DE2816257A1

DE2816257A1 - Regelvorrichtung fuer das luft/brennstoff-verhaeltnis von brennkraftmaschinen mit luftdurchsatzmessung

Info

Publication number: DE2816257A1
Application number: DE19782816257
Authority: DE
Inventors: Masaharu Asano; Nobuzi Manaka; Sadao Takase
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1977-04-15
Filing date: 1978-04-14
Publication date: 1978-11-02
Also published as: US4227507A; JPS53127930A; JPS6132488B2; GB1564696A; DE2816257C2

Description

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- 8 BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für das Luft/ Brennstoff-Verhältnis von Brennkraftmaschinen mit Luftduirchsatzmessung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Die Erfindung befaßt sich mit einer derartigen Regelvorrichtung mit offener oder geschlossener Regelschleife.

ti Eine derartige Regelvorrichtung für das Luft/Brennstoff-Verhältnis gewinnt zunehmende Bedeutung im Hinblick auf die Regelung schädlicher Auspuffgase der Brennkraftmaschine.

Bei einer derartigen Vorrichtung werden Maschinenparameter, \^li wie etwa der angesaugte Luftdurchsatz, die Maschinendrehzahl und die Maschinentemperatur zur Bestimmung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses abgetastet. Wenn darüberhinaus ein Rückkopplungssystem vorgesehen ist, befindet sich ein Gassensor in dem Auspuffsystem zur Abtastung der Konzentration eines Bestandteiles der Auspuffgase und dient zur genauen Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des der Maschine zugeführten Gemisches.

Die Zufuhreinrichtung für Brennstoff ist üblicherweise ein 2^L3 Vergaser oder ein Einspritzsystem. Im Falle eines Vergasers wird der Brennstoffdurchsatz im wesentlichen bestimmt durch die Größe des Unterdruckes im Venturi-Rohr des Ansaugsystems. Bei Einspritzsystemen jedoch 1st ein Luftdurchsatzmesser üblicherweise zur Abtastung des Strömungsdurchsatzes im Ansaug-3ü rohr und zur Erzeugung eines entsprechenden Signals vorgesehen. Dieses Signal dient zur Regelung des Brennstoffdurchsatzes im Einspritzsystem. Während ein derartiger Luftdurchsatzmesser in Einspritzsystemen wesentlich ist, kann er auch bei Vergasern zur genauen Modifizierung des Luft/Brennstoffverhältnisses des Gemisches vorteilhaft sein.

Ein Luftdurchsatzmesser umfaßt eine drehbare oder schwenkbare

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Klappe im Ansaugrohr, die mechanisch mit einem beweglichen Kontakt eines Potentiometers verbunden ist. Die Klappe ist entgegen einer Federkraft unter dem Einfluß der Druckdifferenz auf ihrer stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seite '» schwenkbar. Das Potentiometer erzeugt ein Ausgangssignal, dessen Spannung die Winkelverschiebung der Klappe wiedergibt und die zur Regelung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses verwendet wird.

Bei einem derartigen Luftdurchsatzmesser ist ein Dämpfer vorgesehen, der Schwingungen der Klappe verhindern soll. Wenn jedoch der Luftdurchsatz plötzlich zunimmt, kommt es zu einer überschießenden Bewegung der Klappe, so daß das mit der Klappe verbundene Potentiometer ein Ausgangssignal erzeugt, das einen Luftdurchsatz widerspiegelt, der höher als der tatsächliche Luftdurchsatz ist. Dieses fehlerbehaftete Signal führt zur Zufuhr einer höheren Brennstoffmenge, als es erforderlich ist, so daß das Gemisch fetter wird als erwünscht. Obwohl ein Luft/Brennstoff-Regelsystem mit geschlossener Regelschleife grundsätzlich vorteilhaft ist zur Vermeidung unerwünschter Einflüsse von Maschinenparametern, kann dieses System durch ein derartiges Fehlersignal leicht beeinflußt werden, da es eine Zeitverzögerung einschließt. Das unerwünscht fette Luft/Brennstoff-Gemisch bewirkt eine Zunahme der Konzentration giftiger Bestandteile in den Auspuffgasen und zugleich eine Abnahme der Wirksamkeit eines katalytischen Konverters, beispielsweise eines Dreiwege-Konverters in dem Auspuffsystern, da ein derartiger katalytischer Konverter seine größte Wirksamkeit erreicht, wenn das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Gemisches in einem engen Bereich liegt, der sich Üblicherweise bei dem stöchiometrischen Wert befindet. Eine derartige Überschwingung der Klappe des Luftdurchsatzmessers tritt weiterhin auf, wenn der Luftdurchsatz plötzlich abnimmt, so daß das Potentiometer in gleicher Weise ein fehler-

-i--y behaftetes Signal erzeugt.

Diese unerwünschte Überschwingung der Klappe des Luftdurch-

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satzmessers kann auf einen vernachlässigbaren Wert durch sorgfältige und genaue Einstellung und Konstruktion des Dämpfers oder der Dämpfeinrichtung verringert werden, in diesem Falle wird der Luftdurchsatzmesser jedoch kompliziert '. und teuer und erfordert eine zeitraubende Einstellung.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, die genannten Nachteile des Luftdurchsatzmessers zu überwinden.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Erfindungsgemäß ist eine elektronische Kompensationsschaltung vorgesehen, die das Ausgangssignal eines Luftdurchsatz-Signalgenerators, wie etwa eines Potentiometers modifiziert, dessen beweglicher Kontakt mechanisch mit der Klappe des Luftdurchsatzmessers verbunden ist, oder der das Steuersignal modifiziert, das in einer Regelschaltung erzeugt wird, die das Steuersignal entsprechend einem Signal des Luftdurchsatz-Signalgenerators und anderer Maschinenparameter erzeugt. Die Kompensationsschaltung erzeugt ein Ausgangssignal entsprechend einer Änderung der Winkelstellung der Drosselklappe oder des Ausgangssignals des Luftdurchsatz-Signalgenerators. Dies bedeutet, daß das Kompensationssignal erzeugt wird bei einer Änderung des Luftdurchsatzes, so daß entweder ein modifiziertes Steuersignal durch die Regelschaltung erzeugt wird, mit dem das Luft/Brennstoff-Verhältnis geregelt wird, d.h. fetter oder magerer eingestellt wird, oder das Luftdurchsatzsignal als solches modifiziert wird und von seinem Fehler befreit wird.

Erfindungsgemäß ist eine Regelvorrichtung für das Luft/Brennstoff-Verhältnis vorgesehen,das einen Luftdurchsatzmesser umfaßt, der eine Klappe aufweist und im Ansaugrohr der Maschine angeordnet ist. Ein Luftdurchsatz-Signalgenerator erzeugt ein erstes Signal, das den Luftdurchsatz entsprechend der Bewegung der Klappe wiedergibt. Eine Regelschaltung erzeugt ein

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zweites Signal entsprechend dem ersten Signal und anderen Maschinenparametern. Eine Zufuhreinrichtung für Brennstoff befindet sich im Ansaugrohr der Maschine. Der Brennstoffdurchsatz wird entsprechend dem zweiten Signal gesteuert. Weiterhin ist eine elektronische Schaltung zur elektronischen Kompensation von Überschwingungen der Klappe bei Änderungen des Luftdurchsatzes vorgesehen.

l:,'u ist daher ein wesentliches Merkmal der Erfindung, bei einer Regelvorrichtung mit Luftdurchsatzmessung die Überschwingungen der Klappe des Luftdurchsatzmessers elektronisch zu kompensieren.

Weiterhin soll das der Maschine zvgeführte Luft/Brennstoff- !, Gemisch in gewünschter Weise auch bei plötzlicher Beschleunigung oder Verzögerung eingestellt werden können. Die Dämpfungseinrichtung des Luftdurchsatzmessers soll nicht notwendigerweise kompliziert aufgebaut sein.

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

Fig. 1 zeigt in einem schematischen Blockdiagramm eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Regelvorrichtung mit

offener oder geschlossener Regelschleife;

Fig. 2 . ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen dem tatsächlichen Luftdurchsatz an der Drosselklappe in

Fig. 1 und dem durch den Luftdurchsatzmesser abgetasteten Luftdurchsatz bei Änderungen der Winkelstellung der Drosselklappe und zeigt zugleich ein ideales Kompensationssignal und das durch dieses modifizierte Signal; "~-

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Fig. 3 veranschaulicht eine erste Ausführungsform einer Kompensationsschaltung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 zeigt ein Wellenformdiagramm verschiedener Signale der Schaltung der Fig. 3;

Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform einer

Kompensationsschaltung gemäß Fig. 1; 1i»

Fig. 6 veranschaulicht einen Drosselklappen-Sensor gemäß Fig. 5;

Fig. 7 und 8 sind Wellenformdiagramme verschiedener 1¹J Signale der Schaltung der Fig. 5;

Fig. 9 zeigt eine dritte Ausführungsform einer

Kompensationsschaltung gemäß Fig. 1;

2(J Fig. 10a und sind Wellenformdiagramme verschiedener 10b Signale der Kompensationsschaltung der Fig. 9;

Fig. 11 zeigt in einem schematischen Blockdiagramm eine zweite Ausführungsform eines Regel

systems mit offener oder geschlossener Regelschleife;

Fig. 12a zeigt eine erste Ausführungsform der Re-3Π gelschaltung der Fig. 11;

Fig. 12b zeigt eine zweite Ausführungsform der

Schaltung der Fig. 11;

Fig. 13a, 13b sind Wellendiagramme verschiedener Kom-

und 13c pensationssignale der Schaltung der Figuren 3,5 und 9 und modifizierter Signale

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- 13 der Steuerschaltung der Fig. 12b;

Fig. 14 ist ein schematisches Blockdiagramm

einer dritten Ausführungsform der er- :, findungsgemäßen Regelvorrichtung;

Fig. 15 zeigt die Schaltung des Luftdurchsatz-Signalgenerators sowie eine Kompensationsschaltung gemäß Fig. 14; 10

Fig. 16 ist ein Wellendiagramm der Eingangsund Ausgangssignale der Schaltung der Fig. 15.

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Fig. 1 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform eines Regelsystems für das Luft/Brennstoff-Verhältnis mit offener oder geschlossener Regelschleife gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Brennkraftmaschine 10 ist mit einem Ansaugrohr 12 versehen, in dem sich eine Drosselklappe 13 befindet. Die Brennkraftmaschine 10 ist weiterhin mit einer Auspuffleitung 14 verbunden. Ein katalytischer Konverter 16, wie etwa ein Dreifach- oder Dreiwege-Konverter, der gleichzeitig drei Komponenten (CO, HC und NO) in den Aus-

Kj puffgasen abbaut, ist in der Auspuffleitung 14 vorgesehen. Ein Luftdurchsatzmesser 20 befindet sich in dem Ansaugrohr 12 stromaufwärts der Drosselklappe 13. Der Luftdurchsatzmesser 20 umfaßt eine Klappe 2Of und einen Dämpfer 2Od. Die Klappe ist entgegen der Kraft einer nicht gezeigten Feder

1b unter dem Einfluß der Luftdruckdifferenz auf beiden Seiten der Klappe schwenkbar. Die Klappe 2Of ist mechanisch mit einem Signalgenerator 22 verbunden, der ein Potentiometer umfaßt, das nicht in Fig. 1, sondern in Fig. 15 gezeigt ist. Da der nicht gezeigte bewegliche Kontakt des Potentiometers auf einem Widerstand entsprechend der Winkelstellung der Klappe 2Of gleitet, erzeugt das Potentiometer ein Ausgangssignal S₁ , das repräsentativ ist für den Strömungsdurchsatz der Luft. Wegen des Überschwingens der Klappe 2Of ist das Signal S₁ jedoch fehlerbehaftet.

Eine Zündschaltung 18, die einen nicht gezeigten Verteiler umfaßt, durch den eine hohe Gleichspannung an die ebenfalls nicht gezeigten Zündkerzen der Maschine gelangt, dient zur Abgabe einer Reihe von Zündimpulsen S₂. Eine Ausgleichsschaltung 28 für das Durchsatz-Signal umfaßt einen in Fig.

3, 5 und 9 gezeigten Sensor zur Abtastung der Bewegungen der Drosselklappe, der mit der Drosselklappe 13 verbunden ist. Dieser Drosselklappen-Sensor erzeugt ein Ausgangssignal entsprechend den Änderungen der Winkelposition der Drosselklappe 13, so daß die Kompensationsschaltung 28 ein Kompensations-Signal S₄ entsprechend der Änderung der Winkelstellung der Drosselklappe 13 abgibt. Das Kompensationssignal S. der Kom-

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pensationsschaltung 28 und das Ausgangssignal S₁ des Durchsatz-Signalgenerators 22 gelangen an eine Addierschaltung 32. Die beiden Signale S₁ und S_& werden miteinander addiert, üü daß ein Ausgangssignal S_ß entsteht, das einer Regelschal-'i Lang zugeführt wird. Dies bedeutet, daß das Signal S.. durch das Kompensations-Signal S. so modifiziert wird, daß die Uberschwingungen des Luftdurchsatzmessers 20 ausgeglichen v/erden. Die Regelschaltung 24 erzeugt ein Regelsignal S₅ entyprecliend dem Signal S_fi, das somit dem tatsächlichen Ströluungsdurchsatz und einem Signal S„ entspricht, das die Maschinendrehzahl wiedergibt. Eine Zufuhreinrichtung 26 für Brennstoff ist mit der Regelschaltung 24 verbunden und weist ein nicht gezeigtes Betätigungsorgan auf, das entsprechend dem Signal S₅ gesteuert wird. Als Zufuhreinrichtung 26 kann ein

1b Vergaser oder ein Einspritzsystem verwendet werden. Auf diese Weise wird der Brennstoffdurchsatz, der durch die Zufuhreinrichtung 26 abgegeben wird, genau und ohne Beeinflussung durch die Fehler des Signals S festgelegt.

Das zuvor beschriebene Regelsystem für das Luft/Brennstoffr Verhältnis kann als Regelsystem mit offener Regelschleife bezeichnet werden. Wenn die Regelschaltung 24 ein Regelsignal S₁- erzeugt, das nicht nur den Signalen entspricht, die den Luftströmungsdurchsatz und die Maschinendrehzahl wiedergeben, sondern zugleich ein Signal berücksichtigt, das Abweichungen des Luft/Brennstoff-Verhältnisses von einem gewünschten Wert wiedergibt, kann das System als Regelsystem mit geschlossener Regelschleife bezeichnet werden, da eine Rückkopplungsschaltung vorgesehen ist. In diesem Falle ist ein Gassensor 30, wie etwa ein Zirkon-Sauerstoff-Sensor, in der Auspuffleitung 14 zur Abtastung der Konzentration eines Bestandteiles der Auspuffgase vorgesehen. Der Gassensor 30 erzeugt ein Ausgangssignal S_ entsprechend dieser Konzentration, welches Signal an die Regelschaltung 24 gelangt, wie die ge-.'it.richelte Linie in Fig. 1 wiedergibt.

Nunmehr soll auf Fig. 2 Bezug genommen werden. Fig. 2 zeigt

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die Beziehung zwischen dem tatsächlichen Luftdurchsatz und dem Luftdurchsatz, der durch das Signal S₁ bzw. den Signalgenerator 22 angezeigt wird. Das erste Diagramm veranschaulicht die Änderung der Winkelstellung der Drosselklappe 13. S Wenn die Drosselklappe 13 plötzlich zu einem Zeitpunkt t.. geöffnet wird, erhöht sich der Luftdurchsatz entsprechend dem zweiten Diagramm. Aufgrund der Überschwingung der Klappe 2Of ändert sich das Signal S- des Signalgenerators 22 jedoch entsprechend der gestrichelten Linie. Die Kompensationsschaltung 28 gemäß Fig. 1 dient zum Ausgleich des auf der Überschwingung beruhenden Fehlers, der der in Fig. 2 schraffierten Fläche entspricht. Das dritte Diagramm veranschaulicht ein ideales Kompensationssignal S¹., das vorzugsweise zu dem Signal S₁ addiert wird.'Als Ergebnis erzeugt die Addierschaltung 32 ein Signal S_g/ das dem tatsächlichen Luftdurchsatz sehr genau entspricht und in dem vierten Diagramm der Fig. 2 gezeigt ist. Die Kompensationsschaltung 28 dient daher zur Erzeugung eines Signales, wie etwa des Signales S'. in dem dritten Diagramm der Fig. 2, mit dessen Hilfe der Fehler des Signals S₁ gemäß dom zweiten Diagramm ausgeglichen werden kann. Da eine komplizierte Schaltung erforderlich ist, um ein ideales Signal S¹. zu erzeugen, dessen exakte Wellenform in dem dritten Diagramm veranschaulicht ist, erzeugt die Kompensationsschaltung 28 ein Ausgangssignal S., dessen Wellenform derjenigen des Signals S¹. weitgehend angenähert ist.

Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform 28a einer Kompensationsschaltung 28 gemäß Fig. 1. Zwei Widerstände 40 und 42 sind in Reihe zwischen eine positive Spannungsquelle +Vcc und Masse geschaltet. Ein Schalter 44 liegt parallel zu dem Widerstand 42, d.h. zwischen einem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 40 und 42 und Masse. Dieser Schalter 44 wird betätigt entsprechend der Bewegung der Drosselklappe 13 gemäß Fig. 1, und zwar öffnet der Schalter 44, wenn die Winkelverstellung

;'.·> der Drosselklappe 13 sehr gering ist, etwa bei Leerlaufbetrieb, und schließt in den anderen Stellungen der Drosselklappe 13. Ein Widerstand 46 befindet sich zwischen dem Verbindungspunkt

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und der Basis eines Transistors 48, dessen Emitter mit Masse verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 48 ist über einen Widerstand 50 mit der Spannungsquelle +Vcc verbunden und steht zugleich über einen Kondensator 52 mit dem Eingang eines Inverters 60 in Verbindung. Ein Widerstand 54 liegt zwischen dem Eingang des Inverters 60 und Masse. Im übrigen ist der Eingang des Inverters 60 mit einer Klemme 66 verbunden.
Der Ausgang des Inverters 60 steht mit einer Ausgangsklemme
64 der Kompensationsschaltung 28a in Verbindung.

Anschließend soll die Funktion und Arbeitsweise der Kompensationsschaltung 28a der Fig. 3 im Zusammenhang mit dem Wellenformdiagramm der Fig. 4 erläutert werden. Die Spannung am Verbindungspunkt der beiden Widerstände 40 und 42 ist in Fig. 4 mit A bezeichnet. Diese Spannung A wird durch den Spannungsteiler erzeugt, der durch die beiden Widerstände 40 und 42
gebildet wird, sofern der Schalter 44 offen ist. Bei dieser Stellung ist der Transistor 48 leitend, so daß die Spannung B am Kollektor des Transistors einen niedrigen Wert einnimmt. Der Kondensator 52 und der Widerstand 54 bilden eine Differenzierungsschaltung. Beim Schließen des Schalters 44 wird der Transistor 48 zum Zeitpunkt t2 nicht-leitend, da die Spannung an der Basis des Transistors niedrig ist. Sobald der Transistor 48 nicht-leitend wird, wird die Spannung B am Kollektor des

Transistors 48 erhöht, so daß die Differenzierungsschaltung

ein differenziertes Signal C erzeugt. Wenn der Schalter 44 zum Zeitpunkt t₃ wieder geöffnet wird, wird der Transistor'48 auf dieselbe Weise leitend, so daß die Differenzierungsschaltung wiederum ein negatives differenziertes Signal erzeugt. Die

positiven und negativen Signale C gelangen sodann an den Inverter 60 und werden umgekehrt in negative und positive Signale D. Die AusgangsSignale D, die zu den Zeitpunkten t~ und t_ erzeugt werden, gelangen an die Addierschaltung 32 der Fig. 1 über die Ausgangsklemme 64.

Da der Schalter 44 geschlossen wird, wenn die Drosselklappe

13 aus der Leerlaufposition geöffnet wird, d.h. wenn die Brenn-

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kraftmaschine 10 der Fig. 1 aus dem Leerlauf beschleunigt wird, wird ein negatives Ausgangssignal D zu Beginn der Beschleunigung erzeugt. Auf dieselbe Weise wird ein positives Ausgangssignal D zu Beginn der Zeit t_ der Verzögerung erzeugt, da der Schalter 44 geöffnet wird, wenn die Drosselklappe 1 3 geschlossen wird. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die in Fig. 3 dargestellte Ausgangsklemme 64 mit der Addierschaltung 32 verbunden, so daß sie das Ausgangssignal D als Kompensationssignal S. aufnimmt. Daher wird das Ausgangssignal S.. des Durchsatz-Signalgenerators 22 in geeigneter Weise modifiziert.

Wenn ein derartiges Kompensationssignal vorzugsweise nur bei Beschleunigung der Brennkraftmaschine 10 erzeugt werden soll, kann eine Diode 56 zwischen dem Eingang des Inverters 60 und Masse eingefügt werden, wie in Fig. 3 gestrichelt dargestellt ist. Diese Diode bewirkt, daß keine negativen Differenzierungssignale, wie etwa das Signal C zum Zeitpunkt t_ gemäß Fig. 4 erzeugt wird. Im übrigen sollte ein derartiges Kompensationssignal nach Möglichkeit bei einigen bestimmten Betriebszuständen der Maschine nicht erzeugt werden, so daß die Schaltung 28a durch Verbindung der Klemme 66 mit Masse ausgeschaltet werden kann.

In Fig. 5 ist eine zweite Ausführungsform 28b der Kompensationsschaltung 28 der Fig. 1 veranschaulicht. Ein Sensor 68 zur Abtastung der Drosselklappenstellung umfaßt einen halbkreisförmigen, isolierenden Träger 74, Leiter 72 und ein schwenkbares Kontaktglied 70. Das schwenkbare Kontaktglied 70, etwa eine Bürste, ist mit der Drosselklappe 13 gemäß Fig. 1 verbunden und dreht sich entsprechend der Änderung der Winkelposition der Drosselklappe 13. Auf dem halbkreisförmigen, isolierenden Träger 74 ist eine Anzahl von Leitern 72 angeordnet, so daß das Kontaktglied 70 auf den Leitern gleitet. Die Leiter

3Ί 72 sind untereinander und mit der positiven Spannungsquelle +Vcc verbunden. Daher wird eine Impulsreihe erzeugt, wenn das Kontaktglied 70 über die Leiter 72 gleitet. Der Drosselklappen-

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Sensor 68 ist mit dem Eingang einer Differenzierungsschaltung 76 verbunden, deren Ausgang mit dem Eingang eines ersten monostabilen Multivibrators 78 in Verbindung steht. Die Impulsreihe wird nur an die Differenzierungsschaltung 76 übertragen, _r wann sich das Kontaktglied 70 in Uhrzeigerrichtung dreht. Der iJuriHor 68 soll später im einzelnen beschrieben werden. Der Sensor 68, die Differenzierungsschaltung 76 und der erste monostabile Multivibrator 78 bilden einen Impulsgenerator. Der Ausgang des ersten monostabilen Multivibrators 78 ist über eine .. Reihenschaltung aus einer Diode 80 und einem Widerstand 82 mit dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 84 verbunden, während derselbe Ausgang des ersten monostabilen Multivibrators 78 weiterhin mit dem Eingang eines zweiten monostabilen Multivibrators 90 in Verbindung steht, dessen Impuls-

.. c dauer größer als diejenige des ersten monostabilen Multivibrators 78 ist. Der nicht-invertierende Eingang des Operationsverstärkers 84 ist mit einer Klemme 100 verbunden, an die eine vorgegebene Spannung V_n angelegt ist. Ein Kondensator 86 verbindet den Ausgang und den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 84, so daß dieser als Integrationsschaltung wirkt. Ein EIN-AUS-Schalter 88 liegt parallel zu dem Kondensator 86 und wird gesteuert durch das Ausgangssignal des zweiten monostäbilen Multivibrators 90. Der Ausgang des Operationsverstärkers 84 ist über einen Widerstand 92 mit einer Ausgangsklemme 101 der Kompensationsschaltung 28b verbunden. Diese Bauteile bilden eine Schaltung zur Abtastung einer Beschleunigung, deren Funktion anschließend erläutert werden soll, und .im wesentlichen dieselbe Schaltung, die als Verzögerungs-Abtastschaltung bezeichnet werden kann, liegt parallel zu dieser Beschleunigungs-Abtastschaltung.

Die Verzögerungs-Abtastschaltung umfaßt einen Drosselklappen-Sensor 68', eine Differenzierungsschaltung 76', einen ersten monostäbilen Multivibrator 78', einen zweiten monostabilen .Multivibrator 90', eine Reihenschaltung aus einer Diode 80' und einem Widerstand 82', eine Integrationsschaltung mit einem ersten Operationsverstärker 84' und einem Kondensator 86',

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einen Schalter 88', die in derselben Weise wie bei der vorangegangenen Schaltung verbunden sind, sowie eine invertierende Schaltung mit einem zweiten Operationsverstärker 94 und einem Rückkopplungs-Widerstand 96, der den Ausgang und den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 94 verbindet. Der invertierende Eingang dieses Operationsverstärkers ist im übrigen über einen Widerstand 92' mit dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers 84' verbunden. Der Sensor 86' ist ebenso aufgebaut wie der Sensor 68 zur Beschleunigungs-Abtastung, und die Leiter 72' sind miteinandern und mit der positiven Spannungsquelle +Vcc verbunden. Die Impulsreihe, die durch das schwenkbare Kontaktglied 70' aufgenommen wird, wird nur dann an die Differenzierungsschaltung 76 übertragen, wenn das Kontaktglied 70' im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt wird. Die nicht-invertierenden Eingänge des ersten und zweiten Operationsverstärkers 84' und 94 sind mit der Klemme 100 verbunden. Der Ausgang des zweiten Operationsverstärkers 94 ist über einen Widerstand 98 mit der Ausgangsklemme 101 verbunden .

Fig. 6 zeigt im einzelnen den Aufbau des Drosselklappen-Sensors 68. Der Träger 74 und die Leiter 72 der Fig. 5 sind in Fig. 6 nicht gezeigt. Das schwenkbare Kontaktglied 70 besteht aus einem leitenden Material und ist elektrisch mit einer Klemme eines Mikroschalters 172 verbunden. Das Kontaktglied 70 weist einen scheibenförmigen Abschnitt 70' auf, dessen Mittelpunkt drehbar auf einem nicht gezeigten festen Bauteil über eine Achse 160 befestigt ist. Ein wippenförmiger Hebel 162 ist auf einer Achse 160 drehbar an dem feststehenden Bauteil zwischen dem scheibenförmigen Abschnitt 70' und einem beweglichen Hebel 170 des Mikroschalters 172 befestigt. Am linken Ende des Hebels T62 befindet sich ein Reibungs-Kissen 164. Ein fester Anschlag 164 liegt in vorgegebenem Abstand zu dem Mikroschalter 172_r so daß der Weg des Hebels T62 begrenzt

i'> wird. Das Reibungs-Kissen 164 berührt die Oberfläche des scheibenförmigen Abschnitts 70' über eine nicht gezeigte Feder. Daher wird der Hebel 162 in Uhrzeigerrichtung oder Gegen-

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Uhrzeigerrichtung entsprechend der Bewegung des Kontaktgliedes 70 geschwenkt.

Wenn das Kontaktglied 70 in Uhrzeigerrichtung geschwenkt wird, wie es beim öffnen der Drosselklappe 13 gemäß Fig. 1 der Fall ist, wird der Hebel 162 in Gegenuhrzeigerrichtung mitgenommen, so daß die obere Oberfläche auf der rechten Seite des Hebels 162 den beweglichen Hebel 170 des Mikroschalters 172 verschiebt. Sobald der bewegliche Hebel 170 des Mikroschalters niedergedrückt wird, wird der Mikroschalter leitend, so daß die in dem Kontaktglied 70 aufgenommenen Impulse als Signal E gemäß Fig. 5 und 6 weitergeleitet werden. Das Reibungs-Kissen 164 gleitet auf der Oberfläche des scheibenförmigen Abschnitts 70', da der Hebel 170 nur über einen begrenzten Weg bewegt werden kann. Dies bedeutet, daß der Mikroschalter 172 leitend wird, während sich das schwenkbare Kontaktglied 70 in ührzeigerrichtung bewegt oder nach einer derartigen Bewegung stehenbleibt. Wenn das Kontaktglied 70 in Gegenuhrzeigerrichtung geschwenkt wird, wie es beim Schliessen der Drosselklappe 13 der Fall ist, wird der Hebel 162 in ührzeigerrichtung mitgenommen, so daß der Mikroschalter 172 geöffnet wird. Wegen des Anschlags 168 kann sich der Hebel 162 nur über einen begrenzten Weg bewegen. Anschließend gleitet das Reibungs-Kissen 164 auf der Oberfläche des scheibenförmigen Abschnitts 170'.

Obgleich in Fig. 6 nur ein Drosselklappen-Sensor 66 gezeigt ist, ist der andere Drosselklappen-Sensor 68* in der gleichen Weise aufgebaut, so daß eine Impulsreihe, die in dem Kontaktglied_70' aufgenommen wird, über einen Mikroschalter übertragen wird, wenn sich die Drosselklappe 13 schließt oder nach dem Schließen stehenbleibt. Wenn der Anschlag 168 gemäß Fig. 6 durch einen anderen nicht gezeigten Mikroschalter ersetzt wird, kann dieser Mikroschalter zur übertragung einer Impulsreihe bei der Schließung der Drosselklappe verwendet werden. Bei dieser Anordnung von zwei Mikroschaltern können das Kontaktglied 70 und die Leiter 72 sowohl für die Be-

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schleunigungsschaltung als auch für die Verzögerungsschaltung verwendet werden, da sich die beiden Schalter alternativ entsprechend der Bewegungsrichtung des Kontaktgliedes 70 schliessen.
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Die in Fig. 5 und 6 gezeigten Drosselklappen-Sensoren 68 und/ oder 68' können auch auf andere Weise aufgebaut sein. Beispielsweise kann ein Verschluß in der Form einer Scheibe mit einer Anzahl von Öffnungen auf dem Umfang verwendet werden, welche Scheibe einen Lichtstrahl unterbricht, der von einer Lichtquelle zu einer Fotozelle übertragen wird, so daß Änderungen der Winkelstellung der Drosselklappe 13 festgestellt werden können.

Die Funktion und die Arbeitsweise der Kompensationsschaltung 28b gemäß Fig. 5 soll anschließend unter Bezugnahme auf die Wellenformdiagramme der Figuren 7 und 8 näher erläutert werden.

Wenn die Drosselklappe 13 schnell geöffnet oder geschlossen wird, weist die Impulsreihe der Kontaktglieder 70 oder 70', die in Fig. 7 mit Ea bezeichnet ist, eine hohe Frequenz auf. Bei langsamer öffnung oder Schließung ergibt sich die Impulsreihe Eb gemäß Fig. 7. Dies bedeutet, daß die Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit durch die Rotationsgeschwindigkeit des Kontaktgliedes 70 oder 70' und damit die öffnungs- oder Schliessungsgeschwindigkeit der Drosselklappe 13 bestimmt wird.

Obgleich die Signale Ea und Eb gemäß Fig. 7 hohe und niedrige Werte nur bei Erzeugung von Impulsen einnehmen, kann in dem Kontaktglied 70 ein hoher Spannungswert vorliegen, obgleich keine Impulse erzeugt werden, da das Kontaktglied 70 auf einem der Leiter 72 stehenbleiben kann. Die Signale E und E¹ gemäß Fig. 1 veranschaulichen diesen Zustand.

V) Die Signale E bis I werden bei der Beschleunigung abgetastet, während die Signale E¹ bis I¹ bei Verzögerung anfallen. Das Signal J ergibt sich an der Ausgangsklemme 101 der Kompensa-

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tionsschaltung 28b. Wenn die Drosselklappe 13 geöffnet wird, wird zu dem Zeitpunkt t. die Impulsreihe E erzeugt und an die Differenzierungsschaltung 76 abgegeben, die ein differenziertes Signal F gemäß Fig. 8 liefert, das den vorauslaufenden Flanken und den nachlaufenden Flanken des Signals E entsprechen. Das differenzierte Signal F gelangt an den ersten monostabilen Multivibrator 78 und triggert diesen, so daß der erste monostabile Multivibrator 78 eine Impulsreihe G erzeugt. Uiuses Impulssignal G gelangt an die Integrationsschaltung aus Operationsverstärker 84 und Kondensator 86. Zugleich wird die Impulsreihe G, die in dem ersten monostabilen Multivibrator 78 erzeugt wird, an den zweiten monostabilen Multivibrator 90 abgegeben, so daß dieser ein Impulssignal H entsprechend den vorauslaufenden Flanken des ersten der Impulssignale G erzeugt, die an den Multivibrator 90 gelangen. Die Impulsdauer des Impulses II ist mit V bezeichnet. Da der Schalter 88 entsprechend dem Inpulssignal H geöffnet wird, ist die Integrationsschaltung nur in Betrieb, wenn die Impulssignale H vorliegen. Daher integriert die Integrationsschaltung das Impulssignal G für einen Zeitraum, der durch die Impulsdauer des Impulses H bestimmt wird. Das Ausgangssignal I der IntegrationsSchaltung, d.h. das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 84, wird sodann über den Widerstand 92 an die Ausgangsklemme 101 abgegeben.

Wenn die Drosselklappe 13 in Schließrichtung bewegt wird, wird eine Impulsreihe E' zum Zeitpunkt t,- erzeugt und an die Differenzierungsschaltung 76 der Verzögerungs-Abtastschaltung überführt. Diese Schaltung wirkt ähnlich wie die Beschleunigungs-Abtastschaltung, ausgenommen, daß das integrierte Signal am Ausgang des ersten Operationsverstärkers 84' durch den zweiten Operationsverstärker 94 umgekehrt wird. Da alle nicht-invertierenden Eingänge der Operationsverstärker 84, 84' und 94 mit einer vorgegebenen Spannung V„

i'> versorgt werden, ist das Signal I negativ, während das andere Signal E^r positiv in Bezug auf die vorgegebene Spannung V_ß ist. Das Ausgangssignal J wird erzeugt durch Addition der

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oben erwähnten Signale I und I'. Dieses Ausgangssignal J wird verwendet als Kompensationssignal S. gemäß Fig. 1 und somit an die Addierschaltung 32 überführt. Daher wird das Luftdurchsatz-Signal S₁ durch das Signal S₄, d.h. das Signal J auf dieselbe Weise wie bei der ersten Schaltung gemäß Fig. 3 modifiziert. Auf diese Weise werden die Überschwingungseigenschaften der Klappe 2Of des Luftdurchsatzmessers 20 kompensiert.

Fig. 9 zeigt eine dritte mögliche Ausführungsform 28c der Kompensationsschaltung 28 der Fig. 1. Ein Potentiometer 102 umfaßt einen Widerstand 104, ein bewegliches Kontaktglied 106, das über den Widerstand 104 gleitet, und eine Batterie 108, die mit beiden Seiten des Widerstandes 104 verbunden ist.

Das bewegliche Kontaktglied 106 dreht sich entsprechend den Änderungen der Winkelposition der Drosselklappe 13, und zwar in Uhrzeigerrichtung, wenn die Drosselklappe 13 geöffnet wird und in Gegenuhrzeigerrichtung, wenn die Drosselklappe 13 geschlossen wird. Die negative Klemme der Batterie 108 ist mit Masse verbunden, während das Kontaktglied 106 mit dem Eingang einer Differenzierungsschaltung 110 in Verbindung steht. Der Ausgang der Differenzierungsschaltung 110 ist über eine invertierende Schaltung 111 mit einer Ausgangsklemme der Kompensationsschaltung 28c verbunden.

Die Funktion und Arbeitsweise der Kompensationsschaltung 28c der Fig. 9 ergibt sich in weiteren Einzelheiten aus den Wellendiagrammen der Figuren 10a und 10b. Wenn das Kontaktglied 106 in Uhrzeigerrichtung auf den Widerstand 104 geschwenkt wird, nimmt die Spannung N am Eingang der Differenzierungsschaltung zum Zeitpunkt t_g zu. Beim Schließen der Drosselklappe 13 wird das Kontaktglied 106 in Gegenuhrzeigerrichtung geschwenkt, so daß die Spannung N zum Zeitpunkt t_ abnimmt. Die Differenzierungsschaltung 110 erzeugt ein differenziertes

Vi Signal P entsprechend den vorauslaufenden Flanken und nachlaufenden Flanken der Spannung N. Das differenzierte Signal P wird sodann invertiert, so daß ein invertiertes Ausgangssignal

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Q an der Ausgangsklemme 112 entsteht. Das Ausgangssignal Q wird als Kompensationssignal S₄ gemäß Fig. 1 verwendet, indem die Ausgangsklemme 112 mit der Addierschaltung 32 verbunden wird. Daher wird das Luftdurchsatz-Signal S₁ durch das Kompensationssignal S₄, d.h. das Signal Q auf dieselbe Weise wie bei den zuvor beschriebenen Schaltungen modifiziert.

Fig. 10b veranschaulicht dieselben Signale wie Fig. 10a, wobei jedoch die Änderung der Spannung N durch das Potentiometer 102 pro Zeiteinheit kleiner als in Fig. 10a ist. Dies bedeutet, daß die Drosselklappe 13 relativ langsam geöffnet oder geschlossen wird. Da die Zunahme- oder Abnahmegeschwindigkeit des Signals N relativ klein ist, ist die Größe des differenzierten Signals P¹ relativ gering. Auf diese Weise wird der Wert des Kompensationssignals bestimmt durch die Drehgeschwindigkeit der Drosselklappe 13. Diese Anordnung ist vorteilhaft, da sich das Überschwingungsverhalten der Klappe 2Of des Luftdurchsatzmessers 20 entsprechend der Geschwindigkeit ändert, mit der die Drosselklappe 13 geöffnet oder geschlossen wird.

Wenn die Drosselklappe 13 nach und nach oder schrittweise geöffnet wird, sind die Überschwingungscharakteristika der Klappe 2Of vernachlässigbar. Bei schnellen Bewegungen jedoch ist die Überschwingung der Klappe 2Of erheblich.

Fig. 11 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Regelsystems für das Luft/Brennstoff-Verhältnis mit offener oder geschlossener Regelschleife. Fig. 11 stimmt weitgehend mit Fig. 1 überein, ausgenommen, daß der Luftdurchsatz-Signalgenerator 22 und die Kompensationsschaltung 28 direkt mit der Regelschaltung 24 verbunden sind. Als Kompensationsschaltung 28 kann eine der zuvor im Zusammenhang mit Fig. 3, 5 und 9 beschriebenen Schaltungen verwendet werden. Die Kompensationsschaltung 28 erzeugt das Ausgangssignal S^ entsprechend den Änderungen der Winkelstellung der Drosselklap-

s5 pe 13 auf dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform.

Fig. 12a veranschaulicht eine erste Ausführungsform 24a einer

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Regelschaltung gemäß Fig. 11. Die Regelschaltung 24a erzeugt ein Steuersignal S₅ in der Form einer Impulsreihe. Die Regelschaltung 24a umfaßt einen Impulsgenerator 200 und einen Signalgenerator 202 zur Impulsdauer-Modulation. Der Impulsgenerator 200 erzeugt eine Reihe von Impulsen S- entsprechend den Signalen S. und S₃. Da das Signal S₁ aufgrund von Überschwingungen der Klappe 2Of fehlerbehaftet sein kann, kann die Impulsdauer der Impulse S- ebenfalls fehlerbehaftet sein. Die Impulse S₇ gelangen an den Signalgenerator 202, der eine Reihe von Impulsen erzeugt, deren Impulsdauer entsprechend dem Signal S- der Kompensationsschaltung 28 modifiziert ist. Daher wird der Fehler der Signale S₇ in gewünschter Weise durch das Signal S₄ korrigiert, so daß die Ausgangsimpulse des Signalgenerators 202 als Steuersignal S^ verwendet werden, durch das die Zufuhreinrichtung 26 für Brennstoff gesteuert wird, d.h. beispielsweise der Brennstoffdurchsatz proportional zu der Impulsdauer eingestellt wird.

Fig. 12b veranschaulicht eine andere Ausführungsform 24b der Regelschaltung 24 der Fig. 11. Die Ausführungsform 24b umfaßt einen Impulsgenerator 200, einen Modulations-Signalgenerator 202, einen Komparator 180, einen Proportional-Signalgenerator 182, einen Integrations-Signalgenerator 184 und eine Addierschaltung 186. Die Verbindung des Impulsgenerators 200 und des Modulations-Signalgenerators 202 ist die gleiche wie bei der Schaltung 24a gemäß Fig. 12a, ausgenommen daß die Impulsdauer des Impulses S₇ entsprechend dem Ausgangssignal Sg der Addierschaltung 186 modifiziert wird.

Ein Eingang des Komparators 180 ist mit dem Gassensor 30 gemäß Fig. 11 verbunden, während der andere Eingang des Komparators 180 ein Vergleichssignal S aufnimmt, so daß der Komparator ein Ausgangssignal entsprechend der Änderung des Ausgangssignals S₃ des Gassensors durch Vergleichen des Wertes des Signals S₃ mit dem Vergleichssignal S abgibt. Der Proportional-Signalgenerator 182 und der Integrations-Signalgenerator 184 sind beide mit dem Ausgang des Komparators 180 verbun-

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den und bilden einen sogenannten P-I-Regler. Die Ausgänge des Proportional-Signalgenerators 182 und des Integration-Signalgenerators 184 sind mit der Addierschaltung 186 verbunden. Dieses Rückkopplungssystern ist als solches bekannt, wobei das Ausgangssignal der Addierschaltung zur Modifizierung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses verwendet wird. Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch das Kompensationssignal S. (D, J oder Q) weiterhin an die Addierschaltung 186 abgegeben, so daß ein Signal durch Addition der Ausgangssignale des Proportional-Signalgenerators 182 und des Integration-Signalgenerators 184 durch das Kompensationssignal S. modifiziert wird. Bei dieser Anordnung erzeugt die Addierschaltung 186 ein Ausgangssignal S„, das an den Signalgenerator 202 abgegeben wird, so daß der Signalgenerator 202 ein Steuersignal S₁- liefert, das nicht beeinflußt ist von den Überschwingungseigenschaften der Klappe 2Of des Luftdurchsatzmessers 20.

Nunmehr soll auf Fig. 13a, 13b und 13c Bezug genommen werden, die die Beziehung zwischen dem Signal S. und dem Signal Sg wiedergeben. Fig. 13a veranschaulicht das Signal D der Schaltung 28b der Fig. 3, welches Signal S. in der Schaltung der Fig. 12 verwendet wird, und ein Signal Sg-1, das durch die Addierschaltung 186 als Signal Sg abgegeben wird. Der Wert des Signals D unterschreitet den Normalwert zum Zeitpunkt t„, der der öffnung der Drosselklappe 13 entspricht, wie bereits erwähnt wurde, so daß das Ausgangssignal Sg-1 der Addierschaltung 186 zum Zeitpunkt t₂ entsprechend dem Signal D abfällt. Dies bedeutet, daß der Signalgenerator 202 Ausgangsimpulse erzeugt, deren Impulsdauer geringer ist, als es ohne ein Kompensationssignal S₄ der Fall wäre. Daher werden die Fehler des Signals S₇ aufgrund der überschwingung der Klappe 2Of in gewünschter Weise kompensiert. Auf die gleiche Weise werden die Fehler zu einem Zeitpunkt t^ kompensiert, zu dem

ib die Impulsdauer des Impulses S₅ beim Schließen der Drosselklappe 13 langer wird.

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Fig. 13b und 13c veranschaulichen die Beziehung zwischen dem Signal S₄ (J und Q) und dem Signal S_g (Sg-2 und S_Q-3), wenn die Schaltung gemäß Fig. 5 oder 9 als Kompensationsschaltung verwendet wird.
5

Nunmehr soll auf Fig. 14 Bezug genommen werden, die die dritte Ausführungsform des Regelsystems mit offener oder geschlossener Regelschleife gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Das System der Fig. 14 stimmt weitgehend mit Fig. 1 überein, ausgenommen, daß eine Kompensationsschaltung 29.für das Luftdurchsatzsignal zwischen dem Ausgang des Signalgenerators 22 und einem der Eingänge der Regelschaltung 24 anstelle der Kompensationsschaltung 28 vorgesehen ist, die mit der Drosselklappe 13 gemäß Fig. 1 und 11 verbunden ist. Die Kompensationsschaltung 29 dient zur Modifizierung des Ausgangssignals S^ des Signalgenerators 22 und erzeugt daher ein modifiziertes Luftdurchsatzsignal S_g, so daß die Regelschaltung 24 ein Steuersignal S₅ abgibt, das keine Fehler aufgrund von Überschwingungen der Klappe 2Of des Luftdurchsatzmessers 20 enthält.

Fig. 15 zeigt eine Schaltung des Signalgenerators 22 und der Kompensationsschaltung 29 der Fig. 14. Drei Widerstände 114, 118 und 122 sind in Reihe geschaltet und liegen zwischen einer positiven Spannungsquelle +Vcc und Masse. Der Widerstand 118 und ein beweglicher Kontakt 120, der auf dem Widerstand 118 gleitet, bilden ein Potentiometer 116. Der bewegliche Kontakt 120 des Potentiometers 116 wird geschwenkt entsprechend den Drehbewegungen der Klappe 2Of des Luftdurchsatzmessers 20. Die Kompensationsschaltung 29 umfaßt einen Widerstand 124 zwischen dem Kontakt 20 und der Ausgangsklemme 128 der Schaltung 29 und einen Kondensator 126 zwischen der Ausgangsklemme 128 und Masse. Der Widerstand 124 und der Kondensator 126 bilden eine Glättungsschaltung. Der Widerstandswert des Xiiderstands 124 und die Kapazität des

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Kondensators 126 werden so gewählt, daß die Glättungsächaltung die überschwingungsspannungen des Signals S₁ in gewünschter Weise reduziert.

Fig. 16 veranschaulicht zwei Wellenformen des Signals S- und Sg, die durch die Schaltungen 22 und 29 der Fig. 15 geliefert werden. Aufgrund der Überschwingungen der Klappe 2Of des Luftdurchsatzmessers 20 weist das Signal S₁, das für den Luftdurchsatz repräsentativ ist, eine ÜberSchwingungsspannung auf. Die Überschwingungsspannung des Signals S₁ wird in gewünschter Weise durch die Glättungsschaltung abgebaut, so daß ein Ausgangssignal Sg an der Ausgangsklemme 128 entsteht, das keine überschwingungsspannung einschließt.

Die Ausgangsspannung S_g gelangt wiederum an die Regelschaltung 24 gemäß Fig. 14, die ihrerseits das Steuersignal S₅ erzeugt, dessen Wert nicht durch die Überschwingung der Klappe 2Of beeinflußt ist. Obwohl Fig. 16 Signale S₁ und S₉ zeigt, die der Beschleunigung der Brennkraftmaschine 10 entsprechen, kann auch ein entsprechendes geglättetes Signal S_g bei Verzögerung der Maschine erzeugt werden. Auf diese Weise wird das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Gemisches in gewünschter Weise ebenso wie bei den vorangegangenen Ausführungsformen geregelt.

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Claims

ΙΈΙ-Ϊ MEEIi - MÜLLEK - S I EINMEISTER

!>ÜÜ0O München 22 D-4000 Bielefeld

TriUstraße 4 Siekerwall 7

PG23-77191
£:t/ge

Nissan Motor Company, Ltd. No. 2, Takara-mächi, Kanagawa-ku, Yokohama City Japan

Regelvorrichtung für das Luft/Brennstoff-Verhältnis von Brennkraftmaschinen mit Luftdurchsat zmes sung

PRIORITÄT: 15. April 1977, Japan, 52-42500

PATENTANSPRÜCHE

\\j. Regelvorrichtung für das Luft/Brennstoff-Verhältnis von Brennkraftmaschinen mit einem Luftdurchsatzmesser, der eine Klappe im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine aufweist, einem Luftdurchsatz-Signalgenerator zur Erzeugung eines ersten Signals entsprechend dem anhand der

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Bewegung der Klappe gemessenen Luftdurchsatz^ einer Regelschaltung zur Erzeugung eines zweiten Signals entsprechend dem ersten Signal und anderen Maschinenparametern, und einer Zuführeinrichtung für Brennstoff im Ansaugrohr der Maschine, ί (lit; den Brennstoffdurchsatz entsprechend dem zweiten Signal aliijuert, gekennzeichnet durch eine elektronische Schaltung (28,29,32) zur elektronischen Kompensation von Überschwingimgen der Klappe (2Of) bei Änderungen des Luftdurchsatzes.
KJ

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung eine Kompensationsschaltung (28,29) umfaßt, die ein drittes Signal erzeugt, mit dessen Hi^rlfe das erste und zweite Signal modifiziert wer-

den. ,

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung eine Addierschaltung

(32) in Verbindung mit dem Ausgang des Signalgenerators (22) und der Kompensationsschaltung (28) zur Erzeugung eines vierten Signals durch Addition des ersten und dritten Signals umfaßt, welches vierte Signal an die Regelschaltung (24) gelangt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsschaltung (28) einen Drosselklappen-Sensor (44,68,68 ' ,76,76',78,78',102) zur Erzeugung eines fünften Signals entsprechend den Änderungen der Winkelposition der Drosselklappe (13)der Brennkraftmaschine

(10) und eine elektronische Schaltung (28a,28b,28c) in Verbindung mit dem Sensor zur Erzeugung des dritten Signals entsprechend dem fünften Signal umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselklappen-Sensor ein EIN-AUS-Schalter (44) ist, der bei zunehmender Winkelposition der Drosselklappe aus der Ausgangsstellung einschaltet und bei Verringerung

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- 3 der Winkelposition gegenüber der Ausgangsstellung öffnet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung eine Difi lj tinzlerungsschaltung (52,54) zur Erzeugung eines diffeic.iii', iüiLuri Signals entsprechend dem über den Schalter (44) .■.iiiji:l;iiln:U;n Signal umfaßt.

7. VuJ,richtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η In zeichnet, daß die elektronische Schaltung weiterhin ι-, inen Gleichrichter (56) zur selektiven Unterdrückung ein,;b positiven oder negativen differenzierten Signals um-1-aßL.

'. h. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e kennzeichnet, daß die elektronische Schaltung uine invertierende Schaltung (6 0) in Verbindung mit der dif i;fcii;enziei:ungsschaltung (52,54) umfaßt.

in 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch cjekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung eine Klemme zur Anlegung einer vorgegebenen Spannung an dem Ausgang der Differenzierungsschaltung (52,54) zur Abschaltung der elektronischen Schaltung umfaßt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselklappen-Sensor einen Impulsgenerator (68 ,68' ,76 ,76 ' ,78 ,78') zur Erzeugung einer ersten Impulsreihe entsprechend einer ersten Bewegungsrichtung der Drosselklappe und einer zweiten Impulsreihe entsprechend einer zweiten Bewegungsrichtung der Dros selklappe umfaßt, wobei die Anzahl der Impulse pro Zeiteinhoi t die Änderungsgeschwindigkeit der Winkelstellung der luosseklappe wiedergibt.

I I. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator erste und zweite

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It-N t.ll IiR . MÜLLER . STEINMEISTER Nissan

Impulsgeneratoren (86,76,78;68',76 ' ,78 ') in Verbindung mit der Drosselklappe (13) und erste und zweite Schalter (172) in Verbindung mit den Impulsgeneratoren umfaßt, welcher erste Schalter einschaltet und welcher zweite Schalter aus-'> .schaltet bei einer ersten Bewegungsrichtung der Drosselklappe (13) und umgekehrt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator einen Impulsgenera-

Iu tor (68,76,78) in Verbindung mit der Drosselklappe (13) und erste und zweite Schalter (172) in Verbindung mit den Impulsgeneratoren umfaßt, welcher erste Schalter einschaltet und welcher zweite Schalter ausschaltet bei einer ersten Bewegungsrichtung der Drosselklappe und umgekehrt.

Ii) ·

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator eine Anzahl von Gleitern (72) auf einem halbkreisförmigen isolierenden Träger (74) umfaßt, welche Leiter (72) mit einer vorgegebenen Spannung versorgt sind, sowie ein bewegliches Kontaktglied (70), das über die Leiter entsprechend der Bewegung der Drosselklappe (13) gleitet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Impulsgenerator erste und zweite

Differenzierungsschaltungen (76,76') zur Erzeugung erster und zweiter differenzierter Signale entsprechend den ersten und zweiten Impulsreihen sowie erste und zweite monostabile Multivibratoren (78,78') in Verbindung mit den Differenzie-3(i rungs Schaltungen zur Erzeugung dritter und vierter Impulsreihen entsprechend den ersten und zweiten differenzierten Signalen umfaßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung eines erste Integrationsschaltung (84,86) in Verbindung mit dem ersten monostabilen Multivibrator (78) , einen ersten EIN-

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AUS-Schalter (88), der die Integrationsschaltung überbrückt, einen dritten monostabilen Multivibrator (90) in Verbindung ' mit dem ersten monostabilen Multivibrator (78) mit grösserer Impulsdauer als der erste monostabile Multivibrator umfaßt, welcher erste EIN-AUS-Schalter (88) entsprechend einem Impuls des dritten monostabilen Multivibrators (90) öffnet, sowie durch eine zweite Integrationsschaltung (84',86') in Verbindung mit dem zweiten monostabilen Multivibrator (78¹)/ einen zweiten EIN-AUS-Schalter (88¹), der die zweite Integrationsschaltung überbrückt, einen vierten monostabilen Multivibrator (90') in Verbindung mit dem zweiten monostabilen Multivibrator (78') mit größerer Impulsdauer als dieser, welcher EIN-AUS-Schalter (88') öffnet, wenn ein Impuls durch den vierten monostabilen Multivibrator (90') er-

1.J zeugt wird, eine invertierende Schaltung (94,96) in Verbindung mit der zweiten Integrationsschaltung (84',86') und eine Addierschaltung in Verbindung mit dem Ausgang der ersten Integrationsschaltung (84,86) und dem Ausgang der invertierenden Schaltung (94,96).

16. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselklappen-Sensor ein Potentiometer (102) umfaßt, dessen beweglicher Kontakt (104) entsprechend den Änderungen der Winkelstellung der Drosselklap-

25. pe (13) verschiebbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung eine Differenzierungsschaltung (110) in Verbindung mit dem Potentiometer (102) umfaßt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung eine invertierende Schaltung (111) in Verbindung mit der Differenzie-

";■- rungsschaitung (110) umfaßt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η -

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zeichnet, daß die Regelschaltung weiterhin eine Modifizierungseinrichtung (202) in Verbindung mit der Kompensationsschaltung (28) umfaßt, die ein sechstes Signal erzeugt, das entsprechend dem ersten Signal und anderen !. Parameter-Signalen durch ein drittes Signal modifiziert.

2ü. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Modifizierungseinrichtung einen Signalgenerator (202) zur Impulsdauermodulation umfaßt, dessen Ausgangsimpulsdauer entsprechend dem dritten Signal geregelt wird.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Modifizierungseinrichtung eine Addierschaltung (186) in Verbindung mit dem Ausgang einer Rückkopplungssteuerschaltung (180,182,184) umfaßt, welche ein Rückkopplungssignal entsprechend einem für die Konzentration eines Bestandteiles in den Auspuffgasen repräsentativen Signal und dem Kompensationssignal erzeugt, sowie ein Impulsdauer-Modulationsgenerator (202) in Verbindung mit der Addierschaltung, dessen Ausgangssignal entsprechend dem Ausgang der Addierschaltung regelbar ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß die Kompensationsschaltung (29) zwischen dem Ausgang des Luftdurchsatz-Signalgenerators (22) und dem Eingang der Regelschaltung (24) zur Modifizierung des ersten Signals angeordnet ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsschaltung eine Glättungsschaltung (124,126) umfaßt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättungsschaltung einen Widerstand (124) und einen Kondensator (126) umfaßt.

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25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert des Widerstands (124) und die Kapazität des Kondensators (126) derart gewcili.lt sind, daß die Glättungsschaltung ein Ausgangs signal i:i'zti\icjt, dessen Viert den tatsächlichen Luftdurchsatz wieder-Vfi Ijt .

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