DE3116245A1 - Steuereinrichtung zur steuerung des luft-kraftstoff-verhaeltnisses einer brennkraftmaschine - Google Patents

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- Rnuimr - Kimkic Patentanwälte und

LJUHLlNG IVINNE Vertreter beim EPA

D O11R9/C Dipl.-Ing. H.Tiedtke

- Pellmann J1 I bZ4b _D^_{em GBü}hi

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Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. P. Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann

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23. April 1981

DE 1182 / case TYT-2932-DE

TOYOTA JIDOSHA KOGYO KABUSHIKI KAISHA

Toyota-shi, Japan

Steuereinrichtung zur Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung einer Brennkraftmaschine.

Für das gleichzeitige Verringern der Mengen schädlicher HC-, CO- und NO -Komponenten in Abgasen ist ein Verfahren bekannt, bei dem in dem Abgaskanal· einer

Maschine ein katalytischer, in dreierlei Weise wirkender bzw. Dreifach-Umsetzer eingesetzt wird.

Die Reinigungsleistung des katalytischen Dreifach-Umsetzers wird maximal, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Zylinder der Maschine eingegebenen Gemisches gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird. Bei der Anwendung eines katalytischen Dreifach-Umsetzers zum Reinigen der Abgase ist es daher notwendig, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Zylin-

Deutsche Bunk (München) Kto. 51/61070 Dresdner Sank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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der eingeleiteten Gemisches an das stöchiometrische Verhältnis anzugleichen. Als eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung, die das Angleichen des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des in den Zylinder einer Maschine eingeleiteten Gemisches an das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ermöglicht, ist eine Steuereinrichtung bekannt, beider in dem Abgaskanal stromauf des katalytischen Dreifach-ümsetzers eine Sauerstoff konzentrations-Detektor angeordnet ist und ein

]0 Vergaser einen an einen Kraftstoffabgabekanal· des Vergasers angeschlossenen Luftzusatzkanal hat. Die Menge der in den Kraftstoffabgabekanal von dem Luftzusatzkanal zugeführten Luft wird entsprechend dem Ausgangssignal des Sauerstoffkonzentrations-Detektors so gesteuert, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in dem Vergaser gebildeten Gemisches gleich dem stöchi-ometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird. Bei einer mit einer derartigen Steuereinrichtung ausgestatteten Maschine wird im Ansprechen auf das Ausgangssignal des Sauerstoffkonzentrations-Detektors die Menge der von dem Luftzusatzkanal her in den Kraftstoffabgabekanal eingeleiteten Luft verringert, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Zylinder eingeleiteten Gemischs größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhäitnis wird, während im Ansprechen auf das Ausgangssignal des Sauerstoff-Konzentrations-Detektors die Menge der von dem Luftzusatzkanal her in den Kraftstoffabgabekanal eingeleiteten Luft gesteigert wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Zylinder eingeleiteten Gemisches kleiner ais das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird.

Im allgemeinen wird im Vergleich zu dem Fall, daß die Maschine unter Reiselast betrieben wird, bei einem Verlangsamen der Maschine die Men'ge des von dem Vergaser her zugeführten Kraftstoffs in bezug auf die Menge der in den Zylinder eingeieiteten Luft klein; daher wird während der

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Verlangsamung in den Zylinder fortdauernd ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch eingeleitet. Da folglich während der Verlangsamung die Menge der von dem Luftzusatzkanal her in den Kraftstoffabgabekanal eingeleiteten Luft weiter verringert werden muß, wird das die Menge der Zusatzluft steuernde elektromagnetische Ventil bis zu einer der Vollschließsteilung nahen Stellung geschlossen. Falls jedoch zum Beschleunigen der Maschine während der Ver— langsamung das Drosselventil bzw. die Drosselklappe geöffnet wird, wird aufgrund des vorstehend beschriebenen Schiießens des elektromagnetischen Ventils in die der Vollschließstellung nahe Stellung von der Hauptdüse des Vergasers her eine große Menge an Kraftstoff zugeführt, was zur Folge hat, daß in den Zylinder ein fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch eingeleitet wird. Wenn danach der Sauerstoffkonzentrations-Detektor erfaßt, daß ein derartiges fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch in den Zylinder eingeleitet wird, wird im Ansprechen auf das Ausgangssignal des Sauerstoffkonzentrations-Detektors die Menge der von dem Luftzusatzkanal her in den Kraftstoffabgabekanal eingeleiteten Luft allmählich gesteigert. Nichtsdestoweniger dauert es aufgrund des vorstehend beschriebenen Schiießens des elektromagnetischen Ventils in die der Vollschließstellung nahe Stellung lange, bis das elektromagnetische Ventil auf ein Öffnungsausmaß geöffnet ist, das zur Bildung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches mit dem stöchiometrisehen Luft-Kraftstoff-Verhältnis notwendig ist. Demzufolge wird unmittelbar nach dem während der Verlangsamung vorgenommenen Beschleunigen der Maschine

^ou in den Zylinder ein fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch eingeleitet, was zur Folge hat, daß in den Abgaskanal der Maschine eine große Menge an unverbranntem HC und CO ausgestoßen wird. ^: -

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Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung zu schaffen, die ein ausreichendes Verringern der Menge an unverbranntem HC und CO ermöglicht, welche erzeugt wird, wenn die Maschine während der Verlangsamung beschleunigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Mitteln gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer Brennkraftmaschine.

Fig. 2 ist eine Schnitt-Seitenansicht eines Vergasers der Steuereinrichtung.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines Teils des in Fig. 2 gezeigten Vergasers.

Fig. 4 ist eine vergrößerte Schnitt-Seitenansicht eines elektromagnetischen Steuerventils.

Fig. 5 ist ein Schaltbild einer elektronischen ^O Steuerschaltung der Steuereinrichtung.

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die die

Änderung der Ausgangsspannung eines Sauerstoff konzentrat ions-Detek tors zeigt. 35

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Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die

die Änderung der Verstärkung einer Verstärkungsregelschaltung zeigt.

Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, die die

Änderung der Ausgangsspannung der Verstärkungsregelschaltung zeigt.

Fig. 9 ist ein Zeitdiagramm, das die Änderung von Spannungen in einer elektronischen

Steuereinheit zeigt.

Fig. 10 ist ein Zeitdiagramm, das ebenfalls die Änderung von Spannungen in einer elektronisehen Steuerschaltung zeigt.

In der Fig. 1 ist 1 ein Motorblock, 2 ein Einlaßverteiler, 3 ein an dem Einlaßverteiler 2 angebrachter Vergaser und 4 ein Luftfilter; 5 ist ein Abgassammler, 6 ein Auspuffrohr, 7 ein katalytischer Dreifach-ümsetzer und 8 ein in dem Abgassammler 5 angeordneter Sauerstoffkonzentrations-Detektor. Nach Fig. 2 besteht der Vergaser 3 aus einem Primär-Vergaser A und einem Sekundär-Vergaser β. Der Primär-Vergaser A hat einen Lufteintrittsstutzen 9, eine Starterklappe 10, ein Hauptdüsenrohr 11 mit einer Düsenmündung 11a und eine Primär-Drosseiklappe Das Hauptdüsenrohr 11 ist über einen Haupt-Kraftstoffdurchlaß 13 und eine Hauptdüse 14 an eine Schwimmerkammer

15 angeschlossen. In dem Haupt-Kraftstoffdurchlaß 13 ist ein Mischrohr 16 angeordnet, dessen Innenkammer 17 über eine feste (Ausgleichsluft-) Düse 18 mit dem Lufteintnttsstutzen 9 verbunden ist. Ferner ist das innere Ende des Hauptdüsenrohrs 11 über eine Luftzusatzleitung 19 an ein elektromagnetisches Steuerventil 20 angeschlos-

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•j sen. Von dem Haupt-Kraftstoffdurchlaß 13 zweigt ein

Langsamlauf-Kraftstoffdurchlaß 21 ab, an den eine Kraftstoffabgabekammer 21a angeschlossen ist, die eine Langsamlauf-Kraftstoff öffnung bzw. Übergangsöffnung 22 und eine c Leerlauf-Kraftstofföffnung bzw. Leerlauföffnung 23 hat, welche in der Nähe der Primär-Drosselklappe 12 in den Lufteintrittsstutzen 9 münden. Ferner ist der Langsamlauf-Kraftstoffdurchlaß 21 über eine Düse 24 an den Lufteintrittsstutzen 9 angeschlossen, während die IQ Kraftstoffabgabekammer 21a über eine Luftzusatzleitung 25 mit einem elektromagnetischen Steuerventil 26 verbunden ist.

Der Sekundär-Vergaser B hat einen Lufteintrittsstutzen 27, ein Hauptdüsenrohr 28 mit einer Düsenmündung 28a und eine Sekundär-Drosselklappe 29. Das Hauptdüsenrohr 28 ist über einen Haupt-Kraftstoffdurchlaß 30 und eine Hauptdüse 31 an die Schwimmerkammer 15 angeschlossen. In dem Haupt-Kraftstoffdurchlaß 30 ist ein Emulsions- bzw. Mischrohr 32 angeordnet, dessen Innenkammer 33 über eine feste Düse 34 mit dem Lufteintrittsstutzen 27 verbunden ist. Ferner ist das Innenende des Hauptdüsenrohrs 28 über eine Luftzusatzleitung 35 mit einem elektromagnetischen Steuerventil 36 verbunden. Von dem Haupt-Kraftstoffdurchlaß 30 zweigt ein Langsamlauf-Kraftstoffdurchlauf 37 ab, der mit einer Kraftstoffabgabekammer 37a verbunden ist, die eine Langsamlaufkraftstoff- bzw. Übergangsöffnung 38 hat, welche in der Nähe der Sekundär-Drosselklappe 29 in den Lufteintrittsstutzen 27 mündet.

Der Langsamlauf-Kraftstoffdurchlaß 37 ist über eine feste Düse 39 mit dem Lufteintrittsstutzen 27 verbunden, während die Kraftstoffabgabekammer 37a über eine Luftzusatzleitung 40 mit einem elektromagnetischen Steuerventil 41 verbunden ist. Der Vergaser 3 weist ferner einen (nicht gezeigten) Starterklappen-Betätigungsmechanismus auf, der beim Anlassen der Maschine die Starterklappe

10 automatisch voll schließt und sie mit steigender Temperatur der Maschine allmählich öffnet.

Gemäß den Fig. 2 und 3 hat der Vergaser 3 eine c Drosselöffnungsgrad-Steuervorrichtung 44, die mit einem an einer Klappenwelle 42 der Primär-Drosselklappe 12 befestigten Arm 43 zusammenwirkt. Die Drosselöffnungsgrad-Steuervorrichtung 44 enthält in ihrem Gehäuse eine Außenluftdruckkammer 46 und eine Drucksteuerkammer 47,

IQ welche voneinander mittels einer Membran 45 getrennt sind; in der Drucksteuerkammer 47 ist eine Druckfeder 48 angeordnet, die die Membran 45 zu der Außenluftdruckkammer 46 hin vorspannt. An der Membran 45 ist eine Steuerstange 49 befestigt, die so angeordnet ist, daß

•j^ ihre Spitze mit dem Arm 43 in Eingriff kommen kann.

Die Drucksteuerkammer 47 ist über eine Leitung 5 0 mit einer Öffnung 51 verbunden, die in den Lufteintrittsstutzen 9 mündet; in die Leitung 5 0 ist eine Düse bzw. Drosselstelle 52 eingesetzt. Die Öffnung 51 ist so angeordnet, daß sie in den Lufteintrittsstutzen 9 stromab der Primär-Drosselklappe 12 mündet, wenn diese in der in Fig. 2 gezeigten Leerlaufstellung steht, jedoch stromauf der Primär-Drosselklappe 12 mündet, wenn diese gemäß der Darstellung in Fig. 3 geöffnet ist. In der Leitung 5 0 ist zur Erfassung des Werts des an der Öffnung 51 wirksamen Unterdrucks ein auf Unterdruck ansprechender bzw. Unterdruckschalter 53 angeordnet.

Wenn zum Verlangsamen bzw. Abbremsen der Maschine die Primär-Drosselklappe 12 aus einem Vollöffnungszustand heraus geschlossen wird, kommt bei einer Stellung, bei der gemäß der Darstellung in Fig. 3 die Primär-Drosselklappe 12 etwas geöffnet ist, der Arm 43 mit der Spitze der Steuerstange 49 in Eingriff. Da zu diesem Zeitpunkt die Primär-Drosselklappe 12 mittels einer

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(nicht gezeigten) Feder entgegen dem Uhrzeigersinn vorgespannt ist, wird die Membran 45 gegen die Druckfeder 48 zu der Drucksteuerkammer 47 hin geschoben. Als Folge davon entweicht die in der Drucksteuerkammer 47 enthaltene Luft allmählich aus der Drucksteuerkammer über die Drosselstelle 52, so daß daher die Primär-Drosselklappe 12 allmählich bis zu der in Fig. 2 gezeigten Leerlaufstellung geschlossen wird. Wenn die Primär-Drosselklappe 12 die Leerlaufstellung erreicht, wirkt aufgrund des Einmündens der öffnung 51 in den Lufteintrittsstutzen 9 stromab der Primär-Drosselklappe 12 der Unterdruck an der Drucksteuerkammer 47 sowie dem Unterdruckschalter 53.

Falls beim Abbremsen der Maschine die Primär-Drosselklappe 12 plötzlich in die Leerlaufstellung geschlossen wird, wird wegen des in dem Einlaßverteiler 2 (Fig. 1) erzeugten großen Unterdrucks der an den Innenwandungen des Einlaßverteilers 2 haftende flüssige Kraftstoff sofort verdampft. Als Folge davon wird das in den Zylinder eingeführte Gemisch zeitweilig fett. Falls auf die vorstehend beschriebene Weise das Gemisch zeitweilig fett wird, wird eine große Menge an unverbranntem HC und CO in den Abgaskanal der Maschine ausgestoßen, da der Luftzusatz-Steuervorgang einer derartigen zeitweisen Anreicherung nicht folgen kann. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt jedoch wegen des gemäß der vorstehenden Erläuterung beim Abbremsen der Maschine allmählichen Schließens in die Leerlaufstellung keine zeitweilige Anreicherung des in den Zylinder eingeführten Gemischs, so daß daher der Luftzusatz-Steuerungsvorgang einer Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des in den Zylinder eingeführten Gemischs nachkommen kann. Dadurch ist es möglich, den Ausstoß einer großen Menge an unverbranntem HC und CO in den

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Abgaskanal der Maschine zu verhindern.

Alle elektromagnetischen Steuerventile 20, 26, 36 und 41 sind gleichartig aufgebaut, so daß daher hier anhand der Fig. 4 nur der Aufbau des elektromagnetischen Steuerventils 20 beschrieben wird. Gemäß Fig. 4 hat das elektromagnetische Steuerventil 20 ein Paar von hohlzylindrischen Ständern 55 und 56., die aus ferromagnetischem Material bestehen und in einem Gehäuse 54 angeordnet sind, eine Gleithülse 58, die verschiebbar auf den Ständer 55 aufgesetzt ist und eine Spule 57 trägt, zylindrische aufgeteilte Permanentmagneten 59 und 60, die an der Innenwandung des Ständers 56 befestigt sind, und eine Druckfeder 61, die die Gleithülse 58 nach unten zu gemäß Fig. 4 vorspannt. Ferner ist ein in dem Gehäuse 54 ausgebildeter Lufteinlaß 62 über ein Luftfilter 65 (Fig. 2) mit der Außenluft verbunden, während ein in dem Gehäuse 54 ausgebildeter Luftauslaß 63 mit der Luftzusatzleitung 19 (Fig. 2) verbunden ist. In dem Ständer 55 ist eine dreieckförmige Öffnung 64 ausgebildet, über die der Lufteinlaß 62 mit dem Luftauslaß 63 verbunden ist. Die zylindrischen Permanentmagneten 59 und 60 sind so ausgebildet, daß ihre Polarität an den Innenseiten "N" und an den Außenseiten "S" ist. Dementsprechend entsteht innerhalb der zylindrischen Permanentmagneten 59 und 60 ein radiales Feld. Die Spule 57 ist so gewickelt, daß beim Fließen von elektrischem Strom in der Spule 57 dieser eine Kraft erteilt wird, welche an der Spule 57 eine Aufwärtsbewegung gemäß Fig. 4 hervorruft. Diese Kraft wird mit einer Steigerung des der Spule 57 zugeführten elektrischen Stroms verstärkt. Daher bewegt sich entsprechend der Vergrößerung der Stärke des der Spule 57 zugeführten elektrischen Stroms die Gleithülse 58 gegen die Federkraft der Druckfeder

61 nach oben zu gemäß Fig. 4. Damit ist ersichtlich, daß

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das elektromagnetische Steuerventil einen Linearmotor bildet. Gemäß der Darstellung in Fig. 4 wird der Öffnungsquerschnitt der Dreieck-Öffnung 64 größer, wenn sich die Gleithülse 58 nach oben zu gemäß Fig. 4 bewegt. Daher wird mit einer Steigerung der Stärke des der Spule 57 zugeführten elektrischen Stroms die Menge der über das elektromagnetische Steuerventil 20 und die Luftzusatzleitung 19 in den Kraftstoff innerhalb des Hauptdüsenrohrs 11 (Fig. 2) zugeführten Luft gesteigert. Wenn die Menge der in das Hauptdüsenrohr 11 eingeleiteten Luft gesteigert wird, wird die Dichte des aus der Düsenmündung 11a ausfließenden Kraftstoffs verringert, so daß daher das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in dem Vergaser 3 erzeugten Gemisches erhöht wird.

Wenn der Spule 57 kein elektrischer Strom zugeführt wird, wird die Dreieck-Öffnung 64 vollständig von der- Gleithülse 58 geschlossen, so daß daher hierbei die über das elektromagnetische Steuerventil 20 fließende Luftströmung völlig unterbrochen ist. Gemäß der Darstellung in den Fig. 1 und 2 ist die Spule 57 (Fig. 4) des elektromagnetischen Steuerventils 20 an eine elektronische Steuereinheit 70 angeschlossen.

Die Fig. 5 ist ein Schaltbild der elektronischen Steuereinheit 70. In der Fig. 5 ist mit V eine Stromversorgungsspannung bezeichnet. Ferner ist in der Fig. 5 der in Fig. 1 gezeigte Sauerstoffkonzentrations-Detektor 8 durch einen Block 8 dargestellt. Gemäß der Darstellung in der Fig. 6 gibt der Detektor 8 eine Ausgangsspannung von ungefähr 0,1 V ab, wenn das Abgas ein oxidierendes Gasgemisch ist, d. h., wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Zylinder der Maschine eingeleiteten Gemischs größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. Andererseits gibt der Detektor 8 eine Ausgangsspannung von 0,9 V ab, wenn das Abgas ein reduzierendes Gasgemisch ist, d. h., wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den

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Zylinder der Maschine eingeführten Gemischs kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist. In der Fig. 6 gibt die Ordinate V die Ausgangsspannung des Detektors 8 an, während die Abszisse das Luft-Kraftr stoff-Verhältnis des in den Zylinder der Maschine eingeleiteten Gemisches darstellt. An der Abszisse bezeichnet S das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, während L bzw. R eine "magere" Seite bzw. eine "fette" Seite in bezug auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis IQ bezeichnen.

Gemäß Fig. 5 weist die elektronische Steuereinheit 70 einen Spannungsfolger 71, eine Verstärkungsregelschaltung 72, einen ersten Vergleicher 73, eine Integrierschaltung 74, eine Proportionalschaltung 75, eine Addierschaltung 76, einen Sägezahngenerator 77, einen zweiten Vergleicher 78 und einen Transistor 79 auf. Der Ausgangsanschluß des Sauerstoffkonzentrations-Detektors 8 ist an den nichtinvertierenden Eingang des Spannungsfolgers 71 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Eingang der Verstärkungsregelschaltung 72 verbunden ist. Der Ausgancr der Verstärkungsregelschaltung 72 ist über einen Widerstand 80 an den invertierenden Eingang des ersten Vergleichers 73 angeschlossen; an den nichtinvertierenden Eingang des ersten Vergleichers 73 ist über einen Widerstand 81 eine Bezugsspannung von ungefähr 0,4 V angelegt. Der Ausgang des ersten Vergleichers 73 ist einerseits an den Eingang der Integrierschaltung 74 und andererseits an den Eingang der Proportionalschaltung 75 angeschlossen.

Der Ausgang der Integrierschaltung 74 ist mit einem ersten Eingang der Addierschaltung 76 verbunden, während der Ausgang der Proportionalschaltung 75 mit einem zweiten Eingang der Addierschaltung 76 verbunden ist. Der Ausgang der Addierschaltung 76 ist über einen Widerstand 82 an den nichtinvertierenden Eingang des zweiten Vergleichers 78

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-2.Λ - angeschlossen, dessen invertierender Eingang über einen Widerstand 83 an den Sägezahngenerator 77 angeschlossen ist. Der Ausgang des zweiten Vergleichers 78 ist über einen Widerstand 84 mit der Basis des Transistors 7 9 verbunden. Der Emitter des Transistors 79 ist mit Masse verbunden, während der Kollektor des Transistors 79 mit der Spule 57 des elektromagnetischen Steuerventils 20 verbunden ist (Fig. 4). Ferner ist zu der Spule 57 eine Diode 84' zum Abfangen von Stromstößen parallel geschaltet.

Die Verstärkungsregelschaltung 7 2 weist einen Regelverstärker 85, einen Vergleicher 86 und eine Integrierschaltung 87 auf. Der nichtinvertierende Eingang des Vergleichers 86 ist an den Ausgang des Regelverstärkers 85 angeschlossen, während an den invertierenden Eingang des Vergleichers 86 eine feste Spannung angelegt ist. Der Ausgang des Vergleichers 86 ist an den Eingang der Integrierschaltung 87 angeschlossen, durch deren Ausgangsspannung die Verstärkung des Regelverstärkers 85 so gesteuert wird, wie es in der Fig. 7 gezeigt ist. In der Fig. 7 stellt die Ordinate G die Verstärkung des Regelverstärkers 85 dar, während die Abszisse V die Ausgangsspannung der Integrierschaltung 87 darstellt. Wenn die Temperatur des Detektors 8 beispielsweise niedriger als 400 ⁰C ist, gibt der Detektor keine Ausgangsspannung ab. Wenn andererseits die Temperatur des Detektors 8 beispielsweise über 4 00 ⁰C ansteigt, gibt der Detektor 8 eine Ausgangsspannung gemäß der Darstellung in Fig. 6 ab.

Wenn der Detektor 8 die in Fig. 6 dargestellte Ausgangsspannung abgibt und damit der Rückführungs-Steuervorgang der elektronischen Steuerschaltung 70 eingeleitet wird, erzeugt der Detektor 8 abwechselnd Ausgangssignale mit hohem und niedrigem Pegel. Das Ausgangssignal des Detek-

tors 8 wird über den Spannungsfolger 71 in die Verstär-

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] kungsregelschaltung 72 eingegeben, so daß an dem Ausgang des Regelverstärkers 85 eine Spannung gemäß der Darstellung durch die ausgezogene Linie in Fig. 8 erzeugt wird. In der Fig. 8 bezeichnet die Ordinate V die Ausgangsspannung des Regelverstärkers 85, während die Abszisse T die Zeit darstellt. Ferner bezeichnet in der Fig. 8 V_p die an den invertierenden Eingang des Vergleichers 86 angelegte Festspannung. Falls die Ausgangsspannung des Detektors 8 absinkt und dadurch die Ausgangsspannung des Regelverstärkers 85 abnimmt, wie es in Fig. 8 durch die gestrichelte Linie dargestellt ist, wird die Zeitdauer t , während der der Vergleicher 86 ein Ausxjangssignal hohen Pegels abgibt, länger als die Zeitdauer t_A, während der der Vergleicher 86 ein Ausgangssignal niedrigen Pegels abgibt. Die Integrierschaltung 85 ist so geschaltet, daß ihre Ausgangsspannung kleiner wird, wenn das Verhältnis t /t, ansteigt. Aus der Fig. 7 ist ersichtlich, daß die Verstärkung des Regelverstärkers 85 angehoben wird, wenn das Verhältnis t /t größer wird.

Daher nimmt der Spitzenwert der Ausgangsspannung des Regelverstärkers 85 von der durch die gestrichelte Linie in Fig. 8 dargestellten Spannung auf die durch die ausgezogene Linie in Fig. 8 dargestellte Spannung zu. Dementsprechend wird der Spitzenwert der an dem Ausgang der Verstarkungsregelschaltung 72 erzeugten Ausgangsspannung unabhängig von dem Spitzenwert der Ausgangsspannung des Detektors 8 konstant gehalten.

Die Fig. 9(a) zeigt die Ausgangsspannung der in der Fig. 5 dargestellten Verstärkungsregelschaltung 72. Weiterhin ist in der Fig. 9(a) mit V die an den nichtinvertierenden Eingang des ersten Vergleichers 73 angelegte Bezugsspannung bezeichnet. Der erste Vergleicher 73.gibt ein Ausgangssignal hohen Pegels ab, wenn die Ausgangs- *" spannung der Verstärkungsregelschaltung 72 unter die Bezugsspannung V abfällt. Daher gibt der erste Ver-

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] gleicher 73 eine Ausgangsspannung gemäß der Darstellung in der Fig. 9(b) ab. Die Ausgangsspannung des ersten Vergleichers 73 wird in der Integrierschaltung 74 integriert, so daß diese demzufolge eine Ausgangsspannung gemäß der Darstellung in der Fig. 9(c) abgibt. Andererseits wird die Ausgangsspannung des ersten Vergleichers 73 in der Proportionalschaltung 75 verstärkt, so daß diese eine Ausgangsspannung gemäß der Darstellung in der Fig. 9(d) abgibt. Die Ausgangsspannung der Integrier-

IQ schaltung 74 und die Ausgangsspannung der Proportionalschaltung 75 werden in der Addierschaltung 76 addiert, wodurch diese eine Ausgangsspannung gemäß der Darstellung in der Fig. 9(e) abgibt. Andererseits erzeugt gemäß der Darstellung in der Fig. 9(f) der Sägezahngenerator 77 eine sägezahnförmige Ausgangsspannung mit einer festen Frequenz. Die Ausgangsspannung der Addierschaltung 76 und die AusgangsSpannung des Sägezahngenerators 77 werden in dem zweiten Vergleicher 78 verglichen, wie es in der Fig. 9(g) dargestellt ist. Der zweite Vergleicher 78 gibt ein Ausgangssignal hohen Pegels ab, wenn die Ausgangsspannung der Addierschaltung 76 größer als diejenige des Sägezahngenerators 77 wird. Dementsprechend gibt der zweite Vergleicher 78 kontinuierliche Impulse gemäß der Darstellung in der Fig. 9(h) ab, deren Breiten jeweils zu dem Pegel der Ausgangsspannung der Addierschaltung 76 proportional sind. Mittels der kontinuierlichen Impulse wird der der Spule 57 zugeführte elektrische Strom so gesteuert, daß die Stärke des der Spule 57 zugeführten Stroms ansteigt, wenn die Breiten der kontinuierliehen Impulse größer werden. Aus der Fig. 9 ist ersichtlich, daß dann, wenn die Verstärkungsregelschaltung 72 ein Ausgangssignal hohen Pegels abgibt, nämlich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Zylinder der Maschine eingeleiteten Gemische kleiner als das stöchiometrische Verhältnis wird, die Breiten der an dem Ausgang des zwei-

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ten Vergleichers 78 erzeugten kontinuierlichen Impulse größer werden, wodurch die Stärke des der Spule 57 zugeführten elektrischen Stroms zunimmt. Falls die Stärke des der Spule 57 zugeführten Stroms ansteigt, wird gemäß den vorangehenden Ausführungen der Öffnungsquerschnitt der Dreieck-Öffnungen 64 (Fig. 4) der elektromagnetischen Ventile 20, 26, 36 und 41 größer. Als Folge davon wird aufgrund der Steigerung der Menge der in die Hauptdüsenrohre 11 und 28 sowie die Kraftstoffabgabekammern 21a und 73a eingeführten Luft das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Zylinder der Maschine eingeleiteten Gemischs groß. Wenn danach das Luft-Kraftstoff-Verhältnis - des in den Zylinder der Maschine eingeleiteten Gemischs größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird, gibt die Verstärkungsregelschaltung 72 (Fig. 5) ein Ausgangssignal mit niedrigem Pegel ab. Aufgrund dessen wird wegen der Verringerung der Stärke des der Spule 57 zugeführten elektrischen Stroms und damit der Menge der in die Hauptdüsenrohre 11 und 28 sowie die Kraftstoffabgabekammern 21a und 37a eingeleiteten Luft das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Zylinder der Maschine eingeleiteten Gemischs klein. Sobald danach das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Zylinder der Maschine eingeleiteten Gemischs kleiner als das stöchiometrische Verhältnis wird, gibt die Verstärkungsregelschaltung 72 (Fig. 5) ein Ausgangssignal hohen Pegels ab. Als Folge hiervon wird durch Steigerung der Menge der in die Hauptdüsenrohre 11 und 28 sowie die Kraftstoffabgabekammern 21a und 37a eingeleiteten Luft das Luft-Kraftstoff-Ver-

^ου hältnis des in den Zylinder der Maschine eingeleiteten Gemischs wieder groß. Auf diese Weise wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Zylinder der Maschine eingeleiteten Gemischs gleich dem stöchiometrisehen ·,

Luft-Kraftstoff-Verhältnis.
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Nach Fig. 5 hat die elektronische Steuereinheit 70 ferner einen umsteuerbaren Binär-Zähler 88 (binären Vorwärts-Rückwärts-Zähler), ein Kettenleiter-Netzwerk 89 mit ersten Widerständen mit dem Widerstandswert R c und zweiten Widerständen mit dem Widerstandswert 2R, ein UND-Glied 90 mit fünf Eingängen, ein ODER-Glied 91 mit fünf Eingängen, ein NAND-Glied 92, ein ODER-Glied 93, ein UND-Glied 94, ein UND-Glied 95 mit drei Eingängen, einen Taktimpulsgenerator 96, ein RS-Flipflop 97

IQ und eine monostabile Kippstufe 98. Der Vorwärts-Rückwärts-Eingangsanschluß U/D des umsteuerbaren Zählers ist über einen Inverter 99 an den Ausgang des ersten Vergleichers 73 angeschlossen, während der Takteingang CL des Zählers 88 an den Ausgang des UND-Glieds 95 ange-

]5 schlossen ist. An den ersten Eingang des UND-Glieds ist der Ausgang des UND-Glieds 94 angeschlossen., während an den zweiten Eingang des UND-Glieds 95 der Ausgang des ODER-Glieds 93 angeschlossen ist. Ferner ist an den dritten Eingang des UND-Glieds 95 über einen Inverter 100 der Unterdruckschalter 53 (Fig. 2) angeschlossen.

Der Ausgang des NAND-Glieds 92 ist mit einem der Eingänge des UND-Glieds 94 verbunden, an dessen anderen Eingang der Taktimpulsgenerator 96 angeschlossen ist. Der erste Vergleicher 73 ist an einen Eingang des NAND-Glieds angeschlossen, an dessen anderen Eingang der Ausgang des UND-Glieds 90 angeschlossen ist. Ferner ist der Ausgang des ersten Vergleichers 73 über einen Inverter 101 an einen Eingang des ODER-Glieds 93 angeschlossen, dessen zweiter Eingang an den Ausgang des ODER-Glieds angeschlossen ist. Die Ausgänge Q₁, Q₂, Q,, Q. und Q₅ des Zählers 88 geben die Ausgangssignale der nullten, ersten, zweiten, dritten bzw. vierten Binärstelle ab und sind mit den entsprechenden Eingangsanschlüssen._;Ρ., P₂, P₃, P₄ und P₅ des Kettenleiter-Netzwerks 89 verbun- ._

den. Die Eingangsanschlüsse des UND-Glieds 90 sowie des ODER-Glieds 91 sind jeweils an die Ausgänge Q₁, Q„, Q ,

- -2T" -_ λ, _ DE 1182

Q. und Q₅ des Zählers 88 angeschlossen. Der Ausgang Pq des Kettenleiter-Netzwerks 89 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Spannungsfolgers 102 verbunden, dessen Ausgang über den festen Widerstand 104 eines veränderbaren Widerstands 103 mit Masse verbunden ist. Der veränderbare Widerstand 103 hat einen Schleifer 105, der mit dem festen Widerstand 104 in elektrischem Kontakt ist. Der Schleifer 105 ist einerseits an den dritten Eingangsanschluß der Addierschaltung 76 angeschlossen und andererseits über einen Analogschalter 106 mit Masse verbunden.

Der Setzeingang S des RS-Flipflops 97 ist mit dem Unterdruckschalter 53 verbunden, während der Rücksetzeingang des Flipflops 97 mit dem Ausgang des ersten Vergleichers 73 verbunden ist. Der Ausgang Q des Flipflops 97 ist an den Eingang der monostabilen Kippstufe 98 angeschlossen. Ferner ist der invertierende Eingang der Integrierschaltung 74 mit deren Ausgang über einen normalerweise offenen elektronischen Schalter 107 verbunden.

Der elektronische Schalter 107 wird mit dem an dem nichtinvertierten Ausgang Q der monostabilen Kippstufe 98 erzeugten Ausgangssignal gesteuert, während der Analogschalter 106 mit dem an dem invertierten Ausgang Q der Kippstufe 98 erzeugten Ausgangssignal gesteuert wird. Der Unterdruckschalter 5 3 nimmt die Ausschaltstellung ein, wenn der Wert des an der öffnung 51 (Fig. 2) wirkenden Unterdrucks kleiner als ungefähr -330 mmHg ist, wird jedoch in die Einschaltstellung geschaltet, wenn der Wert

des Unterdrucks an der Öffnung 51 größer als -330 mmHg wird.

- ·ν DE 1182

Die Ausgangsspannung des ersten Vergleichers 73 wird über den Inverter 99 an den Eingang U/D des Zählers angelegt, an dessen Takteingang CL über die UND-Glieder 94 und 95 die Taktimpulse aus dem Taktgenerator 96 angelegt werden. Da der Ausgang der Verstärkungsregelschaltung 7 2 an den invertierenden Eingang des ersten Vergleichers 73 angeschlossen ist, gibt der erste Vergleicher 73 ein Ausgangssignal niedrigen Pegels gemäß der Darstellung in den Fig. 9(a) und (b) ab, wenn der Detektor 8 das Ausgangssignal hohen Pegels abgibt, nämlich die Verstärküngsregelschaltung 72 ein Ausgangssignal hohen Pegels erzeugt. Da jedoch zwischen den Ausgang des ersten Vergleichers 73 und den Eingang U/D des Zählers 88 der Inverter 99 eingefügt ist, nimmt bei einem Ausgangssignal

'5 hohen Pegels aus dem Detektor 8 die an den Eingangsanschluß U/D des Zählers 88 angelegte Ausgangsspannung hohen Pegel an. Die in den Takteingang CL des Zählers eingegebenen Taktimpulse werden in den Zähler 88 vorwärts bzw. hochgezählt, wenn die an den Eingang U/D des Zählers

^ζυ 88 angelegte Spannung hoch wird, während die Taktimpulse in den Zähler 88 rückwärts bzw. heruntergezählt werden, wenn die an den Eingang U/D angelegte Spannung niedrig wird. Dementsprechend wird der Zählwert des Zählers um so höher, je länger die Zeitdauer ist, während der

der Sauerstoffkonzentrations-Detektor 8 das Ausgangssignal mit dem hohen Pegel abgibt. Es ist daher ersichtlich, daß der Zählwert des Zählers 88 den Mittelwert der Ausgangsspannung des Detektors 8 darstellt. Das Kettenleiter-Netzwerk 89 ist ein bekannter Digital-Analog-Um-

setzer zur Umsetzung des binären Ausgangssignals des Zählers 88 in ein entsprechendes analoges Signal; daher wird an dem Ausgang des Spannungsfolgers 102 eine dem Zählwert des Zählers 88' proportionale Spannung abgegeben. An dem Schleifer 105 liegt eine zur Ausgangsspannung des Spannungsfolgers 102 proportionale Spannung an, die an die Addierschaltung 76 sowie den Analogschalter 106 angelegt wird.

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Das UND-Glied 90 dient dazu, einen überlauf des umsteuerbaren Zählers 88 zu verhindern. Wenn nämlich alle an den Ausgängen Q₁, Q , Q₃, Q. und Q₅ des Zählers 88 abgegebenen Ausgangssignale den logischen Pegel "1" annehmen, gibt das UND-Glied 90 ein Ausgangssignal hohen Pegels ab. Zu diesem Zeitpunkt gibt während des Anlegens hoher Spannung an den Eingang U/D des Zählers 88 das NAND-Glied 92 ein Ausgangssignal· niedrigen Pegeis ab. Demzufolge wird die Hochzählung des Zählers 88 nicht weiter ausgeführt, da die von dem Taktimpulsgenerator 96 abgegebenen Taktimpulse an dem UND-Glied 94 gesperrt werden.

Andererseits ist das ODER-Glied 91 dafür vorgesehen, '5 das Abwärtszählen des Zählers 88 zu verhindern, nachdem alle an den Ausgängen Q₁, Q₂, Q₃, Q. und Q₅ des Zählers 88 abgegebenen Ausgangssignale den logischen Pegel "0" angenommen haben. Wenn nämlich alle Ausgangssignale an den Ausgängen Q₁, Q₉, Q-,, Q, und Q_n. den logischen ^zu Pegel "0" annehmen, gibt das ODER-Glied 91 ein Ausgangssignal niedrigen Pegels ab. Zu diesem Zeitpunkt, während welchem die an den Eingang U/D des Zählers 88 angelegte Spannung niedrig ist, gibt das ODER-Glied 93 ein Ausgangssignal niedrigen Pegels ab. Als Folge davon wird das ^J Herunterzählen des Zählers 88 nicht weiter ausgeführt, da die von dem Taktimpulsgenerator 96 abgegebenen Taktimpulse an dem UND-Glied 95 gesperrt werden.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 10

die Arbeitsweise der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel beschrieben. In der Fig. 10 bezeichnet FF(S) die an den Setzeingang S des RS-Flipflops 97 angelegte Spannung; (I) bezeichnet die an dem Ausgang der Addierschaltung 76 erzeugte Span-

nung; FF(R) bezeichnet die an den Rücksetzeingang R des

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Flipflops 97 angelegte Spannung; FF(Q) bezeichnet die an dem Ausgang Q des Flipflops 97 erzeugte Spannung; MM(Q) bezeichnet die an dem nichtinvertierten Ausgang Q der monostabilen Kippstufe 98 erzeugte Spannung; MM(Q) bezeichnet die an dem invertierten Ausgang Q der Kippstufe 98 erzeugte Spannung.

In der Fig. 10 ist Ta die Zeitdauer, während der das Fahrzeug bzw. die Maschine beispielsweise mit hoher Geschwindigkeit bzw. Drehzahl betrieben wird. Da während dieser Zeit die Primär-Drosselklappe 12 (Fig. 2) stark geöffnet ist, ist der an der öffnung 51 (Fig. 2)- wirkende Druck annähernd gleich dem Außenluftdruck. Da demzufolge gemäß den vorangehenden Ausführungen der Unterdruckschalter 53 in der Ausschaltstellung steht, ist gemäß der Darstellung bei FF(S) in Fig. 10 die an den Setzeingang S des Flipflops 97 angelegte Eingangsspannung niedrig. Da ferner während der Zeitdauer Ta der Rückkopplungs-Steuervorgang der elektronischen Steuereinheit 7 0 erfolgt, schwankt die Ausgangssparmung der Addierschaltung 76 gemäß der Darstellung bei (I) in Fig. 10; dabei wird die an den Rücksetzeingang R des Flipflops 97 angelegte Eingangsspannung abwechselnd hoch und niedrig, wie es bei FF(R) in Fig. 10 dargestellt ist. Da jedoch gemäß der vorangehenden Erläuterung das Potential an dem Setzeingang S des Flipflops 97 niedrig ist, gibt dieses das Ausgangssignal mit dem niedrigen logischen Pegel "0" ab, wie es in Fig. 10 bei FF(Q) dargestellt ist. Aufgrund des zu diesem Zeitpunkt niedrigen Potentials an dem

^ou nichtinvertierten Ausgang Q der monostabilen Kippstufe 98, wie es in der Fig. 10 durch MM(Q) dargestellt ist, steht der elektronische Schalter 107 in der in Fig. 5 gezeigten Ausschaltstellung. Da im Gegensatz dazu;gemäß der Darstellung durch MM(Q) in Fig. 10 das Potential

-

an dem invertierten Ausgang Q der Kippstufe 98 hoch ist,

- ~ΓΓ- _ DE 1182

■j ist der Analogschalter 106 leitend bzw. durchgesehaltet. Demgemäß ist zu diesem Zeitpunkt der Schleifer 105 des veränderbaren Widerstands 103 über den Analogschalter 106 gegen Masse geschaltet, so daß daher nur die Ausgangsc spannung der Integrierschaltung 74 und die Ausgangsspannung der Proportionalschaltung 75 in der Addierschaltung 76 addiert werden. Danach wird zu einem Zeitpunkt A in Fig. 10 die Primär-Drosselklappe 12 geschlossen und damit die Verlangsamung des Fahrzeugs bzw. der Maschine

IQ eingeleitet. Da zu Beginn der Verlangsamung der Maschine das in den Zylinder eingeführte Luft-Kraftstoff-Gemisch mager wird, gibt der Sauerstoffkonzentrations-Detektor 8 weiter das Ausgangssignal· niedrigen Pegels ab. Als Folge hiervon wird gemäß der Darstellung durch (I) in Fig. 10 die Ausgangsspannung der Addierschaltung 76 mit der Zeitkonstante der Integrierschaltung 75 allmählich verringert. Da ferner bei Beginn der Verlangsamung der Maschine bzw. des Fahrzeugs der erste Vergleicher 73 das Ausgangssignal· hohen Pegel·s abgibt, wird gemäß der Darste^ung bei FF(R) in Fig. 10 die an den Rücksetzeingang R des Flipflops 97 angelegte Spannung hoch. Da beim Schließen der Primär-Drosselklappe 12 diese mitteis der Drosselöffnungsgrad-Steuervorrichtung 44 alLnahMch bis zu der Leeriaufste^ung geschlossen wird, erreicht die Primär-Drosselklappe 12 die Leerlaufste^ung eine kurze Zeit nach Beginn der Verlangsamung des Fahrzeugs bzw. der Maschine. Weil zu diesem Zeitpunkt in dem Einlaßverteiier 2 (Fig. 1) ein großer Unterdruck entsteht, dessen Wert größer ais -330 mitiHg ist, wird der Unterdruckschalter 53 in die Einschaitste^ung geschadet. Durch das Einschaiten des Unterdruckdcha^ers 53 nimmt die an den Setzeingang S des Fiipfiops 97 angel·egte Spannung hohen Pegel· an, wie es durch FF(S) in Fig. 10 dargestellt.ist. Da ferner bei dem Einschalten des Unterdruckschalter 53 die an den mit dem Unterdruckschalter 53 in Verbindung stehenden Eingang des UND-Glieds 95 angelegte Span-

- -3-3- - DE 1182

-3Λ -

nung niedrig wird, werden die von dem Taktimpulsgenerator 96 abgegebenen Taktimpulse an dem UND-Glied 95 gesperrt.

Demzufolge wird der Zählvorgang des Zählers 88 beendet.

Dadurch wird der unmittelbar vor der Verlangsamung des Fahrzeugs bzw. Motors eingestellte Zählwert des Zählers 88 gespeichert. Es ist somit ersichtlich, daß der Zähler 88 als Speichereinrichtung arbeitet.

Die Verlangsamung des Fahrzeugs dauert während der Zeitdauer T, nach Fig. 10 an, wonach zu einem Zeitpunkt B zum Beschleunigen des Fahrzeugs bzw. Motors die Primär-Drosselklappe 12 geöffnet wird. Da beim Öffnen der Primär-Drosselklappe 12 der an der Öffnung 51 wirkende Druck annähernd gleich dem atmosphärischen bzw. Außenluftdruck wird, wird der Unterdruckschalter 53 ausgeschaltet. Weil zu diesem Zeitpunkt gemäß der Daxstellung bei FF(S) in Fig. 10 die an den Setzeingang S des Flipflops 97 angelegte Spannung niedrig wird, nimmt gemäß der Darstellung durch FF(Q) in Fig. 10 das Potential an dem Ausgang Q des Flipflops 97 hohen Pegel an. Da andererseits beim öffnen der Primär-Drosselklappe 12 in die Maschinenzylinder ein fettes Gemisch eingeleitet wird, wird die Ausgangsspannung des ersten Vergleichers 73 niedrig, so daß daher die an den Rücksetzeingang R des Flipflops 97 angelegte Spannung niedrig wird. Wenn demgemäß die an den Rücksetzeingang R des Flipflops 97 angelegte Spannung niedrig wird, nimmt das Potential an dem Ausgang Q des Flipflops 97 niedrigen Pegel an. Durch

die abfallende Flanke des Ausgangsimpulses aus dem Flipon

flop 97 wird die monostabile Kippstufe 98 getriggert, wodurch das Potential an dem nichtinvertierten Ausgang Q der Kippstufe 97 hohen Pegel annimmt, wie es in der Fig. 10 bei MM(Q) dargestellt ist. Wenn das Potential

des nichtinvertierten Ausgangs Q der Kippstufe 98 hohen 35

Pegel annimmt, wird der elektronische Schalter 107 durch-

- -3-3-- DE 1182

geschaltet, so daß die Ausgangsspannung der Integrierschaltung 74 gleich Null wird- Wenn andererseits das Potential an dem invertierten Ausgang Q der Kippstufe 98 niedrigen Pegel annimmt, wechselt der Analogschalter 1 06 auf den Sperrzustand, so daß daher die an dem Schleifer 105 des veränderbaren Widerstands 103 anliegende Spannung an die Addierschal·tung 76 angel·egt wird. Da zu diesem Zeitpunkt gemäß der Darstellung durch (I) in Fig. 10 am Ausgang der Addierschaltung 76 die Summe V aus der Ausgangsspannung der Proportionaischaltung 75 und der an dem Schleifer 105 anliegenden Spannung abgegeben und an den nichtinvertierenden Eingang' des zweiten Vergleichers 78 angelegt wird, werden die elektromagnetischen Steuerventile 20, 26, 36 und 41 geöffnet, sobald die Beschleunigung des Fahrzeugs bzw. Motors eingeleitet wird. Während der Zeitdauer hohen Potentials an dem nichtinvertierten Ausgang Q der monostabilen Kippstufe 98 gibt die Addierschaltung 76 die Ausgangsspannung V ab; sobald das Potential an dem nichtinvertierten Ausgang Q der monostabilen Kippstufe 98 niedrigen Pegel annimmt, beginnt erneut der Rückkopplungs-Steuerbetrieb der elektronischen Steuereinheit 70.

Vorzugsweise soll die Ausgangsspannung V der Addierschaltung 76 das 0,9- bis 1,1-fache des Mittelwerts

V. (Fig. 10) der Ausgangsspannung sein, die an dem Ausgang der Addierschaltung 76 abgegeben wird, bevor die Verlangsamung des Fahrzeugs eingeleitet wird. Die Ausgangsspannung der Proportionaischaltung 75 ist kleiner

als die an dem Schleifer 105 des veränderbaren Widerstands 103 anliegende Spannung und konstant, während gemäß den vorangehenden Ausführungen die an dem Schleifer 105 anliegende Spannung proportional zum Mittelwert¹ V..

der Ausgangsspannung der Addierschaltung 76 ist. Daher

ist es leicht möglich, durch geeignetes Einstellen des

Schleifers 105 des veränderbaren Widerstands 103 die Spannung V auf eine Spannung einzustellen, die gleich dem 0,9- bis 1,1-fachen des Mittelwerts V_t ist.

Da bei der Steuereinrichtung die elektromagnetischen Steuerventile sofort geöffnet werden, wenn während der Verlangsamung das Fahrzeug bzw. die Maschine beschleunigt wird, ist es möglich, eine Anreicherung des den Maschinen zylindern zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemische zu verhindern; demgemäß ist es möglich, die aus der Maschine ausgestoßene Menge an unverbranntem HC und CO ausreichend zu verringern.

Es wird eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses einer Brennkraftmaschine mit einem Vergaser angegeben. An einen Kraftstoffabgabekanal des Vergasers ist ein Luftzusatzkanal angeschlossen, in welchem ein elektromagnetisches Steuerventil angeordnet ist. Das Steuerventil wird mittels des Ermittlungssignals eines in dem Abgaskanal angeordneten Sauerstoffkonzentrations-Detektors so gesteuert, daß das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Zylinder der Maschine eingeleiteten Gemisches gleich dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird. Wenn die Maschine bzw. das Fahrzeug verlangsamt wird, wird der Mittelwert des Potentialpegels gespeichert, der vor der Verlangsamung an das elektromagnetische Steuerventil angelegt wurde. Wenn während der Verlangsamung die Drosselklappe geöffnet wird und der Sauerstoffkonzentrations-Detektor

^O dann ermittelt, daß in den Zylinder der Maschine ein fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch eingeleitet wurde, wird sofort der vorstehend genannte Mittelwert an das elektromagnetische Steuerventil angelegt. · ί

Leerseite

Claims (22)

T.EDTKE - BüHL.NG - KiNNE KSSÄ1SÄ GrUPP - Ppm ΜΔΝΝ 3116245 Dipl.-lng.H.Tiedtke \3RUPE rELLMANN Dipl-Chem G Bühl Dipl.-Chem. G. Bühling Dipl.-Ing. R. Kinne Dipl.-Ing. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2 Tel.: 0 89-539653 Telex: 5-24 845 tipat cable: Germaniapatent München 23. April 1981 DE 1182 / case TYT-2932-DE Patentansprüche

1.,/Steuereinrichtung zur Steuerung des Luft-Kraftstofr^Vernäitnisses einer Brennkraftmaschine, die mindestens einen Zylinder, einen Ansaugkanal und einen Abgaskanal hat, mit einem in dem Ansaugkanal· angeordneten Vergaser, der eine Drosselklappe, einen Kraftstoffbehälter und einen Kraftstoffabgabekanal hat, welcher den Kraftstoffbehälter mit dem Ansaugkanal· verbindet, einem Luftzusatzkanal, der zum Einleiten von Luft in den Kraftstoffabgabekanal diesen mit der Außeniuft verbindet, einem in dem Abgaskanal· angeordneten Luf t-Kraf tstof f-Verhältnis-Detektor, der Komponenten von Abgasen in dem Abgaskanal· erfaßt, um ein Ermittiungssignal· abzugeben, das einen Potentiaipegel· hat, weicher hoch bzw. niedrig wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhäitnis des Gemisches kieiner bzw. größer ais das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird, einer Ermittiungssignai-Verarbeitungsschaitung, die einen ersten Vergieicher, der zur Erzeugung einer Ausgangsspannung den Pegel· des Ermittiungssignais des Detektors mit einer Bezugsspannung vergieicht, und eine Integrierscha^ung hat, die zur Erzeugung eines ersten Steuersignais die Ausgangsspannung des ersten Vergieichers integriert, einem Steuerimpuisgeber, der im Ansprechen auf das erste Steuersignal fortdauernd Steuerimpuise erzeugt, deren Breite jeweiis zum Potentiaipegel· des ersten Steuersignais proportional· ist, und einer in dem Luftzusatzkanal· angeordneten

VI/rs

Oouische B ..'K (Münc¹ en) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (Mut..hen) KIo. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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— < ] Steuerventileinrichtung, die im Ansprechen auf die

Steuerimpulse so betätigbar ist, daß der DurchfLußquerschnitt des LuftzusatzkanaLs entsprechend einer Vergrößerung der Breite der Steuerimpulse vergrößert wird, ζ gekennzeichnet durch einen auf den unterdruck in dem

AnsaugkanaX (9) stromab der Drosselklappe (12) ansprechenden Unterdruckschalter (53), der ein Erfassungssignal abgibt, wenn der Wert des Unterdrucks in dem Ansaugkanal· stromab der Drosselklappe größer als ein vorbestimmter

IQ Wert wird, eine Speichereinrichtung (88, 90 bis 96), die auf das Erfassungs signal des Unterdruckschalters durch Speichern des Mittelwerts des Potentialpegels des Ermittlungssignals anspricht, das von dem Detektor (8) abgegeben wird, bevor der Wert des Unterdrucks in dem Ansaugkanal· stromab der Drossel·kl·appe größer al·s der vorbestimmte Wert wird, eine Umsetzeinrichtung.(89, 102, 103) zum Umsetzen des in der Speichereinrichtung gespeicherten Mittelwerts in ein entsprechendes zweites Steuersignal·, einen Steuersignalgeber (97, 98), der auf das Ermittiungssignal· des Detektors und das Erfassungssignal· des Unterdruckschalters durch Erzeugung eines dritten Steuersignais anspricht, wenn der Potentialpegel· des Ermittiungssignals des Detektors hoch wird, nachdem der Wert des Unterdrucks in dem Ansaugkanal· stromab der Drossel·kl·appe deiner als der vorbestiramte Wert wird, und eine Schaiteinrichtung (106, 107), die auf das dritte Steuersignal· aus dem Steuersignaigeber durch zeitweiiiges Ändern eines in den Steuerimpuisgeber eingegebenen Signais von dem ersten Steuersignal· auf das zweite Steuersignal anspricht, um damit zeitweilig kontinuierliche Steuerimp^se zu erzeugen, deren Breite jeweiis proportional· dem Potentiaipegel· des zweiten Steuersignais ist, wenn der Steuersignaigeber das dritte Steuersignal· erzeugt.

-Jr- DE 1182

-j

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergaser (3) eine Öffnung (51) hat, die in den Ansaugkanal (9) stromab der Drosselklappe (12) mündet, wenn diese in der Leerlaufstellung steht,

c jedoch in den Ansaugkanal stromauf der Drosselklappe mündet, wenn diese geöffnet ist, wobei der Unterdruckschalter (53) durch den an der Öffnung wirkenden Unterdruck geschaltet wird.

IQ

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine mit der Drosselklappe (12) zusammenwirkende Drosselöffnungsgrad-Steuervorrichtung (44) , die auf den an der Öffnung (51) wirkenden Unterdruck durch allmähliches Schließen der Drosselklappe in die Leerlaufstel-

•J5 lung anspricht.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselöffnungsgrad-Steuervorrichtung (44) eine mit einer Feder (48) vorgespannte Membran (45), eine Drucksteuerkammer (47), die mittels der Membran von der Außenluft getrennt ist und über eine Drosselöffnung (52) mit der Öffnung (51) verbunden ist, und einen Steuerstab (49) aufweist, der an die Membran angeschlossen ist und mit der Drosselklappe (12) in Eingriff kommt, wenn diese bis zu einem bestimmten Öffnungsgrad geschlossen wird.

5. Steuereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung (20) einen Linearmotor (55 bis 60) aufweist.

6. Steuereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergaser i(3) ein Vergaser der Ausführung mit festem Venturirohr ist und einen Primär-Lufteintrittsstutzen (9), eine in diesem

--5*"- , DE 1182

j angeordnete Primär-Drosseiklappe (12), einen Sekundär-Lufteintrittsstutzen (27} und eine in diesem angeordnete Sekundär-Drosselklappe (29) aufweist, wobei der Kraftstoffabgabekanal einen an den Primär-Lufteintrittsstutzen angeschlossenen Primär-Haupt-Kraftstoffdurchlaß (11), einen an den Primär-Lufteintrittsstutzen an einer Stelle nahe der Primär-Drosselklappe angeschlossenen Primär-Langsamlauf-Kraftstoffdurchlaß (21), einen an den Sekundär-Lufteintrittsstutzen angeschlossenen Sekundär-Haupt-

IQ Kraftstoffdurchlaß (28) und einen an den Sekundär-Lufteintrittsstutzen an einer Stelle nahe der Sekundär-Drosselklappe angeschlossenen Sekundär-Langsamlauf-Kraftstoff durchlaß (37) aufweist, der Luftzusatzkanal einen an den Primär-Haupt-Kraftstoffdurchlaß angeschlossenen

]5 ersten Kanal (19), einen an den Primär-Langsamlauf-Kraftstoffdurchlaß angeschlossenen zweiten Kanal (25), einen an den Sekundär-Haupt-Kraftstoffdurchlaß angeschlossenen dritten Kanal (35) und einen an den Sekundär-Langsamlauf -Kraf tstoffdurchlaß angeschlossenen vierten Kanal (4 0) aufweist und die Steuerventileinrichtung ein in dem ersten Kanal angeordnetes erstes Ventil (20), ein in dem zweiten Kanal angeordnetes zweites Ventil (26), ein in dem dritten Kanal angeordnetes drittes Ventil (36) und ein in dem vierten Kanal angeordnetes viertes Ventil (41) aufweist.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kanäle (19, 25, 35, 40) über ein gemeinsames Luftfilter (65) mit der Außenluft verbindbar sind.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergaser (3) ein Primär-Düsenrohr (11) und ein Sekundär-Düsenrohr (28) aufweist, in denen der Primär-Haupt-Kraftstoffdurchlaß bzw. der Sekundär-Haupt-Kraftstoffdurchlaß ausgebildet ist und die

- fr- DE 1182

mit einem Ende durch die Innenwand des Primär-Lufteintrittsstutzens (9) bzw. des Sekundär-Lufteintrittsstutzens (27) gehalten sind, wobei der erste Kanal (19) bzw. der dritte Kanal (35) an das eine Ende des

r Primär-Düsenrohrs bzw. des Sekundär-Düsenrohrs angeschlossen ist.

9. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Primär-Langsamlauf-

IQ Kraftstoffdurchlaß (21) eine Primär-Kraftstoffabgabekammer (21a) hat, die nahe der Primär-Drosselklappe (12) angeordnet ist und über eine Langsamlauf-Kraftstpfföffnung (22) sowie eine Leerlauf-Kraftstofföffnung (23) mit dem Primär-Lufteintrittsstutzen (9) verbunden ist, und der Sekundär-Langsamlauf-Kraftstoffdurchlaß (37) eine Sekundär-Kraftstoffabgabekammer (37a) hat,_ die nahe der Sekundär-Drosselklappe (29) angeordnet ist und über eine Langsamlauf-Kraftstofföffnung (38) mit dem Sekundär-Lufteintrittsstutzen (27) verbunden ist, wobei der zweite Kanal (25) bzw. der vierte Kanal (40) mit der Primär-Kraftstoffabgabekammer bzw. der Sekundär-Kraftstoffabgabekammer verbunden ist.

10. Steuereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungssignal-Verarbeitungsschaltung (71 bis 75) eine zwischen den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektor (8) und den ersten Vergleicher (73) eingesetzte Verstärkungsregelschaltung (72) aufweist.

11. Steuereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungssignal-Verarbeitungsschaltung (71 bis 75) eine Pro-, portionalschaltung (75) zur Erzeugung eines zum Ausgangssignal des ersten Vergleichers (7 3) proportionalen Aus-

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gangssignals und eine Addierschaltung (76) aufweist,

die zur Erzeugung des ersten Steuersignals die Ausgangsspannungen der Proportionalschaltung und der Integrierschaltung (74) addiert.
5

12. Steuereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Errechnung des Mittelwerts aus der Ausgangsspannung des ersten Vergleichers (73) die Speichereinrichtung 188, 90 bis

96) an denselben während der Zeitdauer angeschlossen ist, während der der Unterdruckschalter (53) kein Erfassungssignal· abgibt-

13. Steuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch

gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (88, 90 bis 96) einen Taktimpulsgenerator (96) zur Erzeugung von Taktimpulsen, einen umsteuerbaren Zähler (88) , der die Taktimpulse vorwärts bzw. rückwärts zählt, wenn der Potentialpegel des Ermittlungssignals des Luft—Kraftstoff-Verhältnis-Detektors (8) hoch bzw. niedrig wird, und ein Binär-Ausgangssignal erzeugt, das den Mittelwert darstellt, und eine erste Sperrschaltung (95) aufweist, die im Ansprechen auf das Erfassungssignal· des ünterdruckscha^ers (53) die Eingabe der Taktimpuise in den Zähier sperrt, wenn der Unterdruckscharter das Erfassungssignal· abgibt.

14. Steuereinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung (88, 90 bis 96)

eine zweite und eine dritte Sperrschaltung (90, 92 bzw. 91, 93) aufweist, die im Ansprechen auf das Binär-Ausgangssignal· und das Erfassungssignal· des ünterdruckschal·- ters (53) die Eingabe der Taktimpuise in den Zähier'' (88) sperren, wenn a^e Binarste^en des Binär-Ausgangssignais den ^Dgischen Pegel· "1" bzw. den iogischen Pegel·

, DE 1182

"O" annehmen und wenn der Potentialpegel des Ermittlungssignals des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektors (8) hoch bzw. niedrig wird.

15. Steuereinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetζeinrichtung (89, 102, 103) einen Digital-Analog-Umsetzer (89) zum Umsetzen des Binär-Ausgangssignals in das zweite Steuersignal aufweist.

16. Steuereinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzeinrichtung (89, 102, 103) einen veränderbaren Widerstand (103) zur Einstellung des Potentialpegels des zweiten Steuersignals aufweist.

17. Steuereinrichtung nach Anspruch 15 oder. 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Digital-Analog-Umsetzer

(89) ein Kettenleiter-Netzwerk ist.

18. Steuereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgeber (97, 98) einen Triggersignalgeber (97), der im Ansprechen auf das Ermittlungssignal des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Detektors (8) und das Erfassungssignal des Unterdruckschalters (53) ein Triggersignal erzeugt, wenn der Potentialpegel des Ermittlungssignals des Detektors hoch wird, nachdem der Wert des Unterdrucks im Ansaugkanal stromab der Drosselklappe kleiner als der vorbestimmte Wert wurde, und eine monostabile Kippstufe (98) auf-

weist, die bei ihrem Triggern mittels des Triggersignals das dritte Steuersignal erzeugt.

- _o DE 1182

τ

19. Steuereinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Triggersignalgeber (97) ein RS-Flipflop aufweist, das mit dem Setzeingangsanschluß an den ersten Vergleicher (73) und mit dem Rücksetz-

r eingangsanschluß an den Unterdruckschalter (53) angeschlossen ist.

20. Steuereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerimpuls-IQ geber (76 bis 79) einen Sägezahngenerator (77) sowie

einen zweiten Vergleicher (78) aufweist, der einen ersten Eingangsanschluß und einen mit dem Sägezahngenerator verbundenen zweiten Eingangsanschluß hat, wobei während der Zeitdauer, während der der Steuersignalgeber (97, ic 98) das dritte Steuersignal erzeugt, die Schalteinrichtung (106, 107) das in den ersten Eingangsanschluß des zweiten Vergleichers eingegebene Signal zeitweilig von dem ersten Steuersignal auf das zweite Steuersignal ändert.

21. Steuereinrichtung nach Anspruch 20, dadurch

gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (106, 107) einen ersten elektronischen Schalter (107), der während der Zeitdauer, während der der Steuersignalgeber (97, 98) das dritte Steuersignal erzeugt, einen Eingangsanschluß der Integrierschaltung (74) mit einem Ausgangsanschluß der Integrierschaltung verbindet, und einen zweiten elektronischen Schalter (106) aufweist, der während der Zeitdauer, während der der Steuersignalgeber das dritte Steuersignal erzeugt, die Eingabe des zweiten Steuersignals in den Steuerimpulsgeber (76 bis 79) freigibt.

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1

22. Steuereinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Steuersignal einen Potentialpegel· hat, der gieich dem 0,9-bis 1,1-fachen des Potentialpegels des Mittelwerts ist.