DE2252185C2

DE2252185C2 - Schaltungsanordnung zur Umformung und Auswertung des Ausgangssignales eines Sauerstoffmeßfühlers bei einer Einrichtung zur Abgasentgiftung von Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2252185C2
Application number: DE2252185A
Authority: DE
Inventors: Harald 7141 Schwieberdingen Kizler; Wolf Wessel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-10-25
Filing date: 1972-10-25
Publication date: 1983-12-01
Also published as: DE2252185A1; JPS4977688A; GB1443026A; US3898486A

Description

die über dem Spannungsteiler aus den Widerständen 11 und 12 liegende Spannung sehr genau ist, so daß der Schwellwert des Schwellwertschalters 10 genau bestimmt isL Ober den Emitterfolger 16, Xl wird die Ausgangsspannung des Sauerstoff-Meßfühlers 18 abgenommen, wobei sich die Emitter-Basis-Spannung des Transistors zu dem Ausgangssignal des Sauerstoff-Meßfühlers addiert. Um den Einfluß dieser temperaturabhängigen Spannung Ueb zu kompensieren, wird in an sich bekannter Weise der Transistor 20 verwendet Dabei sind die Emitterwiderstände 17 bzw. 19 der Transistoren 16 bzw. 20 so zu bemessen, daß der Widerstandswert der beiden Widerstände gleich ist Damit ist das Eingangssignal des Schwellwertschalters 10 weitgehend unabhängig von Temperaturschwankun- '5 gen. Soll der Schwellwertschalter bei einer bestimmten Ausgangsspannung des Sauerstoff-Meßfühlers von einem Schaltzustand in den anderen umschalten, so wird mit Hilfe des Widerstandes 11 für diese Ausgangsspannung die Differenzspannung zwischen den beiden Eingängen des Schwellwertschalters auf 0 Volt abgeglichen. Erhöht sich die Sondenspannung über diese

20 Schwelle hinaus, so ergibt sich eine negative Differenzspannung und der Schwellwertschalter schaltet in seinen ersten Schaltzustand. Sinkt dagegen die Ausgangsspannung des Sauerstoff-Meßfühlers 18 unter den eingestellten Schwellwert, so ergibt sich eine positive Differenzspannung und der Schwellwertschalter schaltet in seinen zweiten Schaltzustand. Am Ausgang des Schwellwertschalters 10 kann so bei großem Spannungshub festgestellt werden, ob die Ausgangsspannung des Sauerstoff-Meßfühlers 18 oberhalb oder unterhalb der gewünschten Schaltschwelle liegt. Dieses eindeutige Schaltsignal kann in einer elektrischen Regeleinrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches weiter verarbeitet werden.

Besonders vorteilhaft bei der in der Figur dargestellten Schaltung ist, daß als Schwellwertschalter ein Verstärker mit geringen Anforderungen an die Eingangsgleichtaktunterdrückung verwendet werden kann, da der Vergleichspunkt, nämlich der Anschluß des Verstärkers, an dem Verbindungspunkt der Widerstände 11 und 12 auf einem stabilisierten Potential liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Slstet Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Umformung und Auswertung des Ausgangssignales eines im Abgasstrom einer Brennkraftmaschine angeordneten Sauerstoffmeßfühlers, dem ein mit einer Regeleinrichtung für das Kraftstoff-Luft-Gemisch einer Brennkraftmaschine verbundener Schwellwertschalter nachgeschaltet ist, dessen Referenzsignaleingang mit einer Referenzspannungsquelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffmeßfühler (18) an Masse und an die Basis eines Transistors (16) gelegt ist, zu dessen Emitter-Kollektor-Strecke in Reihe die Kollektor-Emitter-Strecke eines komplementären Transistors (20) geschaltet ist, daß der Spannungseingang des Schwellwertschalters (10) mit einem Spannungsabgriff zwischen beiden Transistoren verbunden ist und daß der Basis-Steuereingang des komplementären Transistors (20) und der Referenzspannungseingang des Schwellwertschalters (10) von einer gemeinsamen mittels einer Zenerdiode (15) stabilisierten Spannungsquelle versorgt werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der Lastwiderstände (17, 19) des Transistors (16) und des komplementären Transistors (20) gleich groß sind, und daß der Verbindungspunkt der Lastwiderstände (17, 19) den Spannungsabgriff darstellt.

Die Erfindung geht von einer Schaltungsanordnung nach der Gattung des Hauptanspruchs aus.

Für die Massenregelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches von Brennkraftmaschinen werden zur Erfassung des Sauerstoff-Restgehaltes im Abgas Sauerstoff-Meßfühler im Auspuffsystem der Brennkraftmaschine angeordnet, mit deren Hilfe ein Signal für eine Regeleinrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches gewonnen wird.

Durch eine solche Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches wird das Kraftstoff-Luft-Verhältnis auf einen Wert eingeregelt, bei dem der Schadstoffgehalt in den Abgasen sehr gering ist. Durch die DE-OS 21 16 097 ist eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art bekannt, mit der eine gewünschte Luftzahl Lambda des Kraftstoff-Luft-Gemisches zur Reduzierung der Schadstoffe im Abgas eingeregelt wird. Bei dieser bekannten Einrichtung wird die Sauerstoffsonde direkt und nur unter Zwischenschaltung eines Tiefpasses zur Ausschaltung von zu großen Schwankungen des Ausgangssignals der Sauerstoffmeßsonde infolge von Inhomogenitäten der Abgase mit dem Schwellwertschalter verbunden. Der Referenzeingang des Schwellwertschalters der bekannten Einrichtung wird von einer gesonderten Spannungsquelle versorgt. Diese Einschaltungsanordnung weist unterschiedliche Bezugspotentiale auf, das heißt, die Sauerstoffmeßsonde liegt einseitig an der Fahrzeugmasse, indem sie mit ihrem Gehäuse mit dem abgasführenden Rohr der Brennkraftmaschine verbunden ist und die Referenzspannungsquelle liegt einseitig an positiver Spannung. Zur Realisierung einer Schaltungsanordnung, mit der das Kraftstoff-Luft-Gemisch einer Brennkraftmaschine zur Reduzierung der Schadstoffe im Abgas geregelt werden kann, ist es erforderlich, daß diese Schaltungsanordnungen beson-

ders robust und einfach im Aufbau sind, sich im rauhen Betrieb eines Kraftfahrzeugs bewähren und so aufgebaut sind, daß Temperatureinflüsse, die sich insbesondere im Kraftfahrzeug besonders stark bemerkbar machen, weitgehend kompensiert sind Bei der bekannten Einrichtung können sich solche Temperatureinflüsse erheblich auf das Regelergebnis auswirken.

Durch die US-PS 35 66 293 ist weiterhin ein Vorschlag bekannt, bei dem bei Schaltkreisen eine Temperaturkompensation vorgenommen wird Im Speziellen handelt es sich dort um einen Transistorverstärker, bei dem zur Temperaturkompensation eine bzw. zwei Dioden D effektiv zwischen Basis und Emitterstrecke des Verstärkers geschaltet sind, um eine Basissteuerspannung des Transistorverstärkers konstant zu haltea Weiterhin ist zur Stabilisierung der Steuerspannung bei dieser bekannten Einrichtung ein relativ großer Widerstand notwendig, über den die Basisspannungsversorgung des Transistorverstärkers erfolgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zur Auswertung des Ausgangssignals eines Sauerstoffmeßfühlers zu schaffen, die einfach im Aufbau ist und mit hoher Genauigkeit Temperatureinflüsse auf das einer nachgeschalteten Regeleinrichtung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Gemisches einer Brennkraftmaschine zugeführten Steuersignals auszuschalten und ein sehr genaues Regelergebnis auch bei stark wechselnden Umweltbedingungen beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges zu gewährleisten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus der Zeichnung, die den Stromlaufplan einer Schaltungsanordnung zur Umformung und Auswertung des Ausgangssignales eines Sauerstoff-Meßfühlers zeigt.

In der Zeichnung ist ein Schwellwertschalter 10 dargestellt, an dessen einen Eingang der Abgriff eines Spannungsteilers aus Widerständen 11 und 12 angeschlossen ist. Mit Hilfe dieses Spannungsteilers, d. h. durch Einstellung des Widerstandes 11, kann der Schwellwert des Schwellwertschalters 10 verändert werden. Der Spannungsteiler aus den Widerständen 11 und 12 ist dabei zwischen eine gemeinsame Minusleitung 13 und eine Zuführungsleitung 14 geschaltet, zwischen die eine Zenerdiode 15 zur Erzeugung einer Referenzspannung U_Kr geschaltet ist. An den zweiten Eingang des Schwellwertschalters ist ein Emitterfolger mit einem Transistor 16 und einem Emitterwiderstand 17 angeschlossen, wobei der Kollektor des Transistors 16 mit der gemeinsamen Minusleitung 13 Verbindung hat. Die Basis des Transistors 16 ist mit einem Sauerstoff-Meßfühler 18 verbunden. Der andere Anschluß des Sauerstoff-Meßfühlers 18 hat mit der gemeinsamen Minusversorgungsleitung 13 Verbindung. Mit dem zweiten Eingang des Schwellwertschalters 10 ist weiterhin über einen Emitterwiderstand 19 der Emitter eines Transistors 20 angeschlossen, dessen Kollektor mit einer gemeinsamen Pluszuleitung 21 und dessen Basis mit der Kathode der Zenerdiode Verbindung hat. Außerdem ist mit der Basis des Transistors 20 ein einseitig an die gemeinsame Pluszuleitung 21 angeschlossener Widerstand 22 verbunden.

Bei dieser Schaltungsanordnung wird mit Hilfe der Zenerdiode 15 eine Referenzspannung erzeugt, so daß