(19)
(11) EP 0 294 552 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
14.12.1988  Patentblatt  1988/50

(21) Anmeldenummer: 88105422.5

(22) Anmeldetag:  06.04.1988
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4F02D 41/14
(84) Benannte Vertragsstaaten:
DE FR SE

(30) Priorität: 11.06.1987 DE 3719493

(71) Anmelder: VDO Adolf Schindling AG
D-60487 Frankfurt (DE)

(72) Erfinder:
  • Mausner, Eberhard
    D-6232 Bad Soden (DE)

(74) Vertreter: Klein, Thomas, Dipl.-Ing. (FH) 
Sodener Strasse 9
65824 Schwalbach/Ts.
65824 Schwalbach/Ts. (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Regelung des Kraftstoff-Luft-Verthältnisses einer Brennkraftmaschine


    (57) Bei einem 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, werden dem Regler ferner der Last und der Drehzahl der Brennkraftmaschine entsprechende Signale zuge- führt. Jeweils nach einem Sprung der Ausgangsspan- nung der Sauerstoffmeßsonde erfolgen ein erster Sprung und danach jeweils nacheinander weitere Sprün­ge der Stellgröße. Die Richtung der Sprünge hängt von der Richtung des Sprunges der Ausgangsspannung der Sauerstoffmeßsonde ab, während die Amplitude der weiteren Sprünge von der Last und der Drehzahl abhän- gig ist. Zwischen den Sprüngen weist die Stellgröße einen im wesentlichen zeitlinearen Verlauf auf, wobei die Steigung vorgegeben ist und die Richtung der Richtung der Sprünge entspricht.




    Beschreibung


    [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.


    Ansprüche

    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.
     




    Zeichnung