DE2819799A1

DE2819799A1 - Vorrichtung zur kraftstoffversorgung einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2819799A1
Application number: DE19782819799
Authority: DE
Inventors: Philippe Bauer; Jean Lamy; Bernard Martel
Original assignee: Societe Industrielle de Brevets et dEtudes SIBE
Current assignee: Societe Industrielle de Brevets et dEtudes SIBE
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1978-05-05
Publication date: 1979-07-12
Also published as: GB1605062A; JPS5493718A; GB1605061A

Description

Vorrichtung zur Kraftstoffversorgung einer Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Versorgung einer Brennkraftmaschine, insbesondere eine Vergaservorrichtung mit wenigstens einem Kraftstoff-oder Luftversorgungskreis, der mit einem Magnetventil zum Regeln des Durchsatzes versehen ist, das über eine elektronische Regelschaltung mit geschlossenem Regelkreis angesteuert wird, die ein Eingangssignal von einem Meßfühler empfängt, der an der Abgasleitung des Motors angeordnet ist, und mit einer Einrichtung zum Öffnen des Regelkreises für bestimmte Betriebszustände des Motors. Das Magnetventil kann natürlich auch ein elektromagnetisches Ventil mit zwei Stellungen, nämlich einer geschlossenen und einer geöffneten Stellung sein.

Es sind Vorrichtungen der oben genannten Art bekannt, bei denen die elektronische Regelschaltung dazu vorgesehen ist, damit das dem Motor gelieferte Kraftstoff-Luftgemisch während der Arbeitsweise mit geschlossenem Regelkreis genau auf dem stöchiometrischen Verhältnis bleibt. Diese Schaltungen verwenden im allgemeinen als Meßfühler einen Sauerstofffühler, die sogenannte Ji -Sonde, die in Kontakt mit dem Abgas des Motors angeordnet ist und die ein Signal liefert, dessen Spannung sich beim Übergang des Anreicherungsgrades von einem Wert etwas unter dem stöchiometrischen Verhältnis auf einen Wert etwas über dem stöchiometrischen Verhältnis abrupt ändert.

Es ist bekannt, daß es nicht möglich ist, die Maschine eines Kraftfahrzeugs mit einem stöchiometrischen Gemisch während aller ,Betriebszustände richtig arbeiten zu lassen. Während ein stöchiometrischer Anreicherungsgrad richtig ist, während

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die Maschine warmgelaufen ist und mit einer konstanten Drehzahl "bei einer mittleren Last läuft, sollte im Gegensatz dazu der Anreicherungsgrad bei bestimmten Betriebszuständen beispielsweise dann zunehmen, wenn die Maschine nach ,dem Anlassen kalt läuft, wenn sie unter Vollast läuft, und wenn sie beschleunigt wird. Diese Anreicherung wird bei den oben beschriebenen Vorrichtungen dadurch erhalten, daß der Regelkreis unterbrochen wird, so daß die Arbeitsweise die einer herkömmlichen Vergaservorrichtung wird.

Diese Lösung ist durchaus nicht zufriedenstellend. Wenn bei den bekannten Vorrichtungen von der Arbeitsweise mit geschlossenem Regelkreis auf die Arbeitsweise mit offenem Regelkreis übergegangen wird, geht augenblicklich die automatische Korrektur verloren, die die Vorrichtung nach demselben Arbeitsprinzips in die Arbeitsweise im geschlossenen Regelkreis bringt. Es ist auch bekannt, daß der optimale Anreicherungsgrad des Gemisches von den Arbeitsparametern der Maschine, insbesonsere von ihrer Temperatur, jedoch auch in geringerem Maße von äußeren Einflußfaktoren, wie der Umgebungstemperatur, und dem Atmsophärendruck abhängt.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Vergaservorrichtung der oben beschriebenen Art geliefert, bei der jedoch die aus dem Übergang der Arbeitsweise mit geschlossenem Regelkreis auf die Arbeitsweise mit offenem Regelkreis resultierenden Mängel wenigstens in stärkerem Maße beseitigt sind.

Dazu umfaßt erfindungsgemäß die elektronische Schaltung eine Einrichtung zum Steuern des Magnetventils in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter der Maschine, beispielsweise der Temperatur, wenn die Arbeitsweise die der Regelung mit offenem Regelkreis ist.

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Es wird auch ein annehmbarer Kompromiß zwischen den in gewissem Maße widersprechenden Bedingungen, dem Fahrkomfort und einer minimalen Umweltverschmutzung durch das Abgas erhalten.

Die elektronische Schaltung ist beispielsweise so ausgebildet, daß sie mit offenem Regelkreis immer dann arbeitet, wenn die Temperatur der Maschine unter einem ersten vorbestimmten Wert liegt, wenn die Maschine beschleunigt wird oder unter Vollast läuft während die Temperatur der Maschine zwischen dem genannten ersten Wert und einem zweiten vorbestimmten Wert liegt und nur bei Vollast der Maschine, wenn die Temperatur der Maschine über dem zweiten bestimmten Wert liegt.

Wenn Interesse besteht, Ventile zu verwenden, die entweder vollständig geöffnet oder geschlossen sind, erfolgt im allgemeinen die Regelung des Durchsatzes des der Maschine gelieferten Kraftstoffes über eine Änderung des zyklischen Öffnungsverhältnisses.

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Unter diesen Umständen kann die Korrektur beim Übergang von der Arbeitsweise mit geschlossenem Regelkreis auf die Arbeitsweise mit offenem Regelkreis, die immer einer Erhöhung des zyklischen Öffnungsverhältnisses des Magnetventils entspricht, durch eine Vergrößerung des Tastverhältnisses um einen Wert In Abhängigkeit vom Betriebsparameter der Maschine, beispielsweise durch eine Multiplikation mit einem Faktor, erfolgen, der eine Funktion eben dieses Parameters ist.

Die Speicherung des Regelwertes während des Betriebs mit geschlossenem Regelkreis kann einzig und allein ab einer bestimmten Last der Maschine erfolgen.

Es läßt sich ein ruckartiges Arbeiten verhindern, bei dem die Regelschaltung mit geschlossenem Regelkreis gezwungen wird, andauernd in eine Regelschaltung mit offenem Regelkreis überzugehen, wenn letztere die Arbeitsweise steuert.

In bestimmten Fällen kann die Vergaservorrichtung ein einziges elektromagnetisches Ventil aufweisen, das im Hauptkraftstoffversorgungskreis gegebenenfalls parallel zu einer geeichten Bohrung mit permanentem Durchlaß angeordnet ist. Vorzugsweise ist Jedoch wenigstens'ein zweites elektromagnetisches Ventil vorgesehen, das in gleichen Zeiten wie das erste angesteuert

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wird und sich im Drosselkreis der Maschine befindet.

Zu den beiden Ventilen können noch andere Ventile, insbesondere ein Ventil für die Nebenluftversorgung der Maschine, hinzutreten.

Es. werden im allgemeinen Magnetventile verwandt, die sich öffnen, wenn sie nicht erregt sind. Um eine Arbeitsweise zu vermeiden, bei der nach der Unterbrechung des Kontaktes eine Selbsterregung auftritt, ist es zweckmäßig, eine Unterdrückungssehaltung vorzusehen, die die Magnetventile während einer bestimmten Zeitdauer ab der Öffnung des Kontaktes geschlossen hält.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt in einem Grundschaltbild die Versorgungsleitung eines Vergasers und seine Verbindungen mit den verschiedenen Magnetventilen, die von elektromagnetischen Ventilen gebildet sind, und den Meßfühlern der Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt schematisch den Verlauf des Anreicherungsgrades als Funktion der Temperatur bei der Arbeitsweise mit geschlossenem Regelkreis und bei der Arbeitsweise mit offenem Regelkreis in einem speziellen Fall.

Fig. 3 zeigt in einer Grundübersicht die Funktion der verschiedenen Bauelemente der elektrischen Schaltung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 3a zeigt eine Einzelheit der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung.

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Fig. 4 zeigt detailliert ein bestimmtes Ausführungs-"beispiel der verschiedenen Bauteile von Fig. 3 auf zwei Schaltplatten, die dem linken und dem rechten Teil (G und D) der Darstellung von Fig.3 entsprechen.

Fig. 4a und b zeigen Einzelheiten der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung.

Fig. 5 zeigt den Verlauf der Signale, die an den verschiedenen Punkten der in Fig.' 4 dargestellten Vorrichtung während der Arbeitsweise mit geschlossenem Regelkreis auftreten.

Fig. 6 die Fig. 5 ähnlich ist, entspricht der Arbeitsweise bei einer Beschleunigung und bei einer Verzögerung.

Fig. 7 die Fig. 5 ähnlich ist, entspricht der Arbeitsweise mit offenem Regelkreis.

Fig. 8 und 9 zeigen den Verlauf der Signale, die an den verschiedenen Stellen der in den Fig. 4a und 4b dargestellten Vorrichtung jeweils beim Warmlaufen der Maschine nach dem Anlassen der kalten Maschine und im Falle eines Kurzschlusses auftreten.

Fig. 10 zeigt ähnlich wie Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel.

Fig. 11 zeigt den Aufbau eines Speichers, der bei der in Fig. 10 dargestellten Vorrichtung verwandt wird.

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Bevor im folgenden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden, ist es zweckmäßig, die Funktionen anzugeben, die eine bestimmte Version ausführt.

Dazu wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die eine Kurve zeigt, die den Verlauf des Anreicherungsgrades R des Kraftstoff-Luftgemisches, das der Maschine geliefert wird, in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Betriebszustand der Maschine wiedergibt.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung mit geschlossenem Regelkreis wird gewöhnlich durch die Linie A wiedergegeben, die einem bestimmten Anreicherungsgrad entspricht, der als Einheitswert angenommen werden kann, und zwar von der kleinsten Betriebstemperatur der Maschine von beispielsweise -50⁰C bis zur höchsten zulässigen Arbeitstemperatür. Die Vorrichtung kann so ausgebildet sein, daß für gegebene Werte eines Betriebsparameters der Maschine die Arbeitsweise des geschlossenen Regelkreises durch eine Linie A¹ wiedergegeben wird, die einem etwas geringeren Anreicherungsgrad als dem durch die Linie A angezeigten Anreicherungsgrad entspricht.

Die Arbeitsweise bei offenem Regelkreis ist so ausgebildet, daß im Idealfall ein Anreicherungsgrad R geliefert wird, der eine Punktion der Temperatur 0 ist und durch die Kurve B wiedergegeben wird. Tatsächlich kann die Vorrichtung so ausgelegt sein, daß sich die Kurve B etwas verformt, wenn sich einer oder mehrere andere Betriebsparameter der Maschine als die Temperatur ändern, um beispielsweise der Geschwindigkeit Rechnung zu tragen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung so ausgelegt, daß im Falle eines Betriebs bei einer Temperatur unter einem Wert O₁ von beispielsweise 20⁰C die Arbeitsweise mit offenem Regelkreis zwangsweise eintritt,

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wie sie durch eine Doppellinie für den Teil der Kurve B vom Ursprungspunkt bis zum Punkt O^ dargestellt ist, daß im Temperaturbereich zwischen Q^ und einem zweiten Wert Q₂ von beispielsweise 65°C die Arbeitsweise mit offenem Regelkreis einzig und allein beim Erhöhen der Drehzahl oder beim Lauf mit Vollast und vollständig geöffneter Drossel des Vergasers auftritt, wobei beispielsweise auf der Kurve B zwei aufeinanderfolgende Kurvenstücke in Doppellinie gezeichnet sind, von denen beispielsweise das erste einer Beschleunigungsperiode und das zweite einer Periode mit Vollast entsprechen kann, während die Maschine dabei ist, sich von der Temperatur Q^ auf die Temperatur θ₂ zu erwärmen, und daß dann, wenn die Maschine die Temperatur G₂ überschritten hat, es nur einen Fall des Laufes mit Vollast gibt, der wiederum von einem Doppelkurvenstück wiedergegeben wird, wo ein Übergang der Arbeitsweise zum offenen Regelkreis auftritt.

Wenn das elektromagnetische Ventil oder die elektromagnetischen Ventile,mit denen die Vergaservorrichtung versehen ist, durch die Rechteckstromimpulse geöffnet werden, die ein veränderliches Tastverhältnis haben, wird dieses Tastverhältnis automatisch durch eine elektronische Schaltung nachgestellt, um einen vorbestimmten Anreicherungsgrad, der gleich dem Einheitswert oder annähernd dem Einheitswert ist, beizubehalten.Der Übergang auf den offenen Regelkreis erfolgt dann von diesem Tastverhältnis ausgehend durch die Anwendung eines Korrekturfaktors Δ ₁, der ein additiver Faktor oder ein multiplikativer Faktor oder ein noch ein komplizierterer Faktor sein kann.

Das folgende Beispiel soll die Art des Übergangs besser deutlich machen. Angenommen, daß zu einem gegebenen Zeitpunkt der Einheitsanreicherungsgrad bei einem zyklischen Öffnungsverhältnis der Magnetventile von 0,56 erhalten wird, so wird dieser Wert gespeichert. Wenn zu einem Zeitpunkt, an dem die Temperatur der Maschine Q^ beträgt, beispielsweise als Folge einer

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Beschleunigung auf den offenen Regelkreis tibergegangen wird, geht der Anreicherungsgrad 1 auf den Anreicherungsgrad R über, der durch die Kurve B festgelegt wird, indem dem Wert 0,56 ein Wert hinzugefügt wird, der nur eine Funktion der Temperatur der Maschine ist. Wenn dieser zusätzliche Wert 0,09 beträgt , geht das zyklische Öffnungsverhältnis auf 0,65 über.

Statt einen additiven Faktor einzuführen, kann auch genauso gut ein multiplikativer Faktor eingeführt werden, der für einen Wert Θ-, 1,16 betragen sollte.

Unter der Annahme, daß eine Arbeitsweise bei einem Anreicherungsgrad 1 und einer Temperatur Θ, einem zyklischen Öffnungsverhältnis von 0,48 entspricht, da beispielsweise eine größere Höhenlage als im vorhergehenden Fall gegeben ist, ergibt sich mit dem gleichen multiplikativen Faktor von 1,16 ein zyklisches Öffnungsverhältnis von 0,557 bei einem geöffneten Regelkreis statt des Verhältnisses 0,65.

Es ist ersichtlich, daß man auch andere Bedingungen, denen die Maschine unterworfen ist, zum Zeitpunkt des Übergangs der Arbeitsweise auf den geschlossenen Regelkreis oder auf den offenen Regelkreis berücksichtigt.

Die in Fig. 2 dargestellte Arbeitsweise kann im Falle einer Vergaservorrichtung der in Fig. 1 dargestellten Art erhalten werden. Diese Vorrichtung umfaßt einen Vergaser 10, dessen Einlaßleitung ein Hauptdrosselelement enthält, das von einer Drossel 11 gebildet wird, die vom Fahrer betätigt wird. Der Vergaser umfaßt einen Hauptkraftstoffkreis, der in einem Venturi mündet und zwei Zweigleitungen aufweist, die parallel liegen und über jeweilige Magnetventile EV^ und EV^ gesteuert werden. Ein Drossel- und Beschleunigungskreis, der im allgemeinen mit Kraftstoff von derselben Quelle wie der Hauptkreis versorgt wird (im allgemeinen Schwimmergehäuse mit konstantem Niveau) wird über ein Magnetventil EV₉ gesteuert. Alle Magnet-

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ventile können parallel mit fest geeichten öffnungen angeordnet sein. Sie sind im Ruhezustand offen. Ihr Aufbau kann derart sein, wie er in der französischen Patentanmeldung EN 76 14742 beschrieben wird.

Ein viertes elektromagnetisches Ventil EV-,, das im Ruhezustand geschlossen ist, befindet sich in einer Leitung 12, die von einer Stelle des Vergasers, die sich genau auf Atmosphärendruck befindet, zur Unterdruckseite der Drossel 11 führt. Ein Zweiwegeventil EV₁- erfüllt schließlich eine Doppelfunktion: Wenn es nicht erregt ist, bringt es eine pneumatische Kapsel zum Öffnen der Drossel und eines der Abteile eines Bremsfühlers 14 auf den AtmospTaarendruck, wodurch beide entspannt werden. Wenn es erregt ist, verbindet -es das pneumatische Element zum zwangsweisen Öffnen der Drossel und den Bremsfühler 14 mit einer Stelle der Einlaßleitung, die sich auf der Niederdruckseite der Drossel befindet.

Die Gruppe der elektronischen Schaltungen des Systems läßt sich als eine Recheneinheit 15 ansehen, die vier Ausgänge aufweist, die jeweils die Magnetventile EV₁ und EV₂, die elektrisch parallel geschaltet sind, das Magnetventil EV^, das Magnetventil EV₃ und das Magnetventil EV,- ansteuern.

Die Recheneinheit 15 weist zwei Versorgungseingänge 16 und 17 auf, die mit der Batterie des Fahrzeugs, und zwar der eine direkt und der andere über den Zündschlüsselkontakt verbunden sind. Ein weiterer Eingang liegt an einem Tachometer 45, und es ist unmittelbar ersichtlich, daß das Magnetventil EVc erregt wird, wenn der Tachometer 45 anzeigt, daß die Drehzahl der Haschine über einem bestimmten Schwellenwert No liegt.

Ein weiterer Eingang 18 steht mit einem Temperaturfühler in Verbindung, der den Wert θ liefert. Dieser Fühler wird vorzugsweise von einem Widerstand mit einem negativen Temperatur-

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koeffizienten gebildet.

Ein weiterer Eingang 19 liegt an einem Sauerstofffühler 20, der sich in Kontakt mit dem Abgas des Motors befindet. Es kann sich dabei um eine X -Sonde handeln, die von einem Feststoffelektrolyten, der dem Nernst'sehen Gesetz folgt (im alIge— meinen dotiertes Zirkonoxid) und Platinelektroden gebildet wird.

Von zwei Eingängen 22 und 21 steht schließlich der erste mit einem Detektor für die Vollast in Verbindung, der in Form eines Unterbrecherkontaktes 55 dargestellt ist, der sich schließt, wenn die Drossel voll geöffnet ist, während der zweite mit dem Bremsfühler 14 verbunden ist, der gleichfalls in Form eines Unterbrecherkontaktes dargestellt ist, der sich im Falle einer Verzögerung unter eine bestimmte Geschwindigkeit schließt. Die Elemente 55 und 14 können von einem bekannten Typ sein, so daß es nicht notwendig ist, sie im einzelnen zu beschreiben.

Im folgenden wird die Recheneinheit eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Fig. 3 und 3a, was den allgemeinen Aufbau anbetrifft, und anhand der Fig. 4, 4a und 4b, was den Aufbau im einzelnen anbetrifft, beschrieben.

Es werden nacheinander der Ablauf,der einer geschlossenen Regelung entspricht (normale Betriebsverhältnisse, daraufhin unter Einbeziehung von Hilfsparametern) und der Ablauf der Regelung mit offenem Regelkreis beschrieben.

In den Figuren sind nur die elektrischen Versorgungsleitungen dargestellt, die zum Verständnis der Arbeitsweise der Vorrichtung unter bestimmten Umständen notwendig sind. Aus der Hauptversorgungsspannung 16, die von der Batterie des Fahrzeugs geliefert wird, und aus der Versorgungsspannung, die über den Kontakt des Zündschlüssels erhalten wird und durch einen Kreis

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dargestellt ist, erzeugt die Vorrichtung eine regelmäßige Versorgungsspannung, die durch einen Kreis mit einem Kreuz wiedergegeben ist,und über eine Unterdrückungsschaltung eineVersorgurgsspannung, deren Funktion sich später ergeben wird und die durch einen Kreis mit einem Punkt dargestellt ist.

Im folgenden wird die Schaltungskette der geschlossenen Regelung beschrieben:

Das Eingangselement der Regelkette beim normalen Betrieb wird von der Λ -Sone 20 gebildet, die sich im Abgas der Maschine befindet. Diese Sonde liefert eine Ausgangsspannung, die sich abrupt beim Übergang von einem Gemisch mit einem Anreicherungsgrad etwas unter dem stöchiometrischen Verhältnis auf ein Gemisch mit einem Anreicherungsgrad etwas über diesem Verhältnis ändert. Das Ausgangssignal, das von der Sonde 20 geliefert wird, liegt an einem Verstärker 41, dessen Ausgangssignal in einem Komparator 22 mit einem Bezugswert verglichen wird, der von einer regelbaren Widerstandsbrücke 23,24 geliefert wird. Die Ausgangsspannung des Komparators 22 hat die Form von positiven Stromimpulsen, deren Länge einer Zeitdauer entspricht, während der positive Impulse, die von der Sonde 20 geliefert werden, über einem Schwellenwert liegen, der einer Bezugsspannung entspricht,und die Form von komplementären negativen Rechteckimpulsen.

Die Rechteckimpulse, die vom Komparator 22 geliefert werden, liegen an einer elektrischen Weiche 25, die schematisch in Fig. 3 durch ein UND-Glied 26, ein ODER-Glied 27 und ein Relais 28 dargestellt ist, die dabei das Funktionsäquivalent bilden. Diese Weiche hat die Aufgabe, Korrekturmaßnahmen zu erlauben, die später im einzelnen beschrieben werden.

Die positiven und negativen Rechteckimpulse, die durch die Weiche hindurchgehen, liegen an der Basis von Transistoren 31

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und 32, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Wenn ein positiver Rechteckimpuls empfangen wird, wird der Transistor 31 gesperrt und wird der Transistor 32 durchgeschaltet. Ein Kondensator 33, der in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, entlädt sich über einen Widerstand 34. Auf den Empfang eines negativen Signals zwischen den positiven Rechteckimpulsen lädt sich der Kondensator 33 über den Widerstand 35 auf. Die Ladespannung des Kondensators 33 liegt an einem der Eingänge eines Komparators 36.

Der andere Eingang des Komparators 36 empfängt ein Bezugssignal, das von einer Schaltung erzeugt wird, die einen Kondensator 40 aufweist, der andauernd über einen Schaltkreis 42 aufgeladen wird. Der Kondensator 40 wird periodisch über einen Masseschalter entladen, der schematisch durch ein* Relais 39 dargestellt ist, das von einem Schwingkreis 37 im allgemeinen mit fester Frequenz über einen monostabilen Signalformer 38 angesteuert wird.

Das Ausgangssignal des Komparators 36 liegt an einer elektrischen Weiche, die schematisch durch ein Relais 43 dargestellt ist. Wenn diese Schaltung sich in dem in Fig. 3 dargestellten Zustand befindet, die ersichtlich einen Betrieb der Maschine bei einer Temperatur unter dem Wert O₁ entspricht, liegt das Ausgangssignal des Komparators an einem Steuerbaustein 37a, der die elektromagnetischen Ventile EV\. und EVp betätigt.

Im folgenden wird der Weg beschrieben, wie das Gemisch angereichert wird.

Die mit geschlossenem Regelkreis arbeitende Schaltung, die im Obigen beschrieben wurde, wird vervollständigt von einem System, das eine Anreicherung liefert, die es erlaubt, auf das stöchiometrische Verhältnis zu kommen und ohne die das

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der Maschine gelieferte Gemisch zu arm bliebe, um eine zufriedenstellende Arbeitsweise des Katalysators bei der Nachverbrennung sicherzustellen, die im allgemeinen dazu vorgesehen ist, die Umweltverschmutzung durch das Abgas auf einen den gesetzlichen Vorschriften entsprechenden Wert herabzusetzen.

Dieser Schaltungsweg umfaßt einen Hilfsverstärker 44, der am Ausgang des Komparators 22 liegt und den Befehlsbaustein für das Magnetverntil EV^ bildet, das eine schnelle Regelung liefert.

Im folgenden wird der Weg der Änderung des Schwellenwertes beschrieben.

Die Regelkette mit geschlossenem Regelkreis umfaßt weiterhin einen Schaltungsweg zum Ändern des Schwellenwertes, der es erlaubt, nach der Kurve A¹ in Fig. 2, d.h. mit einem ärmeren Gemisch zu arbeiten, wenn die Drehzahl der Maschine unter einem vorbestimmten Wert No liegt und sich ein gedrosselter Betrieb zeigt.

Die Verminderung der Anreicherung des Gemisches ist dann von Interesse, wenn der Auspufftopf der Maschine einen Katalysator aufweist. Beim Drosseln der Maschine werden tatsächlich in der Praxis keine Stickstoffoxide erzeugt, und es besteht Interesse daran, in dem Bereich zu arbeiten, in dem der Katalysator einen maximalen Wirkungsgrad der Beseitigung der Kohlenstoffoxide und der unverbrannten Kohlenwasserstoffe hat.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung besteht dieser Weg aus einer Hilfsschaltung, deren Eingangselement ein Geschwindigkeitsmeßfühler ist, der der Unterbrecherkontakt 45 der Maschine sein kann. Die an den Klemmen der Primärwicklung 46 der Zündspule abgenommenen Impulse liegen an einem mono-

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stabilen Multivibrator 47, dessen rechteckige Ausgangssignale bei 48 integriert werden. Die vom Integrator 48 gelieferte Spannung v/ird in einem Komparator 50 mit einer Bezugs spannung verglichen, deren Wert den Geschwindigkeitsschwellenwert No festlegt, unter dem eine Abnahme des Anreicherungsgrads erfolgt und der von einem regelbaren Potentiometer geliefert wird. Das Ausgangssignal des Komparators 50 steuert' über eine Verzögerungsschaltung 51 für das Öffnen und Schliessen einen Unterbrecherkontakt, der schematisch durch ein Relais 52 dargestellt ist und der den Widerstand 24 kurzschließt, wenn er erregt wird.

Das vom Geschwindigkeitsmeßfühler, d.h. dem Unterbrecherkontakt 45 gelieferte Signal wird nicht nur dazu verwandt, den Schwellenwert der Regelung von der Sonde 20 zu ändern, sondern hat auch andere Funktionen.

Im folgenden wird das Sperren für die Drosselung beschrieben.

Das Ausgangssignal des Komparators 50 liegt über einen Inverter 53 an einem Verstärker 54 zum Ansteuern des Magnetventils EVc. Der Verstärker 54 kann derart ausgebildet sein, daß er die Wirkung des mechanischen Öffners 13 für die Drossel 11 unterbricht und den Verzögerungsmeßfühler 14 sperrt, wenn die Drehzahl der Maschine unter dem Wert No liegt. Wenn das Magnetventil EVj- erregt ist, d.h. wenn die Drehzahl N über dem Wert No liegt, stellt er eine Verbindung des Einlaßstutzens mit dem Verzögerungsmeßfühler 14 und dem mechanischen Öffner 13 für die'Drossel her.

Im folgenden wird der Weg der Korrektur bei einer Verzögerung von einer über dem Wert No liegenden Drehzahl beschrieben.

Ein zusätzlicher Schaltungsweg erlaubt eine Korrektur des Anreicherungsgrades bei einer Verzögerung durch die Zufuhr von Zusatzluft,ohne die Arbeitsweise des geschlossenen Regel-

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kreises zu beseitigen, wenn die Maschine mit einer Drehzahl über der Drehzahl No läuft.

Dieser Schaltungsweg umfaßt, ausgehend von dem Verzögerungsmeßfühler 14, eine Signalformungsschaltung 56 und ein Bauteil, das einem UND-Glied 57 gleichgestellt werden kann, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des !Comparators 22 verbunden ist. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 57 liegt an einem Befehlsbaustein 58 für das Magnetventil EV^ zum Steuern der Luftzufuhr.

Die im Obigen beschriebenen Bauteile werden bei der Arbeitsweise mit geschlossenem Regelkreis in Betrieb gesetzt.

Im folgenden wird die Regelkette mit offenem Regelkreis beschrieben.

Die nachstehend beschriebenen Elemente rufen ein Öffnen des Regelkreises hervor und greifen bei der Arbeitsweise mit offenem Regelkreis ein,'wenn die Temperatur des Kühlkreislaufes der Maschine unter einem Wert Q^ liegt oder wenn die Maschine unter Vollast läuft sowie dann, wenn vom Meßfühler kein Signal vorliegt, d.h. wenn die Temperatur des Abgases zu niedrig ist.

Im folgenden wird die Öffnung bei niedriger Temperatur beschrieben.

Die Öffnung .· d_es Regelkreises bei einer Temperatur unter einem Wert von O^ wird über einen Schaltungsweg sichergestellt, dessen Eingangselement von einem Widerstand 59 mit negativen Temperaturkoeffizienten gebildet wird. Das Ausgangssignal des Widerstandes 59 liegt an einem der Eingänge eines !Comparators 60, dessen anderer Eingang ein Schwellenwertsignal empfängt, das von einem regelbaren Potentiometer 61 ge-

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liefert wird. Der Komparator 60 erzeugt ein logisches Ausgangssignal, das gleich 1 ist, wenn die Temperatur unter O^ liegt, und das gleich 0 ist, wenn die Temperatur größer oder gleich O₁ ist. Eine Schaltung, die einem ODER-Glied 62 gleichzusetzen ist, überträgt das Ausgangssignal des Komparators, wenn es den logischen Wert 1 hat, auf ein Relais 43, wodurch dieses erregt wird und somit den Regelkreis öffnet und den Befehlsbaustein 37a für die Magnetventile EV^ und EV₂ an eine andere Schaltung legt, die später beschrieben wird.

Das logische Ausgangssignal mit dem Wert 1 des Verknüpfungsgliedes 62, das durch ein Verknüpfungsglied 63 invertiert wird, blockiert das UND-Glied 26 und sperrt die Arbeitsweise des Regelkreises.

Die Schaltung, die das Relais des Regelkreises nun hält, umfaßt auch noch den Schwingkreis 37. Zum gleichen Zeitpunkt wie den monostabile Multivibrator 38 steuert der Schwingkreis 37 einen zweiten monostabilen Multivibrator 64 an, der einen Schalter ansteuert, der in Form eines Relais 65 dargestellt ist. Dieses Relais legt mit der Frequenz des Schwingkreises 37 periodisch einen Kondensator 66 an Masse, der durch einen Schaltkreis 67 auf eine konstante Spannung aufgeladen wird. Die Spannung an den Klemmen des Kondensators 66 wird mittels eines Komparators 68 mit der Ausgangsspannung des Widerstandes 59 mit negativem Temperaturkoeffizienten verglichen. Das Vergleichssignal, das aus Rechteckimpulsen mit veränderlichem Tastverhältnis besteht, liegt über den Schalter 43 am Steuerbaustein 37ä für die Magnetventile EV^ und EVp.

Im folgenden wird die Unterbrechung des Regelkreises bei Vollast beschrieben.

Der Übergang auf einen offenen Regelkreis kann auch durch den Mikrokontakt für die Vollast 55 befohlen werden. Dieser

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schließt sich, wenn der Unterdruck im Einlaßstutzen einen
geringen Wert einnimmt, der anzeigt, daß die Drossel voll geöffnet ist. Die Signalformungsschaltung 70 hält dann ein
Signal mit dem logischen Wert 1 am ODER-Glied 62, das
gleichfalls ein Signal mit dem logischen Wert 1 an seinem
Ausgang liefert und den Schalter 43 erregt.

Im folgenden wird die Unterbrechung bei niedriger Temperatur des Meßfühlers beschrieben.

Die Vorrichtung umfaßt weiterhin einen Signalweg, der dann in Aktion tritt, wenn der Meßfühler 20 kein Signal liefert, da seine Temperatur zu niedrig ist, d.h. beim Kaltstart der Maschine, und der dazu dient, eine sprunghafte Arbeitsweise
"beim Schließen des Regelkreises zu vermeiden. Dieser Signalweg umfaßt eine Addierschaltung 71, die zur Ausgangsspannung des Widerstandes 59 einen Wert hinzuaddiert, der mit Hilfe
eines Potentiometers 72 eingestellt wird. Das Ausgangssignal der Addierschaltung liegt über eine Leitung 73 an einem Komparator 74, dessen anderer Eingang die Ladespannung des Kondensators 33 empfängt. Bei der Arbeitsweise mit offenem Regelkreis liefert der Komparator 74, wenn er einen Übergang
feststellt , an seinem Ausgang einen logischen Wert 1, der am Eingang des ODER-Gliedes 27 liegt und den Unterbrecher 28 in einer Stellung hält, in der sich der Kondensator 33 entlädt. Im entgegengesetzten Fall bewirkt er eine Wiederaufladung des Kondensators 33 über eine Schaltung 94. Die Funktion dieses Signalweges im Falle des Ausführungsbeispiels der Fig. 4 und 4a wird später im einzelnen beschrieben.

Im folgenden wird anhand der Fig. 3a einerseits der Aufbau
des Befehlsbausteins 37a für die elektromagnetischen Ventile EV₁ und EV₂, der sehr ähnlich dem Aufbau der Bausteine sein kann, die den anderen Ventilen zugeordnet sind, und andererseits das Prinzip des Versorgungssystems und desUnterdrückungs-

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systems 77 beschrieben.

Was die Arbeitsweise anbetrifft, kann der Baustein 37a als ein Element angesehen werden, das ein ODER-Glied 75 aufweist, das einerseits das Signal, das vom Schalter 43 übertragen wird, und andererseits das Signal eines Halteschaltkreises empfängt, der später im einzelnen beschrieben wird.

Das vom ODER-Glied 75 übertragene Signal liegt über einen Leistungsverstärker 76 an den Spulen der elektromagnetischen Ventile EV₁ und

Das System 77 umfaßt, ausgehend vom Eingang 16,der andauernd mit der Batterie des Fahrzeugs verbunden ist, einen ersten Leitungszweig, in dem sich der Unterbrecherkontakt des Zündschlüssels 85 befindet, und einen zweiten Leitungszweig, in dem sich ein Unterbrecherkontakt 78 befindet, der schematisch durch den beweglichen Kontakt eines Relais dargestellt ist. Der zweite Leitungszweig versorgt einen Unterdrückungsausgang 79 und über einen Spannungsr egüer 80 einen Re ge Ispannungs ausgang 81, der dazu bestimmt ist, eine stabile Spannung zu liefern, die für die Bildung der verschiedenen Schwellenwerte und für die Versorgung der elektronischen Bauteile notwendig ist.

Die einem Kontakt 78 zugeordnete Spule wird nach dem Umlegen des Zündschlüsselkontaktes 85 über eine Verzögerungsschaltung 82 für das Öffnen der Ventile mit Strom versorgt.

Dank dieser Anordnung liegt an den Ausgängen 79 und 81 während einer bestimmten Zeitspanne nach dem _v Öffnen des Zündschlüsselkontaktes 85 eine Versorgungsspannung. Aus Fig. 3 und 3a ist weiterhin ersichtlich, daß die Leistungsverstärker, die dazu bestimmt sind, das Schließen der elektromagnetischen Ventile sicherzustellen, vom Ausgang 79 derart ver-

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sorgt werden, daß die Ventile nach dem öffnen des Zündkreises während einer Zeitspanne geschlossen bleiben, die durch die Schaltung 82 festgelegt ist und die so gewählt ist, daß jede Funktionswiederaufnahme durch Selbsterregung verhindert ist.

Die Schaltung 77 umfaßt, ausgehend vom Eingang 17, weiterhin eine Signalformungsschaltung 83 und einen Inverter 84, dessen Ausgangssignal am zweiten Eingang eines ODER-Gliedes 75 liegt und der eine Funktion erfüllt, die später beschrieben wird.

Im folgenden wird anhand der Fig. 4,4a und 4b ein möglicher Aufbau für ein System beschrieben, wenn es in Form einer monolithischen Schaltung oder einer gedruckten Schaltung verwirklicht wird, an die die einzelnen Bauteile in einem Gehäuse gelötet sind. Die den Fig. 3 und 3a entsprechenden Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die in den Fig. 4,4a und 4b dargestellte Schaltung verwendet eine Logik auf der Basis von UND-NICHT-Gliedern, die die Verwirklichung in Form von handelsüblichen MOS-Schaltungen ermöglicht. Sie kann dadurch vereinfacht werden, daß bipolare Schaltungen verwandt werden.

Im folgenden wird die Schaltungskette bei der Regelung mit geschlossenem Regelkreis beschrieben.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß das Ausgangssignal des Meßfühlers 20 an einem Verstärker 41 liegt, dessen Vorspannungen aus Gründen der Einfachheit nicht dargestellt sind. Der Komparator 22 empfängt das Ausgangssignal des Verstärkers 41 an seinem positiven Eingang und das Schwellenwertsignal an seinem negativen Eingang. Der Schalter 52, der dazu dient, den Pegel des Schwellenwertes zu ändern, wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Transistor gebildet,

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der dann, wenn er gesättigt ist, den Widerstand 24 kurzschließt.

Die Weiche 25 umfaßt zwei UND-NICHT-Glieder 29 und 30, die in Kaskade geschaltet sind und deren Ausgangssignal, das von positiven oder negativen Rechteckimpulsen gebildet wird, an der Basis der Transistoren 31 und 32 liegt. Wenn die Verknüpfungsglieder einen positiven Rechteckimpuls liefern, wird der Transistor 31 gesperrt, während der Transistor 32 durchgeschaltet wird. Der Kondensator 33 entlädt sich nach einem Exponentialgesetz, das durch den Wert des Widerstandes 34 bestimmt ist, mit einer Zeitkonstante RC, die beispielsweise 48 s beträgt. Bei einem negativen Rechteckimpuls wird der Transistor 32 gesperrt, während der Transistor 31 durchgeschaltet wird. Der Kondensator 33 lädt sich nach einem Exponentialgesetz, das durch den Wert des Widerstandes 35 bestimmt ist, mit einer Zeitkonstante RC auf, die beispielsweise fünfmal so groß ist.

Die Spannung an den Klemmen des Kondensators 33 liegt am negativen Eingang des Komparators 36. Der positive Eingang des Komparators 36 ist mit einer Schaltung verbunden, die die in Fig. 3 bereits dargestellten Bauelemente, d.h. einen Schwingkreis 33» vorzugsweise mit fester Frequenz, einen monostabilen Multivibrator 38, einen Unterbrecher 39, eine Aufladeschaltung 42, deren RC-Konstante beispielsweise eine Sekunde beträgt, und einen Kondensator 40 umfaßt.

Es erübrigt sich, den Schwingkreis 37 zu beschreiben, der einen vollständig herkömmlichen Aufbau hat, was auch für den monostabilen Multivibrator 38 gilt, dessen Periodendauer kleiner als die Periode des Schwingkreises 37, beispielsweise 25 ms für eine Frequenz von 10 Hz, gewählt ist. Der Unterbrecher 39 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Transistor gebildet, wobei während der Dauer des Aus-

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gangsrechteckimpulses bei positivem Ausgangssignal Q der Transistor 39 durchgeschaltet ist und der"Kondensator 40 im entladenen Zustand gehalten wird. Während der übrigen Zeit ist das Ausgangssignal Q des monostabilen Multivibrators 38 negativ und ist der Kondensator 39 gesperrt, so daß sich der Kondensator 40"über den Widerstand der Ladeschaltung 42 nach einem Exponentialgesetz auflädt.

Die Arbeitsweise dieses Teils -der Vorrichtung wird im folgenden anhand von Fig. 5 beschrieben. Die beiden ersten Linien 37 und 38 zeigen jeweils die Ausgangssignale des Schwingkreises 37 und des monostabilen Multivibrators 38. Die Kurven 33 und 40 (dritte Linie) zeigen die Änderungen der an den Klemmen des Komparators 36 liegenden Spannung (die exponentiell langsam anwachsende Spannung an den Klemmen des Kondensators 40 und die mittlere Spannung an den Klemmen des Kondensators 33).

Wenn die Spannung an den Klemmen des Kondensators 40 die Spannung an den Klemmen des Kondensators 33 überschreitet, liefert der Komparator 36 einen positiven Rechteckspannungsimpuls, wie er auf der Linie 36 in Fig. 5 dargestellt ist. Der positive Rechteckspannungsimpuls geht durch die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Weiche 43 und liegt an dem Befehlsbaustein für die Magnetventile EV₁ und EV₂. Fig. 4 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel der Weiche 43 mit Hilfe von UND-NICHT-Gliedern.

Es ist ersichtlich, daß je kleiner die Spannung an den Klemmen des Kondensators 33 ist, d.h. je langer die vom Meßfühler 20 gelieferte Spannung unter als über dem Schwellenwert liegt, was eine Neigung zu einer Verarmung des Gemisches zeigt, umso stärker die Dauer abnimmt, über die die Magnetventile EV^ und EV₂ geschlossen sind und umso stärker die Menge an der Einlaßleitung geliefertem Kraftstoff zunimmt.

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Aus Fig. 4 ergibt sich die Möglichkeit der Anreicherung des Gemisches, die dazu bestimmt ist, das Gemisch auf dem stöchiometrischen Wert zu halten, wenn die Magnetventile EV^ und EVp nicht ausreichen, um dieses Ergebnis zu bekommen, wobei die Arbeitsweise die der Regelung mit geschlossenem Regelkreis bleibt. Die positiven und negativen Rechteckimpulse, die vom Komparator 22 ausgegeben werden, liegen direkt am Befehlsbaustein 44 für das elektromagnetische Ventil

Aus Fig. 4 ergibt sich gleichfalls die Möglichkeit der Änderung des Schwellenwertes, die eine Regelung der Drosselung mit einem etwas ärmeren Gemisch erlaubt.Eine Schaltung 78a vom herkömmlichen Typ legt an die Klemmen des Kondensators 79 eine Spannung, die proportional der Drehzahl der Maschine ist. Die Schaltung 78a kann einen monostabilen Multivibrator aufweisen, der bei jedem Schließen des Unterbrechers 45 schaltet, und dessen Ausgangssignale durch den Kondensator 79 integriert werden, der parallel zu einem Nebenschlußwiderstand geschaltet ist. Die Spannung an den Klemmen des Kondensators 79, der dem Integrator 48 in Fig. 3 entspricht, liegt an einem der Eingänge des Komparators 50, dessen anderer Eingang eine Schwellenspannung empfängt, die so einstellbar ist, daß sie die Drehzahl No wiedergibt.

Die in Fig. 4 dargestellte Anordnung dient dazu, eine Arbeitsweise zu erhalten, die je nachdem, ob die Maschine beschleunigt oder verzögert wird, verschieden ist, wie es in Fig. 6 dargestellt ist.

Bei einer Verzögerung, d.h. dann, wenn die Maschine gedrosselt wird und von einer Drehzahl N über No auf eine Drehzahl unter No geht (t₂ in Fig. 6), kommt die Spannung am negativen Eingang auf einen Wert unter der Spannung am positiven Eingang (Linie 50). Das Ausgangssignal des Verstärkers 50 wird positiv. Ein Nebenschlußwiderstand 80a ändert

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somit die am positiven Eingang liegende Spannung, wodurch eine Hysterese erzeugt und verhindert wird, daß das System unter dem Einfluß geringer Änderungen der Spannung an den Klemmen des Kondensators 79 schwingt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 50 wird negativ. Der somit erzeugte negative Impuls wird durch ein UND-NICHT-Glied 81a (Linie 81) invertiert, anschließend an den Eingang eines monostabilen Multivibrators 82 gelegt, der an seinem Ausgang Q somit einen negativen Impuls liefert (Linie 82). Der Ausgang eines zweiten UND-NICHT-Gliedes 82, das über den Ausgang Q des monostabilen Multivibrators 82 und den eines zweiten Inverters 84 angesteuert wird, der in Kaskade mit dem UND-NICHT-Glied 81a geschaltet ist, liefert ein negatives Signal am Ende der Dauer des Rechteckimpulses des monostabilen Multivibrators 82 (vierte Linie In Fig. 6).

Das Ausgangssignal des UND-NICHT-Gliedes 81a liegt gleichfalls an einem monostabilen Multivibrator 87, der an den ansteigenden Flanken der Impulse geschaltet wird, so daß der monosta-"bile Multivibrator 82 an den abfallenden Flanken geschaltet wird. Das Ausgangssignal Q des monostabilen Multivibrators bleibt positiv, so daß das Ausgangssignal des Multivibrators 82 den Pegel ändert (fünfte Linie in Fig. 6). Folglich erscheint ein Signal am Ausgang des UND-NICHT-Gliedes 85 (sechste Linie), das einen Transistor durchschaltet, der den Unterbrecher 52 bildet, wodurch das Potential am negativen Eingang des Komparators 22 und somit der VergleichsSchwellenwert des Meßfühlers 20 herabgesetzt werden. Gleichzeitig schließt sich das.Ventil EV^, wodurch die Arbeit des Öffners für die Drossel 13 unterbrochen wird.

Bei einer Beschleunigung, d.h. dann, wenn die Drehzahl zunimmt und einen Vert No überschreitet, greifen die monostabilen Multivibratoren gleichfalls ein, um eine Zeitverzögerung hervorzurufen. Fig. 6 zeigt die Änderung der Spannung vom

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Augenblick t^ an, an dem N größer als No wird, und somit die Dauer der Erregung des Ventils EV- und die Änderung des Schwellenwertes (letzte Linie).

Der Schaltungsweg für die Korrektur' bei einer Verzögerung umfaßt, ausgehend von einem Mikrokontakt 14, der mit einer Antiprellschal tung 88a versehen ist, die in herkömmlicher Weise aufgebaut und dazu bestimmt ist, Instabilitäten bei relativen Trägheitsbewegungen des Mikrokontaktes 14 zu vermeiden, zwei UND-NICHT-Glieder, die dem UNÜ-Glied 57 in Fig. 3 äquivalent sind. Bei einer Verzögerung auf eine Drehzahl über No empfängt das erste UND-NICHT-Glied zwei positive Signalpegel an seinen Eingängen. Es erregt den Befehlsbaustein 58 für das Ventil EV^, das sich daraufhin öffnet.

Im folgenden wird die Regelkette mit offenem Regelkreis beschrieben. Es wird gleichzeitig der Aufbau des in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiels und seine Arbeitsweise unter verschiedenen Bedingungen dargestellt.

Die Arbeitsweise mit offenem Regelkreis wird dann verwandt, wenn der Meßfühler kein repräsentatives Signal liefert, was dann der Fall ist, wenn die Temperatur des Abgases unter etwa 30O⁰C liegt, oder wenn die Temperatur θ unter einer vorbestimmten Schwellentemperatur Q^ liegt, oder schließlich wenn die Maschine unter Vollast läuft, wie groß auch immer die Temperatur der Maschine dann ist.

Die Temperatur θ des Kühlkreislaufes der Maschine wird in eine Potentialänderung durch den Meßfühler 59 umgewandelt, von dem anzunehmen ist, daß er von einem Widerstand mit einem negativen Temperaturkoeffizienten gebildet und mit Widerständen verbunden ist.

Das in dieser Weise erhaltene Ausgangssignal wird auf drei

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Signalwege übertragen, die im folgenden nacheinander beschrieben werden.

Erster Signalweg: Regelung des zyklischen Öffnungsverhältnisses der elektromagnetischen Ventile (Fig. 7).

Das Ausgangssignal des Meßfühlers 59 liegt am negativen Eingang des Komparators 68, der von einem Differentialverstärker gebildet wird, der die Berechnung des zyklischen Öffnungsverhältnisses ausführt.

Der positive Eingang des !Comparators 68 empfängt die Signale einer Schaltung, die, ausgehend vom Schwingkreis 37, einen monostabilen Multivibrator 64 umfaßt, der parallel zum monostabilen Multivibrator 38 schaltet und der das Auf- und Entladen des Kondensators 66 über den Transistor 65 steuert, der dem Relais 65 in Fig. 3 äquivalent ist.

Das Ausgangssignal des Komparators 68 ist gleichfalls solange positiv, wie das Potential an den Klemmen des Kondensators 66 über dem vom Meßfühler 59 stammenden Potential liegt. Die positiven Rechteckimpulse, die in dieser Weise erzeugt werden, werden durch die Weiche, die vom UND-NICHT-Glied 88, dem Gegenstück zum Verknüpfungsglied 62 in Fig. 3> und von dem Satz von Verknüpfungsgliedern 43 gebildet wird, zu dem Befehlsbaustein 37a für die Ventile EV₁ und EV₂ gesandt.

Falls der Meßfühler 59 von einem Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizient gebildet wird, dessen ,eines Ende an Masse liegt, ist das Potential an seinen Klemmen außerordent-· lieh gering, wenn der Motor kalt ist, da der Widerstandswert gering ist. Aufgrund dieser Tatsache sind die vom Komparator 68 gelieferten Rechteckimpulse sehr lang, falls die Periode des monostabilen Multivibrators 64 die gleiche wie die des monostabilen Multivibrators 38 ist. Für den monostabilen

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Multivibrator 38 wird daher eine Schaltperiode genommen, die deutlich langer als die des monostaMlen Multivibrators 64 ist, so daß die größte Schaltperiode, die der Multivibrator 68 liefern kann, nur kleiner als eine Schaltperiode sein kann, die der andere Komparator 36 liefert.

Die Arbeitsweise ergibt sich anhand von Fig. 7, die von oben nach unten die Spannung am Ausgang des Schwingkreises 37, die Spannung am Ausgang des monostabilen Multivibrators 64, die Spannungen an den positiven und negativen Eingängen des Komparators 68 und die Schließsignale für die Magnetventile zeigt, die vom Baustein 37a geliefert werden.

Zweiter Signalweg: Öffnen des Regelkreises und der Weiche.

Das Ausgangssignal des Meßfühlers 59 liegt am negativen Eingang des !Comparators 60, der die Weichenstellung der Signale steuert, die von den Komparatoren 68 und 36 stammen.

Wenn das vom Meßfühler 59 kommende Potential über einem Bezugspotential liegt, das vom Potentiometer 61 geliefert wird, wird das Ausgangssignal des Komparators 60 negativ. Wenn das andere Eingangssignal des UND-NICHT-Gliedes 88, das an der Stromeingangsseite der Weiche 43 angeordnet ist, negativ ist, ist das Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedes 88 positiv. Das Ausgangssignal des nachgeschalteten Verknüpfungsgliedes 89 ist somit negativ. Ein Verknüpfungsglied 90 der Weiche 43 erhält somit ein Eingangssignal, das immer negativ ist, und ein anderes Eingangssignal, das abwechselnd je nach dem Zustand des Ausgangssignals des Komparators 36 positiv und negativ ist.

Das Ausgangssignal bleibt somit positiv, und die vom Rechenkreis bei geschlossenem Regelkreis stammenden Signale gelangen nicht mehr zum Befehlsbaustein 37a für die Ventile und EV₂.

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Andererseits hat das Verknüpfungsglied 91, das die vom Verknüpfungsglied 88 und vom Verknüpfungsglied 68 stammenden Signale empfängt, einen positiven Eingang und einen anderen Eingang, der die Rechteckimpulse vom Verknüpfungsglied 68 empfängt. Diese Rechteckimpulse werden auf den Ausgang des Verknüpfungsgliedes 91 und von da auf den Ausgang eines weiteren UND-NICHT-Gliedes 92 übertragen, dessen anderer Eingang positiv bleibt.

Die Rechteckimpulse werden somit auf den Befehlsbaustein 37a für die Ventile EV₁ und EV₂ übertragen.

Dritter Signalweg; Begrenzung der Aufladung des Kondensators 33·

Dieser Schaltungsweg dient insbesondere dazu, den Betrieb in Gang zu setzen, wenn die kalte Maschine wieder angelassen wird,und dazu, eine stoßweise Arbeitsweise beim Durchgang der Arbeitsweise mit offenem Regelkreis auf die Arbeitsweise mit dem geschlossenen Regelkreis zu vermeiden, wie es bereits anhand von Fig. 3 dargestellt wurde.

Dieser Schaltungsweg umfaßt, ausgehend von einem Meßfühler 59» einen Folgeverstärker sowie eine Addierschaltung 71» die ein festes Potential, das von einem Potentiometer 72 geliefert wird, zu dem Potential zuaddiert, das vom Meßfühler 59 geliefert wird..Das Ausgangssignal der Addierschaltung 71 liegt am positiven Eingang des Komparators 74, dessen negativer Eingang das Potential des Kondensators 33 empfängt.

Im folgenden wird das Wiederanlassen der Maschine in kaltem Zustand beschrieben.

Beim Wiederanlassen der kalten Maschine ist das Ausgangssignal des Verknüpfungsgliedes 89 der Weiche 43 negativ. Die-

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ses Ausgangssignal liegt am Eingang eines UND-NICHT-GIiedes 29, und das Ausgangssignal des !Comparators 22 ist negativ, woraus sich ergibt, daß ein vom Meßfühler geliefertes Signal fehlt.

Da der Kondensator 33 nicht aufgeladen ist, ist das Ausgangssignal des Polgeverstarkers, der die Ausgangsstufe des Komparators 74 bildet, positiv. Das Ausgangssignal des UND-NICHT-Gliedes 30 ist somit negativ, was dazu führt, daß der Transistor 31» der den Kondensator 33 auflädt, leitend wird.

Die Aufladung über den Transistor 31 erfolgt relativ langsam. Um die Aufladung zu beschleunigen, steuert das nunmehr positive Ausgangssignal des Komparators 74 eine Aufladeschaltung 94 an, die in herkömmlicher Weise aufgebaut sein kann und somit nicht näher beschrieben werden muß.

Sobald das Potential an der negativen Klemme des Komparators 74 gleich dem am Meßfühler 59 geworden ist, wird das Ausgangssignal des Folgeverstärkers, der die zweite Stufe des Komparators 74 bildet, negativ, wodurch endgültig die schnelle Aufladung des Kondensators 33 gesperrt wird. Es ist ersichtlich, daß die Schaltung 9<+ somit beim Wiederanlassen der Maschine arbeitet.

Wenn das Ausgangssignal des Komparators 74 negativ wird, ändert es das Eingangssignal am UND-NICHT-Glied 30,dessen Ausgangssignal positiv wird, wodurch der Ladetransistor 31 gesperrt wird, die Aufladung des Kondensators 33 beendet wird, und im Gegensatz dazu, der Transistor 32 durchgeschaltet wird, der den Kondensator 33 genau zu dem Zeitpunkt entlädt, an dem das Potential an der Klemme des Schwingkreises mit hoher Frequenz, beispielsweise von 1 MHz, der das Eingangselement des Komparators 74 bildet, wieder unter das Potential absinkt, das vom Meßfühler 59 geliefert wird. Der Betrieb

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setzt sich somit mit Schwingungen auf hoher Frequenz fort.

In dem Maße, in dem die λ. -Sonde 20 sich aufwärmt, erscheinen Rechteckimpulse am Ausgang des Komparators 22, die jedoch niemals den Zustand des Ausgangssignals des UND-NICHT-Gliedes 29 ändern. Der Kondensator 33 behält ein Potential bei, das einzig und allein durch den Widerstand des Meßfühlers 59 bestimmt ist.

Im folgenden wird der Übergang ' auf eine Regelung mit geschlossenem Regelkreis beschrieben.

Wenn die Maschine sich erwärmt, nehmen der Widerstand des Meßfühlers 59 und das Potential an seinen Klemmen zu.

Wenn die Temperatur Θ., erreicht ist, wird das Ausgangs signal der Schaltung 60 negativ, das des Verknüpfungsgliedes 88 negativ und das des Verknüpfungsgliedes 91 positiv, was dazu führt, daß die vom Komparator 22 kommenden Rechteckimpulse über die Verknüpfungsglieder 29 und 30 auf die Basis der Transistoren 31 und 32 übertragen werden, so daß abwechselnd der Kondensator 33 aufgeladen und entladen wird.

Es wird nun auf eine Regelung der Vorrichtung, ausgehend von einem Signal, übergegangen, das von der Λ -Sone 20 geliefert wird.

Die Änderung des Zustandes des Ausgangssignals des Komparators 60 hat einen weiteren Effekt: Sie führt zum Blockieren der vom Komparator 68 kommenden Rechteckimpulse durch die Weiche 43 und - im Gegensatz dazu - zur Übertragung der Rechteckimpulse, die vom Komparator 36 kommen.

Wenn im Laufe des Regelbetriebs die Spannung an den Klemmen des Kondensators 33 dazu kommt, die vom Meßfühler 59 zu über-

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schreiten, arbeitet der Komparator 74 in einer neuen Weise, wie bei dem Wiederanlassen der Maschine in kaltem Zustand, in dem er ein negatives Niveau an das Verknüpfungsglied 30 legt, dessen Ausgangssignal positiv wird, wodurch der Transistor 32 leitend wird und den Kondensator 33 entlädt. Die Regelung kann nur um einen Wert herum funktionieren, der durch den Widerstand 59 bestimmt ist.

Diese Art der Arbeitsweise ist in Fig. 8 dargestellt, deren Linien von oben nach unten zeigen:

die Gesetzmäßigkeit, nach der die Spannung an den Klemmen eines Kondensators zunimmt, der das Eingangselement der Schaltung 94 bildet, und zwar ab dem Zeitpunkt ^q, an dem der Zündkontakt geschlossen wird;

die Spannung am Ausgang der Schaltung 74;

die Spannungen, die jeweils am positiven Eingang der Addierschaltung 71, am Ausgang der Addierschaltung 71 und an den Klemmen des Kondensators 33 auftreten;

die Spannung am Ausgang des Verstärkers 22;

die Spannungen an den Ausgängen der Verknüpfungsglieder 89,29 und 30;

- die Spannung am Ausgang des Verstärkers 60;

die Spannung am Ausgang des Verknüpfungsgliedes 96;

die Spannung an den Klemmen der Kondensatoren 99 und 100.

Die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung kann mit einer Unterdrückungseinrichtung 77 der in Fig. 4a dargestellten Art versehen sein.

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- .35 -

Beim normalen Betrieb trägt der Punkt 17 die Spannung der Batterie über den Zündschlüsselkontakt, wodurch die Transistoren 95 und 96 durchgeschaltet sind, die das Relais 78 in Betrieb setzen. Dieses Relais versorgt von der Batterie den Hauptspannungsregler 80 (Fig. 3a), der die Gesamtschaltung und somit auch die elektromagnetischen Ventile mit Energie versorgt.

Darüberhinaus wird die Spannung der Batterie, die am Punkt 17 auftritt, auf einen Eingang des UND-NICHT-Gliedes 97 (Fig.4)

übertragen, dessen anderer Eingang die Befehlsrechteckimpulse empfängt, die vom Verknüpfungsglied 98 stammen. Unter diesen Umständen passieren die Befehlsimpulse das Element 97, so daß sie die Magnetventile EV₁ und EVp ansteuern.

Von dem Zeitpunkt an, an dem am Punkt 17 eine Spannung liegt, laden sich die Kondensatoren 99 und 100 auf.

Beim Öffnen des Kontaktes entladet sich der Kondensator 99 über eine Widerstandsschaltung, die parallel dazu geschaltet ist. Während dieser Entladung bleibt das Relais 78 erregt, so daß die Elektronik unter Spannung bleibt.

Die Spannung an den Klemmen des Kondensators 100 geht auf die negative Seite, wodurch der Eingang des UND-NICHT-Gliedes 97 auf eine negative Spannung kommt. Das Ausgangssignal dieses Verknüpfungsgliedes 97 wird somit positiv, wodurch die Magnetventile EV₁ und EV₂ während der gesamten Zeit erregt werden, während der das Relais 78 erregt bleibt. Die Zeitkonstante der Entladung ist .ersichtlich so gewählt, daß die Magnetventile während der für die Unterdrückung notwendigen Zeit geschlossen bleiben.

Nach der Entladung der Kondensatoren 99 und 100 wird die Schaltung automatisch spannungslos.

Jedes der Magnetventile ist vorzugsweise mit einer Schaltung

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versehen, die eine Beschädigung seines Befehlsbausteines bei einem Kurzschluß, beispielsweise bei einer fehlerhaften Bedienung der Leitungen, die die Rechenelemente mit den elektromagnetischen Ventilen verbinden, vermeidet. Fig. 4b zeigt beispielsweise eine Schaltung, die für das Magnetventil EV₅ bestimmt ist. Die anderen Magnetventile können mit ähnlichen Schaltungen versehen sein.

Die in Fig. 4b dargestellte Schutzschaltung 54 verwendet einen Komparator, der die Eingangsimpulse sperrt," wenn ein Kurzschluß auftritt.

Es ist ersichtlich, daß ein derartiger Kurzschluß dazu führt, daß der Transistor 101 leitend wird, der somit ein positives Potential an den Eingang des UND-NICHT-Gliedes 102 legt. Wenn das Befehlssignal am anderen Eingang des UND-NICHT-Gliedes 102 ankommt, wird das Ausgangssignal dieses Verknüpfungsgliedes negativ. Das Ausgangssignal des UND-NICHT-Gliedes 103, das als Inverter geschaltet ist, wird positiv, wodurch der Transistor 104 durchgeschaltet und der Transistor 105 gesperrt wird, woraufhin die Leitung der Leistungsstufe des Befehlsbausteines gesperrt ist.

Diese Arbeitsweise ist schematisch in Fig. 9 dargestellt, deren Linien von oben nach unten die Signale am Ausgang des Verknüpfungsgliedes 81, die Spannung an der Spule des Ventils EVc» die Spannung am Kollektor des Transistors 101, das Ausgangssignal der Verknüpfungsglieder 102 und 103 und die Spannung an den Kollektoren der Transistoren 104 und 105 zeigt. Es sei angenommen, daß ein Kurzschluß während des Zeitintervalls >Δ+ auftritt.

Die oben beschriebene Vorrichtung erfüllt bereits die wesentlichen Funktionen für eine zufriedenstellende Arbeitsweise, und zVar genauso gut bei einer normalen Belastung wie vorüber-

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gehenden oder außerordentlichen Umständen, beim Wiederanlassen aus dem kalten Zustand und dein Vollastbetrieb sowie der Beschleunigung. Die Vorrichtung stellt gleichfalls sicher, daß der Übergang von der einen Arbeitsweise auf die andere,insbesondere der Übergang der Arbeitsweise mit offenem Regelkreis auf die Arbeitsweise mit geschlossenem Regelkreis genau erfolgt, der mit einem unveränderten zyklischen Öffnungsverhältnis für die elektromagnetischen Ventile wegen der Ladung, die zwangsweise am Kondensator 33 liegt, beginnt.

Im folgenden wird der Grundaufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben, die unter anderem die folgenden Funktionen erfüllt:

D.as zyklische Öffnungsverhältnis der elektromagnetischen Ventile wird bei der Arbeitsweise mit geschlossenem Regelkreis andauernd gespeichert, und die Arbeitsweise mit offenem Regelkreis erfolgt über eine Korrektur, ausgehend vom gespeicherten Wert.

- Es sind mehrere Regelgeschwindigkeiten vorgesehen, die es ermöglichen, den Betriebszustand der Maschine zu berücksichtigen.

Die Temperatur des Schmieröls der Maschine wird berücksichtigt, um festzustellen, ob Anlaß zu einer Regelung mit geschlossenem oder mit offenem Regelkreis besteht.

Das zweite Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand von Fig. 10, die ähnlich wie Fig. 3 ein Grundblockschaltbild zeigt,und anhand von Figo 11 beschrieben, die eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Speicherblocks der Vorrichtung zeigt.

Aus Gründen der Einfachheit sind die Fig. 3 entsprechenden

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Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen, und diese Elemente werden nicht nochmals im einzelnen beschrieben.

Die schematisch in Fig. 10 dargestellte Schaltung ist für eine Doppelvergaservorrichtung für eine Maschine bestimmt, die mit einem Nachverbrennungskatalysator versehen ist. Damit dieser zufriedenstellend arbeitet, muß er Abgas ausgesetzt sein, dessen Zusammensetzung nicht genau gleich der Zusammensetzung ist, die den Knick der Kennlinie des Meßfühlers entspricht. Die Vorrichtung, die für zwei Schwimmergehäuse des Vergasers vorgesehen ist, umfaßt neben dem magnetischen Drosselventil EV₂ für das erste Schwimmergehäuse ein zusätzliches Magnetventil EVpn» das zum zweiten Schwimmergehäuse gehört. Dadurch, daß diese beiden Magnetventile vorhanden sind, ist es möglich, wie es spater mehr im einzelnen beschrieben wird, eine fehlerhafte Arbeitsweise bei Änderungen des Betriebszustands zu vermeiden, indem das; eine Magnetventil über eine Regelung mit geschlossenem Regelkreis und das andere über eine Regelung mit offenem Regelkreis bei gewissen Drehzahlen angesteuert wird.

Hauptsignalwep;;

Aus Fig. 10 ist ersichtlich, daß der Meßfühler 20 mit einem Verstärker 41 versehen ist. Dieser steuert jedoch auf einmal einen oberen Komparator 22a und einen unteren Komparator 22b an. Je nach der Stellung des beweglichen Kontakts eines Wählers 110, der in Form eines Relais dargestellt ist, ist es das Ausgangssignal des Komparators 22a oder des Komparators 22b, das über einen monostabilen Multivibrator 111 der Verzögerung der Gemischverarmung an einem UND-Glied 26 liegt.

Das Relais 110 spielt eine analoge Rolle, wie das Relais 52

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der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung, wobei es jedoch vielmehr einen Komparator durch einen anderen ersetzt, um den Schwellenwert zu ändern, wenn die Maschine im Drosselbetrieb arbeitet. Das Relais 110 wird durch den Unterbrecher 45 über den monostabilen Multivibrator 47,den Integrator 48 und den Komparator 50 derart angesteuert, daß bei der Drosselung der Maschine, d.h. wenn die Drehzahl N unter einem bestimmten Wert No liegt, der untere Komparator den monostabilen Multivibrator 111 ansteuert. Bei der Drosselung wird durch das Ausgangssignal des Komparators 50 das Magnetventil EV,- stärker geöffnet.

Es ist ersichtlich, daß der obere Komparator 22a dann eingreift, wenn sich die Maschine in einem Bereich über dem Bereich des 'Drosselbetriebes dreht. Der Schwellenwert dieses Komparators, der über dem Schwellenwert des unteren Komparators 22b liegt, wird darüberhinaus bei einer niedrigeren Frequenz von beispielsweise 1 Hz moduliert. Die Schwellenspannung ändert sich beispielsweise um 30% bei einer Periode. Bei einer Frequenz von 1 Hz wird somit eine Sauerstoffzugabe erhalten, die für ein gutes Arbeitsverhalten des Katalysators günstig ist.

Der Ablauf des Hauptsignalwegs ist ähnlich dem von Fig. 3, wenn dieser nicht statt eines einzigen Schaltkreispaares zum Auf- und Entladen zwei Schaltkreispaare aufweist. Das erste Schaltkreispaar umfaßt eine Gleichstromladeschaltung 35a und eine Gleichstromentladeschaltung 34a. Das zweite Schaltkreispaar umfaßt entsprechende Schaltungen 35b und 34b gleichfalls für einen Gleichstrom, jedoch für einen wesentlich schwächeren, der einer wesentlich geringeren Regelgeschwindigkeit entspricht.

Ein Schalter 112, der gleichfalls in Form eines Relais dargestellt ist, erlaubt es, von einem Schaltkreispaar auf das andere umzuschalten. Die Spule des Relais 112 wird gleichfalls

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über das Ausgangssignal des Komparators 50 angesteuert. Es ist ersichtlich, daß bei einer Drosselung die Regelung mit einer Zeitkonstante erfolgt, die wesentlich langer als bei anderen Betriebszuständen ist,'so daß die Regelgeschwindigkeit an die Zeitkonstante der Maschine in diesem Bereich angepaßt wird.

Bei der Arbeitsweise mit geschlossenem Regelkreis steuert der Komparator 36 des Regelkreises' über den Schalter 43 und einen zusätzlichen Schalter 130, dessen Funktion später beschrieben wird, den Befehlsbaustein 37a der Magnetventil EV₁ und EV₂ an.

Signalweg für die Anreicherung des Gemisches:

Bei allen anderen Betriebszuständen als der Drosselung wird das Magnetventil EV^ seinerseits periodisch durch die Ausgangsrechteckimpulse des monostabilen Multivibrators 111 erregt, wodurch der Anreicherungsgrad des der Maschine gelieferten Gemisches auf einen Wert erhöht wird, der zur richtigen Arbeitsweise des Katalysators notwendig ist. Dabei handelt es sich um eine Schnellregelung.

Im folgenden wird die Unterbrechung des Regelkreises beschrieben: Die öffnung des Regelkreises erfolgt über das Relais 43· Dieses Relais wird über ein ODER-Glied 112 angesteuert, dessen erster Eingang mit einem Komparator 60 verbunden ist, der über einen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten 59 angesteuert wird,und einen logischen Wert 1, wenn die Temperatur des Kühlwassers unter θ^ liegt,und einen logischen Wert 0 im entgegengesetzten Fall liefert, dessen zweiter Eingang mit einer Signalformungsschaltung 70 verbunden ist, die einem Mikrounterbrecher für die Vollast 71 zugeordnet ist, der einen logischen Wert 1 liefert, wenn die Maschine unter Vollast läuft, und dessen dritter Eingang mit einer Schaltung 113 verbunden ist, die einen logischen Wert 1 liefert,, wenn

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einmal θ < G₂ (θ₂ ^^s^ ^ein bestimmter Wert größer als θ^), und wenn ein Wärmekontakt geschlossen ist, der anzeigt, daß das Schmieröl der Maschine eine Temperatur hat, die unter einem bestimmten Wert von beispielsweise 17°C liegt.

Dieser zuletzt genannte Eingang hält die Arbeitsweise im offenen Regelkreis nach einem Kaltstart aufrecht, selbst wenn das Kühlwasser, das sich schneller als die Bauteile der Maschine erwärmt, eine normale Temperatur erreicht hat.

Der Regelkreis wird gleichfalls bei einem gedrosselten Betrieb geöffnet, und zwar durch das Anlegen eines logischen Wertes vom Komparator 50 an das Relais 130. Ein erster beweglicher Kontakt dieses Relais trennt den Baustein 37a vom Kommutator A3 und verbindet ihn mit einem zweiten Signalweg, der später beschrieben wird. Ein zweiter Kontakt verbindet im Gegensatz dazu den Befehlsbaustein 131 des Drosselventils EV₂₂ für das zweite Schwimmergehäuse mit dem Relais 43, so daß bei der Drosselung die Magnetventile EV., und EVp im offenen Regelkreis geregelt werden, während das Magnetventil EV₂₂ einem geschlossenen Regelkreis zugeordnet ist (Stellung der Kontakte des Relais 130, die in Fig. 10 gestrichelt dargestellt sind).

Im folgenden wir die Regelkette mit offenem Regelkreis beschrieben.

Die Regelkette der in Fig. 10 dargestellten Schaltung dient dazu, bei der Arbeitsweise mit offenem Regelkreis den Magnetventilen EV₁ und EV₂ kein zyklisches Öffnungsverhältnis zu liefern, das eine eindeutige Funktion der Temperatur ist, sondern für ein zyklisches Öffnungsverhältnis zu sorgen, das durch'eine additive Korrektur zu einem Wert bestimmt ist, der während der Arbeitsweise mit geschlossenem Regelkreis gespeichert wurde.

Diese Regelkette umfaßt darüberhinaus eine Einrichtung, die

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eine ruckartige Arbeitsweise beim öffnen oder beim Schließen des Regelkreises verhindern kann.

Speicher: Um das zu erreichen, umfaßt die Regelkette einen Speicher M, der dazu dient, gegebenenfalls während sehr langer Zeitintervalle einen Wert zu speichern, der bei der Regelung mit geschlossenem Regelkreis für das zyklische Öffnungsverhältnis kennzeichnend ist. Dieser Speicher kann von dem in Fig. dargestellten Typ sein, der im wesentlichen aus Zählern, Komparatoren und Flip-Flop-Schaltungen aufgebaut ist. Der Inhalt des Speichers wird beim Anhalten der Maschine bewahrt. Aus diesem Grunde ist der Speicher M mit einer dauernden Energieversorgung über die Batterie des Fahrzeugs versehen, das mit der Maschine ausgerüstet ist. Die elektromotorische Kraft dieser Batterie kann bei großer Kälte wesentlich geringer als ihr Nennwert sein. Um die Folgen dieser Abnahme der Spannung auszugleichen, wird der Speicher M über einen Spannungsregler mit einer wesentlich geringeren Spannung als der Nenn-EMK der Batterie von beispielsweise 6 V statt 12 V versorgt. Diese Art der Energieversorgung ist in den Fig. 10 und 11 durch einen Kreis 15 dargestellt, in dem zwei Quadranten schwarz ausgeführt sind.

Der Speicher M ist mit dem Rest der Schaltung über einen Eingang 116 zum Regeln des anfänglichen zyklischen Öffnungsverhältnis im Falle des Löschens des Speichers von beispielsweise 0,55, über einen Eingang 117 zum Steuern der Wiederaufladung des Speichers, über einen Zähleingang, der mit einem Zeitglied verbunden ist, das vorzugsweise der Gesamtschaltung gemeinsam ist und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von einer Uhr 37 mit einer Frequenz von 1000 Hz beispielsweise gebildet wird, über einen Eingang 118 für das mittlere zyklische Öffnungsverhältnis, das vom Signal ausgehend gebildet wird, das am Komparator des Regelkreises 36 liegt und über einen Datenausgang 119 verbunden.

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Der Befehlseingang für die Wiederaufladung kann die Speicherring eines nicht bezeichnenden zyklischen Offnungsverhältnisses vermeiden. Dieser Eingang 117 wird über das Ausgangssignal eines UND-Gliedes erregt, dessen Eingänge mit den Punkten M^, Mp, M-,, M^ der in Fig. 10 dargestellten Schaltung verbunden sind. Es ist ersichtlich, daß die Wiederaufladung des Speichers nur zulässig ist, wenn die folgenden Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind, nämlich

- eine Last unterhalb der'Vollast (Eingang M^);

ein Arbeitsbereich über der Drosselung (Eingang Mp);

- eine Wassertemperatur θ größer als O₂ (Eingang M^) und ein Ausgangssignal eines Fensterkomparators 120,

das anzeigt, daß das Ausgangssignal des Meßfühlers 20 zwischen zwei bestimmten Werten liegt (Eingang M^), woraus ersichtlich ist, daß nahe dem stöchiometrisehen Wert gearbeitet wird, und daß der Regelkreis arbeitet.

Das Signal, das das mittlere zyklische Öffnungsverhältnis wiedergibt und am Eingang 118 liegt, wird von einer Schaltung gebildet, die ähnlich der in Fig. 3 dargestellten Schaltung ist, jedoch einen einzigen Schwingkreis 37 zur Bildung des Sägezahnsignals verwendet. Der Schwingkreis 37 steuert einen durch 100 teilenden Teiler 150 und danach einen monostabilen Multivibrator 38 und die Gleichstromladeschaltung 47 an, deren Ausgangssignal am Eingang eines Komparators 121 liegt. Der andere Eingang des Komparators 121 empfängt die Spannung von den Klemmen des Kondensators 33, die bei 122 mit einer Zeitkonstante integriert wird, die in der Größenordnung von einer Minute liegen kann.

Es ist ersichtlich, daß somit am Ausgang des Komparators 121 ein Signal erhalten wird, das aus Rechteckimpulsen mit einer Frequenz von 10 Hz besteht und das mittlere zyklische Öffnungsverhältnis wiedergibt, das aus dem Signal des Meßfühlers 20 berechnet ist.

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Der in Fig. 11 dargestellte Speicher besteht aus Flip-Flop-Schaltungen und Zählern, deren nicht dargestellten Versorgungsleitungen mit einem Niederspannungsregler verbunden sind. Bei dem in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schwingkreis 37 mit dem Speicher integriert und wird der Schwingkreis mit derselben Niederspannung wie die Eingänge und Ausgänge 117,118 und 119 versorgt, die von optoelektronischen Kupplungen des herkömmlichen Typs gebildet sind, was auch für den Ausgang von 1000 Hz 123 gilt.

Bevor der Aufbau des Speichers beschrieben wird, erscheint es zweckmäßig, seine Grundarbeitsweise darzustellen.

Wenn der Eingang zum Wiederaufladen des Speichers erregt wird, wird ein Zähler mit 1000 Hz während des Zeitintervalls zwischen der Vorder- und der Rückflanke des Rechteckimpulses aufgezählt, der das mittlere zyklische Öffnungsverhältnis wiedergibt, nachdem er durch die Vorderflanke auf 0 zurückgesetzt wurde. Die Rechteckimpulse werden mit einer Frequenz von 10 Hz ausgesandt, so daß das mittlere zyklische Öffnungsverhältnis in Form einer Zahl zwischen 0 und 100 gespeichert wird. Der Speicher wird durch Anfangsschaltungen mit einem zyklischen Öffnungsverhältnis gleich 0,55 und durch eine V/eiche vervollständigt.

Der Speicher umfaßt drei Eingangs-Flip-Flop-Schaltungen. Eine erste monostabile Flip-Flop-Schaltung 133 ist mit einer Verzögerungsschaltung 134 derart verbunden, daß sie erregt und mit einem Rechteckimpuls versorgt wird, der das zyklische Verhältnis von 0,55 wiedergibt, wenn die Verzögerungsschaltung 134 nach einer vollständigen Unterbrechung der Versorgung unter Spannung gesetzt wird. Die anderen drei Flip-Flop-Schaltungen 124,125 und 126 empfangen jeweils das Signal von 10 Hz, das das mittlere zyklische Öffnungsverhältnis wiedergibt und von der Kupplung 118 kommt und das Zulässigkeitssignal, das von der Kupplung 117 kommt, und zwar nach einer Umkehr bei 127 für

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die Flip-Flop-Schaltungen 125 und 126.

Die bistabile Flip-Flop-Schaltung 126 empfängt das Zulässigkeitssignal und das Signal mit 10 Hz jeweils an ihren Eingängen D und H. Die monostabile Flip-Flop-Schaltung 125 empfängt dieselben Signale jeweils an ihren Eingängen C-, und B, wobei der Eingang A an Masse liegt. Dieselben Signale liegen an den Eingängen D und H der Flip-Flop-Schaltung 124.

Der Signalpegel, der an den Ausgängen Q der Flip-Flop-Schaltungen 126 und 125 und am Ausgang Q der Flip-Flop-Schaltung 124 auftritt, liegt an den Eingangsverknüpfungsgliedern von zwei Zählern 128 und 129, die im BCD- oder Binärdezimalcode arbeiten und jeweils acht Binärstellen aufweisen, von denen vier das Gewicht 1 und vier das Gewicht 10 haben. Die Verknüpfungsglieder steuern die Übertragung der Signale mit 1000 Hz vom Schwingkreis 37 auf die Zähler 128 und 129.

Der Zähler 129 wird zur Darstellung des zyklischen Öffnungsverhältnisses bei der Regelung mit geschlossenem Regelkreis in Form einer Zahl verwandt, die durch die Impulse über 100 bestimmt ist. Abgesehen von einem Wiederanlassen der Maschine nach einer Unterbrechung der Versorgung ist das UND-NICHT-Glied 135 gesperrt. Das Verknüpfungsglied 136 ist während der Zeitintervalle geöffnet, die die Vorderflanke und die Rückflanke eines Rechteckimpulses trennen, der bei 118 auftritt, und überträgt Impulse mit der Frequenz der Uhr, die vom UND-Glied kommen. Diese Impulse liegen über das UND-NICHT-Glied 138 am Zähleingang des Zählers 129. Der ZählVorgang ist nur erlaubt, wenn ein Zulässigkeitssignal am Eingang 117 auftritt und auf den Eingang D der Flip-Flop-Schaltung 126 übertragen wird. Bei jedem Wiederaufladen des Speichers wird der Zähler 129 zuerst durch das Ausgangssignal "Q. des monostabilen Multivibrators auf 0 zurückgesetzt.

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Der Zähler 128 empfängt seinerseits über ein UND-Glied 129 Impulse mit einer Frequenz von 1000 Hz, die vom Schwingkreis 37 kommen, und zwar von der ansteigenden Flanke des Signals von 10 Hz, das vom Eingang 118 kommt, während der Phase des Verbots der Wiederaufladung des Speichers. Zwei Komparatoren 140 und 141 vergleichen jeweils die Zahlen mit dem Gewicht 1 und die Zahlen mit dem Gewicht 10, die in den Zählern 129 und 128 enthalten sind.

Der Zähler 128 empfängt seinerseits über ein UND-Glied 139 die Impulse mit einer Frequenz von 1000 Hz vom Schwingkreis 37 ab der ansteigenden vorderen Flanke des Signals mit 10 Hz vom Eingang 118 während des Verbots der Wiederaufladung des Speichers.

Das Signal des Verbots der Wiederaufladung des Speichers liegt am Eingang D der Flip-Flop-Schaltung 124,während die Rechteckimpulse, die vom Eingang 118 kommen, am Eingang H der Flip-Flop- Schaltung liegen, deren Ausgang Q das UND-Glied 139 durchschaltet. Der Zähler 128 zählt somit bis zu dem Augenblick weiter, an dem er durch das Anlegen eines Signals am Eingang RAZ auf 0 zurückgesetzt wird.

Die beiden Komparatoren 140 und 141 vergleichen jeweils die Zahlen mit dem Gewicht 1 und die Zahlen mit dem Gewicht 10, die in den Zählern 129 und 128 enthalten sind. Die beiden Koraparatoren sind in Kaskade geschaltet. Wenn der Inhalt des Zählers 128 den Inhalt des Zählers 129 um eine Einheit weiterschaltet, erscheint ein Signal am Ausgang 142. Dieses Signal wird über ein Verknüpfungsglied 143, das während der Anfangsphase geöffnet ist, auf die Rücksetzeingänge der Flip-Flop-Schaltung 124 und des Zählers 128 übertragen. Das Rücksetzen der Flip-Flop-Schaltung 124 bewirkt, daß am Ausgang Q ein Übergang auftritt, der auf die UND-NICHT-Glieder 144 und 145 übertragen wird und das Ende eines Recheckimpulses bezeichnet, dessen Länge gleich der eines Rechteckimpulses ist, der in numerischer Form im Zähler 129 gespeichert ist.

Es ist ersichtlich, daß bei der Arbeitsweise mit geschlossenem Regelkreis eine übertragung des Rechteckimpulses vom Eingang 118 auf den Eingang 119 über die Verknüpfungsglieder 146 und

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145 während der Wiederaufladung des Speichers erfolgt, wenn diese durch das Signal am Eingang 117 erlaubt ist, während bei der Arbeitsweise mit offenem Regelkreis der gespeicherte Wert auf den Ausgang 119 übertragen wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Verwendung eines einzigen Schwingkreises 37 als Zeitnormal für das Gesamtsystem eine absolute Synchronisation aller Arbeitsvorgänge sicherstellt und darüberhinaus alle Einflüsse von eventuellen Abweichungen der Frequenz des Schwingkreises selbst während der Zeitspanne aufhebt, die einen Stillstand von der Wiederinbetriebnahme trennt.

Im folgenden wird die Korrektur in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur beschrieben. Bei der Arbeitsweise mit offenem Regelkreis ist das zyklische Öffnungsverhältnis für die Magnetventile EV,. und EVp dadurch bestimmt, daß dem im Speicher M gespeicherten Wert eine additive Korrektur in Abhängigkeit von der Temperatur θ hinzugefügt wird.

Dazu liegt das Ausgangssignal 119 des Speichers am Eingang einer Schaltung 147, die gleichfalls das Ausgangssignal empfängt, das vom Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten 59 kommt. Die Schaltung 147 umfaßt beispielsweise einen monostabilen Multivibrator, der an der abfallenden Flanke des Rechteckimpulses geschaltet wird, der vom Ausgang 119 kommt und dessen Periodendauer eine Funktion des Signals ist, das.vom Widerstand 59 empfangen wird. Der Ausgangsrechteckimpuls der Schaltung 147 zeigt bezüglich des Eingangsimpulses eine zusätzliche Dauer in Abhängigkeit von der Temperatur der Maschine.

Bei der Arbeitsweise mit offenem Regelkreis befindet sich der Schalter 43 in einer gegenüber der in Fig. 10 dargestellten Stellung umgekehrten Stellung. Die Ausgangsrechteckimpulse

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der Korrekturschaltung 147 liegen somit am Befehlsbaustein 37a der Magnetventile EV^ und EV£.

Im folgenden wird die Voreinstellung der Magnetventile näher dargestellt. Es ist notwendig, daß die Regelung mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit erfolgt, was es notwendig macht, insbesondere um Schadstoffemissionen zu vermeiden, daß bei der Rückkehr auf die Arbeitsweise mit geschlossenem Regelkreis bei niedriger Last die Anfangseinstellung der Magnetventile nahe an einer Regelstellung nach einer .Stabilisierung liegt.

Um das zu erreichen, weist die in Fig. 10 dargestellte Vorrichtung eine Voreinstellschaltung auf. Diese Schaltung weist, ausgehend vom Ausgang 119 des Speichers, eine Schaltung 148 zum Ausdehnen des Rechteckimpulses auf, deren Ausgang mit einem zweiten festen Kontakt des Schalters 1J50 verbunden ist. Die Schaltung 148 kann einen monostabilen Multivibrator umfassen, der mit Hilfe eines Eingangssignals 149 einstellbar ist, so daß es möglich ist, den Ausgangsrechteckimpuls des Speichers um eine einstellbare Dauer von im allgemeinen einigen Millisekunden zu verlängern, wenn die V/i e de rho lungs frequenz bei 10 Hz liegt.

Bei der gedrosselten Arbeitsweise der Maschine befinden sich die beweglichen Kontakte des Schalters 130 in der Stellung, die in Fig. 10 gestrichelt dargestellt ist, während sie bei allen anderen Betriebszuständen sich in der in ausgezogenen Linien dargestellten Stellung befindet. Es ist ersichtlich, daß beim gedrosselten Betrieb die Magnetventile EV. und EVp in die Voreinstellung in dem Sinn übergehen, daß sie Impulse empfangen, deren Tastverhältnis durch den gespeicherten Wert zuzüglich eines geringen Prozentsatzes K bestimmt ist, der durch die Schaltung 148 bestimmt ist.

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Wenn die Regelung wieder auf eine geringe Last zurückgeht, nimmt der Schalter 130 eine Stellung, die durch eine ausgezogene Linie dargestellt ist, zur selben Zeit ein, zu der der Schalter 43 den Regelkreis wieder schließt. Die Voreinstellung erlaubt es, bei einem Übergang auf eine niedrige Last schnell den Wert des Dauerbetriebes zu erreichen.

Im folgenden wird die Steuerung des Drosselventils für das zweite Vergaserschwimmergehäuse beschrieben. Das elektromagnetische Drosselventil für das zweite Vergaserschwimmergehäuse wird über einen zweiten beweglichen Kontakt des Schalters 130 versorgt. Es ist ersichtlich, daß dieses Magnetventil beim Drosselbetrieb Rechteckimpulse mit einer Länge empfängt, die durch die Korrekturschaltung 147 in Abhängigkeit von der Temperatur bestimmt ist, während bei anderen Betriebszuständen mit offenem Regelkreis dieses Ventil die Ausgangsrechteckimpulse der Verlängerungsschaltung 148 empfängt.

Die in Fig. 10 dargestellte Schaltung weist weiterhin eine gewisse Anzahl von Auslöseelementen zum zwangsweisen Aufladen des Kondensators 33 während der Arbeitsweise mit offenem Regelkreis auf. Diese Schaltungen sind mit denjenigen Schaltungen vergleichbar, die bereits anhand von Fig. 3 dargestellt wurden, so daß sie nicht mehr im einzelnen beschrieben werden müssen. Es reicht aus, darauf hinzuweisen, daß sie einen monostabilen Multivibrator 151 für den Beginn des Drosselbetriebes, eine Auslöseschaltung 152, die dann erregt wird, wenn der Kontakt hergestellt wird, und eine Schaltung 94 zum schnellen Aufladen oder Entladen des Kondensators 33 umfassen, die von einem Übergangskomparator 74 angesteuert wird.

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Claims

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

aOOO München 2 ■ Bräuhausstraße 4 · Telefon Sammel-Nr. 225341 · Telegramme Zumpat · Telex 529979

3/Li

D. 850 ¹¹O"

SOCIETE INDUSTRIELLE DE BREVETS ET D¹ETUDES S.I.B.E. Neuilly-sur-Seine (Frankreich)

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zur KraftstoffVersorgung einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Kraftstoffeinlaßleitung und/oder Lufteinlaßleitung, die mit einem Magnetregelventil für den Durchsatz versehen ist bzw. sind, das bzw. die über eine elektronische Regelschaltung mit geschlossenem Regelkreis angesteuert wird bzw. werden, die als Eingangssignal das Signal eines Meßfühlers empfängt, der sich in der Abgasleitung der Maschine befindet, und mit einer Einrichtung zum Öffnen des Regelkreises für bestimmte Betriebszustände der Maschine, dadurch gekennzeichnet , daß die elektronische Schaltung eine Einrichtung aufweist, die das Magnetventil (EV.j) in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter der Maschine, beispielsweise der Temperatur, bei der Arbeitsweise mit geöffnetem Regelkreis ansteuert.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regelschaltung für die Arbeitsweise mit offenem Regelkreis ausgebildet ist,immer dann, wenn die Temperatur der Maschine unter einem ersten vorbestimmten Wert liegt, wenn die Maschine beschleunigt wird oder unter Vollast läuft, wobei die Temperatur der Maschine zwischen dem ersten Wert und einem zweiten vorbestimmten Wert liegt, und/oder wenn die Maschine nur unter Vollast läuft, während die Temperatur der Maschine über dem zweiten, vorbestimmten Wert liegt.
3· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (148), die die Anfangsregelstellung des Magnetregelventils für den Durchsatz beim Schließen des Regelkreises nach einem Übergang auf den offenen Regelkreis festlegt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (94), die bei der Arbeitsweise mit offenem Regelkreis den Regelwert der elektronischen Regelschaltung mit geschlossenem Regelkreis zu einem effektiven Wert für die Regelung des Magnetventils entwickelt, wobei dieser Wert bei einer Rückkehr zum geschlossenen Regelkreis als Anfangswert verwandt wird.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regelschaltung mit geschlossenem Regelkreis eine Einrichtung aufweist, die ihr die Möglichkeit von zwei verschiedenen Gruppen von Regelgeschwindigkeiten gibt, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die die eine oder die andere Geschwindigkeitsgruppe je nach dem Betriebszustand der . Maschine auswählt.

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6. Vorrichtlang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die das Magnetventil einer Regelung unterwirft, die bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung festgelegt ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Meßfühler (20) von einer Λ -Sonde gebildet wird, gekennzeichnet durch ein zusätzliches Magnetventil für die KraftstoffVersorgung der Maschine, das über die Sonde angesteuert wird und für eine zusätzliche Anreicherung des der Maschine gelieferten Gemisches sorgt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Magnetventil über eine Schaltung angesteuert wird, die schneller als die Regelschaltung mit geschlossenem Regelkreis anspricht, die das Magnetventil für die Regelung des Durchsatzes ansteuert.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Magnetregelventile für den Durchsatz, die jeweils den Kraftstoffdurchsatz in einer Hauptdrosselleitung und einer Hilfsleitung steuern, wobei beim gedrosselten Betrieb eines der Magnetventile (EVp) im geschlossenen Regelkreis und das andere (EV₂₂') oder die anderen Ventile im offenen Regelkreis geregelt werden.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem oder mehreren Magnetventilen, die einen geschlossenen oder einen geöffneten Zustand einnehmen können, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die die Magnetventile während einer vorbestimmten Zeitdauer nach der Unterbrechung der elektrischen Versorgung geschlossen hält.

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