DE3100462C2

DE3100462C2 - Vorrichtung zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft bei einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3100462C2
Application number: DE3100462A
Authority: DE
Inventors: Hatsuo Yokosuka Kanagawa Nagaishi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-01-10
Filing date: 1981-01-09
Publication date: 1985-04-18
Also published as: DE3100462A1; US4386520A; JPS5698614A

Abstract

Vorrichtung zum Messen der Strömungsgröße der Ansaug luft einer Brennkraftmaschine zum Erfassen der Änderung der Amplitude des Ausgangssignals eines Wirbelfühlers. Wenn die Änderung einen bestimmten Wert im Bereich einer hohen Belastung der Brennkraftmaschine übersteigt, wird der dem Ausgangssignal des Wirbelfühlers erteilte Glättungskoeffizient auf einen weiteren Wert umgeschaltet, oder alternativ wird die Strömungsgröße der Ansaugluft aufgrund der Drehzahl der Brennkraftmaschine bestimmt, wodurch ein Wert für die Strömungsgröße der Ansaugluft erzeugt wird, der eine ausgezeichnete Genauigkeit über den gesammten Bereich der Belastung der Brennkraftmaschine hat.

Description

a) eine Eisrichtung (32) zum Erfassen der Differenz zwischen den maximalen und minimalen Amplituden einer Periode des ersten Signals, um ein Steuersignal zu erzeugen, wenn die erfaßte Differenz größer als ein bestimmter Wert ist, und ein Null-Signal zu erzeugen, wenn die erfaßte Differenz kleiner als der bestimmte Wert ist, und

b) eine Einrichtung (Cj, S) zum Ändern des Glättungskoeffizienten, die auf das Steuersignal anspricht, '.¹IP den Glättungsgrad des Spannungssignals der Umformerschaltung zu ändern, und auf das Null-Sign&l anspracht, um das mit dem bestimmten Gtättui.gskoeffizienten geglättete Signal abzugeben.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (Cj, S) zum Ändern des Glättungskoeffizienten einen Kondensator (Cj) und einen Schalter (S) aufweist, der auf das Steuersignal anspricht, um den Kondensator in die Mittelwertschaltung (36) einzuschalten, so daß der Glättungsgrad für das Spannungssignal von der Umformerschaltung (34) ansteigt.

3. Vorrichtung zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft bei einer Brennkraftmaschine mit einem Karman-Wirbelfühler, der ein erstes Signal erzeugt, dessen Periodendauer umgekehrt proportional der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft ist, einem Signalformer zum Formen dieses ersten Signals in eine Impulsform, einer Schaltung zum Umformen der Periodendauer des impulsgeformten ersten Signals in ein entsprechendes Spannungssignal und einer Mittelwertschaltung zum Glätten des Spannungssignals mit einem bestimmten Giättungskoeffizienien, um ein geglättetes Ausgangssignal als ein die Strömungsgeschwindigkeit angebendes Signal zu erzeugen, gekennzeichnet durch:

a) eine Einrichtung (32) zum Erfassen der Differenz zwischen den maximalen und minimalen Amplituden einer Periode des ersten Signals, um ein Steuersignal zu erzeugen, wenn die erfaßte Differenz größer als ein bestimmter Wert ist, und ein Null-Signal zu erzeugen, wenn die 6i erfaßte Differenz kleiner als der bestimmte Wert ist, und

b) eine Einrichtung (40), die auf das Steuersignal

anspricht, um ein der Drehzahl der Brennkraftmaschine entsprechendes Signal als ein die Strömungsgeschwindigkeit angebendes Signal anstelle des geglätteten Signals zu erzeugen, und auf das Null-Signal anspricht, um das mit dem bestimmten Giättungskoeffizienien geglättete Signal abzugeben.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (32) zum Erfassen der Differenz eine Halteeinrichtung (Du Ais, Ci) zum Halten eines maximalen Amplitudenwertes des ersten Signals und eine Halteeinrichtung (D₂, R16, C₅) zum Halten eines minimalen Amplitudenwertes des ersten Signals sowie eine Einrichtung (OP4) zum Verstärken der Differenz zwischen den maximalen und minimalen Amplitudenwerten aufweist

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der in den Oberbegriffe!»der Ansprüche 1 und 3 genannten Art.

Bei einer solchen, aus der DE-OS 26 12 427 bekannten Vorrichtung wird das vom Wirbelfühler erzeugte erste Signal einer Impulszählung während eines bestimmten und möglichst kurzen Zeitintervalls unterworfen, um das die Strömungsgeschwindigkeit angebende Signal zu erzeugen. Diese Impulszählung während eines bestimmten Zeitintervalls entspricht damit auch einer gewissen Mittelwertbildung, wobei der Glättungskoeffizient um so größer ist, je länger das bestimmte Zeitintervall ist, während dem die Impulszählung ausgeführt wird. Je langer allerdings dieses bestimmte Zeitintervall ist, um so geringer wird die Ansprechempfindlichkeit der Vorrichtung. Auch bei dieser Vorrichtung wurde beobachtet, daß die Frequenz des vom Wirbelfühler erzeugten ersten Signals bei sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten, die einem Hochlastbelrieb der Brennkraftmaschine entsprechen, infolge des Aussaugpulsicrens instabil wird, was insbesondere dann zu erheblichen Meßfehlern führt, wenn die Impulszählung nur während eines sehr kurzen Zeitintervalls ausgeführt wird. Um diese Instabilitäten der Frequenz auch bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten möglichst gering zu halten, sieht die bekannte Vorrichtung eine besondere Ausbildung des Durchlsßquerschnittes im Bereich des Karman-Wirbelfühlers vor, was mit Hilfe eines Venturi-Abschnittes erreicht wird. Der Vcnturi-Abschnitt weist stromab vom Einlaß für die Ansaugluft einen konvergierenden Teil, einen eingeschnürten Teil und einen divergierenden Ausiaßteil auf. Der Karman-Wirbelfühler ist in dem eingeschnürten Teil angeordnet. Der Venturi-Abschnitt hat dabei über seine gesamte Länge die gleiche Breite, jedoch eine sich ändernde Höhe. Eine solche besondere Formgebung im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine kann jedoch ihr Ansaugverhallen infolge der unterschiedlichen Strömungswiderstände beeinflussen.

Aus der US-PS 41 42 407 ist eine Vorrichtung /um Messen der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft bei einer Brennkraftmaschine bekannt, die zwei Karman-Wirbclfühler benutzt. Ein erster Kunnan-Wirbclfühler ist in einem ersten Veniuri-Abschnitt rchiliv ge-

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ringen Slröniungsquerschnittes angeordnet der seinerseits konzentrisch in einem zweiten Venturi-Abschnitt relativ großen Strömungsquerschnittes abgeordnet ist Eine Eingangs-Schalterschaltung verbindet jeweils einen der Karman-Wirbelfühler mit einem Signalformer, um jeweils nur eines der von den beiden Karman-WirbelFühler abgegebenen Ausgangssignale zur Ermittlung der jeweiligen Strömungsgeschwindigkeiten zu benutzen. Bei einer relativ geringen Strömungsgeschwindigkeit, also bei niedriger und mittlerer Belastung der Brennkraftmaschine wird dabei das Ausgangssignal des in dem Venturi-Abschnitt kleinen Strömungsquerschnittes angeordneten Wirbelfühlers benutzt, während bei einer hohen Strömungsgeschwindigkeit, d. h. bei einer hohen Belastung der Brennkraftmaschine, das Ausgangssignal des in dem Venturi-Abschnitt großen* Strömungsquerschnittes angeordneten Wirbelfühlers benutzt wird. Dadurch soll erreicht werden, daß auch bei einer hohen Strömungsgeschwindigkeit diese noch mit ausreichender Genauigkeit ermittel: werden kann, da die Ansaugluft dann durch den Venturi-Abschnitt großen Strömungsquerschnittes immer noch annähernd stabil strömt

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubi'dcn, daß allein mit elektronischen bzw. elektrischen Mitteln die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft über den gesamten Belastungsbereich der Brennkraftmaschine mit hoher Genauigkeit angegeben werden kann.

Bei einer Vorrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 3 angegebenen Merkmale gelöst

Bei einer mit der DE-PS 30 06 766 angegebenen Vorrichtung wurde diese Aufgabe bereits ebenfalls gelöst, indem das von dem Karman-Wirbelfühler erzeugte erste Signal mit einem Bezugssignal änderbarer Größe verglichen wird. Dieses Bezugssignal änderbarer Größe wird dadurch erzeugt, daß jeweils die maximalen und minimalen Amplituden des ersten Signals in getrennten Abtast- und Halteschaltungen gespeichert werden und ein /.wischen diesen liegendes Ausgangssignal erzeugt wird, das dann in einem Vergleicher als änderbares Bezugssigna! zum Vergleich mit dem von dem Karman-Wirbclfühicr abgegebenen ersten Signal benutzt wird. Die Halteschaltungen weisen dabei jeweils eine Verzögerungsschaltting auf, die eine wechselseitig unterschiedliche Lade- und Entlade-Zeitkonstante haben, die in Abhängigkeit von de.· Änderung eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine, wie z. B. der Drehzahl, der Drossdöffnuing oder des Ansaugdruckes, geändert wird. Bei dieser Vorrichtung dient also das änderbare Bczugssignal als ein Abschneidepegelsignal für das von dem Karman-Wirbelfühler abgegebene erste Signal, um ein Ausgangsimpiulssignal am Ausgang des Vergleichers zu erzeugen, das der Wirbelablöse-Frequenz und damit der Strömungsgeschwindigkeit entspricht.

Bei der erfinduingsgemäßen Vorrichtung wird das von dem Wirbelfühler erzeugte erste Signal daraufhin überwacht, ob die Differenz zwischen den maximalen und minimalen Amplituden dieses ersten Signals einen bestimmten maximalen Wert überschreitet. Ist dieses der Fall, so deutet es auf eine instabile Erzeugung des ersten Signals infoige eines Ansaugpulsierens hin, was insbesondere bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten der Ansaugluft, d. h. dem Vj'lastbereich der Brennkraftmaschine, auftritt.

Gemäß der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen ersten Lösung wird dann der Glättungskoef fizient für das von der Umformerschaltung abgegebene Spannungssignal vergrößert so daß dieses Spannungssignal stärker geglättet wird. Eine solche stärkere Glättung des Spannungssignals kompensiert die im ersten Signal auftretenden Instabilitäten. Die andererseits durch eine solche stärkere Glättung bedingte geringere Ansprechempfindlichkeit bzw. Ansprechgeschwindigkeit der Vorrichtung ist im Vollästbetrieb der Brennkraftmaschine nicht kritisch. Im Teillastbereich der Brennkraftmaschine, wo ein genaues, empfindliches und schnelles Ansprechen der Vorrichtung erwünscht und wichtig ist andererseits aber auch noch kein Ansaugpulsieren auftritt wird mit einer geringeren Glättung des von der Umformerschaltung kommenden Spannungssignals gearbeitet wodurch wiederum die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft genau und schnell in diesem Belastungsbereich der Brennkraftmaschine angegeben wei den kann.

Gemäß der im kennzeichnenden : eil des Anspruchs 3 angegebenen zweiten Lösung wird beiwi Feststellen einer zu großen Differenz zwischen den minimalen und maximalen Amplituden des ersten Signals nicht mehr das von der Umformerschaltung abgegebene und geglättete Spannungssignal als das die Strömungsgeschwindigkeit abgebende Signal benutzt sondern darin vielmehr die Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft nach Maßgabe des die Drehzahl der Brennkraftmaschine angebenden Signals bestimmt. Im Vollastbereich der Brennkraftmaschine kann aus der festgestellten Drehzahl der Brennkraftmaschine nämlich die zugehörige Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft recht genau bestimmt werden.

Bei der erfindungsgemäöen Vorrichtung erfolgt also die Kompensation der durch Instabilitäten des ersten Signals auftretenden Fehler rein elektronisch bzw. elektrisch, so daß keine besonderen strömungstechnischen Maßnahmen im Ansaugkanal im unmittelbaren Bereich des Wirbelfühlers getroffen werden müssen, um ein Ansa'Jgpulsieren im Bereich des Wirbelfühlers so gering wie möglich zu machen.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemälten Vorrichtung werden anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt:

Fig. 1 eine Schaltung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen der Strömung der Ansaugluft

F i g. 2 ein Signaldiagramm der verschiedenen Bauteile der Anordnung der F i g. 1,

F i g. 3 eine graphische Darstellung der tatsächlichen Strömungsgröße der Ansaugluft in die Brennkraftmaschine, des Ausgangssignals des Wirbelfühlers, der Ausgangssignaländerung, des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses und der Kraftstoffeinspritzimpulsbreite, die über der Drehzahl der Brennkraftmaschine aufgetragen sind,

Fig.4 e^;n Blockschaltbild einer Abwandlung der Erfindung und

F i g. 5 ein Flußdiagramm für die Berechnung einer Kraftstoffeinspritzimpulsbreite aufgrund der gemessenen Strömung der Ansaugluft in die Brennkraftmaschine.

In F i g. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung für die Strömungsmessung, die allgemein mit 10 bezeichnet ist, unter Zuordnung einer Ansaugluftleitung 12 für eine hier nicht gezeigte Brennkraftma-

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schine gezeigt. Die Meßvorrichtung umfaßt einen Wirbelgenerator 22 in Form einer Säule, der stromauf eines Drosselventils 14 angeordnet ist. Der Generator 22 weist eine Durchgangsbohrung 24 mit einem Hitzdrahtfühler 26 auf, der die Bohrung kreuzt, und ist in der Ansaugluft derart angeordnet, daß die Achse der Durchgangsbohrung 24 senkrecht zur normalen Strömungsrichtung der Ansaugluft verläuft. Eine Anordnung von Karman-Wirbeln tritt an jedem offenen Ende der Durchgangsbohrung 24 auf und strömt ab. Dieses bewirkt Druckschwankungen in der Bohrung und damit einen Wechselstrom von Ansaugluft durch diese hindurch in einander entgegengesetzte Richtungen, wodurch der Hitzdrahtfühler 26 gekühlt wird.

Ein Hitzdraht-Wirbelfühler 28 umfaßt eine Brückenschaltung aus Widerständen R_{. R₂, Rj und des Hitzdrahtfühlers 26, eine einen Operationsverstärker OP|

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schaltung zum Verstärken der Spannungsdifferenz zwischen den Punkten P\ und Pi und einen NPN-Transistor Tr, dessen Basispotential über einen Widerstand R$ von einer Speisequelle + Vzugeführt wird.

Der Transistor Tr steuert die Größe der über die Brücke von der Spannungsquelle + V zugeführten Spannung.

Ein Signalformer 30 formt das Ausgangssignal des Hitzdraht-Wirbelfühlers 28 in eine Rechteck-Impulsform durch Abscheiden der höheren und niedrigeren Teile, die jeweils Ober bestimmten hohen und niedrigen Pegeln liegen. Der Signalformer 30 umfaßt eine Verstärkerschaltung, die Kondensatoren Q und C₂ sowie Widerstände R₉ und /?io umfaßt, einen Operationsverstärker OP2, einen Bezugspegel-Einstellwiderstand Au und einen Vergleicher, der aus einem Kondensator Cj, Widerständen R\2. R\i. Rn und einem Operationsverstärker OPi gebildet ist.

Eine Anderungserfassungsschaltung32 erfaßt die Differenz zwischen der maximalen Amplitude und der minimalen Amplitude des Ausgangssignals des Wirbelfühlers 28. Die Änderungserfassungsschaltung 32 umfaßt einen Halteschaltungsteil für einen Maximalwert, der eine Diode Di, einen Widerstand Λ15 und einen Kondensator Ca aufweist, und eine Halteschaltung für einen Minimalwert die eine Diode D₁, einen Widerstand K₁₆ und einen Kondensator C5 umfaßt, dem eine bestimmte Bezugsspannung V, zugeführt wird, sowie eine Verstärkerschaltung, die aus Widerständen Rn, R_lt. R₁₉, R20 und einem Operationsverstärker OP4 gebildet ist. Wenn das Ausgangssignal des Wirbelfühlers 28 relativ hoch ist, lädt sich der Korv^snsator Q über die Diode D\ über die Diode D\ auf, während, wenn das Ausgangssignal des Fühlers 28 verglichen mit der Ladespannung am Kondensator Ca niedrig ist dieser Kondensatorsich langsam über den Widerstand Rm zum Fühler 28 hin entlädt so daß die von der Diode D₁, dem Widerstand R^ und dem Kondensator Cm gebildete Schaltung als eine Halteschaltung für einen Maximalwert dient Wenn das Ausgangssignal der Fühlerschaltung 28 relativ niedrig ist lädt sich der Kondensator Cs über die Diode Di auf, während, wenn das Ausgangssignal des Fühlers 28 verglichen mit der Ladespannung des Kondensators Cs hoch ist, dieser Kondensator C5 sich langsam über den Widerstand /?ιβ zur Schaltung 28 hin entlädt so daß die von der Diode D₂, dem Widerstand R>t und dem Kondensator C₅ gebildete Schaltung als eine Halteschaltung für einen Minimalwert wirkt Die den Operationsverstärker OP4 aufweisende Differenzverstärkerschaltung verstärkt die Differenz zwischen den Spannungen der

Kondensatoren Q und C5.

Ein Perioden-Spannungs-Umformer 34 /ormt die Impulsperiodendauer des Signalformers 30 in ein analoges Spannungssignal um, das der Frequenz des Impulsausgangssignals entspricht. Der Umformer kann z. B. einen Taktimpulsgenerator aufweisen, der Taktimpulse erzeugt, die eine Periodendauer von z. B. I μβ haben, die verglichen mit der Periodendauer der erzeugten Wirbel sehr kurz ist, einen Spannungsakkumulator, dessen Aus gangssignal wiederholt um ein bestimmtes Spannungs- inkrement von Null aus jedesmal dann ansteigt, wenn ein Taktimpuls ihm während des Vorliegens eines Impulses von dem Signalformer 30 zugeführt wird, um die akkumulierte Spannung zu Beginn des nächsten Impul ses zu erzeugen, der von dem Signalformer dem Akku mulator zugeführt wird, sowie eine Halteschaltung, die das Ausgangssignal des Akkumulators während des

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cii !(Ti^ülses festhält Auf diese ^Veise sr?ci!**t d**^r Umformer 34 eine analoge Spannung, die der Perioden dauer der erfaßten Wirbel proportional ist.

Das Ausgangssignal des Umformers 34 wird mit Hilfe einer Mittelwertschaltung 36 geglättet, die eine Glättungsschaltung aufweist, die aus einem Widerstand Ri₁, Kondensatoren Ce. Cj, einem Vergleicher OP5, der ein erstes Bezugseingangssignal über einen Widerstand R22 von einer Speisequelle Vi und ein zweites Eingangssignal vet der Änderungserfassungsschaltung 32 erhält, um ein Ausgangssignal hohen Pegels abzugeben, wenn das Ausgangssignal der Änderungserfassungsschaltung 32 oberhalb eines bestimmten Wertes liegt, einem Analogschalter S, der den Kondenstor Ci dem Kondensator Q der Glättungsschaltung parallelschaltet wenn das Ausgangssignal der Änderungserfassungsschaltung 32 höher als das erste Bezugseingangssignal ist wodurch damit das Ausgangssignal des Vergleichers OP$ hohen

Pegel hat. sowie einem Spannungsteiler F, gebildet ist.

der das Ausgangssignal der Glättungsschaltung erhält und abgibt.

Beim Betrieb nimmt, wenn der Hitzdrahtfühler 26 des

Wirbelgenerators 32 durch durch die Leitung 24 strömende Ansaugluft infolge des Auftretens von Wirbeln gekühlt wird, bei abgeglichener Brückenschaltung der Widerstandswert des Fühlers 26 ab, wodurch der Spannungspegel am Punkt Pj der Brückenschaltung des Wir- belfühlers 28 verglichen mit dem Spannungspegel am Punkt P2 niedriger wird, wodurch die Brückenschaltung nicht mehr abgeglichen ist Dadurch nimmt der Spannungspegel am invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers OPi ab. wodurch das Ausgangs-

signal des Operationsverstärkers OPi und die dei Brükkenschaitung über den Transistor Tr zugeführte Spannung größer wird. Dadurch vergrößert die dem Fühler 26 zugeführte Spannung die Wärme an diesem. Dieses vergröBert den Widerstandswert des Fühlers und damit den Spannungspegel am Punkt Pi und vermindert andererseits das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OPi, wodurch der Widerstandswert des Fühlers 26 über den Transistor Tr auf einem im wesentlichen konstanten Wert gehalten wird.

Die Wirbelerfassungsschaltung 28 erzeugt ein Ausgangssignal, das eine sich im wesentlichen regelmäßig ändernde Amplitude mit einer relativ kleinen Änderung X\ hat wie dieses bei (a) in F i g. 2 gezeigt ist. wenn die Brennkraftmaschine unter Teillast arbeitet da die PuI- sationen in der Strömung der Ansaugluft die infolge der Ansaugwirkungen der Brennkraftmaschinenzylinder auftreten, relativ klein sind. Das geformte Ausgangssignal von dem Signalformer 30 hat eine relativ regclmä-

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ßigc Impulsfrequenz, wie dieses bei (c) in F i g. 2 gezeigt ist, und das Ausgangssignal des Perioden-Spannungs-Umformers 34 is' im wesentlichen flach, wie dieses unter (e) in F i g. 2 gezeigt ist. Das Ausgangssignal der Mittelwcrtschaltung 36 während des Teillastbetriebes der Brennkraftmaschine gibt daher die tatsächliche Strömune^röße der Ansaugluft an, wie dieses durch (g) in F i g. 2 i.i Abhängigkeit von der Zeit und auch unter Fin Fig.3 in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinendrehzahl gezeigt ist. Die Änderung des Ai'sgangssignals der Änderungserfassungsschaltung 32 mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine während der Teillast ist unter X in F i g. 3 gezeigt.

Wenn andererseits die Brennkraftmaschine unter Vollast arbeitet, verschmelzen sich die Druckänderungen in der Durchgangsbohrung 24 infolge von Ansaugpiilsationen, und außerdem fehlen einige Karmanwirbel. Die Frequenz, mit der der Fühler 26 gekühlt wird, ist daher nicht proportional der Strömungsgröße der Ansaugluft in die Brennkraftmaschine, und das Maß der Kühlung des Fühlers 26 schwankt, dieses vergrößert die Änderung Xi in der Amplitude des erfaßten Signals von der Schaltung 28, wie dieses (b) in F i g. 2 zeigt, verglichen mit der, wenn die Brennkraftmaschine unter Teillast arbeitet. Das geformte Ausgangssignal von dem Signalformer 30 hat eine große Ungleichmäßigkeit in der Impulsfrequenz, wie dieses unter (d) in Fig.2 gezeigt ist. Die entsprechende analoge Ausgangsspannung von dem Perioden-Spanniings-Umformer 34 schwankt daher · tark und unregelmäßig, wie dieses unter (f) in F i g. 2 gezeigt ist.

Wenn die Änderung größer als die Differenz Xi wird, d. h.. das Ausgangssignal von der Änderungserfassungsschaltung 32 den bestimmten Bezugspegel an dem nicht invertierenden Eingangsanschluß des Vergleichers OPs übersteigt, nimmt das Ausgangssignal des Vergleichers OP₅ hohen Pegel an, so daß der Analogschalter 5 geschlossen wird, wodurch der Kondensator Q dem Kondensator Cf, parallel geschaltet wird, d. h, der Glättungskoeffizient oder die Integrationskonstante der Mittelwertschaltung 36 vergrößert wird. Dadurch erzeugt, wenn die Brennkraftmaschine unter Vollast arbeitet, die Mittclwertschaltung 36 ein Ausgangssignal mit einer niedrigen Amplitudenänderung, wie dieses unter (h) in F i g. 2 gezeigt ist, ähnlich dem Betriebszustand, wenn die Brennkraftmaschine unter Teillast arbeitet, und das im wesentlichen gleich der tatsächlichen Strömungsgröße ist. Das heißt, obwohl Unregelmäßigkeiten in dem Periodenausgangssignaal des Perioden-Spannungsumformers 34 infolge des Fehlens einiger Wirbel auftreten, wenn die Brennkraftmaschine unter Vollast arbeitet, wobei die Drosselklappe im wesentlichen vollständig geöffnet ist, wird der Glättungskoeffizient der Mittelwertschaltung 36 durch Verwendung einer größeren Integrationskonstante größer gemacht so daß die Unregelmäßigkeiten in der Periodendauer absorbiert werden, und damit die Mittelwertschaltung 36 ein Ausgangssignal erzeugt das der tatsächlichen Strömungsgröße entspricht Wenn das Ausgangssignal der Mittelwertschaltung ohne Hinzufügen des Kondensators Cj parallel zum Kondensator Q, benutzt wird, würde es abnehmen, wie dieses in F i g. 3 durch die gestrichelte Linie dargestellt wird, wodurch ein unrichtiger Wert für die Strömungsgröße erzeugt würde.

Das Ausgangssignal von der Mittelwertschaltung 36 wird an eine hier nicht gezeigte Berechnungsschaltung für eine Kraftstoffeinspritzimpulsdauer gegeben, wo die Impulsdauer, während der Kraftstoff in den zugeordneten Brennkraftmaschinenzylinder eingespritzt wird, durch

berechnet wird, wobei Ci eine Konstante, Q die gemessene Strömungsgröße der Ansaugluft und N die Drehzahl der Brennkraftmaschine zu diesem Zeitpunk sind.

Die berechnete Impulsdauer wird aufgrund der Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine, der Temperatur der Ansaugluft und dem Einspritzspannungspegel eingestellt. Dann wird von einem hier nicht gezeigten Impulsgenerator ein Treiberimpuls für ein

Kraftstoffeinspritzventil erzeugt.

In F i g. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel ist gleich dem zuvor erläuternden ersten Ausführungsbeispiel, mit der Ausnahme, daß das zweite Ausführungsbeispiel einen Drehzahl-Strömungsgröße-Umformer 38 hat, der, wenn die Brennkraftmaschine sich unter im wesentlichen Vollast befindet, die Drehzahl der Brennkraftmaschine in eine Spannung umformt, die die zugehörige Strömung angibt, sowie eine Schalterschaltung 40, die auf das Ausgangssignal von der Änderungsdetektorschaltung 32 anspricht, um entweder das Ausgangssignal des Drehzahl-Strömungsgrößen-Umformers 38 oder das Ausgangssignal der Mittelwertschaltung 36 auszuwählen. Das heißt, wenn die Brennkraftmaschine unter Teillast arbeitet, wird das Ausgangssignal der Mittelwertschaltung 36, das die Strömungsgröße aufgrund der Messung der Karman-Wirbel angibt, von der Schalterschaltung 32 ausgewählt, während, wenn die Brennkraftmaschine unter im wesentlichen Vollast arbeitet, das Ausgangssignal von dem Drehzahl-Strömungsgrößen-Umformer 38 ausgewählt wird, das aus der Messung der Drehzahl der Brennkraftmaschine erhalten wird. Dieses beruht auf der Tatsache, daß die Strömungsgröße der Ansaugluft in die Brennkraftmaschine, wenn das Drosselventil 14 im wesentlichen vollständig geöffnet ist, und damit wenn die Brennkraftmaschine sich unter im wesentlichen Vollast befindet, genau proportional der Drehzahl der Brennkraftmaschine ist Die Berechnungsschaltung 42 für die Impulsdauer be rechnet aufgrund des Ausgangssignals von der Schalter schaltung 40 eine Zeitdauer, während der Kraftstoff in jeden der Zylinder der Brennkraftmaschine bei jeder Kurbelwellenumdrehung eingespritzt wird. Diese Berechnungen können unter Verwendung eines herkömm-

liehen üblichen digitalen Mikrocomputers in der folgenden Weise ausgeführt werden. Das Ausgangssignal der Schalterschaltung 40 wird in einen entsprechend digitalen Datenausdruck umgeformt. Wenn die Änderung X von der Schaltung 32 nicht größer als der bestimmte Wert Ci ist wird die Kraftstoffeinspritzimpulsdauer 77 aus der zuvor erwähnten Gleichung

berechnet

Wenn ^größer als C\ ist, wird die Impulsdauer 77aus einer gespeicherten Nachschlagtabelle ausgelesen, in der verschiedene Drehzahldaten und die diesen zugehörigen Daten für 77 an entsprechenden Adi essen gespei chert sind. Dann wird die berechnete Impulsdauer 77 nach Maßgabe der Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine, der Temperatur der Ansaugluft

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und des Einspntzspannungspegels eingestellt. Dieser Vorgang ist in F i g. 5 gezeigt. Die sich ergebende Impulsdauer und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nach Maßgabe der Drehzahl der Brennkraftmaschine sind auch in F i g. 3 gezeigt. 5

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims

31 OO Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft bei einer Brennkraftmaschine mit einem Karman-Wirbelfühler, der ein erstes Signal erzeugt, dessen Periodendauer umgekehrt proportional der Strömungsgeschwindigkeit der Ansaugluft ist, einem Signalformer zum Formen dieses ersten Signals in eine Impulsform, einer Schaltung zum Umformen der Periodendauer des impulsgeformten ersten Signals in ein entsprechendes Spannungssignal und einer Mittelwertschaltung zum Glätten des Spannungssignals mit einem bestimmten Glättungskoeffizienten, um ein geglättetes Ausgangssignal als ein die Strömungsgeschwindigkeit angebendes Signal zu erzeugen, gekennzeichnet durch