DE2615711A1 - Verfahren und schaltung zur steuerung des ansaugvorgangs von luft-kraftstoffgemisch in einem verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Verfahren und Schaltung zur Steuerung des Ansaugvorgangs von Luft-Kraftstoffgemisch in einem Verbrennungsmotor

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Ansaugvorganges von Luft-Kraftstoffgemisch in einem Verbrennungsmotor, insbesondere des Ansaugvorganges zum Leerlauf- und Teillastkreis eines auf dem Motor angeordneten Vergasers.

Ferner betrifft die Erfindung auch eine Steuerschaltung für einen Vergaser zur Durchführung dieses Verfahrens.

Allgemein betrifft die Erfindung eine durch eine elektronische Schaltung beaufschlagte Vorrichtung zur Begrenzung des Einlasses von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor auf einen Durchsatz, der gerade hinreicht, einen übermäßig unrunden Lauf des Motors zu verhindern.

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Erfindungsgemäß ist im einzelnen eine elektronische Vorrichtung I zur Steuerung des Ansaugvorganges von Luft-Kraftstoffgemisch für I den Leerlauf- und Teillastkreis des Vergasers eines Verbrennungs-

j motors vorgesehen, um Unterbrechungen des Ansaugvorgangs zu be-

j wirken, deren Dauer umso kürzer ist, je stärker der unregelmäßige; ' oder unrunde Lauf des Motors ist.

Daher arbeitet ein Motor mit einem perfekt eingestellten Vergaser, d.h. ein Motor mit bereits unrundem Lauf und einem genügend mage-I ren Gemisch so, daß die Unterbrechungen des Ansaugvorgangs

von verhältnismäßig kurzer Dauer sind. Bei einem Motor jedoch, ϊ dessen Vergaser ein zu fettes Gemisch erhält, d.h. bei einem sich i rund mit nur einem geringen Grad an Unregelmäßigkeit drehendem j Motor bewirkt die elektronische Vorrichtung zahlreichere Unter-I brechungen von ziemlich langer Dauer.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Steuerung des Einlasses

j oder Ansaugvorgangs von Luft-Kraftstoffgemisch in einem Ver-{ brennungsmotor vorgesehen, dadurch gekennzeichnet, daß der

Einlaß von Luft-Kraftstoffgemisch zum Leerlauf- und Teillastkreis eines Verbrennungsmotorvergasers im wesentlichen periodisch für Zeitspannen unterbrochen wird, die umso kürzer sind, je größer der Absolutwert der Schwankungen der Dauer des gesamten

I oder eines Teils eines Motorentaktes oder einer Anzahl von auf-

! einanderfolgenden Motorentakten ist.

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_mm ο _—

Ferner ist erfindungsgemäß auch zur Durchführung des vorstehend :

erwähnten Verfahrens eine Steuerschaltung zur Steuerung des An- ■

saugvorgangs für Luft-Kraftstoffgemisch zum Leerlauf- und Teil- ; j lastkreis eines Vergasers vorgesehen, dadurch gekennzeichnet,

! daß die Steuerschaltung eine Vorrichtung zur Erzeugung eines ',

\ ersten Signals für die Amplitude der Schwankungen der Dauer der

j Periode eines Motorentaktes umfaßt, sodann dadurch, daß eine Vorrichtung in Abhängigkeit vom ersten Signal ein Steuersignal zur Unterbrechung des Ansaugvorganges für das Luft-Kraftstoffgemisch abgibt und schließlich dadurch, daß das Steuersignal !

von einer Dauer ist, welche eine fallende Funktion des ersten

ί j Signals ist.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt ! die Steuerschaltung eine Vergleichschaltung, an deren ersten j

Eingang ein erstes Signal anliegt, dessen Amplitude im wesent-

liehen die Amplitude der Differenz zwischen der Dauer zweier | aufeinanderfolgender Perioden darstellt, d.h., den Absolutwert ! dieser Differenz, und an deren zweiten Eingang ein zweites Signal mit einer im wesentlichen periodischen Änderungsfunktion j anliegt, wobei die Vergleichschaltung ein Steuersignal zwischen I zwei Zeitpunkten in einer Einzelperiode des zweiten Signals abgibt, in welchen das zweite Signal die gleiche Größe wie das erste Signal besitzt.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit ihr eine Verringerung des Kraftstoffverbrauches sowie des Kohlenmonoxydanteils in den Abgasen erzielt werden kann, wodurch der Schad-

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: stoffausstoß des Fahrzeugs vermindert wird.

'■ Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

. Figur 1 eine schematische Darstellung eines durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gesteuerten Verbrennungs- ; motorvergasers,

Figur 2 einen schematischen Axialschnitt mit Darstellung des Einbaus eines Miniaturmagnetventils in den Vergaser der Figur 1 zum Zwecke der elektronischen Steuerung des Vergasers, J

Figur 3 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen elektronischen ; Vorrichtung,

ί Figuren bevorzugte Ausführungsbeispiele von Bauteilen der

! 4 - 9 und Schaltung der Figur 3,
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j Figur 10 Kurvenbilder der elektrischen Signale in den ver-■ schiedenen Teilen der elektronischen Vorrichtung.

Figur 1 ist eine schematische Darstellung eines Vergasers, in welchem die Luft für den Motor durch ein Gehäuse 10 in Richtung der Pfeile strömt (in der Zeichnung von unten nach oben). Das

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ι Gehäuse 10 besitzt einen Lufttrichter 12 mit einem verengten Luft·*·

trichter 14, welcher die Hauptspeisevorrichtung in der Form eines' durch ein Rohr 18 versorgten Zerstäubers 16 enthält, der seiner-

I seits über eine Düse 20 (die Hauptdüse) von einer nicht gezeigten'

Schwimmerkammer versorgt wird. Eine stromab von der Düse 20 an- ι

j geordnete Nebenstromleitung 22 versorgt einen Leerlauf- oder |

Teillast- und Progressionskreis über eine Leerlaufdüse 24. Diese

i Düse besitzt ein Gehäuse 26 mit Löchern 28, damit sich Luft von J

einem zusätzlichen geeichten Einlaß 30 mit dem Kraftstoff der Nebenstromleitung 22 über eine Lochdüse 31 in der Düse 24 vermischen kann. Die so erzeugte Emulsion wird im Rohr 32 einer stromab von einer Drosselklappe 34 angeordneten Leerlaufdüse 33 zugeleitet, wobei sich die Drosselklappe 34 auf einem senkrecht zur Achse des Gehäuses 10 angeordneten Drehzapfen 35 drehen kann. Die Düse 33 kann durch eine Gemischeinstellschraube 36 ver-i stellt werden. Das Rohr 32 versorgt auch zwei Progressionsbohrungen 37.

Erfindungsgemäß wird die Leerlaufdüse 24 durch ein Miniaturmagnet-f ventil mit einwandfreiem Frequenzgang bei hohen Frequenzen er-

setzt. Dieses Ventil öffnet oder schließt abwechselnd, wobei die j

i Frequenz seiner Bewegungen bzw. der Zeitspannen, in welchen es i "offen" oder "geschlossen" bleibt, durch eine externe elektronische Vorrichtung bestimmt wird, die nach den Werten verschiedener Parameter der Arbeitscharakteristik des Motors gesteuert wird.

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■ Figur 2 ist eine schematische Darstellung des zwischen die Rohre

; 22 und 32 geschalteten Miniaturmagnetventils. Dieses Magnetventil dient zur Steuerung des Gemisches von Luft und Kraftstoff im Teil-*· lastkreis. Es umfaßt ein Kugelventil 38, das normalerweise am Ende eines Magnetkerns 3 9 in einer von der die Rohre 22 und 32 ver- ' bindenden Leitung 31 entfernten Stellung haftet. Ferner umfaßt ; es eine den Magnetkern 33 umschließende Spule 66, um das Kugel- ■ ventil 38 gegen einen Sitz in der Leitung 31 zu drücken, damit bei Erregung der Spule 66 die Verbindung zwischen den Rohren 22

und 32 unterbrochen wird, ohne jedoch die Luftversorgung des Rohrs 32 völlig zu sperren.

Figur 3 ist eine Schaltung der elektronischen Vorrichtung, welche das Schließen des Magnetventils steuert, das seinerseits den Einlaß einer kleinen Menge des Luft-Kraftstoffgemisches zum Ver-

brennungsmotor steuert. Eine elektrische Leitung 40 führt den ; die mit Platinspitzen versehenen Schrauben mit der Zündspule verbindenden Draht zum Eingang einer Schaltung A. Die Schaltung

j A ist eine Signalformerschaltung für die an der Leitung 40 an-

■ liegenden Daten und ermöglicht die Unterdrückung von durch die j

Zündspule induzierten Überlagerungsschwingungen. Der Ausgang der !

Schaltung A ist über eine Leitung 42 mit einem Frequenzteiler B verbunden, dessen Aufgabe nachstehend näher erläutert wird. Zur Erklärung der Arbeitsweise der Vorrichtung genügt es, festzustellen, daß der Frequenzteiler ein Ausgangssignal an eine Leitung 44 abgibt, dessen Periode der Dauer eines Motorentaktes (oder eines Vielfachen bzw. einer Teilzahl eines Motorentaktes)

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gleich ist.

Bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die j
j Periode des an der Leitung 44 anliegenden Signals gleich der

j Dauer eines Motorentaktes.

Die Leitung 44 ist an den Eingang einer Schaltung C mit drei in

Reihe geschalteten monostabilen Kreisen M1,M2 und M3 geführt. Die drei monostabilen Kreise besitzen den gleichen Aufbau und sollen nacheinander an ihren entsprechenden Ausgangsklemmen 46, 48 und 50 ein erstes , zweites und drittes positives Schließsignal abgeben, deren Aufgabe nachstehend beschrieben wird. Das erste, zweite und dritte Schließsignal schließen sich gegenseitig aus, d.h., daß höchstens eines der drei Schließsignale zum selben Zeitpunkt erzeugt wird.

Die Schaltung C ist an die Schaltung D mit drei Eingangsklemmen geführt, deren entsprechende Anschlüsse mit den Ausgangsklemmen 46,48 und 50 verbunden sind. Die Schaltung D umfaßt ein erstes, zweites und drittes Speicherelement C1,C2 und C3 in der Form von j Kondensatoren. Zwischen die Speicherelemente C2 und C1 ist ein j Kopplungsverstärker 52 mit dem Verstärkungsgrad Einsi_n Reihe mit einem Schalter in Arbeitsstellung T1 geschaltet. Der Schalter T1 wird durch das erste Schließsignal von der Ausgangsklemme 46 des monostabilen Kreises M1 geschlossen. Die im Speicherelement C2 gespeicherte Ladung wird in Abhängigkeit vom Schließen des Schalters T1 an das Speicherelement C1 übertragen. In gleicher Weise sind ein Kopplungsverstärker 54 mit dem Verstärkungsgrad Εΐηέ

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und einem Schalter in Arbeitsstellung T2 zwischen die Speicher-
! elemente C3 und C2 geschaltet. Bei Erzeugung des zweiten Schließ-

' signals an der Ausgangsklemme 48 des monostabilen Kreises M2

^: wird der Schalter T2 geschlossen. Der Augenblickswert des Speicher elementes C3 wird in Abhängigkeit vom Schließen des Schalters
T2 an das Speicherelement C2 übertragen. Die Ladung des Speicher-

; elementes C3 erfolgt nach einem Gesetz bzw. einer vorgegebenen
Kurve, und es wird periodisch durch das Schließen eines Schalters in Arbeitsstellung T3 gelöscht. Der Schalter T3 schließt in Ab- | hängigkeit vom Anliegen eines dritten Schließsignals an der Aus-

! gangsklemme 50 des monostabilen Kreises M3. Unter Betriebsbedin- '

i I

gungen wird der monostabile Kreis M1 periodisch durch ein an j

i . der Leitung 44 anliegendes Signal angesteuert, und die Pause i

; zwischen jedem Ansteuerungs- oder Triggervorgang entspricht der i ^! Periode (oder einem Vielfachen bzw. einer Teilzahl) des Motoren- : taktes. Die Abstiegsflanke des Signals am Ausgang des monostabilen Kreises M1 triggert den monostabilen Kreis M2, und die Ab-
! Stiegsflanke des Signals am Ausgang des monostabilen Kreises i

■ ί

M2 steuert den monostabilen Kreis M3 an. Somit werden die j i Schließsignale an den Ausgangsklemmen 46,48 und 50 nacheinander [ I abgegeben, so daß die Schalter T1,T2 und T3 in dieser Reihen- ;

folge geschlossen werden und zu einem gegebenen Zeitpunkt
ι höchstens ein Schalter geschlossen ist. Somit löst der Betrieb

I der Schaltung C am Ende eines Motorentaktes die nachstehende

I Folge aus:

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a) Schließen des Schalters T1 und übertragung der Ladung vom Speicherelement C2 zum Speicherelement C1;

b) öffnen des Schalters T1;

c) Schließen des Schalters T2 und Übertragung der Ladung vom Speicherelement C3 zum Speicherelement C2;

j d) öffnen des Schalters T2;

e) Schließen des Schalters T3 und gleichzeitiges Löschen der Ladung des Speicherelementes C3;

f) öffnen des Schalters T3; von diesem Zeitpunkt an beginnt

das Speicherelement C3 nach der vorgegebenen Kurve wieder ^;

aufzuladen. . j

Die Periodizität der verschiedenen Schließsignale entspricht ι einem Motorentakt (oder einem Vielfachen bzw. einer Teilzahl

des Motorentaktes). In der nachfolgenden Beschreibung entspricht !

das Auftreten der Schließsignale der Periode eines Motorentaktes,j

d.h., zwei Umdrehungen im Falle eines Vierzylindermotors. Der Wert der vom Speicherelement C3 an das Element C2 übertragenen Ladung stellt die Zeitspanne zwischen der, dem Ende eines gegebenen Taktes für die Löschung des Speicherelementes C3 entsprechenden Abgabe eines dritten Schließsignals und der Abgabe des zweiten Schließsignals für den folgenden Takt dar, um die Ladung vom Speicherelement C3 zum Speicherelement C2 zu über-

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' tragen. Daher stellt der Wert der an das Speicherelement C2 über- : tragenen Ladung im wesentlichen die Periodendauer eines Motoren-

taktes dar (mit Ausnahme der Dauer des dritten Schließimpulses). Ebenso stellt der Wert der an das Speicherelement C1 übertragenen Ladung die Periode des vorangehenden Motorentaktes dar.

Die Dauer des ersten, zweiten und dritten Schließsignals ist im wesentlichen gleich, doch ist diese Dauer gegenüber der Zeit vernachlässigbar, die zwischen zwei Ansteuerungen oder Triggerungen des monostabilen Kreises M1 verstreicht.

Die in den Speicherelementen C1,C2 enthaltenen Daten stellen

die Periodendauer zweier aufeinanderfolgender Motorentakte dar, I : d.h., die mittlere Drehzahl des Motors während dieser beiden ·■

aufeinanderfolgenden Takte. Die in den Speicherelementen C1 und C2 gespeicherten Ladungen liegen an den Ausgangsklemmen 56,58 der i Schaltung D an. Die Klemmen 56,58 sind an entsprechende Eingangs-

! klemmen eines Differenzverstärkers 60 geführt, an dessen Ausgangsklemme 62 ein Signal anliegt, dessen Amplitude eine Funktion der Differenz zwischen den in den Speicherelementen C2 und C1

; gespeicherten Ladungen ist. Daher stellt die Amplitude des Signals an der Ausgangsklemme 62 die Schwankungen der Periodendauer eines Motorentaktes während zweier aufeinanderfolgender Motorentakte dar. Die Ausgangsklemme 62 des Differenzverstärkers

■ 60 ist mit einem Eingang einer Steuerschaltung E verbunden,

deren Ausgangsklemme 64 ein Steuersignal an das Magnetventil 66 abgibt, so daß es die KraftstoffVersorgung der Leerlaufdüse j

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24 unterbricht. Das Magnetventil wird über einen Leistungsverstärker 68 gesteuert. Die Steuerschaltung E umfaßt vier Kreise 70,71,72 und 74, deren Aufgabe nachstehend näher erläutert wird. Gegenwärtig genügt es, festzustellen, daß die von der Schaltung E abgegebenen Steuersignale im wesentlichen periodische Impulse sind, deren Dauer sich umgekehrt proportional zur Amplitude ! der Periodenschwankungen eines Motorentaktes oder eines Teils eines Motorentaktes bzw. einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Motorentakten ändert. Bei dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Teilungsfaktor des Frequenzteilers B ; gleich Vier,und es wird die Periodenschwankung eines vollständi- \ gen Motorentaktes gemessen (wie nachstehend näher erläutert wird) Der Teilungsfaktor des Frequenzteilers B kann jedoch auch ein ganzzahliges Vielfaches oder eine Teilzahl von Vier sein,ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Eine Ausgangsklemme 76 des Koppelverstärkers 52 der Schaltung D ist mit einer Eingangsklemme 78 der Steuerschaltung E verbunden. Die Größe des Signals an der Ausgangsklemme 76 des

Koppelverstärkers 52, d.h. der Wert der Ladung im Speicherelement C2 stellt die Dauer der zuletzt gemessenen Periode j des Motorentaktes dar. Die Steuerschaltung E,insbesondere der Kreis 72 arbeitet in Abhängigkeit vom Wert des Signals an der

j Ausgangsklemme des Verstärkers 52, so daß die Dauer der Ansaug-

Unterbrechung, d.h., die Dauer des Steuersignals in Abhängigkeit von der Periodendauer des Motorentaktes abfällt, d.h. in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors ansteigt. Eine Entzerrer-

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schaltung F besitzt eine an die Ausgangsklemme 62 der Vergleichsschaltung 60 geführte Eingangsklemme 82 sowie eine mit einer anderen Eingangsklemme 80 der Steuerschaltung E verbundene Ausgangsklemme 84. Die Entzerrerschaltung F arbeitet in Abhängigkeit von sowohl der Anzahl als auch der Amplitude der Verlängerungen der Periodendauer des Motorentaktes, um auf die Steuerschaltung E einzuwirken. Die Schaltung F erzeugt an der Ausgangsklemme 84 ein Signal, das eine Funktion des Auftretens und der Amplitude der Verstärkung des an der Klemme 62 anliegenden Signals ist. An der Schaltung E liegt ein Signal von der Klemme 84 an, so ι daß die Dauer des Steuersignals eine ansteigende Funktion des Anliegens und der Amplitude der positiven Änderung des Signals an der Klemme 62 darstellt. Einzelheiten der Entzerrerschaltung F werden nachstehend beschrieben.

Die elektronische Vorrichtung enthält auch eine Schaltung G mit einer Eingangsklemme 86 und einer Ausgangsklemme 88. Die Schaltung G wird im folgenden Unterbrecherschaltung genannt. Die Eingangsklemme 86 ist an die Ausgangsklemme 76 des Koppelverstärkers ; 52 geführt, der ein Signal abgibt, dessen Größe der Ladung im

Speicherelement C2 gleich ist und das die Dauer der zuletzt ^; gemessenen Periode des Motorentaktes darstellt. Die Eingangs-

j klemme 86 ist mit einem Eingang einer Verglexchschaltung 90 : verbunden, an deren anderen Eingang eine konstante Spannung für eine bestimmte Periodendauer des Motorentaktes anliegt.

Ferner umfaßt die Schaltung G auch ein UND-Tor 92 mit zwei Eingängen, von denen einer an eine Vorrichtung 94 geführt ist, die in Abhängigkeit von dem stromab von der Drosselklappe

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herrschenden Unterdruck arbeitet, während der andere Ausgang mit dem Ausgang der Vergleichschaltung 90 verbunden ist. Das UND-Tor 92 gibt ein Steuersignal an die Ausgangsklemme 88 der Schaltung G ab, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind: Erstens, wenn der stromab von der Drosselklappe herrschende Unterdruck einen bestimmten Wert übersteigt, d.h., wenn der Druckpegel stromab j von der Drosselklappe unter einen bestimmten Pegel abfällt und zweitens, wenn die Istperiode des Motorentaktes unter einem durch die konstante Spannung bestimmten Wert liegt, d.h., wenn die Drehzahl des Motors einen bestimmten Wert überschreitet. Dann steuert das an der Klemme 88 anliegende Ausgangssignal des UND-

Tors das Magnetventil 66 dauernd über den Leistungsverstärker !
68 unabhängig vom Wert des Ausgangssignals der Steuerschaltung E.

j Dadurch wird die Kraftstoffversorgung der Leerlaufdüse dauernd

unterbrochen, bis mindestens eine der beiden Bedingungen nicht mehr erfüllt wird. Daraufhin wird das Magnetventil 66 wieder

■ durch die Signale der Steuerschaltung E gesteuert.

! Figur 4 zeigt die Schaltung A des Blockschaltbildes der Figur Der Eingang 40 ist an eine erste Klemme eines Widerstands R1 geführt, dessen andere Klemme mit der Anode einer Diode b1 verbunden ist. Die Kathode der Diode d1 ist über einen Widerstand R3 an die Basis eines NPN-Transistors T4 angeschlossen. Die

' Kathode einer Zehnerdiode z1 ist mit der Kathode der Diode d1

■ verbunden. Die Anode der Zenerdiode ist an Masse geschlossen. Ein Kondensator C4 ist zwischen der Kathode der Diode d1 und Masse mit einem Widerstand R1 parallelgeschaltet. Ein weiterer Kondensator C5 ist zwischen die Basis des Transistors T4 und

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Masse gelegt. Der Emitter des Transistors T 4 ist direkt an Masse I geschlossen, während sein Kollektor über einen Widerstand R4 an ^: eine positive Spannungsquelle geführt ist. Die Ausgangsklemme 42 der Schaltung A ist direkt mit dem Kollektor des Transistors T4 verbunden.

Die Schaltung A arbeitet wie folgt. Die an der Eingangsklemme 40 anliegenden Signale stellen die Drehzahl des Motors dar. Diesen Signalen sind Schwingungen überlagert, die von der Zündspule erzeugt werden. Die am Eingang 40 anliegenden positiven und negativen Spannungen werden durch den Widerstand R1, die Diode d1 und die Zenerdiode z1 begrenzt, um das an der Leitung 40 anliegende Signal zu formen. Das parallelgeschaltete RC-Glied aus Kondensator C4 und Widerstand R2 bildet ein Filter zur Unterdrückung von Spannungsspitzen der Anstiegs- und Abstiegsflanken der an der Kathode der Zenerdiode z1 anliegenden Spannungsstufen. Der Widerstand R3 und der Kondensator C5 bilden ein zweites Filter zur Anpassung der Ströme am Eingang des Transistors T4. Am Kollektor des Transistors T4, d.h. an der Leitung 42, liegen Spannungsstufen',

i oder —sockel an, deren Wiederholungsfrequenz gleich der Zahl der Zündungen pro Sekunde ist, d.h. der doppelten Zahl der Motorum- ^; drehungen pro Sekunde im Falle eines Vierzylindermotors. Die Wie- ; !derholungsfrequenz der an der Leitung 42 anliegenden Spannungs- I

ι ι

sockel würde natürlich gleich sein der Anzahl der Motorumdrehungen pro Sekunde im Falle eines Zweizylindermotors und würde im Falle eines Sechszylindermotors das Dreifache der Motorumdrehungen} pro Sekunde betragen.

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Die vorstehend erwähnte Schaltung B ist ein in der logischen ■ jSchalttechnik bekannter Frequenzteiler, der nicht näher beschriebe^ !wird. Diese Schaltung ist erforderlich, weil die bei Fahrzeugen
!benutzten Zündverteiler nicht gewährleisten können, daß die Dauer
eines Motorentaktes bei beispielsweise einem Vierzylindermotor genau in vier gleiche Perioden unterteilt wird. Da die Messung der
Drehzahlschwankungen des Motors durch Vergleich aufeinanderfolgender Perioden durchgeführt wird, wird sie zur Erzielung einer guten !Meßgenauigkeit vorzugsweise an einem vollständigen Motorentakt

{durchgeführt. Daher gibt die Schaltung B Impulse ab, deren Frει

jquenz der Periode eines vollständigen Motorentaktes entspricht.

ι :

Jim Falle eines Vierzylindermotors werden diese Impulse durch Vier-: !teilung der Frequenz des Ausgangssignals der Schrauben mit Platin-:

j ι

ispitzen gewonnen. Im Falle einer Zweizylindermaschine würde der : !Frequenzteiler B natürlich die Frequenz halbieren, und im Falle

j eines Sechszylindermotors durch sechs teilen. Das an der Leitung ₍

|44 anliegende Signal könnte ebensogut richtig ausgeformt von einem!

;der Zündkerzenkabel des Motors abgegriffen werden. Wie bereits ■

j j

j erwähnt, entspricht das vom Frequenzteiler B abgegebene Signal !

j I

!vorzugsweise der Dauer eines Motorentaktes, doch könnte dieses I

■Teilungsverhältnis beispielsweise für einen Vierzylindermotor j

; ί

j eine Teilzahl oder ein Vielfaches von vier sein, je nach dem,

lob die Dauer eines Teils eines Motorentaktes oder ob eine Anzahl

jvon aufeinanderfolgenden Motortakten gemessen wird.

Figur 5 zeigt die Einzelheiten der Schaltung C. Wie bereits bemerkt, umfaßt sie drei in Reihe geschaltete monostabile Kreise
M1,M2 und M3 von identischem Aufbau. Daher wird nur der mono-

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stabile Kreis M1 beschrieben. Er umfaßt einen Eingangskondensator C 6, dessen eine Seite mit der Leitung 44 verbunden ist, während die andere Seite über eine Diode d2 an die Basis eines NPN-Transistors T5 geführt ist. Die Diode d2 steuert von der Basis des Transistors T5 in Richtung der entsprechenden Seite des Kondensators C 6 durch. Zwischen die andere Seite des Kondensators C6 und Masse ist ein Widerstand R5 geschaltet. Ein weiterer Widerstand R6 ist zwischen der Basis des Transistors T5 und einer positiven Spannungsquelle vorgesehen. Der Emitter des Transistors T 5 ist direkt an Masse geschlossen, und der Kollektor dieses Transistors über einen Widerstand R7 an die positive Spannungs-

quelle geführt. Die Ausgangsklemme des monostabilen Kreises M1

wird durch den Kollektor des Transistors T5 gebildet. Der Ausgang ;

i i

46 des monostabilen Kreises M1 ist mit dem nicht gezeigten Eingangskondensator des monostabilen Kreises M2 verbunden, und die ' Ausgangsklemme 48 des monostabilen Kreises M2 ist an den nicht gezeigten Eingangskondensator des monostabilen Kreises M3 angeschlossen.

Die in Figur 5 gezeigte Schaltung arbeitet wie folgt. Wenn das an der Leitung 44 anliegende Signal eine Abstiegsflanke aufweist, -

überträgt der Kondensator C6 an die Kathode der Diode d2 einen negativen Impuls, dessen Amplitude im wesentlichen gleich ist

der Amplitude des Signals mit der Abstiegsflanke auf der Leitung

44. Dann wird eine negative Spannung über die Diode d2 an die

£asis des Transistors T5 angelegt, um diesen zu sperren, der vor jäiesem Zeitpunkt durchsteuerte. Die Spannung am Kollektor des

!Transistors T5, d.h. an der Ausgangsklemme 46 wird positiv. Dann

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Swird der Kondensator C6 durch die Widerstände R6 und R5 neu auf-

Igeladen, bis die Spannung an der Basis des Transistors T5 eine solche Größe aufweist, daß dieser wieder durchsteuert. Die Spannung jam Kollektor des Transistors T5 fällt auf Null ab. Das an der

JAusgangsklemine 46 anliegende positive Signal ist das vorstehend

jerwähnte erste Schließsignal. Die Abstiegsflanke des ersten

jschließsignals steuert den monostabilen Kreis M2 an, um ein ■positives Signal von gegebener Dauer an dessen Ausgangsklemme izu erzeugen. Dieses positive Signal ist das zweite vorstehend er- j jwähnte Schließsignal. Die Abstiegsflanke dieses Schließsignals ' !wiederum triggert den monostabilen Kreis M3, um an dessen Ausgangs-!· klemme 50 ein positives Signal anzulegen, welches das dritte vor-

,stehend erwähnte Schließsignal ist. Man erkannt, daß das erste, !zweite und dritte Schließsignal aufeinander in dieser Reihenfolge iin Abhängigkeit von der Ansteuerung des monostabilen Kreises M1 idurch eine an der Leitung 44 anliegende Abstiegsflanke folgen.

Die Dauer des ersten, zweiten und dritten Schließsignals wird

!jeweils durch die Zeitkonstante des ersten, zweiten und dritten

■monostabilen Kreises M1,M2,M3 bestimmt. Diese Perioden sind im !Vergleich zur Periodendauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abstiegsflanken auf der Leitung 44 vernachlässigbar.

Figur 6 zeigt die Schaltung D im Blockschaltbild der Figur 3. Die- ;se Schaltung besitzt drei Schalter in Arbeitsstellung T1,T2'und :T3, die durch die an den Ausgangsklemmen 46,48 und 50 anliegen-

den Schließsignale gesteuert werden. Die Schalter T1,T2 und T3 werden durch NPN-Transistoren gebildet, an deren Basen das erste, zweite und dritte Schließsignal über entsprechende Widerstände R15_;

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■R1O und R8 angelegt werden. Der Emitter des Transistors T3 ist : direkt an Masse geschlossen, und sein Kollektor über einen Wieder-' stand R9 an eine positive Spannungsquelle geführt. Zwischen dem Kollektor des Transistors T3 und Masse ist ein Kondensator C3 geschaltet. Der Kollektor des Transistors ist an den positiven Eingang eines Koppelverstärkers 54 angeschlossen. Der Ausgang des Verstärkers 54 ist an seinem negativen Eingang zur Bildung einer Einstufe mit dem Verstärkungsgrad Einageführt. Ferner ist der Ausgang des Verstärkers 54 mit dem Kollektor des Transistors T2 verbunden. Der Emitter des Transistors T2 ist einerseits über einen Kondensator C2 an Masse und andererseits direkt an den positiven Eingang eines Koppelverstärkers 52 mit dem Verstärkungsgrad Eins angeschlossen. Wie im Falle des Verstärkers 54 ist auch der Ausgang des Verstärkers 52 an seinen negativen Eingang geführt» Der Ausgang des Verstärkers 52 ist ferner mit dem Kollektor des Transistors T1 verbunden. Der Emitter des Transistors T1 ist über einen Kondensator C1 an Masse geschlossen.

Die Schaltung D ist mit drei Ausgangsklemmen 56,58 und 76 ver- j

sehen. Die Ausgangsklemme 56 ist direkt an den Emitter des ,Transistors T1, und die Ausgangsklemme 58 direkt an den Emitter :

des Transistors T2 geführt. Somit bestehen die Signale an den : 'Ausgangsklemmen 56,58 aus den Ladungen der Kondensatoren C1,C2.

Wie anhand der Beschreibung der Figur 3 erwähnt, ist die dritte 'Ausgangsklemme 76 die Ausgangsklemme des Verstärkers 52.

Die in Figur 6 gezeigte Vorrichtung arbeitet wie folgt. Wenn das erste, zweite und dritte Schließsignal in dieser Reihenfolge er-

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zeugt werden (wie anhand der Figuren 3 und 5 erläutert wurde), j steuert der Transistor T1 zunächst bei Anliegen des ersten Schließ+

signals durch, und die Ladung des Kondensators C2 wird zum Konden-; !sator C1 über den Verstärker 52 sowie den Emitter-Kollektor-Kreis '

jdes Transistors T1 übertragen. Am Ende des ersten Schließsignals

!sperrt dieser wieder. Dann liegt das zweite Schließsignal an und ; jsteuert den Transistor T2 durch, um die Ladung des Kondensators

ι !

C3 auf den Kondensator C2 über den Verstärker 54 und den Emitter- ^:

Kollektorkreis des Transistors T2 zu übertragen. Am Ende des :

{zweiten Schließsignals sperrt der Transistor T2 wieder, und der ! ^Transistor T3 steuert in Abhängigkeit vom Anliegen des dritten I Schließsignals durch. Dann wird die Ladung des Kondensators C3 gelöscht. Am Ende des dritten Schließsignals beginnt der Kondensa-j

Jtor C3 wieder nach einer Exponentialkurve aufzuladen, deren Zeit- j

jkonstante durch R9,C3 bestimmt wird. Der Vorgang wiederholt sich i

in gleicher Weise in Abhängigkeit vom Anliegen einer weiteren i

Abstiegsflanke an der Leitung 44, welche nacheinander die mono- j

stabilen Kreise M1,M2 und M3 ansteuert. Wie bereits erklärt, j stellen die beiden an den Klemmen 56,58 anliegenden Signale die Perioden zweier aufeinanderfolgender Motorentakte dar, wobei die der Ladung des Kondensators C1 entsprechende Periode der der '■

j Ladung des Kondensators C2 entsprechenden Periode voreilt.

Figur 7 zeigt den in Figur 3 dargestellten Differentialverstärker 60, dessen positiver Eingang direkt an die Ausgangsklemme 58 der Schaltung D und dessen negativer Eingang über einen Widerstand R11 an die Ausgangsklemme 56 der Schaltung D geführt ist. Zwischen die Ausgangsklemme 62 des Verstärkers 60 und seinen negativen

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Eingang ist ein Widerstand R12 geschaltet. Das Verhältnis zwischen ι

den Widerständen R12 und R11 bestimmt den Verstärkungsgrad des ;

Verstärkers 60. - ;

Der Verstärker 60 arbeitet wie folgt. Wenn die Signale an den Ausgangsklemmen 56,58 der Schaltung D gleich sind, bedeutet dies, daß sich die Periode zwischen zwei aufeinanderfolgenden Motortakten nicht verändert hat und daher, daß die Drehzahl des Motors konstant ist. Das an der Ausgangsklemme 62 anliegende Signal nimmt einen Mittelwert an.

Wenn die Drehzahl des Motors abnimmt, erhöht sich die Periodendauer zweier aufeinanderfolgender Takte, und die Ladung von C2 ist größer a"ls die von C1 . In diesem Falle nimmt der Ausgang 62 ; des Verstärkers 60 einen Wert an, der größer ist als der vorstehend erwähnte Mittelwert.

Wenn sich jedoch die Drehzahl des Motors erhöht, verkürzt sich ;

die Periodendauer zweier aufeinanderfolgenden Takte, und die La- I : von :

,dung von C2 ist kleiner als die C1. Dann nimmt der Ausgang 62 ί ,des Verstärkers 60 einen Wert an, der unter dem Mittelwert liegt. ;

IZusammenfassend sei gesagt, daß der Absolutwert, d.h. die Amplitu-

,de des Signals an der Ausgangsklemme eine ansteigende Funktion der Periodenschwankungen eines Motorentaktes ist, d.h. eine 'fallende Funktion der Drehζah!änderungen des Motors.

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- 21 -

-x-

Die Figuren 8 und 9 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Steuer- ' jschaltung E der Figur 3 mit den Kreisen 70,71,72 und 74. Der Kreis

!70 der Figur 8 stellt die Endstufe der Steuerschaltung dar und ; lumfaßt einen Differentialverstärker 101 von hoher Verstärkung,

■dessen positive Eingangsklemme an den Ausgang des Kreises 72 !und dessen negative Eingangsklemme über den nachstehend beschriebe·^

inen Kreis 71 an die Ausgangsklemme 62 des Verstärkers 60 geführt

ist. Das Ausgangssignal der Steuerschaltung E liegt an der Ausigangsklemme des Differentialverstärkers 101 an, der hier als !Vergleichsschaltung arbeitet.

Die Kreise 72,74 bestehen aus einem Sägezahnspannungsgenerator ;und einem Oszillator, dessen Frequenz die der Sägezahnsignale !steuert. Eine Eingangsklemme 80 des Oszillators 74 ist an eine ^Ausgangsklemme 84 der Entζerrersehaltung F geführt. Ein Wider- !stand R21 verbindet die Klemme 80 mit der Basis eines PNP-Transistq>rs jT8, dessen Emitter direkt an eine positive Spannungsquelle und dessen Kollektor über einen Widerstand R23 an Masse geschlossen ist. Der Kollektor des Transistors T8 ist direkt mit der Basis jeines NPN-Transistors T7 verbunden, dessen Emitter direkt an Mas-

jse und dessen Kollektor über einen Widerstand R22 an eine positive\ :Spannungsquelle geführt ist. Aus Gründen, die im Zusammenhang mit der Beschreibung der Arbeitsweise der Steuerschaltung erklärt !werden, ist der Wert des Widerstandes R22 erheblich kleiner als der des Widerstandes R21. Beispielsweise kann R21 einen Wert von

l330 kOhm und R22 einen Wert von 33 Ohm haben. Ein Kondensator C9 verbindet den Kollektor des Transistors T7 mit der Basis des

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!Transistors T8. Der Kollektor des Transistors T7 stellt die Aus- j gangsklemme des Oszillators dar. Er ist direkt mit der Basis eines : PNP-Transistors T9 verbunden, welche die Eingangsklemme des Säge- , zahnspannungsgenerators 72 darstellt. Der Kollektor des Transistors T9 ist direkt an Masse, und sein Emitter über einen Widerstand R24 an eine positive Spannungsquelle angeschlossen. Der Emitter des Transistors T9 ist auch mit der negativen Eingangsklemme eines Rechenverstärkers 100 verbunden, dessen positiver Eingang an eine von einem Potentiometer P1 gebildete positive Spannungsquelle angeschlossen ist. Ein Kondensator C10 sorgt für eine negative Rück-, führung zwischen der Ausgangsklemme und dem negativen Eingang ; des Verstärkers 100. Der Ausgang des Verstärkers 100 bildet die Ausgangsklemme des Sägezahnspannungsgenerators. Der negative Ein- ; gang des Verstärkers 100 ist auch über einen Widerstand R25 an die j Klemme 78, d.h., an die Ausgangsklemme 76 des Verstärkers 52 ge- j führt.

Figur 9 zeigt Einzelheiten des Kreises 71 der Figur 3. Ein Eingang 200 des Kreises ist an den Ausgang 62 des Verstärkers 60 angeschlossen und bildet auch die Eingangsklemme eines ersten Kreises 202, der Mittelwertbildungskreis genannt wird und an ;seine Ausgangsklemme 204 ein Signal für den Mittelwert des Aus- :gangssignals des Verstärkers 60 abgibt. Der Kreis 202 ist ein RC-Glied und umfaßt einen Widerstand R40, dessen eine Seite 'an den Eingang 200 geführt ist, und das auch einen zwischen die jandere Seite des Widerstandes R40 und Masse geschlossenen Kondensator C20 umfaßt. Die Ausgangsklemme 204 wird aus dem Knotenpunkt des Widerstandes R40 und des Kondensators C20 ge-

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- 23 -

'bildet. Ferner umfaßt der Kreis 71 auch einen Gleichrichter 206,

! i

!der in Abhängigkeit vom Signal an der Klemme 20 arbeitet. Der , Gleichrichter 206 weist einen ersten "nicht invertierenden " ge- j

'nannten Strompfad auf, der in Abhängigkeit vom Signal an der Ein- ^;

Igangsklemme 200 dieses Signal verstärkt, so daß nur der Teil der
!Differenz zwischen diesem Signal und dem den Mittelwert darstellenden Signal mit einem gegebenen positiven Verstärkungsgrad

!verstärkt wird. Diese Verstärkung erfolgt unabhängig von der

!Polarität der Differenz, d.h., sowohl positive als auch negative ■ ^Differenzen werden mit dem gleichen positiven Verstärkungsgrad ^!

verstärkt. Der nichtinvertierende Strompfad des Gleichrichters 206; ■umfaßt hauptsächlich einen Rechenverstärker 210, dessen negativer \

!Eingang über einen Verstärker R44 an die Ausgangsklemme 204 des ;

I j

!Kreises 2 02 geführt ist, und dessen nichtinvertierende Eingangs-

i jklemme mit der Klemme 200 verbunden ist. Ein Widerstand R46 ist

!zwischen die Ausgangsklemme und den Inversionseingang des Verstär-¹ ,kers 210 geschaltet. . ;

i '

j I

JDer Gleichrichter besitzt auch einen "Inversionspfad" genannten j

I j

(Zweiten Strompfad, der ebenfalls auf das Signal an der Eingangs- j jklemme 200 anspricht und dieses verstärkt, so daß nur die ! !Differenz zwischen diesem Signal und dem Signal für den Mittel- j jwert mit einem negativen Verstärkungsgrad verstärkt wird, dessen J Absolutwert dem des gegebenen positiven Verstärkungsgrades gleich ist. Beispielsweise sei angenommen, der vorgegebene positive
Verstärkungsgrad habe den Wert +2 und der vorgegebene negative
Verstärkungsgrad den Wert -2. Wenn daher das Signal an der Klemme 200 eine negative Differenz mit einem Wert von 1V gegenüber dem

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Mittelwertsignal darstellt _r stellt das durch den Inversionspfad erzeugte Signal eine positive Differenz gegenüber dem Mittelwert- _: signal dar, wobei diese positive Differenz einen Wert von 2V be- \ sitzt. Der Inversionspfad besteht im wesentlichen aus einem Re- _: chenverstärker 208, dessen Inversionseingang über einen Widerstand R42 an die Klemme 200 und dessen nichtinvertierender Eingang an die Klemme 204 geführt ist. Auch der Ausgang des Verstärkers 208 :ist über einen Widerstand R42 an seine invertierende Eingangsklemme geführt.

Der Verstärkungsgrad des nichtinvertierenden Pfades wird durch diej Relativwerte der Widerstände R44,R46_und der Verstärkungsgrad des \ Inversionspfades durch die Relativwerte der Widerstände R42,R43 I bestimmt. Eine Diode d10 ist in Vorwärtsrichtung durchsteuernd ι mit dem Ausgang des Rechenverstärkers 208, und eine Diode d11 auch' in Vorwärtsrichtung mit dem Ausgang des Rechenverstärkers 210

verbunden. Eine Seite der beiden Dioden d10,d11 ist an eine Seite eines Potentiometers P10 geführt, dessen andere Seite an Masse '

geschlossen ist, so daß durch dieses Potentiometer P10 ein Ausgangk .signal erzeugt wird. Infolge der Wirkung der Dioden d10,d11 ist \ das Ausgangssignal des Kreises 206 gleich dem größeren der vom Inversionspfad und dem nichtinvertierenden Pfad abgegebenen Signa-}

ιIe. Somit stellt das vom Kreis 206 abgegebene Signal gegenüber dem Mittelwertsignal eine Differenz dar, die stets von derselben Polarität ist. Der Wert dieser Differenz stellt im wesentlichen

die Schwankungsamplitude zwischen den Perioden zweier aufeinanderfolgender Motorentakte dar.

709829/0234 ²⁵ "

Die Schältung 71 umfaßt auch einen "Versetzungskreis" oder "P-Ab- ' weichungskreis" genannten Kreis 212, der im wesentlichen aus einem¹ jRechenverstärker 214 besteht, dessen nichtinvertierende Eingangs-

jklemme an das Potentiometer P10 geführt ist. Die invertierende

sEingangsklemme des Verstärkers 214 ist über einen Widerstand R47

jmit der Ausgangsklemme 204 der Schaltung 202 und über einen Wider-,

!stand R48 mit der Ausgangsklemme 216 des Verstärkers 214 verbun-

jden. Die Ausgangsklemme 216 des Rechenverstärkers 214 stellt jauch die Ausgangsklemme der Schaltung 71 dar und ist an die nega- , jtive Eingangsklemme des in Figur 8 gezeigten Verstärkers 101 ge-

!führt. Ϊ

I ;

j Die Arbeitsweise der anhand der Figuren 8 und 9 beschriebenen Steue

schaltung E wird nachstehend auch unter Heranziehung der Figur 10 |

I i

erläutert, welche wie bereits erwähnt, die Änderungen der elektri-i «sehen Signale an verschiedenen Punkten der elektronischen Ein- ; !richtung zeigt. !

j j

i i

[Zunächst sei angenommen, daß die Transistoren T8 und T7 sperren, iund daß der Transistor T8 in Abhängigkeit von einem Spannungsabfall an seiner Basis durchsteuert. Dadurch steuert auch der Transistor T7 durch, was bedeutet, daß die Spannung an seinem Kollektor auf einen niedrigen Pegel abfällt und, daß ein negativer Impuls an der Basis des Transistors T8 anliegt, der diesen stärker durchsteuert. Daraufhin steuert auch der Transistor T7 stärker durch, und beide Transistoren T7 und T8 werden schnell gesättigt, so daß C9 kein Signal für einen Spannungabfall an die Basis des Transistors T8 mehr übertragen kann. Berücksichtigt

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man jedoch den hohen Wert des Widerstandes R21 und den niedrigen Wert des Widerstand R22 sowie auch die Verstärkungsgrade der Transistoren T8 und T7, dann reicht der im Widerstand R21 fließende Strom nicht hin, um den Transistor T7 im Sättigungszustand zu halten, wobei dieser wieder schnell sperrt, wodurch die Spannung an seinem Kollektor wieder ansteigt und einen Wert erreicht, der allmählich der am Widerstand R22 anliegenden Spannung gleich wird.

Damit wird ein verhältnismäßig kurzer negativ verlaufender Impuls an den Kollektor des Transistors T7 angelegt. Die Abstiegsflanke ^! dieses negativen Impulses ist ein positiver Sockel, der über den Kondensator C9 übertragen wird, so daß die Spannung an der Basis des Transistors T8 einen Maximalwert erreicht, der größer ist : als der der Versorgungsspannung. Nach der Übertragung des positiven Sockels fällt die Spannung am Kondensator C9 infolge des durch den Widerstand R21 aufgenommenen Stromes nach einer Exponentialkurve ab. Es scheint,daß der Spannungsabfall an der Basis des Transistors T8 eine Funktion der an der Klemme 80 anliegenden Spannung ist, so daß der Spannungsabfall häufiger auftritt,wenn ; die an der Klemme 80 anliegende Spannung niederpegelig ist. Der 'Spannungsabfall an der Basis des Transistors T8 setzt sich solange fort, bis die Spannung einen Wert erreicht, bei welchem der \

Transistor T8 wieder bestrebt ist,durchzusteuern. Von diesem Zeit-j

punkt an arbeitet die Schaltung nach der vorstehend erwähnten ι

I ί

Weise, und diese Erscheinung wiederholt sich periodisch, so daß j

I !

der Kreis 74 negative Impulse am Kollektor des Transistors T7 erzeugt. Es wurde festgestellt, daß die Frequenz der Impulse am Kollektor des Transistors T7 umso größer ist, je schwächer das

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Signal an der Eingangsklemme 80 ist. Natürlich wird der Oszillator 74 hier nur als Beispiel gezeigt, und jeder andere spannungsgeiregelte Oszillator, welcher die gleiche Aufgabe erfüllt, wäre iebenso geeignet.

bas am Kollektor des Transistors T7 anliegende Impulssignal gelangt dann zur Basis des Transistors T9. Dieser verhält sich für i
jdie negativ verlaufende Flanke sowie den "Nullpegelteil" des an ider Basis anliegenden Signals wie ein Emitterfolger, jedoch wie [eine Sperrdiode für die positiv verlaufende Flanke und den hochjpegeligen Teil des Signals. Wenn die negative Stufe dieses Signals

!an der negativen Eingangsklemme des Verstärkers 100 anliegt, wird idessen Ausgang hochpegelig, da eine positive Spannung vom Potentio-r

■meter P1 an die positive Eingangsklemme des Verstärkers 100 gellangt. Nachdem der an der Basis des Transistors T9 anliegende jnegative Impuls gelöscht ist, springt die an der negativen Eingangs !klemme des Verstärkers 100 anliegende Spannung auf einen Wert zu-

rück, der gleich ist der an der positiven Eingangskiemme anliegenden Spannung. Anschließend hat die Spannung an der negativen 'Klemme des Verstärkers 100 das Bestreben, auf einem Pegel erhalten zu bleiben, der im wesentlichen gleich ist der an seinem positiven Eingang anliegenden Spannung. Somit werden die Ausgangsströme der Widerstände R24 und R25 durch einen Strom des Kondensators C10 kompensiert, so daß der Spannungswert an der Ausgangsklemme des Verstärkers 100 linear abfällt, wodurch ein Sägezahnsignal mit einer negativen Abstiegsflanke erzeugt wird. Der Wert der Abstiegsflanke wird durch die Ströme in den Widerständen R24 und R25 bestimmt, d.h. durch die an diesen Wider-

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ständen anliegenden Spannungen. Da sich der Wert der Spannung an ^:

jder Klemme 78 in Abhängigkeit von der Dauer eines Motorentaktes '

jändert, erhellt daraus, daß die Größe der Abfallkurve der Säge- :

zahnspannung in Abhängigkeit vom Wert der Motorendrehzahl moduliert werden kann. Wenn beispielsweise die Spannung an der Klemme 78 einen relativ hohen Wert besitzt, d.h. daß die Motorendrehzahl ziemlich niedrig ist, ist auch die Stromaufnahme des Kondensators C10 hoch, und die Abfallflanke der Sägezahnspannung ist relativ steil. Wenn im Gegensatz der Wert der an der Klemme 78 anliegenden Spannung verhältnismäßig niedrig ist, was eine verhältnismäßig hohe Motorendrehzahl anzeigt, ist auch die Stromaufnahme des Kondensators C10 kleiner, und die Abstiegsflanke der Sägezahnspannung verläuft flacher und glatter. Schließlich ist der Absolutwert des negativen Gradienten der Sägezahnspannung proportional zur Spannung an der Eingangsklemme 78.

Die jetzt am positiven Eingang des als Vergleichsschaltung arbeitenden Verstärkers 101 anliegenden Sägezahnsignale werden mit einem Signal verglichen, das vom Kreis 71 her am negativen [Eingang des Verstärkers 101 anliegt.

!Der Gleichrichter 71 arbeitet wie folgt. An der Eingangsklemme 200 liegt von der Vergleichsschaltung her ein Signal an, wie j es anhand der Figuren 4 bis 7 beschrieben wurde. Die Formgebung dieses Signals wird durch die verschiedenen in Figur 10 dargestelljten Kurven erläutert, worin:

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!Kurve a_ = Spannung an der Leitung 42; ι

Kurve b= Spannung an der Leitung 44;

: Kurve £= Spannung am Ausgang 46 des monostabilen Kreises M1;

^: Kurve d = Spannung am Ausgang 48 des monostabilen Kreises M2;

: Kurve e= Spannung am Ausgang 50 des monostabilen Kreises M3;

Kurve f_ = Spannung am Kondensator C3; :

, Kurve c[ = Spannung am Kondensator C2;

Kurve h = Spannung am Kondensator C1;

Kurve i. : die ausgezogenen Linien in diesem Kurvenbild zeigen,

die am Ausgang des Verstärkers 60 anliegende Spannung, und die strichpunktierten Linien die mittlere Ausgangs-ί spannung des Verstärkers 60;

. Kurve 2_ : die ausgezogenen Linien zeigen die Spannung am Ausgang ■-

\ des Kreises 206;

Kurve k : die ausgezogenen Linien dieses Kurvenbildes zeigen die

■ Spannung an der Ausgangsklemme 216, und die gestrichel-

\ ten Linien die Sägezahnspannung an der Ausgangsklemme

; des Verstärkers 100;

i Kurve 1. = Spannung an der Ausgangsklemme 64 der Steuerschaltung. |

: Kurve a^ zeigt einen Impuls am Eingang des Frequenzteilers B. Die-

ί ses Signal weist eine der Drehzahl des Motors proportionale

j veränderliche Frequenz auf. Kurve b zeigt das Ausgangssignal ! des Frequenzteilers B, dessen Frequenz ebenfalls der Motorenj drehzahl proportional ist. Jede negativ verlaufende Flanke des Signals b steuert den monostabilen Kreis M1 zu den Zeitpunkten t1,t4,t7 und ti 0 an, um das erste Schließsignal c abzugeben.

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- 30 -

j :

; Dies bewirkt nach Figur 10 eine Übertragung der Ladung des Konden4

■ sators C2 an den Kondensator Cl. Alle negativ verlaufenden Flan-
; ken des ersten Schließsignals triggern den monostabilen Kreis

M2 zu den Zeitpunkten t2,t5,t8 und t11, um das zweite Schließsignal zu erzeugen und die Ladung vom Kondensator C3 auf den
Kondensator C2 zu übertragen (Kurve g_) . Solange das zweite
Schließsignal anliegt, lädt sich C3 weiterhin langsam auf. Alle
negativ verlaufenden Flanken des zweiten Schließsignals (siehe b,
: Figur 10) steuern den monostabilen Kreis M3 zu den Zeitpunkten
t3,t6,t9 und ti 2 an, um das dritte Schließsignal zu erzeugen und ^; den Kondensator C3 zu entladen, der bis zum Ende des dritten
Schließsignals entladen bleibt. Nach Löschung dieses Signals
lädt sich der Kondensator C3 exponentiell auf, bis das dritte
Schließsignal im nachfolgenden Takt anliegt.

Das durch die ausgezogenen Linien i. dargestellte Signal ist das
Ausgangssignal der Vergleichschaltung 60, das proportional dem

■ algebraischen Wert der Differenz zwischen den Signalen £ und h : ist. Wenn sich, wie die Figur zeigt, die Frequenz der Impulse ^: a erhöht, d.h., wenn die Drehzahl des Motors ansteigt, lädt sich
C3 auf einen niedrigeren Wert auf als während des vorangehenden
Motorentaktes, und das Signal am Ausgang 62 des Verstärkers 60

j liegt unter einem Mittelwert. Dies tritt z.B. zum Zeitpunkt t8
t

an auf, in welchem die an C2 übertragene Ladung unter dem Wert |

: ι

der zum Zeitpunkt t7 an C1 übertragenen Ladung abgefallen ist. |

j Tatsächlich bewirkt die Nacheilung zwischen dem ersten und dem [

! j

zweiten Schließsignal eine zweistufige Veränderung des Ausgangs- |

pegels des Verstärkers 60. Infolge der Zeitkonstanten der nach- ί

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• folgenden Kreise jedoch besitzt diese Erscheinung keinen Einfluß

auf die allgemeine Arbeitsweise und Funktion der elektronischen I Vorrichtung.

j Im allgemeinen kann das Ausgangssignal der Vergleichschaltung ; - ausgezogene Kurve des Bildes i der Figur 10 - um den Mittelwert ! in Abhängigkeit von den Größenänderungen der Motorendrehzahl j zwischen zwei aufeinanderfolgenden Motorentakten schwanken. Wenn ι die Vergleichschaltung 60 ein Signal abgibt, dessen Pegel über Ϊ dem Mittelwert liegt, hat sich die Periode eines Motorentaktes

erhöht, was einer Drehzahlverringerung des Motors entspricht. ι Wenn jedoch die Vergleichschaltung 60 ein Signal abgibt, dessen

Pegel unter dem Mittelwert liegt, hat sich die Periode eines

i Motorentaktes verkleinert, was einer Beschleunigung des Motors

! entspricht. In der Praxis ändert sich das Ausgangssignal der

ι Vergleichschaltung abwechselnd und stellt aufeinanderfolgende

! Perioden dar, in welchen es über oder unter dem Mittelwert liegt

\ (Figur 10). Dieses Signal gelangt dann an die Eingangsklemme

; des Kreises 2 02, um an die Klemme 204 ein Signal für den Mittel-

j wert des Ausgangssignals der Vergleichschaltung 60 abzugeben.

! Dieses Signal wird auch über den Widerstand R42 der invertieren-

i
den Eingangsklemme des Verstärkers 208 zugeführt. Andererseits gelangt das Ausgangssignal des Kreises 202 an die nichtinvertierende Eingangsklemme des Verstärkers 208, um an dieser ein Mittelwertsignal anzulegen. Da die Spannungen an den entsprechenden Eingangsklemmen des Rechenverstärkers 208 bestrebt sind, gleich zu sein, und da die Spannung an der nichtinvertierenden Eingangsklemme des Verstärkers 208 im wesentlichen gleich ist

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. der Größe des Mittelwertsignals, besitzt auch die an der inver-

! tierenden Eingangsklemme anliegende Spannung den gleichen Wert.

j Wenn das Signal an der Eingangsklemme 200 kleiner ist als das Mittelwertsignal, wird an der Klemme 20 Strom aufgenommen, der von der Ausgangsklemme des Verstärkers 208 über den Widerstand R43 weitergeleitet wird. Somit ist die an der Ausgangsklemme des

! Verstärkers 208 anliegende Spannung größer als die an der Eingangsklemme anliegende Mittelwertspannung. Gegenüber der an der Klemme 204 anliegenden Spannung wird die Spannungsdifferenz zwischen den Signalen an den Klemmen 200, 204 im Verhältnis der Widerstände R43,R42 umgekehrt und verstärkt.

^; Wie im Falle des Rechenverstärkers 208 ist auch die Spannung an den Eingangsklemmen des Rechenverstärkers 210 bestrebt, die gleiche Größe aufzuweisen. Da die Spannung an der nichtinvertierenden Eingangsklemme des Verstärkers 210 gleich ist der an der Eingangsklemme 200 anliegenden Spannung, ergibt sich, daß die Spannung an der invertierenden Eingangsklemme des Verstärkers 210 bestrebt ist, in der gleichen Weise zu schwanken. Andererseits ist die Spannung am Ausgang des Widerstandes R44, die der Spannung am Eingang des Kreises 206 entspricht, gleich der Spannung des Mittelwertsignals. Wenn das Signal an der nicht- ! invertierenden Eingangsklemme des Verstärkers 210 gegenüber dem ! Mittelwertsignal eine gegebene Differenz darstellt, stellt das t Signal an der Ausgangsklemme gegenüber dem gleichen Signal eine

ι !

j Differenz dar, die in einem Verhältnis verstärkt ist, welches eine Funktion des Wertes der Widerstände R44 und R46 ist. Das über die Dioden D1O,D11 am Potentiometer P10 anliegende Signal

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ist gleich dem stärker positiven der entsprechenden Ausgangssignale des invertierenden und nicht_invertierenden Strompfades.

Dieses Signal ist durch die in ausgezogenen Linien dargestellte

Kurve des Bildes j_ der Figur 10 gezeigt.

j
!
j
: Der "Versetzungs"- oder "P-Abweichungskreis" 212 arbeitet wie j folgt. Am Potentiometer P10 liegt ein Signal an, dessen Wert dem ; des Mittelwertsignals plus einer bestimmten Größe entspricht.

! Andererseits liegt an einer Seite des Widerstandes R47 das Mit-

■ telwertsignal an. Das Potentiometer P10 ist so eingestellt, daß am nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 214 ein Signal

■ anliegt, das gleich dem halben,am Potentiometer P10 anliegenden

j Signal ist. Daher ist auch die Spannung am Inversionseingang

j des Verstärkes 214 gleich einer feststehenden Größe, die dem halben Mittelwertsignal plus einer veränderlichen Größe gleich ί ist, deren Amplitude von den Unregelmäßigkeiten der Motorendrehzahl abhängt. Da die Widerstände R47 und R48 gleich sind, arbeitet der Kreis 212 in der Weise, daß die Komponente aufgrund des Mittelwertsignals im Ausgangssignal des Verstärkers 214 gelöscht wird, und nur der über der Mittelwertkomponente des Signals liegende Anteil erhalten bleibt und verstärkt wird (siehe Figur 10). Das vom Kreis 206 abgegebene Signal wird somit gegen Null versetzt und durch den Kreis 212 verstärkt. Dieses Signal ist durch die ausgezogenen Linien im Bild Jc der Figur 10 dargestellt.

Zusammenfassend sei bemerkt, daß die Amplitude des Ausgangssignals des Kreises 71 während eines gegebenen Motorentaktes dem Absolutwert der Differenz zwischen der Dauer der entsprechenden

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Perioden der beiden vorangehenden Motorentakte proportional ist.

An der invertierenden Eingangsklemme der Vergleichschaltung 101 liegt das Ausgangssignal des Kreises 71, und an der nichtinvertierenden Eingangsklemme die Sägezahnspannung vom Verstärker 100 an. Das Ausgangssignal an der Klemme 64 wird dann durch einen Impulszug gebildet, der zwischen den Zeitpunkten anliegt, welche den ersten und zweiten Schnittpunkt der Eingangssignale der . Vergleichschaltung 101 entsprechen, d.h. wenn das Sägezahnsignal größer ist als das Ausgangssignal des Kreises 71. Dieses Ausgangs4

signal entspricht dem Steuersignal für das Magnetventil und wird ; durch die Kurve 1 der Figur 10 dargestellt. Je höher der Pegel des AusgangssignaIs des Kreises 71 liegt, umso kürzer sind die Unterbrechungsimpulse der Vergleichschaltung 101. Da dieser Pegel dem Absolutwert der Periodenschwankung eines Motorentaktes proportional ist, d.h. dem unrunden Lauf des Motors, ergibt sich für einen Motor, dessen Vergaser bereits mit einem genügend mageren Luft-Kraftstoffgemisch versorgt wird, d.h. für einen Motor mit bereits sehr unregelmäßiger Drehzahl, daß es nur ; wenige und kurze Ansaugunterbrechungen für das Gemisch gibt, weil dann der Kreis 71 ein Signal von großer Amplitude abgibt.

■ Jedoch im Falle eines Motors, der mit zu fettem Gemisch versorgt | wird, d.h. mit einer regelmäßigen Drehzahl, gibt der Kreis 71 |

ein Signal von kleinerer Amplitude ab. Dies bewirkt Unterbrechung^

^: I

i

! impulse längerer Dauer und daher eine Verringerung des Kraft-Stoffverbrauches sowie eine Verstärkung des unrunden Laufes des

Motors, wobei dieser jedoch innerhalb zulässiger Grenzen gehalten j

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HS

Es sei bemerkt, daß der Mittelwertbildungskreis 202 des Gleich-

' richters 71 entfallen kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Dieser Kreis, der auch zum Ausgleich leichter Schwankungen des Mittelwertes des Signals am Ausgang des Verstärkers

: 60 dient, könnte auch durch einen Spannungsgenerator ersetzt

; werden, der ein Signal von konstantem, sich dem Mittelwert annäherndem Wert erzeugt, ohne im wesentlichen die Arbeitsweise des Kreises 71 zu verändern. Ebenso ist der Nullunterdrückungskreis vorgesehen, den "Nullpegel" des Ausgangssignals des Potentiometers P10 auf den "Nullpegel" der Sägezahnspannung abzustimmen, doch ist es ebenso möglich, ein Sägezahnsignal zu i

erzeugen, das dann gegenüber dem Pegel des Ausgangssignals des Potentiometers P10 auf Null zurückgestellt wird. :

Die Länge und Frequenz der vom Verstärker 101 erzeugten Impulse, ' d.h. die Dauer und Anzahl der Ansaugunterbrechungen hängt ebenso von den Werten der Steilheit und Frequenz der Sägezahnspannung; ab, wobei diese Werte entsprechend den Betriebsbedingungen des ; Motors verändert werden. Eine Erhöhung des Absolutwertes der Steilheit der Sägezahnsignale entspricht kürzeren Unterbrechun- : gen, und ein= Erhöhung ihrer Frequenz entspricht zahlreicheren j Unterbrechungen.

Anstelle des vorstehend beschriebenen Sägezahnspannungsgenerators[ könnte auch ein Generator verwendet werden, der Sägezahnsignale mit abwechselnd positiven und negativen Flanken oder mit Flanken

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erzeugt, die sich in nichtlinearer Weise (beispielsweise exponentiell) verändern.

Figur 11 stellt ein Ausführungsbeispiel der im Blockschaltbild
der Figur 3 gezeigten Entzerrerschaltung F dar. Diese Schaltung
erzeugt ein Signal zur Steuerung des Frequenzwertes des vom
Oszillator 74 abgegebenen Signals. An der Eingangsklemme 82 der
Entzerrerschaltung F liegt das Ausgangssignal des Verstärkers 60
an, welches die Schwankungen der Periodendauer des Motorentaktes
darstellt. Die Eingangsklemme 82 ist an die erste Seite eines
Kondensators C7 geführt, dessen zweite Seite mit der Anode einer ; Diode d3 verbunden ist. Die Kathode der Diode d3 ist an den
negativen Eingang eines Differentialverstärkers 102 angeschlossen* Ein Kondensator C8 sorgt für eine negative Rückführung zwischen
dem Ausgang und dem negativen Eingang des Verstärkers 102, der
somit als Integrationsglied arbeitet. Der positive Eingang ist
an eine positive, durch ein Potentiometer P2 gebildete Spannungs-; ' quelle geführt. Der Ausgang des Verstärkers 102 ist mit dem
^: negativen Eingang eines Differentialverstärkers 104 verbunden. ι : Zwischen den Ausgang und den negativen Eingang des Verstärkers i 104 ist ein Widerstand R20 geschaltet. Die positive Eingangsklemme des Verstärkers 104 ist an eine durch ein Potentiometer i

: I

j P3 gebildete positive Spannungsquelle angeschlossen. Der Aus- ! gang des Verstärkers 104 bildet die Ausgangsklemme 84 der Ent- j

zerr er schaltung F. ■-■■ j

Die Entzerrerschaltung F umfaßt auch eine an die Ausgangsklemme
50 des monostabilen Kreises M3 geführte Eingangsklemme. Diese

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ι ;

Eingangsklemme ist mit der Basis eines NPN-Transistors T6 über

einen Widerstand R17 verbunden. Der Kollektor des Transistors i
T6 ist an die negative Eingangsklemme des Verstärkers 102 über

! einen Widerstand R18 geführt. Der Emitter des Transistors T6 ist

j direkt an Masse geschlossen. An den negativen Eingang des Ver-' stärkers 104 ist auch eine Leitung 106 angeschlossen, deren Auf-

! gäbe nachstehend näher erläutert wird.

] Die anhand der Figur 11 beschriebene Entzerrerschaltung F arbeitet

I wie folgt. Das von der Ausgangsklemme 62 des Verstärkers 60 an ^:

i I

I der Eingangsklemme 82 anliegende Signal verändert sich stufen- !

j . j

j weise. Richtung und Amplitude der Pegeländerungen dieses Signals j

! hängen von den Periodenschwankungen zwischen zwei aufeinander- '

I !

j folgenden Motorentakten ab, wie bereits erklärt wurde. Das Sig- ; nal an der Eingangsklemme 82 wird dann durch ein RC-Glied R16 , ; C7 differenziert. An der Anode der Diode d3 liegt ein Zug aus I positiven und negativen Impulsen an, deren Amplituden proportional den Amplituden der entsprechenden Periodenänderungen sind. Die i

I Diode d3 unterdrückt die negativen Impulse, und daher berück-

[ sichtigt der Verstärker 102 nur Impulse, welche einer Ver-, größerung der Periode des Motorentaktes entsprechen, d.h. einer

; Herabsetzung der Drehzahl. Je größer die Anzahl und Amplitude der positiven Impulse ist, umso niedriger ist der Pegel des I Ausgangssignals des Verstärkers 102. Der Verstärker 104 bildet ■ eine Anpassungsstufe, durch welche die Entzerrerschaltung ein mit der Steuerschaltung kompatibles Signal erzeugen kann. Man erkennt, daß der hohe Pegel am Ausgang des Verstärkers 104 einem niedrigen Pegel am Ausgang des Verstärkers 102 entspricht

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_ "3 Q _ JO

sowie, daß ein niedriger Pegel am Ausgang des Verstärkers 104 einem hohen Pegel am Ausgang des Verstärkers 102 entspricht.
Die Frequenz des Oszillators 74 sowie die des Sägezahnsignals des Generators 72 verringert sich, d.h., die Signale schließen das Magnetventil weniger häufig, woraus sich eine erhöhte Ansaugung des Luft-Kraftstoffgemisches ergibt.

Zusammenfassend sei bemerkt, daß die Frequenz des Oszillators umso höher ist, je runder der Lauf des Motors ist, d.h., daß : auch die Zahl der Unterbrechungen größer wird, was bedeutet, daß ! das Gemisch magerer wird, und die Arbeitsweise sich dem Ideal annähert.

Der Transistor T6 wird periodisch durch das dritte Schließsignal der Ausgangsklemme 50 des monostabilen Kreises M3 angesteuert, damit der Widerstand R18 einigen Strom aufnehmen und dadurch die von d3 übertragenen Impulse ausgleichen kann, um am Ausgang
des Verstärkers 102 einen Gleichgewichtszustand zu erreichen, so daß die Spannung an der Ausgangsklemme des Verstärkers 102 nicht dauernd niederpegelig bleibt.

Figur 12 zeigt den Leistungsverstärker 68, welcher das Steuersignal für das Magnetventil 66 abgibt. Der Leistungsverstärker besitzt einen aus den Widerständen R26 und 27 bestehenden
Spannungsteiler. Eine Seite des Widerstandes R27 ist mit der
Ausgangsklemme 64 der Steuerschaltung E verbunden. Eine Seite des Widerstandes R26 ist an Masse geschlossen. Der gemeinsame Verbindungspunkt der Widerstände R26, R27 ist direkt an die Basis

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eines NPN-Transistors T10 geführt, dessen Emitter direkt an Masse und dessen Kollektor über die in Reihe geschalteten Widerstände R29,R3 0 an eine positive Spannungsquelle angeschlossen

j ist. Der Verbindungspunkt der Widerstände R29,R3 0 ist an die

I Basis eines PNP-Transistors T11 geführt. Der Transistor T11 ist

j auch mit einem PNP-Transistor T12 zur Bildung einer in der NF-

I Technik bekannten Darlington-Schaltung verbunden. Der Ausgang j
der Verstärkerschaltung wird durch die miteinander verbundenen

Kollektoren der Transistoren T11 und T12 gebildet. Das Ausgangsi signal des Verstärkers 68 steuert das Magnetventil 66.

Zwischen die Kollektoren der Transistoren T11 und T12 sowie Massel

ist eine Diode d4 geschaltet, deren Anode an Masse geschlossen

I ist. ;

j Außerdem ist der Kollektor des Transistors T10 an die Anode einer

f j

Diode d7 geführt, deren Kathode mit der Ausgangsklemme 88 der ^;

j !

ι Unterbrecherschaltung verbunden ist. Wie nachstehend näher ,

erläutert wird, arbeiten Transistor T10 und Diode d7 als ODER- ! Tor.

ι Die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Verstärkers 68

I wird nachstehend näher erläutert, wobei die Diode d7 nicht be-

: rücksichtigt wird, da deren Aufgabe nachstehend anhand der Ar- ! beitsweise der Unterbrecherschaltung näher erklärt wird. Wenn ein Steuersignal an der Ausgangsklemme 64 der Steuerschaltung E anliegt, steuert der Transistor T10 durch, und die Spannung an der Basis des Transistors T11 fällt ab, um die Transistoren

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ι T11,T12 durchzusteuern und einen Steuerimpuls an die Spule des ;

ι j

j Magnetventils 66 anzulegen. Die Diode d4 schützt die Transistoren;

·

T11,T12 gegen Spannungsspitzen, die an den Klemmen der Spule 66
' zu dem Zeitpunkt auftreten, wenn der Steuerstrom für das Magnetventil 66 abgeschaltet wird.

Figur 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Unterbrecherschaltung
G. Die Klemme 86 ist mit der Leitung 78 verbunden. Eine negative
; Eingangsklemme eines Differentialverstärkers 90 mit hoher Ver-

Stärkung ist an die Eingangsklemme 86 und eine positive Eingangs-; klemme dieses Differentialverstärkers an eine aus einem Potentio-'

meter P4 gebildete positive Spannungsquelle geführt. Der Ver- j stärker 90 ist als rückführungsloser Steuerkreis geschaltet und
verhält sich wie eine Vergleichschaltung. Der Ausgang des Verstärkers 90 ist mit der Kathode einer Diode d5 verbunden, deren , Anode über einen Widerstand R31 an eine positive Spannungsquelle ■ angeschlossen ist. Eine Diode d6 ist über ihre Anode an die ' Diode d5 und über ihre Kathode über einen Schalter K1 an Masse [ geschlossen, wobei der Schalter nur dann öffnet, wenn der stromab von der Drosselklappe abgetastete Unterdruck einen bestimmten

: Wert überschreitet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird der Schalter K1 durch einen stromab von der

ι Drosselklappe im Einlaßkrümmer des Motors montierten Balgen
gesteuert. Ein Verbindungspunkt zwischen den Anoden der Dioden
D5,D6 ist über einen Widerstand R32 an die Basis eines NPN-

Transistors T13 geführt.Zwischen die Basis des Transistors T13
i
j und Masse ist ein Widerstand R33 geschaltet. Der Emitter des

Transistors T13 ist an Masse und sein Kollektor über einen

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\ Widerstand R34 an eine positive Spannungsquelle angeschlossen.

Der Kollektor des Transistors T13 ist sowohl direkt an die Aus-

i gangskleinme 88 und über eine Diode d8 an die negative Eingangs-

J leitung 106 des Verstärkers 104 geführt.

! Die vorstehend beschriebene Unterbrecherschaltung arbeitet wie j folgt. Zunächst sei angenommen, daß der stromab von der Drossell klappe herrschende Unterdruck einen vorgegebenen Wert überschrei-

j te, d.h., daß der Schalter K1 offen se^ und die Drehzahl des

'. Motors über einem durch die Spannung des Potentiometers P4 be-

stimmten Wert liege. Solange die Drehzahl des Motors höher ist j als der vorgegebene Wert, ist auch das logische Signal an der ' Kathode der Diode d5 hochpegelig. Da der Schalter K1 offen ist, i ist auch die Kathode der Diode d6 hochpegelig. Die Dioden d5,d6

wirken als ein UND-Tor, und das an der Basis des Transistors T13 : anliegende Signal ist somit hochpegelig. Der Transistor T13 , steuert durch, und die Spannung an der Ausgangsklemme 88 ist : niederpegelig. Der Schließvorgang des Magnetventils 66 wird j dann direkt und unabhängig vom Schaltzustand des Signals an

; der Klemme 64 über die Diode d7 sowie durch die durch die . Transistoren T11,T12 (Figur 10) gebildeten Verstärkerstufen

! gesteuert. Dies gilt, solange der Schalter K1 offen bleibt, und die Motordrehzahl den Wert übersteigt, auf welchen das

; Potentiometer P4 eingestellt ist. Wie vorstehend erwähnt,

bilden der Transistor T10 und die Diode d7 des Leistungsverstärkers 68 ein ODER-Tor. Das an dieser Klemme anliegende Signal ! überdeckt das Signal der Steuerschaltung solange die Spannung I an der Ausgangsklemme 88 niederpegelig ist, wobei das Magnet-

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! ventil geschlossen ist. Dieser Zustand währt solange, bis eines ! der Signale an den Kathoden der Dioden d5 bzw. d6 niederpegelig I wird, d.h. bis zum Zeitpunkt, in welchen die Drehzahl unter den ¹ am Potentiometer P 4 eingestellten Wert während einer Bremsperiode i abfällt oder bis zum Zeitpunkt, in welchem der stromab von der

Drosselklappe herrschende Unterdruck unter eine bestimmte Größe i absinkt.

: Von diesem Zeitpunkt an ist das Signal an der Ausgangsklemme 88 ' hochpegelig,und das Magnetventil 66 wird normalerweise durch ι die Steuerschaltung gesteuert, bis das Signal an der Ausgangs-

¹ klemme 88 wieder auf einen niedrigen Pegel zurückfällt.

Die zwischen den Kollektor des Transistors T13 und den negativen Eingang des Verstärkers 104 (Figur 9) geschaltete Diode d8 hebt die Spannung dieses negativen Eingangs auf einen Pegel nahe Null, wenn der Schalter K1 offen ist und wenn die Motorendrehzahl einen bestimmten Wert überschreitet. Am Ende des von der Klemme 88 abgegebenen Signals verhindert die Diode d8, daß die Spannung wieder Iiochpegelig wird. Dies gewährleistet, daß ^: am Ende einer durch die Schaltung G gesteuerten Unterbrechungsperiode ein niederpegelxges Signal am Ausgang des Verstärkers ι 102 (Figur 9) anliegt,doll., daß die Frequenz der durch die ' Steuerschaltung abgegebenen Signale verringert wird, und somit eine minimale Unterbrechung.

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Der Ausdruck "Steuerung des Ansaugvorganges oder Einlasses von Luft-Kraftstoffgemisch" ist in weitestem Sinne auszulegen und gilt für Einrichtungen, bei denen das Magnetventil die Kraftstoff Versorgung stromauf von der Stelle unterbricht, an welcher das Gemisch gebildet wird. In diesem Fall läßt sich ein Luft-Kraft stoff gemisch nur dann erreichen, wenn etwas Kraftstoff zum Motor gelangen kann. Wenn die KraftstoffVersorgung unterbrochen wird, ist es eindeutig, daß der Ansaugvorgang von Luft-Kraftstofff gemisch ebenfalls unterbrochen ist, da dann nur Luft zum Motor gelangen kann.

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si

Leerseite

Claims (2)

1. i Societe Anonyme D.B.A.

   : 98 Bd. Victor Hugo ; 92110 Clichy, Frankreich

   Dip!. !nrj. H. D.pl. F-.-.v». ν-'· Dio! '-ίο T-::. D.pi. ··-;■-. ^l-··'-

   Patentansprüche

   Anwaltsakte M-3882 2. April 1976

   \1. ^Verfahren zur Steuerung des Ansaugvorgangs von Luft-Kraftstoffgemisch für den Leerlauf- und Teillastkreis des Vergasers eines Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, daß: :

   a) ein erstes Signal für die Amplitude der Schwankungsdauer des gesamten, eines Teiles oder einer Anzahl von Motorentakten erzeugt wird, ferner dadurch, daß

   b) der Ansaugvorgang von Luft-Kraftstoffgemisch periodisch j unterbrochen wird, sowie dadurch, daß die Dauer der Unterbrechung in Abhängigkeit vom Pegel des ersten Signals erfolgt, so daß die Unterbrechung des Ansaugvorganges umso kürzer ist, je größer die Amplitude der

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   ORIGINAL INSPECTED

   PeriodenSchwankung ist. :
2. 2. Steuerschaltung zur Steuerung des Ansaugvorganges von Luft- i Kraftstoffgemisch für den Leerlauf- und Teillastkreis des Vergasers eines Verbrennungsmotors nach dem Verfahren des Anspruchs 1,dadurch gekennzeichnet, daß es erste Vorrichtungen (D,60,71) zur Erzeugung eines ersten Signals für die Amplitude der Schwankungsdauer des gesamten, eines Teils oder einer Anzahl von Motorentakten umfaßt, wobei diese Dauer im folgenden Periode des Motorentaktes genannt wird, sodann dadurch, daß eine zweite Vorrichtung (70) in Abhängig-.

   keit vom ersten Signal ein Steuersignal zur Unterbrechung j des Ansaugvorganges von Luft-Kraftstoffgemisch erzeugt und \ schließlich dadurch, daß die Dauer des Steuersignals eine

   abfallende Funktion des ersten Signals ist. ;

   3. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorrichtung eine Vergleichschaltung (70) umfaßt, an deren ersten Eingang ein erstes Signal anliegt, dessen Pegel im wesentlichen die Amplitude der Differenz zwischen der Dauer zweier Perioden von zwei aufeinanderfolgenden Motorentakten darstellt, ferner dadurch, daß an einem zweiten Eingang ein zweites Signal mit einer im wesentlichen periodischen Veränderungskurve anliegt, und schließlich

   I dadurch, daß die Vergleichschaltung (70) das Steuersignal zwischen einem ersten und zweiten Zeitpunkt innerhalb einer Periode des Steuersignals abgibt, wobei sich das erste und zweite Signal im ersten und zweiten Zeitpunkt schneiden.

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   4. Steuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Vorrichtung zur Erzeugung eines ersten Signals eine Vergleichschaltung (60) zum Vergleich eines dritten und vierten Signals besitzt, deren Amplituden die Dauer zweier aufeinanderfolgenden Perioden darstellen, daß die Vergleichschaltung (60) ein erstes Ausgangssignal abgibt, das in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleiches des dritten mit dem vierten Signal in der Vergleichseinrichtung

   (60) zu beiden Seiten eines Mittelwertes schwankt, ferner dadurch, daß die Amplitude des Ausgangssignals im wesentlichen die Differenz der Periodendauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Motorentakten darstellt, sowie dadurch, daß die erste signalerzeugende Vorrichtung einen Gleichrich-

   ter (71) umfaßt, um das erste Ausgangssignal gegenüber einemi Mittelwert gleichzurichten, damit das erste Signal abge- ;

   geben werden kann. j

   5. Steuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß^!

   i sie erste (C1) und zweite (C2) Speicherelemente zur Erzeu- j

   gung des dritten und vierten Signals umfaßt, sowie dadurch, :

   daß die im ersten (C1) und zweiten (C2) Speicherelement ·

   gespeicherten Ladungen die Werte der Perioden zweier aufeinanderfolgenden Motorentakte darstellen und daß jede Ladung in Abhängigkeit von der Dauer der entsprechenden Periode erhöht wird.

   6. Steuerschaltung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (71) einen Gleichrichterkreis

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   (206) umfaßt, der in Abhängigkeit vom ersten Ausgangssignal sowie von einem Signal für den Mittelwert des Ausgangssignals ein gegenüber dem Mittelwert gleichgerichtetes Signal
   erzeugt.

   7. Steuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß:

   ■

   der Gleichrichter (71) einen Mxttelwertbildungskreis (202)
   !

   umfaßt, der in Abhängigkeit vom ersten Ausgangssignal ein

   { Signal für den Mittelwert des Ausgangssignals erzeugt.

   8. Steuerschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Mxttelwertbildungskreis (202) ein RC-Glied ist.

   9. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch

   gekennzeichnet, daß der Gleichrichterkreis (206) einen ersteiji,

   nicht invertierenden Strompfad genannten Pfad (R44,R46,210) ·■

   besitzt, der in Abhängigkeit vom ersten Ausgangssignal die ; Differenz zwischen dem Ausgangssignal und dem Mittelwert-

   signal mit einem vorgegebenen positiven Verstärkungsgrad [

   verstärkt, daß ein zweiter, Inversionspfad genannter Strom- \

   pfad (R42,R43,208) in Abhängigkeit vom ersten Ausgangssignal I die Differenz zwischen dem ersten Ausgangssignal und dem j Mittelwertsignal mit einem negativen Verstärkungsgrad verstärkt, dessen Wert dem des vorgegebenen positiven Verstärkungsgrades entgegengesetzt ist, sodann dadurch, daß das gleichgerichtete Signal einem der durch den ersten und zweiten Strompfad erzeugten Signale gleich ist, so daß seine
   darstellende Kurve stets auf der gleichen Seite wie die

   709829/0234 _ ₄₈ _

   Kurve des Mittelwertsignals liegt.

   10. Steuerschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,

   j daß der Versetzungskreis (112) einen Rechenverstärker (214)
   j umfaßt, dessen Ausgang über einen Widerstand (R48) an seinen Inversionseingang geführt ist, ferner dadurch, daß an seinem

   nichtinvertierenden Eingang des gleichgerichtete Signal an-

   ; liegt und schließlich dadurch, daß an seinem nichtinvertieren-J den Eingang auch das Mittelwertsignal anliegt.

   12. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch ■

   gekennzeichnet, daß sie auch in Abhängigkeit vom Drehzahl- ; wert des Motors arbeitet, so daß sich auch die Unterbre- '

   i chungsdauer des Ansaugvorganges in Abhängigkeit vom Wert j

   dieser Drehzahl erhöht. r

   13. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch :

   gekennzeichnet, daß sie eine auf sie einwirkende Entzerrer-

   schaltung (F) umfaßt, die in Abhängigkeit von der Anzahl I und Amplitude der positiven Schwankungen der Periodendauer
   eines Motorentaktes arbeitet, so daß die Unterbrechungsdauer des Ansaugvorganges umso kürzer ist, je größer die Amplitude! und Frequenz der Verlängerung der Dauer aufeinanderfolgender Perioden von Motorentakten sind.

   14. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch
   gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung (G) umfaßt, welche
   in Abhängigkeit vom stromab von der Drosselklappe herrschen-

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   den Unterdruck sowie von der Amplitude der Motorendrehzahl arbeitet, um beim Schließen der Drosselklappe ein zweites Ausgangssignal, zu erzeugen, wenn die Drehzahl des Motors größer ist als eine vorgegebene Bezugsdrehzahl, sowie dadurch, daß das zweite Ausgangssignal eine Unterbrechung des Ansaugvorgangs unabhängig vom Wert des Ausgangssignals der zweiten Vorrichtung (70,68) bewirkt.

   15. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen dritten Generator (74,72) zur Erzeugung des zweiten mit Sägezahnform versehenen Signals umfaßt, ferner dadurch, daß das Steuersignal in der Zeitspanne erzeugt wird, welche zwei aufeinanderfolgenden Schnittpunkten des Sägezahnsignais mit dem Signal für die Schwankungsdauer der Periode des Motorentaktes während einer einzigen Periode des Sägezahnsignals entspricht. ;

   16. Steuerschaltung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Generator (74,72) in Abhängigkeit vom Wert der Periodendauer des Motorentaktes den Wert der Steilheit des Sägezahnsignals ändert, so daß die Dauer des Steuersignals in Abhängigkeit vom Wert der Periodendauer des Motorentaktes abnimmt.

   17. Steuerschaltung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Generator einen Oszillator (74) umfaßt, dessen Frequenz die Frequenz des Sägezahnsignals bestimmt.

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   18. Steuerschaltung nach Anspruch 13 und 17, dadurch gekennzeich-j net, daß die Frequenz des Oszillators (74) durch ein von der Entzerrerschaltung (F) abgegebenes Signal gesteuert wird, daß dieses Signal die Anzahl und Amplitude der Verlängerungen der Periodendauer zweier aufeinanderfolgender Motorentakte darstellt, sowie dadurch, daß sich die Frequenz des Oszillators (74) als Funktion der Häufigkeit und der Amplitude der Dauerverlängerungen zwischen den Perioden zweier aufeinanderfolgender Motorentakte erhöht.

   19. Steuerschaltung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Entzerrerschaltung (F) erstens ein Differenzierglied (C7,R16) umfaßt, dessen Eingang an die Ausgangsklemme (62) der Vergleichschaltung (60) geführt ist und zweites ein mit dem Differenzierglied (C7,R16) in Reihe geschaltetes Inte- i

   i grationsglied besitzt, ferner dadurch, daß ein in einer Rieh+

   j tung stromleitendes Element (d3) durchsteuernd zwischen das j

   Differenzierglied und das Integrationsglied geschaltet ist, j

   sowie dadurch, daß die Frequenz des Oszillators (74) in J Abhängigkeit von der Häufigkeit und der Amplitude der

   Periodenverlängerungen zwischen zwei aufeinanderfolgenden .

   Motorentakten abnimmt. I

   20. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die in Abhängigkeit von dem stromab von der Drosselklappe herrschenden Unterdruck sowie von der Amplitude der Motorendrehzahl arbeitende Vorrichtung ein UND-Tor (92) mit zwei Eingängen umfaßt, an dessen ersten

   709829/0234 -51-

   -*¹"-, 2616711

   I Eingang ein Signal anliegt, wenn der Unterdruck stromab von j

   der Drosselklappe einen gegebenen Wert erreicht, während ■: an seinem zweiten Eingang ein Signal anliegt, wenn die Moto- ι

   i rendrehzahl eine bestimmte Bezugsdrehzahl übersteigt sowie

   dadurch, daß das Ausgangssignal des UND-Tors (92) in Abhängigkeit vom gleichzeitigen Anliegen der Signale an beiden ; Eingängen eine Unterbrechung des Ansaugvorganges bewirkt.

   21. Steuerschaltung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß, das Signal am ersten Eingang des UND-Tors (92) durch einen j

   Schalter (K1) gesteuert wird, der durch einen stromab von
   der Drosselklappe im Einlaßkrümmer des Motors angeordneten

   Druckbalgen betätigt wird.

   22. Steuerschaltung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekenn- j zeichnet, daß das am zweiten Eingang des UND-Tors (92) an- j liegende Signal das Ausgangssignal einer Vergleichschaltung

   (90) ist, welches die Dauer aufeinanderfolgender Perioden :

   !

   i

   der Motorentakte mit einer vorgegebenen Zeitspanne vergleicht!.

   23. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 22, dadurch
   ■ gekennzeichnet, daß sie ein drittes, sich mit einer vorge- i gebenen Geschwindigkeit aufladendes Speicherelement (C3)
   umfaßt, daß ein erster Schalter in Arbeitsstellung (T1)
   zwischen dem ersten (C1) und zweiten (C2) Speicherelementen
   angeordnet ist, um die Ladung vom zweiten (C2) auf das
   erste (C1) Speicherelement in Abhängigkeit von der Abgabe
   eines ersten Schließsignals zu übertragen, sowie dadurch,

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   " 2Θ15711

   daß ein zweiter Schalter in Arbeitsstellung (T2) zwischen dem zweiten (C2) und dem dritten (C3) Speicherelement angeordnet ist, um die Ladung vom dritten (C3) auf das zweite (C2) Speicherelement in Abhängigkeit von der Erzeugung eines zweiten Schließsignals zu übertragen, ferner dadurch, daß ein drittes Schließsignal die Ladung im dritten Speicherelement (C3) löscht und schließlich dadurch, daß das erste, zweite und dritte Schließsignal nacheinander in dieser Reihenfolge erzeugt werden.

   24. Steuerschaltung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das erste, zweite und dritte Signal jeweils durch einen ersten (M1), zweiten (M2) und dritten (M3) monostabilen Kreis erzeugt werden, die so in Reihe geschaltet sind, daß das Ende des Impulses des einen monostabilen Kreises den folgenden I monostabilen Kreis ansteuert, ferner dadurch, daß der erste \

   monostabile Kreis (M1) durch ein im wesentlichen periodisches Signal angesteuert wird, dessen Periode der Dauer eines gesamten oder eines Teils eines Motorentaktes oder einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Motorentakten gleich ist.

   25. Steuerschaltung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des ersten, zweiten und dritten Schließsignals im wesentlichen gleich ist.

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   26. Steuerschaltung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal, dessen Periode der Periode eines Motorentaktes gleich ist, bei Zündung der Zündkerzen des Motors abgegriffen wird.

   27. Steuerschaltung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal, dessen Periode der Periode eines Motorentaktes gleich ist, durch einen Frequenzteiler (B) abgegeben wird, welcher die Frequenz des von Schrauben mit Platinspitzen abgegriffenen Signals unterteilt sowie dadurch, daß das Teilungsverhältnis des Frequenzteilers

   (B) gleich ist der Zylinderzahl des Motors oder einem Vielfachen bzw. einer Teilzahl dieser Zylinderzahl.

   28. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 27, dadurch j

   gekennzeichnet, daß sie den Einlaß von Luft-Kraftstoff-

   i gemisch zur Leerlaufdüse des Vergasers steuert. ^;

   29. Steuerschaltung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, |

   daß sie den Schließvorgang eines normalerweise offenen j Magnetventils steuert, welches in dem der Leerlaufdüse j zugeordneten Kraftstoffversorgungskreis angeordnet ist.

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