DE2758273C2 - Einrichtung zum Ermitteln der Betriebsbereitschaft eines Abgassensors für eine Kraftstoff-und-Luft-Misch- und Versorgungseinrichtung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Einrichtung zum Ermitteln der Betriebsbereitschaft eines Abgassensors für eine Kraftstoff-und-Luft-Misch- und Versorgungseinrichtung einer Brennkraftmaschine

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DE2758273C2
DE2758273C2 DE2758273A DE2758273A DE2758273C2 DE 2758273 C2 DE2758273 C2 DE 2758273C2 DE 2758273 A DE2758273 A DE 2758273A DE 2758273 A DE2758273 A DE 2758273A DE 2758273 C2 DE2758273 C2 DE 2758273C2
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
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    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Bei einer solchen, aus der DE-OS 25 29 797 bekannten Einrichtung hat der erste Schwellenwert einen fest eingestellten ersten Pegel, um die Regelung mit geschlossenem Regelkreis immer dann auszusetzen, wenn das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors unterhalb des ersten Pegels liegt In diesem Fall erfolgt dann eine 'Steuerung der Kraftstoff-und-Luft-Misch- und Versorgungseinrichtung bei offenem Regelkreis, ohne daß der tatsächliche Istwert des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses festgestellt werden kann. Wird in diesem Fall der Brennkraftmaschine ein zu mageres Kraftstoff-Luft-Gemisch zugeführt, so bleibt das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors selbst dann unter dem ersten Pegel, wenn der Abgassensor inzwischen seine Arbeitstemperatur erreicht oder sogar überschritten hat In die- sem Fall wird also die Aussetzung der Regelung mit geschlossenem Regelkreis unnötig beibehalten, so daß die Brennkraftmaschine länger als nötig mit einem nur relativ ungenau gesteuerten Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt wird.
In der DE-OS 26 23 018 ist eine Regeleinrichtung für das Kraftstoff-Luft-Gemisch einer Brennkraftmaschine beschrieben, die ebenfalls mit einem Abgassensor arbeitet Bei dieser bekannten Regeleinrichtung wird die Regelung mit geschlossenem Regelkreis selbst dann beibehalten, wenn die Temperatur des Abgassensors unterhalb seiner Arbeitstemperatur liegt, jedoch bereits oberhalb einer bestimmten Grenztemperatur, oberhalb der der Abgassensor ein Ausgangssignal angibt, das von der Sauerstoffkonzentration im Abgas zwar abhängig ist, das infolge seiner Nichtlinearität jedoch nicht mit einem festen Schwellenwert verglichen werden kann. Um diese Nichtlinearität des Ausgangssignals in diesem kritischen Temperaturbereich des Abgassensors zu kompensieren, erhält der Abgassensor einen änderbaren Strom, dessen Größe in Abhängigkeit von der jeweiligen Innenimpedanz und damit in Abhängigkeit von der jeweiligen Temperatur des Abgassensors geregelt wird, um die Nichtlinearität möglichst optimal kompensieren zu können.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß bei einer Aussetzung der Regelung mit geschlossenem Regelkreis infolge einer zu niedrigen Temperatur des Abgassensors unabhängig vom Verhältnis des der Brennkraftmaschine gerade zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches die Betriebsbereitschaft des Abgassensors beim Erreichen seiner Arbeitstemperatur sofort festgestellt werden kann.
Diese Aufgabe ist durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 3 angegebenen Merkmale gelöst
Die erfindungsgemäße Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß beim Aussetzen der Regelung infolge einer zu niedrigen Temperatur des Abgassensors diesem ein bestimmter Strom zugeführt wird, um infolge seiner bei einer niedrigen Temperatur großen Innenimpedanz unabhängig vom Verhältnis des gerade zugeführten Gemisches ein großes Ausgangssignal zu erzeugen, das auch dann oberhalb eines zweiten Schwellenwertes liegt, wenn das Verhältnis des Gemisches zu mager sein sollte. Erreicht der Abgassensor dagegen seine Arbeitstemperatur, so wird seine Innenimpedanz so klein, daß trotz des dem Abgassensor zugeführten Stroms das Ausgangssignal des Abgassensors unter den zweiten Schwellenwert fällt, so daß dann sofort die Regelung wieder aufgenommen werden kann, da der Abgassensor dann ein das tatsächliche Verhältnis des zugeführten Gemisches angebendes Ausgangssignal erzeugen kana Um während der Aussetzung der Regelung und des dann dem Abgassensor zugeführten Stroms das die Aussetzung der Regelung bewirkende Ausgangssignal des ersten Komparators auch dann nicht verändern zu können, wenn das der Brennkraftmaschine zugeführte Gemisch sehr fett ist, wird gemäß einer ersten Lösungsalternative der erste Schwellenwert auf einen zweiten Pegel erhöht, der vom Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors nicht überschritten werden kann. Gemäß einer anderen Lösungsalternative wird der erste Schwellenwert fest beibehalten, jedoch das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors während der Aussetzung der Regelung auf einen so niedrigen Wert herabgesetzt, daß dieser den ersten Schwellenwert nicht übersteigen kann.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert Im einzelnen zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Einrichtung zum Ermitteln der Betriebsbereitschaft eines Abgassensors,
Fig.2 eine graphische Darstellung der Ausgangskennlinie des Abgassensors,
F i g. 3 ein Schaltbild der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung,
F i g. 4 eine Reihe von Signalen, die an verschiedenen Stellen der in F i g. 3 dargestellten Schaltung in Abhängigkeit von der Temperatur des Abgassensors auftreten, und
Fig.5 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Einrichtung.
In F i g. 1 ist eine Brennkraftmaschine mit geschlossenem Regelkreis für die Kraftstoff-Luft-Versorgung dargestellt Die Brennkraftmaschine 10 wird von einer Kraftstoff-und-Luft-Misch- und Versorgungseinrichtung 11, beispielsweise einem elektronisch gesteuerten Vergaser oder einer Einspritzanlage mit einem Kraftstoff-Luft-Gemisch versorgt und gibt ihre Abgase über eine Abgasleitung ab, in der sich ein Abgassensor 12 und ein katalytischer Umformer 13 befinden. Der Abgassensor 12 ist ein herkömmlicher Sensor für Sauerstoff, der die Konzentration des Sauerstoffs in den Abgasen feststellt und über eine Leitung 14 ein Ausgangssignal V erzeugt. Das Ausgangssignal vom Abgassensor 12 zeigt einen abrupten Übergang beim stöchiometrischen Kraftstoff-Luft-Verhältnis, wobei ein hoher Signalpegel angibt, daß das Gemisch reicher als das stöchiometrische Verhältnis ist, während ein niedriger Signalpegel angibt, daß das Gemisch ärmer als das stöchiometrische Verhältnis ist Der katalytische Umformer 13 ist vorzugsweise ein Dreiwegkatalysator, der gleichzeitig die Oxidation von Kohlenmonoxid und von Kohlenwasserstoffen und die Reduktion von Stickstoffoxiden beschleunigt, wenn er Abgas ausgesetzt ist, dessen Sauerstoffgehalt ein stöchiometrisches Verhältnis angibt Da die Dreiwegkatalyse schlechter arbeitet, wenn das Kraftstoff-Luft-Verhältnis vom stöchiometrischen Wert abweicht, besteht die Hauptfunktion des geschlossenen Regelkreises darin, die Brennkraftmaschine 10 mit einem Gemisch zu betreiben, dessen Kraftstoff-Luft-Verhältnis auf einen Wert in der Nähe des stöchiometrischen Verhältnisses geregelt ist.
Das Ausgangssignal V vom Abgassensor 12 wird von einem Abweichungsdetektor 15 für die Abweichung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses empfangen, dessen Hauptfunktion darin besteht, sein Eingangssignal mit
einer Spannung Vsrc zu vergleichen und ein Ausgangssignal zu erzeugen, das die Abweichung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses von dem Wert in der Nähe des stöchiometrischen Verhältnisses wiedergibt. Das Ausgangssignal vom Abweichungsdetektor 15 liegt an einem Integralregler 16 für die Steuerung des Abgassensors, der für eine Integration des Eingangssignals sorgt, um unerwünschte Schwingungen oder Schwankungen des automatischen Selbstregelungsignals zu unterdrükken, die bei Änderungen des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine auftreten können.
Das Ausgangssignal vom Integralregler 16 wird in einer Leistungsverstärkerstufe 17 verstärkt und an die Kraftstoff- und Luft-Misch- und -Versorgungseinrichtung 11 gegeben. Somit wird eine Regelung bei geschlossenem Regelkreis ausgeführt
Wie bereits ausgeführt wurde, ändert sich der Signalpegel des Abgassensors 12 als Funktion des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses sowie als Funktion der Temperatur des Abgassensors.
Um festzustellen, wann der Abgassetisor unterhalb seiner Arbeitstemperatur arbeitet, liegt das Ausgangssignal des Abgassensors 12 am Eingang eines zweiten Komparator 18, der es mit einem vorgegebenen zweiten Schwellenwert Vh vergleicht. Der Komparator 18 liefert ein Ausgangssignal hohen Pegels, wenn das Ausgangssignal des Abgassensors unter dem Schwellenwert Vh liegt, und niedrigen Pegels, wenn das Ausgangssignal des Abgassensors über diesem Schwellenwert liegt
Das Ausgangssignal vom Detektor 15 liegt andererseits an einem Spitzenwertdetektor 19, wo der positive Spitzenwert des Ausgangssignals des Abweichungsdetektors 15 festgestellt und gespeichert wird, um ihn an einen ersten Komparator 20 zum Vergleich mit einem ersten Schwellenwert von einer veränderlichen Bezugswerteinstellschaltung 21 zu geben. Diese Bezugswerteinstellschaltung spricht auf die Ausgangssignale vom Komparator 18 an, um verschiedene Pegel zu erzeugen, wie es später im einzelnen beschrieben wird. Der erste Komparator 20 liefert ein Ausgangssignal hohen Pegels, wenn das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors unter dem ersten Schwellenwert liegt, und niedrigen Pegels, wenn dieses über dem Schwellenwert liegt. Das Ausgangssignal hohen Pegels vom Komparator 20 gibt an, daß der Abgassensor 12 unter seiner Arbeitstemperatur arbeitet und daß die Regelung mit geschlossenem Regelkreis auszusetzen ist Daher wird das auf hohem Pegel befindliche Ausgangssignal vom Komparator 20 dazu benutzt, den Integral regler 16 abzuschalten. Gleichzeitig bewirkt dieses Ausgangssignal, daß eine Stromversorgungsschaltung 22 dem Abgassensor 12 einen Strom liefert, wodurch der Spannungsabfall über seiner Innenimpedanz zunimmt
F i g. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Ausgangsspannung des Abgassensors über seiner Innenimpedanz. Wenn die Temperatur des Abgases abfällt, nimmt die Innenimpedenz des Abgassensors zu, wodurch der maximale Pegel seiner Ausgangsspannung umgekehrt proportional mit der Zunahme der Innenimpedanz (Abnahme der Temperatur) abnimmt, wie es durch die ausgezogene Kurve / angegeben ist Demgegenüber bewirkt der von der Stromversorgungsschaltung 22 zwangsweise durch den Abgassensor 12 geleitete Strom, daß der maximale Pegel der Ausgangsspannung scharf ansteigt, wie es durch die strichpunktierte Kurve Il angegeben ist, und daß der minimale Pegel der Ausgangsspannung, der normalerweise 0 Volt beträgt, scharf ansteigt, wie es durch die strichpunktierte Kurve III angegeben ist. Da die Innenimpedanz des Abgassensors 12 sehr groß ist, während dieser unterhalb seiner Arbeitstemperatur arbeitet, erzeugt der Strom während der Aussetzung der Regelung eine hohe Ausgangsspannung am Abgassensor. Die Innenimpedanz des Abgassensors 12 und somit sein Ausgangssignal nehmen umgekehrt proportional mit der Temperatur ab, so daß das Ende der Aussetzung der Regelung dadurch bestimmt
ίο wird, daß festgestellt wird, wann das Ausgangssignal des Abgassensors unter den Schwellenwert Vh fällt. Der Schwellenwert Vh wird daher auf einen Wert festgelegt, der kleiner als die kleinste Ausgangsspannung des Abgassensors 12 während seines Betriebes unterhalb seiner Arbeitstemperatur bei hindurchgeleitetem Strom, jedoch größer als die maximale Ausgangsspannung beim Betrieb auf oder über seiner Arbeitstemperatur ohne hindurchgeleiteten Strom ist.
In Fig.3 ist der Abgassensor 12 in einem Ersatzschaltbild durch eine Innenimpedanz 30 und eine elektromotorische Kraft V dargestellt, die über der Impedanz 30 entwickelt wird, und als eine Spannungsquelle 31 angegeben ist, die in Reihe mit der Impedanz 30 an Erde liegt. Eine Leitung 32 von der Impedanz 30 führt zu einem HF-Filter 33 aus einem Widerstand 34 und einem Kondensator 35 und somit zum Eingang des Abweichungsdetektors 15. Das HF-Filter dient dazu, die hochfrequenten Anteile des Ausgangssignals des Abgassensors herauszufiltern, dessen Grundfrequenz gewöhnlich in der Größenordnung 10 Hz liegt.
Der Abweichungsdetektor 15 enthält als Funktionsverstärker einen Gleichstrompufferverstärker 36 mit einer hohen Eingangsimpedanz, dessen nicht-invertierender Eingang mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 34 und dem Kondensator 35 des Filters 33 verbunden ist und der eine über einer Eingangsimpedanz 36a, die zwischen den nicht-invertierenden Eingang und Erde geschaltet ist, entwickelte Spannung verstärkt Das Ausgangssignal des Pufferverstärkers 36 liegt am nicht-invertierenden Eingang eines Differenzve'rtärkers 37, der Jie Differenz zwischen dem verstärkte!: Ausgangssignal des Abgassensors und der Spannung Vstc ermittelt, die ein Kreislauf-Luft-Verhältnis in der Nähe des stöchiometrischen Wertes angibt. Das Ausgangssignal vom Abwe-chungsdetektor 15 gibt daher die Abweichung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses von einem Wert in der Nähe des stöchiometrischen Verhältnisses wieder.
Der Spitzenwertdetektor 19, der die positiven Spitzenwerte des Differenzsignals speichert, umfaßt einen Kondensator 38 und einen Widerstand 39, die in Reihe zwischen den Ausgang des Abweichungsdetektors 15 und Erde geschaltet sind, sowie eine Diode 40 und einen Widerstand 41, die in Reihe über den Widerstand 39 geschaltet sind Die die Diode 40 und die Widerstände 39, 41 enthaltende Schaltung dient dazu, den Kondensator 38 aufzuladen, wenn sich das Differenzsignal auf einem hohen Pegel befindet, und weist eine kleinere Zeitkonstante als ein Entladeschaltkreis auf, der durch den Widerstand 39 und den Kondensator 38 gebildet wird.
Die Bezugswerteinstellschaltung 21 wird aus einem Spannungsteiler aus in Reihe geschalteten Widerständen 44 und 45 und einem Schalttransistor 46 gebildet, der in Reihe zum Spannungsteiler zwischen die Spannungsversorgungsklemme 47 mit einer Spannung Vcc und Erde geschaltet ist Die Basis des Transistors 46 ist über einen Widerstand 48 mit dem Ausgang des Komparators 18 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen
den Widerständen 44 und 45 liegt am nicht-invertierenden Eingang des !Comparators 20, um das auftretende Signal mit der Spannung zu vergleichen, die im Kondensator 38 des Spitzenwertdetektors 19 gespeichert ist. Ein Rückkopplungswiderstand 49 ist zwischen den Ausgang des !Comparators 20 und seinen nicht-invertierenden Eingang geschaltet Die Stromversorgungsschaltung 22 wird aus einer Diode 50, einer Parallelschaltung eines Widerstandes 51 und eines Kondensators 52 in Reihe mit der Diode 50 gebildet. Der Widerstand 51 und der Kondensator 52 bilden ein Differenzierglied, um einen steilen Spannungsanstieg zu bewirken, der ausreicht, um den Komparator 18 in den Zustand mit niedrigem Ausgangssignal beim Umschalten des !Comparators 20 auf den Zustand mit hohem Ausgangssignal hin umzuschalten. Dieses verhindert das Auftreten von Abschalt- und Einschaltsignalen aufgrund des kapazitiven Bauteils in der Eingangsschaltung des Abweichungsdetektors 15, d. h. aufgrund des Kondensators 35, was im folgenden im einzelnen beschrieben wird.
Im folgenden wird anhand der in F i g. 4 dargestellten Signale die Arbeitsweise der in Fig.3 dargestellten Schaltung näher erläutert Während des Zeitintervalls von Ib bis fi, in dem die Temperatur des Abgases über der Arbeitstemperatur des Abgassensors 12 (Fig.4a) liegt, schwankt die Spannung über der Eingangsimpedanz 36a des Abweichungsdetektors 15 zwischen maximalen und minimalen Spannungspegeln (F i g. 4b) nach Maßgabe der sich ändernden Konzentrationen des Sauerstoffes, was zu einer Schwankung des Differenzsignals führt Der Spitzenwertdetektor 19 nimmt den maximalen Pegel des Differenzsignals wahr und speichert diesen über die Diode 40 und die Widerstände 39, 41 am Kondensator 38. Die Spannung am Kondensator 38 wird über den Widerstand 39 entladen, bevor der nächste Spitzenwert ankommt, so daß sie den jeweils jüngsten Spitzenwert des Differenzsignals darstellt Da die Spannung Vh am nicht-invertierenden Eingang des Komparator 18 auf einen Wert über dem maximalen Pegel Vm des Abgassensors festgelegt ist, liefert der Komparator 18 ein Ausgangssignal 18a mit hohem Pegel (F i g. 40 an die Basis des Transistors 46 der Bezugswerteinstellschaltung 21, um diese einzuschalten. Das Durchschalten des Transistors 46 schaltet die in Reihe geschalteten Widerstände 44 und 45 zwischen die Spannungsversorgungsklemme 47 und Erde, so daß der nicht-invertierende Eingang des Komparators 20 auf einem Pegel Val gehalten wird, der die Arbeitstemperatur des Abgassensors 12 wiedergibt (F i g. 4c). Da der Abgassensor 12 normalerweise über seiner Arbeitstemperatur arbeitet, ist das Ausgangssignal des Abweichungsdeiektörs 15 normalerweise größer als der Schwellenwert Val. wodurch das Ausgangssignal des Komparators 20 bis zum Zeitpunkt Λ auf einem niedrigen Pegel gehalten wird (F i g. 4d), so daß während des Zeitintervalls Ib bis fi der Integralregler 16 eingeschaltet ist, um die Regelung auszuführen.
Bei längerem Leerlaufbetrieb fällt die Temperatur des Abgassensors zum Zeitpunkt fi (F i g. 4a) unter seine Arbeitstemperatur, so daß das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors unter den Schwellenwert Val fällt Das führt zu einem Ausgangssignal hohen Pegels des Komparators 20 (F i g. 4d), so daß der Integralregler 16 und damit die Regelung abgeschaltet werden, während gleichzeitig die Diode 50 der Stromversorgungsschaltung 22 in Durchlaßrichtung vorgespannt wird. Die Parallelschaltung aus dem Kondensator 52 und dem Widerstand 51 in der Stromversorgungsschaltung sorgt für eine steil ansteigende Spannung am Widerstand 51 (F i g. 4e) beim Auftreten eines Ausgangssignals hohen Pegels am Komparator 20. Der Komparator 18 wird augenblicklich vorgespannt, so daß er auf den Zustand des niedrigen Ausgangssignals umschaltet und der Transistor 46 gesperrt wird, wodurch der Schwellenwert des Komparators 20 auf Vah angehoben wird. Dieses stellt eine Sicherung gegenüber einer möglichen Instabilität der Schaltung während ihrer Umschaltzeit dar.
Der Abgassensor 12 wird dann mit einem von der Stromversorgungsschaltung 22 gelieferten Strom versorgt Da die Innenimpedanz des Abgassensors 12 bei niedriger Temperatur extrem groß ist und da die Eingangsimpedenz des Pufferverstärkers 36 gleichfalls groß ist, gibt die Spannung über der Eingangsimpedanz 3Ss die Schwankung der Ausgangsspannung des Abgassensors 12 wieder, so daß der Pegel am invertierenden Eingang des Komparators 18 den Schwellenwert V« überschreitet und somit der Komparator 18 im Zustand des niedrigen Ausgangssignals gehalten wird. Aufgrund der hohen Eingangsimpedanz des Pufferverstärkers 36 besteht nur eine außerordentlich geringe Wahrscheinlichkeit, daß der Komparator 18 auf ein fehlerhaftes Signal ansprechen kann, das von Kriechwegen herrührt, die zwischen der Verbindungsleitung 32 und Erde vorhanden sein können.
Wenn die Temperatur des Abgases ansteigt, nimmt die Innenimpedanz des Abgassensors 12 ab und sein Ausgangssignal nimmt gleichfalls ab. Es wird angenommen, daß zum Zeitpunkt h der Pegel des Ausgangssignals des Abgassensors 12 unter den Schwellenwert Vh fällt und daß vom Komparator 18 ein Ausgangssignal mit hohem Pegel kommt, um den Transistor 46 durchzuschallen. Durch das Durchschalten des Transistors 46 wird das Erdpotential an den Spannungsteiler 44, 45 gelegt, so daß der Bezugsspannungspegel des nicht-invertierenden Eingangs des Komparators 20 auf einen Pegel unter das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors absinkt Der Komparator 20 wird somit auf den Zustand des niedrigen Ausgangssignals (F i g. 4d) umgeschaltet, damit der Integralregler 16 den Betrieb der Regelung wieder aufnehmen kann und gleichzeitig ein Signal mit niedrigem Pegel über den Widerstand 49 an seinen nicht-invertierenden Eingang legt Das Potential am nicht-invertierenden Eingang des Komparators 20 wird auf den niedrigeren Schwellenwert Val herabgesetzt
Aufgrund der niedrigen Spannung am Ausgang des Komparators 20 verschwindet der Strom durch den Abgassensor 12 (F i g. 4g). Da während der Aussetzung der Regelung mit geschlossenem Regelkreis der Abgassensör 12 auf einem relativ hohen Spannungspegel durch den erzwungenen Stromfluß gehalten wird, spricht die Wiederaufnahme der Regelung nur auf die Temperatur des Abgassensors an, so daß folglich der nachteilige Einfluß von mageren Gemischverhältnissen auf die Entscheidung der Wiederaufnahme der Regelung beseitigt ist, so daß eine unnötige Verlängerung der Aussetzung der Regelung vermieden wird.
Das in F i g. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel kann in der in F i g. 5 dargestellten Weise abgewandelt werden. Das in F i g. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel ist dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gleich, mit der Ausnahme, daß das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors 19 über einen Entladeschaltkreis 60 entladen wird und daß der Schwellenwert des Komparators 20 von einer Spannungsquelle 61 auf einem festen Bezugspegel gehalten wird Wie es in Fig.5 dargestellt
ist, umfaßt der Entladeschaltkreis 60 einen Komparator 62, dessen nicht-invertierender Eingang auf den Schwellenwert Vh vorgespannt ist, um festzustellen, wie lange das Ausgangssignal des Abgassensors über dem Schwellenwert Vh liegt, wodurch eine niedrige Spannung am Ausgang des Komparators 62 auftritt und die am Kondensator 38 des Spitzenwertdetektors 19 gespeicherte Ladung über eine mit dem Ausgang des Komparators 62 verbundene Diode 63 zu entladen ist. Bei diesem Schaitungsaufbau wird damit der Spitzenwertdetektor 19 während der Zeit der Aussetzung der Regelung auf einen minimalen Spannungswert gehalten, statt es ihm zu ermöglichen, wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel, mit dem Ausgangssignal des Abgassensors auf einen höheren Pegel anzusteigen, so daß das Ausgarsgssigna! des Komparators 20 während der Zeit der Aussetzung der Regelung unabhängig von der Größe des Ausgangssignals des Abgassensors 12 auf einem hohen Pegel gehalten wird.
Wie es in F i g. 3 dargestellt ist, sind eine Diode 42a und ein Starterschalter 426 in Reihe zwischen den Ausgang des Komparators 18 und Erde geschaltet. Diese Reihenschaltung vermeidet, daß die Regelung nicht für eine gewisse Zeitdauer ausgesetzt werden kann, wenn die Brennkraftmaschine für den Leerlaufbetrieb angelassen wird.
Der Starterschalter 426 ist so angeordnet, daß er mit dem nicht dargestellten Anlasserschalter betätigt wird. Das Schließen des Starterschalters 426 legt Erdpotential an die Basis des Transistors 46, um diesen zu sperren, so daß der Schwellenwert des Komparators 20 augenblicklich auf den hohen Pegel VAh ansteigt, um dadurch ein Ausschaltsignal am Ausgang des Komparators 20 zu erzeugen. Dieselbe Schwierigkeit kann auch durch eine Reihenschaltung aus einer Diode 43a und einem Starterschalter 436 beseitigt werden, der mit dem Anlasserschalter betätigt wird, wie es beschrieben wurde. Durch die Betätigung des Starterschalters 436 wird der Verbindungsnunkt zwischen der Diode 40 und dem Widerstand 41 des Spitzenwertdetektors 19 auf Erde gelegt, so daß die Spannung am Kondensator 38 augenblicklich über die Diode 43 entladen wird, um dadurch das Potential am invertierenden Eingang des Komparators 20 auf einen Pegel unter den Schwellenwert herabzusetzen, was zu einem Ausgangssignal hohen Pegels am Komparator 20 führt.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Einrichtung zum Ermitteln der Betriebsbereitschaft eines Abgassensors für eine Kraftstoff-und-Luft-Misch- und Versorgungseinrichtung einer Brennkraftmaschine, die das Kraftstoff-Luft-Gemisch in einem geschlossenen Regelkreis regelt, wenn die Temperatur des Abgassensors sich auf oder über seiner Arbeitstemperatur befindet, oder bei offenem Regelkreis steuert, wenn die Temperatur des Abgassensors unter seiner Arbeitstemperatur liegt, wobei der Abgassensor eine zu seiner Temperatur umgekehrt proportionale Innenimpedanz mit einer sehr hohen Impedanz bei niedrigen Temperaturen und einer sehr niedrigen Impedanz bsi der hohen Arbeitstemperatur aufweist, mit einem Abweichungsdetektor, der die Abweichung des die Abgaszusammensetzung wiedergebenden Ausgangssignals des Abgassensors von einem vorbestimmten Spannungspegel angibt, mit einem Spitzenwertdetektor, der den Spitzenwert des die Abweichung wiedergebenden Spannungspegels ermittelt und den jüngsten Spitzenwert speichert, und mit einem ersten Komparator zum Vergleichen des relativen Spannungspegels des Ausgangssignals des Spitzenwertdetektors mit einem ersten Schwellen wert, dessen erster Pegel der Arbeitstemperatur des Abgassensors entspricht, und um zu bewirken, daß die Kraftstoff-und-Luft-Misch- und Versorgungseinrichtung in der Betriebsweise »Regelung« oder ,Steuerung« arbeitet, wenn das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors über oder unter dem ersten Schwellenwert liegt, gekennzeichnet durch eine Stromversorgungseinrichtung (22), die bei einem die Betriebsweise »Steuerung« signalisierenden Ausgangssignal des ersten Komparators (20) dem Abgassensor (12) einen Strom liefert, um dadurch eine Spannung über dessen Innenimpedanz zu erhöhen, und durch einen zweiten Komparator (18) zum Vergleichen des relativen Spannungspegels des Ausgangssignals des Abgassensors (12) mit einem zweiten Schwellenwert (Vh), der größer ist als der maximale Pegel des Ausgangssignals des Abgassensors (12) beim Betrieb auf oder über seiner Arbeitstemperatur und kleiner als dessen minimaler Pegel beim Betrieb unter seiner Arbeitstemperatur und bei durch den Strom der Stromversorgungseinrichtung (22) erhöhter Spannung an der Innenimpedanz, wobei, wenn der relative Spannungspegel des Ausgangssignals des Abgassensors (12) über dem zweiten Schwellenwert (Vh) liegt, durch das Ausgangssignal des zweiten Komparators (18) der erste Schwellenwert von seinem ersten Pegel (Vaü, der kleiner ist als der minimale Pegel des Ausgangssignals des Spitzenwertdetektors (19) beim Betrieb auf oder über der Arbeitstemperatur des Abgassensors (12), auf einen zweiten Pegel (Vah) angehoben wird, der größer ist als der maximale Pegel des Ausgangssignals des Spitzenwertdetektors (19) beim Betrieb unter der Arbeitstemperatur und bei durch den Strom erhöhter Spannung an der Innenimpedanz des Abgassensors (12).
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwellenwerteinstellschaltung (26) für den ersten Schwellenwert (Val, Vah) einen Spannungsteiler (44, 45) und einen Schalttransistor
(46) aufweist, der auf das Ausgangssignal des zweiten Komparators (18) anspricht, um bei der Steuerung mit offenem Regelkreis den ersten Schwellenwertpegel vom ersten Pegel (VAu auf den zweiten Pegel (Vah) zu erhöhen.
3. Einrichtung zum Ermitteln der BetriebsbereU-schaft eines Abgassensors für eine Kraftstoff-und-Luft-Misch- und Versorgungseinrichtung einer Brennkraftmaschine, die das Kraftstoff-Luft-Ge misch in einem geschlossenen Regelkreis regelt, wenn die Temperatur des Abgassensors sich auf oder über seiner Arbeitstemperatur befindet, oder bei offenem Regelkreis steuert, wenn die Temperatur des Abgassensors unter seiner Arbeitstemperatur
liegt, wobei der Arbeitssensor eine zu seiner Temperatur umgekehrt porportionale Innenimpedanz mit einer sehr hohen Impedanz bei niedrigen Temperaturen und einer sehr niedrigen Impedanz bei der hohen Arbeitstemperatur aufweist, mit einem Abweichungsdetektor, der die Abweichung des die Abgaszusammensetzung wiedergebenden Ausgangssignals des Abgassensors von einem vorbestimmten Spannungspegel angibt, mit einem Spitzenwertdetektor, der den Spitzenwert des die Abweichung wiedergebenden Spannungspegels ermittelt und den jüngsten Spitzenwert speichert, und mit einem ersten Komparator zum Vergleichen des relativen Spannungspegels des Ausgangssignals des Spitzenwertdeteklors mit eirifem ersten Schwellenwert, dessen erster Pegel der Arbeitstemperatur des Abgassensors entspricht, und um zu bewirken, daß die Kraftstoff-und-Luft-Misch- und Versorgungseinrichtung in der Betriebsweise »Regelung« oder ,Steuerung« arbeitet, wenn das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors über oder unter dem ersten Schwellenwert liegt, gekennzeichnet durch eine Stromversorgungseinrichtung (22), die bei einem die Betriebsweise »Steuerung« signalisierenden Ausgangjsignal des ersten Komparators (20) dem Abgassensor (12) einen Strom liefert, um dadurch die Spannung über dessen Innenimpedanz zu erhöhen, und durch einen zweiten Komparator (62) zum Vergleichen des relativen Spannungspegels des Ausgangssignals des Abgassensors (12) mit einem zwei-
ten Schwellenwert (Vh), der größer ist als der maximale Pegel des Ausgang.signals des Abgassensors (12) beim Betrieb auf oder über seiner Arbeitstemperatur und kleiner als dessen minimaler Pegel beim Betrieb unter seiner Arbeitsiemperatur und bei durch den Strom der Stromversorgungseinrichtung (22) erhöhter Spannung an der Innenimpedanz, wobei, wenn der relative Spannungspegel des Ausgangssignals des Abgassensors (12) über dem zweiten Schwellenwert (VH) liegt, durch das Ausgangssignal des zweiten Komparators (62) das Ausgangssignal des Spitzenwertdetektors (19) auf einen Pegel unter den des ersten, fest vorgewählten Schwellenwertes abgesenkt wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Diode (63), die zwischen den Ausgang des Spitzenwertdetektors (19) und den Ausgang des zweiten Komparators (62) geschaltet ist.
DE2758273A 1976-12-28 1977-12-27 Einrichtung zum Ermitteln der Betriebsbereitschaft eines Abgassensors für eine Kraftstoff-und-Luft-Misch- und Versorgungseinrichtung einer Brennkraftmaschine Expired DE2758273C2 (de)

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