[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Regelung des
Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einer Brennkraftmaschine, wobei die Ausgangsspannung
einer Sauerstoffmeßsonde, die im Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist,
einem Regler zugeführt wird und der Regler eine Stellgröße für das KraftsoffLuft-Verhältnis
abgibt.
[0002] 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 beispielsweise ein Verfahren mit einer im Abgasstrom der
Brennkraftmaschine angeordneten Sauerstoffmeßsonde bekannt, die eine Integriereinrichtung
ansteuert, 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 Integrationsrichtung der Integriereinrichtung
geändert wird. In Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter der Brennkraftmaschine,
insbesondere in Abhängigkeit von der Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine, wird
die Zeitkonstante der Integriereinrichtung geändert. Die im Zusammenhang mit dem
bekannten Verfahren vorgeschlagene Integriereinrichtung mit veränderbarer Zeitkonstante
genügt jedoch nicht den Anforderungen bezüglich einer genauen und anpassungsfähigen
Regelung.
[0003] Das erfindungsgemäße Verfahren ist 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 zeitlinearen Verlauf aufweist, wobei die Steigung vorgegeben ist
und die Richtung der Richtung der Sprünge entspricht. Die Steigung ist dabei vorzugsweise
konstant.
[0004] Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der Wert des
ersten Sprunges ebenfalls von der Last und der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig
ist.
[0005] Eine vorteilhafte Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Sauerstoffmeßsonde an den Eingang
einer Schwellwertschaltung angeschlossen ist, deren Ausgangssignale einerseits einem
Integrierglied und andererseits einem Proportionalglied zuführbar sind, daß das Proportionalglied
mit Signalen beaufschlagbar ist, welche die Last und die Drehzahl der Brennkraftmaschine
darstellen, daß das Proportionalglied über eine Logikschaltung, welcher 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.
[0006] Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in
der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es
zeigt:
Fig. 1 ein Zeitdiagramm der Stellgröße und
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
[0007] Bei dem in Fig. 1 dargestellten Zeitdiagramm wird zum Zeitpunkt t1 ein Sprung des
Ausgangssignals der Sauerstoffmeßsonde vorausgesetzt, worauf die Stellgröße ebenfalls
einen Sprung aufweist. Zum Zeitpunkt t2 erfolgt ein zweiter Sprung, zum Zeitpunkt
t3 ein dritter und zum Zeitpunkt t4 ein vierter. Die zeitlichen Abstände zwischen
den genannten Zeitpunkten sind vorgegeben. Zum Zeitpunkt t5 erfolgt wiederum ein Sprung
des Ausgangssignals der Sauerstoffmeßsonde, 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 vorgegebenen
konstanten Steigung. Dieser Verlauf ist bei der Darstellung nach Fig.1 stufenförmig,
was sich durch die Anwendung von Digitalschaltungen ergibt.
[0008] Bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 ist der Ausgang einer Sauerstoffmeßsonde
1 mit dem Eingang einer an sich bekannten Schwellwertschaltung 2 verbunden. Die Schwellwertschaltung
steuert die Integrationsrichtung eines Integriergliedes 3, wobei die Steigung des
zeitlinearen Verlaufs der Ausgangsspannung vorgegeben ist.
[0009] Außerdem steuert das Ausgangssignal der Schwellwertschaltung 2 die Richtung der
in einem Proportionalglied 4 erzeugten Sprünge der Stellgröße. Zur Steuerung der
Amplitude der Sprünge werden dem Proportionalglied 4 über Eingänge 5, 6 Signale zugeführt,
welche 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 weiteren Sprünge aus dem Ausgangssignal der Schwellwertschaltung
2 abgeleitet. Die Ausgänge des Proportionalgliedes 4 und des Integriergliedes 3 sind
mit den Eingängen einer Addierschaltung 9 verbunden, an deren Ausgang 10 die Stellgröße
entnommen werden kann.
[0010] Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise
das erfindungsgemäße Verfahren auch mit einem Regler durchgeführt werden, der einen
entsprechend programmierten Mikrocomputer enthält.
[0011] VorteiIe der Erfindung Iiegen 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.
1. Verfahren zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einer Brennkraftmaschine,
wobei die Ausgangsspannung einer Sauerstoffmeßsonde, die im Abgaskanal der Brennkraftmaschine
angeordnet ist, einem Regler zugeführt wird und der Regler eine Stellgröße für das
Kraftsoff-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
zeitlinearen Verlauf aufweist, wobei die Steigung vorgegeben ist und die Richtung
der Richtung der Sprünge entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des ersten Sprunges ebenfalls von der Last und der Drehzahl der Brennkraftmaschine
abhängig ist.
3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Sauerstoffmeßsonde (1) an den Eingang einer Schwellwertschaltung
(2) angeschlossen ist, deren Ausgangssignale einerseits einem Integrierglied (3)
und andererseits einem Proportionalglied (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 Logikschaltung, welcher ein Taktsignal
und die Ausgangsspannung der Schwellwertschaltung zuführbar sind, angesteuert wird
und daß die Ausgänge des Proportionalgliedes (4) und des Integriergliedes (3) mit
je einem Eingang einer Addierschaltung (9) verbunden sind.