die Brennkraftmaschine gegebenen Luft-Kraftstoff-Mischung steuert.
  2. 2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (72,74,76,80,82) einen ersten Widerstand (72), einen Kondensator (82) zum Bestimmen der Zeitkonstante zusammen mit dem ersten Widerstand (72), eine Serienschaltung, die aus einem Schalter (74) und einem zweiten Widerstand (76) besteht und dem ersten Widerstand (72) parallelgeschaltet ist, einen monostabilen Multivibrator (78), der zwischen den Vergleicher (42) und den Schalter (74) geschaltet ist und von dem Signal von dem Vergleicher (42) angesteuert ist, um den Schalter (74) während seiner metastabilen Zeitdauer zu schließen, und einen Frequenz-Spannungs-Umformer (90) aufweist, der ein Signal erhält, dessen Frequenz die Drehzahl der Brennkraftmaschine (6) angibt und eine Spannung erzeugt, die umgekehrt proportional zu der Frequenz ist und an den mit dem Frequenz-Spannungs-Umformer (90) verbundenen monostabilen Multivibrator (78) gibt, um die metastabile Zeitdauer zu steuern.
  3. 3. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator (72,74,80,82) einen ersten Widerstand (72), einen Kondensator (82) zum Bestimmen der Zeitkonstante zusammen mit dem ersten Widerstand (72), eine Serienschaltung, die aus einem Schalter (74) und einem zweiten Widerstand (98) besteht und dem ersten Widerstand (72) parallelgeschaltet ist, wobei der Widerstand des zweiten Widerstands (98 ) änderbar ist, einen zwischen den Vergleicher (42) und den Schalter (74) geschalteten monostabilen Multivibrator (78), der von dem Signal des Vergleichers (42) ange-
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    steuert ist, um den Schalter (7^) während seiner metastabilen Zeitdauer zu schließen, und eine Steuereinrichtung (94,100) aufweist, um den Widerstand des zweiten Widerstandes (98) derart zu steuern, daß er proportional zur Drehzahl der BrennkraftmascMne ist.
  4. 4-. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Widerstand (98) ein lichtempfindlicher Widerstand ist und daß die Steuereinrichtung (94,100) einen Frequenz-Umformer (90'), der ein Signal erhält, dessen Frequenz die Drehzahl der Brennkraftmaschine angibt, und eine der Frequenz proportionale Spannung erzeugt, eine Umgekehrt-Proportional-Schaltung (94·)» die das Signal von dem Umformer (90') erhält und ein Signal erzeugt, dessen Größe umgekehrt proportional zu der des erhaltenen Signals ist, und eine lichtemittierende Diode (100) aufweist, die mit der Umgekehrt-Proportional-Schaltung (9*0 verbunden ist, deren Signal erhält und derart gesteuert ist, daß das emittierte Licht ansteigt und abfällt, wenn die Größe des erhaltenen Signals jeweils ansteigt und abfällt, wodurch der Widerstand des zweiten Widerstandes (98) sich so ändert, daß er proportional zur Drehzahl der Brennkraftmaschine ist. .
  5. 5· Elektronisches Steuersystem mit geschlossener Regelschleife für d as Luft-Kraftstoff-Verhältnis zum Zuführen einer optimalen Luft-Kraftstoff-Mischung an eine Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch die Kombination einer Luft-Kraftstoff-Mischungs-Zuführungseinrichtung (14,16) für die Brennkraftmaschine, einer mdt dieser verbundenen Abgasleitung (4-), eines in dieser vorgesehenen Abgasfühlers (2) zum Erfassen der Konzentration eines Bestandteils in den Abgasen, der ein diese angebendes Signal erzeugt, eines mit dem Abgasfühler (2) verbundenen Vergleichers (42), der das Signal von
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    diesem erhält und ein Signal erzeugt, das in Abhängigkeit von den Größen des erhaltenen Signals und eines Bezugssignals einen von einem hohen und niedrigen Wert annimmt, eines mit dem Vergleicher (4-2) verbundenen Integrators (72,80,82), der das Signal von diesem erhält und ein integriertes Signal erzeugt, eines dem Integrator parallelgeschalteten proportionalen Elementes (98), das derart gesteuert ist, daß sein Widerstand in Abhängigkeit von einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine geändert wird, eines sowohl mit dem Integrator als auch dem Proportionalelement verbundenen Addierers zum Addieren der Größen ihrer Signale, eines mit dem Addierer verbundenen Steuersignal-Generators (50)» der das addierte Signal von diesem erhält und ein Steuersignal in Abhängigkeit von dem erhaltenen Signal erzeugt, und einer in der Luft-Kraftstoff-Gemisch-Zuführungseinrichtung vorgesehenen Betätigungseinrichtung (14,16), die mit dem Steuersignalgenerator (50) verbunden ist und das Steuersignal erhält, sowie in Abhängigkeit von diesem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis einer an die Brennkraftmaschine gegebenen Luft-Kraftstoff-Mischung steuert.
  6. 6. Steuersystem nach Anspruch 5» dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Proportionalelement (98) ein lichtempfindlicher Widerstand ist.
  7. 7. Steuersysten nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Frequenz-Spannungs-Umformer (90), der ein Signal erhält, dessen Frequenz die Drehzahl der Brennkraftmaschine (6) angibt, und eine der Frequenz proportionale Spannung erzeugt, und durch eine mit dem Umformer (90) verbundene lichtemittierende Diode (100), die dessen Signal erhält und derart gesteuert ist, daß das emittierte Licht ansteigt und abfällt, wenn die Größe des erhaltenen Signals ansteigt und abfällt, wodurch der Widerstand des Proportionalelements (98) sich derart ändert, daß er proportional zur Drehzahl der Brennkraftmaschine ist.
  8. 709847/0951
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