DE2713988A1

DE2713988A1 - Verfahren und einrichtung zur bestimmung der verhaeltnisanteile des einer brennkraftmaschine zugefuehrten kraftstoff-luftgemisches

Info

Publication number: DE2713988A1
Application number: DE19772713988
Authority: DE
Inventors: Peter Cornelius
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1978-10-05
Also published as: GB1594679A; US4231334A; JPS6122129B2; JPS53122014A; DE2713988C2

Description

Dipl. Ing. Peter Otto _7O33 Herrenberg (Kuppingen)

Patentanwalt . Γ _m Eifelstraße 7

Telefon (0 70 32)319 99

123 2/ot/wi

7. Februar 1977

Firma Robert. Bosch GmbH

70Ü0 Stuttgart 1

Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Verhältnisanteile des einer ßrennkraftmaschiue zugeführten Kraftstoff-Luftgemischs

Zusammenfassung

Es werden ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung der Verhältnisanteile des einer Brennkraftmaschine von einer Gemischaufbereitungsanlage zugefiihrten Kraftstoff-Luftgemisches vorgeschlagen, wobei die Gemischaufbereitungsanlage ein Vergaser, eine Kraftstoffeinspritzanlage oder eine sonstige, geeignete Einrichtung sein kann. Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Vereinfachung bei der Verarbeitung von einer Gemischaufbereitungsanlage von mindestens zwei λ-Sonden zugefiihrten Ausgangssignalen. Von besonderer Eignung ist die Erfindung bei der Anwendung auf große Motoren mit mehreren Abgaskanalsystemen, beispielsweise sogenannten V-Motoren, bei denen allgemein eine ungleichmäßige Mischaufteilung zwischen den beiden Zylinderreihen angetroffen wird. Durch den Einsatz von mindestens zwei

809840/0299

1232/ot/wi 97 1

7.2.1977 - *- ^l ' '

λ-Sonden im Abgaskanalsystem gelingt es, die Gemischzusammensetzung des sämtlichen Zylindern zugeführten Kraftstoff-Luftgemisches zu erfassen und in geeigneter Weise ergänzend durch Rückführung der von den λ-Sonden gelieferten Istwertsignale über die Abgaszusammensetzung zur Kraftstoffaufbereitungsanlage so zu beeinflussen, daß ein gewünschter Gesamtabgasmittelwert erzielt werden kann.

Zur Einregelung des Gesamtabgasmittelwerts auf einen vorgegebenen λ-Wert wird dabei so vorgegangen, daß die von der Gemischaufbereitungsanlage errechnete Gemischzusammensetzung um den gewünschten λ-Wert mit vorgegebener Amplitude gewobbelt wird. Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens umfaßt zwei Integratoren, denen die Sondensignale über eine geeignete Logikschaltung so zugeführt werden, daß der eine Integrator je nach dem ihm zugeführten Sondensignal das Gesamtgemisch in der gewünschten Richtung einregelt, während der andere Integrator die Amplitude der Wobbeischwingung auf einen Wert einstellt, der der ^-Differenz entspricht.

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs sowie von einer Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach dem ersten Sachanspruch. Es sind schon Gemischaufbereitungsanlagen bekannt, die mit einer einzigen /!-Sonde im Abgaskanalsystem arbeiten und die das /?~Sonden-Ausgangssignal derart auswerten, daß es nach Verarbeitung von einem nachgeschalteten Integrator ergänzend zur genauen Bestimmung der Verhältnisanteile des einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luftgemisches verwendet wird. Das Ausgangssignal der /}-Sonde bildet dabei das Istwertsignal eines

809840/0299 - 3 -

7.2.1977 - 3- -

Regelsysterns, welches als Regelstrecke die Brennkraftmaschine selbst umfaßt.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, bei Gemischaufbereitungsanlagen mit mindestens zwei /V-Sonden zu arbeiten, die bei komplizierteren Motoren oder Abgaskanalsystemen an geeigneten Stellen angeordnet sind oder die zur umfassenden Erfassung der Abgaszusammensetzung auch an unterschiedlichen Stellen in einem Abgaskanalsystem angeordnet sein können. Dabei kann die Verarbeitung der Ausgangssignale der mindestens zwei ^-Sonden mit Hilfe einer einzigen Integratorschaltung erfolgen, die dann mit ihrem Ausgangssignal in die Gemischzusammensetzung der Gemischaufbereitungsanlage eingreift, wobei die Sondensignale abwechselnd zyklisch auf den Eingang der Integratorschaltung geschaltet werden. Hierdurch werden die vielfältigen Möglichkeiten, die die Verwendung von zwei λ-Sonden bei einer Regelung bieten, jedoch nicht ausgeschöpft, insbesondere läßt sich hierdurch das dynamische Verhalten der Gemischaufbereitung nicht verbessern.

Vorgeschlagen ist auch schon die Verwendung von zwei selbständigen Einheiten für eine bestimmte, beispielsweise hälftige Zylinderanzahl bei größeren Brennkraftmaschinen, bei V-Motoren also jeweils ein gesondertes Gemischaufbereitungsaggregat für jede Zylinderreihe. Eine solche Lösung ist aber erheblich aufwendig und ebenfalls nicht in der Lage, die besonderen Gegebenheiten der Verwendung von zwei .λ-Sonden optimal auszunutzen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß nur

809840/0299

7.2.1977 - "*-"

ein Luftmengenmesser und nur ein Steuergerät auch bei sehr großen Motoren mit mehreren Zylinderreihen, beispielsweise V-Motoren benötigt wird, wobei sämtliche Einspritzventile über eine gemeinsame Endstufe gleichzeitig, also parallel angesteuert werden können. Pro Zylinderreihe wird dann eine λ-Sonde verwendet und eingebaut, so daß sich ein erheblich verringerter Aufwand gegenüber der Verwendung von beispielsweise zwei selbständigen Gemischaufbereitungsanlagen für jede Zylinderreihe ergibt. Vorteilhaft ist weiterhin noch ein erheblich verbessertes dynamisches Verhalten, wobei zur Mittelung, also zur Einregelung des Gesamtabgasmittelwertes auf einen gewünschten λ-Wert von vorzugsweise etwa λ= 1 der Gasspeichereffekt eines im Abgaskanalsystem angeordneten Katalysators ausgenutzt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Sachanspruchs ergibt sich der Vorteil, daß die Regelung sowohl digital als auch analog durchgeführt werden kann, wobei aber insbesondere eine digitale Lösung aufgrund der erfindungsgemäßen Konzeption möglich und bevorzugt ist, die sich durch Verwendung integrierter Bausteine verhältnismäßig einfach realisieren läßt.

Vorteilhaft ist weiterhin, daß die Steigung der den λ-Sonden nachgeschalteten Integratoren sowie die Frequenz der dem y^-Ausgangssignal eines der Integratoren überlagerten Zwangsschwingung drehzahlproportional ausgebildet werden können, wodurch man eine optimale Anpassung über den gesamten Drehzahlbereich erhält (adaptive Zeitkonstante).

809840/0299

7.2.1977 -Ν» -

Zeichnung

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung im einzelnen näher erläutert.

Beschreibung der Erfindungsbeispiele

In der einzigen Zeichnung ist das Steuergerät, welches beispielsweise aus den zugeführten Zustandsgrößen Drehzahl (η)
und angesaugter Luftmenge (Q) der Brennkraftmaschine eine bestimmte, dieser zuzuführende Kraftstoffmenge berechnet, mit 1 bezeichnet; der so berechnete λ-Wert für die Gemischaufbereitung gelangt zu einem Schaltungspunkt 2, welcher allgemein als Addierstufe bezeichnet werden kann. Dieser Addierstufe 2 wird von der Regelstufe ein gewobbeltes, d.h. ein von einer
Zwangsschwingung überlagertes, den λ 1-Wert korrigierendes
Istwertsignal mit der Bezeichnung X4 zugeführt. Es ergibt sich dann am Ausgang der Addierstufe 2 ein /^-Signal, welches der
allgemein mit 3 bezeichneten Brennkraftmaschine zugeführt ist. Die Brennkraftmaschine 3 ist schematisch angedeutet durch die beiden Blöcke 4a und 4b, die jeweils für eine rechte Zylinderreihe (4a) und eine linke Zylinderreihe (4b) stehen und die
Zeitverzögerung in Form des kleinen, in den Blöcken gezeichneten Diagramms angeben, die sich bei jeder Zylinderreihe ergibt. Bei dieser Zeitverzögerung handelt es sich um die Motortotzeit, die sich ergibt, wenn der Brennkraftmaschine eingangsseitig eine in ihren Anteilen geänderte Gemischzusammensetzung zugeführt wird und gleichzeitig diese Änderung der Gemischzusammensetzung im Abgaskanal beispielsweise von einer
λ-Sonde erfaßt werden soll. Die λ-Sonde "merkt" die Änderung
der Verhältnisanteile zu einem späteren Zeitpunkt TT, nämlich nach Ablauf der Motortotzeit.

809840/0299

1232/ot/wi

7.2.1977 - £■ -

Im folgenden wird bei der detaillierten Besprechung des Erfindungsbeispiels ausgegangen von der Gemischversorgung eines großen V-Motors mit zwei Zylinderreihen; es versteht sich aber, daß das erfindungsgemäße Grundprinzip und die einzelnen Schaltungskomponenten auch angewendet werden können bei sonstigen Motoren, die den Einsatz von zwei ^-Sonden rechtfertigen oder wünschenswert erscheinen lassen.

Jeder Zylinderreihe der Brennkraftmaschine 3 ist eine allgemein mit 5 bezeichnete ^-Sonde nachgeschaltet, die im Blockschaltbild der beigefügten Zeichnung als Λ-Sonde S1 für die rechte Zylinderseite und als /\-Sonde S2 für die linke Zylinderseite bezeichnet ist. Diagrammäßig zeigen die Schaltungsblöcke den Verlauf der Sondenspannung über der Luftzahl λ mit dem charakteristischen Spannungssprung bei /\ = 1. Eingangsseitig ist der A -Sonde S1 das λ_. der rechten Zylinderreihe und

der λ-Sonde S2 das λ_τ der linken Zylinderreihe zugeführt; ausgangsseitig sind die Λ-Sonden mit nachgeschalteten Komparatoren oder Schwellwertschaltern K1 und K2 verbunden, die den Ausgangssignalen der -^-Sonden eine konstante oder gegebenenfalls auch temperaturabhängig nachgeführte Referenzspannung Uref entgegenschalten und ausgangsseitig mit einem L-Signal (log 1) bzw. mit einem O-Signal (log 0) reagieren, wenn das Ausgangssignal der Λ-Sonden größer oder kleiner als die entgegengeschaltete Referenzspannung ist.

Mit anderen Worten bedeutet dies, daß an den Ausgängen A1 und A2 der Komparatoren K1 und K2 Ausgangssignale im Grunde in einer binärkodierten Form als logische Schaltsignale zur Verfügung stehen, so daß die weitere Verarbeitung bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch, wie schon erwähnt, bevorzugt in Form einer digitalen Schaltung erfolgt. Es versteht sich aber, daß unter Verwendung des gleichen Lösungsprinzips auch analog gearbeitet werden kann; auf analoge Lösungen braucht

809840/029 9

1 232/ot/wi ο 7 -ι

7.2.1977 - 3- - ^{Z M}

aber im einzelnen nicht eingegangen zu werden, da die Verwendung von analogen Einzelbausteinen, beispielsweise Integratoren u. dgl. für sich gesehen bekannt ist und daher vom Fachmann bei Kenntnis vorliegender Erfindung dann auch angewendet werden kann.

Die Zeichnung zeigt, daß eines der Ausgangssignale der Komparatoren, nämlich jedes Ausgangssignal A1 des Komparators K1 über die Leitung L1 dem ersten Integrator 11 zur Verarbeitung direkt zugeführt ist. Dieser Integrator kann ein entsprechendes allmählich ansteigendes Ausgangssignal erzeugen, d.h. er kann beispielsweise in Form eines bekannten sogenannten Millerintegrators aufgebaut sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden bevorzugt digitale Lösungen verwendet, und daher ist der Integratorbaustein 11 als voreinstellbarer Vorwärts-Rückwärtsbinärzähler ausgebildet, wobei der Eingang E1, dem das Komparatorausgangssignal A1 zugeführt wird, der Richtungszähleingang des Zählers C1 ist, d.h. das an diesem Eingang zugeführte Signal bestimmt die Zählrichtung des Zählers beispielsweise in der Weise, daß bei Vorliegen eines Komparatorausgangssignals von log 1 der Zähler C1 aufwärts und bei A1 = log 0 abwärts zählt. Der Zähleingang des Zählers C1 ist mit E2 bezeichnet.

Die Ausgangssignale A1 und A2 der Komparatoren sind außerdem den jeweiligen Eingängen eines exklusiven ODER-Gatters G1 zugeführt, dem ein einfaches negierendes Glied, nämlich ein Inverter In nachgeschaltet ist. Über eine Leitung L2 gelangt das Ausgangssignal des Inverters zu einem weiteren Eingang E3 des Zählers C1, wodurch der Zählvorgang unterbrochen werden kann. Das Ausgangssignal des exklusiven ODER-Gatters G1 gelangt über die Leitung L3 zum Richtungseingang E1' eines zweiten Integrators 12, der ebenfalls als Zähler C2 ausgebildet

809840/0299

1232/ot/wi 27 Ί 3988

7.2.1977 - ■& -

sein kann. Der Zähleingang des Zählers C2 ist mit E2¹, sein den Zählvorgang unterbrechender Eingang mit E3' bezeichnet.

Die Ausgangsgrößen X1 und X2 der Integratoren 11 und 12 werden mittels einer Addierstufe 10 zusammengefaßt bzw. überlagern sich, wobei noch ein Wechselschalter oder Umschalter W vorgesehen ist, der das Ausgangssignal X2 des Integrators zwischen dem jeweiligen, vom Integrator erreichten Wert und einem Nullwert oder Nullsignal umschaltet oder die Polarität von X2 umschaltet (plus/minus), wie in der ergänzenden Detailzeichnung des Umschalters angegeben, wo X2 einmal über einen Inverter In1 geführt ist. Es ergibt sich dann auf der Leitung L4 ein mit dem Integratorausgangssignal X1 zu addierender Schwingungssignalwert X3 vorgegebener Amplitude und Frequenz.

Auf die weiterhin noch vorhandenen Schaltungskomponenten wird im folgenden anhand einer Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Abgasregelschaltung unter Verwendung von zwei /3-Sonden und nur einem Steuergerät eingegangen.

Zunächst sei auf eine bestimmte Eigenheit von Abgaskatalysatoren hingewiesen, die bei Brennkraftmaschinen mit strenger werdenden Abgasbestimmungen mit zunehmender Häufigkeit zur Reinigung des Abgases von unerwünschten Bestandteilen verwendet werden. Solche Abgaskatalysatoren verfügen in einer bestimmten Weise über eine Gasspeicherkapazität, die regelungstechnisch in erster Näherung durch eine Verzögerung 1. Ordnung beschrieben werden kann. Wobbelt man daher die Zusammensetzung des zu verbrennenden Gemisches relativ hochfrequent, also beispielsweise mit einer Wobbeifrequenz von f . > 2Hz um einen

min

vorgegebenen λ-Wert, etwa /\ - 1, so kann man erwarten, daß der Katalysator mittelwertbildend auf die Abgaszusammensetzung einwirkt. Dieser Effekt wird bei vorliegender Erfindung ausgenutzt.

809840/029 9

7.2.1977 - β. -

Die beiden /l-Sonden S1 und S2 liefern die Information über die AbgasZusammensetzung in der linken und rechten Motorhälfte 4a und 4b. Die Steuerung der beiden Integratoren 11 und 12 erfolgt über die Logikschaltung aus dem Gatter G1, der Inverterstufe In und einem weiteren ODER-Gatter G2, dessen Ausgang mit dem Eingang E3' des Zählers C2 verbunden ist; über den Eingang E1' läPt sich der Zählvorgang unterbrechen.

Der Integrator II ist so ausgebildet, daß er das Gesamtgemisch aufgrund seines Ausgangssignals X1 in Richtung mager regelt, wenn beide Sonden S1 und S2 fettes Gemisch anzeigen,ando rerseitserfolgt eine Regelung des Gesamtgemisches in Richtung fettes Gemisch, wenn die beiden ^-Sonden selbst mageres Gemisch anzeigen. Zeigt hingegen die eine ^-Sonde fettes und die andere mageres Gemisch an oder umgekehrt, dann bleibt der Inte grator 11 auf seinem jeweils erreichten Wert stehen. Es ergibt sich dann folgende Tabelle für das Ausgangssignal X1 des Integrators 11:

S1	S2	11	^(t1 =	^fco	+ At)
fett	fett	^X1	^{= x}o	+ Δ	χ
fett	mager	^X1	^{= x}o
mager	fett	^X1	^{= x}o
mager	mager	^X1	^{= x}o	- Λ	χ

Im Gegensatz hierzu ist der Integrator 12 so ausgebildet, daß er mit seinem Ausgangssignal X2 die Amplitude der Wobbelschwingung bzw. der A-Zwangsschwingung auf einen Wert einregelt, der der /i-Differenz zwischen den beiden Zylinderreihen entspricht. Es ergibt sich dann die folgende Tabelle:

809840/0299 _ ₁₀ _

1232/ot/wi 1

7.2.1977 - 1£> - / / I

S1 S2 12 (t₂ = t_o +

fett	fett	^X2	ο	Δχ
fett	mager	^X2	- x_o +	Δ x
mager	fett	X₂	^{= x}o ⁺	ΔΧ
mager	mager	X₂		Δχ

Bei der Ausbildung der Integratoren als Zähler wird eine Zählfrequenz benötigt, die entsprechend einer weiteren vorteilhaften Maßnahme vorliegender Erfindung zur Drehzahl der Brennkraftmaschine proportional ist, so daß auch das gesamte dynamische Regelverhalten über den Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine optimal ausgebildet werden kann, mit anderen Worten, bei vorliegender Erfindung ändern sich die Zeitkonstanten des Systems in adaptiver, drehzahlproportionaler Weise. Zur Erzeugung der Zählfrequenzen für die Zähler C1 und C2 wird ein geeignetes drehzahlproportionales Signal verwendet, welches beispielsweise dann, wenn es sich bei der Gemischaufbereitungsanlage um eine Kraftstoffeinspritzanlage handelt, schon systemintern vorhanden sein kann. Ein solches Signal läßt sich auch erzeugen durch Abtasten einer bestimmten Markierung an der Kurbelwelle mittels eines geeigneten Gebersystems; bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Frequenz f vom Verteiler 11 der Brennkraftmaschine abgeleitet und einer Impulsformerstufe 12 zugeführt, die eine geeignete Rechteckwellenform der Schwingung erzeugt, über die Leitung L5 gelangt diese Zündfrequenz zu zwischengeschalteten Bausteinen 13a und 13b, die aus der Zündfrequenz f durch Multiplikation mit einem geeigneten Faktor k1 oder k2 den Zähleingängen der Zähler C1 und C2 zuzuleitende Zählimpulsfolgen al und a2 erzeugen. Dadurch ergibt sich folgende Wirkungsweise dieser Zähler. Weist beispielsweise das Ausgangssignal A1 des Komparators K1 den Wert log 1 auf, dann wird der Aufwärtszählvorgang für den Zähler C1 freigegeben und der Zähler zählt die Zählimpuls-

809840/0299

7.2.1977 - ΛΑ -

folge al, wobei die Zählgeschwindigkeit wegen der sich ändernden Frequenz der Zählimpulsfolge (Drehzahlabhängigkeit) und damit die Steigung der hierdurch bewirkten Integration veränderlich ist. Der Zähler C1 kann aber nur so lange in der durch das Eingangssignal an seinem Eingang E1 vorgegebenen Richtung zählen, wie beide Sondenausgangssignale A1 und Λ2 identisch sind, d.h. die nachgeschaltete exklusive ODER-Gatterschaltung G1 stoppt über den Inverter In den Zählvorgang dann ab, wenn die ihr zugeführten Eingangssignale unterschiedlich sind, denn in diesem Fall ergibt sich das Ausgangssignal des exklusiven ODER-Gatters G1 zu log 1 und am Eingang E3 des Zählers C1 liegt nach Invertierung log 0 und unterbricht den Zählvorgang. Die weiter vorn tabellarisch angegebene Wirkungsweise des Integrators 11 ist damit sichergestellt, und das Ausgangssignal X1 kann zur Regelung des Gesamtgemisches in der jeweils zutreffenden Richtung herangezogen werden.

Im Gegensatz hierzu wird dem Zähler C2 ein AufwHrtszählbefehl von log 1 immer nur dann und nur so lange zugeführt, wie die Λ -Sondenausgangssignale bzw. genauer gesagt die Ausgangssignale der nachgeschalteten Komparatoren unterschiedlich sind, denn nur dann ergibt sich am Ausgang des Fx-OR-Gatters G1 der Wert log 1. Zeigen beide .λ-Sonden gleiche Ausgangssignale an, zählt C2 abwärts, vorausgesetzt, X2>X2 . . Wenn iedoch X2 £

min

X2 . , dann gelangt über das ODER-Gatter G2 ein Zählstopbefehl zum zähler C2, so daß dieser stehen bleibt.

Der Zähler C2 bleibt dann stehen, wenn

das Ausgangssignal X2 des so gebildeten Integrators 12 einen definierten Grenzwert erreicht, der beispielsweise bei 0,01 liegen kann, was bedeutet, daß die minimale Amplitude der /\ -Zwangsschwingung gleich diesem Wert von 0,01 ist. Diese Funktion wird erzielt durch den Komparator K3 , dem das X2-Ausgangssignal des Integrators 12 zugeführt ist und der aus-

809840/0299 -12-

1232/ot/wi 2 7 I 3988

7.2.1977 - ti -

gangsseitig ein geeignetes Stopsignal dann erzeugt, wenn die Grenzwertamplitude unter schritten ist, und dieses Signal dem Zähler C2 zur Unterbrechung seines Zählvorgangs zuführt.

Die Frequenz der λ-Zwangsschwingung bestimmt sich durch die

Frequenz, mit welcher der .Wechselschalt.er, W eingangsseitig oder plusX2- und minusX2-Potential ^ ^ ^

zwischen X2-und O-Potential/hin- und herschaltet. Da diese Zwangsschwingungsfrequenz oder Wobbeifrequenz bevorzugt ebenfalls drehzahlproportional sein soll, ist eine Frequenzteilerschaltung 15 vorgesehen, die ausgangsseitig eine Wechselschalterfrequenz f erzeugt, die einem Bruchteil der Ausgangsfrequenz der Impulsformerstufe 12 entspricht. Der Untersetzungsfaktor b kann dabei die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine sein. Gewünscht ist, daß die Frequenz dieser Λ-Zwangsschwingung so hoch wie möglich ist, beispielsweise eine Periode pro zwei Kurbelwellenumdrehungen (entsprechend einer Periode pro zwei Einspritzvorgängen). Produzieren also beide

Zylinderreihen ein gleiches λ-Signal, dann laufen auch die beiden Sonden synchron, und der Integrator 12 integriert in Richtung minus, also in Richtung auf abnehmende Amplitude der λ-Zwangsschwingung. Dies wird erreicht durch Zuleitung des in diesem Fall den Wert log 0 aufweisenden Ausgangssignals des exklusiven ODER-Gatters G1 zum Zählrichtungseingang E1' des Zählers C2. Als regelungstechnisch optimal hat sich ein Wert von X2 . ** ÜX1/TT herausgestellt. Es ergibt sich somit:

^Xo

> X2 ^ X2

min min

12 (t₂ = t_o + -Δ t)

- Δ

^X2 ^{= x}o

Die Addierstufe 10 kann als binärer Volladdierer ausgebildet sein, wobei bei der bevorzugten Realisierung mittels digitaler Bausteine auch hohen Ansprüchen an die St^rsicherheit

809840/0299

- 13 -

7.2.1977 -W-

to

genügt wird.

Durch die definierte Wobbelung der Gemischzusammensetzung um einen gewünschten λ-Wert, beispielsweise A= 1, also durch die Überlagerung des Ausgangssignals X1 des ersten Integrators 11 mit einem Zwangsschwingungssignal, dessen Amplitude der ^-Differenz zwischen den beiden Zylinderreihen entspricht und dessen Frequenz drehzahlproportional ist, erzielt man ein Einregeln des Gesamtabgasmittelwerts auf den gewünschten λ-Wert, d.h. auf λ = 1. Hierbei wird der Gasspeichereffekt des Katalysators zur Mittelung ausgenutzt.

809840/0299

- Aj-

Leerseite

Claims

Patentansprüche

.) Verfahren zur Bestimmung der Verhältnisanteile des einer Brennkraftmaschine von einer Gemischaufbereitungsanlage zugeführten Kraftstoff-Luftgemischs, mit mindestens zwei im Abgaskanalsystem angeordneten /\- oder Sauerstoffsonden, deren Ausgangssignale integriert und ergänzend bei der Anteilsbestimmung des Kraftstoff-Luftgemischs verwendet werden, insbesondere bei einer Kraftstoffeinspritzanlage, die aus Drehzahl und der Brennkraftmaschine zugeführter Luftmenge die zuzuführende Kraftstoffmenge vorberechnet, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einregelung des Gesaratabgasmittelwerts auf einen vorgegebenen λ-Wert (λ = 1) die von der Gemischaufbereitungsanlage errechnete Gemischzusammensetzung um diesen vorgegebenen λ-Wert (λ= 1) mit vorgegebener Amplitude gewobbelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der wobbelnden /^-Zwangsschwingung eine Funktion der λ-Differenz der von den λ-Sonden gemessenen Abgaswerte ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Mittelung des Gesamtabgaswerts der Gasspeichereffekt eines Katalysators ausgenutzt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß pro Zylinderreihe der mit dem Gemisch zu versorgenden Brennkraftmaschine (V-Motor) eine /!-Sonde sowie insgesamt ein Luftmengenmesser und ein aus Drehzahl und zugeführter Luftmenge ein Vorsteuersignal für die zuzuführende Kraftstoffmenge errechnendes Steuergerät vorgesehen sind und daß sämtliche Einspritzventile über
809840/0299
ORIGINAL INSPECTED
7.2.1977 - 2 -

eine gemeinsame Endstufe gleichzeitig angesteuert werden.

5. Einrichtung zur Bestimmung der Verhältnisanteile des einer Brennkraftmaschine von einer Gemischaufbereitungsanlage zugeführten Kraftstoff-Luftgemischs, mit mindestens zwei im Abgaskanalsystem angeordneten λ- oder Sauerstoffsonden, deren Ausgangssignale nach Zuführung zu einem Integrator ergänzend bei der Anteilsbestimmung eingesetzt sind, insbesondere Kraftstoffeinspritzanlage, die aus Drehzahl und der Brennkraftmaschine zugeführter Luftmenge die zuzuführende Kraftstoffmenge in Form einer Kraftstoffeinspritzventilen zuzuführenden Impulsdauer vorberechnet, dadurch gekennzeichnet, daß jeder ^-Sonde (S1, S2) ein Integrator (11, 12) nachgeschaltet ist und daß der einer der λ-Sonden (S2) nachgeschaltete Integrator (11) so ausgebildet und angesteuert ist, daß sein Ausgangssignal dann in eine vorgegebene Richtung regelt, wenn beide /)-Sonden gleiches Ausgangssignal aufweisen, bzw. einen konstanten Wert annimmt, wenn die Ausgangssignale der A-Sonden unterschiedlich sind und daß der der anderen λ-Sonde (S1) nachgeschaltete Integrator (12) nur dann aufintegriert, wenn die Ausgangssignale deryl-Sonden unterschiedlich sind,und abintegriert, wenn die Ausgangssignale gleich sind und dafl dem zweiten Integrator (12) ein Wechselschalter (W) nachgeschaltet ist, der das Ausgangssignal dieses Integrators (12) mit vorgegebener Häufigkeit dem Ausgangssignal des ersten Integrators (11) überlagert, welches als Istwertregelsignal ffir die Kraftstoff zumessung verwendet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationsgeschwindigkeit der Integratoren (11, 12) drehzahlproportional ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

809840/0299

7.2.iy77 - 3 -

daß die Integratoren als Zähler (C1, C2) ausgebildet sind, deren Zähleingängen (E2, E2¹) drehzahlproportionale Zählfrequenzen (al, a2) zugeführt sind, wobei die Zählrichtung des einen, ersten Integrators (II) bestimmt ist durch das Ausgangssignal einer λ-Sonde (S2) und die Zählrichtung des zweiten Integrators (12) sich bestimmt aus dem Ausgangssignal einer Gatterschaltung (G1), der eingangsseitig beide Sondensignale zugeführt sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale von den λ-Sonden (S1, S2) nachgeschalteten Komparatoren (K2, K1) einem exklusiven ODER-Gatter (G1) zugeführt sind, dessen Ausgang mit dem Zählrichtungseingang (E1') des den zweiten Integrator (12) bildenden Zählers (C2) verbunden ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zähler über Stoppeingänge (E3, E3') verfügen, denen die Zählvorgänge unterbrechende Signale dann zugeführt sind, wenn beim ersten Zähler (Ci)die Ausgangssignale der λ-Sonden unterschiedlich und wenn beim zweiten Zähler (C2) ein vorgegebener Grenzwert erreicht ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterbrechung des Zählvorgangs des zweiten Zählers (C2) ein Komparator (K3) vorgesehen ist, der bei Erreichen eines vorgegebenen AusgangsZählerstandes den Zählvorgang unterbricht.
11. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer drehzahlproportionalen Zählfrequenz eine dem Verteiler (11)

809840/0299

7.2.1977 - 4 -

nachgcschaltete Impulsforiuerstufe (12) vorgesehen ist, deren Ausgangsfrequenz (f ) über gegebenenfalls unterschied-

Ca

liehe Frequenzbildungsstufen (13a, 13Jj) zur Erzeugung der Zählfrequenz (al, a2) den Zählern (Ci, C2) zugeführt ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsforraerstufe (12) eine Frequenzteilerstufe (15) zur Erzeugung einer Schaltfrequenz (f ) nachgeschaltet ist, die dem dem zweiten Integrator (12) nachgeschalteten Wechselschalter zu dessen Umschaltung zugeführt ist.
13. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das sich zwischen einem O-Signal und dem veränderbaren Ausgangssignal (X2) mit drehzahlproportionaler Frequenz ändernde Ausgangssignal (X3) des Umschalters (W) einer Addierstufe (10) zugeführt ist, deren anderem Eingang das Ausgangssignal des ersten Integrators (11) als Istwertsignal für das Steuergerät (1) zugeführt ist.

809840/0299