DE2753227A1

DE2753227A1 - Brennstoff-regelvorrichtung mit geschlossenem regelkreis

Info

Publication number: DE2753227A1
Application number: DE19772753227
Authority: DE
Inventors: Kenji Ikeura; Masaaki Saito; Michiyoshi Yamane
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1976-11-30
Filing date: 1977-11-29
Publication date: 1978-06-01
Also published as: JPS5917259B2; US4173956A; JPS5368315A

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung mit geschlossenem Regelkreis zur Regelung der Brennstoffzufuhr bei Brennkraftmaschinen. Die Erfindung bezieht sich im einzelnen auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Regelvorrichtung mit einer Rückkopplungs-Regelung entsprechend der Konzentration eines Bestandteiles des Auspuffgases bei verschiedenen Betriebszuständen der Maschine.

Bei herkömmlichen Regelsystemen mit geschlossener Regelschleife zur Regelung der Brennstoffzufuhr ist ein Gas-Sensor vorgesehen, der die Konzentration eines Bestandteils des Auspuffgases abtastet und das augeblickliche Luft-Brennstoff-Verhältnis des der Maschine zugeführten Luft-Brennstoff-Gemisches wiedergibt. Wenigstens ein elektromagnetisches Ventil ist in einer Luftdüse oder Luftleitung eines Vergasers vorgesehen und steuert den Öffnungsgrad der Luftdüse entsprechend einem Regelsignal, das unter Verwendung des Signals des Gas-Sensors erzeugt wird. Auf diese Weise wird das Luft-Brennstoff-Verhältnis gesteuert. Ein derartiges Rückkopplungssystem, bei dem der Brennstoff-Durchsatz gesteuert wird, ist ebenfalls für Einspritzsysteme vorgeschlagen worden.

Ein derartiges Regelsystem mit geschlossener Regelschleife wird überwiegend verwendet zur Erzielung einer maximalen Leistungsfähigkeit eines katalytischen Dreiwege-Konverters in dem Auspuffsystem, indem ein gewünschtes Luft-Brennstoff-Verhältnis, beispielsweise im Bereich des stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnisses aufrechterhalten wird. Ein Vergasersystem weist jedoch die Tendenz auf, daß die tatsächlichen Daten des Brennstoffdurchsatzes und die gewünschten Daten voneinander abweichen, wie Fig. 1 zeigt. Die Abweichung ist so groß, daß sie nicht vernachlässigt werden kann, und das Ausmaß der Abweichung ändert sich mit den Betriebsbedingungen der Maschine.

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Zum Ausgleichen dieser Abweichung mußte der Regelbereich

. eines herkömmlichen Regelsystems mit geschlossenem Regelkreis entsprechend einem derart großen Fehler weit ausgelegt werden. Dieser Regelbereich kann beispielsweise repräsentiert werden durch das Ein-AuS-Verhältnis eines Ventils, das zum wahlweisen öffnen der Luftdüse eines Vergasers vorgesehen ist. Fig. 2 zeigt das typische Ein-Aus-Verhältnis eines Ventils einer herkömmlichen Brennstoff-Regelvorrichtung mit geschlossener Regelschleife bei verschiedenen Betriebszuständen der Maschine. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ändert sich das Ein-Aus-Verhältnis des Ventils, d.h. der Regelbereich erheblich entsprechend den Betriebszuständen der Maschine. Wenn sich der Betriebszustand beispielsweise vom Leerlaufzustand zum Beschleunigungszustand ändert, geht das Ein-Aus-Verhältnis des Ventils plötzlich von einem sehr niedrigen zu einem sehr hohen Wert über.

Wenn der Regelbereich einer Korrektur zur Erzielung einer angemessenen RUckkopplungs-Steuerung eines elektromagnetischen Ein-Aus-Ventils der beschriebenen Art weit ausgelegt wird, wird der Unterschied zwischen dem fettesten und dem magersten Luft-Brennstoff-Gemisch sehr groß, und dieser große Unterschied kann zu Überschwingungen oder Regelschwingungen der Brennkraftmaschine führen.

Wie Fig. 2 zeigt, bestehen beim Obergang zwischen zwei verschiedenen Betriebszuständen der Maschine zeitliche Verzögerungen, die mit /\t^, A^fc2 ^und A^t3 bezeichnet sind. Diese Verzögerungen sind im Interesse eines guten Ansprechverhal-

30 tens unerwünscht.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, die erwähnten Nachteile herkömmlicher Brennstoff-Regelsysteme mit geschlossener Regelschleife zu überwinden.
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Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

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Eine wichtige Grundidee der Erfindung liegt darin, ein verbessertes Regelsystem mit geschlossener Regelschleife zu schaffen, bei dem die ursprünglichen Charakteristika des Brennstoff-Durchsatzes in Richtung der erforderlichen Charakteristika gemäß Fig. 3 modifiziert v/erden. Da die ursprünglichen Charakteristika teils einen höheren, teils einen niedrigeren Brennstoff-Durchsatz in Bezug auf den gewünschten Wert entsprechend den Betriebsbedingungen der Maschine ergeben, ist das Ausmaß der Modifizierung abhängig von den verschiedenen Betriebszuständen der Maschine. Die Modifizierung des Erennstoff-Durchsatzes in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Maschine liefert eine Grobregelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses. Zum Abtasten der Betriebsbedingungen der Maschine kann gemäß Fig. 4 ein Ansaugluft-Durchsatzmesser verwendet werden. Nachdem die Charakteristika des Brennstoff-Durchsatzes in der oben beschriebenen Weise modifiziert worden sind, kann der Regelbereich auf einen kleineren Bereich reduziert werden. Folglich ändert sich das Ein-Aus-Verhältnis des Ventils in den verschiedenen Betriebszuständen der Maschine nicht, sondern es verbleibt im Bereich von 50%, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Das erfindungsgemäße Regelsystem weist ein gutes Ansprechverhalten auf beim Obergang zwischen verschiedenen Betriebszuständen der Maschine. Im übrigen wird ein stabiler Maschinenbetrieb erreicht. Eine Korrektur des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des Gemisches wird in kurzer Zeit durchgeführt, so daß das gewünschte Luft-Brennstoff-Verhältnis in optimaler Weise aufrechterhalten bleibt und ein katalytischer Dreiwege-Konver-

30 ter mit hoher Wirksamkeit arbeiten kann.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen dem Durchsatz der Ansaugluft und dem Brennstoff-Durchsatz eines Vergasers, der nicht durch ein Brennstoff-Regelsystem mit

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geschlossener Regelschleife geregelt wird;

Fig. 2 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung des Ein-Aus-Verhältnisses eines Ventils bei einem herkömmlichen Brennstoff-Regelsystem

mit geschlossener Regelschleife bei verschiedenen Betriebszuständen der Maschine;

Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Durchsatz der Ansaugluft und dem grobmodifizierten Brennstoffdurchsatz eines Vergasers zeigt, der durch ein erfindungsgemässes Brennstoff-Regelsystem mit geschlossener Regelschleife geregelt wird; 15

Fig. 4 ist ein Schaltdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Regelsystems mit geschlossenenm Regelkreis;

Fig. 5 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung des

E:\n-Aus-Verhaltnisses des Ventils des erfindungsgemäßen Regelsystems bei verschiedenen Betriebszuständen der Maschine;

Fig. 6 zeigt in einem Diagramm das Potential der integrierten Signale, die durch das erfindungsgemäße Regelsystem erzeugt werden.

Nunmehr soll auf Fig. 4 Bezug genommen werden. Ein Gas-Sensor ¹, etwa ein O^-Sensor, ist in einem Auspuffrohr 2 vorgesehen und tastet das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Luft-Brennstoff-Gemisches ab, das einer Brennkraftmaschine zugeführt wird. Eine Regelschaltung 3 dient zur Regelung der elektromagnetischen Ventile 13M, 13S, die an jeder der Hilfs-Luftdüsen 12M, 12S des Hauptbrennstoff-Systems und des Langsamlaufsystems M, S eines Vergasers zur Aufrechterhaltung eines stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnisses unter Verwendung eines Ausgangssignals des O^-Sensors 1 vorgesehen

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sind. Die Regelschaltung 3 umfaßt einen Differenzsignal-Generator 5, einen Proportionalverstärker 6, eine Integrationsschaltung 7, eine Addierschaltung 8, einen Sägezahngenerator 9, einen Komparator 10 und einen Transistor Q₁.

Das Ausgangssignal des 0~-Sensors 1 gelangt über einen Widerstand an einen Eingang des Differenzsignal-Generators 5, dessen anderer Eingang mit einem Vergleichssignal beaufschlagt wird, dessen Größe dem stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnis entspricht. Der Differenzsignal-Generator 5 gibt an seinem Ausgang ein Signal ab, das repräsentativ ist für die Abweichung des augenblicklichen Luft-Brennstoff-Verhältnisses von dem stöchiometrischen Wert. Das Ausgangssignal des Differenzsignal-Generators 5 gelangt an den Proportionalverstärker 6 und die Integrationsschaltung 7 und wird proportional verstärkt bzw. integriert. Das verstärkte Signal und das integrierte Signal werden in der Addierschaltung 8 addiert und damit überlagert. Das addierte Signal gelangt an den Eingang des Komparators 10, an dessen weiterem Eingang ein Sägezahn-Signal abgegeben wird, das durch den Sägezahn-Generator 9 erzeugt wird. Der Komparator 10 erzeugt ein Impulssignal an seinem Ausgang, wenn das Sägezahnsignal größer ist als das addierte Signal der Addierschaltung 8. Das Ausgangssignal des Komparators 10 gelangt an die Basis des Transistors Q₁, und wenn ein Impulssignal durch den Komparator 10 erzeugt wird, wird der Transistor Q₁ leitend. Die beiden elektromagnetischen Ventile 13M, 13S sind mit dem Kollektor des Transistors Q₁ verbunden und werden erregt, wenn der Transistor leitend ist. Wenn die elektromagnetischen Ventile erregt werden, öffnen sie die Hilfs-Luftdüsen 12M, 12S des Hauptbrennstoffsystems und des Langsamlaufsystems .

Der 0₂-Sensor 1, die Regelschaltung 3 und die beiden elektromagnetischen Ventile 13M, 13S bilden ein geschlossenes Brennstoff-Regelsystem, und in diesem Regelsystem werden die Hauptluftdüsen 15M, 15S des Hauptbrennstoff-Systems und des

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Langsamlaufsystems M, S durch elektromagnetische Ventile 21M, 22M, 21S, 22S gesteuert. Diese elektromagnetischen Ventile werden durch eine Modifikationsschaltung 4 entsprechend den Betriebsbedingungen der Maschine gesteuert. Da der Regelbereich der Hauptluftdüsen größer als derjenige der Hilfsluftdüsen ist, erfolgt die Grobregelung des Brennstoff-Durchsatzes mit Hilfe der Modifikationsschaltung 4 und die Feinregelung mit Hilfe der Regelschaltung 3.

Die Modifikationsschaltung 4 erzeugt Signale, durch die die elektromagnetischen Ventile an den öffnungen der Hauptluftdüsen entsprechend dem Ausgangssignal der Addierschaltung 8 der Regelschaltung 3 in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Maschine erregt werden. Der Betrieb der Maschine wird in verschiedene Betriebszustände unterteilt, und zwar in der vorliegenden Ausführungsform in 3 Betriebszustände, und der jeweilige Betriebszustand wird abgetastet durch Erfassen des öffnungswinkels der Drosselklappe 17. Ein Detektor 16 tastet den öffnungswinkel der Drosselklappe 17 ab und erzeugt ein für einen der drei Betriebszustände repräsentatives Signal. Es können jedoch auch andere Maschinenparameter, wie etwa die Maschinendrehzahl oder der Ansaugunterdruck verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform wird der Betrieb der Maschine unterteilt in Leerlaufbetrieb, Beschleunigungsbetrieb und Dauerbetrieb. Der Detektor 16 tastet den jeweiligen Zustand ab und erzeugt ein Signal, das Leerlaufbetrieb, Beschleunigungsbetrieb oder Dauerbetrieb anzeigt, wenn der öffnungswinkel θ der Drosselklappe 17 die Werte θ = O, θ > 50° und O < θ < 50° annimmt.

Die Modifikationsschaltung 4 dient zur wahlweisen öffnung der elektromagnetischen Ventile 21M, 22M, 21S, 22S der Hauptluftdüsen 15M, 15S entsprechend den Ausgangssignalen der Addierschaltung 8 in unterschiedlicher Weise entsprechend den oben erwähnten drei Betriebszuständen der Maschine. Die Modifikationsschaltung 4 umfaßt drei Integrationsschaltungen 18a, 18b, 18c, die mit Eingangsschaltern 19a, 19b, 19c und Ausgangsschaltern 19a¹, 19b¹, 19c¹ für vier Komparatoren 24,

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25,26,27 versehen ist. Jede Integrationsschaltung, die einen nicht näher bezeichneten Operationsverstärker umfaßt, weist einen Eingangswiderstand R₁, R-, R. und einen Rückkopplungs-Kondensator C₁, C₂/ C, auf. Die Einganswiderstände sind über die Eingangsschalter mit der Ausgangsklemme der Addierschaltung 8 verbunden. Die Ausgangsklemme der Integrationsschaltung 18a ist über den Ausgangsschalter 19a und zwei Widerstände mit den Eingängen der Komparatoren 24 und 25 verbunden.

Der Detektor 16 zur Abtastung der Betriebszustände erzeugt ein Ausgangssignal, das die drei Schalterpaare wahlweise öffnet und schließt. Die Verbindung zwischen dem Detektor 16 und diesen Schaltern ist schematisch durch gestrichelte Linien in Fig. 4 angedeutet. Wenn der Detektor 16 einen Leerlaufzustand abtastet, werden nur die Schalter 19a und 19a¹ gleichzeitig geschlossen, dagegen bei Beschleunigung die Schalter 19b und 19b¹ und bei Dauerbetrieb die Schalter 19c und 19c¹. Bei dieser Schaltungsanordnung wird jeweils nur die Integrationsschaltung betätigt, die dem erwähnten Betriebszustand der Maschine entspricht.

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Bei Leerlauf werden, wie bereits erwähnt, die Schalter 19a und 19a¹ geschlossen, so daß die Integrationsschaltung 18a damit beginnt, das Ausgangssignal der Addierschaltung 8 zu integrieren. Das durch die Integrationsschaltung 18a integrier te Signal gelangt an die Komparatoren 24 und 25, während zwei Vergleichssignale ebenfalls diesen Komparatoren zugeführt werden. Der Wert des Vergleichssignals des Komparators 24 ist mit d>. und derjenige des Komparators 25 mit <*._ bezeichnet. Die beiden Komparatoren erzeugen ein Ausgangssignal, wenn das integrierte Signal stärker als die Vergleichssignale c*. , C^₂ ist. Die Werte der Vergleichssignale cc und cx_ stehen in der Beziehung :

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Beim Beschleunigen integriert die Integrationsschaltung 18b das Ausgangssignal der Addierschaltung 8, und bei Dauerbe-

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trieb geschieht dies durch die Integrationsschaltung 18c. Die Ausgangsklemmen der Integrationsschaltungen 18b, 18c sind miteinander Über die Ausgangsschalter 19b¹ und 19c¹ verbunden und stehen gemeinsam mit den Eingangsklemmen der beiden Komparatoren 26 und 27 in Verbindung. Der andere Eingang der Komparatoren 26,27 Wird mit Vergleichssignalen beaufschlagt, die die Werte _ und . haben. Die Funktion dieser Komparatoren entspricht derjenigen der Komparatoren und 25. Die Werte der Vergleichssignale , und . stehen in folgender Beziehung:

Geht man davon aus, daß die Werte der Ausgangssignale der Integrationsschaltungen 18a, 18b und 18c als ßa, Bb und ßc bezeichnet werden, so erzeugt der Komparator 24 ein Ausgans signal, wenn

ßa >oo₁

ist, und der Komparator 25 gibt ein Ausgangssignal ab bei

ßa><*₂ .

Der Komparator 26 erzeugt ein Ausgangssignal, wenn entweder ßb>ce_

oder ßc>oo

ist und der Komparator 27 gibt ein Ausgangssignal ab bei

ßb oder ßc

25 ßb >a>₄

Die Ausgangssignale der Komparatoren 24,25,26,27 gelangen an die Basis der Transistoren Qo* Q3» Q4# Qr» während die Kollektoren und die Emitter dieser Transistoren mit den elektromagnetischen Ventilen 21M, 22M, 21S, 22S bzw. Masse verbunden sind. Daher wird über die Transistoren Q-, Q₃, Q., Q₅ ein zugeordnetes elektromagnetisches Ventil entsprechend dem Signal erregt, das an die Basis der Transistoren von den Komparatoren gelangt. Zur Vereinfachung des Verständnisses ist in einer Tabelle die Beziehung zwischen der Betätigung dieser elektromagnetischen Ventile und dem Wert der integrierten Signale zusammengestellt. In der Tabelle wird der Buchstabe "C" zur Kennzeichnung des geschlossenen

8 0 9 9 ? ? / η 9 R ?

OO

co co ro

O CO Ό

Betriebszustand	Wert des inte	Ventilstellung	Ventil 22S	Hauptsystem	Ventil 22M
der	grierten	Langsamlauf-System	C	Ventil 21M	C
Maschine	Signals	Ventil 21S	C	C	C
Leerlauf	ßa < Ot^	C	offen	C	C
Beschleunigung	^ < ßa < OL₂	offen	C	C	C
Dauerbetrieb	O-_? < ßa	offen	C	C	C
*ßb < C-₃**	C	C	offen	offen
0C₃ < ß_b < OC₄	C	C	offen	C
et ₄< ßb	C	C	C	C
ßc ^ 0C₃	C	C	offen	offen
& < ßc <<*-„ 3 4	C	offen
0O₄ < ßc	C

<_n cc

co η Di

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Zustande verwendet.

Wie bereits erwähnt wurde, sind die elektromagnetischen Ventile 21M, 22M, 21S, 22S an den öffnungen der Hauptluftdüsen angeordnet. Die Hauptluftdüse 15M des Hauptbrennstoffsystems M weist drei unabhängige öffnungen auf, die mit 2OM., 20M,/ 2OM bezeichnet werden, während die andere Hauptluftdüse 15S des Langsamlaufsystems S ebenfalls drei unabhängige öffnungen umfaßt, die mit 20S.., 20S_, 2OS₃ bezeichnet sind, wie aus Fig. 4 hervorgeht. Die öffnungen 2OM., 20S. sind stets gegenüber der Atmosphäre offen und nicht mit elektromagnetischen Ventilen versehen. Die anderen öffnungen weisen elektromagnetische Ventile auf, die die Verbindung zur Atmosphäre unterbrechen, wenn sie nicht erregt sind. Die entsprechenden Ventile 21M, 22M, 21S, 22S öffnen bei Erregung, so daß die öffnungen der Hauptluftdüsen 15M, 15S der Systeme M, S wahlweise geregelt werden können. Daher kann die Gesamtfläche der öffnungen der Hauptluftdüsen 15M und 15S in drei Stufen gesteuert werden, wie aus der Tabelle hervorgeht. Bei dieser Art der Steuerung der Luftdüsenöffnungen kann die dem Ansaugrohr zugeführte Brennstoffmenge so geregelt werden, daß das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Luft-Brennstoff-Gemisches gesteuert wird.

Die Gesamtöffnungsflache der Hauptluftdüse 15M ist wesentlich größer als diejenige der Hilfs-Luftdüse 12M in dem Hauptsystem M. Das gleiche gilt für das Langsamlaufsystem S. Daher ergibt die Regelung der öffnungen der Hauptluftdüsen 15M, 15S der Systeme M, S eine Grobregelung des Strömungsdurchsatzes des Brennstoffs im Verhältnis zu den Hilfsluftdüsen 12M, 12S der Systeme zur Modifizierung der ursprünglichen Charakteristika des Brennstoffdurchsatzes des Vergasers 11. Diese Grobregelung des Brennstoffdurchsatzes ergibt sich aus Fig. 3, in der die dicken Linien den Brennstoffdurchsatz nach der Modi-

35 fizierung wiedergeben.

Nunmehr soll auf Fig. 5 Bezug genommen werden, in der die Änderungen des erforderlichen Betätigungsgrades der Ventile bei

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dem erfindungsgemäßen Brennstoffregelsystem mit geschlossener Regelschleife gezeigt sind. Da die Hauptluftdüsen der Systeme M und S entsprechend den Betriebszuständen der Maschine gesteuert werden, ist das Betätigungsverhältnis der elektromagnetischen Ventile 13M und 13S der Hilfsluftdüsen der Systeme wesentlich geringer als bei herkömmlichen Systemen der Fig. 2. Das Betätigungsverhältnis der Ventile liegt angrenzend an die 50%-Linie der Ventile bei allen Betriebszuständen der Maschine.
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Fig. 6 zeigt die Größen der Potentiale ßa, ßb, ßc der integrierten Signale der Integrationsschaltungen 18a, 18b, 18c. Die in Fig. 6 gezeigten Potentiale werden erzielt, wenn die Modifikationsschaltung 4 in einem Brennstoffregelsystem mit geschlossenem Regelkreis verwendet wird, bei dem die Ventilöffnungsgrade der Fig. 2 entsprechen. Die elektromagnetischen Ventile 21M, 22M, 21S, 22S der Haupt- und Langsamlauf-Luftdüsen werden entsprechend dem Potential des integrierten Signales betätigt, wie zuvor beschrieben wurde. Daher dient die Modifizierung des Brennstoffdurchsatzes zum Ausgleichen der Abweichung von einem gewünschten Ventilöffnungsgrad. Mit anderen Worten, die Charakteristika des Ventilöffnungsgrades gemäß Fig. 2 werden jetzt durch die Modifikationsschaltung in Richtung der Charakteristika der Fig. 5 geändert.

In der Schaltung der Fig. 4 werden die Werte ßa, ßb, ßc der integrierten Signale festgelegt durch die Zeitkonstante der Integrationsschaltungen 18a, 18b, 18c, die jeweils unterschiedlich sein können und sich aus dem Widerstand und der Kapazitat der Widerstände R₁, R_, R, und der Kondensatoren C₁, C₂, C₃ ergibt, die mit diesen verbunden sind.

Wenn der Betriebszustand der Maschine von einem Zustand zu einem anderen geändert wird, beispielsweise vom Leerlauf zur Beschleunigung übergeht, werden die Schalter 19a, 19a¹ gleichzeitig geöffnet und die Schalter 19b, 19b¹ werden geschlossen. Das Signal, das von der Addierschaltung 8 zugeführt worden ist, wird als Ladung in dem Kondensator C₁

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aufrechterhalten, nachdem die Schalter 19a und 19a¹ geöffnet worden sind. Diese in dem Kondensator C₁ gespeicherte Ladung wird beibehalten, bis die Schalter wiederum schliessen. Daher hält die Integrationsschaltung 18a den Wert des Ausgangssignals der Addierschaltung 8 aufrecht. Wenn sich daher die Schalter 19a, 19a¹ wieder schließen, gibt die Integrationsschaltung 18a das gespeicherte Potential an die Komparatoren 24, 25 ab.

Aufgrund dieser gespeicherten Ladung kann die Integrationsschaltung 18a auch bei Störungen in der Regelschaltung 3 ein Ausgangssignal an die Komparatoren 24, 25 abgeben. Dieses Ausgangssignal dient dazu, plötzliche Änderungen des Luft-Brennstoff-Verhältnisses zu verhindern, wenn die Regelschaltung 3 eine Störung aufweist, während ein Alarmsignal durch eine Alarmeinrichtung 31 abgegeben wird, die über einen Alarmsignalgenerator 30 mit dem Ausgang des Komparators 10 der Regelschaltung 3 verbunden ist, wie die Fig. 4 zeigt.

Wenn sich der Betriebszustand der Naschine über einen gewissen Zeitraum nicl t ändert und das Luft-Brennstoff-Verhältnis auf einem gewünschten Wert aufrechterhalten wird, d.h., wenn das Ventilbetätigungsverhältnis bei 50% liegt, ändert sich das Ausgangssignal der Addierschaltung nicht gegenüber einem konstanten Wert, bei dem keine der Integrationsschaltungen ein Ausgangssignal erzeugt, so daß die Modifikationsschaltung 4 kein Ausgangssignal abgibt.

Die zuvor beschriebene bevorzugte Ausführungsform der Erfind ing wird verwendet für ein Vergasersystem einer Brennkraftmaschine, jedoch kann das erfindungsgemäße System auch für Einspritzanlagen eingesetzt werden. Bei einer Einspritzanlage wird der Ansaugluftdurchsatz durch einen Detektor, wie etwa einen Luftdurchsatzmesser abgetastet, der gelegentlieh ein Signal abgibt, das dem Luftdurchsatz nicht genau entspricht. Es ist möglich, die Ansprechzeit und die Stabilität des Rückkopplungssystems dadurch zu verbessern, daß das abgetastete Signal aufgrund des Luftdurchsatzes entspre-

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chend den Betriebszuständen der Maschine modifiziert wird. Die Korrektur des Luft-Brennstoff-Verhältnisses ist nicht begrenzt auf eine Korrektur des Ausgangssignals des Luftdurchsatzmessers, da der Zweck der Anpassung darin liegt, die tatsächlichen Charakteristika des Brennstoffdurchsatzes an die gewünschten Charakteristika anzunähern.

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L β β r s β i t θ

Claims

Patentansprüche

Brennstoff-Regelvorrichtung mit geschlossenem Regelkreis für Brennkraftmaschinen mit einer Einrichtung zur Zufuhr von Brennstoff, einer Einrichtung zur Abtastung der Konzentration eines Bestandteils des Auspuffgases und zur Erzeugung eines für das augenblickliche Luft-Brennstoff-Verhältnis repräsentativen Signals und einer Einrichtung zur Erzeugung eines Abweichungssignals entsprechend dem abgetasteten Luft-Brennstoff-Verhältnis und einem gewünschten Luft-Brennstoff-Verhältnis, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (6,7,8) zur Erzeugung eines Fehlersignals entsprechend der Abweichung, das für das Zeitintegral der Abweichung repräsentativ ist, eine erste Brennstoff regelvorrichtung (13M, 13S) zur Regelung des Brennstoffdurchsatzes entsprechend dem Fehlersignal, einen Detektor

(16) zum Abtasten eines von einer Anzahl von Betriebszuständen der Maschine, und eine zweite Brennstoff-Regeleinrichtung (21M,22M,21S,22S) zur Modifizierung der usprünglichen Charakteristika der Brennstoffzuführeinrichtung (11) in Rich-

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ORJGlNAU IKSPECTED

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tung einer Annäherung an gewünschte Charakteristika entsprechend dem abgetasteten Betriebszustand.
2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η n-.5 zeichnet, daß die Brennstoffzuführeinrichtung ein

Vergaser (11) ist.
3. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergaser (11) ein Hauptbrennstoff-

10 system (M) und ein Langsamlaufsystem (S) umfaßt, die jeweils Hauptluftdüsen (15M, 15S) und Hilfs-Luftdüsen (12M, 12S) aufweisen.
4. Regelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e k e η nzeichnet, daß die erste und zweite Brennstoffregeleinrichtung erste und zweite Betätigungseinrichtungen (13M, 13S; 21M, 22M, 21S, 22S) in den Haupt- und Hilfsluftdüsen (12M, 12S; 15M, 15S) des Haupt- und Langsamlaufsystems (M, S) umfassen.
5. Regelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtungen elektromagnetische Ventile (13M, 13S; 21M, 22M, 21S, 22S) in den öffnungen der Raupt- und Hilfslustdüsen sind.
6. Regelvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtfläche der Hauptluftdüsen (15M, 15S) größer als diejenige der Hilfs-Luftdüsen (12M, 12S) ist.
7. Regelvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch g ekennzeichnet, daß die Hauptluftdüsen (15M, 15S) eine Anzahl von öffnungen aufweisen, deren jeweils eine (2OM , 2OS.) ständig gegenüber der Atmosphäre offen ist,

während die übrigen (20M₂, 20M-, 20S₂, 20S_) mit elektromagnetischen Ventilen (21M, 22M, 21S, 22S) ausgerüstet sind.
8. Regelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

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dadurch gekennzeichnet, daß als unterschiedliche Betriebszustände der Maschine wenigstens Leerlauf, Dauerbetrieb und Beschleunigung abtastbar sind.
9. Regelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze ichnet, daß der Detektor (16) zum Abtasten des Betriebszustandes der Maschine den Ansaugluftdurchsatz abtastet.
10. Regelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Halteschaltungen (18A, 18B, 18C) zwischen der Einrichtung (6,7,8) zur Erzeugung des Fehlersignals und der zweiten Brennstoff-Regeleinrichtung (21M, 22M, 21S, 22S) wobei die Anzahl der Halteschaltungen mit der Anzahl der Betriebszustände übereinstimmt und jede Halteschaltung wahlweise bei dem zugeordneten Betriebszustand betätigt wird.
11. Regelvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e η nzeichnet, daß die Halteschaltung einen Kondensator einer C-R-Integratioisschaltung (18a, 18b, 18c) umfaßt.
12. Regelvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der Integrationsschaltungen (18a, 18b, 18c) durch den Widerstand und die Kapazität des Widerstandes (R₁, R₂, R-) und des Kondensators (C₁, C₂, C_) der Integrationsschaltungen festgelegt ist.
13. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Komparatoren (24,25,26,27) zwischen den Halteschaltungen (18a, 18b, 18c) und der zweiten Brennstoffregeleinrichtung (21M, 22M, , 21S, 22S), welche Komparatoren ein Ausgangssignal abgeben, wenn der Wert (ßa, ßb, ßc) des von der Halteschaltung zugeführten Signals größer als der Wert (oL, Ot-, CX. , ex.) eines den Komparatoren zugeführten Vergleichssignals ist.