DE2823005C2 - Vorrichtung zum Regeln des Kraftstoff/Luftgemischverhältnisses für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln des Kraftstoff/Luftgemischverhältnisses für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 24 17 1X7 bekannt, wobei ein möglichst niedriger Kraftstoffverbrauch erzielt werden soll bzw. das Kraftstoff/Luftgemischverhältnis möglichst niedrig in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsverhältnissen gehalten wird. Dabei werden Schwankungen des Brennraummitteldruckes indirekt über Schwankungen des an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine abgegebenen Drehmomentes ermittelt. Hierfür wird eine Drehstellungsdetektoreinrichtung verwendet, die synchron mit der Drehung der Antriebswelle der Maschine Drehstellungssignale erzeugt, mittels denen dann die das Gemischverhältnis regulierende Hinrichtung entsprechend angesteuert werden kann. Dabei ist es aber sehr schwierig zu unterscheiden, ob die Schwankungen des von der Kurbelwelle abgegebenen Drehmomentes auf Schwankungen des Brennraummitteldruckes oder auf kurzzeitige Beschleunigungs- oder Verzögerungsvorgänge zurückzuführen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß das Gemischverhältnis direkt in Abhängigkeit vom

5(1 Verbrennungsdruck auf einen möglichst armen Grenzwert eingestellt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei wird davon ausgegangen, daß bei einer vollständigen und einer unvollständigen Verbrennung sich der Verbrennungsdruck jeweils asymmetrisch und symmetrisch ändert. Die Verbrennungsverhältnisse können somit dadurch ermittelt werden, daß der Verbrennungsdruck in einem konstanten Winkelintervall der Kurbelwellendrehung vor und nach dem oberen Tot-

W) punkt, d. h. vor und nach dem Übergang vom Kompressionstakt zum Expansionstakt verglichen wird. In Abhängigkeit davon, ob eine vollständige oder unvollständige Verbrennung stattfindet, wird das Gemischverhältnis entweder erhöht oder verringert, um einen möglichst optima-

<i5 len Kraftstoffverbrauch bei geringer Schadstoffemission zu erzielen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

liine beispielweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung, näher erläutert. Es zeigt

l'ig. I ein Schaltbild der Regelvorrichtung, und

l'ig. 2 in einem Zeitdiagramm die Wellenformen der Ausgangssignale A-N, die bei der Vorrichtung nach Fig. 1 auftreten.

Mine ^Zylinder-Brennkraftmaschine 100 weist einen Kolben 101 in einem Zylinder 102, ein Ansaugventil 103, ein Auslaß'rntil 104 und eine Kurbelwelle 105 auf.

Jeder Zylinder der Brennkraftmaschine 100 führt nacheinander einen Ansaug-, Kompressions-, Expansions- und AusstoBtakt aus. Der Kolben 101 bewegt sich nach unten, um ein brennbares Kraftstoff/Luftgemisch anzusaugen, das von einer Gemischversorgungseinrichtung 10 dem Zylinder

102 während des Ansaughubes geliefert wird, bei dem das Aiisaugventil 103 geöffnet ist, und bewegt sich anschließen! vom unteren Totpunkt (BDC) nach oben, um das angesaugte Gemisch während des Kompress/onshubes zu komprimieren, hei dem das Ansaug- und das Auslaßventil

103 und 104 geschlossen sind. Das Gemisch wird gezündet bevor der Kolben 101 den oberen Totpunkt (TDC) erreicht. Der Kolben 101 bewegt sich vom oberen Totpunki aufgrund der Verbrennung des Gemisches während des Kxpansionshubes nach unten, bei dem das Ansaugventil und das Auslaßventil 103 und 104 geschlossen sind, und bewegt sich anschließend nach oben, um das Abgas vom Zylinder 102 auszustoßen.

Die Kurbelwelle 105, die als Antriebswelle dient, wird bei jeder I Mn- und Herbewegung des Kolbens einmal gedreht.

Der Maschine 100 ist ein piezoelektrischer Druckdetektor I zugeordnet, der die Form einer Ringscheibe hat und auf den I laisteil der Zündkerze 110 gesetzt ist. Der Druckdetektor 1 spricht auf die Druckbeanspruchung an und erzeugt ein elektrisches Drucksignal, das den Druck im Zylinder 102 angibt. Der Maschine 100 sind weiterhin Dreluletektoren 2, 3 und 4 zugeordnet, die am Umfang einer Rotorscheibe 120 entlang angeordnet sind, die mit einem Vorsprung versehen ist und bei zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 105 einmal gedreht wird. Der Drehdetektor 3 ist so angeordnet, daß er dem Vorsprung der Scheibe 120 zu einem Zeitpunkt zugewandt ist, an dem der Kolben 101 beim Übergang vom Kompressionshub auf den Expansionshub den oberen Totpunkt erreicht. Die Drehdetektoren 2 und 4 sind so angeordnet, daß sie im Drehwinkelintervall der Scheibe 120 den gleichen Abstand vom Drehdeteklor 3 haben. Das Drehwinkelintervall α ist so bestimmt, daß es gleich oder kleiner als 90° ist. Die Drehdetektorun 2. 3 und 4 erzeugen somit jeweils Wechselspanmingsausgangssignale C D und E synchron mit der Drehung der Scheibe 120 oder den Hin- und Herbewegungen des Kolbens 101.

liine Zeitsteuerschaltung 105 steht mit den Dr^hdetektoren 2. 3 und 4 in Verbindung, um die zeitliche Arbeitsweise einer Verbrennungsüberwachungseinrichung 6 zu steuern. Die Zeitsteuerschaltung 5 weist Wellenformer 5a, 5/), 5c. RS-FIip-Flop-Schaltungen Sd und Se, >*inen monosliihilen Multivibrator 5/und ein NOR-Glied Sg auf. Die Wellenl'ornier 5«. 5/> und 5c sind jeweils so geschalte^ daß sie die Weehselspannungsausgangssignale der Drehdetekloren 4, 3 und 2 empfangen. Die Flip-Flop-Schaltung Sd ist so geschaltet, daß sie durch die Wellenformer 5a und 5b jeweils gesetzt und rückgesetzt wird, während die Flip-Ι'Ίορ-Sehaltung 5c so geschaltet ist, daß sie durch die We I Ic η form er 5/) und 5c jeweils gesetzt und rückgesetzt wird. Der monostabile Multivibrator 5/ ist so geschaltet, d:iß er durch das Ausgangssignal C der Flip-Flop-Schaltung 5i/ ausgelöst wird. Am NOR-Glied 5g liegen die Ausgangssignale F und G" der Flip-Flop-Schaltungen Sd und 5c und das Ausgangssignal H des monostabilen Multivibrators 5/. Die Verbrennungsüberwachung-ochaltung 6 zur Überwachung des Verbrennungsgrades nach Maßgabe des Drucksignals, das vom Druckdetektor 1 erzeugt wird, umfaßt Operationsverstärker 6a, 6b und 6c. einen Komparator 6d. Widerstände 6c. 6/, 6g, 6Λ und 6/. Analogschalter. 6/, 6A\ 6/ und 6m. Kondensatoren 6p und 6q und eine

K) Bezugssignalquelle 6r. Der Operationsverstärker 6i/. der in Verbindung mit den Widerständen 6e und 6/ einen nicht invertierenden Verstärker darstellt, ist so geschaltet, daß er das Drucksignal empfängt, das vom Druckdetektor 1 erzeugt wird. Der Operationsverstärker 6b. der zusammen mit den Widerständen 6g und 6/i einen invertierenden Verstärker bildet, empfängt das verstärkte Drucksignal A. um die Polarität des verstärkten Drucksignals mit einem Verstärkungsfaktor 1 umzukehren. Die Analogschalter 6; und 6k sind mit den jeweiligen Verstärkern 6a und 6b

2» verbunden, um den Kondensator 6p über den Widerstand 6/ entweder mit dem verstärkten Drucksignal A oder mit dem invertierten verstärkten Drucksignal B aufzuladen. Die Analogschalter 6/ und 6k stehen weiterhin mit den jeweiligen Flip-Flop-Schaltungen Sd und 5c der Zeitsteuerschaltung 5 in Verbindung, so daß sie der Reihe nach geschlossen werden. Der Analogschalter 6/. der mit dem NOR-Glied Sg der Zeitsteuerschaltung, 5 verbunden ist. ist parallel zum Kondensator 6p geschaltet, der zusammen mit dem Widerstand 6/ einen Integrator bildet, um den Kondensator 6p darüber zu entladen. Der Operationsverstärker 6c, der als Spannungsfolger wirkt, und der Analogschalter 6m, der mit dem Multivibrator 5/der Zeitsteuerschaltung 5 verbunden ist. sind zwischen die Kondensatoren 6p und 6q geschaltet, um das Ausgangssignal / des Kondensators 6p durch das Schließen des Analogschalters 6m auf den Kondensator 6q zu übertragen. Der Komparator 6d ist so geschaltet, daß er das Ausgangssignal J des Kondensators 6t/ mit dem Bezugssignal der Bezugssignalquelle 6r vergleicht. Das Bezugssignal ist so vorgewählt.

daß es dem Grenzwert zwischen der vollständigen Verbrennung und der unvollständigen Verbrennung des verbrennbaren Gemisches entspricht.

Eine Modulationsschaltung 7 für das Kraftstoff-Luftverhältnis umfaßt einen Analogschalter la. Widerstände la und 7c, einen Kondensator 7t/ und einen Funktionsvestärker Ie. Der Kondensator Td und der Operationsverstärker Ie bilden einen Proportionalintegrator, der über den Widerstand Ib ein positives Signal V und üer den Analogschalter la und den Widersand 7c das Ausgangssignal K der Verbrennungsüberwachungsschaltung 6 empfängt. Wenn der Analogschaltaer 7« geschlossen ist. integriert der Proportionalintegrator das Ausgangssignal K der Verbrennungsüberwachungsschaltung 6 und das positive Signal V in positiver und negativer Richtung. Wenn der Analogschalter la offen gehalten wird, integriert andererseits der Proportionalintegrator das positive Signal V in negativer Richtung, unabhängig vom Ausgangssignal K der Verbrennungsüberwachungsschaltung 6.

Ein auf Sauerstoff ansprechender Detektor 8 für das

Wi Kraftstoff-Luftverhältnis ist mit dem Analogschalter Iu der Modulationsschaltung 7 über eine Überwachungsschaltung 9 für das Kraftstoff-Luftverhältnis verbunden. Der Detektor 8 befindet sich im Abgaskanal der Brennkraftmaschine 100 und ermittelt das Kraftstoff-Luftverhältnis des der Verbrennung unterworfenen verbrennbaren Gemisches in Hinblick auf die Sauerstoffkonzentration im Abgas. Die Überwachungsschaltung 9 umfaßt eine Bezugssignalquelle 9«. die ein Bezugssignal erzeugt, das so vorgewählt ist. daß

es dem stöchiometrischen Kraftstoff-Luftverhältnis entspricht, sowie einen Komparator 9b, der das Ausgangssignal L des Detektors 8 mit dem Bezugssignal vergleicht.

Die Gemischversorgungseinrichtung 10, beispielsweise ein Vergaser oder eine elektronisch gesteuerte Einspritzanlage, empfängt das Ausgangssignal N der Modulationsschaltung 7 für das Kraftstoff-Luftverhältnis, um dementsprechend das Kraftstoff-Luftverhältnis des verbrennbaren Gemisches, das der Brennkraftmaschine 100 geliefert wird, zu ändern. Eine elektronisch gesteuerte Kraftstoffein-Spritzanlage, die als Gemischversorgungseinrichtung 10 verwandt wird, bestimmt die Grundkraftstoffmenge in Abhängigkeit vcn den Maschinenbetriebsverhältnissen, beispielsweise der Menge an angesaugter Luft, der Drehzahl der Kurbelwelle 185 und der Temperatur des Maschinenkühlmittels und moduliert die Grundkraftstoffmenge nach Maßgabe des Ausgangssignals N der Gemischüberwachungsschaltung 7.

Während des Betriebes erzeugt der piezoelektrische Druckdetektor 1 ein elektrisches Drucksignal, das bei A in 2» Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist. während die Drehdetektoren 2. 3 und 4 die jeweiligen Wechselspannungsausgangssignale C. D und E liefern, die bei C. D und E in Fig. 2 dargestellt sind. Das Drucksignal des Druckdetektors 1 ändert sich nur während des Kompressions- und Expansionshubes der Brennkraftmaschine 100. wobei sowohl das Ansaug- als auch das Auslaßventil 103 und 104 geschlossen sind. D. h. im einzelnen, daß das Drucksignal während des Kompressionshubes ansteigt und nach Erreichen eines Maximalwertes während des Expansionshubes abnimmt. M) Wenn eine vollständige Verbrennung des gelieferten verbrennbaren Gemisches erreicht wird, wird der maximale Verbrennungsdruck im Maschinenzylinder 102 während des Expansionshubes oder während der Abwärtsbewegung des Kolbens vom oberen Totpunkt erzeugt. Wenn die vollständige Verbrennung nicht erreicht wird, was zu einer Fehlzündung oder einer nicht vollständigen Verbrennung führt, wird der maximale Verbrennungsdruck beim Übergang vom Kompressionshub auf den Expansionshub oder im wesentlichen am oberen Totpunkt des Kolbens erzeugt. Es versteht sich daher, daß die gestrichelte Wellenform auf der linken Seite und die gestrichelte Wellenform auf der rechten Seite bei A in Fig. 2 jeweils die vollständige Verbrennung und die Fehlzündung im Zylinder 102 wiedergeben.

Die Wechselspannungsausgangssignale C, D und E. die der Reihe nach durch die Drehdetektoren 2, 3 und 4 erzeugt werden, werden durch die Wellenformer Sa, Sb und Sc in jeweilige Impulse umgeformt, die mit den Wechselspannungsausgangssignalen C. D und E synchronisiert 51) sind. Wenn die Flip-Flop-Schultung Se durch den Impuls des Wellenformers Sc gesetzt und danach durch den Impuls des Wellenformers Sb rückgesetzt wird, erzeugt sie einen Ausgangsimpuls F. der in Fig. 2 F dargestellt ist. Wenn die Flip-Flop-Schaltung 5rf durch den Impuls des Wellenformers 5h gesetzt und danach durch den Impuls vom Wellenformer 5a rückgesetzt wird, erzeugt sie den Ausgangsimpuls G. der in Fig. 2 G dargestellt ist. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Ausgangsimpulse Fund G dasselbe Drehwinkelintervall α \or und nach dem oberen Totpunkt M) des Kolbens haben. Da die Drehzahl der Kurbelwelle 105 sich sehr wenig zwischen den aufeinanderfolgenden Kompre^ions- und F-xpansionshuhen der Brennkraftmaschine KMl ändert, sind die Zeitintervalle der Ausgangsimpulse F und (i im wesentlichen gleich. Der rnonostabile Multivibra- ft? tor 5/ wird durch die Vorderflanke des Ausgangsimpulses O ausgelöst und erzeugt den Ausgangsimpuls H, der ein konstantes Zeitintervall T aufweist, wie es in Fig. 2 H dargestellt ist. Das NOR-Glied 5g, an dem die Ausgangsimpulse F, G und H liegen, erzeugt einen Ausgangsimpuls nur dann, wenn keiner der Ausgangsimpul.se F, (S und // anliegt.

Das vom Druckdetektor 1 erzeugte und an der Verbrcnnungsüberwachungsschaltung 6 liegende Drucksignal wird durch den Operationsverstärker 6« verstärkt, so claU sich das verstärkte Signal A ergibt, das in Fig. 2 A dargestellt ist. Die Polarität des verstärkten Drucksignals /1 win! anschließend durch den Operationsverstärker 6/) umgekehrt, so daß sich ein umgekehrtes Drucksignal β ergibt, das in Fig. IB dargestellt ist. Die Analogschaltcr 6A und 6/ werden der Reihe nach durch die Ausgangsimpulse /·' und G, die von der Zeitsteuerschaltung 5 vor und nach dem oberen Totpunkt des Kolbens anliegen, jeweils geschlossen, so daß der Kondensator 6p zuerst durch das invertierte Drucksignal B und danach durch das nicht invertierte Drucksignal A aufgeladen wird. Das Ausgangssignal / ties Kondensators 6p sinkt unter das Massepotential ab, bevor der Kolben den oberen Totpunkt erreicht hat, und nimmt vom negativen Potential nach Erreichen des oberen ToI-punktes des Kolbens wieder zu. Da das nicht invertierte Drucksignal A, das nach dem Erreichen des oberen Totpunktes durch den Kolben am Kondensator 6/; licgi, den maximalen Wert hinter dem oberen Totpunkt des Kolbens bei einer vollständigen Verbrennung erreicht, nimmt das sich aus der Aufladung ergebende Ausgangssignal / des Kondensators 6p über das Massepotential zu, wie es in Fig. 2 / dargestellt ist. Das Ausgangssignal / steigt jedoch bei einer Fehlzündung nicht über das Massepotential an. Das Ausgangssignal /, das nach den aufeinanderfolgenden Aufladungen des Kondensators P erzeugt wird, wird über den Operationsverstärker 6c und den Analogschalter bin, der während einer konstanten Zeitspanne T durch den Ausgangsimpuls H, der von der Zeitsteuerschaltung 5 anliegt, geschlossen gehalten wird, auf den Kondensator 6r/ übertragen. Der Kondensator^, der somit das Ausgangssignal / abfragt, erzeugt ein Ausgangssignal J. das in Fig. 2 / dargestellt ist. Das Ausgangssignal J wird positiv, wenn das verbrennbare Gemisch vollständig verbrannt wird, und nimmt ab, wenn der Verbrennungsgrad des verbrennbaren Gemisches sich der Fehlzündung nähert. Nach der Übertragung des Ausgangssignals / vom Kondensator 6p auf den Kondensator 6m wird der Analogschaltcr 6/ auf das Ausgangssignal des NOR-Gliedes der Zeitsteuerschaltung 5 ansprechend geschlossen, um den Kondensator 6p darüber aufzuladen, und nimmt das Ausgangssignal / des Kondensators 6p wieder das Massepotential an, wie es in Fig. 2 / dargestellt ist. Das Ausgangssignal J, das den Verbrennungsgrad des verbrennbaren Gemisches angibt, wird durch den Komparator 6rf mit dem Bczugssignal verglichen, das von der Bezugssignalquelle 6r erzeugt wird. D;is Bezugssignal gibt den Grenzwert zwischen der vollständigen und der nicht vollständigen Verbrennung an und ist in gestrichelter Form in Fig. 2 J dargestellt. Der Komparator 6d erzeugt entsprechend dem Ausgangssignal J das Ausgangssignal K. Das Ausgangssignal K kommt, je nachdem, ob das Ausgangssignal J über oder unter dem Bezugssignal liegt, auf einen hohen und einen niedrigen Pegel, wie es in Fig. 2 K dargestellt ist.

Während des oben beschriebenen Arbeitsvorgangs erzeugt der auf Sauerstoff ansprechende Detektor 8 für das Kraftstoff-Luftverhältnis das Ausgangssignal /. nach Maßgabe der Sauerstoffkonzentration im Abgas. Das Ausgangssignal L kommt auf einen vergleichsweise niedrigen und einen vergleichsweise hohen Pegel, um auf das Vorhandensein oder das Fehlen von Sauerstoff jeweils ein reiches und ein armes Gemisch anzuzeigen, wie es in I· ig. 2

dargestellt ist. Das Ausgangssignal L, das das Kraftstoff-Luftverhältnis des gelieferten Gemisches angibt, liegt an der Überwachungsschaltung 9 für das Kraftstoff-Luftverhältnis, um dort durch den Komparator 9b mit dem Bezugssignal verglichen zu werden, das von der Bezugssignalquelle 9a erzeugt wird. Das Bezugssignal, das das stöchiometrische Kraftstoff-Luftverhältnis angibt, ist in gestrichelter Form in Fig. 2 L dargestellt. Der Komparator 9b erzeugt ein Ausgangssignal M, das, wie es in Fig. 2 M dargestellt ist, auf einen hohen und einen niedrigen Pegel kommt, um anzuzeigen, daß das ermittelte Kraftstoff-Luftverhältnis des verbrennbaren Gemisches ärmer oder reicher als das stöchiometrische Verhältnis ist. Das Ausgangssigniil M liegt an der Modulationsschaltung 7 für das Kral'tstoff-Luftverhältnis.

Solange das Ausgangssignal M eine große Amplitude hat, um anzuzeigen, daß das verbrennbare Gemisch ärmer ist als es dem stöchiometrischen Verhältnis entspricht, bleibt der Analogschalter Ta geschlossen, so daß das Ausgangssignal K der Verbrennungsüberwachungsschaltung 6 am Proportionalintegrator aus dem Verstärker Te und dem Kondensator Td liegt. Der Integrator, der das Ausgangssignal K in positiver oder in negativer Richtung integriert, erzeugt das Ausgangssignal /V. Das Ausgangssignal N nimmt nach Maßgabe der niedrigen Amplitude und der hohen Amplitude des Ausgangssignals K jeweils zu und ab, wie es in Fig. 2 N dargestellt ist. Wenn das Ausgangssignal N auf die vollständige Verbrennung ansprechend abnimmt, setzt die Gemischversorgungseinrichtung 10 entsprechend die Kraftstoffmenge herab, so daß das Kraftstoff-Luftverhältnis des verbrennbaren Gemisches folglich auf ein ärmeres Verhältnis geregelt wird. Wenn die vollständige Verbrennung bei einem verbrennbaren Gemisch, das auf das ärmere Verhältnis geregelt ist, nicht erreicht wird, regelt die Ciemischversorgungseinrichtung 10 durch eine Erhöhung der Kraftstoffmenge das verbrennbare Gemisch auf ein reicheres Verhältnis nach Maßgabe des zunehmenden Ausgangssignals N, so daß eine Fehlzündung bei einem zu armen verbrennbaren Gemisch nicht hervorgerufen wird. Da das positive Signal V gleichfalls am Proportionalintegrator der Modulationsschaltung 7 für das Kraftstoff-Luftvcrhältnis liegt, ist die Abnahmegeschwindigkeit des Ausgangssignals N größer als die Zunahmegeschwindigkeit, so daß sich eine schnelle Regelung auf das ärmste mögliche Kraftstoff-Luftverhältnis ergibt.

Anders als bei der oben beschriebenen druckabhängigen Regelung des Kraftstoff-Luftverhältnisses wird das verbrennbare Gemisch auf das ärmere Kraftstoff-Luftverhältnis auf eine niedrige Amplitude des Ausgangssignals M geregelt, was anzeigt, daß das verbrennbare Gemisch reieher ist als es dem stöchiometrischen Verhältnis entspricht. Der Proportionalintegrator in der Modulationsschaltung 7 für das Kraftstoff-Luftverhältnis integriert das positive Signal V, während der Analogschalter Ta geöffnet bleibt, und erzeugt ein abnehmendes Ausgangssignal N, wie es in Fig. 2 N dargestellt ist. Das hat zur Folge, daß die Gemischversorgungseinrichtung 10 die Kraftstoffmenge herabsetzt, um das verbrennbare Gemisch, das reicher ist als es dem stöchiometrischen Verhältnis entspricht, auf ein ärmeres Kraftstoff-Luftverhältnis zu regeln. Wenn das verbrennbare Gemisch somit so geregelt ist, daß es ärmer ist als es dem stöchiometrischen Verhältnis entspricht, wird wieder die oben beschriebene druckabhängige Regelung des Kraftstoff-Luftverhältnisses mit geschlossenem Regelkreis erhalten. Diese sauerstoffabhängige Regelung des Kraftstoff-Luftverhältnisses ist dann vorteilhaft, wenn eine nicht vollständige Verbrennung bei einem zu reichen verbrennbaren Gemisch auftritt.

Obwohl das oben beschriebene Ausführungsbeispiel unhand einer 4-Takt-Ilubkolbenmasehine beschrieben wurde, kann die Vorrichtung auch auf andere Arten von Brennkraftmaschinen, beispielsweise auf 2-Takt-Hubkolbenmaschinen und Drehkolbenmaschinen angewandt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Regeln des Kraftstof&Luftgemischverhältnisses für eine Brennkraftmaschine mit einer Gemischversorgungseinrichtung, die auf die Betriebsverhältnisse der Maschine anspricht und die Maschine mit einem verbrennbaren Kraftstoff/Luftgemisch versorgt, mit einer Drehstellungsdetektoreinrichtung. die auf die Drehung der Ausgangsweile der Maschine anspricht und synchron Drehstellungssignale erzeugt, und mit einer nach Maßgabe der Betriebsverhältnisse das Gemischverhältnis regulierenden Einrichtung, dadurch gekennzeichnet. daß die Drehstellungsdetektoreinrichtung (2, 3, 4, 120) so ausgebildet ist. daß sie nacheinander ein erstes, zweites und drittes Drehsignal bei einer ersten, zweiter, und dritten Drehsteüung der Antriebswelle der Maschine erzeugt, wobei die zweite Drehstellung dem Übergang vom Kompressionstakt auf den Expansionstakt der Maschine entspricht und die erste und dritte Drehstellung jeweils im gleichen Abstand vor und hinter der zweiten Drehstellung liegt und daß eine Druckdetektoreinrichtung (1) vorhanden ist. die auf den Druck im Maschinenzylinder anspricht und ein Drucksignal erzeugt und daß ferner eine Verbrennungsüberwachungseinrichtung (6) vorgesehen ist, die auf das erste, zweite und dritte Drehstellungssignal anspricht und das Drucksignal während des Zeitinvervalls zwischen dem ersten und dem zweiten Drehstellungssignal mit dem Drucksignal während des Zeitintervalls zwischen dem zweiten und dem dritten Drehstellungssignal vergleicht und ein dem Vergleichsergebnis entsprechendes Überwachungssignal erzeugt, das eine vollständige oder unvollständige Verbrennung im Maschinenzylinder anzeigt, wobei die das Gemischverhältnis regulierende Einrichtung (7) das Gemischverhältnis nach Maßgabe des Überwachungssignales auf einen kraftstoffarmen oder kraftstoffreichen Wert bringt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsüberwachungseinrichtung (6) eine Invertereinrichtung (6a) umfaßt, die auf das Drucksignal anspricht und ein invertiertes Drucksignal erzeugt, das dem Drucksignal in seiner Polarität entgegengesetzt ist. sowie einen Kondensator (6p), eine erste Aufladeeinrichtung (6/). die auf das erste und das zweite Drehstellungssignal anspricht und den Kondensator (6p) durch das Drucksignal oder durch das invertierte Drucksignal während des ersten Zeitintervalls auflädt, eine zweite Aufladeeinrichtung (6k), die auf das zweite und das dritte Drehstellungssignal anspricht und den Kondensator (6p) durch das Drucksignal oder das invertierte Drucksignal während des zweiten Zeitintervalles auflädt, und eine Vergleichseinrichtung (6d) aufweist, die auf das dritte Drehstellungssignal anspricht und das Ausgangssignal, das vom Kondensator (6p) in einer zeitlichen Beziehung zum dritten Drehstellungssignal erzeugt wird, mit einem Bezugssignal vergleicht, das so vorgewählt ist, daß es den Grenzwert zwischen der vollständigen und unvollständigen Verbrennung im Zylinder angibt, so daß das Überwachungssignal entsprechend dem erhaltenen Vergleichsergebnis erzeugt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gemischverhältnis regulierende Einrichtung (7) eine Integrationseinrichtung (Td, 7c) aufweist, die auf das Überwachungssignal anspricht und das Überwachungssignal in Richtung Zunahme

oder in Richtung Abnahme abhängig davon integriert. ob das Überwachungssignal eine vollständige oder unvollständige Verbrennung im Zylinder anzeigt, so daß das Kraftstoff/Luftgemischverhältnis proportional zum Integrationsergebnis geregelt wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I, ? oder 3, gekennzeichnet durch eine Sauerstoffdetekloreinrichrung (8), die das Vorhandensein und Fehlen von Sauerstoff im Abgas der Brennkraftmaschine feststellt, wobei die das Gemischverhältnis regulierende Einrichtung (7) das Gemischverhältnis, das von der Gemischversorgungseinrichtung geliefert wird, auf ein ärmeres oder reicheres Verhältnis bei einer vollständigen oiler unvollständigen Verbrennung regelt, wenn das Vorhandensein von Sauerstoff durch die Sauerstoffdetektoreinrichtung (8) festgestellt ist, und das Gemischverhältnis auf ein ärmeres Verhältnis unabhängig vom Vorliegen einer vollständigen oder unvollständigen Verbrennung regelt, wenn das Fehlen von Sauerstoff durch die Sauerstoffdetektoreinrichtung (8) festgestellt wird.