DE2658613A1 - Regelvorrichtung fuer das luft-brennstoff-verhaeltnis eines einer brennkraftmaschine zugefuehrten gemisches - Google Patents

Regelvorrichtung fuer das luft-brennstoff-verhaeltnis eines einer brennkraftmaschine zugefuehrten gemisches

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DE2658613A1 DE19762658613 DE2658613A DE2658613A1 DE 2658613 A1 DE2658613 A1 DE 2658613A1 DE 19762658613 DE19762658613 DE 19762658613 DE 2658613 A DE2658613 A DE 2658613A DE 2658613 A1 DE2658613 A1 DE 2658613A1
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Description

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER
D-8000 München 22 D-4800 Bielefeld
Triftstraße 4 Siekerwall 7
PG 23-76276
St/Hb
Nissan Motor Company, Limited No. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan
Regelvorrichtung für das Luft-Brennstoff-Verhältnis eines einer Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches
Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für das Luft-Brennstoff-Verhältnis eines einer Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Die Erfindung befaßt sich im einzelnen mit einem Rückkopplungs-Regelsystem zur Regelung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses, das einen Auspuffgas-Sensor zur Ermittlung eines verwirklichten Luft-Brennstoff-Verhältnisses und eine Steuerschaltung zur Erzeugung eines Steuersignals auf der Basis der Größe einer Abweichung des Ausgangssignals des Auspuffgas-Sensors von einem Vergleichssignal umfaßt.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Eingangsschaltung zur übertragung des Ausgangssignals des Auspuffgas-Sensors zu der Steuerschaltung.
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Bei der Ausschaltung einer Luftverschmutzung durch Auspuffgase einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, ist es bekannt, daß die genaue Steuerung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses eines der Brennkraftmaschine zugeführten Gemisches besonders wesentlich ist. Ein Rückkopplungs-Steuersystem, das eine der bisher vorgeschlagenen Lösungen darstellt, umfaßt einen Auspuffgas-Sensor zur Erzeugung eines Rückkopplungssignals, das für die Konzentration eines bestimmten Bestandteils (O2/ CO, CO2, HC oder NO ) der Auspuffgase repräsentativ ist und das in der Maschine verwirklichte Luft-Brennstoff-Verhältnis anzeigt. In einer Steuerschaltung dieses Steuersystems wird das Ausgangssignal des Auspuffgas-Sensors mit einem Vergleichssignal verglichen, das einem in gewünschter Weise eingestellten Luft-Brennstoff-Verhältnis entspricht.
Sodann erzeugt die Steuerschaltung ein Steuersignal zur Steuerung der Arbeitsweise einer Zubereitungseinrichtung für ein Luft-Brennstoff-Gemisch, wie etwa eines Vergasers oder eines Einspritzsystems. Die Steuerung erfolgt auf der Grundlage der Größe einer Abweichung des Ausgangssignals des Sensors von dem Vergleichssignal. Das Steuersignal ist proportional zu der Abweichung oder entspricht dem Ergebnis einer Integration der Abweichung, kann jedoch sowohl eine Proportional- als auch eine Integralkomponente umfassen. Entsprechend diesem Steuersignal werden der Brennstoffzufuhrdurchsatz und/oder der Luftzufuhrdurchsatz in der Zubereitungseinrxchtung genau geregelt, und zwar zusätzlich zu der üblichen Regelung aufgrund von Veränderungen in den Hauptfaktoren des Maschinenbetriebs, wie etwa des Öffnungsgrades einer Drosselklappe, so daß das Luft-Brennstoff-Verhältnis auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird. Der Wert des vorbestimmten Verhältnisses wird derart bestimmt, daß eine Auspuffgas-Behandlungsvorrichtung, wie etwa ein thermischer Reaktor oder ein katalytischer Konverter, die in dem Auspuffsystem angeordnet sind, mit bester Wirksamkeit arbeiten. Beispielsweise liegt das vorbestimmte Ver-
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Λ-
hältnis bei oder in der Nähe des stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnisses, wenn ein katalytischer Konverter einen Dreifach- oder Dreiwege-Katalysator enthält, der sowohl die Reduktion von Stickoxiden als auch die Oxidation von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen katalysiert.
Im allgemeinen haben übliche Auspuffgas-Sensoren eine verhältnismäßig hohe innere Impedanz, die sich mit der Temperatur ändert. Gegenwärtig ist der am meisten verwendete Auspuffgas-Sensor ein Sauerstoff-Sensor, der nach dem Konzentrationszellenprinzip arbeitet und als wesentlichen Bestandteil eine Schicht eines Sauerstoff-Ionen leitenden Festelektrolyten, beispielsweise aus Zirkonoxid mit Stabilisierungszusatz von Kalziumoxid (calcia) aufweist. Die innere Impedanz dieses Sauerstoff-Sensors liegt in der Größenordnung von 100 kΛ bei etwa 500°C, steigt jedoch auf die Größenordnung von 1 ΜΩ oder darüber bei niedrigen Temperaturen von 200° - 300°C an.
Zur genauen Abtastung des Ausgangssignals eines Auspuffgas-Sensors, der eine erhebliche Veränderung seiner inneren Impedanz erfährt, muß eine Eingangsschaltung als Teil der Steuerschaltung des obenerwähnten Regelsystems eine sehr hohe Impedanz in der Größenordnung von 10 Mi) haben.
Bei herkömmlichen Steuerschaltungen wird eine übliche Eingangsschaltung unter Verwendung eines Transistors oder eines Feldeffekttransistors als Hauptbauteil hergestellt. Die Eingangsimpedanz dieser Schaltungsart wird bestimmt durch die Impedanzcharakteristik des verwendeten Transistors, so daß sie kaum über einigen μΛ liegen kann. Es ist daher schwierig, das Ausgangssignal des Auspuffgas-Sensors genau abzutasten, wenn der Sensor einem Auspuffgasstrom mit relativ niedriger Temperatur ausgesetzt
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-A-
ist, wie es unmittelbar nach dem Anlassen der Maschine oder während eines fortgesetzten Leerlaufbetriebes der Fall ist. Aus diesem Grunde unterbricht die Regelvorrichtung für das Luft-Brennstoff-Gemisch überlicherweise ihren Betrieb, wenn die Auspuffgastemperatur nicht hoch genug ist.
Die Erfindung ist daher darauf gerichtet, eine verbesserte Luft-Brennstoff-Regelvorrichtung zu schaffen, die im wesentlichen in der beschriebenen Weise aufgebaut ist, jedoch eine Eingangsschaltung umfaßt, die von sich aus eine hohe Eingangsimpedanz aufweist und der Steuerschaltung vorgeschaltet ist, so daß das Ausgangssignal des Auspuffgas-Sensors auch dann genau abgetastet werden kann, wenn die Auspuffgastemperatur so niedrig liegt, daß die innere Impedanz des Sensors über 1 Μ.Ω liegt.
Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des HauptanSpruchs.
Ein erfindungsgemäßes Rückkopplungs-Regelsystem umfaßt eine elektrisch steuerbare Luft-Brennstoff-Zubereitungseinrichtung, einen Auspuffgas-Sensor und eine Steuerschaltung der oben beschriebenen Art. Sie ist gekennzeichnet durch eine Eingangsschaltung mit hoher Eingangsimpedanz, die der Steuerschaltung vorgeschaltet ist. Die Eingangsschaltung umfaßt einen Operationsverstärker, der mit seiner nicht-umkehrenden Eingangsklemme mit der Ausgangsklemme des Auspuffgas-Sensors verbunden ist.
Der Operationsverstärker kann mit negativer Rückkopplung derart versehen sein, daß die Eingangsschaltung eine Ausgangsspannung erzeugt, die im wesentlichen dieselbe Größe besitzt wie die Ausgangsspannung des Auspuffgas-Sensors. Wenn jedoch die negative Rückkopplung über einen Widerstand erzeugt wird und die umkehrende Eingangsklemme
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-j.
des Operationsverstärkers über einen weiteren Widerstand geerdet ist, liefert die Eingangsschaltung eine Ausgangsspannung durch Verstärkung der Ausgangsspannung des Sensors mit einem Verstärkungsgrad, der durch den Widerstand der beiden Widerstände bestimmt wird.
Die Eingangsschaltung der vorliegenden Erfindung weist im Prinzip eine unendliche Eingangsimpedanz auf. Vorzugsweise ist jedoch eine etwas geringere und veränderliche Eingangsimpedanz vorgesehen, so daß der Einfuß eines Rauschens auf die Funktion der Steuerschaltung auf ein Minimum reduziert wird. Zu diesem Zweck werden zwei oder mehrere unterschiedliche Widerstände und ein Schalter zur wahlweisen Erdung der nicht-umkehrenden Eingangsklemme des Operationsverstärkers über wenigstens einen dieser Widerstände ohne Unterbrechung der Verbindung dieser Eingangsklemme mit dem Sensor in Abhängigkeit von der Auspuffgastemperatur und damit der inneren Impedanz des Auspuffgas-Sensors verwendet.
Es ist möglich, den beschriebenen Operationsverstärker auch als Komparator zu verwenden, dessen Ausgangssignal der Differenz zwischen einer Vergleichsspannung und der Ausgangsspannung des Auspuffgas-Sensors entspricht.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung des allgemeinen Aufbaus eines erfindungsgemäßen Rückkopplungs-Regelsystems zur Steuerung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses eines einer Brennkraftmaschine zugeführten brennbaren Gemisches;
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Fig. 2 ist ein Schaltdiagramm einer Eingangsschaltung, die der Erfindung nicht entspricht;
Fig. 3 ist ein Schaltdiagramm 2ür Veranschaulichung des Grundaufbaus einer erfindungsgemäßen Eingangs schaltung;
Fig. 4 ist ein Schaltdiagramm und zeigt eine Abwandlung der Schaltung der Fig.3 zur Erzielung einer Verstärkungswirkung der Eingangsschaltung;
Fig. 5 ist ein Schaltdiagramm einer Eingangsschaltung in dem Regelsystem der Fig.1 als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
In Verbindung mit einer Brennkraftmaschine 10 gemäß Fig.1 umfaßt das erfindungsgemäße Regelsystem für das Luft-Brennstoff-Verhältnis eine elektrisch steuerbare Luft-Brennstoff-Zubereitungseinrichtung 12, wie etwa einen Vergaser oder eine Einspritzanlage, einen Auspuffgas-Sensor 16 in einer Auspuffleitung 14 der Brennkraftmaschine 10, und eine Kombination aus einer Steuerschaltung 18 und einer Eingangsschaltung 20. Der Auspuffgas-Sensor 16, üblicherweise ein Sauerstoff-Sensor in Konzentrationselementen-Bauweise mit einem Festelektrolyten, liefert ein Spannungssignal, aus dem das Luft-Brennstoff-Verhältnis eines von der Zubereitungseinrichtung 12 hergestellten Luft-Brennstoff-Gemisches ermittelt werden kann. Wie später erläutert werden soll, weist die Eingangsschaltung 20 eine ausreichend hohe Eingangsimpedanz auf, und sie ermöglicht eine genaue Abtastung des Spannungssignals des Auspuffgas-Sensors 16 und eine übertragung des abgetasteten Signals an die Steuerschaltung 18.
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In der Praxis kann die Eingangsschaltung 20 mit der Steuerschaltung 18 zusammengefaßt sein. Auf der Grundlage der Größe einer Abweichung des Spannungssignals des Auspuffgas-Sensors 16 von einer Vergleichsspannung erzeugt die Steuerschaltung 18 ein Steuersignal zur Steuerung der Zubereitungseinrichtung 12. Abgesehen von dem im folgenden beschriebenen Aufbau der Eingangsschaltung 20 unterscheidet sich das Rückkopplungs-Steuersystem nicht von dem obenerwähnten herkömmlichen System. Das Steuersystem ist üblicherweise so ausgebildet, daß es das Luft-Brennstoff-Verhältnis genau auf einen vorbestimmten Wert hält, der optimal ist für die Arbeitsweise einer Auspuffgas-Behandlungseinrichtung 22, wie etwa eines thermischen Reaktors oder eines katalytischen Konverters, der in der Auspuffleitung 14 stromabwärts des Auspuffgas-Sensors 16 angeordnet ist.
Fig.2 zeigt den Grundaufbau einer Umkehrverstärkerschaltung mit einem Operationsverstärker 24 als Hauptbauteil.
Diese Schaltung ist als Eingangsschaltung im Sinne der
vorliegenden Erfindung geeignet. Bei dieser Schaltung ist eine Eingangsklemme 26 mit der Umkehr-Eingangsklemme oder negativen Eingangsklemme des Operationsverstärkers 24
über einen Widerstand mit einem Widerstandswert R1 verbunden. Eine negative Rückkopplung wird erzielt über einen Widerstand mit einem Widerstandswert R3. Die Eingangsimpedanz dieser Schaltung stimmt mit dem Widerstand R1 überein, während der Verstärkungsfaktor proportional zu dem Widerstandsverhältnis R2/Ri ^st· Zur Erzielung eines praktikablen Verstärkungsgrades bei angemessen hoher Eingangsimpedanz muß der Widerstand R9 einen sehr großen Wert aufwei-
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sen. Beispielsweise muß R0 in der Größenordnung von 10 -
10 M .Q liegen, wenn die Eingangsimpedanz oder der Widerstand R1 10 ΜΩ betragen soll, damit er mit der hohen
Eingangsimpedanz des erwähnten Sauerstoff-Sensors übereinstimmt. Ein derartig hoher Widerstand R2 für die negative
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Rückkopplungsleitung ist unpraktisch, so daß die Schaltung der Fig.2 als Eingangsschaltung für die Steuerschaltung 18 der Fig.1 nicht geeignet ist.
Fig.3 zeigt den Grundaufbau einer nicht-umkehrenden Spannungs-Puff er schal tung, die als erfindungsgemäße Eingangsschaltung in Fig.1 dient. Diese Schaltung umfaßt einen herkömmlichen Operationsverstärker 32 als Hauptbauteil. Eine Eingangsklemme 34, an die die Ausgangsspannung des Auspuffgas-Sensors 16 gelangt, ist direkt mit der nichtumkehrenden positiven Eingangsklemme 36 des Operationsverstärkers 32 verbunden. Diese Eingangsschaltung 20 ist mit ihrer Ausgangsklemme 40 mit der Steuerschaltung 18 verbunden. Die nicht-umkehrende Eingangsklemme 36 steht nicht direkt mit einer Masseleitung 42 in Verbindung. Wie aus Fig.3 hervorgeht, weist die Schaltung eine unendlich hohe Eingangsimpedanz auf, so daß sie zur Verwendung als Eingangsschaltung 20 gemäß Fig.1 sehr geeignet ist. Der Ausgang dieser Schaltung liegt etwa auf demselben Niveau wie der Eingang, das heißt der Ausgang des Auspuffgas-Sensors 16. Diese Schaltung dient lediglich als Impedanzwandler.
Die nicht-umkehrende Verstärkungsschaltung gemäß Fig.4 kann ebenfalls als Eingangsschaltung 20 im Sinne der Erfindung verwendet werden. Die Eingangsklemme 34 dieser Schaltung ist direkt mit der nicht-umkehrenden, positiven Eingangsklemme 36 des Operationsverstärkers 32 verbunden. Eine negative Rückkopplung des Operationsverstärkers 32 wird erzielt über einen Widerstand 46 mit einem Widerstandswert R4. Die umkehrende, negative Eingangsklemms 38 des Operationsverstärkers 32 ist mit der Masseleitung 42 über einen Widerstand 44 verbunden, der einen Widerstandswert R3 aufweist. Diese Schaltung wirkt als Verstärker mit einem Verstärkungsfaktor, der durch das Widerstandsverhältnis (R + R4)/R bestimmt wird.
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- 9 - MS.
Fig.5 zeigt eine praktische Eingangsschaltung 20 auf der Grundlage der Schaltung der Fig.4 als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Die Ausgangsklemme des Auspuffgas-Sensors 16 ist mit der nicht-umkehrenden Eingangsklemme 36 des Operationsverstärkers 32 über eine Eingangsleitung 37 verbunden. Die Ausgangsklemme 40 der Eingangsschaltung 20 steht mit der Steuerschaltung 18 gemäß Fig. 1 in Verbindung. Die Eingangsleitung 37 ist über einen Widerstand 48 mit einem Widerstandswert R_ von beispielsweise 10 M Λ mit Masse verbunden. Eine weitere Masseleitung, die in Reihe einen Widerstand 50 mit einem Widerstandswert Rg von beispielsweise 1 μΛ, der unter dem Widerstandswert R5 liegt, und einen normal-offenen Schalter 52 enthält, ist mit der Eingangsleitung 37 parallel zu der den Widerstand 48 einschließenden Masseleitung verbunden. Der Schalter 52 wird automatisch geschlossen, wenn die Auspuff gastempera-cur oberhalb eines vorbestimmten Wertes liegt. Beispielsweise wird diese Funktion des Schalters 52 unter Verwendung von zwei Kontakten und einem nicht gezeigten Relais verwirklicht, das durch ein Stromsignal gesteuert wird, das entsprechend einer Änderung der Maschinentemperatur erzeugt wird.
Die beiden Masseleitungen mit den Widerständen R- und Rg sind mit der nicht-umkehrenden Eingangsklemme 36 verbunden, so daß die Eingangsschaltung 20 eine Eingangsimpedanz geeigneter Höhe aufweist. Wenn diese Masseleitungen nicht vorgesehen sind, wie es in der Schaltung der Fig.4 der Fall ist, weist die Eingangsschaltung 20 eine praktisch unendliche Eingangsimpedanz auf, so daß sie der Gefahr ausgesetzt ist, ein Rauschen aufzunehmen. Die Werte der Widerstände R5 und Rß werden bestimmt auf der Basis der Temperaturabhängigkeit der inneren Impedanz des Auspuffgas-Sensors 16. Die Eingangsimpedanz der Eingangsschaltung 20 stimmt mit dem hohen Widerstand R- überein, wenn
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die Auspuffgastemperatur unterhalb der vorbestimmten Temperatur liegt und die innere Impedanz des Auspuffgas-Sensors 16 sehr hoch ist. Wenn die Auspuffgastemperatur oberhalb des vorbestimmten Wertes liegt und der Auspuffgas-Sensor 16 eine relativ niedrige innere Impedanz aufweist, die sich beispielsweise in der Größenordnung von
10 kil befindet, nimmt die Eingangsimpedanz der Eingangsschaltung 20 einen niedrigeren Wert an, der sich aus der Formel (R5 . Rg)/(R5 + Rg) ergibt, wenn der Schalter 52 geschlossen ist. Dieser Wert liegt etwa bei 1 UfX , wenn R5 10 ΜΛ und Rg 1 MjQ beträgt. Der Operationsverstärker 32 ermöglicht daher einen wirksamen Schutz gegen das Eindringen von Rauschen.
Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, kann die erfindungsgemäße Eingangsschaltung von sich aus eine sehr hohe Eingangsimpedanz für die Steuerschaltung 18 erzeugen, so daß das Ausgangssignal des Auspuffgas-Sensors 16 auch dann genau übertragen wird, wenn die Auspuffgastemperatur niedrig ist. Folglich kann die Steuerschaltung auch unter Kaltstartbedingungen der Brennkraftmaschine oder bei fortgesetztem Leerlauf in Betrieb gehalten werden, ohne daß die Gefahr einer Fehlfunktion besteht. Außerdem kann die Eingangsimpedanz der Eingangsschaltung 20 wahlweise zwei oder mehrere Werte annehmen, so daß die beste Übereinstimmung mit einer veränderlichen inneren Impedanz des Auspuffgas-Sensors 16 erzielt werden kann. Dies geschieht mit Hilfe einer Anzahl von Widerständen, die beispielsweise als Widerstände 48 und 50 in Fig.5 dargestellt sind, und einer Schalteinrichtung, so daß die Steuerschaltung 18 gegen Fehlfunktionen aufgrund der Aufnahme von Geräuschen geschützt ist.
Es ist möglich, den Operationsverstärker 32 in der in Fig. 3 gezeigten Weise zur Herstellung der Eingangsschaltung 20 zu verwenden, wenn der Operationsverstärker 32 nicht
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als Spannungsverstärker oder Komparator verwendet werden soll.
Der Operationsverstärker 32 in der Schaltung der Fig.5 dient zugleich als Abweichungs - Abtastschaltung.
Wenn eine Vergleichsspannung an die umkehrende oder negative Eingangsklemme 38 des Operationsverstärkers 32 durch eine Leitung 39 gelangt, entspricht die Ausgangsspannung an der Ausgangsklemme 40 der Eingangsschaltung 20 der Differenz zwischen der Vergleichsspannung und der Ausgangsspannung des Sensors 16. Im dargestellten Falle umfaßt der Zufuhrabschnitt für die Vergleichsspannung in der Eingangsschaltung 20 eine Temperatur-Kompensationsschaltung aus einem Transistor 54, einer Zener-Diode 56, einem Widerstand 58, über den der Emitter des Transistors 54 mit der Leitung 39 verbunden ist, eine Leitung parallel zu dem Widerstand 58, die eine Diode 60 einschließt und mit dem Transistor 54 über einen weiteren Widerstand 62 verbunden ist, und einen Thermistor 64, über den der Verbindungspunkt zwischen der Diode 60 und dem Widerstand 58 an Masse ge- ° schaltet ist. Der Thermistor 64 dient als Sensor zum Abtasten der Maschinentemperatur, beispielsweise über die Temperatur des Kühlwassers. Eine positive Spannung V gelangt
CC
an den Kollektor des Transistors 54. Die übertragung dieser Spannung V an die Basis des Transistors 54 über zwei in
CC
Reihe verbundene Widerstände 55 wird gesteuert durch die Zener-Diode 56, die mit dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 55 verbunden und andererseits an Masse geschaltet ist. Der Transistor 54 und die Zener-Diode 56 bilden eine Konstantstromschaltung, die einen konstanten Strom dem übrigen Bereich der Temperatur-Kompensationsschaltung, der die Widerstände 58 und 62, die Diode 60 und den Thermistor 64 einschließt, zuführt.
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-WT-
•/6.
Die Leitung 39 ist über zwei in Reihe geschaltete Widerstände 66 und 68 an Masse geschaltet. Der Widerstand 58 und die parallele Leitung, die die Diode 60 und den Widerstand 62 einschließt, sind mit der Leitung 39 in dem Verbindungspunkt zwischen den beiden Widerständen 66 und 68 verbunden. Da der Widerstand des Thermistors 64 mit der Maschinentemperatur veränderlich ist, ändert sich die Spannung am Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 62 und dem Thermistor 64 mit der Maschinentemperatur. Die höhere dieser Spannungen und eine weitere Spannung an dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 58 und der Diode 60 gelangt an den Verbindungspunkt zwischen den Widerständen 66 und 68 und bestimmt die Vergleichsspannung am Eingang der umkehrenden Eingangsklemme des Operationsverstärkers 32. Folglich bleibt die Vergleichsspannung konstant, während die erstere Spannung niedriger als die letztere ist, ändert sich jedoch kontinuierlich in Abhängigkeit von der Maschinentemperatur, wenn die umgekehrte Spannungsbeziehung besteht.
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Leerseite

Claims (1)

  1. R MEER-MÜLLER-STEINMEISTER
    Patentansprüche
    Regelvorrichtung für das Luft-Brennstoff-Verhältnis eines einer Brennkraftmaschine zugeführten
    Gemisches in der Form einer Rückkopplungs-Regelvorrichtung mit einer elektrisch steuerbaren Luft-Brennstoff-Zubereitungseinrichtung, einem Auspuffgas-Sensor in der Auspuffleitung der Brennkraftmaschine, der eine Ausgangsspannung entsprechend der Konzentration eines bestimmten Bestandteils der Auspuffgase als Angabe über das in der Maschine erzielte Luft-Brennstoff-Verhältnis liefert, und einer Steuerschaltung, die ein Steuersignal an die Zubereitungseinrichtung auf der Basis einer Abweichung der Ausgangsspannung des Auspuffgas-Sensors von einer Vergleichsspannung abgibt, gekennzeichnet durch eine Eingangsschaltung (20), die der Steuerschaltung (18) vorgeschaltet ist und einen Operationsverstärker (32) umfaßt, der mit seiner nicht-umkehrenden Eingangsklemme (36) mit der Ausgangsklemme des Auspuffgas-Sensors (16) verbunden ist, wobei die Eingangsschaltung (20)eine Eingangsimpedanz aufweist, die auch dann ausreichend hoch zur Anpassung an die innere Impedanz des Auspuffgas-Sensors (16) ist, wenn sich dessen innere Impedanz mit der Auspuffgastemperatur ändert.
    2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß' der Operationsverstärker (32) eine negative Rückkopplung aufweist, die derart ausgelegt ist, daß die Eingangsschaltung (20) eine Ausgangsspannung liefert, die im wesentlichen der Größe der Ausgangsspannung des Auspuffgas-Sensors (16) entspricht.
    709827/0315 ongjnal inspected
    Λ.
    3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Operationsverstärker (32) eine negative Rückkopplung über einen ersten Widerstand (46) aufweist und daß die umkehrende Eingangsklemme (38) über einen zweiten Widerstand (44) an Masse geschaltet ist, wobei die Eingangsschaltung (20) eine Ausgangsspannung durch Verstärkung der Ausgangsspannung des Auspuffgas-Sensors (16) mit einem Verstärkungsfaktor liefert, der durch die Widerstände (44,46) bestimmt wird.
    4. Regelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsschaltung (20) zwei unterschiedliche Widerstände (48,50) sowie einen Schalter (52) aufweist, durch die die Eingangsleitung (37) auf Masse schaltbar ist, die die nicht-umkehrende Eingangsklemme (36) mit der Ausgangsklemme des Auspuffgas-Sensors (16) verbindet, und daß die Masseschaltung über wenigstens einen der Widerstände (48,50) in Abhängigkeit von der Auspuffgastemperatur steuerbar ist.
    5. Regelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Schalter (52) derart in Abhängigkeit von der Maschinentemperatur steuerbar ist, daß die Eingangsleitung (37) über einen der Widerstände (48) mit höherem Widerstandswert an Masse schaltbar ist, wenn die Maschinentemperatur unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, anderenfalls dagegen die Eingangsleitung (37) über beide Widerstände (48,50) mit Masse verbindet .
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    Regelvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Widerstandswerte der beiden Widerstände (48,50) bei etwa-1 MO und etwa 10 M Λ liegen, und daß die innere Impedanz des Auspuffgas-Sensors in dem Bereich
    — 1 1
    von 10 -10 MQ variabel ist.
    7. Regelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei weitere, in Reihe geschaltete Widerstände (66,68), die die umkehrende Eingangsklemme (38) des Operationsverstärkers (42) mit Masse verbinden und bewirken, daß die Ausgangsspannung der Eingangsschaltung (20) der Differenz zwischen der Ausgangsspannung des Auspuffgas-Sensors (16) und einer Vergleichsspannung entspricht, die durch die am Verbindungspunkt zwischen diesen Widerständen herrschende Spannung gebildet wird.
    8. Regelvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Eingangsschaltung einen weiteren Widerstand (58) umfaßt, über den der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen (66,68) mit einer Konstantstromquelle verbunden ist, daß eine Leitung parallel zu dem Widerstand (58) geschaltet ist, die in Reihe einen weiteren Widerstand (62) und eine Diode (60) enthält, daß ein Thermistor (64) mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand (62) und der Diode (60) in Verbindung steht, dessen Widerstand entsprechend der Maschinentemperatur regelbar ist, und daß die Schaltung derart ausgelegt ist, daß die höhere Spannung einer Spannung an dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand (58) und der Diode (60) und einer weiteren Spannung am Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand (62) und dem Thermistor
    7098 2 7/0315
    (64) an den Verbindungspunkt zwischen den Widerständen (66,68) gelangt.
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DE19762658613 1975-12-25 1976-12-23 Regelvorrichtung fuer das luft-brennstoff-verhaeltnis eines einer brennkraftmaschine zugefuehrten gemisches Withdrawn DE2658613A1 (de)

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