DE2855098A1

DE2855098A1 - Drehzahl-regeleinrichtung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2855098A1
Application number: DE19782855098
Authority: DE
Inventors: Masumi Kinugawa; Norio Omori; Motoharu Sueishi
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1978-01-20
Filing date: 1978-12-20
Publication date: 1979-07-26
Also published as: US4289100A; GB2012997A; DE2855098C2; GB2012997B

Description

25 Die Erfindung betrifft eine Drehzahl-Regeleinrichtung für die Brennkraftmaschine eines mit einer Klimaanlage ausgestatteten Kraftfahrzeuges und bezieht sich insbesondere auf eine Einrichtung zur Regelung der Leerlauf-Drehzahl einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine für eine Kraftfahrzeug.

Die Leerlauf-Drehzahl einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug wird zweckmäßig im kalten Betriebszustand der Brennkraftmaschine auf einen im Vergleich zum warmen Betriebszustand höheren Wert eingeregelt, um damit die für das.

35 Warmlaufen der Brennkraftmaschine aus dem kalten Betriebszustand erforderliche Zeitdauer abzukürzen.

Deutscht; Bank (München) KIo. 51/6t070

X/ma

dresdner Bank (München] Kto. 3939

Poslsrhpc* (München) KtO t">7n-43 804

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Eine diesen Zweck erfüllende Regeleinrichtung ist bereits bekannt und findet bei Kraftfahrzeugen Verwendung, die mit einer Klimaanlage ausgestattet sind und von einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine über ein automatisches Getriebe angetrieben werden. Diese bekannte Regeleinrichtung umfaßt eine das Drosselventil bzw. die Drosselklappe der Brennkraftmaschine umgehende Bypass-Luftleitung sowie ein in der Mitte dieser Bypass-Luftleitung angeordnetes Bimetall-Luftsteuerventil. Bei der bekannten Regeleinrichtung wird die durch die Bypass-Luftleitung strömende Sekundärluftmenge in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine zur Steuerung der Luft- und Brennstoffanteile des der Brennkraftmaschine zugeführten Luft/Brennstoff-Gemisches und damit zur Steuerung der Leerlauf-Drehzahl der Brennkraftmaschine geregelt.

Diese Regeleinrichtung des Standes der Technik, bei der die Temperatur der Brennkraftmaschine als einziger Parameter zur Regelung der Leerlauf-Drehzahl der Brennkraftmaschine verwendet wird, ist insofern nachteilig, als bei Austausch einer bestimmten Motorölsorte gegen eine andere Motorölsorte die vorgegebene hohe Leerlauf-Drehzahl nicht erreicht wird, sondern stattdessen die Tendenz besteht, daß sich aufgrund der Viskositätsdifferenz zwischen den beiden ölsorten eine über dem vorgegebenen Wert liegende Leerlauf-Drehzahl ergibt.

Darüberhinaus weist die bekannte Regeleinrichtung den Nachteil auf, daß eine abrupte Belastungsanderung der Brennkraftmaschine im Leerlauf - Betriebszustand, wie sie z.B. auftritt, wenn der Kompressor der Klimaanlage eingeschaltet wird und damit eine zusätzliche Belastung für die Brennkraftmaschine entsteht oder wenn bei einem Kraftfahrzeug mit automatischem Getriebe der Wählhebel des automatischen Getriebes aus der Wählhebelstellung "P" (Parken) oder aus der Wählhebelstellung "N" (Neutral bzw. Leerlauf) in die Wählhebelstellung "D" (Fahrstellung) eingelegt wird, zu einem momentanen Abfall der Drehzahl der Brennkraftmaschine führt, was in Bezug auf das Fahrverhalten unangenehm

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ist und den Fahrer des Kraftfahrzeugs beunruhigt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik eine Einrichtung zur Regelung der Leerlauf-Drehzahl einer solchen Brennkraftmaschine zu schaffen, die auch bei Austausch einer bestimmten Motorölsorte gegen eine andere Motorölsorte mit einer unterschiedlichen Viskosität die Leerlauf-Drehzahl der Brennkraftmaschine genau auf den vorgegebenen Wert einregelt.

Darüberhinaus soll eine Drehzahl-Regeleinrichtung der vorstehend genannten'Art geschaffen werden, die einen unerwünschten Abfall der Leerlauf-Drehzahl der Brennkraftmaschine auch bei einer abrupten Belastungsänderung der Brennkraftmaschine verhindert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch angegebenen Mitteln gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran-Sprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des allgemeinen Aufbaus einer Ausführungsform der Drehzahl-Regeleinrichtung,

Fig. 2 ein Schaltbild der elektronischen Luft-Steuereinheit gem. Fig. 1,

Fig. 3, 4, 5 und 6 Diagramme und einen Signalplan, die Betrieb und Wirkungsweise der elektronischen Luft-Steuereinheit gem. Fig. 2 veranschaulichen,

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Fig. 7 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der

elektronischen Luft-Steuereinheit,

Fig. 8 und 9 einen Signalplan und ein Diagramm, die Betrieb und Wirkungsweise der elektronischen Luft-Steuereinheit gem. Fig. 7 veranschaulichen,

Fig. 10 eine schematische Schnittansicht eines Teils einer weiteren Ausführungsform der Druck-Steuereinheit in Verbindung mit dem Luft-Steuerventil gem. Fig. 1, und

Fig. 11 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Teils der Druck-Steuereinheit gem. Fig. 10.

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 10 eine fremdgezündete Viertakt-Brennkraftmaschine bekannter Art, die zum Antrieb eines

mit einem z.B. aus einer nicht dargestellten Kälteanlage bestehenden Klimagerät ausgestatteten Fahrzeugs mit einem automatischen Getriebe 25 in Verbindung steht. Über einen Luftfilter 11, ein Luft-Durchflußmengenmeßgerät 12, ein Ansaugrohr 13 und einen Ansaugkrümmer 14 wird der Brennkraftmaschine 10 Primärluft zugeführt, während Brennstoff, wie z.B. Benzin, über eine Vielzahl von in dem Ansaugkrümmer 14 angeordneten Brennstoffeinspritz-Magnetventilen 15 eingespritzt wird.

Die der Brennkraftmaschine 10 zugeführte Primärluftmenge wird von einer beliebig betätigbaren Drosselklappe 16 geregelt, während die Brennstoffmenge von einer elektronischen Brennstoff-Steuereinheit 17 geregelt wird. Die elektronische Brennstoff-Steuereinheit 17 stellt eine übliche Ausführungsform dar, bei der die von einem als Drehzahl-Meßfühler wirkenden Zündverteiler 18 festgestellte Drehzahl der Brennkraftmaschine und die von dem Luft-Durchflußmengenmeßgerät 12 gemessene Ansaugluftmenge als Ausgangsparameter zur Bestimmung der einzuspritzenden Brennstoffmenge verwendet werden. Außerdem wird der elektronischen Brennstoff-Steuereinheit 17 ein weiteres Signal von einem die Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine erfassenden Warmlauf-Meßfühler 19 zugeführt, so daß auch die Zunahmerate oder Abnahmerate des ein-

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zuspritzenden Brennstoffes über die elektronische Brennstoff-Steuereinheit 17 steuerbar ist.

Die Bezugszahl 100 bezeichnet eine Druck-cteuereinheit,die den Druck der Luft unter Ausnutzung des Unterdruckes in dem Ansaugkrümmer 14 steuert. Von dem Ansaugrohr 13 gehen Luftleitungen 21 und 22 aus, die die Drosselklappe 16 umgehen, wobei zwischen den beiden Luftleitungen 21 und 22 ein Luft-Steuerventil 30 angeordnet ist. Ein Endteil der Luftleitung 21 ist mit einer in der Wand des Ansaugrohrs 13 zwischen der Drosselklappe 16 und dem Luft-Durchflußmengenmeßgerät 12 angeordneten Luft-Einlaßöffnung verbunden, während ein Endteil der anderen Luftleitung 22 mit einer in der Wand des Ansaugrohrs 13 an einer stromabwärts bzw. unterhalb der Drosselklappe 16 gelegenen Stelle ausgebildeten Luft-Auslaßöffnung verbunden ist.

Das Luft-Steuerventil 30 ist ein Membranventil, bei dem die Axialbewegung einer an ihrem Außenrand zwischen Ventilgehäuseteilen 31 und 32 befestigten Membran 33 auf ein an einer Achse 34 angebrachtes Ventilglied 35 übertragen und das Ventilglied 35 in Richtung eines zugehörigen Ventilsitzes 36 oder von diesem weg gerichtet bewegt v/ird. Die Membran 33 wird durch die Druckdifferenz zwischen einer Membrankammer 37 und einer mit atmosphärischem Druck beaufschlagten Druckkammer 38 ausgelenkt und normalerweise von einer Druckfeder 39 in der Richtung vorgespannt, in der das Ventilglied 35 von dem Ventilsitz 36 wegbewegt wird.

Das Ventilglied 35 ist im wesentlichen ein Nadelventilglied, dessen in Verbindung mit dem Ventilsitz 36 gebildeter Durchfluß-Drosselbereich proportional zu der Auslenkung der Membran 33 und damit in Abhängigkeit von dem Innendruck in der Membrankammer 37 zur Regelung der Durchflußrate Q der von einem Einlaßrohr 41 zu einem Auslaßrohr 42 strömenden Sekundärluft kontinuierlich verstellt wird. Das Ventilglied 35 ist hierbei derart angeordnet, daß es in der der Bewegungsrichtung eines üblichen Nadelventilgliedes entgegengesetzen Richtung bewegbar ist und wird normaler-

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weise von einer relativ schwachen Druckfeder 4 3 in der. Richtung vorgespannt, in der das Ventilglied 35 auf den Ventilsitz 36 gedrückt wird.

Das Ventilglied 35 wird somit in Bezug auf die übliche Wirkungsweise eines herkömmlichen Nadelventilgliedes im vollständig entgegengesetzten Sinne betrieben, da es in der Ventil-üffnungsrichtung verstellt wird, wenn der Innendruck der Membrankammer auf den atmosphärischen Druckwert ansteigt, während es in der Ventil-Schließrichtung verstellt wird, wenn der Innendruck der Membrankammer 37 auf einen Unterdruckwert abfällt. Das Luft-Steuerventil 30 ist derart aufgebaut, daß die Durchflußrate Q der hindurchströmenden Sekundärluft sich in exponentieller Abhängigkeit von dem Aufwärtshub L des Ventilgliedes 35 aus seiner in Fig. 1 dargestellten untersten Stellung ändert, wobei der Aufwärtshub (der Betrag der Verstellung) des Ventilgliedes 35 in dieser Stellung Null ist, da das Ventil 30 seine vollständig geöffnete Stellung einnimmt.

Eine Tragplatte 44 ist fest in dem Ventilgehäuseteil 32 angebracht, wobei die Achse 34 an einem Ende in einem mittig angeordneten Loch der Tragplatte 44 und an ihrem anderen Ende in einem im Boden des Ventilgehäuseteils 32 vorgesehenen Führungsloch 45 gehalten oder geführt wird. Durch die Tragplatte 4-4 ver- läuft ein einen geringen Durchmesser aufweisender Durchlaßkanal 46, über den die Atmosphärenluft in die Atmospharendruckkammer 38 eintreten kann.

Eine weitere Leitung 47, über die die Membrankammer 37 mit dem atmosphärischen Druck beaufschlagt wird, verbindet die Membrankammer 47 mit einer in der Wand des Ansaugrohrs 13 an einer stromaufwärts bzw. oberhalb der Drosselklappe 16 gelegenen Stelle ausgebildeten Öffnung 48, während eine weitere Leitung mit einer Drosselstelle 50, über die der Unterdruck in die Membrankammer 37 gelangt, die Membrankammer 37 mit dem stromabwärts bzw. unterhalb der Drosselklappe 16 angeordneten Ansaugkrümmer verbindet. Ein Magnetventil 51 mit einer Magnetspule 52 ist in

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der Mitte der Leitung 47 zum beliebigen öffnen und Schließen der Leitung 57 angeordnet, wodurch der Innendruck der Membrankammer 37 gesteuert wird.

Das Magnetventil 51 wirkt als elektronische Steuereinrichtung in Bezug auf das Öffnen des Luft-Steuerventils 30 und steht elektrisch mit einer elektronischen Luft-Steuereinheit 60 in Verbindung, die die Erregung der Magnetspule 52 des Magnetventils 51 steuert. Die elektronische Luft-Steuereinheit 60 ist mit dem Zündverteiler 18, dem Warmlauf-Meßfühler 19, einem Klimaanlageschalter 23 zum Ein- und Ausschalten der z.B. aus der Kälteanlage bestehenden Klimaanlage des Kraftfahrzeugs, einem Drosselklappenschalter 24 und einem dem automatischen Getriebe 25 zugeordneten Sicherheitsschalter 26 elektrisch verbunden. Der elektronischen Luft-Steuereinheit 60 werden somit ein Drehzahl-Signal, ein Kühlwasser-Temperatursignal, ein Drosselklappen-Stellungssignal, ein Klimaanlage-EIN/AUS-Signal und in Bezug auf das automatische Getriebe ein Wählhebel-Stellungssignal zugeführt.

Wennder Klimaanlägeschalter 2 3 eingeschaltet wird, wird eine Magnetkupplung 27 eingerückt und schaltet den Kompressor 28 der Klimaanlage des Kraftfahrzeugs zu der bereits bestehenden Belastung der Brennkraftmaschine 10 hinzu. Der Drosselklappenschalter 24 wird von einer Schaltstellung in die andere in Abhängigkeit von dem vollständigen Schließen der Drosselklappe 16 umgeschaltet, während der Sicherheitsschalter 26 in Abhängigkeit von der Verstellung des (nicht dargestellten) Wählhebels des automatischen Getriebes 25 aus der Wählhebelstellung "P" oder "N" in die Wählhebelstellung "D" eingeschaltet bzw. geschlossen wird.

Zur Beschreibung des Aufbaus der elektronischen Luft-Steuereinheit 60 soll nunmehr näher auf Fig. 2 eingegangen werden. Gemäß Fig. 2 ist eine Funktionsgeneratorschaltung 60a mit dem Warmlauf-Meßfühler 19, dem Klimaanlage-Schalter 23 und dem Sicherheitsschalter 26 zur Erzeugung einer Funktionsspannung für die Regelung

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der Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 in Abhängigkeit von den über den Warmlauf-Meßfühler 19 und den Klimaanlage-Schalter 23 erhaltenen Signalen verbunden. Diese Funktionsgeneratorschaltung bOa besteht aus Widerständen 101, 102, 103 und einem Transistor 104. Das Basispotential des Transistors 104 der Funktionsgeneratorschaltung 60a ist in der abgeschalteten bzv/. geöffneten Stellung des Klimaanlage-Schalters 23 durch die Beziehung

Vc χ R(19)//r(19) + R(102)J

und in der eingeschalteten bzw. geschlossenen Stellung des Klimaanlage-Schalters 23 durch die Beziehung ve χ r(19)//r(19) + ^R(101) χ R(io2) )

ve χ KiiyyjKUJJ + r(101) + R(102) J

gegeben, wobei R(19), R(101) und R(102) die Widerstandswerte des Warmlauf-Meßfühlers 19 sowie von Widerständen 101 und 102 sind, während mit Vc der Spannungswert der Stromversorgung bezeichnet ist. Der Transistor 104 ist derart geschaltet, daß er im Emitterfolger-Betrieb arbeitet, während der Warmlauf-Meßfühler 19 in Form eines Thermistors vorgesehen ist, dessen Widerstandswert R(19) sich in Abhängigkeit von der Temperatur T des Kühlwassers der Brennkraftmaschine in der in Fig. 3 dargestellten Weise ändert. Je niedriger daher die Temperatur T des Kühlwassers der Erainkraftmaschine ist, umso höher ist das Emitterpotential des Transistors 104, wobei das Emitterpotential des Transistors 104 ausserdem einen hohen Wert in der eingeschalteten bzw. geschlpssenen Stellung des Klimaanlage-Schalters 23 im Vergleich zu der abgeschalteten bzw. geöffneten Stellung des Klimaanlage-Schalters 23 aufweist.

Der Sicherheitsschalter 26 ist mit einem dem Anlasser der Brennkraftmaschine 10 zugeordneten Anlasserschalter 29 sowie mit einer Spule 20 der Magnetkupplung des automatischen Getriebes verbunden.

Ein Digital-Analog-Umsetzer 60b üblicher Bauart setzt ein digitales Impulssignal in ein z.B.aus einer Analogspannung bestehendes Analogsignal um.Der Digital-Analog-Umsetzer 60b ist mit dem als Maschinendrehzahl-Meßfühler wirkenden Zündverteiler 18 ver-

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bunden und setzt ein mit einer der Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 entsprechenden Frequenz erzeugtes Zündimpulssignal nach Regeneration bzw. Formung der Impulsform des Zündimpulssignals in eine Analogspannung um.
5

Eine Vergleicherschaltung 60c besteht aus Widerständen 105, 106, 107 und 108 sowie aus einem Vergleicher 109 und ist mit der Funktionsgeneratorschaltung 60a und mit dem Digital-Analog-Umsetzer 60b verbunden. Der Vergleicher 109 der Vergleicherschaltung 60c vergleicht das durcli die Digital-Analog-Umsetzung der festgestellten tatsächlichen Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 erhaltene Signal mit einer Funktionsspannung, die einer eine gewünschte Leerlauf-Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 bezeichnenden Bezügsdrehzahl entspricht. Der Vergleicher 109 gibt ein Ausgangssignal des Viertes "0" ab, wenn die festgestellte tatsächliche Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 unter der Bezugsdrehzahl liegt, während ein Ausgangssignal des Wertes "1" von dem Vergleicher 109 abgegeben wird, wenn die festgestellte tatsächliche Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 über der Bezugsdrehzahl liegt.

Eine Oszillatorschaltung 6Od ist ein unter Verwendung eines Vergleichers in bekannter Weise aufgebauter frequenzvariabler astabiler Multivibrator, der aus einem Vergleicher 110, Widerständen 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, Transistoren 118, 119 und einem Kondensator 120 besteht. Die Schwingfrequenz der Oszillatorschaltung 6Od wird von dem über die Vergleicherschaltung 60c dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers zugeführten Eingangssignal bestimmt, wobei der invertierende Eingangsanschluß des Vergleichers 110 mit einer aus dem Widerstand 113 und dem Kondensator 120 bestehenden RC-Schaltung verbunden ist. Die Schwingfrequenz der Oszillatorschaltung 6Od ist daher in Abhängigkeit von dem Wert des Ausgangssignals der Vergleicherschaltung 60c variabel. Die Oszillatorschaltung 6Od erzeugt ein Impulssignal mit einer niedrigen Impulsfolgefrequenz, wie dies unter (a) gemäß Fig. 5 dargestellt ist, wenn das Ausgangssignal des Wertes "1" von dem Vergleicher 109 abgegeben wird, während sie ein Impulssignal mit einer hohen Impulsfrequenz er-

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zeugt, wie dies unter (c) gemäß Fig. 5 dargestellt ist, wenn das Ausgangssignal des Wertes "O" von dem Vergleicher 109 abgegeben wird.

Eine monostabile Multivibratorschaltung 6Oe besteht aus Widerständen 121, 122, 123, 124, 125, einem Kondensator 126 sowie Transistoren 127 und 128. Die monostabile Multivibratorschaltung 6Oe wird von dem Ausgangsimpulssignal der Oszillatorschaltung 6Od zur Abgabe eines Impulssignals mit einer konstanten Impulsdauer und einer veränderlichen Impulspause getriggert, d.h., zur Abgabe eines Impulssignals, dessen Tastverhältnis sich in Abhängigkeit von der Schwingfrequenz des von der Oszillatorschaltung 6Od zugeführten Triggerimpulssignals ändert. Hierbei wird der Transistor 127 von dem Triggerimpulssignal der Oszillatorschaltung 6Od getriggert. Der Transistor 127 wird somit in der unter (b) gemäß Fig. 5 veranschaulichten Weise durchgeschaltet und sperrt, wenn das Triggerimpulssignal mit dem unter (a) gemäß Fig. 5 dargestellten Verlauf von der ©szillatorsch.-atura 6υα abgegeben wird, während er in der unter (d) gemäß Fig.5 dargestellten Weise durchgesch-altet und gesperrt wird, wenn das Triggerimpuls signal mit dem unter (c) gemäß Fig. 5 dargestellten Verlauf von der Oszillatorschaltung 6Od abgegeben wird.

Das heißt, die Durchschaltdauer des Transistors 128 wird konstant gehalten, während seine Sperrdauer von dem Emitterpotential des Transistors 127 in Verbindung mit dem aus dem Widerstand 123 und dem Kondensator 126 bestehenden RC-Glied bestimmt wird. Je niedriger das Emitterpotential des von dem Triggerimpulssignal getriggerten Transistors 127 ist,um so länger ist somit die Sperrdauer des Transistors 128. Die Oszillatorschaltung 6Od und die monostabile Multivibratorschaltung 6Oe bilden daher einen Impulsgenerator, der ein Impulssignal erzeugt, dessen Tastverhältnis sich in Abhängigkeit von dem Wert des Ausgangssignals der Vergleicherschaltung 60c ändert.

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Eine Treiberschaltung 6Of besteht aus einem Widerstand 129 sowie Transistoren 130 und 131 und wird von dem Ausgangsimpulssignal der monostabilen Multivibratorschaltung 6Oe zur Steuerung der Erregung der Magnetspule 52 des Magnetventils 51 angesteuert. 5

Eine Sekundärluft-Steigerungsschaltung 60g ist zur Steuerung der Erregung der Magnetspule 52 unabhängig von deren Erregung durch die Treiberschaltung 6Of vorgesehen und mit dem Sicherheitsschalter 26 sowie dem Klimaanlageschalter 23 verbunden. Die Sekundärluft-Steigerungsschaltung 60g besteht aus einem Differenzierglied 133, das die Anstiegsflanke oder di« abfallende Flanke des von dem Klimaanlageschalter 2 3 oder von dem Sicherheitsschalter 26 zugeführten Eingangssignals differenziert, einem monostabilen Multivibrator 134, der von dem Ausgangssignal des Differenziergliedes 133 zur Abgabe eines Rechteckimpulses mit einer vorgegebenen Impulsdauer getriggert wird, und einem Transistor 135, der von dem Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 134 durchgeschaltet wird.

Ein Oszillator 60h schwingt mit einer vorgegebenen Schwingfrequenz zur Erzeugung eines Impulssignals mit einer kleinen Impulsdauer. Wenn die Öffnung der Drosselklappe 16 einen vorgegebenen Einstellwert überschreitet, wird der Drosselklappenschalter 24 in die gestrichelt dargestellte Stellung umgeschaltet, in der das Ausgangsimpulssignal des Oszillators 60h über den Schalter 24 der Basis des Transistors 131 der Treiberschaltung 6Of zugeführt wird. Der Drosselklappenschalter 24 wird dagegen in der mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung gemäß Fig. 2 festgehalten, wenn die Öffnung der Drosselklappe 16 unterhalb des vorgegebenen Einstellwertes liegt, d.h., wenn die Drosselklappe 16 annähernd vollständig geschlossen ist, wobei das Ausgangssignal des Transistors 130 über den in dieser Stellung festgehaltenen Drosselklappenschalter 24 der Basis des Transistors 131 zugeführt wird.

Die Funktionsgeneratorschaltung 60a, der Digital-Analog-Umsetzer 60b, die Vergleicherschaltung 60c, die Oszillatorschaltung 6Od,

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die monostabile Multivibratorschaltung 6Oe und die Treiberschaltung 6Of bilden somit einen geschlossenen Regelkreis.

Wenn die Brennkraftmaschine 10 sich mit Leerlauf-Drehzahl dreht und die Drosselklappe 16 ihre vollständig geschlossene Stellung einnimmt oder sich in einer annähernd der vollständig geschlossenen Stellung entsprechenden Position befindet, wird die öffnung des Luft-Steuerventils 30 von dem durch die elektronische Luft-Steuereinheit 60 gebildeten geschlossenen Regelkreis geregelt.

In Abhängigkeit von dem Anliegen der Ausgangssignale des Warmlauf-Meßfühlers 19 und des Klimaanlageschalters 23 erzeugt die Funktionsgeneratorschaltung 60a eine Funktionsspannung V, die sich in der in Fig. 4 dargestellten Weise relativ zu der Kühlwassertemperatur T der Brennkraftmaschine ändert. Wie vorstehend bereits beschrieben, wird als Warmlauf-Meßfühler 19 ein Thermistor verwendet. Dieser Thermistor erfaßt die Kühlwassertemperatur T der Brennkraftmaschine, wobei sich sein Widerstandswert in der in Fig. 3 dargestellten Weise relativ zu der Kühlwassertemperatur T der Brennkraftmaschine ändert. Die von der Funktionsgeneratorschaltung 60a erzeugte Funktionsspannung V ändert sich somit relativ zu der Kühlwassertemperatur T der Brennkraftmaschine, d.h., relativ zu dem Erwärmungszustand der Brennkraftmaschine 10, in der eingeschalteten bzw. geschlossenen Stellung des Klimaanlageschalters 23 in der durch die Kurve A in Fig. 4 bezeichneten Weise, während sie sich in der ausgeschalteten bzv/. geöffneten Stellung des Klimaanlageschalters 23 in der durch die Kurve B in Fig. 4 dargestellten Weise ändert.

Die Vergleicherschaltung 60c vergleicht das durch die Digital-Analog-Umsetzung des die festgestellte tatsächliche Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 bezeichnenden Signals von dem Digital-Analog-Umsetzer 60b erhaltene Spannungssignal mit der Funktionsspannung V, die der die gewünschte Leerlauf-Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 bezeichnenden Bezugsdrehzahl entspricht. Die Vergleicherschaltung 60c erzeugt das Ausgangssignal des Wertes "0", wenn die festgestellte tatsächliche Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 unter der Bezugsdrehzahl liegt, während sie das Aus-

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gangssignal des Wertes "1" erzeugt, wenn die tatsächliche Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 höher als die Bezugsdrehzahl ist.

Wenn die tatsächliche Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 unter der Bezugsdrehzahl liegt, erzeugt die Oszillatorschaltung 6Od somit das unter (c) in Figur 5 dargestellte Impulssignal mit der hohen Frequenz. Die monostabile Multivibratorschaltung 6Oe erzeugt daher das unter (d) in Figur 5 dargestellte Impulssignal mit der hohen Schwingfrequenz und dem großen Tastverhältnis, das sodann über die Treiberschaltung 6Of der Magnetspule 52 des Magnetventils 51 zugeführt wird.

Dies hat zur Folge, daß der Magnetspule 52 des Magnetventils 51 während einer längeren Gesamtzeitdauer Strom zugeführt wird, so daß die Leitung 57 während dieser längeren Gesamtzeitdauer offengehalten wird. Die Membrankammer 37 des Luft-Steuerventils 30 wird daher intermittierend von dem atmosphärischen Luftdruck während dieser längeren Zeitdauer beaufschlagt, so daß sich der Innendruck P in der Membrankammer 37 erhöht, was dazu führt, daß die Membran 33 in der Darstellung gemäß Fig. 1 abwärts verstellt wird und sich der Luftdurchflußbereich zwischen dem Ventilglied 35 und dem zugehörigen Ventilsitz 36 aufgrund der Abwärtsverstellung des Ventilgliedes 35 vergrößert. Das heißt, die Öffnung des Luft-Steuerventils 30 wird hierdurch größer .

Die der Brennkraftmaschine 10 unter Umgehung der Drosselklappe zugeführte Sekundärluftmenge steigt daher an, wobei durch die damit in Verbindung stehende Wirkungsweise des Luft-Durchflußmengenmeßgerätes 12 die über die Brennstoff-Einspritzventile 15 eingespritzte Brennstoffmenge erhöht wird. Wenn somit die festgestellte tatsächliche Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 unter der die gewünschte Leerlauf-Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 bezeichnenden Bezugsdrehzahl liegt, werden die Luftanteile und ■ Brennstoffanteile, das· heißt, die Menge des der Brennkraftmaschine 10 zugeführten Luft/Brennstoff-Gemisches_#zur.Steigerung der Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 erhöht.

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Wenn dagegen die festgestellte tatsächliche Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 über der die gewünschte Leerlauf-Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 bezeichnenden Bezugsdrehzahl liegt, erzeugt die Oszillatorschaltung 60c das unter (a) in Fig. 5 dargestellte Impulssignal mit der niedrigen Frequenz, während die monostabile Multxvibratorschaltung 6Oe das unter (b) in Fig. 5 dargestellte Impulssignal mit der niedrigen Schwingfrequenz und dem kleinen Tastverhältnis erzeugt, was dazu führt, daß der Magnetspule 5 2 des Magnetventils 51 während einer verringerten Gesamtzeitdauer Strom zugeführt wird, so daß die Leitung 47 nur während dieser verringerten Gesamtzeitdauer offengehalten wird. Dies hat zur Folge, daß die Membrankammer 37 des Luft-Steuerventils 30 während einer verringerten Gesamtzeitdauer mit dem atmosphärischen Luftdruck beaufschlagt wird, wobei der über die Leitung 49 und die Drosselstelle 50 in die Membrankammer 37 gelangende Unterdruck eine Verringerung des Innendruckes P in der Membrankammer 37 bewirkt. Die Membran 33 wird daher in der Darstellung gemäß Fig. 1 aufwärts verstellt, so daß sich der Luftdurchflußbereich zwischen dem Ventilglied 35 und dem Ventilsitz 36 aufgrund der Aufwärtsverstellung des Ventilgliedes 35 verringert. Das heißt, die öffnung des Luft-Steuerventils 30 ist nunmehr verkleinert. Auf diese Weise nimmt die der Brennkraftmaschine 10 unter Umgehung der Drosselklappe 16 zugeführte Sekundärluftmenge allmählich ab, wodurch sich die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 verringert.

Die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 kann somit durch Steuerung der Erregung der Magnetspule 52 des Magnetventils 51 in Abhängigkeit von dem Wert der Funktionsspannung V auf der der Funktionsspannung V entsprechenden Bezugsdrehzahl gehalten werden. Wie vorstehend beschrieben, ändert sich die Funktionsspannung V relativ zu der Kühlwassertemperatur T der Brennkraftmaschine in der in Figur 4 dargestellten Weise. Die Funktionsspannung V weist hierbei einen hohen Wert auf, wenn die Brennkraftmaschine 10 unzureichend erwärmt und die Kühlwassertemperatur ΐ der Brennkraftmaschine noch niedrig ist, was zum Beispiel der Fall ist, wenn die Brennkraftmaschine 10 im kalten Zustand gestartet wird. Aufgrund des hohen Wertes der Funktionsspannung V im kalten Be-

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triebszustand der Brennkraftmaschine 10 wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 in der in Figur 6 dargestellten Weise auf einem hohen Viert gehalten, so daß die Brennkraftmaschine 10 bei der Überwindung der z.B. durch eine hohe Viskosität des Motoröls gegebenen Reibung eine ruhige und gleichmäßige DrehT bewegung ausführen kann. Mit der allmählichen Erwärmung der Brennkraftmaschine 10 und dem damit verbundenen Anstieg der Kühlwassertemperatur T sinkt die Funktionsspannung V allmählich ab und die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 nähert sich allmählieh in der in Figur 6 dargestellten Weise der normalen Leerlauf-Drehzahl.

Aufgrund der Tatsache, daß die festgestellte tatsächliche Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 kontinuierlich mit der die gewünschte Leerlauf-Drehzahl darstellenden Bezugsdrehzahl in dem von der elektronischen Luft-Steuereinheit 60 gebildeten geschlossenen Regelkreis verglichen wird, kann die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 derart geregelt werden, daß sie ständig gleich der konstruktiv vorgegebenen oder gewünschten und durch den Wert der Funktionsspannung V bezeichneten Leerlauf-Drehzahl ist, und zwar auch dann, wenn eine bestimmte Motorölsorte gegen eine andere Motorölsorte mit einer unterschiedlichen Viskosität ausgetauscht v/ird.

in der eingeschalteten bzw. geschlossenen Stellung des Klimaanlagenschalters 2 3 ändert sich die Funktionsspannung V in der durch die Kurve A gemäß Fig. 4 angegebenen Weise. Aus einem Vergleich zwischen der Kurve A und der Kurve B gemäß Fig. 4 sowie einem Vergleich zwischen der Kurve A und der Kurve B gemäß Fig. 6 ist ersichtlich, daß die durch die Kurve A gemäß Fig. 6 repräsentierte Leerlauf-Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 auf höheren Werten als die durch die Kurve B gemäß Fig. 6 gegebenen Werte gehalten wird. Der Kompressor 28 der Klimaanlage des Kraftfahrzeugs wird somit mit einer ausreichend hohen Drehzahl angetrieben, so daß die Klimaanlage des Kraftfahrzeugs trotz der Tatsache, daß die Brennkraftmaschine 10 mit Leerlauf-Drehzahl betrieben wird, in zufriedenstellender Weise arbeiten kann.

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Wenn eine abrupte Belastungsänderung der Brennkraftmaschine 10 im Leerlauf-Betriebszustand auftritt, was z.B. der Fall ist, wenn der Klimaanlagenschalter 2 3 eingeschaltet wird und die durch den Kompressor 28 gegebene Belastung zu der bereits vorhandenen Belastung der Brennkraftmaschine 10 hinzutritt oder wenn der Vvählhebel des automatischen Getriebes 25 im Leerlauf-Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 von der Wählhebelstellung "P" oder "N" in die Wählhebelstellung "D" eingelegt wird, fällt die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 momentan ab, da das die Durchflußrate der Sekundärluft steuernde Luft-Steuerventil auf eine solche abrupte Belastungsänderung der Brennkraftmaschine 10 nicht so schnell anspricht.

Erfindungsgemäß wird jedoch ein Eingangssignal des Wertes "1" über den Klimaanlagenschalter 2 3 oder den Sicherheitsschalter 26 der Sekundärluft-Steigerungsschaltung 60g zugeführt, sobald der Klimaanlagenschalter 23 eingeschaltet bzw. geschlossen wird oder sobald der Wählhebel des automatischen Getriebes 25 in die Wählhebelstellung ¹¹D" eingelegt und damit der Sicherheitsschalter 26 eingeschaltet bzw. geschlossen wird. Dieses Eingangssignal des Wertes "1" wird von dem Differenzierglied 133 der Sekundärluft-Steigerungsschaltung 60g differenziert, wobei der monostabile Multivibrator 134'in Abhängigkeit von dem Anliegen des Ausgangsimpulses des Differenziergliedes 133 einen Impuls mit einer Impulsdauer von ungefährt 0,1 bis 0,5 s erzeugt. Der Transistor 135 wird wiederum in Abhängigkeit von dem Anliegen eines Impulses mit dieser Impulsdauer zur Zuführung von Strom zu der Magnetspule 52 des Magnetventils 51 durchgeschaltet.

Das Luft-Steuerventil 30 wird somit unabhängig von dem geschlossenen Regelkreis zur Steigerung der der Brennkraftmaschine 10 zugeführten Sekundärluftmenge zwangsweise geschlossen, wodurch der unerwünschte momentane Drehzahlabfall der Brennkraftmaschine 10 verhindert wird. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs wird daher durch keinen Drehzahlabfall beunruhigt und verunsichert

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und die Brennkraftmaschine 10 wird daran gehindert, aufgrund eines übermäßigen Drehzahlabfalls zum Stillstand zu kommen.

Sobald die Drosselklappe 16 beim übergang des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine 10 aus dem Leerlauf-Betriebszustand zu dem Normallast-Betriebszustand geöffnet wird, wird der Drosselklappenschalter 24 in die gestrichelt dargestellte Stellung umgeschaltet und verbindet den Oszillator 60h mit dem Transistor 131 der Treiberschaltung 60f, wobei das Magnetventil 51 nunmehr von dem von der elektronischen Luft-Steuereinheit 60 gebildeten geschlossenen Regelkreis getrennt wird. In diesem Falle wird die Magnetspule 52 des Magnetventils 51 durch das von dem Oszillator 60h mit einer vorgegebenen Frequenz erzeugte Impulssignal erregt und hält die öffnung des Luft-Steuerventils 30 auf dem vorgegebenen kleinen Einstellwert.

Bei der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung dient die mit der Vergleicherschaltung 60c verbundene Oszillatorechaltung 6Od zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das in Abhängigkeit von dem Wert des Ausgangssignals der Vergleicherschaltung 60c eine hohe Frequenz oder eine niedrige Frequenz aufweist. Das Ausgangssignal der Vergleicherschaltung 60c kann der Oszillatorschaltung 6Od jedoch auch über eine Integratorschaltung zugeführt werden, so daß die Schwingfrequenz der Oszillatorschaltung 6Od kontinuierlich veränderbar ist.

In Fig. 7 ist eine vorzugsweise bei der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung verwendete weitere Ausführungsform einer elektronischen Luft-Steuereinheit 70 veranschaulicht, bei der eine von einem Dreiecksignalgenerator erzeugte Dreieck-Spannung zur * Änderung der Impulsdauer des der Magnetspule 52 des Magnetventils 51 zugeführten Impulssignals verwendet wird.

Zur Beschreibung der elektronischen Luft-Steuereinheit 70 wird nachstehend näher auf Fig. 7 eingegangen. Gemäß Fig. 7 besteht eine Funktionsgeneratorschaltung 70a aus einem Verstärker 201

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bekannter Art, Widerständen 202, 204 und Dioden 203 und 205. Das Ausgangssignal des Warmlauf-Meßfühlers 19 und das EIN/AUS-Signal des Klimaanlagenschalters 2 3 werden der Funktionsgeneratorschaltung 70a zugeführt. Das Ausgangssignal des Warmlauf-Meßfühlers 19 wird zur Bildung eines den Erwärmungszustand der Brennkraftmaschine 10 bezeichnenden Spannungssignals von dem Verstärker 201 verstärkt. Dieses Spannungssignal wird über den Widerstand 202 und die Diode 203 einer ersten Vergleicherschaltung 70c zugeführt, während das EIN/AUS-Signal des Klimaanlagenschalters 2 3 über den Widerstand 204 und die Diode 205 der ersten Vergleicherschaltung 70c zugeführt und dadurch eine Funktionsspannung V mit dem Bezugswert D an die erste Vergleicherschaltung 70c angelegt wird.

Eine Digital-Analog-ümsetzerschaltung 70b besteht aus Widerständen 206·, 207, 208, 209, 210, Kondensatoren 211, 213, 214, einem Transistor 212 und Dioden 215 urid 216. Der Zündverteiler 18 führt der Digital-Analog-Umsetzerschaltung 70b synchron mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 ein Impulssignal zu. In einem von den Widerständen 206 bis 209 und dem Transistor 212 gebildeten Signalformerabschnitt wird die Signalform des Eingangssignals zur Bildung eines regenerierten Impulssignals in der unter (a) in Fig. 8 dargestellten Weise regeneriert bzw. geformt. Dieses regenerierte bzw. geformte Impulssignal wird sodann durch die aus den Kondensatoren 213, 214, den Dioden 215, 216 und dem Widerstand 210 gebildete Schaltungsanordnung in das unter (b) in Fig. 8 dargestellte Spannungssignal umgesetzt, bei dem eine Sägezahnspannung mit einer Frequenz, die der die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 bezeichnenden Frequenz des Eingangsimpulssignals (des intermittierenden Signals) synchron ist, einer der Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 proportionalen Gleichspannungskomponente überlagert wird. Die den unter (b) in Fig. 8 dargestellten Verlauf aufweisende Spannung tritt an einem Ausgangsanschluß B der Digital-Analog-Umsetzerschaltung 70b auf.

Die erste Vergleicherschaltung 70c besteht aus Widerständen 221, 222, 223, einem Vergleicher 224 und einem mit dem invertierenden

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Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß des Vergleichers 224 in Parallelschaltung verbundenen Transistor 225 und führt einen Vergleich der Ausgangsspannung der Digital-Analog-Umsetzerschaltung 70b mit der von der Funktionsgeneratorschaltung 70a abgegebenen Funktionsspannung V durch. Die Funktionsgeneratorschaltung 70a weist ebenfalls die in Fig. 4 dargestellte Ausgangscharakteristik bzw. -kennlinie auf, d.h., ihre Ausgangsspannung steigt bei einem Abfall der Kühlwassertemperatur T der Brennkraftmaschine an. Die Ausgangsfunktionsspannung V der Funktionsgeneratorschaltung 70a ändert sich in der abgeschalteten bzw. geöffneten Stellung des Klimaanlagenschalters 23 in der durch die Kurve B in Fig. 4 dargestellten Weise, während sie sich im eingeschalteten bzw. geschlossenen Zustand des Klimaanlagenschalters 23 in der durch die Kurve A in Fig. 4 dargestellten Weist ändert.

Das unter (c) in Fig. 8 dargestellte Ausgangssignal C des Wertes "1" wird von der ersten Vergleicherschaltung 70c nur v/ährend der Zeitdauer abgegeben, in der die dem invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers 224 zugeführte Ausgangsspannung der Digital-Analog-Umsetzerschaltung 70b niedriger als die an dem nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers 224 anliegende und den Bezugswert D aufweisende Funktionsspannung V ist.

Eine Integratorschaltung 7Od besteht aus einem Kondensator 225, stromregelnden Aufladungs/Entladungs-Elementen 226, 227 und Dioden 228, 229, wobei die stromgeregelte Aufladung oder Entladung des Kondensators 225 in Abhängigkeit von dem Wert bzw. Betrag des Ausgangssignals C der ersten Vergleicherschaltung 70c erfolgt. Die Integratorschaltung 7Od gibt eine Ausgangsspannung E ab, die sich in der durch die gestrichelt unter (d) in Fig. 8 dargestellte Kurve E bezeichneten Weise ändert. Das heißt, die Ausgangsspannung E steigt aufgrund der stromgeregelten Aufladung des Kondensators 225 während der Zeitdauer, in der das Ausgangssignal C der ersten Vergleicherschaltung 70c auf dem Wert "1" gehalten wird, an, während sie aufgrund der stromgeregelten Entladung des Kondensators 225 während der Zeitdauer, in der das Ausgangssignal C auf dem Wert "0" gehalten wird, abfällt.

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Der Dreiecksignalgenerator 7Oe bekannter Art erzeugt eine Dreieck-Signalspannung F mit einer vorgegebenen Periode, wie dies durch die ausgezogene Kurve F unter (d) in Fig. 8 dargestellt ist.
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Eine aus einem Eingangswiderstand 231 und einem Vergleicher bestehende zweite Vergleicherschaltung 7Of führt einen Vergleich der Ausgangsspannung E der Integratorschaltung 70d mit der von dem Dreiecksignalgenerator 70e abgegebenen Dreiecksignalspannung F durch. Die zweite Vergleicherschaltung 70f gibt ein Ausgangsimpulssignal G ab, wie es unter (e) in Fig. 8 dargestellt ist, das nur dann den Wert "1" aufweist, wenn der Wert bzw. der Betrag der Ausgangsspannung E der Integratorschaltung 70d höher als derjenige der von dem Dreiecksignalgenerator 7Oe abgegebenen Dreiecksignalspannung F ist.

Eine Verstärkerschaltung 70g verstärkt das Ausgangsimpulssignal G der zweiten Vergleicherschaltung 7Of, woraufhin das verstärkte Ausgangssignal der Magnetspule 52 des Magnetventils 51 zugeführt wird.

Eine Umschalt-Befehlsschaltung 70h besteht aus Widerständen 235, 236, 237, 238 und einem Transistor 239. Das in Abhängigkeit von der Umschaltung des Drosselklappenschalters 24 erzeugte Signal, d.h., das Signal, das in Abhängigkeit vom Schließen der Drosselklappe 16 den Wert "0" und in Abhängigkeit vom Öffnen der Drosselklappe 16 d_en Wert "1" annimmt, wird der Umschalt-Befehlsschaltung 70h zusammen mit dem Ausgangssignal des Anlasserschalters 29, das nur bei Betätigung des Anlassers zum Starten der Brennkraftmaschine 10 den Viert "1" annimmt, zugeführt. Der Kollektor des Transistors 239 ist über den Widerstand 238 mit der Basis des Transistors 225 der ersten Vergleicherschaltung 70c verbunden, so daß der Transistor 239 in Abhängigkeit von dem Anliegen des von dem Drosselklappenschalter 24 oder dem Anlasserschalter 29 abgegebenen Eingangssignals des Wertes "1" zur Durchschaltung des Transistors 225 der ersten Vergleicherschaltung 70c durchgeschaltet wird. Der Vergleicher 224 der ersten Vergleicherschaltung 70c wirkt somit nun als Impedanzumsetzer.

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Eine Sekundärluft-Steigerungsschaltung 7Oi besteht aus Widerständen 241, 242, 243, 244, 245, 246, Dioden 247, 248 und Transistoren 24 9, 250 und dient zur Verringerung des Mittelwertes der von dem Dreiecksignalgenerator 7Oe abgegebenen Dreiecksignalspannung F in Abhängigkeit von dem Anliegen des von dem Klimaanlagenschalter 23 oder dem Sicherheitsschalter 26 abgegebenen EIN/AUS-Signals.

Die Digital-Analog-Umsetzerschaltung 70b, die erste Vergleicherschaltung 70c, die Integratorschaltung 7Od, der Dreiecksignalgenerator 7Oe, die zweite Vergleicherschaltung 7Of und die Verstärkerschaltung 70g bilden einen geschlossenen Regelkreis.

Nachstehend sei unter Bezugnahme auf die Fig. 7, 8 und 9 näher auf Betrieb und Wirkungsweise der elektronischen Luft-Steuereinheit 70 eingegangen. Im Leerlauf-Betriebszustand ist die Drosselklappe 16 geschlossen und die Brennkraftmaschine 10 dreht sich mit einer Leerlauf-Drehzahl. Wenn die Leerlauf-Drehzahl unter der Bezugsdrehzahl liegt, die dem von der Funktionsgeneratorschaltung 70a der elektronischen Luft-Steuereinheit 70 bestimmten Bezugswert D entspricht, ist auch der Ausgangssignalwert der Digital-Analog-Umsetzerschaltung 70b niedriger als dieser Bezugswert D. Der im mittleren Abschnitt unter (b) in Fig. 8 dargestellte Ausgangssignalwert der Digital-Analog-ümsetzerschaltung 70b liegt daher ständig unter dem Bezugswert D, und auch bei einem Überschreiten des Bezugswertes D durch den Ausgangssignalwert der Digital-Analog-Umsetzerschaltung 70b ist dies auf eine sehr kurze Zeitdauer beschränkt. Das Ausgangssignal C der ersten Vergleicherschaltung 70c nimmt daher kontinuierlich den Wert "1" an, wie dies im mittleren Abschnitt unter (c) in Fig. 8 dargestellt ist, wobei auch bei einem Übergang des Signals C auf den Wert "0" dies auf eine sehr kurze Zeitdauer beschränkt ist. Die Ausgangsspannung E der Integratorschaltung 7Od steigt daher allmählich entsprechend dem im mittleren Abschnitt unter (d) in Fig. 8 gestrichelt dargestellten Kurvenabschnitt an. Dies führt zu einem Anstieg der Zeitdauer T, bei der der Betrag der der zweiten Vergleicherschaltung 7Of zugeführten Ausgangsspannung E der Integratorschaltung 7Od größer als der Betrag der von dem Dreiecksignalgenerator 7Oe abgegebenen

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Dreiecksignalspannung F ist. Das heißt, die Zeitdauer T des Signal-Wertes "1" oder die Impulsdauer des Ausgangsimpulssignals D des Vergleichers 232 steigt in der unter (e) in Fig. 8 dargestellten Weise an. Die Magnetspule 52 des Magnetventils 51 wird damit während einer längeren Zeitdauer zur Vergrößerung der öffnung des Luft-Steuerventils 30 erregt, so daß die die Drosselklappe 16 umgehende Sekundärluftmenge zur Steigerung der Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 erhöht wird.

Wenn dagegen die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 über der Bezugsdrehzahl liegt, ist der Ausgangssignalwert der Digital-Analog-Umsetzerschaltung 70b ständig größer als der die Bezugsdrehzahl repräsentierende Bezugssignalwert D, wie dies aus dem rechten Teil der Darstellung in (b) gem. Fig. 8 ersichtlich ist, und auch wenn der Ausgangssignalwert der Digital-Analog-Umsetzerschaltung 70b unter den Bezugssignalwert D absinkt, ist dies auf eine sehr kurze Zeitdauer beschränkt. Das Ausgangssignal C der ersten Vergleicherschaltung 70c nimmt daher kontinuierlich den Wert "0" an, wie dies im rechten Teil der Darstellung (c) gem. Fig. 8 veranschaulicht ist, und auch wenn das Signal C den Wert "1" annimmt, so ist dies auf eine sehr kurze Zeitdauer beschränkt. Die Ausgangsspannung E der Integratorschaltung 70d fällt daher allmählich in der durch den gestrichelten Kurvenabschnitt im rechten Teil der Darstellung (d) gem. Fig. 8 veranschaulichten Weise ab. Dies führt zu einer Verringerung der Zeitdauer T, während der der Betrag der an der zweiten Vergleicherschaltung 70f anliegenden Ausgangsspannung E der Integratorschaltung 70d größer als die von dem Dreiecksignalgenerator 7Oe abgegebene Drexecksignalspannung F ist. Das heißt, die Zeitdauer T des Signalwertes "1" oder die Impulsdauer des Ausgangsimpulssignals G des Vergleichers 232 nimmt ab. Die Magnetspule 52 des Magnetventils 51 wird daher während einer geringeren GesamtZeitdauer erregt, wodurch die öffnung des Luft-Steuerventils 30 verringert wird, so daß die die Drosselklappe 16 umgehende Sekundärluftmenge abnimmt und damit die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 verringert wird.

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Im Leerlauf-Betriebszustand, bei dem die Drosselklappe 16 geschlossen ist, wird somit die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 von der elektronischen Luft-Steuereinheit 70 derart geregelt, daß die Drehzahl ständig gleich der Bezugsdrehzahl ist, die wiederum der von aer Funktionsgeneratorschaltung 70a bestimmten Funktionsspannung V mit dem Bezugswert D entspricht. Die diese Bezugsdrehzahl bestimmende und den Bezugswert D aufweisende Funktionsspannung V ändert sich in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Warmlauf-Meßfühlers 19 in der in Fig. 4 dargestellten Weise, wodurch veranschaulicht wird, daß die Funktionsspannung V-mit der Abnahme der Kühlwassertemperatur T der Brennkraftmaschine ansteigt. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 ist daher während des Warmlaufens bei einer niedrigen Kühlwassertemperatur T der Brennkraftmaschine höher, so daß sich die Brennkraftmaschine 10 in Relation zu der Kühlwassertemperatur T mit Leerlauf-Drehzahl ruhig und gleichmäßig drehen kann. Wenn beim Einschalten des Klimaanlagenschalters 23 der Kompressor 28 der z.B. aus einem Kältegerät bestehenden Klimaanlage des Kraftfahrzeugs zu der bereits bestehenden Belastung der Brennkraftmaschine 10 hinzutritt.

wird das Einschaltsignal des Klimaanlagenschalters 23 der Funktionsgeneratorschaltung 70a zugeführt, die sodann den Bezugssignalwert D anhebt und dadurch die Bezugsdrehzahl auf einen entsprechend höheren Wert verschiebt. Hierdurch kann einerseits der Nachteil vermieden werden, daß die Leistung des Kompressors 28 nicht voll 5 ausgenutzt wird, während andererseits der Tendenz eines Stehenbleibens der Brennkraftmaschine 10 entgegengewirkt und diese unterdrückt wird.

Wenn sodann die Drosselklappe 16 beim übergang der Brennkraftmaschine 10 aus dem Leerlauf-Betriebszustand in den belasteten Betriebszustand geöffnet wird, wird der Transistor 239 der Umschalt-Befehlsschaltung 70h zur Durchschaltung des Transistors 225 der ersten Vergleicherschaltung 70c durchgeschaltet, so daß der Vergleicher 224 nun als Impedanzumsetzer arbeitet. Dementsprechend wird die Ausgangsspan.iung der Funktionsgeneratorschaltung 70a, d.h., die Funktionsspannung V mit dem Bezugswert D, unverändert als Ausgangsspannung des Impedanzumsetzers abgegeben, wobei auch die

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AusgangsSpannung E der Integratorsehaltung 7Od einen nahe bei dem Bezugswert D liegenden Betrag aufweist. Dies hat zur Folge, daß das Impulssignal D, das eine dem Bezugswert D der von der Funktionsgeneratorschaltung 70a erzeugten Funktionsspannung V entsprechende konstante Impulsdauer aufweist, von der zweiten Vergleicherschaltung 70f abgegeben wird, so daß eine der Kühlwassertemperatur T der Brennkraftmaschine entsprechende konstante Sekundärluftmenge unter Umgehung der Drosselklappe 16 über das Luft-Steuerventil 30 der Brennkraftmaschine 10 zugeführt werden kann.

Bei der in Fig. 7 dargestellten elektronischen Luft-Steuereinheit 70 wird das den Wert "1" aufweisende Ausgangssignal von dem Anlasserschalter 29 in Abhängigkeit von der Betätigung des Anlassers zum Starten der Brennkraftmaschine 10 abgegeben. Wie im vorstehend beschriebenen Falle, bei dem die Drosselklappe 16 für den belasteten Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 geöffnet wird, wird daher der Transistor 239 der Umschalt-Befehlsschaltung 70h zur Durchschaltung des Transistors 225 der ersten Vergleicherschaltung 70c durchgeschaltet, wodurch der Vergleicher 224 als Impedanzumsetzer betrieben wird und die Ausgangsspannung E der Integratorschaltung 70d einen nahe bei dem Ausgangssignalwert D der Funktionsgeneratorschaltung 70a liegenden Betrag aufweist. Wie im vorstehend beschriebenen Falle wird daher das Impulssignal G mit einer dem warmgelaufenen Betriebszustand der Brennkraftmaschine oder der Kühlwassertemperatur T der Brennkraftmaschine entsprechenden konstanten Impulsdauer von der zweiten Vergleicherschaltung 7Of abgegeben, so daß eine dem warmgelaufenen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 entsprechende konstante Sekundärluftmenge zur Verbesserung des Startverhaltens der Brennkraftmaschine 10 dieser zugeführt werden kann.

Sobald der Klimaanlagenschalter 23 eingeschaltet bzw. geschlossen wird oder sobald der Sicherheitsschalter 26 in Abhängigkeit von dem Einlegen des Wählhebels des automatischen Getriebes in die Wählhebelstellung "D" eingeschaltet bzw. geschlossen wird, wird ein Ausgangssignal des Wertes "1" von dem Schalter 23 oder dem Schalter 26 der Sekundärluft-Steigerungsschaltung 7Oi zugeführt.

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Dieses Signal des Wertes "1" wird über den Widerstand 241 oder 242 dem Transistor 249 oder 250 zu dessen Durchschaltung zugeführt.

Der Anschluß I der Sekundärluft-Steigerungsschaltung 7Oi liegt daher über den Widerstand 243 oder 244 und über die Diode 24 7 oder 248 an Masse. Dies führt zu einem Abfall des Gesamtwertes der an dem Anschluß I auftretenden Dreiecksignalspannung F, wie dies durch die strichpunktierte Kurve in Fig. 9 veranschaulicht

Die Zeitdauer T des Signalwertes "1" oder die Impulsdauer des Ausgangsimpulssignals G des Vergleichers 232 steigt daher in einer Weise an, die im wesentlichen dem Anstieg des Betrages der Ausgangsspannung E der Integratorschaltung 7Od ähnlich ist. Die Magnetspule 52 des Magnetventils 51 wird damit während einer längeren Gesamtzeitdauer erregt, wodurch die Öffnung des Luft-Steuerventils 30 schnell vergrößert wird. Auf diese Weise steigt die Sekundärluftmenge in schnellem Ansprechen auf das Einschalten des Klimaanlagenschalters 23 oder des Sicherheitsschalters 26 steil an, wodurch der unerwünschte momentane Abfall der Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 verhindert wird.

Bei der Regeleinrichtung gem. Fig* 1 kann der in dem stromabwärts bzw.■unterhalb der Drosselklappe 16 angeordneten Ansaugkrümmer 14 herrschende Unterdruck direkt die Membrankammer 37 des Luft-Steuerventils 30 beaufschlagen. Bei einer solchen Anordnung ist der Innendruck des Ansaugkrümmers 14 im Schnellauf- oder Verzögerungs-Betriebszustand der Brennkraftmaschine 10 beträchtlich niedriger als im Leerlauf-Betriebszustand. In einem solchen Falle ist der relative Innendruck in der Membrankammer 37 niedriger als im Leerlauf Betriebszustand, und zwar auch dann, wenn das Impulssignal mit der gleichen Frequenz an der Magnetspule 52 des Magnetventils 51 zu deren Erregung anliegt. Wenn die Brennkraftmaschine unmittelbar nach einem solchen Schnellauf-Betriebszustand oder Verzögerungs-Betriebszustand sofort wieder in den Leerlauf-Betriebszustand versetzt wird, ist die über das Luft-Steuerventil 30

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strömende Sekundärluftmenge aufgrund der verkleinerten Öffnung des Luft-Steuerventils 30 weiterhin kleiner als die gewünschte Luftmenge. Das heißt, während des Übergangs vom Schnellauf- oder Verzögerungs-Betriebszustand zum Leerlauf-Betriebszustand kann die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 in einem derart extremen Maße abfallen, daß die Brennkraftmaschine zum Stillstand kommt.

In Fig. 10 ist eine weitere Ausführungsform der Druck-Steuereinheit dargestellt, durch die dieser Nachteil vermeidbar ist.

Die in Fig. 10 dargestellte Druck-Steuereinheit 300 ist derart aufgebaut, daß der vom Ansaugkrümmer 14 zugefü'irte Druck auf einen Wert gehalten werden kann, der höher als ein gewählter Einstellwert von z.B. -350 mmHg ist. Die Druck-Steuereinheit 300 stellt zusammen mit dem Luft-Steuerventil 30 eine Baueinheit dar. Die Druck-Steuereinheit 300 umfaßt eine Unterdruckkammer 302 und ein Druck-Steuerventil 303. Der an einer stromabwärts bzw. unterhalb der Drosselklappe 16 gelegenen Stelle herrschende Druck gelangt von dem Ansaugkrümmer 14 in die Unterdruckkammer 302 und von dort über eine öffnung 301 in die Membrankammer 37 des Luft-Steuerventils 30. Das Druck-Steuerventil 303 dient zur Regelung des Innendruckes der Unterdruckkammer 302 durch Einführung des atmosphärischen Luftdruckes. Die Unterdruckkammer 302 wird zwischen einem Ventilgehäuseteil 304 des Druck-Steuerventils 303 und dem Ventilgehäuseteil 31 des Luft-Steuerventils 30 gebildet, wobei der Unterdruck über eine Zuleitung 305 in die Unterdruckkammer gelangt.

Das Druck-Steuerventil 303 ist ein Membranventil, bei dem eine Membran 308 von der Druckdifferenz zwischen einer mit Atmosphärendruck beaufschlagten Druckkammer 306 und einer Federkammer 307 verstellt wird, wobei die axiale Verstellung der Membran 308 in Richtung eines Anschlags 311 sowie von dem Anschlag 311 weggerichtet zum Schließen und Öffnen einer in dem Mittelstück bzw. der Nabe 309 der Membran 308 ausgebildeten Öffnung 310 ausgenutzt wird. Die Membran 308 wird an ihrem Außenrand zwischen Ventilge-

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häuseteilen 304 und 315 gehalten, wobei ihr Mittelstücke bzw. ihre Nabe 309 normalerweise von einer innerhalb der Federkammer angeordneten Druckfeder 312 in Richtung des Anschlages 311 vorgespannt wird.
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Wenn der Innendruck der mit der Unterdruckkammer 302 über eine öffnung 313 in Verbindung stehenden Federkammer 307 auf einen Wert abfällt, der unter einem durch die Federkraft der Druckfeder 312 vorgegebenen Sollwert liegt, wird die Membran 308 daher in der Darstellung gem. Fig. 10 abwärts verstellt und ihr Mittelstück bzw. ihre Nabe 309 von dem Anschlag 311 wegbewegt, was zur Folge hat, daß der Atmosphärendruck über die Öffnung 310 in die Federkammer 307 gelangt und dadurch den in der Federkammer 307 herrschenden Druck erhöht, was dazu führt, daß auch der Druck in der Unterdruckkammer 302 erhöht wird. Die Atmosphärendruckkammer 306 ist mit der Leitung 47 über ein Dreiwege-Rohr 314 verbunden und erhält den Atmosphärendruck über die Leitung 47. Das Magnetventil ist in der Leitung 47 an einer stromabwärts bzw. unterhalb des Dreiwege-Rohrs 314 gelegenen Stelle zum Öffnen oder Schließen der Leitung 47 zwecks Steuerung des in der Membrankammer 37 herrschenden Druckes angeordnet, wodurch die Öffnung des Luft-Steuerventils 30 geregelt wird.

Die den vorstehend beschriebenen Aufbau aufweisende Druck-Steuereinheit 300 ist stromabwärts der öffnung bzw. Drosselstelle 5o angeordnet. Wenn der in der Unterdruckkammer 302 herrschende Druck auf einen unter dem vorgegebenen Sollwert liegenden Wert abfällt, wird die Membran 308 in der Darstellung gem. Fig. 10 abwärts verstellt, wodurch der in der Atmosphärendruckkammer 306 herrschende atmosphärische Druck über die Öffnung 310 Jn die Federkammer 307 und von dort über die Öffnung 313 in die Unterdruckkamer 302 gelangen und den in der Unterdruckkammer 302 herrschenden Druck auf einem über dem vorgegebenen Sollwert liegenden Wert halten kann. Auf diese Weise wird die Membrankammer 37 über die öffnung 301 aus der Unterdruckkammer 302 mit dem über dem vorgegebenen Sollwert liegenden Druck beaufschlagt, so daß auch bei einem übermäßig

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starken Abfall des in dem Ansaugkrümmer 14 herrschenden Druckes keine wesentliche Änderung der Öffnung des Luft-Steuerventils 30 auftritt.

Auch bei einem Übergang vom Schnellauf-Betriebszustand oder Verzögerungs-Betriebszustand auf den Leerlauf-Betriebszustand tritt somit kein übermäßiger Abfall der Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 auf, der zu einem Stillstand der Brennkraftmaschine 10 führen könnte.

Bei der Ausführungsform gem. Fig. 10 findet das Druck-Steuerventil 303 in Form eines Membranventils als wesentliches Bauelement der Druck-Steuereinheit 300 Verwendung. Das Druck-Steuerventil kann jedoch auch die in Fig. 11 veranschaulichte Bauart aufweisen, bei der eine Kugel 320 und eine Druckfeder 321 innerhalb des Ventilgehäuseteils 309 angeordnet sind, wobei die Kugel 320 zum öffnen oder Schließen des Ventils in Richtung eines zugehörigen Ventilsitzes 322 oder in die entgegengesetzte Richtung gedrückt wird.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen dient die trat der Vergleicherschaltung 60c verbundene Oszillatorschaltung 6Od zur Erzeugung eines Ausgangssignals mit einer in Abhängigkeit von dem Wert des Ausgangssignals der Vergleicherschaltung 60c hohen oder niedrigen Frequenz. Das Ausgangssignal der Vergleicherschaltung 60c kann jedoch auch der Oszillatorschaltung 6Od über eine Integratorschaltung zugeführt werden, so daß die Schwingfrequenz der Oszillatorschaltung 6Od kontinuierlich veränderbar ist.

Ferner haben bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die ein Impulssignal mit variabler Frequenz erzeugende Oszillatorschaltung 6Od und die ein Impulssignal mit einer konstanten Impulsdauer erzeugende monostabile Multivibratorschaltung 6Oe als Impulsgeneratoreinrichtung zur Steuerung der Erregung der Magnetspule 52 des Magnetventils 51 durch ein Impulssignal mit einer konstanten Impulsdauer, jedoch variabler Frequenz Verwendung gefunden. Es können jedoch auch ein astabiler Multivibrator, der

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ein Impulssignal mit einer konstanten Frequenz erzeugt, und ein monostabiler Multivibrator, der ein Impulssignal mit einer variablen Impulsdauer erzeugt, zur Steuerung der Erregung der Magnetspule 52 des Magnetventils 51 durch ein Impulssignal mit einer konstanten Frequenz, jedoch einer variablen Impulsdauer verwendet werden. Darüberhinaus können auch andere geeignete Arten von Impulsgeneratoren Verwendung finden.

Als Warmlauf-Meßfühler wird bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ein die Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine feststellender Meßfühler verwendet. Es kann jedoch auch ein anderer geeigneter Meßfühler, wie etwa ein die öltemperatur der Brennkraftmaschine oder die Temperatur des Zylinderblocks feststellender Meßfühler verwendet werden. Außerdem kann ein Anlasserzeitgeber unter Verwendung einer Kombination aus einem Bimetall-Element und einer elektrischen Heizeinrichtung Verwendung finden.

Anstelle der Verwendung des Warmlauf-Zustandes der Brennkraftmaschine und der Wirkung des Ein- und Ausschaltens des Kompressors der Klimaanlage auf die Brennkraftmaschine als Parameter zur Bestimmung des Funktionsspannungswertes kann auch ein anderer Betriebszustand der Brennkraftmaschine als zusätzlicher Parameter zur Festlegung des Funktionsspannungswertes dienen.

Bei einer mit einem automatischen Getriebe gekoppelten Brennkraftmaschine für ein mit einer Klimaanlage ausgestattes Kraftfahrzeug wird somit die über einen die Drosselklappe der Brennkraftmaschine umgehenden Bypass-Luftkanal fließende Sekundärluftmenge von einem in dem Bypass-Luftkanal angeordneten Luft-Steuerventil geregelt. Das Luft-Steuerventil wird auf der Basis eines Vergleichsergebnisses zwischen einem die von dem Zündverteiler der Brennkraftmaschine festgestellte tatsächliche Leerlauf-Drehzahl der Brennkraftmaschine bezeichnenden Signal und einem eine erwünschte Leerlauf-Drehzahl der Brennkraftmaschine bezeichnenden Bezugssignal gesteuert. Der Wert bzw. Betrag des die gewünschte Leerlauf-Drehzahl der Brennkraftmaschine bezeichnenden Bezugssignals ändert sich hierbei in Abhängigkeit von dem Ein- und Ausschalten der Klimaanlage

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des Fahrzeugs oder in Abhängigkeit von der Stellung des Wählhebels des automatischen Getriebes.

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Claims

Patentansprüche

.J, Drehzahl-Regeleinrichtung für eine Brennkraftiaaschine mit einer Drosseleinrichtung zur Steuerung apr der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmenge und einer Brennstoff-Zuführungseinrichtung zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Brennstoff in Abhängigkeit von der der Brennkraftmaschine zugeführten Luftmenge, gekennzeichnet durch eine Temperatur-Meßfühlereinrichtung (19, 201, 202, 203) zur Feststellung der Temperatur der Brennkraftmaschine (10), durch eine Drehzahl-Meßfühlereinrichtung (18, 60b) zur Feststellung der Drehzahl der Brennkraftmaschine, durch eine Bezugssignalgeneratoreinrichtung (60a; 70b) zur Erzeugung eines eine gewünschte Leerlauf-Drehzahl der Brennkraftmaschine bezeichnenden Bezugsdrehzahlsignals in Abhängigkeit von dem von der Temperatur-Meßfühlereinrichtung festgestellten Temperaturwert, durch eine Vergleichereinrichtung (60c; 70c) zum Vergleich des von der Drehzahl-Meßfühlereinrichtung abgegebenen Drehzahlsignals mit dem von der Bezugssignalgeneratoreinrichtung erzeugten Bezugsdrehzahlsignal, durch eine Detektoreinrichtung (60g; 7Oi) zur

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Deutsche Bank (Munchon) Kto 51/61070

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Feststellung des Zeitpunktes der Aufschaltung einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Last und durch eine zur Umgehung der Drosseleinrichtung vorgesehene Bypass-Einrichtung (21, 30, 22), die die von der stromaufwärts gelegenen zu der stromabwärts gelegenen Seite der Drosseleinrichtung strömende Luftmenge in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Vergleichereinrichtung und der Detektoreinrichtung derart steuert, daß die über die Bypass-Einrichtung strömende Luftmenge in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Vergleichereinrichtung vergrößert und verkleinert wird und während des Anliegens des Ausgangssigals der Detektoreinrichtung unabhängig von dem Ausgangssignal der Vergleichereinrichtung vergrößert wird.
2. Drehzahl-Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung zur Feststellung des Zeitpunktes der Aufschaltung einer Klimaanlage auf die Brennkraftmaschine dient.
3. Drehzahl-Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung zur Feststellung des Zeitpunktes der Aufschaltung eines automatischen Getriebes auf die Brennkraftmaschine dient.
4. Drehzahl-Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge-

kennzeichnet, daß eine Klimaanlagen-Meßfühlereinrichtung (23) zur Erfassung des Betriebes einer Klimaanlage vorgesehen ist und daß die Bezugssignalgeneratoreinrichtung zur Erhöhung der Bezugsdrehzahl in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Klimaanlagen-Meßfühlereinrichtung dient.

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