DE2823618C2 - Luft/Brennstoffgemisch-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Luft/Brennstoffgemisch-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine

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DE2823618C2
DE2823618C2 DE2823618A DE2823618A DE2823618C2 DE 2823618 C2 DE2823618 C2 DE 2823618C2 DE 2823618 A DE2823618 A DE 2823618A DE 2823618 A DE2823618 A DE 2823618A DE 2823618 C2 DE2823618 C2 DE 2823618C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Luft/Brennstoffgemiseh-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff dös Patentanspruchs 1.
Bekanntermaßen kann ein katalytischer Dreifach-Umsetzer zur gleichzeitigen Verringerung der drei wichtigsten Schadstoffe Kohlenmonoxyd (CO), Kohlenwasserstoff (HC) und Stickoxyd (NO,) in den Abgasen einer Brennkraftmaschine verwendet werden. Ein solcher katalytischer Dreifach-Umsetzer ist meist in Form eines Dreifach-Katalysators in einem Abgasrohr einer Brennkraftmaschine angeordnet und bewirkt nur in einem äußerst engen Bereich in der Mähe des stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Ansauggemischverhältnisses bei der dann entstehenden Abgaszusammensetzung gleichzeitig eine Oxidation von CO und HC sowie eine Reduktion von NO1. Bei Verwendung eines katalytischen DreifaclvUmsetzers ist es daher erforderlieh, das Luft/Brennstoff-Ansauggemischverhältnis stets auf den stöchiometrischen Verhältniswert einzuregeln. Dies kann z. B. über einen in der Abgasleitung einer Brennkraftmaschine vorgesehenen 02-MeßfühIer, eine Steuerschaltung, in die das Ausgangssignal des Oj-Meßfühlers eingegeben und mit einer Bezugsspannung verglichen wird, und ein Stellglied zur Zuführung von Zusatzbrennstoff bzw. Zusatzluft erfolgen. Wenn der 02-Meßfühler ein überstöchiometrisches Luft/Brennstoff-Verhältnis feststellt, wird die Zusatzbrennstoffmenge vergrößert bzw. die Zusatzluftmenge verkleinert, während bei Feststellung eines unterstöchiometrischen Luft/Brenns'.off-Verhältnisses uie Zusatzbrennstoffmenge verringert bzw. die Zusatzluftmenge vergrößert wird. Eine solche Regelung weist jedoch einige Nachteile auf. So tritt z. B. grundsätzlich eine Ansprechverzögerung zwi^hen einer Änderung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des Ansauggemisches und deren Feststellung durch den 02-Meßfühler in Form einer Änderung der Sauerstoffkonzentration der Abgase auf.
Eine Steigerung der Zufuhr von Zusatzbrennstoff bzw. eine Verringerung der Zufuhr von Zusatzluft trägt daher nicht unmittelbar zu einer Vergrößerung der Ansaugluftmenge bei, wenn die Brennkraftmaschine beschleunigt wird, so daß sich das derart geregelte Luft/Brennstoff-Verhältnis in den überstöchiometrischen Bereich verlagert. Andererseils erhöht sich bei einer Beschleunigung der Brennkraftmaschine zur Verringerung der NO,- Emission ein T eil der Abgase zur Ansaugleitung zurückgeführt, so hat diese Abgasrück· führung bei einem überstöchiometrischeTi Luft/Brennstoff-Verhältnis einen Leistungsabfall der Brennkraftmaschine zur Folge, der sich insbesondere im Beschleunigungsbetrieb sehr nachteilig auswirkt.
Aus der DE-OS 2b 20 98b ist z. B. ein Luft/Brennstoff gemisch-Regelsystem dieser Art für Brennkraftmaschi nen bekannt, mit dessen Hilfe das Luft/Brennstoff-Ver haltnis des Ansauggemisches einer Brennkraftmaschine zur Erzielung einer wirkungsvollen katalytischen Abgasreinigung im Bereich des stöchiometrischen Luft/Brennstoff Verhältnisses gehalten werden soll, da ein katalytischer Dreifach Umsetzer nur in diesem Bereich eine zufriedenstellende Abgasreinigung durch führen kann. Zu diesem Zweck wird das beim slöchiometrischen Verhältnissen einen Übergang
fto /wischen hohen und niedrigen Signalwerten zeigende Ausgangssignal eines Abgasmeßfühlers über einen Operationsverstärker mit einer Bezugsgleichspannung verglichen und hierbei ein geformtes Vergleichssignal entgegengesetzter Polarität erhalten, das einem PI-Reg* ler zur ständigen Einregelung stöchiometrischer An* sauggemischverhältnisse zugeführt wird. Da bei dieser Regelung leicht Regelschwankungen auftreten, die sich insbesondere beim Start und Anfahren der Brennkrafl·
maschine aufgrund der dann meist noch sehr geringen Ansprechempfindlichkeit des unzureichend erwärmten Abgasmeßfühlers durch übermäßige Gemischabmagerung erheblich nachteilig auswirken können, ist als weiterer Meßfühler ein sogenannter Fahrzeuganfahrdetektor vorgesehen, über den in diesem Betriebszustand durch vermehrte Brennstoffzufuhr eine fettere Gemischbildung erzielt werden soll. Der Fahrzeuganfahrdetektor umfaßt zu diesem Zweck einen Drosselschalter, einen Schalthebel-Lageschalter und einen Kupplungsschalter, deren Ausgangssignale über ein UND-Glied geführt werden. Das UND-Glied gibt somit nur beim Anlassen bzw. Anfahren der Brennkraftmaschine ein Signal ab, das nach entsprechender Weiterverarbeitung dem aus dem Ausgangssignal des Abgasmeßfühlers gewonnenen Regelsignal ohne jegliche Veränderung der Bezugsgleichspannung als Kompensationssignal hinzuaddiert wird, wodurch eine unterstöchiometrische Ansauggemischbildung herbeigeführt werden soll. Hierdurch wird somit zwar den bei diesem Pl-Regelsystem beim Starten und Anfahren zwangsläufig auftretenden Schwierigkeiten im Sinne einer üblichen Startautomatik Rechnung getragen, jedoch läßt sich das eigentliche Beschleunigungsvermögen der Brennkraftmaschine im üblichen Fahrbetrieb nicht verbessern, da dies mit dem Fahrzeuganfahrdetektor überhaupt nicht erfaßt werden kann.
Weiterhin ist aus der DE-OS 27 27 861 ein Zusatzluft-Regelsystem für Brennkraftmaschinen bekannt, bei dem in einer mit dem Ansaugsystem und/oder dem Abgassystem einer Brennkraftmaschine zur Zuführung von Zusatzluft in Verbindung stehenden Bypaßleitun«? ein von einem Srellmotor betätigbares Luftregelventil angeordnet ist. Ein im Abgassystem der Brennkraftmaschine angeordneter Abgasmeßfühler findet hierbei zur Ermittlung des l.uft/Brennstoff-Verhältnisses des Ansauggemisches der Brennkraftmaschine Verwendung, während ein Beschleunigungs/Verzögerungsmeßfühler zur Feststellung von Beschleunigungs- oder Verzögerungsbetriebszuständen der Brennkraftmaschine dient. Über eine Steuerschaltung läßt sich der Stellmotor in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Abgasmeßfühlers und des Beschleunigungs/Verzögerungsmeßfühlers derart betätigen, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches durch Zusatzluftzufuhr auf einen gewünschten Wert einrefelbar ist.
Hierbei erfolgt die Verstellung des Luftregelventi's grundsätzlich auf zweierlei Art. d. h. in Form eines Normalbetriebs mit jeweils bestimmten digital quanti- »ierten Verstellbeträgen sowie in Form eines sog. Sprungsbetriebs, bei dem diese quantisierten Verstellbeträge wesentlich größer als im Normalbetrieb ausfallen. Bei Beschleunigungs· und Verzögerungsbetriebszuständen der Brennkraftmaschine wird eine sehr schnelle Verstellung des I.uftregelventils vorgenommen, während im stationären Betriebszustand zur Gewährleistung einer gleichmäßigen Verstellung des Luftregelventils auf eine Beschleunigung der Verstellung verzichtet wird. Zur Vermeidung einer Beeil trichtigung der Zusatzluftregelung während der Überp.ings zeit zwischen diesen Betriebszuständen wird in· 1 ailc eines solchen Übergangsbelriebszüständs nicht Unmittelbar von der beschleunigten Verstellung des Luftregelventils auf die Normalverstellung übergegangen, sondern die Verstellungsbeträge Werden in der Übergangszeit fortlaufend allmählich verringert, wodurch eine Übersteuerung des Luftregelventils und damit starke Regelschwankungen des Luft/Brennstoff-Verhältnisses vermieden werden sollen. Bei diesem bekannten Regelsystem findet somit zwar ein Beschleunigungs /Verzögerungsmeßfühler Verwendung, der jedoch lediglich dazu dient, die Verstellung des Luftregelventils für die Zusatzluftzufuhr derart zu steuern, daß Regelschwankungen des Luft/Brennstoff-Verhältnisses möglichst gering gehalten werden. Eine Beeinflussung des in einem solchen Betriebszustand eingeregelten Luft/Brennstoff-Verhältniswertes wird hierbei nicht in Betracht gezogen.
Dies gilt gleichermaßen für ein aus der DE-OS 26 58 948 bekanntes, in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal eines Abgasmeßfühlers arbeitendes Luft/ Brennstoffgemisch-Regelsystem mit Pl-Charakteristik, bei dem zur Abgasemissionsregelung von Brennkraftmaschinen ebenfalls die Erfassung von Beschleunigungs- und Verzögerungsbetriebszuständen einer Brennkraftmaschine in Betracht gezogen wird, indem im Falle einer Beschleunigung bzw. Verzögerung eine sog. Sprjngsfunktionsspannung positiver bzw. negati ver Polarität dem Mittelwert des abgasabhängig gebildeten Pi-Regeisignais uberiage". und auf diese Weise eine fettere bzw. magere Ansauggemischbildung erzielt wird. Mit einer solchen Regelung lassen sich ggf zwar Verzögerungszeiten in der Regelstrecke verringern jedoch führt die angestrebte Signalüberlagerung zu Undefinierten Zuständen des Regelsignals, die ein exaktes Ansprechen des Regelkreises und damit die Regelgenauigkeit erheblich in Frage stellen.
Ferner ist aus der DE-OS 27 31 440 e;ne Luft/Brennstoffgemisch-Regeleinrichtung für Brennkraftmaschinen bekannt, bei der die Ansauggemischregelung ebenfalls in einem geschlossenen Regelkreis in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal eines Abgasmeßfühlers erfolgt, wobei das erhaltene P-. I- oder PI-Regelsignal betriebsparameterabhängig z. B. bei Beschleunigungsvorgängen zwischengespeichert und sodann bei dem jeweils nächsten Beschleunigungsvorgang anstelle des sich langsam ändernden laufenden Regelsig.ials verwendet wird. Hierdurch läßt sich zwar ggf. die Ansprechgeschwindigkeit des Regelkreises auf veränoerliche Betriebsbedingungen steigern, jedoch ist die erzielbare Regelgenauigkeit nicht sehr hoch, da bei dieser Art der Regelung stets auf zwischengespeicherte vorherige Führungsgrößen zurückgegriffen werden muß, die in keinem engeren Zusammenhang mit den maßgeblichen laufenden Werten stehen.
Darüber hinaus ist aus der DE-OS 21 16 097 eine Regeleinrichtung dieser Art bekannt, bei der Schwankungen des Ausgangssignals eines Abgasmeßfühlers über Tiefpässe und ggf. nachgeschaltete Schwellenwertschalter bzw. von betriebsparameterabhängig arbei'enden Funktionsgeberr. gesteuerte Differenzverstärker au-.^efiltert werden und das erhaltene Signal anschließend über einen Regelhubbegrenzer geführt wird, wodurch ein gleichmäßigeres Regelverhahen erzielt werden soll. Eine solche betriebsparameterabhängige Regelung des Luft/Brennstoff-Gemischverhältnisses ist einerseits sehr aufwendig und mit hohen Herstellungskosten verbunden, andererseits aufgrund des komplexen Schaltungsaufbaus des Regelkreises jedoch ziemlich anfällig. Im übrigen wird hierbei keine Einregt-Iung stets genau stöchiometrischer Ansauggetnischverhältnisse in Betracht gezogen, sondern das Luft/Brennstoff-Verhältnis kann je nach Betriebszustand der Brennkraftmaschine in Weiten Grenzen schwanken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Luft/Brennstoffgemisch-Regeleinrichtung der im Ober-
begriff des Patentanspruchs 1 genannten Art derart auszugestalten, daß mit einfachen Mitteln eine zuverlässige und äußerst genaue slöchiomctrische Ansauggcmischregelung insbesondere auch bei Beschleunigungsbetriebszuständen einer Brennkraftmaschine erzielbar ■> ist.
Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst.
Erfindungsgemäß wird somit im Falle einer Beschleunigung der Brennkraftmaschine die für die Ansauggemischregelung maßgebende Bezugsspannung dahingehend abgeändert, daß das Lufi/Brefinsloff-Arisauggemisch der Brennkraftmaschine durch Verringerung des Luft/Brennstoff-Verhältniswertes angereichert und dadurch eine übermäßige Gemischabmagerung in diesem Is Betriebszustand vermieden wird. Da hierbei die Bezugsspannung selbst in genau vorgebbarer Weise verändert wird und nicht die aus ihr erst abgeleiteten Regelsignale, ist mit dieser Regelung ein hoher vjcfiäüigiicuSgruu, u6T cmc fCGiTEKiC r\L/gSSGini3SiGir3- ΐΰ steuerung und gleichzeitig stets die sofortige Bereitstellung der erforderlichen Beschleunigungsleistung der Brennkraftmaschine gewährleistet, in Verbindung mit einem sehr einfachen, mit geringen Kosten herstellbaren Aufbau der Regeleinrichtung erzielbar, was im Kraftfahrzeugbau von maßgeblicher Bedeutung ist.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brenn kraftmaschine mit einem Ausführungsbeispiel der Luft/· Brennstoffgemisch- Regeleinrichtung.
F i g. 2 ein Blockschaltbild der bei der Luft/Brennstoffgemisch-Regeleinrichtung gemäß Fig. 1 verwendeten Steuerschaltung,
F i g. 3 ein Schaltbild einer Vergleicherschaltung und einer Bezugsspannungs-Änderungsschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung,
Fig.4 ein Schaltbild einer Vergleicherschaltung and einer Bezugsspannungs-Änderungsschallung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung und
F i g. 5 die Beziehung zwischen dem Luft/Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches, der Ausgangsspannung eines bei der Luft/Brennstoff gemisch-Regeleinrichtung gemäß F ig. 1 verwendeten C^-Meßfühlers zur Ermittlung der Sauerstoffkonzentration der Abgase und dem Reinigungsverhältnis der drei Abgas-Schadstoffe CO. HC. und NO1.
Es wird zunäcHt auf F i g. t eingegangen, gemäß der eine Brennkraftmaschine 1 eine Abgasleitung 2 mit einem ersten Meßfühler wie etwa einem O2-Meßfühler3 zur Feststellung der Sauerstoffkonzentration der Abgase aufweist. Bekanntermaßen kann das Luft/ Brennstoff-Gesamtverhältnis der in einen katalytischen Dreifach-Umsetzer eingeleiteten Abgase durch Feststellung der Sauerstoffkonzentration der Abgase als über- oder unterstöchiometrisch unterschieden werden. Das Ausgangssignal des OrMeßfühlers 3 wird einer Steuerschaltung 4 zugeführt, durch die eine in einer Ansaugleitung 5 vorgesehene Zusatzbrennstoff-Zuführungseinrichtung 6. wie z. B. eine Einspritzvorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff zu Kompensationzwecken, die nachstehend einfach als Stellglied bezeichnet wird, betätigbar ist. Auf diese Weise wird zusätzlicher Brennstoff von dem Stellglied 6 zugeführt um das Luft/Brennstoff-Verhältnis des der Brennkraftmaschine zugeführlen Lufl/Brennsloffgemisches in der Nähe des stöchiometrischen Verhällniswertes zu halten, fn der Abgasleitung 2 ist stromab des OrMeßfühlers 3 ein katalytischer Dreifach-Umsetzer 7 vorgesehen, der gleichzeitig die in den Abgasen enthaltenen drei Schadstoffe CO, HC und NO, reinigt. Die in Fig. I dargestellte Brennkraftmaschine ist mit einem Abgas-Rückführungssystem versehen, durch das ein Teil der Abgase aus der Abgasleitung 2 abgesogen und über eine Abgas-Rückfühfungsrohfleiluhg mit einem die Abgasrückführmenge steuernden Abgasrückführungsventil 8 zu der Ansaugleitung 5 zurückgeführt wird.
Die Luft/Brennstoffgemisch-Regeleinrichtung weist einen zweiten Meßfühler 10 zur Erfassung von Beschleunigungsbetriebszuständen der Brennkraftmaschine auf. der bei dem in Fig. I dargestellten Ausführungsbeispiel ein Membranventil 11 mit einer von Unterdruck beaufschlagten Membran 17 umfaßt. Ein Unterdrucksuslsß i2 ist in der Ansau"!?··'.'»«» 1^ stromab eines Drosselventils 9. d. h., in der Praxis am Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine, vorgesehen und steht über einen Kanal 13 mit einer ersten Kammer 14 des Membranventils 11 in Verbindung. Der Unterdruckauslaß 12 steht außerdem über ein Unterdruck-Verzögerungsventil 15 und eine Bypaß-Zuleitung des Kanals 13 mit einer zweiten Kammer 16 in Verbindung. Eine Stange 18 steht im Wirkverbindung mit de Membran 17. die die erste Kammer 15 von der zweiten Kammer 16 trennt. Die Aufwärts- oder Abwärtsbewegungen der Stange 18 schalten einen Membranschalter 19 ein oder aus Wenn die Brennkraftmaschine mit konstanter Last betrieben wird, ist der Druck in der ersten Kammer 14 gleich dem Druck in der zweiten Kammer 16. Die Stange 18 drückt daher den Membranschalter 19 mit Hilfe einer Feder 20 nach oben, so daß der Membranschalter 19 geöffnet wird. Wenn sich die Belastung der Brennkraftmaschine abrupt erhöht, was bei Beschleunigungsbetriebszuständen der Fall ist, verringert sich abrupt der Unterdruck in der Ansaugleitung. Da bei solchen Betriebszuständen lediglich die zweite Kammer 16 während eines vorgegebenen Zeitintervalls aufgrund der Wirkung des Unterdruck-Verzögerungsventils 15 auf einem hohen Unterdruckwert gehalten wird, wird die Stange 18 durch den Unterdruck in der zweiten Kammer 16 gegen die Federkraft der Feder 20 nach unten bewegt und der Membranschalter 19 geschlossen. Das von dem Membranschalter 19 abgegebene Signal wird einer Bezugsspannungs-Änderungsschaltung 40 zugeführt die nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 noch näher beschrieben wird.
Anstelle des zweiten Meßfühlers 10 mit dem Membranventil 11 und der vom Ansaugunterdruck beaufschlagten Membran 17 können jedoch auch Beschleunigungsmeßfühler anderer Bauart Verwendung finden. So kommen z. B. ein Meßfühler zur Feststellung des Öffnungsgrades des Drosselventils in Betracht welcher ein Signal abgibt wenn das Drosselventil in einem vorgegebenen Zeitintervall eine Drehbewegung in Richtung der Öffnungsstellung über eine vorgegebene Anzahl von Drehgraden durchführt sowie ein im Ansaugkanal stromauf des Drosselventils vorgesehenes Luft-Durchflußmeiigenmeßgerät zur Feststellung der Ansaugluftmenge, das ein Signal abgibt wenn die Zunahmerate bzw. das Anstiegsmaß der Artsaugiüftinerige über einem vorgegebenen Wert Regt, und ein Meßfühler zur Ermittlung der Fahrzeugge-
schwindigkeit oder der Drehzahl der Brennkraftmaschine.
In Fig.2 ist ein Blockschaltbild der bei der Luft/Brennstoffgemisch-Regeleinrichtung verwendeten Steuerschaltung 4 dargestellt. Das Ausgangssighal des OrMeDfühlers 3 und eine Bezugsspannung Vr der Bezugsspannungs-Änderuhgsschallung 40 werden einer Vefgleicherschaltung 22 als Eingangssignale zugeführt. Όρ% Ausgangssignal der Vergleichefschallung 22 bildet das Gingangssignal für eine Proportionalilalskonstanten-Einstelleinrichtung 23. Das Ausgangssignal eines Oszillators 24 wird über eine tmpulsforTierschaltung 25 und einen Frequenzteiler 26 einer monostabilen Kippstufe 27 zugeführt. Die Ausgangssignale der monostabilen Kippstufe 27 werden einmal über eine» Integrationskonstanten-Einstelleinrichtung 28 einer ersten Integrationsschaltung 29 zugeführt. Das Ausgangssignal der ersten Integrationsschaltung 29 und das Ausgangssignal der vorstehend beschriebenen Proporlionalitätskonstanlen-Einstelleinrichlung 23 sowie das Ausgangssignal einer Anfangswert-Einstelleinrichtung 31 werden einer Summierschaltung 32 zugeführt. Zum anderen werden die Ausgangssignale der monostabilen Kippstufe 27 über eine zweite Integrationsschaltung 30 der Summierschaltung 32 zugeführt, deren Ausgangssignal über einen Verstärker 33 dem vorstehend erwähnten Stellglied 6 zugeführt wird. Obwohl bei der in F i g. 2 veranschaulichten Steuerschaltung der Oszillator 24 vorgesehen ist. kann auch anstelle des Oszillators 24 ein Steuersystem Verwendung finden, bei dem ein Zündimpuls direkt der Impulsformerschaltung 25 zi'ieführt wird.
In den Fig.3 und 4 sind Ausfuhrungsbeispiele der Vergleicherschaltung 22 und der Bezugsspannungs-Änderungsschaltung 40 dargestellt. Gemäß F i g. 3 weist die Vergleicherschaltung 22 einen Vergleicher 41 auf. dem das Ausgangssignal des 02-Meßfühlers 3 und eine Bezugsspannung als Eingangssignale zugeführt werden. Widerstände Rx. Ri und /?i. durch deren Zusammenwirken der Wert der Bezugsspannung (Vr) festgelegt wird. sind mit einer Batterie 42 in der in Fi g. 3 dargestellten Weise verbunden. Der Membranschalter 19 ist mit einer Spule 43 verbunden. Bei Erregung der Spule 43 wechselt ein Umschalter 44 seine Schalterstellung und ändert dadurch den Wert der Bezugsspannung (Vr). Die Bezugsspannung Vr wird als Eingangssignal dem Vergleichet zugeführt.
Gemäß Fig.4 weist eine Vergleicherschaltung 22' zwei Vergleicher 45 und 46 auf. Eine erste Normal-Bezugsspannung Vr 1 wird von dem ersten Vergleicher 45 zugeführt, während eine zweite Beschleunigungs-Bezugsspannung Vr 2, die höher als die Spannung V* 1 ist, dem ersten Vergleicher 45 parallel geschalteten zweiten Vergleicher 46 als Eingangssignal zugeführt wird. Der OrMeßfühler 3 ist mit einem Umschalter 47 verbunden. Der Membranschalter 19 ist mit der Spule 43 in der gleichen Weise, wie vorstehend unter Bezugnahme auf F i g. 3 beschrieben, verbunden. Bei Erregung der Spule 43 wechselt der Umschalter 47 seine Schalterstellung, so daß einer der Vergleicher 45 und 46 ausgewählt wird.
Nachstehend wird näher auf Betrieb und Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Luft/Brennstoffgemisch-Regeleinrichtung eingegangen. Da bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ein 02-MeßfühIer als erster Meßfühler zur Feststellung der Sauerstoffkonzentration der Abgase Verwendung Findet, entsprechen die Beziehungen zwischen dem Luft/Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches, der Spannung des 02-Meßfühlers und dem Reinigungsgrad der drei Schadstoffe CO, HC und NO» der Darstellung gemäß F i g. 5. In F i g. 5 ist mit A/Fdas Luft/Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches bezeichnet, wobei eine durchgezogene Kurve V'die Spannung des 02-Meßfühlers 3, eine strichpunktierte Kurve P\ den Reinigungsgrad der oxydierenden Bestandteile CO und HC und eine gestrichelte Kurve Pi den Reinigungsgrad der reduzierenden NO«-Besiandteile bezeichnen. Üblicherweise liegt diejenige Position in dem Schaubild, bei der ein hoher Reinigungsgrad für diese drei Abgas-Schadstoffe erzielbaf ist, d. h., der Punkt, an dem die Kurve P\ die Kurve P2 schneidet, im Bereich des stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnisses, so daß die Ausgangsspannung bei dem slöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis in dem Diagramm als Normal-Bezugsspannung Vr ι definiert ist. die der Vergleicherschaltung 22 als Eingangssignal zugeführt wird. Diese Bezugsspannung Vr 1 beträgt gewöhnlich 0,35 bis 0,45 Volt.
Bei Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine mit konstanter Last wird die der Vergleicherschaltung 22 zugeführte erste Bezugsspannung Vr ι somit in der üblichen Weise derart festgelegt, daß sie zwischen 0.35 bis 0,45 Volt liegt und z. B. 0.45 Volt beträgt. Bei Beschleunigungsbetriebszuständen der Brennkraftmaschine wird jedoch die der Vergleicherschaltung 22 zugeführte Bezugsspannung auf die Spannung Vr j festgelegt, die z. B. 0.60 Volt beträgt und damit einen höheren Betrag als die Bezugsspannung Vr ι für die Normal-Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine aufweist.
Bei Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine mit konstanter Last wird daher das Ausgangssignal des Ö2-Meßfühlers 3 in der Vergleicherschaltung 22 mit dem ersten Bezugswert Vr ι verglichen. Die Vergleicherschaltung 22 gibt ein Signal hohen Wertes ab, wenn das Ausgangssignal des 02-Meßfühlers 3 einen höheren Betrag als die erste Bezugsspannung Vr , aufweist, was der Fall ist. wenn das Luft/Brennstoff-Verhältnis unterstöchiometrisch ist. Dagegen gibt die Vergleicherschaltung 22 ein Signal niedrigen Wertes ab. wenn das Ausgangssignal des 02-Meßfühlers 3 einen niedriger.n Wert als die erste Bezugsspannung Vr ι aufweist, was der Fall ist. wenn das Luft/Brennstoff-Verhältnis überstöchiometrisch ist. Das Ausgangssignal der Vergleicherschaltung 22 wird der Proportionalitätskonstanten-Einstelleinrichlung 23 als Eingangssignal zugeführt, von der eine Proportionalitätskonstante bestimmt wird. Außerdem wird das von dem Oszillator 24 abgegebene Signal der Impulsformerschaltung 25 zugeführt, durch die die Signalform des Signales festgelegt wird, das sodann der monostabilen Kippstufe 27 zugeführt wird, durch die die zeitliche Steuerung der Betätigung des Stellgliedes 6 bestimmt wird. Das Ausgangssignal der rnonostabtlen Kippstufe 27 wird über die Integrationskonstanten-Einstelleinrichtung 28 sowie die erste Integrationsschaltung 29 und die zweite Integrationsschaltung 30 der Summierschaltung 32 zugeführt. Außerdem werden die Ausgangssignale der Anfangswert-Einstelleinrichtung 31 und der Proportionalitätskonstanten-Einstelleinrichtung 23 der Summierschaltung 32 als Eingangssignale zugeführt wodurch die Ventii-Öffnungsintervalle für das Stellglied 6 festgelegt sind. Das Ausgangssignal der Summierschaltung 32 wird von dem Verstärker 33 verstärkt und dem Stellglied 6 zugeführt Das Stellglied 6 wird derart gesteuert daß bei einem Ausgangssion^I dzs O?-Meßfühlers 3 nut einen! höheren Wert als die erste Bezugsspannung Vr ι die von
dem Stellglied 6 in die Ansaugleitung eingespritzte zusätzliche Brennstoffmenge verringert wird, während bei einem Ausgangssignal des 02-MeßfühIers 3 mit einem niedrigeren Wert als die erste Bezugsspannung Κ« ι die zusätzliche Brennstoffmenge vergrößert wird. Dies hat zur Folge, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches in der Nähe des stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnisses gehalten wird.
Bei BeschleiinigUrigsbetriebszuständen der Brennkraftmaschine wird dagegen das von dem 02-Meßfühler 3 abgegebene Ausgangssignal mit der zweiten Beichleunigungs-Bezugsspannung VRi in der Vergleicherichaltung 22 verglichen, die ein Signal hohen Wertes abgibt, wenn das Ausgangssignal des 02-Meßfühlers 3 einen höheren Wert als die Beschleunigungs^Bezugsipannung Vr 2 aufweist, und ein Signal niedrigen Wertes erzeugt, wenn das Ausgangssignal des 02-Meßfühlers 3 einen niedrigeren Wert als die Beschleunigungs^Bezugs^ Ipannung V)? 2 aufweist. Bei der Steuerschaltung 4 gemäB F i g. 2 erfolgt der gleiche Vorgang, wie Vorstehend beschrieben. Das Stellglied 6 wird derart gesteuert, daß bei einem Ausgangssignal des Cb-Meßfühlers 3 mit einem höheren Wert als die Beschleunigüngs-Bezugsspahnuhg Vr7 in die in Ansaugleitung eingespritzte zusätzliche Brennstoffmenge verringert wird, während bei einer Ausgangsspannung des Q2-Meßfühlers 3 mit einem niedrigeren Wert als die Beschleunigungs-Bezugsspannung Vr2 die zusätzliche Brennstoffmenge vergrößert wird.
Da die zweite Spannung Vr 2 einen höheren Betrag als die erste Spannung Vr \ aufweist, wird bei Beschleunigungsbetriebszuständen der Brennkraftmaschine das Luft/Erennstoff-Verhältnis des Ansauggemisches derart geregelt, daß es fetter als bei normalen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine ist. Hierdurch kann der Abstand bzw. Unterschied zwischen dem tatsächlichen Luft/Brennstoff-Verhältnis und dem stöchiometrischen Luft/Bfennsloff-Verhältnis bei Beschleunigungsbetriebszuständen der Brennkraftmaschine kompensiert und ein Abmagern des Luft/Brennstoff-Verhältnisses verhindert werden, das andernfalls durch die Ansprechverzögerung der Luft/Brennstoffgemisch· Regeleinrichtung bei Beschleunigungsbetriebszuständen der Brennkraftmaschine verursacht würde, und außerdem kann das Luft/Brennstoff-Verhältnis bei sämtlichen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine in der Nähe des stöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnisses gehalten werden.
Durch die vorstehend beschriebene Luft/Brennstoffgemisch-Regeleinrichtung läßt sich somit der Reinigungswirkungsgrad für in den Abgasen enthaltene Schadstoffe, und zwar insbesondere für CO, HC und NOx, verbessern. Findet die Luft/Brennstoffgemisch-Regeleinrichtung in Verbindung mit einem Abgas-Rückführungssystem Verwendung, wird auch die Betriebsleistung der Brennkraftmaschine bei Beschleus nigungsbetriebszuständen verbessert.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Luft/Brennstoffgemisch-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem in einer Abgasleitung zur Ermittlung der Sauerstoffkonzentration der Abgase angeordneten ersten Meßfühler, einer Steuerschaltung mit einer Vergleichseinrichtung zum Vergleich der Ausgangsspannung des ersten Meßfühlers mit einer Bezugsspannung dahingehend, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis des der Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Brennkraftstoffgemisches bei sämtlichen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine als unter- oder überstöchiometrisch unterscheidbar ist, einem zweiten Meßfühler zur Feststellung von Beschleunigungsbetriebszuständen der Brennkraftmaschine und einer Einrichtung zur Einspeisung von Brennstoff in die Ansaugleitung der Brennkraftmaschine, die die Brennstoffmenge bei einem überstöchiometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis erhöht und bei einem unterstöch,ometrischen Luft/Brennstoff-Verhältnis verringert, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Meßfühler (10) einen Membranschalter (19) mit einer vom Ansaugleitungsunterdruck stromab eines Drosselventils (9) beaufschlagten Membran (17) aufweist und bei einem abrupten Anstieg des Absolutwerts de* Ansaugleitungsunterdrucks der Steuerschaltung (4) ein Beschleunigungssignal zuführt, und daß die Steuerschaltung (4) eine Bezugsspannungs-Änderungseinrichtung (40) aufweist, die in Abhängigkeit von dem Beschleunigungssignai des zweiten Meßfühlers die Bezugsspannung auf einen ir bezug jf einen vorgegebenen Wert (Vr1) unterschiedlichen Wert (VR2) derart ändert, daß das Luft/Bren; ,toff-Verhältnis des geregelten Luft/Brennstoffgemischs nur bei Beschleunigungsbetriebszuständen angereichert wird.
2. Luft-Brennstoffgemisch-Regeleinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung (22) der Steuerschaltung (4) einen Vergleicher (41), dem die Ausgangsspannung des ersten Meßfühlers (3) und eine Bezugsspannung (Vr) als Eingangssignale zugeführt werden, uid einen von der Bezugsspannungs-Änderungseinrichtung (40) veränderbaren Widerstand (R,. R2, Rt) zur Änderung der dem Vergleicher (41) zugeführten Bezugsspannung (Vr) aufweist.
3. Luft/Brennstoffgemisch-Regeleinrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichlung (22) der Steuerschaltung (4) einen ersten Vergleicher (45), dem eine erste Be/ugsspannung (Vr i) für Normalbetriebszustände als Eingangssignal zugeführt wird, und einen zweiten Vergleicher (46). dem ein in bezug auf die erste Be/ugsspannung (VR ,) unterschiedliche /weite Be Zugsspannung (Vr 2) für Beschleunigungsbeiriebszu stände als Eingangssignal zugeführt wird, aufweist, und daß mittels der Bezugsspannungs-Änderungs einrichtung (40) eine Wahl /wischen dem ersten Vergleicher (45) und dem /weiten Vergleicher (46) getroffen wird.
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