DE2423111C3 - Einrichtung zur Verminderung von schädlichen Bestandteilen im Abgas von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Transistor (87) aufweist, dessen Basis an einem mit der Minuszuleitung (67) gekoppelten Kondensator

(88) liegt und dessen Emitter über einen Widerstand

(89) mit der Pluszuleilung (62) und der Basis eines komplementären Transistors (90) und dessen Kollektor mit der Minuszuleitung (67) verbunden ist und bei dem der Kollektor des komplementären Transistors (90) an der Pluszuleitung (62) und der Emitter, an dem die Sägezahnspannung abne'nmbar ist, über einen Widerstand (9)) an der Minuszuleitung (67) und über einen weiteren Widerstand (92) am invertierenden Eingang eines Schaltverstärkers (93) liegt, dessen nichtinvertierender Eingang über einen Widerstand (94) mit dem Abgriff eines zwei Widerstände (95,96) aufweisenden Spannungsteilers gekoppelt ist und dessen Ausgang über einen Widerstand (98) mit der Basis des Transistors (87) und dem Kondensator (88) verbunden ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Verminderung von schädlichen Bestandteilen im Abgas von Brennkraftmaschinen durch Beeinflussung des Massenverhältnisses von Kraftstoff und Luft des der Brennkraftmaschine ^ugeführten Betriebsgemisches, mit einem Elektromagnetventil zur Steuerung von Durchflullciuerschnitten bei einer Betriebsgemischversorgungsanlage und damit Änderung von die Zumessung der Betriebsstoffe bestimmenden Drücken, wobei das Elektromagnetventil über eine Regeleinrichtung von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine ermittelnden Meßwertgebern gesteuert wird.

Einrichtungen dieser Art haben den Zweck, fur alle Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine selbsttätig ein günstiges Kraftstoff-Luft-Gemisch zu schaffen, um eine vollständige Verbrennung des Kraftstoffes zu ermöglichen und dadurch bei hochstn. fücher Leistung der Brennkraftmaschine bzw. kleinstmöglichen Kraft stoffverbrauch die Entstehung von giftigen Abgasen zu vermeiden oder mindestens stark zu vermindern. Die Kraftstoffmenge muß daher den Erfordernissen jedes Betriebs/ustandes der Brennkraftmaschine entspre chend sehr genau /· gemessen und die Proportionalltat zwischen I.uflmenge und Kraftstoffmenge in Abhangig keil von Uetricbskenngroßcn der Brennkraftmaschine wie /. B. Drehzahl. Last. Temperatur und Abgas/usam mcnsctzung geändert werden

Es ist bei einer Krafistoffeinsprit/mcngensieuerein richtung bekannt ( deutsche Auslegcschrifi 12 31 954). Kechteckinipulse mit variabler Impulslänge dadurch zu erzeugen, daß eine Sägezahnspannung mit einer Steilheit bzw. /eitkonstanlen. die in Abhängigkeit vom Druck im Saugrohr der Brennkraftmaschine variabel ist. mit einer konstanten Referenzspannung verglichen wird, wobei die Referenzspannung die zum Durchsch.il ten notwendige Mindest Basis F milter -Spannung (I'm.) eines fr.iiisistors ist Zur Änderung der die Einspritzzeit bestimmenden linpiilslanpt n in Abhangig keil von anderen Belricbsparamcterii ist die Amplitude der .Sägezahnspannung durch Addition einer variablen, pulsierenden Spannung änderbar.

Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß die verwendete Referenzspannung stark tfiinperaturabliän gig ist und somit die Genauigkeit der Steuerung negativ beeinflußt. Ferner ist auch die Frequenz, der Säge/ahn spannung, die als Nebenfunkliou auch den Einsuritz/eil*

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punkt steuert, abhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Damit wird aber die Länge der gebildeten Einspritzimpulse, bezogen auf die dazwischen liegenden Zeiten, in denen das Einspritzventil geschlossen ist, bzw. das Tastverhältnis stark von der Drehzahl abhängig. Zur Kompensation dieses Einflusses ist in aufwendiger Webe die drehzahlabhängige Beeinflussung der Amplitude und der Zeilkonstanten der Sägezahnspannung notwendig. Ferner sind in nachteiliger Weise die Zeitkonstante und die Impulsdauer und damit das Tastverhältnis im großen Maße temperaturabhängig. Bei dieser Einrichtung erfolgt die Ansteuerung der einzelnen Einspritzventil oder -Gruppen direkt. Damit wirken sich alle Unregelmäßigkeiten der Kraftstoffmengensteuercinrichtung direkt auf die Zumeßmenge aus, was in nachteiliger Weise zu ungleichmäßiger Belastung einzelner Zylindergruppen und zu unrundem Lauf der Brennkraftmaschine führen kann. Alle Einflußnahmen auf die Bestimmung der Länge der Einspritzimpulse und damit des Kraftstoffanteils des Betriebsgemisches müssen im Bereich dsr Inipulsbildung vorgenommen werden.

Bei einer anderen Kraftstoffmengeneinsprii/steuereinrichlung (deutsche Auslegeschrift 19 39 611) wird ebenfalls direkt auf die Einspritz/eit und damit die Einspnt/menge Einfluß genommen. Die Einspritzimpulsbildung und die Bestimmung des Einspritz/eitpunkts erfolgen hier durch Vergleich einer Sägezahnspannung von in Abhängigkeit von der Drehzahl variabler Frequenz mit einem Referenzwert, der zur Kompensation des zuvor erwähnten Dreh/ahleinflusses in Abhängigkeit von der Drehzahl änderbar ist. Fur diese Kompensation ist wiederum ein erheblicher Aufwand notig. Wie auch bei der zuvor beschriebenen Einrichtung wird eine Variation der Finspritzzeit in Abhängigkeit von dem Saugrohrdruck dadurch erreicht, daß die Zeitkonstante bzw die Amplitude der Sagezahnspannung mit diesel Abhängigkeit variiert wird. Dazu wird einmal mit Hilfe eines Oszillators eine Spannung von saugrohrdruckabhangiger Frequenz und daraus eine Impulsfolge von Impulsen konstanter Impulsbreite und eben dieser gleichen frequenz erzeugt Dadtinh wird die mittlere l.adesparmung pro Zeiteinheit eines Integriergliedes des Sägezahngenerators und damit die Amplitude der Sägezahnspannung variiert Der Verlauf der Sägezahnspannung wird stark von dem tempcraiurabhängigen Schwingverhalten des Oszillators beeinflußt. Ferner müssen die F.ingangsspan niingcn beide I ingänge des den Vergleich durchführen den Differenzverstarkers. die Sägezahnspannung und die Referenzspannung, genau auf einen temperatursta bilisierten Aibeilspiinkt abgestimmt werden, damit am Ausgang des Differenzverstärker die gewünschte Rcchtci kspannung auftritt. Dies alles macht die Kraftstoffsleiiei iing ungenau

Der I ffindung liegt die Aufgabe /iigrunde. eine FiIiIU lining zur Verminderung von schädlahen Be sl.inilleilen iin Abgas von Brennkraftmaschinen der bekannten An /ii entwickeln, mil deren I hifi· es mogln h isi eine schnelle und genaue N,u (!regelung UCi Massenverhältnisscs des der Brennkraftmaschine! ztlgeführtcn Kraftstoff-Luft-Gemisches zu erreichen, ohne daß Temperatur- und Alterungseinfliisse auf die elektronische Regeleinrichtung zu unerwünschten Änderungen des Tastverhältnisses des ßlektromagrtelventils führen.

Diese Aufgabe wird erfih.diiiigsgemäß dadurch gelösi, daß das Elektromagnetventil von der Regeleinrichtung getaktet angesteue^rt wird und die Regeleinrichtung einen Sägezahngenerator aufweist, der eine Sagezahnspannung konstanter Frequenz und Amplitude erzeugt, die zur Änderung des Tastverhältnisses durch eine variable, den Betriebskenngrößen entsprechende Gleichspannung überlagert am invertierenden Eingang eines Summierverstärkers liegt, an dessen nichtinvertie renden Eingang über einen Spannungsteiler eine vorbestiramte konstante Referenzspannung angelegt ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung be steht darin, daß der Ausgang des Summierverstärkers über einen Widerstand mit einer Pluszuleitung und über einen diesem parallelen Widerstand mit der Basis eines ersten Transistors verbunden ist, dessen Emitter an der Pluszuleitung liegt und dessen Kollektor über einen Spannungsteiler mit einer Minuszuleitung verbunden ist, und am Abgriff des Spannungsteilers die Basis eines zweiten Transistors hegt, dessen I miller mit der Basis eines dritten Transistors und über ein^.: Widerstand mit der Minus/uleitung gekoppelt ist und dessen Kollektor über die Wicklung des Elektromagnetventils mit der Pluszuleitung und dem Kollektor des dritten Transistors, dessen Emitter an der Minuszuleitung liegt, verbund η ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgesialtung der Erfindung ist derart, daß die Sägezahnspannung lineare Abschnitte aufweist und der Sägezahngenerator einen Integrator hat, dessen nichtinvertierender Eingang am Abgriff eines zwei Widerstände enthaltenden Spannungsteilers liegt und dessen Ausgjng. an dem die Sagezahnspannung abnehmbar ist. i:^->er einen Widerstand mit dem nichtinvertierendci F.ingang eines Schaltverstärkers verbunden ist. dessen invertierender Eingang über einen Widerstand mit einen zwei Widerstände aufweisenden Spannungsteiler und dessen Ausgang über einen Widerstand mit dem invertierenden Eingang des Integrators gekoppelt ist

Fine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sägezahnspannung eine. Exponentialfunktion, insbesondere einer ff unk tion, entsprechende Abschnitte hat und daß der Sägezahngenerator einen Transistor aufweiv dessen Basis an einem mit der Minuszuleiturig gekoppelten Kondensator liegt und dessen Emitter über einen Widerstand mit der Pluszuleitung und der Basis eines komplementären Transistors und dessen Kollektor mit der Minus/uleitung verbunden ist und bei dem der Kollektor des komplementären Transistors an der Pluszuleitung und der Emitter, an dem die Sagezahn spannung abnehmbar i,t. über einen Widerstand an der Minuszuleitung und über cnen weiteren Widerstand am invertierenden Eingang eines Schaltverstärker liegt dessen nichtinvertiercnder Eingang über einen Wider stand mit dem Aiigriff eines zwei Widerstände aufweisenden Spannungsteilers gekoppelt ist und dessen Ausgang über einen Widersland nut der Hasis des Transistors und dem Kondensator verbunden ist

Der Vorteil einer erfindungsgemali ausgestalten n Emnwhlung air Verminderung von sdiddliLhcn bestandteilen im Abgas von Brennkraftmaschinen besteht '/.. B. gegenübei' einer Ausführung mit frcischwingendem Oszillator und nachgeschaltetem steuerbaren monosta bilen Multivibrator darin, daß auch bei Änderungen der Frequenz der Sägezahnspannung, z. B. durch Temperatur- und Allerungseinflüsse keine Änderung des Tiisfverhältnisses des Elektromagnetvenlils erfolgt.

Die Verwendung eines SiigezaliiiKcncrators zur

Erzeugung einer Sägezahnspannung mit Abschnitten entsprechend einer e-Fiinklion bietet gegenüber dem Sägezahngenerator zur Erzeugung einer Sägezahnspannung mit linearen Abschnitten den Vorteil, daß er wesentlich unempfindlicher gegenüber Störspannungsspit7cn ist, die im Hordnetz eines Kraftfahrzeuges auftreten können.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. I eine erste Einrichtung zur Beeinflussung des Masseverhältnisses des einer Brennkraftmaschine zugcführlen Kraftstoff-Luft-Gemisches,

F i g. 2 eine zweite Einrichtung zur Beeinflussung des Masseverhältnisses des der Brennkraftmaschine zügeführten Kraftstoff I.ufI Gemisches,

Fig.3 eine Schaltung der elektronischen Regeleinrichtung.

Fig.4 eine Schaltung eines Sägezahngenerators für eine Sägezahnspannung mit linearen Abschnitten.

Fig.5 eine Schaltung eines Sägezahngenerator für eine Sägezahnspannung mit einer e-Funktion entsprechenden Abschnitten.

Bei der in F i g. I dargestellten Einrichtung strömt die Verbrennungsluft in Pfeilrichtung in ein Saugrohr !,das einen konischen Abschnilt 2 mit einem darin angeordneten Meßorgan 3 aufweist, und weiterhin durch einen Verbindungsschlauch 4 und einen Saugrohrabschnill 5 mit einer willkürlich betätigbaren Drosselklappe 6 zu einem oder mehreren nicht dargestellten Zylindern einer Brennkraftmaschine. Das MeDorgan 3 ist eine quer zur Sirömungsrichtung angeordnete Platte, die sich im konischen Abschnilt 2 des Saugrohrcs nach einer annähernd linearen Funktion der durch das Saugrohr strömenden I.uftmengc bewegt, wobei für eine konstante am Meßorgan 3 angreifende Rückstellkraft sowie einen konstanten vor dem Meßorgan 3 herrschenden Luftdruck der zwischen dem Meßorgan 3 und der Drosselklappe 6 herrschende Druck ebenfalls konstant bleibt.

Das Meßorgan 3 steuert unmittelbar ein Zumeß- und Mcngcnteilervcntil 7. Zur Übertragung der Verstellbe-

Hcbcl 8. der um einen Drehpunkt 9 schwenkbar, möglichst reibungsfrei gelagert ist und bei seiner Schwenkbewegung mit einer Nase 10 das als Steuerschieber 11 ausgebildete bewegliche Ventilteil des Zumeß- und Mengenteilerventils 7 betätigt.

Der von einer durch einen Elektromotor 13 angetriebenen Kraftstoffpumpe 14 aus einem Kraftstoffbehälter 15 geförderte Kraftstoff gelangt über eine Kraftstoffversorj-iingslcitung 16 und einen Kanal 17 in eine Ringnut 18 des Steuerschiebers 11. Je nach der Stellung des Steuerschiebers 11 öffnet die Ringnut 18 mehr oder weniger Steuerschlitze 19, die durch Kanäle 20 zu je einer Kammer 21 fOhren, die durch eine Membran 22 von einer Kammer 23 getrennt ist, wobei die Membran als bewegliches Teil je eines als Gleichdruckventil 24 ausgebildeten Flachsitzventils dient. Aus der Kammer 21 gelangt der Kraftstoff über Kanäle 25 zu den einzelnen nicht dargestellten Einspritzventilen, die in der Nähe der Motorzylinder im Saugrohr angeordnet sind.

Von der Kraftstoffversorgungsleitung 16 zweigt eine Leitung 26 ab. in die ein Druckbegrenzungsventil 27 geschaltet ist. das bei zu großem Systemdruck Kraftstoff in den Kraftstoffbehälter 15 zurückfließen läßt.

Der Steuerschieber 11 wird auf seiner dem Hebel 8 gegenüberliegenden Stirnfläche durch Druckflüssigkeit beaufschlagt, die als Rückstellkraft für das Meßorgan 3 dient und über eine Leitung 29 mit einer Dämpfiihgsdrössel 30 auf den Steuerschieber wirkt.
<·, Von der Leitung i6 zweigt ebenfalls eine Leitung 32 ab, in der in Reihe eine erste Drossel 3.3, die Kammern 23 der Glcichdnickvcnlilc 24, eine zweite Drossel 34 und ein Elektromagnetventil 35 angeordnet sind. Parallel zum Elektromagnetventil 35 ist in einer Leitung

ίο 36 eine dritte Drossel 37 angeordnet, durch die der Kraftstoff des Stcucrdruckkrcislaufes 32 drucklos über die Rücklauflcitung 38 zum Kraftstoffbehälter zurückfließen kann.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 largestelllen

1-3 Einrichtung ist folgende:

Bei laufender Brennkraftmaschine ν ird über das Saugrohr 1, 4 und 5 Luft angesaugt, durch die das Meßorgan 3 eine gewisse Auslenkung aus seiner Ruhelage erfährt, [inisprechend der Auslenkung des Meßorgans 3 wird über den Hebel 8 auch der Steuerschieber 11 des Zumeß- und Mcngenlcilcrvenlils 7 verschoben, der die zu den Finsprilzventilen strömende Kraftstoffnienge zumißt Die direkte Verbin dung zwischen dem Meßorgan 3 und dem Slcucrschieber 11 gibt ein konstantes Verhältnis von Luftmenge und zugemessener Kraflstoffmcnge.

lim das Kraflstoffl.uft-f Jemisch den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine anpassen /ti können, kann t·:, erforderlich sein, die- Druckdifferenz an den

j(» Ztimeßvcntilen 18, 19 zu ändern Die Druckdifferenz an den /iimcövcntilen 18, 19 kann in vorteilhafter Weise durch den Druck in dem .Steuerdruckkreislauf 32 geregelt und geändert werden. Hei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Änderung des Differcn/druckcs an den Ziimeßventilcn 18, 19 durch Änderung des Diffcrcn/druckcs an der ersten Drossel 33. indem die durch die erste Drossel strömende Fliissigkcitsmcnge \criindc-rhar im. Die Mcngenände rung an der crstm Drossel 3 3 lallt sich dadurch

<Hi erreichen, daß ihr cmc /weite Drossel 34 und ein Elektromagnetventil 35 mit einer /ti diesem parallelen drillen Drossel 37 im Stcurrdruiklireislauf 32 nachge

wird die durch die erste Drossel 33 fließende Kraftstoffmenge dmeh die Drosseln 33, 34 und 37 bestimmt. Die bei geöffnetem Elektromagnetventil 35 im Stcuerdruckkrcislatif fließende Kraftstoffmenge wird mir noch durch die Drosseln 33 und 34 bestimmt, was eine geringere Drosselung und eine erhöhte Druckdifferenz an der ersten Drossel 33 zur Folge hat. weshalb auch die Druckdifferenz an den Zumeßventilen 18, 19 erhöht v. ird Die Änderung des Differenzdruckes an der ersten Drossel 33 läßt sich durch die Variation des Verhältnisses von Öffnungsdauer zu Schlicßdauer.

also durch Änderung des Tastverhältnisses des Elektromagnetventils 35 erreichen. Dabei ergibt sich für ein dauernd geschlossenes f-'leklromagnetventil eine geringe Druckdifferenz und ein armes Kraftstoff-Luft-Gemisch, während für ein dauernd geöffnetes Elcktro-

h0 magnetventil 35 die Druckdifferenz am größten und das Kraftstoff-Luft-Gemisch am reichsten ist.

Eine eventuelle notwendige Dämpfung der Drucksprünge ließe sich durch einen nicht dargestellten Speicher im Sleuerdruckkrcislauf erreichen.

Das Elektromagnetventil 35 wird, wie in Fig. 2 dargestellt, z. B. durch eine in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine angeordnete Sauerstoffsonde über eine elektronische Regeleinrichtung getaktet ange-

steuert.

in F i g; 2 sind die gegenüber der F i g, 1 gleichbleibenden Teile der Einrichtung durch die gleichen Bezugszcl· cheh gekennzeichnet. Der Von der Kraftstoffpumpe 14 geforderte Kraftstoff gelangt über die Kraftsfoffversorgungslciturig 16 in die Kammern 23 von Differenzdruckventilen 40 Und in die Ringnut 18 des Steuerschiebers 11. Dei dn den Steuerschlitzen 19 zugemessene Kraftstoff strömt über die Kanäle 20 in die Kammern 23 der Differehzdruckventiie, 40, in denen je eine Feder 41 angeordnet ist. die die Differenzdruckventile jeweils in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Die Differenzdruckven tile 40 halten an den Zumeßventilen 18, 19 eine konstante Druckdifferenz aufrecht, unabhängig von der über die Kanäle 25 zu den Einspritzventilen strömenden Kraflsloffmcnge. Eine Drossel 43 trennt die Kraftstoffversorgungsleitung 16 von dem Steuerdruckkreislauf 44. Der Druck der Stcuerdruckflüssigkeit beaufschlagt die dem Hebel 8 gegenüberliegende Stirnfläche des Steuerschiebers 11 und erzeugt somit die Rückstellkraft auf das Meßorgan 3. In dem Steucrdruckkreislauf 44 ist ebenfalls ein Elektromagnetventil 45 angeordnet, über das in geöffnetem Zustand Druckflüssigkeit über eine Rückströmleitung 46 in den Kraftstoffbehälter 15 zurückfließen kann. Das Elektromagnetventil 45 wird über eine elektronische Regeleinrichtung 47 durch eine hier beispielsweise als Meßwertgeber für die Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine angeführte und in der Abgasleitung angeordnete sogenannte Sauerstoffsonde 48 angesteuert und liegt in einem Stromkreis mit einer Spannungsquelle 49.

Die in F i g. 3 dargestellte elektronische Regeleinrichtung 47 enthält einen Summierverstärker 52, der mit seinem nichtinvertierenden Eingang am Abgriff eines aus zwei Widerständen 53 und 54 bestehenden Spannungsteilers liegt. Der invertierende Eingang des Summierverstärkers 52 ist mit einem Summenpunkt 55 gekoppelt, der über einen Widerstand 56 mit dem Ausgang A eines Sägezahngenerators 57 und über Widerstände 58,59,60 mit den die Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine ermittelnden Meßwergebern M(v>k.anriAn ΓΛλ.. A .....*.. >·~- J—· C.._- —ΐ — _..._.. it: — I..— - ^«^ ' · * «., fc>M,1VAW,*. a^«., i ^UJgUHg V*\*ä OUlIItUtVI *\.Ι3ΐαΐ FkCl 3 ->i 131 über einen Widerstand 61 mit einer Pluszuleitung 62 und über einen diesem parallelen Widerstand 63 mit der Basis eines ersten Transistors 64 gekoppelt, dessen Emitter an der Pluszuleitung 62 liegt und dessen Kollektor über einen zwei Widerstände 65, 66 enthaltenden Spannungsteiler mit einer Minuszuleitung 67 verbunden ist Am Abgriff des Spannungsteilers 65, 66 liegt die Basis eines zweiten Transistors 68, dessen Emitter mit der Basis eines dritten Transistors 69 und über einen Widerstand 70 mit der Minuszuleitung 67 gekoppelt isL Der Emitter des dritten Transistors 69 ist mit der Minuszuleitung 67 und der Kollektor mit dem Kollektor des zweiten Transistors 68 und über die Wicklung des Elektromagnetventils 35, 45 mit der Pluszuleitung 62 verbunden. Parallel zur Wicklung des Elektromagnetventils 35, 45 ist eine Freilaufdiode 71 angeordnet.

Die Wirkungsweise der in Fig.3 dargestellten elektronischen Regeleinrichtung ist folgende:

Als Beispiel wird angenommen, daß nur eine von einem Meßwertgeber ermittelte Betriebskenngröße als Spannung U_e vorliegt. Hat die Spannung U_e z. B. den Wert OV, so liegt am Summenpunkt 55 eine Spannung, die durch die Sägezahnspannung Ur und U_e und den Spannungsteiler 56, 58 bestimmt wird. Bei niederen Spannungswerten der Sägezahnspannung Ur wird der am SummenpUrikt 55 liegende Spannungswert unterhalb des ani nichtinverlierCnderi Eingang des Summierverstärkers 52 liegenden und durch den Spannungsteiler 53, 54 bestimmten Wertes der Spannung U_n, liegen, Damit liegt die Ausgangsspannung des Summierverslärkcfs 52 bei Plus, d. h. die Transistoren 64,68,69 sperren tind das Elektromagnetventil 35, 45 ist Stromlos. Bei steigender Sägezahnspannung Ur wird nach Erreichen eines Um entsprechenden Spannungswertes am Sum-

ίο menpunkt der Verstärkerausgang nach Minus durchgeschallet, was noch durch einen nicht dargestellten Rückkoppelwiderstand unterstützt werden kann. Hierdurch werden die Transistoren 64, 68, 69 leitend und infolge des nun durch die Wicklung des Elektroniagnetventils 35,45 fließenden Strom öffnet das Magnetventil. Nimmt die Sägezahnspannung Ut in ihrem Wert nach Überschreiten ihres Maximalwertes wieder ab und erreicht den Wert der Spannung U_m so schaltet der Summierverstärker 52 nach Plus durch, worauf die Transistoren 64, 68, 69 sperren und das stromlose Elektromagnetventil 35,45 schließt.

Hat nun die Spannung U, z. B. einen beliebigen positiven Spannungswert, so wird bei steigender Sägezahnspannung Ur der Umschaltpunkt des Summterverstärkers 52 früher und bei wieder fallender Sägezahnspannung Ui später erreicht, wodurch sich die Impulsdauer gegenüber dem oben dargelegten Beispiel vergrößert. In Abhängigkeit von durch die Spannung U_e gekennzeichneten Betriebskenngrößen läßt sich also eine Variation der Impulsdauer zur Steuerung des Elektromagnetventils erreichen. Für weitere die Betriebskenngrößen kennzeichnende Spannungen U_e gilt Entsprechendes.
Die Schaltung eines Sägezahngenerators, der eine Sägezahnspannung mit linearen Abschnitten liefert, wodurch sich ein linearer Zusammenhang zwischen der Spannung U_e und dem Tastverhältnis des Elektromagnetventils ergibt, ist in Fig.4 dargestellt. Der Sägezahngenerator enthält einen als Integrator 74 geschalteten Verstärker, dessen nichtinvertierende. Eingang am Abgriff eines zwei Widerstände 75, 76 citiiumci.uen Spannungsteiler;» iicgt und dessen Ausgang über einen Widerstand 77 mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Schaltverstärkers 78 verbunden ist. Der invertierende Eingang des Schallverstärkers 78 ist über einen Widerstand 79 an den Abgriff eines zwei Widerstände 80, 81 aufweisenden Spannungsteilers gekoppelt, während der Ausgang über einen Widerstand 82 mit dem invertierenden Eingang des Integrators 74 verbunden ist. Zwischen dem invertierenden Eingang des Integrators 74 und dem Ausgang liegt ein Integrierkondensator 83. Nichtinvertierender Eingang des Schaltverstärkers 78 und Ausgang des Schaltverstärkers sind durch einen Widerstand 84 verbunden.

Die Wirkungsweise des in Fig.4 dargestellten Sägezahngenerators ist folgende:

Je nachdem, ob der Ausgang des Schaltverstärkers 78 bei Plus oder Minus liegt, wird über den Rückkoppelwiderstand 84 nach Maßgabe des Spannungsteilers 77, 84 die Spannung am nichtinvertierenden Eingang ebenfalls um einen bestimmten Betrag nach Plus oder Minus gezogen. Ist z. B. der Schaltverstärker 78 nach Minus geschaltet, dann ist über den Spannungsteiler 77, 84 der nichtinvertierende Eingang des Schaltverstärkers negativer als der invertierende Eingang, wodurch dieser Schaltzustand zunächst stabil bleibt Da nun vom Integrierkondensator 83 Strom über den Widerstand 82 abfließt, steigt die Ausgangsspannung des Integrators

74, die der Sägezahnspannung Ui entspricht, linear an. Bei genügend hoher Sägezahnspannung Ut \st dann die Spannung am Spannungsteiler 77,84 so groß wie die am invertierenden Eingang liegende Spännung, worauf der Schaltverstärker 78 nach Plus durchschallet. Über den Widerstand 82 fließt nun Strom auf den Integrierkondensätor 83, so «faß die Sägezahnspannung am Ausgang A des Integratnri 74 linear absinkt. Ist die Sägezahnspannung Uf wieder so weit abgesunken, daß die Spannung am Spannungsteiler 77, 84 kleiner ist als die to äin invertierenden Eingang des Schaltverstärkers 78 liegende Spannung! so schaltet der Schaltverstärker nach Minus um und die Sägezahnspannung Ui steigt wieder an.

Um Einflüsse von im Bordnetz der Kraftfahrzeuge auftretenden Störspannungsspilzen zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, einen wesentlich unempfindlicher arbeitenden Sägezahngenerator zu verwenden, der eine Sägezahnspannung mit Abschnitten entsprechend einer e-Funktion liefert. Die Schaltung zur Erzeugung einer Sägezahnspannung mit c-Funktion-Abschnilten ist in F i g. 5 dargestellt. Dabei liegt die Basis eines Transistors 87 an einem mit der Minuszuleitung 67 gekoppelten Kondensator 88, während der Emitter über einen Widerstand 89 mit der Pluszuleitung 62 und der Basis eines komplementären Transistors 90 und der Kollektor mit der Minuszuleitung 67 verbunden ist. Der Kollektor des komplementären Transistors 90 liegt an der Pluszuleitung 62 und der Emitter über einen Widerstand 91 an der Minuszuleitung 67 und über einen weiteren Widerstand 92 am invertierenden Eingang eines Schaltverstärkers 9Z Der nichtinvertierende Eingang des Schaltverstärkers 93 ist über einen Widerstand 94 mit dem Abgriff eines zwei Widerstände 95, 96 enthaltenden Spannungsteilers und über einen Rückkoppelwiderstand 97 mit dem Ausgang des Schaltverstärkers verbunden. Dei* Ausgang des Schältverstärkers 93 steht ebenfalls über einen Widerstand 98 mit der Öasis des Transistors 87 und dem Kondensator 88 in Verbindung.

Ist der Schaltverstärker 93 gerade nach Minus durchgeschaltet, dann liegt am nichtinvertierenden Eingang eine Spannung, die durch die Spannung am Abgriff des Spannungsteilers 95,96 und den Spannungsteiler 94, 97 bestimmt wird und somit kleiner als die Spannung am Abgriff des Spannungsteilers 95, 96 ist. Über den Widerstand 98 wird der Kondensator 88 entladen, so daß die am Emitter des komplementären Transistors 90 abnehmbare Sägezahnspannung Ui abnimmt. Hat die dem invertierenden Eingang des Schaltverstärkers 93 über den Widerstand 92 zugeführ-Ie Sägezahnspannung i7/den Wert der am nichtinvertierenden Eingang liegenden Spannung erreicht, so erfolgt ein Umschalten des Schaltverstärkerausgangs nach Plus. Über den Spannungsteiler 97, 94 wird dann die Spannung am nichtinvertierenden Eingang auf eine gegenüber der am Abgriff des Spannungsteilers 95, 96 liegenden Spannung positivere Spannung angehoben und über den Widerstand 98 erfolgt ein Aufladen des Kondensators 88. Hat die Sägezahnspannung Ui den Spannungswert am nichtinvertierenden Eingang erreicht, schaltet der Schaltverstärker 93 wieder nach Minus durch.

Bei Verwendung einer Sägezahnspannung mit Abschnitten entsprechend einer e-Funktion ist es vorteilhaft, den Arbeitsbereich zwischen 20% und 80% des Maximalwertes zu legen, wodurch die Abweichung von der Linearität vernachlässigbar klein ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

ΟΛ Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Verminderung von schädlichen Bestandteilen im Abgas von Brennkraftmaschinen durch Beeinflussung des Massenverhältnisses von Kraftstoff und Luft des der Brennkraftmaschine zugeführten Betriebsgemisches, mit einem Elektromagnetventil zur Steuerung von Durchflußquerschnitten bei einer ßetriebsgemischversorgungsan-Iage und damit Änderung von die Zumessung der Betriebsstoffe bestimmenden Drücken, wobei das Elektromagnetventil über eine Regeleinrichtung von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine ermittelnden Meßwertgebern gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektromagnetventil (35, 45) von der Regeleinrichtung (47) getaktet angesteuert wird und die Regeleinrichtung einen Sägezahngenerator (57) aufweist, der eine Sägezahnspannung konstanter Frequenz und Amplitude erzeugt, die zur Änderung des Tastverhältnisses (liirrh eine variable, den Betriebskenngroßen entsprechende Gleichspannung überlagert über einen Spannnungsteiler am invertierenden Eingang eines Summiervf rsidrkers (52) liegt, an dessen nichtinvertierendem Eingang über einen Spannungsteiler (53, 54) eine vorbesiimmte konstante Referenzspannung angelegt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Summierverstärkers (52) über einen Widerstand (61) mit einer Pluszuleilung (62) und über einen diesem parallelen Widerstand (63) mit der Basis eines ersten Transistors (64) verbunden ist. Gössen Emitter an der Pluszuleitung (62) liegt u.id dessen Kollektor über einen Spannungsteiler (65, 66) nu einer Minus/ulei- !iing (67) verbunden ist und am Abgriff des Spannungsteilers (65, 66) die Basis eines /weiten Transistors (68) liegt, dessen Fmitter mil der Basis eines dritlen Transistors (69) und über einen Widerstand (70) nut der Minus/uleitung (67) gekoppeli ist und dessen Kollektor über die Wicklung des Elektromagnetventil (}5, 45) mit der Plus/uleitung (62) und dem Kollektor des dritten Transistors (60). dessen Emitter an der Minus/ulci lung (67) liegt, verbunden ist.

1 Einrichtung nach Anspruch I. dadurch gekenn zeichne', daß die Sägezahnspannung lineare Ab schnitte aufweist

4 Einrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekenn /eichnei. daß der Sägezahngenerator (57) einen Integrator (74) hai. dessen nichiinvertiercnder l-ingang am Abgriff eines zwei Widerstände (75, 76) cnlhaliumjen Spannungsteilers liegt und dessen Ausgang, an dem die Sägezahnspannung abnehmbar ist. über einen Widerstand (77) mn dem nichlinvcr (lerenden lingang eines Sch.tllverslarkcrs (78) verbunden ist. dessen invertierender i.ingang über einen Widerstand (74) nut einem zwei Widerstände (80, 81) aufweisenden Spannungsteiler und dessen Ausgang liner einen Widersland (82) mit dem lh verlierenden Eingang des Integrators (74) gekoppelt ist,

5. Einrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Sägezahnspannung einer Exponentialfunktion, insbesondere einer e-Funktion, entsprechende Abschnitte hat.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daU der .Sägezahngenerator (17) einen 111