DE2805340A1 - Solenoidvorrichtung - Google Patents
SolenoidvorrichtungInfo
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Description
PATENTANWÄLTE
DR. ANDREJEWSKl
DR. MASCH 28 05340
43 ESSEN, THEATERPLATZ 5 g
ACF Industries, Incorporated in New York (USA)
Solenoidvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Solenoidvorrichtung mit wenigstens einer Wicklung und mit einem zwischen einer ersten
und einer zweiten Lage in beiden Richtungen bewegbaren Anker,
insbesondere eine Solenoidvorrichtung zum Dosieren der Menge der einem Brennstoffsystem eines Vergasers für eine Brennkraftmaschine
zugeführten Luft, wobei Luft durch wenigstens einen Ansaugstutzen des Vergasers hindurch in die Brennkraftmaschine
gesaugt wird und Brennstoff aus einem Tank durch das Brennstoffsystem
dem Vergaser zugeführt und mit der hindurchströmenden Luft vermischt wird und wobei der Vergaser mit einem Luftkanal
versehen ist, durch den Luft in das Brennstoffsystem eingeführt wird.
Die Überwachung der Abgase von Brennkraftmaschinen, insbesondere
von Kraftfahrzeugmotoren, ist ein wichtiges Anliegen des Umweltschutzes. Verschiedene behördliche und staatliche Stellen
haben Vorschläge und Vorschriften für den zulässigen Anteil bestimmter Substanzen in den in die Atmosphäre ausgestoßenen
Verbrennungsprodukten von Brennkraftmaschinen erlassen, wobei die wichtigsten dieser Substanzen Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid
und Stickoxide sind. Zur Ermöglichung der Einhaltung der Abgasvorschriften sind verschiedene Vorrichtungen zum Beeinflussen
der Zusammensetzung der Abgase, wie katalytische Konverter und thermische Reaktoren, für die Verwendung in Zusammenhang mit
Kraftfahrzeugmotoren entwickelt worden, um den Anteil unerwünschter Substanzen in den in die Atmosphäre ausgestoßenen Abgasen
innerhalb vorgeschriebener Grenzen zu halten.
Es hat sich gezeigt, daß die wirksamste Verminderung unerwünschter
Substanzen mittels Zusatzeinrichtungen zur Abgasentgiftung dann erreichbar ist, wenn eine Brennkraftmaschine
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innerhalb eines engen Bereiches des Verhältnisses Luft/Brennstoff des in der Maschine zu verbrennenden Luft-Brennstoffgemisches
betrieben wird. Daher wurden zahlreiche Systene entwickelt,
mit denen das Verhältnis Luft/Brennstoff des in der Maschine zu verbrennenden Geraisches innerhalb eines bestimmten
Bereiches gehalten werden soll. Beispiele solcher Systeme sind in den US-PSen 3 939 654, 3 946 198, 3 949 551 und 3 963 009
angegeben. Mit diesen bekannten Systemen wurde versucht, das Verhältnis Luft/Brennstoff des zu verbrennenden Gemisches in
einem Bereich zu halten, der die wirksamste Entfernung unerwünschter Substanzen aus den Abgasen erlaubt, was gewöhnlich
nur durch konstante Einstellung des Verhältnisses Luft/Brennstoff erreichbar ist. Gelegentlich träten dabei übermäßige Einstellungen
auf, die dann zusätzliche Korrekturen erfordern, und auf Übergangszustände in der Betriebscharakteristik einer Brennkraftmaschine
reagieren die Systeme in einer Veränderung der Einstellung, obgleich eine solche Veränderung tatsächlich gar
nicht erforderlich wäre.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Solenoidvorrichtung zu schaffen, die insbesondere im Zusammenhang mit einer Einrichtung
zum Regeln des Verhältnisses Luft/Brennstoff des einer Brennkraftmaschine zuzuführenden Gemisches, aber auch für andere
Zwecke anwendbar ist. Die Solenoidvorrichtung soll wirtschaftlich herstellbar, leicht zu installieren und einfach zu betreiben
sein.
Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Gattung dadurch, daß zwei Wicklungen
vorhanden sind, denen elektrischer Strom zugeführt wird, der Magnetfelder hervorruft, deren Stärken Punktionen der Strommittelwerte
sind, wobei sich aus der Kombination der Magnetfelder ein resulierendes Magnetfeld ergibt, daß der Anker zwischen
der ersten und der zweiten Lage durch eine vorbestimmte Anzahl
einzelner Zwischenstellungen bewegbar ist, daß ein den Anker in eine eine Bezugslage darstellende Stellung der Zwischenstellungen
vorspannendes Glied vorhanden ist, wobei die Lage des Ankers zu jedem Zeitpunkt durch die Stärke des resultierenden
Magnetfeldes und eine vom Vorspannungsglied auf den Anker ausge-
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übte Kraft bestimmt ist, daß eine Schaltung zur Lieferung von Strom an die Wicklungen vorgesehen ist und daß eine die stromliefernde
Schaltung beeinflussende Steuerschaltung zum Verändern
des Strommittelwertes in jeder Wicklung zur Erzielung
einer Bewegung dös Ankers von einer Stellung in die nächste
vorgesehen ist, wobei der Strommittelwert in jeder Wicklung in Schritten zwischen einem Kleinstwert und einem Gxößtwert
veränderbar ist und die vorbestimmte Anzahl einzelner Zwischen-Stellungen des Ankers der Anzahl dieser Schritte entspricht.
Weitere Merkmale und Vorteile werden nachfolgend an Hand
von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
Fig.1 schematisch eine Brennkraftmaschine mit einer mit der
erfindungsgemäßen Solenoidvorrichtung ausgestatteten Gemischbildungsvorrichtung,
wobei die elektrischen Bauteile der Vorrichtung als Blockschaltbild dargestellt sind,
Fig.2 die wesentlichen Teile des Vergasers der Brennkraftmaschine
im Schnitt mit den Brennstoffsystemen für niedrige und hohe Drehzahl und einer Luftdosiereinheit mit der erfindungsgemäßen
Solenoidvorrichtung,
Fig.3 einen Stromlaufplan eines Teiles der elektrischen Schaltung
für die Solenoidvorrichtung,
Fig.4 einen Stromlaufplan der Steuerschaltung für die ;
Solenoidvorrichtung und
Fig.5 eine Draufsicht auf eine in der Solenoidvorrichtung zu
verwendende Scheibenfeder.
In den einzelnen Figuren der Zeichnungen sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
"In Fig.1 der Zeichnungen ist eine Einrichtung zum Regeln
des Verhältnisses Luft/Brennstoff des einer Brennkraftmaschine
E zuzuführenden Gemisches, in welchem dieses Verhältnis bei
unterschiedlichen Lastzuständen der Maschine im wesentlichen auf einem vorbestimmten Wert gehalten werden soll, allgemein
mit 1 bezeichnet. Die Maschine E hat einen Vergaser 3 mit einem
Ansaugstutzen 5, durch welchen Luft in die Maschine gesaugt wird, wobei Brennstoff F aus einem Tank 7 durch wenigstens ein Brennstoffsystem
9 dem Vergaser 3 zugeführt und mit der hindurchströmenden
Luft vermischt wird. Im Vergaser 3 befindet sich
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eine Drosselklappe TV zum Steuern der durchströmenden Luftmenge und ein Lufttrichter (Venturi) 10, durch den eine Druckdifferenz
erzeugt wird, so daß der Brennstoff F durch das Brennstoffsystem 9 gesaugt und mit der Luft vermischt wird,
um eine Luft-Brennstoffgemisch zu bilden, wie dies an sich
bekanntjist. Der Vergaser 3 ist weiters mit einem Luftkanal 11 versehen, durch welchen in das Brennstoffsystem 9 in noch
näher zu beschreibender Weise Luft eingelassen wird. Die Brennkraftmaschine E besitzt einen Brennraum 13 für die Verbrennung
des Luft-Brennstoffgemisches und ein Auspuffsystem 15 zum Ausstoßen
der Verbrennungsprodukte.
Eine Dosiervorrichtung 17 für Luft bemißt die durch
den Luftkanal 11 in das Brennstoffsystem 9 zum Regeln des Verhältnisses
Luft/Brennstoff des Gemisches einzulassende Luftmenge. Die Dosiervorrichtung 17 besitzt einen Lufteinlaß 19
und einen Luftauslaß 21, der mit dem Luftkanal 11 in Verbindung
steht. Ein Teil der durch den Ansaugstutzen 5 in den Vergaser 3 eintretenden Luft gelangt durch eine seitliche öffnung 25
des Ansaugstutzens 5 über eine Leitung 23 durch den Lufteinlaß 19 in die Dosiervorrichtung 17. Diese Luft tritt in eine
Kammer 2 7 der Dosiervorrichtung 17 ein und verläßt diese Kammer durch den Luftauslaß 21. In den Luftauslaß 21 ragt eine
Dosiernadel 29 von konischer Form, welche
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zur Steuerung der in den Luftkanal 11 einzuführenden Luftmenge
in die Auslaßöffnung hinein und aus dieser heraus bewegbar ist. Die Lage der Dosiernadel 29 im Luftauslaß 21
ist von einem Stellantrieb 31 gesteuert. Durch Herausziehen der Dosiernadel 29 aus dem Luftauslaß 21 mittels des Stellantriebes
31 gelangt mehr Luft in den Luftkanal, wogegen ein weiteres Einführen der Dosiernadel in den Luftauslaß weniger
Luft in den Luftkanal gelangen läßt. Wenn mehr Luft durch den Luftkanal 11 in das Brennstoffsystem 9 gelangt, wird die
Durchflußmenge von Brennstoff durch das System vermindert,
so daß weniger Brennstoff mit der Luft vermischt wird und das Verhältnis Luft/Brennstoff größer wird, d.h. das Gemisch
wird brennstoffärmer oder magerer. Wenn umgekehrt durch den Luftkanal 11 weniger Luft in das Brennstoffsystem 9 gelangt,
nimmt die Durchflußmenge an Brennstoff zu, es wird mehr Brennstoff mit der Luft vermischt und das Verhältnis Luft/
Brennstoff wird kleiner (d.h. das Gemisch wird brennstoffreicher
oder fetter). Die Dosiervorrichtung 17 kann einen Bestandteil des Vergasers 3 bilden oder als gesonderte Luftdosiereinheit
an einer geeigneten Stelle bezüglich der Brennkraftmaschine
E und des Vergasers 3 angeordnet werden.J In den durch das Auspuffsystem 15 ausgestoßenen Abgasen befindet
sich auch freier Sauerstoff und der Sauerstoffanteil der Abgase ist eine Funktion des Verhältnisses Luft/Brennstoff
des im Brennraum 13 verbrannten Gemisches, d.h. je fetter das Gemisch ist, desto weniger freier Sauerstoff
wird mit den Verbrennungsprodukten ausgestoßen, und je magerer das Gemisch ist, desto mehr freier Sauerstoff ist
in den Abgasen anwesend. Das Vorhandensein von Sauerstoff in den Abgasen wird mittels eines Sauerstoffsensors 33
festgestellt, der ein ein Maß für den Sauerstoffgehalt darstellendes
erstes elektrisches Signal S 1 abgibt. Die in Fig. 1 dargestellte gestrichelte Linie REF stellt den
Sauerstoffgehalt der Abgase beim vorbestimmten Verhältnis
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AO
Luft/Brennstoff dar. Der Sauerstoffsensor 33 weist einen
im Auspuffsystem angeordneten Detektor 35 auf, der auf
den Sauerstoffgehalt anspricht und eine Spannung erzeugt, deren Größe eine Funktion des Sauerstoffgehaltes ist und
mit diesem in umgekehrtem Verhältnis zusammenhängt, d.h. je höher der Sauerstoffgehalt der Abgase (also je magerer
das Gemisch) ist, desto größer ist die vom Detektor erzeugte Spannung und umgekehrt. Der Detektor kann eine galvanische
Zelle mit Zirkonoxyd als Festkörperelektrolyt oder jeder
andere geeignete Sauerstoffdetektor sein. Die vom Detektor 3 5 erzeugte Spannung wird zur Bildung des ersten elektrischen
Signals S 1 als Analogsignal in einem Verstärker 37 verstärkt.
Ein als Spannungsvergleicher ausgebildeter Vergleicher 3 9 vergleicht das erste elektrische Signal S 1
(die Amplitude dieses Signals) mit einem vorbestimmten Bezugspegel V-.^^ (einem Spannungspegel) , der eine Funktion
Küii!
des vorbestimmten Verhältnisses Luft/Brennstoff ist, mit welchem die Brennkraftmaschine E arbeiten soll, und erzeugt
ein zweites elektrisches Signal S 2 mit ersten und zweiten Signalelementen. Ein erstes Signalelement des zweiten
elektrischen Signals (logisch H) wird erzeugt, wenn das Verhältnis Luft/Brennstoff des Gemisches größer ist als der vorbestimmte
Wert (die Amplitude des Signals S 1 ist kleiner als der Bezugsspannungspegel), und ein zweites Signalelement
(logisch L) wird erzeugt,wenn das Verhältnis Luft/Brennstoff kleiner ist als der vorbestimmte Wert (die Amplitude des
Signals S 1 ist größer als der Bezugsspannungspegel). Ein Übergang T von einem Signalelement zum anderen tritt immer
dann auf, wenn sich die Amplitude des Signals S 1 von einem Wert, der größer ist als der Bezugsspannungspegel, auf einen
Wert, der kleiner ist als der Bezugsspannungspegel, ändert und umgekehrt.
Eine Steuerschaltung 41 wird vom zweiten elektrischen Signal S 2 angesteuert und liefert der Dosiervorrichtung 17,
insbesondere deren Stellantrieb 31, ein Steuersignal Sc, das
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die Menge der - in den Luftkanal 11 eingelassenen Luft beeinflußt. Die Steuerschaltung 41 enthält einen summierenden
Vorwärts-Rückwärts-Steuerzähler 43 und eine Zählersteuerung
45. Die Zählersteuerung 45 spricht auf die ersten und
zweiten Signalelemente des zweiten elektrischen Signals S2 an, um den Zählerstand des Steuerzählers 43 zu erhöhen
oder zu erniedrigen. Der Zählerstand des SteuerZählers
43 wird erhöht, wenn weniger Luft in den Luftkanal 11 eingelassen
werden soll, um das Luft-Brennstoffgemisch fetter zu "
machen^und der Zählerstand wird vermindert, wenn mehr Luft
in den Luftkanal 11 eingelassen werden soll, um das Gemisch magerer zu machen. Ein Taktgeber 47 erzeugt ein Taktsignal
St mit einer Mehrzahl von Signalelementen, die über die Zählersteuerung 45 dem Zähleingang des SteuerZählers 43
zugeführt werden, um den Zählerstand zu erhöhen oder zu erniedrigen.
Der Zählerstand des Steuerzählers 43 wird durch
Elemente des Taktsignais erhöht, wenn der Zählersteuerung
ein erstes Signalelement des zweiten elektrischen Signals zugeführt
wird, und er wird durch Elemente des Taktsignals vermindert,
wenn der Zählersteuerung ein zweites Signalelement des zweiten elektrischen Signals zugeführt wird. Die Steuerschaltung
41 enthält weiters eine Interfaceschaltung 49, die
vom Steuerzahler 43 ein ein Maß für dessen Zählerstand darstellendes
digitales Signal erhält. Die Interfaceschaltung spricht auf das digitale Signal an und erzeugt das Steuersignal
für die Dosiervorrichtung 17. Die Steuerschaltung 41 ändert in Abhängigkeit vom zweiten elektrischen Signal das
Steuersignal immer dann, wenn im zweiten elektrischen Signal ein Übergang T von einem Signalelement zum anderen auftritt,
d.h. wenn der Zählerstand des Steuerzählers 43 erhöht anstatt
vermindert wird/oder umgekehrt. Dies hat eine Änderung des
der Interfaceschaltung 49 zugeführten digitalen Signals und
des vom Interfacebauteil der Steuerschaltung 41 erzeugten
Steuersignals zur Folge. Eine Änderung des der Dosiervorrichtung 17 zugeführten Steuersignals bewirkt eine Änderung
der in den Luftkanal 11 eingelassenen Luftmenge um einen Be-
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trag, der notwendig ist, um das Verhältnis Luft/Brennstoff im wesentlichen auf dem vorbestimmten Wert zu halten. Somit
verursacht eine Änderung des von der Steuerschaltung 41 dem Stellantrieb 31 der Dosiervorrichtung 17 zugeführten
Steuersignals eine Änderung der Lage der Dosiernadel 29
im Luftauslaß 21 und reguliert die in das Brennstoffsystem
9 eingelassene Luftmenge. Das Verhältnis Luft/Brennstoff
des im Brennraum 13 zu verbrennenden Gemisches wird damit geändert und auf den gewünschten Wert hingeführt.
Das zweite elektrische Signal S 2 wird nicht nur der Steuerschaltung 41 zugeführt, sondern auch in einer
Abtastschaltung 51 abgetastet. Die Abtastung erfolgt während eines vorbestimmten Zeitintervalls, das beginnt,
wenn ein Signalelement des zweiten elektrischen Signals erzeugt wird, und der Sinn dieser Abtastung besteht darin,
festzustellen, ob innerhalb dieses Zeitintervalls ein Übergang
zwischen Signalelementen auftritt. Der Abtastschaltung 51 werden Elemente des Taktsignals St zugeführt. Die Abtastschaltung
51 enthält als Zeitverzögerungsvorrichtung einen Verzögerungszähler 53, der in Abhängigkeit von den Taktsignalelementen
von Null bis auf einen vorgewählten Wert zählt, der beispielsweise Zwei sein kann, und der das Erhöhen
und das Erniedrigen des Zählerstandes des Steuerzählers 43 über die Zählersteuerung 45 unterdrückt, bis der vorgewählte
Wert erreicht ist. Der Verzogerungszähler 53 liefert
erste und zweite Signalelemente eines Verzögerungssignals Sd an die Zählersteuerung 45. Ein erstes Signalelement des
Verzögerungssignals wird der Zählersteuerung 45 immer dann zugeführt, wenn der Zählerstand des VerzogerungsZählers 53
kleiner ist als der vorgewählte Wert,und ein zweites Signalelement des Verzogerungssignals wird der Zählersteuerung zugeführt,
wenn der vorgewählte Wert erreicht ist. Bei Zuführung eines ersten Signalelementes an die zählersteuerung 45 unterdrückt
diese die Weiterleitung von Taktsignalelementen an den Steuerzähler 43,-so daß der Zählerstand dieses Zählers unverändert
bleibt. Nur wenn ein zweites Signalelement des Ver-
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Al
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zögerungssignals an die Zählersteuerung 45 gelangt, wird der
Zählerstand des SteuerZählers 43 erhöht oder vermindert.
Weiters enthält die Abtastschaltung 51 eine Rückstellschaltung 55 für den Verzögerungszähler 53, welche auf
jeden Übergang T zwischen Signalelementen des zweiten elektrischen Signals S 2 anspricht, um den Zählerstand
des Verzögerungszählers 53 auf Null zurückzustellen. Wenn daher innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls ein Übergang
zwischen Signalelementen des zweiten elektrischen Signals auftritt, d.h. bevor der Zählerstand des Verzögerungszählers 53 Zwei erreicht, verbleibt die Zählersteuerung
in gesperrtem Zustand, weil sie nach wie vor mit einem ersten Signalelement des Verzogerungssignals versorgt ist und sich
der Zählerstand des Steuerzählers 43 bzw. das der Dosiervorrichtung
17 zugeführte Steuersignal nicht ändert. Daher erzeugt die Steuerschaltung 41 unter Steuerung durch die
Abtastschaltung 51 eine Änderung des Steuersignals nur dann, wenn innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls kein Übergang
zwischen Signalelemeriten auftritt. Wenn aber in diesem
Intervall ein Übergang zwischen Signalelementen auftritt, erfolgt keine Änderung im Steuersignal und .die in den Luftkanal
11 eingelassene Luftmenge bleibt gleich.
Die Bedeutung dieser Abtastmaßnahme liegt darin, daß sie eine ständige Verstellung des Verhältnisses Luft/
Brennstoff des zu verbrennenden Gemisches verhindert. Dadurch haben beispielsweise momentane oder übergangsweise
Änderungen keine Änderung der Einstellung zur Folge, wenn tatsächlich keine Änderung notwendig ist, und das Erfordernis
einer zweiten Einstellung, die andernfalls nach der übergangsweisen Änderung erforderlich wäre, entfällt. Durch
Vorsehen eines "zweiten Blickes" (einer nochmaligen überprüfung) auf das Verhältnis Luft/Brennstoff bezüglich des
vorbestimmten Viertes vor Durchführung einer Veränderung der Einstellung spricht die erfindungsgemäße Einrichtung nur
auf über einen längeren Zeitraum wirksame Änderungen an und
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ändert die Einstellung des Verhältnisses Luft/Brennstoff
nur dann, wenn eine solche Veränderung tatsächlich erforderlich ist, um das Verhältnis auf jenen Wert zurückzuführen,
bei welchem die wirksamste Entfernung schädlicher Substanzen aus den Abgasen beispielsweise mittels
eines katalytischen Konverters 56 im Auspuff system der
Brennkraftmaschine erzielbar ist.
Die vom Detektor 3 5 abgegebene Spannung gelangt in der in Fig. 3 angegebenen Schaltungsanordnung durch ein
aus einem Widerstand R 1 und einem Kondensator C 1 bestehendes Filter an einen Eingang (den nicht invertierenden
Eingang) eines von einem mit einem Kondenator CA beschalteten Operationsverstärker gebildeten Verstärkers
Vorzugsweise sind die Eingangsstufen dieses Verstärkers von Feldeffekttransistoren gebildet, damit der Detektor 3
praktisch nicht belastet wird. Der Verstärkungsgrad des Verstärkers
37 beträgt beispielsweise Fünf und ist durch Widerstände R 2 und R 3 sowie einen Kondensator C 2 bestimmt.
Der Ausgang des Verstärkers 37 liefert das erste elektrische Siganl S 1, das dem einen vom invertierenden Eingang
eines Operationsverstärkers gebildeten Eingang des Vergleichers 39 durch ein aus einem Widerstand R 4 und
einem Kondensator C 3 bestehendes Filter zugeführt wird. Der Vergleicher hat einen zweiten Eingang, an dem der Bezugspegel
Vn^1-, liegt. Dieser Bezugspegel ist eine an einem
von zwei Widerständen R 5 und R 6 gebildeten Spannungs-Spannung
teiler abgenommen^und kann beispielsweise das Verhältnis Luft/Brennstoff des Gemisches mit stöchiometrischer Zusammensetzung darstellen. Die Vergleicherschaltung umfaßt einen Gegenkopplungswiderstand R 7 und einen Ableitwiderstand R 8. Vom Ausgang des Vergleichers 3 9 werden die ersten und zweiten Signalelemente des zweiten elektrischen Signals S 2 abgegeben. Da das erste elektrische Signal S dem invertierenden Eingang des Vergleichers zugeführt wird, wird ein erstes Signalelement des zweiten elektrischen
teiler abgenommen^und kann beispielsweise das Verhältnis Luft/Brennstoff des Gemisches mit stöchiometrischer Zusammensetzung darstellen. Die Vergleicherschaltung umfaßt einen Gegenkopplungswiderstand R 7 und einen Ableitwiderstand R 8. Vom Ausgang des Vergleichers 3 9 werden die ersten und zweiten Signalelemente des zweiten elektrischen Signals S 2 abgegeben. Da das erste elektrische Signal S dem invertierenden Eingang des Vergleichers zugeführt wird, wird ein erstes Signalelement des zweiten elektrischen
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AS
Signals (logisch H) erzeugt, wenn die Amplitude des
ersten elektrischen Signals S 1 kleiner ist als die Bezugsspannungr und ein zweites Signalelement (logisch
L), wenn die Amplitude des ersten elektrischen Signals die Bezugsspannung übersteigt.\Die Abtastschaltung 5t
enthält einen Verzögerungszähler 53 und eine Rückstellschaltung 55 für diesen Zähler. Der Verzögerungszähler
53 ist ein zweistufiger Binärzähler, der aus zwei Flipflops FF 1 und FF 2 besteht. Der Dateneingang des
Flipflops FF 1 liegt an Masse und der Dateneingang des Flipflops FF 2 ist mit dem Ausgang Q des Flipflops FF 1
verbunden. Elemente des Verzögerungssignals Sd werden vom Ausgang Q des Fllpflops FF 2 der Zählersteuerung 45 zugeführt.
Die Rückstellschaltung 55 enthält zwei Dioden D 1
und D-2 sowie zwei RC-Glieder, die aus einem Widerstand
R 9 und einem Kondensator C 4 bzw. einem Widerstand R
und einem Kondensator C 5 bestehen. Eine Elektrode des Kondensators
C 4 liegt am Ausgang des Vergleichers 39 und eine
Elektrode des Kondensators C 5 liegt am Ausgang eines NOR-Gatters G 1, welches das vom Vergleicher 39 gelieferte
zweite elektrische Signal S 2 invertiert. Die Kathoden der Dioden D 1 und D 2 sind miteinander verbunden und liegen
am Stelleingang des Flipflops FF 1 sowie am Rückstelleingang des Flipflops FF 2. Ferner sind die Kathoden über einen
Widerstand R 11 mit dem Ausgang eines NOR-Gatters G 2 verbunden, dessen Funktion noch näher beschrieben werden wird..
Die Widerstandswerte der Widerstände R 9 und R 10 sind jeweils
ungefähr hundertmal größer als der Wert des Widerstandes R 11 .
Wenn das Ausgangssignal des Gatters G 2 logisch L
ist, bewirkt jeder Übergang zwischen Signalelementen des zweiten elektrischen Signals S 2 die Zuführung eines positiven
Impulses an den Stelleingang des Flipflops FF 1 und
an den Rückstelleingang des Flipflops FF 2. Ein dem Takt-"
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eingang jedes Flipflops zu dieser Zeit zugeführtes Element des Taktsignals St bewirkt, daß das Signal
am Ausgang Q des Flipflops FF 1 logisch L und am Ausgang Q des Flipflops FF 2 logisch H wird. Dies ist
der Rückstellzustand des Verzögerungszählers 53. Wenn
das nächste Element des Taktsignals an die Takteingänge
der Flipflops gelangt, ändert sich der Zustand am Ausgang Q des Flipflops FF 1 von logisch L nach logisch H,
weil das Signal am Dateneingang des Flipflops logisch L ist. Der Ausgang Q des Flipflops FF 2 bleibt aber logisch
H. Wenn das nächste oder zweite Signalelement des Taktsignals an die Takteingänge der Flipflops gelangt, ändert
sich das Signal am Ausgang Q des Flipflops FF 2 nach logisch L, weil das Signal am Dateneingang des Flipflops
nun logisch H ist. Das Signal am Ausgang Q des Flipflops FF 1 bleibt jedoch auf logisch H. Nachfolgende, dem Takteingang
der Flipflops zugeführte Signalelemente des Taktsignals bewirken keine Änderung am Ausgang Q der Flipflops,
solange die Flipflops nicht zurückgestellt sind, in welchem Falle sich die vorgehend angegebene Reihenfolge
von Ereignissen wiederholt. Ein erstes Signalelement des Verzögerungssignals entspricht dem Zustand logisch H am
Ausgang Q des Flipflops FF 2 vor einem demTakteingang
der Flipflops zugeführten zweiten Taktsignalelement, nachdem der Verzögerungszähler 53 zurückgestellt ist. Ein
zweites Signalelement des Verzögerungssignals entspricht dem Zustand logisch L am Ausgang Q des Flipflops FF 2
von dem Zeitpunkt an, da den Flipflops das zweite Taktsignalelement
zugeführt ist, nachdem der Zähler zurückgestellt ist, bis der Zähler wieder zurückgestellt wird.
Vom Taktgenerator 47 erzeugte Elemente des Taktsignals, die der Abtastschaltung 51 zugeführt sind, werden
an einem Knotenpunkt 57 innerhalb der Takteinheit entwickelt. Die Takteinheit enthält eine taktbestimmende
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4ψ
Kapazität C 6, wobei im entladenen Zustand dieser Kapazität
am Knotenpunkt 57, zugeführt über einen Widerstand Rj, eine dem Z-ustand logisch H entsprechende Spannung
liegt. Die Kapazität C 6 wird über einen Widerstand Rc negativ aufgeladen und der Ladungspegel dieser Kapazität
gelangt an einen Eingang eines Vergleichers 58, welcher der nicht invertierende Eingang eines Operationsverstärkers
ist. Eine einem vorbestimmten Ladungspegel der Kapazität C 6 entsprechende Bezugsspannung liegt am zweiten
Eingang des Vergleichers 58 (dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers), welche Spannung von einem aus Widerständen
R 12 und R 13 gebildeten Spannungsteiler abgenommen ist, wenn ein npn-Transistor Q 1 leitet und die Spannung am
Ausgang eines NOR-Gatters G 3 logisch H ist. Die Basisspannung wird dem Transistor Q 1 über die Reihenschaltung
zweier Widerstände R 14, R 15 zugeführt, wobei der Transistor leitet, wenn die Kapazität C 6 entladen wird.
Zwischen der Kapazität C 6 und Masse liegt ein pnp-Transistor Q 2, der gesperrt ist, wenn die Spannung am Knotenpunkt
57 logisch H ist. Der Ausgang des Vergleichers 58 ist mit der Basis des Transistors Q 2 über einen Widerstand
R 16 verbunden.
Bei entladener Kapazität C 6 ist das Potential am Ausgang des Vergleichers 58 logisch H, weil der dem Ladungspegel der Kapazität C 6 entsprechende, am nicht invertierenden
Eingang des Vergleichers liegende Spannungspegel größer ist als die Bezugsspannung. Beim Aufladen der Kapazität C
nimmt dieser Spannungspegel ab und ist schließlich kleiner als der Bezugspegel. Beim Unterschreiten des Bezugspegels
ändert sich das Potential am Ausgang des Vergleichers 58 und somit am Knotenpunkt 57 auf logisch L. Der Transistor
Q 1 wird gesperrt, da er über den Kondensator C 7 mit dem Vergleicherausgang gekoppelt ist, wogegen der Transistor
Q 2 leitend wird, über den leitenden Transistor Q 2 und
einen Widerstand R 17 wird die Kapazität C 6 entladen. Wegen
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des Vorhandenseins einer Mitkopplung über Kondensatoren C 7 und C 8 vom Ausgang des Vergleichers 58 an seinen nichtinvertierenden
Eingang wird ein vollständiger Übergang des Ausgangspotentials von logisch H auf logisch L erzwungen.
Der Zustand logisch L wird während des Aufladens des Kondensators
C 7 aufrecht erhalten und der Transistor Q 1 wird wieder in den leitenden Zustand umgeschaltet. Während dieses
Zeitabschnittes wird die Kapazität C 6 vollständig entladen und, wenn der Transistor Q 1 wieder leitet, wird der Bezugspegel wieder an den invertierenden Eingang des Vergleichers
58 gelegt, wodurch das Potential am Ausgang des Vergleichers von logisch L auf logisch H übergeht. Damit wird der leitende
Zustand des Transistors Q 2 beendet und es beginnt ein neuer Ladevorgang der Kapazität C 6. Am Knotenpunkt 57 wurde
ein negativer Impuls bzw. ein negatives Signalelement des Taktsignals erzeugt und den Takteingängen der Flipflops FF 1
und FF 2 zugeführt.
Die Fig. 2 und 4 zeigen eine Luftdosiervorrichtung 17 (Fig. 2 ) mit der zugehörigen Steuerschaltung 41 (Fig.4).
Gemäß Fig.2 weist der Vergaser 3 zwei Brennstoffsysteme auf, u.zw.
ein (Haupt-)System 9 A für hohe Drehzahlen und ein (Leerlauf-) System 9 B für niedrige Drehzahlen. In dem für die hohen
Drehzahlen bestimmten System 9 A fließt der Brennstoff von einer Schale B durch eine Hauptdüse 59, wobei die Durchflußmenge
des Brennstoffes durch eine in der Hauptdüse angeordnete, zusammen mit der Drosselklappe TV bewegbare ko-
wird LL
nische Düsennadel 61 gesteuert/. Der durch die Hauptdüse 59
dosierte Brennstoff gelangt in eine Zuflußbohrung 63, von
wo er durch eine Spritzdüse 65 in den Ansaugstutzen 5 gesaugt wird. Im System 9 B für niedrige Drehzahlen gelangt
der aus der Hauptdüse 59 kommende Brennstoff durch eine Leerlaufdüse 67 hindurch. Der Brennstoff wird dann mit Luft
vermischt, die durch einen Lufteinlaß 69 in das System ge-
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langt.und die Bewegungsgeschwindigkeit des Gemisches wird in einer Einschnürung 71 beschleunigt, wo es mit weiterer
durch einen Lufteinlaß 73 hinzukommender Luft vermischt
wird. Das sich ergebende Gemisch gelangt durch stromab der geschlossenen Drosselklappe TV befindliche Leerlauf
öffnungen 75 in den Ansaugstutzen 5 des Vergasers 3.
Für den in Eig. 2 dargestellten Vergaser 3 weist die Dosiervorrichtung 17 zwei Luftauslässe 2i A ·
und 21 B auf/ u. zw. je einen für jedes Brennstoffsystem,
wobei in jedem der Luftauslässe eine Dosiernadel 29 A bzw.
29 B vorgesehen ist. Der Luftauslaß 21 A steht mit einem
Luftkanal 11 A in Verbindung, durch welchen Luft in das
Brennstoffsystem 9 A einführbar ist, und der Luftauslaß 21 B steht mit einem Luftkanal 11 B in Verbindung, durch
welchen Luft in das Brennstoffsystem 9 B einführbar ist.
Durch den Luftkanal 11 A strömende Luft tritt in das Brennstoffsystem
9 A an einer oberhalb des BrennstoffSpiegels derZuflußbohrung 63 gelegenen Stelle ein. Eine Veränderung
der durch den Luftkanal 11 A in das Brennstoffsystem 9 A
eingeführten Luftmenge bewirkt eine Regulierung des Vakuums
über dem. Brennstoff und damit eine Veränderung der an die
Spritzdüse 65 gelieferten Brennstoffmenge. Die durch den
Luftkanal 11 B zugeführte Luft tritt in das Brennstoffsystem
9 B zwischen der Einschnürung 71 und den Leerlauföffnungen
ein. Eine Veränderung der durch den Luftkanal 11 B in das
Brennstoffsystem 9 B eingeführten Luftmenge reguliert das
Vakuum an der Leerlaufdüse 67 und steuert damit die mit der
Luft zu vermischende Brennstoffmenge. Die Dosiernadeln 29 A und 29 B sind konisch ausgebildet und jeweils in den zugehörigen
Luftauslaß einführbar bzw. aus diesem herausziehbar.
Der Stellantrieb 31 der Dosiervorrichtung 17 verstellt gleichzeitig die Lage beider Dosiernadeln in den zugehörigen
Luftauslässen in Abhängigkeit von dem von der Steuerschaltung 41 dem Stellantrieb zugeführten Steuersignal.
Obwohl den Brennstoffsystanen9 A und 9 B durch die
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Luftkanäle 11 A und 11 B gleiche Luftmengen zugeführt werden
können, hängt dennoch die tatsächliche Durchflußmenge von Luft durch den betreffenden Luftkanal noch davon ab, welcher Vergaserteil
augenblicklich in Betrieb ist.
Der in Fig.2 dargestellte Stellantrieb 31 weist eine erfindungsgemäße
Solenoidvorrichtung 77 für veränderbare Lageeinstellung auf. Der Solenoidmagnet hat zwei Wicklungen W 1 und W 2,
denen Strom zugeführt wird. Stromfluß in jeder der Wicklungen erzeugt zugehörige Magnetfelder, deren Stärken Funktionen
der Strommittelwerte in den Wicklungen sind. Die beiden MagnetfeLder
ergeben in Kombination ein resultierendes Magnetfeld. Das Solenoid besitzt ferner einen in beiden Richtungen bewegbaren
Anker 79, der zwischen einer einem ersten Zählerstand des Steuerzählers
43 entsprechenden ersten Lage P 1 und einer einem zweiten Zählerstand des Steuerzählers entsprechenden zweiten Lage
P" 2 verstellbar ist. Die Bewegung des Ankers von der Lage P 1 zur Lage P 2 erfolgt über eine vorbestimmte Anzahl einzelner Zwischenstellungen.
Die Lage P 1 ist in Fig.2 gestrichelt angedeutet, wobei das obere Ende des Ankers 79 an einem an der Innenseite
eines Polschuhes 83 gebildeten Anschlag 81 anliegt, und die Lage P 2 entspricht der in Fig.2 . gestrichelt eingezeichneten
Stellung, in welcher das untere Ende des Ankers 79 an einem an der Innenseite eines Polschuhes 87 gebildeten Anschlag 85 anliegt.
Der Anker 79 ist mit einer mittigen Längsbohrung 89 versehen, die von einer an beiden Enden mit Gewinden versehenen Stange
91 durchsetzt ist. An einem Ende 9 7 der Stange 91 ist eine mit einer mittigen Gewindebohrung 95 versehene Platte 93 befestigt.
Somit ist die Platte 93 mit dem Anker 79 gemeinsam bewegbar, wenn der Anker zwischen seiner ersten Lage P 1 und seiner zweiten
Lage P 2 verschoben wird. Außerhalb ihrer Mitte weist die Platte 93 an der Oberseite zwei Sockel 99 auf, wobei das freie
Ende des Schaftes 101 jeder Dosiernadel in einen dieser Sockel paßt. Zwischen jede Dosiemadel 29 und eine Wand 105 der Dosiervorrichtung
17 ist eine Feder 103 eingesetzt, welche die Dosiernadeln in einer Richtung vorspannt, die dem Schließen des jeweiligen
Luftauslasses 21 entspricht. Außerhalb der Polschuhe 83 und 87 ist je eine Scheibenfeder 1o7 mit einer mittigen Bohrung
109 vorgesehen, in welche die Stange 91 eingreift. Die Scheibenfedern
bestehen aus dünnem, nachgiebigem Material, das in Abhängigkeit von der stellung des Ankers 79 und der Stange 91
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ZA
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in beiden Richtungen durchbiegbar ist. Wie Fig.5 zeigt, wurden
aus jeder Scheibenfeder im Zuge ihrer Herstellung Schlitze
nach einem vorbestimmten Muster ausgeschnitten, so daß sich der
Anker 79 mit der Stange 91 zwischen den Lagen P 1 und P 2 bei
einer Änderung des den Wicklungen W 1 und W 2 zugeführten Steuersignals
in der einen oder in der anderen Richtung bewegt, welche
Bewegung linear um einen Abstandsschritt zwischen den beiden Lagen erfolgt . Jede Scheibenfeder 107 wirkt über die Stange 91 auf
ein Ende des Ankers 79, um diesen gegen eine durch eine gestrichelte Linie angedeutete Zwischenstellung, die eine Bezugslage
PR darstellt, vorzuspannen. Die Federn drücken den Anker nach
unten von der Lage P 1 weg und nach oben von der Lage P 2 weg.
Die Lage des Ankers 79 ist zu jedem Zeitpunkt durch das resultierende
Magnetfeld und eine von den Scheibenfedern 107 auf den Anker ausgeübte Kraft bestimmt. Wenn sich der Anker 79 in
seiner beispielsweise in der Mitte zwischen den Lagen P T und P 2 vorgesehenen Bezugslage P_ befindet, gleichen die von den
XV
Federn ausgeübten Kräfte die vom resultierenden Magnetfeld ausgeübte Kraft aus.
Gemäß Fig.4 enthält die Zählersteuerung 45 der Steuerschaltung
41 zwei NOR-Gatter G 4 und G 5 sowie ein NAND-Gatter G
Das vom Verzögerungszähler 53 gelieferte Verzögerungssignal wird
über eine Leitung 107 je einem Eingang der Gatter G 4 und G 5
zugeführt. Die ersten und zweiten Signalelemente des zweiten
elektrischen Signals S 2 werden über eine Leitung 109 dem zweiten Eingang des Gatters G 4 zugeführt, und Elemente des Taktsignals
St werden über ein als Inverter wirkendes NOR-Gatter G 7 (Fig.3)
und eine Leitung 111 dem zweiten Eingang des Gatters G 5 zugeführt.
Der Ausgang des Gatters G 5 ist mit einem Eingang des
Gatters G 6 verbunden und der Ausgang des Gatters G 6 ist mit dem Zäileingang des Steuerzählers 43 verbunden. Der Steuerzahler
43 ist ein fünfstufiger Binärzähler, dessen Zählerstand im Bereich zwischen Null und Einunddreißig liegen kann, so daß
der Anker 79 in Abhängigkeit vom Zählerstand des Steuerzahlers
eine von zweiunddreißig einzelnen Lagen einnehmen kann. Die Lage P 1 des Ankers 79 des Solenoids 77 entspricht dem
Zählerstand Null und die Lage P 2 entspricht dem Zählerstand Einunddreißig. Das Ausgangssignal des Gattes G 4 gelangt
über einen Inverter 112 an den Vorwärts-Rückwärts-Stell-
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eingang des Steuerzählers und der an diesem Eingang liegende
Logikpegel bestimmt, ob der Zählerstand durch Eingangsinpulse erhöht oder vermindert werden soll, wobei der Zählerstand im Falle
des Logikpegels H erhöht und im Falle des Logikpegels L vermindert
wird. Der Steuer zähler 43 besitzt einen Zählunterdrückungsausgang, der mit dem zweiten Eingang des Gatters G 6 verbunden ist.
Wie bereits erwähnt, gelangt ein erstes Signalelement des Verzögerungssignals Sd vom Verzögerungszähler
53 so lange an die Zählersteuerung 45, als sein Zählerstand kleiner als Zwei ist. Wenn dieses Signalelement
(logisch H) dem Gatter G 5 zugeführt wird, bleibt das Ausgangssignal dieses Gatters logisch L und die Weiterleitung von Taktsignalelementen an den Steuerzähler 43
wird unterdrückt. Wenn ein zweites Signalelement des Verzögerungssignals (logisch L) an das Gatter G 5 gelangt,
werden Elemente des Taktsignals an das Gatter G 6 weitergeleitet. Wenn der Zählerstand des Steuerzählers 43 beim
Erhöhen des Zählerstandes kleiner als Einunddreißig bzw. beim Vermindern des Zählerstandes größer als Null ist,
dann ist das vom Zählunterdrückungsausgang dieses Zählers an das Gatter G 6 gelieferte Signal logisch H und Taktsignalelemente werden an den Zähleingang des Zählers
weitergeleitet· Bei einer Veränderung des Zählerstandes des Steuerzählers 43 ändert sich dessen digitales Ausgangssignal.
Dieses Signal gelangt über Leitungen 113 A bis 113 E an die Interfaceschal·tung 49 und insbesondere
an einen Digital-Analog-Wandler 115. Der Digital-Analog-Wandler
115 besteht aus Widerständen R 18, R 19, R 20,
R 21 und R 22 und erzeugt am Summierungspunkt 117 ein Analogsignal Sa. Die Amplitude des Analogsignals ist eine
Funktion des Zählerstandes des Steuerzählers 43 und steigt jedesmal um einen vorbestimmten Betrag, wenn der Zählerstand
des Zählers 43 um einen Schritt erhöht wird, und nimmt jedesmal um einen vorbestimmten Wert ab, wenn der
Zählerstand des Zählers 43 um einen Schritt vermindert wirdjbzw. bleibt gleich, solange die Abtastschaltung 51
die Zufuhr von Taktsignalelementen an die Zählersteuerung
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45 unterdrückt.
Das am Summierungspunkt 117 gebildete Analogsignal
gelangt über einen strombegrenzenden Widerstand R 23 und einen Widerstand R 24 an einen Eingang eines Vergleichers
119, welcher der nicht-invertierende Eingang eines Operationsverstärkers
ist. Weiters wird das Analogsignal einem invertierenden Verstärker 121 mit dem Verstärkungsgrad 1 zugeführt,
der von einem Operationsverstärker 123, einem Eingangswiderstand R 25, einem aus zwei Widerständen R 26 und
R 27 gebildeten Spannungsteiler und einem Gegenkopplungswiderstand R 28 besteht. Das am Ausgang des Verstärkers 121 vorhandene
invertierte Analogsignal wird über einen Widerstand R 29 einem Eingang eines Vergleichers 125 zugeleitet, welcher
der nicht-invertierende Eingang eines Operationsverstärkers
Die Vergleicher 119 und 125 vergleichen die Amplitude
des zugeführten Analogsignals mit der Amplitude eines Bezugssignals Sr und erzeugen erste und zweite Signalelemente des
Steuersignals, welche den Wicklungen W 1 und W 2 des Solenoids 77 zugeführt werden. Ein Rechteckgenerator 127 fester Frequenz
erzeugt ein Rechtecksignal. Dieser Generator ist aus zwei NAND-Gattern G-8 und G 9, zwei Widerständen R 30 und R 31 sowie
einem Kondensator C 9 gebildet und dient in bekannter Weise zur Erzeugung eines Rechtecksignals mit einer Frequenz von
beispielsweise 1 kHz. Das Rechtecksignal des Generators 127
wird über je einen Widerstand R 32 und R 33 zwei Integratoren
129 bzw. 131 zugeführt. Der Integrator 129 besteht aus einem Widerstand R 34 und einem Kondensator C 10 und der Integrator
131-besteht aus einem Widerstand R 35 und einem Kondensator
C 11. Das Ausgangssignal jedes der Integratoren ist ein Bezugssignal Sr mit dreieckiger Wellenform und dieses Signal
wird dem invertierenden Eingang des Vergleichers 119 bzw.
des Vergleichers 125 zugeführt. Das jedem Vergleicher zuzuführende
Bezugssignal· wird einem mittels eines Potentiometers 133 einstellbaren Vorspannungspegel überlagert und den betreffenden
Bezugsspannungseingängen über einen Widerstand R bzw. R 37 zugeführt. Das Potentiometer 133 ist so eingestellt,
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daß der Vorspannungspegel, dem das Bezugssignal überlagert ist, ungefähr gleich der halben Spannung ist, die der
Differenz zwischen logisch H und logisch L entspricht.
Elemente des Steuersignals werden vom Ausgang des Vergleichers 119 über einen Widerstand R 38 einer
Treiberschaltung 135 zugeführt. Die Treiberschaltung 135 enthält zwei pnp-Transistoren Q, 3 und Q 4 sowie einen Ableitwiderstand
R 39 und der Ausgang der Treiberschaltung ist mit der Wicklung W 1 des Solenoids 77 über eine Hochfrequenzdrossel
RFC 1 verbunden. Ein Teil des durch die Wicklung W 1 fließenden Stromes wird abgenommen und ein
ein Maß für diesen Strom darstellendes Signal wird über einen aus Widerständen R 40 und R 41 sowie einem Kondensator
C 12 gebildeten Gegenkopplungsweg an einen Summierungspunkt
137 zurückgeführt. Elemente des Steuersignals werden vom Ausgang des Vergleichers 125 über einen Widerstand R
einer Treiberschaltung 139 zugeführt. Die Treiberschaltung 139 enthält zwei pnp-Transistoren Q 5 und Q 6 sowie einen
Ableitwiderstand R 43. Der Ausgang der Treiberschaltung ist über eine Hochfrequenzdrossel RFC 2 mit der Wicklung
W 2 des Solenoids 77 verbunden und ein Teil des durch die Wicklung W 2 fließenden Stromes wird abgenommen und ein ein
Maß für diesen Strom darstellendes Signal wird über einen Widerstände R 44 und R 45 sowie einen Kondensator C 13 enthaltenden
Gegenkopplungsweg an einen Summierungspunkt 141 geführt. In jeder Treiberschaltung ist weiters noch eine
Diode D 3 bzw. D 4 zwischen Ausgang und Masse vorhanden. Diese Dioden leiten in der Wicklung W 1 bzw. W 2 induzierte
Induktionsspannungsspitzen ab, wenn ein zweites Signalelement des Steuersignals (logisch L) einer Wicklung zugeführt
wird und das vorher in der Wicklung induzierte Magnetfeld plötzlich zusammenbricht.
Die erfindungsgemäße Einrichtung hat folgende Wirkungsweise.
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durch
Nimmt man an, daß der Sauerstoffanteil der
das Auspuffsystem 15 ausgestoßenen Abgase zunimmt, so
bedeutet dies, daß der Betrag des Verhältnisses Luft/Brennstoff des Gemisches zunimmt bzw. daß das Gemisch magerer
wird. Dieser Zustand hat zur Folge, daß die Amplitude des ersten elektrischen Signals S 1 , welche im Vergleicher 39
mit dem Bezugspegel V „ verglichen wird, kleiner wird. War
die Amplitude des Signals S 1 ursprünglich größer als die
Amplitude des Bezugspegels, so fällt sie schließlich auf einen Wert unterhalb des Bezugspegels ab, wenn das Gemisch
immer magerer wird. Beim Unterschreiten des Bezugspegels
tritt im zweiten elektrischen Signal S 2 ein übergang T auf
und das Ausgangssignal des Vergleichers 39 ändert sich von
logisch L auf logisch H und es wird anstelle eines zweiten Signalelementes des zweiten elektrischen Signals S 2 ein
erstes Signalelement des zweiten elektrischen Signals S 2 erzeugt. Das Signal logisch H gelangt über die Leitung
an das Gatter G 4 der Zählersteuerung 45 und an die Rückstellschaltung
55 des Verzögerungszählers 53.
Das Signal logisch H des Vergleichers 39 wird im Gatter G 1 zu logisch L invertiert und außerdem wird das Ausgangssignal des Vergleichers 39 über einen strombegrenzenden Widerstand
R 46 sowie ein aus einem Widerstand R 47 und einem Kondensator
C 14 gebildetes RC-Glied einem Eingang des Gatters G 3 zugeführt. Dem anderen Eingang des Gatters G 3 wird das
mit Hilfe des Gatters G 1 invertierte Ausgangssignal des Vergleichers
39 über einen strombegrenzenden Widerstand R 48 sowie ein aus einem Widerstand R 49 und einem Kondensator C
bestehendes RC-Glied zugeführt. Ein Signal logisch H an einem der beiden Eingänge des Gatters G 3 hat momentan logisch L
am Ausgang des Gatters zur Folge und dieses Ausgangssignal wird,
wie bereits· beschrieben, dem invertierenden Eingang des Vergleichers
58 zugeleitet. Durch momentanes Umschalten des Ausgangspegels des Gatters G 3 auf logisch L wird bewirkt, daß der
Vergleicher 58 an seinem Ausgang unabhängig vom Ladungspegel der Kapazität C 6 ein Signal logisch H liefert, wodurch eine
Entladung der Kapazität C.6 verhindert wird, da der Transistor Q
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in seinem nicht-leitenden Zustand gehalten wird. Dadurch wird die Erzeugung von Taktsignalelementen momentan unterdrückt.
Nach einer durch die Zeitkonstante der RC-Glieder bestimmten Zeitspanne ändert sich das Ausgangssignal des Gatters G 3 auf
logisch H und es werden wieder Taktsignalelentente erzeugt. Somit
wird mit Hilfe des Gatters G 3 die Zuführung von Taktsignalelementen
an die Abtastschaltung 51 und an die Steuerschaltung 41 mit dem zufälligen Auftreten von Übergängen zwischen Signalelementen
des zweiten elektrischen Signals S 2 synchronisiert.
Durch das Auftreten eines Signalüberganges wird der Verzögerungszähler
53 über die Rückstellschaltung 55, wie bereits beschrieben, zurückgestellt und es wird ein erstes Signalelement
(logisch H) des Verzögerungssignals Sd über die Leitung den Gattern G 4 und G 5 zugeführt. Durch das anliegende Eingangssignal
logisch H verhindert das Gatter G 5 den Durchgang von über die Leitung 111 einlangenden Taktsignalelementen.
Wenn die Amplitude des Signals S 1 den Bezugspegel V.™., nicht
vor der Zuführung zweier aufeinanderfolgender Taktsignalelemente
an den Verzögerungszähler 33 nach dessen Rückstellung übersteigt,
ändert sich das Ausgangssignal des Zählers von einem ersten auf ein zweites Signalelement des Verzögerungssignals.
An den beiden Eingängen des Gatters G 4 liegen dann Signale logisch H bzw. logisch L und dem Vorwärts/Rückwärts-Stelleingang
des Steuerzählers 43 wird .vom Inverter 112 ein Signal
logisch H zugeführt, welches angibt, daß der Zählerstand zu erhöhen ist. An einem Eingang des Gatters G 5 liegt über die Leitung
1o7 ein Signal logisch L an und das Gatter läßt jedes zugeführte Taktsignalelement durch. Wenn der Zählerstand des
Steuerzählers 43 kleiner ist als Einunddreißig, ist das vom Zählunterdrückungsausgang des Zählers an das Gatter G 6 gelieferte.
Signal logisch II und das Gatter G 6 läßt die Taktsignalelemente an den Zähleingang des Zählers durch.
Jedes vom Steuerzähler 4 3 an seinem Zähleingang empfangene
Taktsignalelement erhöht den Zählerstand um Eins. Wäre das Signal am Vorwärts/Rückwärts-Stelleingang des Zählers logisch L,
dann würde der Zählerstand mit jedem empfangenen Taktsignalelement um Eins vermindert werden. Jedesmal, wenn der Zählerstand
des Zählers 43 erhöht wird, ändert sich die Zusammen-
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setzung des an die Interfaceschaltung 49 gelieferten
Signals und jede solche Änderung bewirkt eine stufenweise Zunahme der Amplitude des am Summierungspunkt 117 erhaltenen
Analogsignale Sa, das den Vergleichern 119 und 125 zugeführt
wird.
Das den nicht-invertierenden Eingängen der Vergleicher 119 und 125 zugeführte Signal ist eine Funktion der Analogsignalamplitude
und des augenblicklich durch die Wicklungen W 1 bzw. W 2 des Solenoids 77 fließenden Stromes. Das Eingangssignal
wird an den zugehörigen Summierungspunkten 137 und 141 entwickelt. Der durch die Solenoidwicklungen fließende Strom ist
durch den Zeitanteil, während dessen ein erstes Signalelement des Steuersignals jeder Wicklung zugeführt wird, gegenüber dem
Zeitanteil, während dessen ein zweites Signalelement des Steuersignals
einer Wicklung zugeführt wird, bestimmt und dies ist eine Funktion der Zeitspanne innerhalb jeder Periode des Bezugssignals,
während welcher die Analogsignalamplitude die Bezugssignalamplitude übersteigt. Für einen bestimmten Wert des
Zählerstandes des SteuerZählers 4 3 ist die Analogsignalamplitude
ein Pegel, der die BezugsSignalamplitude während eines bestimmten
Teiles jeder Bezugssignalperiode übersteigt. Dadurch ist jede Treiberschaltung 135, 139 während eines Teiles jeder
Periode eingeschaltet, wobei Strom durch jede Wicklung fließt und ein Magnetfeld induziert, dessen Kraft den Anker 79 an
einer Stelle zwischen den beiden Lagen P 1 und P 2 hält. Die Stellung der Dosiernadeln 29 A und 29 B in den zugehörigen Luftausläßen
21 A und 21 B ist durch die Ankerstellung gegeben und bestimmt die in die Luftkanäle 11 A und 11 B eingelassenen Luftmengen
.
Bei einer Zunahme der Analogsignalamplitude erhöht sich der Spannungspegel am nicht-invertierenden Eingang des Vergleichers
119 und verringert sich der Spannungspegel am nicht—invertierenden
Eingang des Vergleichers 125. Letzteres ergibt sich auf Grund der Signalinvertierung durch den Verstärker 121. Die
Einstellung des Potentiometers 133 und die Werte der Widerstände R 36 und R- 37 sind so gewählt, daß bei Mittelstellung des
Zählerstandes des Steuerzählers 4 3 die Eingangspegel beider Ver-
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ZS
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gleicher einander gleich sind. In diesem Zustand liefe//
der Vergieicher der zugehörigen Wicklung W 1 bzw. W 2 ein Steuersignal, in welchem die Dauer der Lieferung eines ersten
Signalelementes an die Wicklung während einer Bezugssignalperiode der Dauer der Lieferung eines zweiten Signalelementes an
die Wicklung gleich ist.
Bei einer Zunahme des Pegels am nicht-invertierenden Eingang des Vergleichers 119 übersteigt die Eingangsamplitude momentan
die Bezugssignalamplitude während der gesamte Bezugssignalperiode und der Wicklung W 1 wird dauernd ein erstes Element
des Steuersignals zugeführt. Dies hat eine Erhöhung des Mittelwertes des durch die Wicklung fließenden Stromes zur Folge
und eine solche Erhöhung wirkt sich auch in der am Summierungspunkt
137 über den Gegenkopplungsweg des Vergleichers 119 aus. Eine Zunahme des Mittelwertes des Stromflusses verursacht eine
Abnahme des Spannungspegels am Eingang des Vergleichers, so daß die Analogsignalamplitude abzunehmen beginnt und die Bezugssignalamplitude
wieder nur während eines Teiles jeder Bezugssignalperiode übersteigt. Schließlich wird ein stationärer Zustand
erreicht, in welchem der Wicklung W 1 erste Signalelemente des Steuersignals während eines größeren Teiles jeder Bezugssignalperiode
zugeführt werden, als dies vor der Zunahme der Analogsignalamplitude der Fall war. Diese Teile der Bezugssignalperiode
nehmen noch weiter zu, so lange der Zählerstand des SteuerZählers 43 erhöht wird.
Der entgegengesetzte Vorgang ergibt sich am Vergleicher 125, bei welchem eine Zunahme der Analogsignalamplitude bewirkt,
daß die Bezugssignalamplitude die Analogsignalamplitude während der gesamten Bezugssignalperiode übersteigt. Als Folge davon
wird der Wicklung W 2 kein Strom zugeführt und der Mittelwert des der Wicklung zugeführten Stromes nimmt ab. Dies kommt in dem'
am Summierungspunkt 141 herrschenden Spannungspegel als Zunahme des dem Vergleicher 125 zugeführten Spannungspegels zum Ausdruck,
worauf die Analogsignalamplitude die Bezugssignalamplitude wieder während eines Teiles jeder Periode übersteigt. Schließlich
wird ein stationärer Zustand erreicht r in welchem erste und zweite
Signalelemente des Steuersignals der Wicklung W 2 in einem
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neuen Verhältnis zugeführt werden, wobei die zweiten Signalelemente
während eines größeren Teiles in jeder Bezugssignalperiode zugeführt werden, als dies vor der Zunahme der Analogsignalamplitude
der Fall war. Das Ergebnis dieser Veränderung zeigt sich in einer Verschiebung des Ankers 79 um einen Schritt näher
an die Lage P 2 und weiteres Einführen der Dosiernadeln in die
zugehörigen Luftauslasse, wodurch das Lüft-Brennstoffgemisch
fetter wird. -----
Bei einer Verminderung des Zählerstandes des Steuerzählers
43 findet eine Umkehrung der soeben beschriebenen Vorgangsweise statt. Dies bedeutet, daß eine stufenweise Abnahme der Analogsignalamplitude
bewirkt, daß Signalelemente des Steuersignals der Wicklung W 1 in solchem Zusammenhang zugeführt werden, daß
der Zeitanteil, in welchem der Wicklung erste Signalelemente zugeführt werden, gegenüber dem Zeitanteil, in welchem der
Wicklung zweite Signalelemente zugeführt werden, kleiner wird als vor der Abnahme, wogegen der betreffende Zeitanteil für das
der Wicklung W 2 zugeführte Steuersignal zunimmt. Der Anker bewegt sich daher einen Schritt näher zur Lage P 1 und die Dosiernadeln
werden aus den zugehörigen Luftauslässen herausgezogen
,wodurch das Luft-Brennstoffgemisch magerer wird.
Die Zufuhr von Taktsignalelementen an die Steuerschaltung
41 und die sich ergebende Stellungsänderung des Ankers 79 sowie
der Dosiernadeln 29A und 29 B werden fortgesetzt, bis die Amplitude des ersten elektrischen Signals S 1 den Wert V^7n durchläuft.
Dadurch entsteht ein Übergang zwischen Signalelementen des zweiten elektrischen Signals S 2 und die Rückstellschaltung
55 spricht auf den Übergang an, stellt den Verzögerungszähler
zurück, beendet die Zufuhr eines zweiten Signalelementes des Verzögerungssignals
an die Zählersteuerung 4 5 und liefert stattdessen
ein erstes Signalelement. Dieses unterdrückt über die
Zählersteuerung 45 die Zufuhr weiterer Taktsignalelemente an
den Steuerzähler 43.
Für die richtige Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es wichtig, daß der Zählerstand des SteuerZählers 43
beim Vorwärtszählen einen Maximalwert nicht überschreitet und
beim Rückwärtszählen einen Minimalwert nicht unterschreitet.
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Beispielsweise bewirkt beim Zählerstand Einunddreißig die Zufuhr eines v/eiteren, den Zählerstand erhöhenden Taktsignalelementes
einen Überlauf der Zählkapazität, wobei die über die Leitungen 113 A bis 113 E gelieferten digitalen Signale den
Wert Null ergeben. Bei einem solchen Überlauf der Zählkapazität würde der Anker 79, der sich beim Zählerstand Einunddreißig in
der Lage P 2 befindet, in die Lage P 1 getrieben werden. Es würde dann mehr Luft in die Luftkanäle 11 A und 11 B eingelassen
werden und das Luft-Brennstoffgemisch würde magerer werden. Dies
ist jedoch der Zustand, dem abgeholfen werden soll und' der nun
durch den Überlauf der Zählkapazität noch weiter verschlechtert würde. Das umgekehrte ergibt sich, wenn der Zähler beim Rückwärtszählen
den Zählerstand Null erreicht. Zur Verhinderung derartiger nachteiliger Einflüsse liefert der Steuerzähler 43 an
das Gatter G 6 ein Signal logisch L, wenn einer der beiden vorerwähnten Zustände auftritt, und dadurch wird mit Hilfe des
Gatters G 6 die Weiterleitung von Taktsignalelementen an den Zähleingang des Steuerzählers 43 verhindert. Das Signal logisch L
bleibt aufrecht, bis sich entweder die Zählrichtung des Zählers ändert oder eine Einstellung der Gemischbildung vorgenommen und
der Zählerstand auf einen vorbestimmten Wert gesetzt wird.
Jedesmal, wenn die Stromversorgung des Steuerzählers 43
neu eingeschaltet wird, wird sein Zählerstand auf einen vorbestimmten
Wert gesetzt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Stromversorgung nach der Anbringung der Einrichtung
das erste Mal eingeschaltet wird oder wenn die Stromversorgung nach einer Unterbrechung wiederhergestellt wird. Ein aus einem
Kondensator C und einem Widerstand R bestehendes RC-Glied
erzeugt beim Einschalten der Stromversorgung momentan ein Signal logisch H am Voreinstelleingang des Zählers und dies bewirkt
das Setzen des Zählerstandes auf einen mittleren Wert. Das Setzen des Zählerstandes auf diesen vorbestimmten Wert hat eine Einstellung
des Verhältnisses Luft/ßrennstoff auf einen mittleren Wert
zur Folge. Außerdem ist dafür gesorgt, daß Spannung von einer Stromquelle, z.B. einem Kraftfahrzeugakkumulator B, dem Zähler
dauernd zugeführt wird, auch wenn die Brennkraftmaschine abgestellt wird, damit der zuletzt erreichte Zählerstand vor dem Ab-
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stellen der Brennkraftmaschine aufrechterhalten wird. Dies wird
beispielsweise so bewerkstelligt, daß mit Hilfe eines Spannungsreglers 14 3 aus dem Akkumulator eine konstante Spannung gewonnen
wird und diese geregelte Spannung dem Zähler 43 über eine mit 145 angedeutete Sicherung für die Taktversorgung zugeführt wird,
wobei die Stromversorgung über diese Sicherung auch dann aufrecht bleibt, wenn die Brennkraftmaschine E abgestellt wird.
Durch Speichern des letztgültigen Zählerstandes hat das Verhältnis Luft/Brennstoff des Gemisches nach einer zeitlichen Unterbrechung
ungefähr denselben Wert wie vorher, wenn die Brennkraftmaschine wieder angelassen wird. Dies ist eine wichtige
Hilfe für die Überwachung der Umweltverschmutzung beim neuerlichen
Anlassen der Brennkraftmaschine, insbesondere einem Kraftfahrzeugmotor,
wenn das Kraftfahrzeug in verschiedenen Gegenden eines Landes betrieben wird, in welchen die Höhe über dem Meeresspiegel
und sonstige Umweltbedingungen einen anderen Einfluß auf das Verhältnis Luft/Brennstoff ausüben als die Bedingungen
der vorherigen Umgebung des Kraftfahrzeuges.
Der Taktgeber 47 erzeugt Taktsignalelemente mit einer
ersten Wjfder ho lungs frequenz, wenn die Brennkraftmaschine E in
einem stationären Betriebszustand arbeitet, und Taktsignalelemente mit einer zweiten, höheren Wiederholungsfrequenz, wenn
ein nicht stationärer Betriebszustand auftritt, wie beispielsweise
eine Beschleunigung oder Verzögerung der Maschine. Die Erzeugung von Taktsignalelementen mit der ersten WMerholungsfrequenz
von beispielsweise 1,5 Hz im Taktgeber 47 wurde bereits beschrieben und besteht im Aufladen einer taktbestimmenden Kapazität
C 6 und Vergleichen des Ladungspegels der Kapazität mit einer Bezugsspannung in einem Vergleicher 58 sowie dem Entladen
der Kapazität beim Erreichen des B&zugspegels. Ein Abweichen des
Betriebszustandes der Brennkraftmaschine von einem stationären Betriebszustand wirkt sich beispielsweise in einer Druckänderung
im Ansaugrohr aus. Ein im Ansaugrohr angeordneter druckempfindlicher
Schalter 155 schließt beim Auftreten eines nicht stationären Betriebszustandes und bleibt geschlossen, bis wieder ein stationärer
Betriebszustand erreicht ist.
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Während eines stationären Betriebszustandes wird ein Kondensator C T8 über einen Widerstand R 56 aufgeladen. Während
des Ladens der taktbestimmenden Kapazität C 6 fließt Strom
durch einen aus zwei Widerständen R 57 und R 58 bestehenden Spannungsteiler und einen Widerstand Rc nach Masse. Der Stromfluß
über diesen Weg hat die Wirkung einer Verminderung der Aufladegeschwindigkeit der Kapazität C 6 durch Verkleinern
des Ladestromes. Beim Auftreten eines nicht-stationären Betriebszustandes wird über den dann geschlossenen Schalter 165
ein Widerstand R 59 mit Masse verbunden. Der Stromfluß durch den Spannungsteiler wird umgekehrt und dadurch wird der Ladestrom
für die Kapazität C 6 wirksam erhöht, so daß die taktbestimmende Kapazität mit der zweiten, höheren Geschwindigkeit
aufgeladen wird, welche beispielsweise dreimal so groß ist wie die erste Aufladegeschwxndigkext. Die zweite Aufladegeschwxndigkext
bleibt wirksam, bis der Schalter 165 wieder öffnet, ab welchem Zeitpunkt die Aufladegeschwxndigkext exponentiell
auf den ersten Wert zurückgeht. Die Geschwindigkeit des Rückganges ist durch die Werte des Widerstandes R 56 und des
Kondensators C 18 bestimmt. Wegen der überwachung der Entladung der Kapazität C 6 durch den Vergleicher 58 ist die Impulsdauer
der am Knotenpunkt 5 7 vorhandenen Taktsignalelemente unabhängig von der Aufladegeschwxndigkext der Kapazität C 6 oder Wiederholungsfrequenz
der erzeugten Taktsignalelemente im wesentlichen konstant.
Die Wiederholungsfrequenz der Erzeugung der Taktsignalelemente kann auch vom Zustand des Detektors 35 oder davon abhängen, wel<ches
Signalelement des zweiten elektrischen Signals S 2 vom Vergleicher 39 abgegeben wird. So können beispielsweise nach Wunsch
ein Widerstand R 60 und ein Potentiometer 167 zwischen dem Eingang des Gatters G 1 und dem nicht-invertierenden Eingang des
Vergleichers 58 angeschlossenverden. Wenn dann das Luft-Brennstoff
gemisch gemäß Feststellung durch den Detektor 35 mager ist und ein erstes Signalelement des zweiten elektrischen Signals
am Ausgang des Vergleichers 39 auftritt, fließt Strom über den Widerstand R 60 und das Potentiometer 167 vom Vergleicher und
vermindert den Ladestrom der Kapazität C 6 und dadurch die
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Wiederholungsfrequenz der Erzeugung von Taktsignalelementen.
Wenn der Detektor 35 ein fettes Gemisch feststellt und am Ausgang des Vergleichers 39 ein zweites Signalelement des zweiten elektrischen Signals vorhanden ist, wird der über den Widerstand R 60 und dis Potentiometer 167 fließende Strom umgekehrt
und die Ladegeschwindigkeit der Kapazität G 6 nimmt zu. Als
Folge davon wird dine Vorspannung für die Erzielung eines
magereren Luft-Brennstoffgemisches erzeugt, da die Einrichtung langsamer anspricht, wenn ein mageres Gemisch festgestellt wird. Durch Anschließen eines Widerstandes R 60 A zwischen Ausgang
des invertierenden Gatters G 1 und Potentiometer 167 anstelle
eines Widerstandes R 60 zum Gattereingang wird ein umgekehrtes Ergebnis erhalten, wobei die Vorspannung nun zu einem fetteren Gemisch gerichtet ist.
Wenn der Detektor 35 ein fettes Gemisch feststellt und am Ausgang des Vergleichers 39 ein zweites Signalelement des zweiten elektrischen Signals vorhanden ist, wird der über den Widerstand R 60 und dis Potentiometer 167 fließende Strom umgekehrt
und die Ladegeschwindigkeit der Kapazität G 6 nimmt zu. Als
Folge davon wird dine Vorspannung für die Erzielung eines
magereren Luft-Brennstoffgemisches erzeugt, da die Einrichtung langsamer anspricht, wenn ein mageres Gemisch festgestellt wird. Durch Anschließen eines Widerstandes R 60 A zwischen Ausgang
des invertierenden Gatters G 1 und Potentiometer 167 anstelle
eines Widerstandes R 60 zum Gattereingang wird ein umgekehrtes Ergebnis erhalten, wobei die Vorspannung nun zu einem fetteren Gemisch gerichtet ist.
Wenn die Brennkraftmaschine E nach dem Abstellen während
längerer Zeit nicht angelassen wird, herrschen Kaltstartbedingungen, unter welchen die Betriebstemperatur des Detektors 35 anfänglich geringer ist als irgendein vorgewählter Wert, beispielsweise 400 C. In einem solchen Fall ist es erwünscht, das1 der Dosiervorrichtung zugeführte Steuersignal nicht zu ändern, bis die Temperatur des Detektors 35 den vorgewählten Wert überschreitet. Da die innere Impedanz des Detektors 35 temperaturabhängig ist, enthält die Schaltung zum Verhincbrn einer Änderung des Steuersignals eine Brückenschaltung 169, wobei in einem Zweig der Brücke die Detektorimpedanz enthalten ist und in einem anderen Zweig der Brücke eine Impedanz vorgesehen ist, deren Wert
eine Funktion der Detektorimpedanz bei der vorgewählten Temperatur ist. Eine Hälfte der Brückenschaltung 169 enthält die Impedanz des Detektors 35, einen Widerstand R 1 und einen Kondensator C 1, einen Widerstand R 61 sowie zwei Kondensatoren C 19 und C 20. Die andere Hälfte der Brückenschaltung besteht aus
zwei Widerständen R 62 und R 63 und die Brücke ist im wesentlichen im Gleichgewicht, wenn die Temperatur des Ddbektors 35
den vorgewählten Wert hat. Die Brückendiagonale ist an einen Vergleicher 171 Cein Operationsverstärker) angeschlossen, der ausgangsseitig einen Arbeitswiderstand R 64 aufweist. Der Vergleic-
längerer Zeit nicht angelassen wird, herrschen Kaltstartbedingungen, unter welchen die Betriebstemperatur des Detektors 35 anfänglich geringer ist als irgendein vorgewählter Wert, beispielsweise 400 C. In einem solchen Fall ist es erwünscht, das1 der Dosiervorrichtung zugeführte Steuersignal nicht zu ändern, bis die Temperatur des Detektors 35 den vorgewählten Wert überschreitet. Da die innere Impedanz des Detektors 35 temperaturabhängig ist, enthält die Schaltung zum Verhincbrn einer Änderung des Steuersignals eine Brückenschaltung 169, wobei in einem Zweig der Brücke die Detektorimpedanz enthalten ist und in einem anderen Zweig der Brücke eine Impedanz vorgesehen ist, deren Wert
eine Funktion der Detektorimpedanz bei der vorgewählten Temperatur ist. Eine Hälfte der Brückenschaltung 169 enthält die Impedanz des Detektors 35, einen Widerstand R 1 und einen Kondensator C 1, einen Widerstand R 61 sowie zwei Kondensatoren C 19 und C 20. Die andere Hälfte der Brückenschaltung besteht aus
zwei Widerständen R 62 und R 63 und die Brücke ist im wesentlichen im Gleichgewicht, wenn die Temperatur des Ddbektors 35
den vorgewählten Wert hat. Die Brückendiagonale ist an einen Vergleicher 171 Cein Operationsverstärker) angeschlossen, der ausgangsseitig einen Arbeitswiderstand R 64 aufweist. Der Vergleic-
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eher 171 liefert erste und zweite Signalelemente eines Brückenausgangssignals
an einen Eingang eines Gatters G 2. Ein erstes Signalelement des Brückenausgangssignals (logisch H) wird vom
Vergfeicher 171 abgegeben, wenn die Debektortemperatur höher ist als der vorgewählte Wert, und ein zweites Signalelement (logisch
L) wird abgegeben, wenn die Detektortemperatur unterhalb des vorgewählten Wertes liegt. Wenn ein Taktsignalelement erzeugt
wird, liefert die Brückenschaltung 169 einen Impuls an den nicht-invertierenden Eingang des Vergleichers 171. Dieser Impuls
ist ein negativer Impuls, dessen Amplitude von der inneren Impedanz des Detektors 35 bestimmt ist und mit der am invertierenden
Eingang des Vergleichers liegenden Bezugsspannung verglichen wird.
Dem anderen Eingang des Gatters G 2 werden Elemente eines
Bereitschaftssignals zugeführt. Ein Element des Bereitschaftssignals wird stets dann erzeugt, wenn ein Taktsignalelement erzeugt
wird. Die Schaltung zum Erzeugen eines Bereitschaftssignalelementes weist zwei Widerstände R 65 und R 66, einen Diode
D 9 und einen Kondensator C 21 auf. Ein Anschluß des Konden-4
sators C 21 ist mit dem Ausgang des Inverters G 7 verbunden, der, wie bereits beschrieben, das am Verbindungspunkt 57 vorhandene
Taktsignal invertiert. Zunächst ist das Ausgangesignal
des Gatters G 7 normalerweise logisch L, ändert sich aber während einer Zeitspanne auf logisch H, während welcher ein
Element des Taktsignals erzeugt wird. Als Folge davon wird gleichzeitig mit der vorderen Flanke eines Taktsignalelementes
ein Element des Bereitschaftssignals erzeugt, so daß momentan am Eingang des Gatters G 2 ein übergang von logisch H nach
logisch L auftritt.
Wenn während des Anliegens eines Bereitschaftssignalelementes
am Gatter G 2 ein erstes Signalelement des Brückenausgangssignals am Eingang des Gatters G 2 vorhanden ist, ist das
Ausgangssignal des Gatters logisch L. Wie bereits beschrieben, ist der Ausgang des Gatters G 2 mit dem Verzögerungszähler 53,
insbesondere mit dem Stelleingang des Flip-Flops FS 1 und dem Rückstelleingang des Flip-Flops FS 2, verbunden. Ein dem Ver-
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zögerungszähler 53 vom Gatter G 2 zugeführtes Signal
logisch L hat keinen Einfluß auf den Zähler. Wenn jedoch beim Anliegen eines Bereitschaftssignals am Gatter G 2 diesem Gatter
ein zweites Signalelement des Brückenausgangssignals zugeführt wird, zeigt dies an, daß die Temperatur des Detektors
35 unterhalb des vorgewählten Wertes liegt, es wird dem Verzögerungszähler 5 3 vom Gatter ein Signal logisch H zugeführt
und der Zähler wird zurückgestellt. Somit wird bis zum Überschreiten des vorgewählten Wertes durch die Detektortemperatur
der Verzögerungszähler 53 jedes Mal zurückgestellt, wenn ein Taktsignalelement, das normalerweise den Zählerstand des Zählers
53 erhöht, erzeugt wird. Der Zählerstand des Verzögerungszählers 53 kann dadurch nicht den Wert Zwei erreichen, welcher
dafür notwendig ist, daß die Steuerschaltung 41 Taktsignalelemente aufnimmt und eine Änderung des der Dosiervorrichtung .17
zugeführten Steuersignals erzeugt.
Außer dem Wunsch, das der Dosiervorrichtung 17 zugeführte
Steuersignal bei Kaltstartbedingungen nicht zu verändern, ist es auch erwünscht, eine Änderung des Steuersignals zu anderen
Zeitpunkten aufzuhalten oder zu verhindern, beispielsweise beim starken Beschleunigen (voll geöffnete Drosselklappe). Als
Aufhaltevorrichtung für diesen Zweck ist ein Schalter 173 vorgesehen,
der geschlossen wird, wenn ein bestimmter Betriebszustand der Brennkraftmaschine auftritt, während dessen Dauer keine
Änderung des Steuersignals vorgenommen werden soll. Bei gegeschlossenem Schalter 173 liegt der nicht-invertierende Eingang
des Vergleichers 171 über eine Widerstände R 67, R 68 und R 69 sowie einen Kondensator C 22 enthaltende Schaltung an.Masse,
Bei an Masse liegendem nicht-invertierendem Eingang des Vergleichers
gelangt ein zweites Signalelement des Brückenausgangssignals an das Gatter G 2, wodurch das Gatter immer dann
ein Signal logisch H an den Verzögerungszähler 53 liefert, wenn dem Gatter ein Bereitschaftssignalelement zugeführt wird. Der
Verzögerungszähler 53 wird durch ein Signal logisch H vom Gatter
G 2 zurückgestellt und verbleibt in diesem Zustand, bis der Schalter 173 wieder öffnet.
Mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Einrichtung können verschiedene der
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eingangs angegebenen Aufgaben gelöst und Vorteile erzielt werden. Gegenüber den in den Zeichnungen dargestellten und vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen können zahlreiche Abänderungen
vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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L e e r s e i t e
Claims (9)
- PATENTANWÄLTETrSKI 8. Februar 137.8.i£-"1;üysen 5143 ESSEN, THEATERPLATZ 3ACF Industries, Incorporated
in New York (USA)Patentansprüche(T) Solenoidvorrichtung mit wenigstens einer Wicklung und mit einem zwischen einer ersten und einer zweiten Lage in beiden Richtungen bewegbaren Anker, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wicklungen (W 1 , W 2) vorhanden sind, denen elektrischer Strom zugeführt wird, der Magnetfelder hervorruft, deren Stärken Funktionen der Strommittelwerte sind, wobei sich aus der Kombination der Magnetfelder ein resultierendes Magnetfeld ergibt,daß der Anker (79) zwischen der ersten und der zweiten Lage (P 1, P 2) durch eine vorbestimmte Anzahl einzelner Zwischenstellungen bewegbar ist,daß ein den Anker (79) in eine eine Bezugslage (PR) darstellende Stellung der Zwischenstellungen vorspannends Glied (1o7) vorhanden ist, wobei die Lage des Ankers zu jedem Zeitpunkt durch die Stärke des resultierenden Magnetfeldes und eine vom Vorspannungsglied (1o7) auf den Anker (79)'. ausgeübte Kraft bestimmt ist, daß eine Schaltung (135, 139) zur Lieferung von Strom an die Wicklungen (W 1, W 2) vorgesehen ist und daß eine die stromliefernde Schaltung (135, 139) beeinflussende Steuerschaltung (41) zum Verändern des Strommittelwertes in jeder Wicklung (Vi 1, W 2) zur Erzielung einer Bewegung des Ankers (7 9) von einer Stellung in die nächste vorgesehen ist, wobei der Strommittelwert in jeder Wicklung (W 1, W 2) in Schritten zwischen einem Kleinstwert und einem Größtwert veränderbar ist und die vorbestimmte Anzahl einzelner Zwischenstellungen des Ankers (79) der Anzahl dieser Schritte entspricht.809833/0197* 2ÖÜ5340 - 2. Solenoidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannungsglied eine auf den Anker (79) wirkende und diesen in einer Richtung von der ersten Lage (P 1) weg und in der entgegengesetzten Richtung von der zweiten Lage (P 2) weg vorspannende Federvorrichtung (107) aufweist und daß die von der Federvorrichtung ausgeübte Kraft bei in der Bezugslage (PR) befindlichem Anker (79) vom resultierenden Magnetfeld ausgeglichen wird.
- 3. Solenoidvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung zwei Federn (107) aufweist, deren jede auf ein Ende des Ankers (79) einwirkt, um diesen in die Bezugslage (PR) vorzuspannen.
- 4. Solenoidvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (79) von einer mit ihm verbundenen Stange (91) axial durchsetzt ist und daß jede Feder eine Scheibenfeder (107) ist, die aus einer Scheibe aus elastischem Material mit einer mittigen öffnung (1o9) besteht, in welche ein Ende der Stange (91) eingesetzt ist, und eine Mehrzahl nach einem vorbestimmten Muster eingeschnittener Schlitze (11o) aufweist, so daß jede Feder in beiden Richtungen der Ankerbewegungen durchbiegbar ist und die Bewegung des Ankers (79) von einer Lage aar anderen linear ist.
- 5. Solenoidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (41) Bauteile zum Verändern des Anteiles einer vorbestimmten Zeitperiode, währenddessen jeder Wicklung (W 1, W 2) Strom zugeführt ist, zwischen einem Kleinstwert und einem Größtwert aufweist, wobei jede Veränderung des Anteiles um ein vorbestimmtes Zeitintervall erfolgt.
- 6. Solenoidvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile zum Verändern des Zeitanteiles eine Schaltung zum Verändern des Anteiles der Zeit, während dessen der ersten Wicklung (W 1) Strom zugeführt wird, gegenüber dem Anteil der Zeit, während dessen der zweiten Wicklung (W 2) Strom zugeführt wird, aufweisen, so daß sich der durch jede Wicklung fließende Strommittelwert ändert und sich demgemäß die Stärken der von jeder der Wicklungen erzeugten Magnetfelder ändern.
- 7. Solenoidvorrichtung zum Dosieren der Menge der einem809833/0817Brennstoffsystem eines Vergasers für eine Brennkraftmaschine zugeführten Luft, wobei Luft durch wenigstens einen Ansaugstutzen des Vergasers hindurch in die Brennkraftmaschine gesaugt wird und Brennstoff aus einem Tank durch das Brennstoffsystem dem Vergaser zugeführt und mit der hindurchströmenden Luft vermischt wird und wobei der Vergaser mit einem Luftkanal versehen ist/ durch den Luft in das Brennstoffsystem eingeführt wird, gekennzeichnet durcheine einen mit dem Ansaugstutzen (5) des Vergasers (3) in Verbindung stehenden Lufteinlaß (19) und einen mit dem Luftkanal (11) in Verbindung stehenden Luftauslaß (21). aufweisende Kammer (27) /■■"""""erste und zweite Wicklungen (W 1 , W 2), denen elektrischer Strom zugeführt wird, der Magnetfelder hervorruft, deren Stärken Funktionen.der Strommittelwerte sind, wobei sich aus der Kombination- der Magnetfelder ein resultierendes Magnetfeld ergibt, einen zwischen einer ersten und einer zweiten Lage (P 1, P 2) in beiden Richtungen bewegbaren Anker (79), ein den Anker (79) in eine zwischen der ersten und der zweiten Lage (P 1, P 2) befindliche, eine Bezugslage (PR) darstellende Stellung vorspannendes Glied (1o7),. wobei die . Lage des Ankers zu jedem Zeitpunkt durch das resultierende Magnetfeld und eine vom Vorspannungsglied (1o7) auf den Anker (79) u ausgeübte Kraft bestimmt ist,eine im Luftauslaß (21) angeordnete Dosiervorrichtung (17, 29), die gemeinsam mit dem Anker (79) bewegbar ist, wenn dieser sich zwischen der ersten und der zweiten Lage (P Λ, Ρ 2) bewegt, um je nach Bewegungsrichtung den Luftauslaß (21) mehr zu öffnen oder zu schließen,-eine Schaltung (135, 139) zur Lieferung von Strom an die Wicklungen (W 1, W 2) undeine die stromliefernde Schaltung (135, 139) beeinflussende Steuerschaltung (41) zum Verändern des Strommittelwertes in jeder Wicklung (W 1, W 2) zur Erzielung einer Bewegung des Ankers (79) und damit einer Stellungsänderung der Dosiervorrichtung (17, 29) bezüglich des Luftauslasses (21), so daß die Menge der dem Brennstoffsystem (9) durch den Luftkanal (11) zuge-80983370897führten Luft geändert wird.
- 8. Solenoidvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannungsglied auf den Anker (79) wirkende erste und zweite Federvorrichtungen (107) aufweist, die den Anker (79) in einer Richtung von der ersten Lage (P .1) weg und in der entgegengesetzten Richtung von der zweiten Lage (P 2) weg vorspannen, wobei die von den beiden Federvorrichtungen ausgeübten Kräfte bei in der Bezugslage (P_) befind-lichem Anker (79) vom resultierenden Magnetfeld ausgeglichen werden.
- 9. Solenoidvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergaser (3) ein zweites Brennstoffsystem (9 B) und einen zweiten Luftkanal (11 B), durch den Luft in dsB zweite Brennstoffsystem eingeführt wird, aufweist, daß die Kammer (27) einen mit dem zweiten Luftkanal (11 B) in Verbindung stehenden zweiten Luftausla:ß (21 B) aufweist und daß im zweiten Luftauslaß._ (21 B) eine zweite Dosiervorrichtung (29 B) vorgesehen ist, die gemeinsam mit dem zwischen der ersten und der zweiten Lage (P 1, P 2) bewegbaren Anker (79) bewegbar ist, um den zweiten Luftauslaß (21 B) in Abhängigkeit von der Richtung der Ankerbewegung mehr zu öffnen oder mehr zu schließen.809833/0897
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/767,874 US4105726A (en) | 1977-02-11 | 1977-02-11 | Solenoid apparatus |
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ID=25080833
Family Applications (1)
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