DE3719493A1

DE3719493A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur regelung des kraftstoff-luft-verhaeltnisses einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3719493A1
Application number: DE19873719493
Authority: DE
Inventors: Eberhard Mausner
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1987-06-11
Filing date: 1987-06-11
Publication date: 1988-12-29
Also published as: EP0294552A2; US4905650A; EP0294552A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schal tungsanordnung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Ver hältnisses einer Brennkraftmaschine, wobei die Aus gangsspannung einer Sauerstoffmeßsonde, die im Abgas kanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist, einem Regler zugeführt wird und der Regler eine Stellgröße für das Kraftstoff-Luft-Verhältnis abgibt.

Mit der Regelung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses bei Brennkraftmaschinen wird in erster Linie eine Verminderung schädlicher Anteile der Abgasemissionen von Brennkraftmaschinen angestrebt. Es ist dazu bei spielsweise ein Verfahren mit einer im Abgasstrom der Brennkraftmaschine angeordneten Sauerstoffmeß sonde bekannt, die eine Integriereinrichtung ansteu ert, wobei das Ausgangssignal der Abgasmeßsonde an einen Schwellwertschalter gelegt wird und diesen bei Erreichen des Schwellwertes umschaltet und wobei mit dem Umschalten des Schwellwertschalters die Integra tionsrichtung der Integriereinrichtung geändert wird. In Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebs parameter der Brennkraftmaschine, insbesondere in Abhängigkeit von der Ansaugluftmenge der Brennkraft maschine, wird die Zeitkonstante der Integrierein richtung geändert. Die im Zusammenhang mit dem be kannten Verfahren vorgeschlagene Integriereinrich tung mit veränderbarer Zeitkonstante genügt jedoch nicht den Anforderungen bezüglich einer genauen und anpassungsfähigen Regelung.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekenn zeichnet, daß dem Regler ferner der Last und der Drehzahl der Brennkraftmaschine entsprechende Signa le zugeführt werden, daß jeweils nach einem Sprung der Ausgangsspannung der Sauerstoffmeßsonde ein erster Sprung und danach jeweils nacheinander weite re Sprünge der Stellgröße erfolgen, daß die Richtung der Sprünge von der Richtung des Sprunges der Aus gangsspannung der Sauerstoffmeßsonde abhängt, daß die Amplitude der weiteren Sprünge von der Last und der Drehzahl abhängig ist und daß zwischen den Sprün gen die Stellgröße einen im wesentlichen zeitlinea ren Verlauf aufweist, wobei die Steigung vorgegeben ist und die Richtung der Richtung der Sprünge ent spricht. Die Steigung ist dabei vorzugsweise konstant.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der Wert des ersten Sprunges eben falls von der Last und der Drehzahl der Brennkraft maschine abhängig ist.

Eine vorteilhafte Schaltungsanordnung zur Durchfüh rung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Sauerstoffmeß sonde an den Eingang einer Schwellwertschaltung ange schlossen ist, deren Ausgangssignale einerseits einem Integrierglied und andererseits einem Proporti onalglied zuführbar sind, daß das Proportionalglied mit Signalen beaufschlagbar ist, welche die Last und die Drehzahl der Brennkraftmaschine darstellen, daß das Proportionalglied über eine Logikschaltung, wel cher ein Taktsignal und die Ausgangsspannung der Schwellwertschaltung zuführbar sind, angesteuert wird und daß die Ausgänge des Proportionalgliedes und des Integriergliedes mit je einem Eingang einer Addierschaltung verbunden sind.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend be schrieben. Es zeigt:

Fig. 1 ein Zeitdiagramm der Stellgröße und

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver fahrens.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Zeitdiagramm wird zum Zeitpunkt t 1 ein Sprung des Ausgangssignals der Sauerstoffmeßsonde vorausgesetzt, worauf die Stell größe ebenfalls einen Sprung aufweist. Zum Zeitpunkt t 2 erfolgt ein zweiter Sprung, zum Zeitpunkt t 3 ein dritter und zum Zeitpunkt t 4 ein vierter. Die zeit lichen Abstände zwischen den genannten Zeitpunkten sind vorgegeben. Zum Zeitpunkt t 5 erfolgt wiederum ein Sprung des Ausgangssignals der Sauerstoffmeßson de, der einen Sprung der Stellgröße zur Folge hat, an den sich wiederum weitere Sprünge anschließen. Zwischen den Sprüngen folgt die Stellgröße einem im wesentlichen zeitlinearen Verlauf mit einer vorgege benen konstanten Steigung. Dieser Verlauf ist bei der Darstellung nach Fig. 1 stufenförmig, was sich durch die Anwendung von Digitalschaltungen ergibt.

Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 ist der Ausgang einer Sauerstoffmeßsonde 1 mit dem Eingang einer an sich bekannten Schwellwertschaltung 2 ver bunden. Die Schwellwertschaltung steuert die Integra tionsrichtung eines Integriergliedes 3, wobei die Steigung des zeitlinearen Verlaufs der Ausgangsspan nung vorgegeben ist.

Außerdem steuert das Ausgangssignal der Schwellwert schaltung 2 die Richtung der in einem Proportional glied 4 erzeugten Sprünge der Stellgröße. Zur Steue rung der Amplitude der Sprünge werden dem Proportio nalglied 4 über Eingänge 5, 6 Signale zugeführt, wel che die Drehzahl und die Last der Brennkraftmaschine darstellen. Die Folgefrequenz der weiteren Sprünge wird in einem Frequenzgenerator 7 festgelegt. In einer Logikschaltung 8 wird die Richtung der weite ren Sprünge aus dem Ausgangssignal der Schwellwert schaltung 2 abgeleitet. Die Ausgänge des Proportio nalgliedes 4 und des Integriergliedes 3 sind mit den Eingängen einer Addierschaltung 9 verbunden, an deren Ausgang 10 die Stellgröße entnommen werden kann.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise das erfindungs gemäße Verfahren auch mit einem Regler durchgeführt werden, der einen entsprechend programmierten Mikro computer enthält.

Vorteile der Erfindung liegen u.a. darin, daß nur ein einziges Kennfeld (Last, Drehzahl, Proportialsprung) benötigt wird und die vorzugsweise konstante Integratorsteigung leicht im Rechner erzeugt werden kann. Damit wird die Rechenzeit und Speicherkapazität sehr niedrig gehalten.

Claims

1. Verfahren zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Ver hältnisses einer Brennkraftmaschine, wobei die Aus gangsspannung einer Sauerstoffmeßsonde, die im Abgas kanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist, einem Regler zugeführt wird und der Regler eine Stellgröße für das Kraftstoff-Luft-Verhältnis abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regler ferner der Last und der Drehzahl der Brennkraftmaschine entsprechende Signale zugeführt werden, daß jeweils nach einem Sprung der Ausgangsspannung der Sauerstoffmeßsonde ein erster Sprung und danach jeweils nacheinander weitere Sprünge der Stellgröße erfolgen, daß die Richtung der Sprünge von der Richtung des Sprunges der Ausgangsspannung der Sauerstoffmeßsonde abhängt, daß die Amplitude der weiteren Sprünge von der Last und der Drehzahl abhängig ist und daß zwischen den Sprüngen die Stellgröße einen im wesentlichen zeit linearen Verlauf aufweist, wobei die Steigung vorge geben ist und die Richtung der Richtung der Sprünge entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Wert des ersten Sprunges ebenfalls von der Last und der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig ist.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfah rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Sauerstoffmeßsonde (1) an den Ein gang einer Schwellwertschaltung (2) angeschlossen ist, deren Ausgangssignale einerseits einem Inte grierglied (3) und andererseits einem Proportional glied (4) zuführbar sind, daß das Proportionalglied (4) mit Signalen beaufschlagbar ist, welche die Last und die Drehzahl der Brennkraftmaschine darstellen, daß das Proportionalglied (4) über eine Logikschal tung, welcher ein Taktsignal und die Ausgangsspan nung der Schwellwertschaltung zuführbar sind, ange steuert wird und daß die Ausgänge des Proportional gliedes (4) und des Integriergliedes (3) mit je einem Eingang einer Addierschaltung (9) verbunden sind.