DE2612915C2 - Verfahren und Vorrichtung einer unter der Führung einer λ-Sonde arbeitenden Regelung - Google Patents

Description

Ie« angeordneten Transistor (T2) geschalteter Schalttrnnsistor (T3) vorgesehen ist. über den der Meßstrom (Ip) fließt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Transistor (T2) und einem weiteren, ebenfalls in der Brückendiagonalen angeordneten Transistor (Ti) bestehende Schaltungsteil einen Differenzverstärker bildet, wobei die Emitter der beiden Transistoren (Ti und TI) zusammengeführt und über einen Widerstand (R 4) mit der Speisespannung verbunden sind und wobei die Basis des Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs und einer Vorrichtung nach der Gattung des ersten Vorrichtungsanspruchs.

Es ist bekannt, zur Regelung bestimmter Betriebszustände bei Brennkraftmaschinen, beispielsweise Sekundärluftregelung oder die Gemischaufbereitung durch eine KraftstoffeinspritZiJnlage, eine sogenannte /!-Sonde oder Sauersioffsonde zu verwenden, die im Abgaskanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist und jedenfalls im warmen, d. h. betriebsbereiten Zustand in der Lage ist. aus der Zusammensetzung des Abgases auf die ursprüngliche Gemischzusammensetzung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luftgemisches rückzuschließen und so als Istwertgeber im Sinne einer Gesamtregelung eingesetzt zu werden (US-PS 39 38 479). Zur Auswertung der Sondenausgangsspannung, die eine ausgeprägte Sprungfunktion ist mit maximaler Steigung im Bereich der Luftzahl A « 1, wird, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Vorverstärkers, der Ausgang der /i-Sonde mit einer Schwellwert-Vergleichsschaltung mit konstanter Schwellwertspannung verbunden, so daß sich dann, je nachdem, ob die momentane Sondenspannung größer oder kleiner als die SchweUwertspannung isL eine Aussage über die ursprüngliche Gemischzusammensetzung bzw. die Luftzahl A gewinnen läßt Das Ausgangssignal der Schwellwert-Vergleichsschaltung kann dann, beispielsweise nach Integration für eine Sekundärluftregelung oder für die Regelung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luftgemischs verwendet werden. Das Sondenausgangssignal bildet hierbei den !stwert des zu regelnden Betriebsparameters, die Brennkraftmaschine ist die Regelstrecke.

Problematisch ist beim geregelten Betrieb mit einer .■?-Sof!d?. dsß d'?«" ⁿ"^r rfann nie l<nwprtapher mit hinreichender Genauigkeit eingesetzt werden kann, wenn sie ihre Betriebstemperatur erreicht hat: mit anderen Worten, die /i-Sonde oder ihr Innenwiderstand weist eine ausgeprägte Abhängigkeit von der Temperatur auf. Der innenwiderstand einer kaiten Ä-Sonae ist außerordentlich hochohmig und in einem solchen Zustand sind Ausgangssignale der /2-Sonde nicht für Regelzwecke verwertbar.

Um dennoch eine Aussage darüber zu gewinnen, ob die /i-Sonde funktionsfähig ist oder nicht, wird bei der aus dem genannten US-Patent bekannten Schaltung so

vorgegangen, daß das Sondenausgangssignal, also die einzelnen Schaltvorgänge integriert und gespeichert werden, und die gespeicherte Spannung mit einer konstanten Temperaturspannung verglichen wird, wodurch schließlich ein die Beiriebsbereitschaft der /i-Sonde angebendes Ausgangssignal gewonnen werden kann.

In diesem Zusammenhang ist es, um die /i-Sonde mit ihrem Ausgang an weiterverarbeitende Schaltungen anschließen zu können, üblich, den Ausgang der /i-Sonde mit dem Eingang einer Halbleiterschaltung, also beispielsweise de-» Basis eines nachgeschalteten Transistors zu verbinden, wodurch sich, hervorgerufen durch den geringfügigen Basisstrom des Transistors, natürlich auch ein Strom durch die /i-Sonde ergibt, der aber mit dem speziellen und gesonderten Meßstrom nach vorliegender Erfindung in keiner Beziehung steh*.

Es ist ferner bekannt (DE-OS 25 i 7 738), e.i, c/i-Sonde in Reihe mit einem Vorwiderstand an eine Stromversorgungsquelle zu legen, so daß durch t';.i Sonde ein Strom fließt Siebt man dann zusätzlich *-jrh einen Konstantspannungsteiler vor, dann ' »nn dieser sowie der Sondenausgang mit einem nachg*., »halteten Differenzverstärker verbunden werden und ergibt sich an dessen Ausgang ein im Sondennormalbetrieb deren Umschaltfunktion nachzeichnendes AusgangssignaL Pioblematisch ist bei einer solchen, der /i-Sonde ständig einen Strom zuführenden Schaltung, daß Verfälschungen insbesondere in Temperaturübergangsbereichen nicht vermeidbar sind, da dieser Strom an dem temperaturvariablen !nnenwiderstand der /i-Sonde unterschiedliche Spannungsabfälle erzeugt die insofern keiner. Bezug zu dem der Brennkraftmaschine tatsächlich zugeführten Kraftstoff-Luftgemisch-Anteilen aufweisen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine /I-Sonde zwar einerseits auf einwandfreie Funktion zu überwachen, andererseits aber sicherzustellen, daß im Normalbetrieb der /i-Sonde. bei welchem diese als Istwertgeber zu Regelungszwecken eingesetzt ist, keine Verfälschungen in dem auszuwertenden Sondensignal auftreten.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs bzw. des ersten Vorrichtungsanspruchs und hat den Vorteil, daß der jeweilige, von der Temperatur stark abhängige Betriebszustand der /i-Sonde durchlaufend erfaßt und eine einwandfreie Aussage darüber gewonnen werden kann, ob die /i-Sonde zu Regelungszwecken eingesetzt werden kann, wobei gleichzeitig sichergestellt ist. daß durch die Arbeit der den Betriebszustand der /i-Sonde überwachenden Schaltung im Normalbetrieb, also bei eingeschalteter Regelung, keine Verfälschungen der auszuwertenden Signalverläufe auftreten. Die Erfindung kann daher einen einwandfreien Betrieb der jeweils geregelten Gesamtanlagen auch bei nicht betriebsbereitem Sensor durch Umschalten auf Steuerung sicherstellen und ermöglicht es, nach Erreichen der ordnungsgemäßen Funktionsbereitschaft der /i-Sonde ausschließlich noch mit der von ihr selbst abgegebenen Sondenspan nung zu arbeiten; Einflüsse, die vor Erreichen der Betriebsbereitschaft der /i-Sonde zu deren Betriebszu-Standserfassung erforderlich gewesen sind, treten daher im Noiwa'ibeineb nicht mehr auf.

Die Erfindung umfaßt eine separate Überwachungsschaltung, die ergänzend zur üblichen Anschaltung der /Z-Sonde an einen nachgeschalteten Schweilwertvergleieher vorgesehen ist und der /i-Sonde entweder, wenn nämlich deren Fur.ktionsunfähigkeit erkannt ist, einen Meßstrom vorgegebener Größe so zuführt, daß sich aufgrund dieses Meßstroms eine einsetzende Funktionsbereitschaft der /«-Sonde sofort erkennen läßt, andererseits aber gleichzeitig mit diesem Erkennen der Meßstrom abgeschaltet wird, so daß die κ-Sonde zu Regelzwecken verfälschungsfrei eingesetzt werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft ist die auch im betriebsbereiten Sondenzustand weiter durchgeführte Überwachung, die dann aber nicht in der Zuführung eines Meßstroms vorgegebener Größe besteht, sondern die Beaufschlagung der>i-Sonde mit kurzen Prüfstromimpulsen umfaßi, die bei der jeweiligen Regelung, für weiche die /i-Sonde als istwertgeber eingesetzt ist, wegen ihrer Kürze ohne jeden Einfluß bleiben, die aber eine beginnende Betriebsunfähigkeit der /i-Sonde sicher erfassen und die Rückschaltung in den gesteuerten Betrieb mit gleichzeitiger erneuter Zuführung des Meßstroms veranfassen.

Vorteilhaft ist ferner die Anordnung der /i-Sonde in einer Brückenschaltung, und zwar in Reihe mit einem Umschaltelement (Umschalttransistur* ier der /i-Sonde und ihrem Innenwiderstand den Meßstrom zuführt, seinerseits aber in seinem Schaitverhalten gesteuert ist von das Brückengleichgewicht erfassenden Detektoren, vorzugsweise in der Ausbildung eines aus Transistoren aufgebauten Differenzverstärkers. Die das Sondensignai zu Regelzwecken dann auswertende weitere Schaltung ist parallel zu der die /i-Sonde enthaltenden Brücke mit dem Ausgang der/i-Sonde verbunden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert Es zeigt

Fig.! anhand eines Diagramms den Kurvenveriauf der Sondenspannung U_s über der Luftzahl λ einmal als reine Sondenspannung (Kurvenveriauf I) und zum anderen (Kurvenverlauf H) beeinflußt durch eine aufgrund eines zugeführten Meßstroms sich ergebende und mit {'em Innenwiderstand der /i-Sonde schwankende Zusatzspannung:

Fiig.2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Überwachung der Betnebsbereitschaft der /i-Sonde und Auswertung der von der /i-Sonde abgegebenen Spannung, und

F i g. 3 die Schaltung der F i g. 2 in einer Ausgestaltung, die auch die taktmäßige Zuführung der Prüfstromimpulse während des geregelten Betriebs zur /i-Sonde umfaßt

Zunächst wird anhand der Darstellung der F i g. 1 auf die Problematik eingegangen werden, die sich bei Verwendung der Sauerstoff- oder /i-Sonde vor und während ihres Betriebes ergibt. Die F i g. 1 zeigt die Abhängigkeit der Sondenspannung über der Luftzah! λ, wobei der Kurvenveriauf I die 'eine Sondenspannung Us angibt die sich grundsätzlich nach ausreichender Erwärmung der /i-Sor.de bei vorliegender Betriebsbeieitschaft einstellt und lediglich von der Luftzah¹ λ (aufgetragen auf der Abszisse) abhängig ist. abgesehen von Alterungserscheinungen, auf die in diesem Zusammenhang nicht eingegangen wird und denen beispielsweise

g ggg p

dadurch begegnei 'xsrasn ksnn, daß man den Schvvsüwert auf einen Punkt der Sondenspannung&kennlinie legt, der nicht oder nur wenig von Aiterungserscheinungen beeinflußt ist.

Der Kurvenver'auf II der F i g. 1 zeigt nunmehr die von einer solchen /J-Sonde abgegebene Spannung, wenn in die -!-Sonde sin zusätzlicher Meßstrom fließt die sich

also zusammensetzt aus der reinen Sondenspannung Us nach Kurve I und einem Spannungsanteil, der sich aus dem Produkt des (veränderlichen) Innenwiderstandes Ri der yi-Sonde ergibt und eines der /i-Sonde gegebenenfalls von einer äußeren Schaltung zugeführten Meß-Stroms /p. Wie der Doppelpfeil A in Fig. 1 angibt, schwankt diese Zusatzspannung, so daß sich auch — bei konstanter Schwellwertspannung U„ die der Sondenspannung in einer auswertenden Schaltung entgegengeschaltet ist — die Luftzahl A, bei der jeweils Umschaltung örfolgt, als nicht konstant, sondern mit einem Fehler δ behaftet ergibt. Infolgedessen kann wegen einer solchen, von dem Innenwiderstand R₁ der A-Sonde und damit den Lastzuständen des Motors abhängigen Verschiebung der Sondenkennlinie eine nachgeschaltete. das Sondensignal auswertende Regelschaltung nur ungenau arbeiten.

Unter Bezugnahme auf F ι g. 2 wird zunächst auf den nicht gestrichelt umrahmten Schaltungsteil zur Erläuterung der Wirkungsweise der A- oder Sauerstoffsonde und einer zugeordneten und deren Ausgangssignal auswertenden Regelschaltung genauer eingegangen. In F i g. 2 ist die /?-Sonde mit dem Bezugszeichen 2 versehen. Ihr Innenwiderstand R₁ ist gesondert herausgezeichnet und trägt das Bezugszeichen 3. Ausgangsklemmen 4 und 4' der A-Sonde 2 sind über einen Widerstand R 8 mit der Basis eines nachgeschalteten Transistors Γ4 verbunden, der zusammen mit einem zugeordneten weiteren Transistor 75 und einem Operationsverstärker 7 einen Schwellwertschalter bildet. Beide Transistoren T4 und 75 arbeiten als sog. Emitterfolger, wobei dem weiteren Transistor 75 eine konstante Basisvorspannung über Widerstände R 20. R 21 und eine Zenerdiode DZ sowie zwei einstellbare Widerstände R 22 und R 23 für Grob- und Feineinstellung zugeführt ist. Über Widerstände R 24 und R25 werden die Ausgangssignale der Emitterfolger 74. 75 dem nachgeschalteten Operationsverstärker 7 zugeführt. Je nachdem, ob die am Eingang (Basis von Transistor 4) des so gebildeten Schwellwertschalters anliegende Sondenspannung Us größer ao oder kleiner als die der Basis des weiteren Transistors 75 zugeführte Sollwertspannung ist, liegt der Ausgang 8 des Schwellwertschalters entweder im wesentlichen auf positivem oder auf negativem Potential und bietet so im Sinne einer Zweipunktregelung ein Ausgangssignal. welches für die verschiedenste Schaltungsaufgaben und Regelungszwecke verwendet werden kann. Eine Auswertung des Ausgangssignals des Operationsverstärkers 7 kann über nachgeschaltete weitere Transistoren 7*6 und Tl erfolgen, auf die im folgenden nicht weiter eingegangen zu werden braucht.

Gemäß einer -esentlichen Merkmalskombination vorliegender Erfindung ist dem Eingangsbereich des Schwellwertschalters aus den Transistoren Γ4 und T5 ein mit 1 bezeichneter weiterer Schaltungsblock zügeordne «, im wesentlichen parallel geschaltet.

Im einfachsten Falle, der in F i g. 2 nicht dargestellt ist, besteht dieser zusätzliche Schaltungsblock aus einer Brückenschaltung. deren einer Zweig von der A-Sonae 2 und ihrem Innenwiderstand 3 gebildet ist. der mit einem eo weiteren Zweig, bestehend aus der Koilektoremitterstrecke des Transistors T3 und dem Widerstand R 6 in Reihe geschaltet ist Der zu diesem Brückenzweig parallele Brückenzweig besteht dann ebenfalls im einfachsten Fall lediglich noch aus den Widerständen R 3 und R 1: bei dieser Brückenbeschreibung sind einige Schaltungsteilelemente zunächst weggelassen worden, um das einfachste Ausfühningsbeispiel erläutern zu können. In der Brückendiagonaien befindet sich die Emitter-Basisstrecke eines Transistors 7"2, der in diesem vereinfachten Ausführungsbeispiel dann so geschaltet ist, daß sein Emitter mit dem Verbindungspunkt des Widerstandes R 3 mit dem Widerstand R1 und seine Basis mit dem Verbindungspunkt des Innenwiderstandes 3 mit dem Widerstand RB verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 7*2 liegt über einen Widerstand R 5 gesondert an einem spannungsführenden Pol (stabilisierte Plusleitung 10) und ist mit der Basis des Transistors 7*3 in einem der Brückenzweige verbunden. Eine solche Schaltung ist in dei' Läge, die weiter unten noch genauer erläuterte Funktion der Abschaltung des Meßstroms Ip zu erfüllen; genauer erläutert werden soll dieser Schaltungsteil jedoch anhand der detaillierteren Darstellung der F i g. 2. so daß sich ein besseres Verständnis ergibt Wie F'ig.2 zeigt ist einer der Brückenzweige noch durch einen weiteren Widerstand R 2 in Reihe mit ff 1 und R 3 vervollständigt, wobei parallel zum Widerstand R1 noch ein Kondensat« · C1 liegt Der andere Brükkenzweig (parallel zu diesem ersten aus Rt, R 2 und R 3) besteht aus der /2-Sonde 2 in Reihe mit ihrem Innenwiders· 3 und in Reihe mit dem schon erwähnten Widerstand RS. der zum Schutz des Transistors 7"4 dient und wobei parallel hierzu ein Kondensator C3 geschaltet ist Der Verbindungspunkt des Widerstandes RZ mit dem Kondensator C3 ist weiter verbunden mit einem Widerstand R 7, der zur Vervollständigung dieses B/uckenz^eiges in Reihe mit dem Widerstand R 6 und der Kollefctoremitterstrecke des schon erwähnten Transistors TZ liegt Das aotasienae System in der Brückendiagonale besteht hier aus einem aus den Transistoren Ti und Γ2 gebildeten Differenzverstärker, dabei sind die Emitter der Transistoren Ti und T2 zusammengeführt und liegen über einen weiteren Widerstand R 4 an dem anderen spannungsführenden Pol. nämlich der Minusleitung II. Der Kollektor des Transistors Ti liegt direkt an Plusleitung 10; die Basisanschlüsse der Transistoren 71 und 72 sind über einen weiteren Kondensator C 2 miteinander verbunden.

Bei einer solchen Schaltung bildet der Kondensator Ci mit dem Widerstand R 8 einen Tiefpaß, der hochfrequente Störungen, die auf der Sondenzuleitung eingekoppelt werden könnten, von dem Schwellwertschalter der Transistoren 74 und 75 fernhält Der Kondensator C1 dieni zur Symmetrierung der Brückenschaltung mit Bezug auf eingekoppelte störende Wechselspannungen.

Der Kondensator C 2 hat die Aufgabe, den Differenzverstärker für Störspannungen unempfindlich zu machen; er sorgt im Betrieb darüber hinaus dafür, daß nach dem Einschalten der Versorgungsspannung sowohl der Transistor 71 als auch der Transistor 72 zunäenst leitend sind (ihre Basen liegen kurzzeitig auf gleichem PotentiaL da der Kondensator C2 für die Schaltspannung zunächst einen Kurzschluß bildet).

Die Wirkungsweise der Schaltung ist dann so, daß wegen des leitenden Transistors 72 zunächst auch der Transistor 73 leitend wird und beide Brückenzweige somit strorndurehfiössen sind.

Es hängt nun von dem Innenwiderstand 3 der A-Sonde 2 ab, ob der Transistor 71 oder der Transistor 72 leitend bleibt Ist die A-Sonde 2 in noch nicht betriebsbereitem Zustand, d. h. kalt und daher ausgeprägt hochohmig. dann ergibt sich am Basisanschluß von 72 wegen des leitend geschalteten Transistors 73 ein so hoher positiver Spannungsabfall, daß der Transistor 72 (und damit auch der Transistor 73) leitend bleibt Eine entsprechende Abstimmung des Spannungsteilerverhält-

nisscs der Widerstände Ri, K 2 und R 3 sorgt dafür, daß der Transistor 71 in diesem Zustand gesperrt ist. Da der Transistor 73 leitend ist, fließt über seine Kollektoremitterstrecke und die Widerstände R6.R7 und R 8 ein Meßstrom Ip durch die /?-Sonde 2, der an dem extrem hochohmigen Innenwiderstand 3 der /ί-Sondc 2 einen solchen Spannungsabfall erzeugt daß der Schaltpunkt des nachgeschalteten SchwellwertschaJfers T4, 75 überschritten ist, so daß beispielsweise ein Sekundärluftventil eingeschaltet bleibt oder, da der Ausgang des Operationsverstärkers 7 ständig auf einem gegebenen Potential verbleibt, eine das Gemisch erzeugende Regelschaltung der Kraftstoffeinspritzanlage im Zustand der Steuerung verbleibt und eine mittlere Anpassung einnimmt Auf jeden Fall erkennt eine dem Operationsverstärker 7 nachgeschaltete Schaltung, beispielsweise wegen des konstanten Ausgangspotentials dieses Operationsverstärkers 7 oder wegen des fließenden Meßstroms Ip. daß die A-Sonde 2 (noch) nicht betriebsbereit ist. und trifft die notwendigen Vorkehrungen, einen ordnungsgemäßen Betrieb auch ohne Informationen von der /i-Sonde 2 aufrechtzuerhalten.

Die /i-Sonde 2 erwärmt sich allmählich durch die heißen Abgase des Motors und ihr Innenwiderstand 3 sinkt, so daß auch das Basispotential am Transistor T 2 abnimmt Ab einem bestimmten unteren Widerstandswert des Innenwiderstands 3, der von der gegebenen Dimensionierung der anderen Brückenwiderstände abhängt wird dann das Basispotential des Transistors 72 negati ver als das des Transistors Ti, so daß nunmehr der Transistor Γ2 und damit notwendigerweise auch der Trasistor T3 sperrt und damit gleichzeitig auch der in diesem Brückenzweig fließende Strom unterbrochen wird. Damit wird aber auch der in die >£-Sonde 2 fließende Meßstrom Ip unterbrochen und das ganze System der der /ί-Sonde 2 nachgeschalteten Regelung kann normal arbeiten, wobei durch die A-Sonde 2 nur noch der sehr kleine Eingangsstrom des Schwellwertschakers entsprechend dem Basisstrom des Transistors 74 fließt

Da es bei einem solchen System erforderlich ist auch extreme Betriebsbedingungen einzubeziehen. die zu einer zwischenzeitlichen Erkaltung der /Z-Sonde 2 und daher zu einer fehlenden Betriebsbereitschaft führen könnten — beispielsweise kann aber auch die Sondenzuleitung unterbrochen sein oder dergL —, ist es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung vorliegender Erfindung, wie in Fig.3 dargestellt wünschenswert durch eine geeignete Abfrage die ständige Betriebsbereitschaft der yi-Sonde 2 zu erfassen, um irreguläre Schaltungszustände einer nachgeschalteten Regelung, die sich auf die Betriebsbereitschaft der /Z-Sonde 2 verläßt auszuschließen. Die Darstellung der Fig.3 zeigt im oberen Teil wieder die der /2-Sonde 2 nachgeschaltete Regelschaltung, bestehend aus dem Schwellwertschalter der Transistoren 74, TS und dem Operationsverstärker 7 und bei diesem Ausführungsbeispiel einem weiteren nachgeschalteten Operationsverstärker i5, der als Integrator arbeitet und an seinem Ausgang 16 ein Signa! liefert weiches beiäpie'sweioe als S:e!!signa! ausgewertet und anderen Teilen der Kraftstoffeinspritzanlage, auf die im Rahmen vorliegender Erfindung nicht weiter eingegangen zu werden braucht zugeführt vnrd, um modifizierend auf die Dauer der von der Kraftstoffeinspritzanlage erzeugten Einspritzimpulse einzuwirken. Auf den Aufbau der Regelschaltung im oberen Teil der Fig.3 braucht daher nicht weiter eingegangen zu werden; im unteren Teil wiederholt sich zunächst der in F i g. 2 als Block 1 schon gezeigte Brückenschaltungsteil, allerdings hier in vereinfachter Darstellung, da auf Schaltungseinzelheiten nicht eingegangen zu werden werden braucht. Ergänzt wird die Brückenschaltung 1 der F i g. 2 bzw. der F i g. 3 durch einen Transistor 7"8, s der zusammen mit zugeordneten Schalungselementen eine monostabil Stufe, nämlich einen sogenannten Sparmono bildet und von einem beliebigen, in der Kraftstoffeinspritzanlage vorhandenen Takt, beispielsweise von den Einspritzimpulsen Selbst, angesteuert werden kann. Hierzu ist der Emitter des Transistors TU unmittelbar mit Minusleitung Ii und sein Kollektor über einen Widerstand R10 mit Plusleitung 10 (bevorzugt stabilisierte Plusleitung) verbunden: im Basiskreis des Transistors 78 liegt die Reihenschaltung eines Widerstandes All,einer für positive Spannungen in Flußrichtung gepolten Diode Di und eines Widerstandes R 12 gegen Masse oder Minusleitung 11: am Verbindungspunkt des Widerstandes R 11 mit der Diode D 3 wird über einen Kondensator C 4 die beliebige Taktimpulsfolge zur Ansteuerung der monostabilen Stufe zugeführt

Der Transistor 78 ist normalerweise leitend, so daß eine mit seinem Kollektor verbundene Diode D 2, deren Kathode an den Verbindungspunkt des Widerstandes R 6 und einer zwischen Kollektor des Transistors 73 und des Widerstandes R 6 geschalteten Dioden D1 angeschlossen ist gesperrt bleibt Dadurch bleibt der von dem Transistor 78 gebildete Sparmono für den Rest der Schaltung wirkungslos; erfolgt jedoch eine Ansteuerung über den Kondensator C 4. der die ansteuernden Impulse gleichzeitig differenziert dann sperrt ein negativer Impuls die Diode D 3 so lange, bis die negative Ladung über den Widerstand R 11 abgebaut ist Für diesen Zeitraum, der im Vergleich zur Periodendauer der durch die Sondenspannung Us verursachten Regelschwingung sehr kurz ist wird der Transistor 78 periodisch gesperrt so daß gleichzeitig über den Widerstand R10. die Diode D 2 und den Widerstand R 6 kurzzeitig der eingeprägte Meßstrom Ip in die /{-Sonde 2 fließt Der Sparmono kippt nach sehr kurzer Zeit wieder in seinen Normalzustand zurück: war jedoch die/i-Sonde2 während der Sperrzeit des Transistors 78 zu hochohmig. d. h. zu kalt oder war ihre Zuleitung unterbrochen, dann steigt das Potential an der Basis des Transistors 72 über das durch die Widerstände R1 und R 3 vorgegebene Potential an der Basis des Transistors 71 an. so daß nunmehr wieder die Transistoren 72 and 73 leitend werden und den Stromfluß durch die κ-Sonde 2 auch dann aufrechterhalten, wenn nach der Standzeit

so der monostabilen Stufe der Transistor 78 wieder leitend wird.

Dadurch gelingt es, in periodischen Zeitabständen kurzzeitig den Sondenzustand abzutasten und bei zu hochohmiger /i-Sonde 2 die Regelung ganz auszuschalten, da bei Fließen des derx-Sonde 2 zugeführten Meßstromes Ip der der >i-Sonde 2 zugeordnete Schwellwertschalter 74, 75 wieder einseitig an seinen einen Anschlag geht und beispielsweise der Operationsverstärker 7 auf einen* gegebenes Ausgangspotential hängenbleibt Dieses Konstantpotential am Ausgang des Operationsverstärkers 7 kann von einer nachgeschalteten Regelschaltung erfaßt werden, die daraufhin auf Steuerung und auf mittlere Anpassung umschaltet: andererseits ist es aber auch möglich, in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung über eine vom Kollektor des leitenden Transistors 73 aus zur Basis eines nachgeschalteten Transistors 79 führende Leitung diesen Transistor 79 leitend zu schalten — im Basiskreis des

Transistors 79 sind die Widerstände R 13, R14 angeordnet —, so daß bei leitendem Transistor 79 über mit seinem Kollektor verbundenen Dioden D 4 und D 5 die Ausgänge der Operationsverstärker 7 und 15 auf Minuspotential gezogen werden. Damit dies möglich ist, müssen die Operationsverstärker 7 und 15 in entsprechender Weise ausgelegt sein. Auch dadurch bringt man die der A-Sonde 2 nachgeschaltete Regelschaltung in einen definierten Schaltzustand und reagiert präzise auf sich ändernde Betriebszustände der /ί-Sonde 2.

Wie schon erwähnt, halten sich die Transistoren 73 und 72 gegenseitig so lange leitend, bis der Innenwiderstand 3 der /ί-Sonde 2 so niedrig geworden ist. daß die Basis des Transistors 72 negativer als des Transistors

71 wird. Dann kann der Transistor T2 auch bei gesperrten! Transistor 78 der monostabilen Stufe nicht mehr über den Widerstand R 10 leitend gemacht werden.

Die Diode D1 zwischen dem Kollektor des Transistors 73 und dem Widerstand R 6 ist eingefügt, damit verhindert wird, daß während des periodischen Sperrens des Transistors 78 der nachgeschaltete Transistor 79 jeweils leitend wird, ohne daß hierfür ein tatsächlicher Grund vorliegt, d. h. ohne daß der Innenwiderstand 3 der /i-Sonde 2 ausreichend hoch ist.

Durch ein solches periodisches Takten des der κ-Sonde 2 zugeführten Meßstroms Ip wird während des Betriebs der Gesamtanlage laufend nachgeprüft, ob die /2-Sonde 2 zu hochohmig geworden ist: trifft dies zu. dann wird die Regelung abgeschaltet und der der /Z-Sonde 2 z'igeführte Meßstrom Sp wird solange aufrechterhalten, bis die λ-Sonde 2 selbst das Signal für eine erneute Umschaltung auf Regelung gibt.

Während dieser Prüfimpulse wird der Schwellwertschalter aus den Transistoren 74 und 75 wiederholt in eine Lage gebracht, die einer Sondenspannung oberhalb des Schwellwerts entspricht. Daher müssen die Prufimpulse wesentlich kürzer als ihre Periodendauer sein, da sonst die Regelung gestört wird: dies erreicht man durch eine entsprechende Auslegung der den Differenzverstärker der Transistoren 71. 72 ansteuernden monostabilen Stufe.

Damn sichergestellt ist. daß die den Sondenzustand abtastende und für das Ein- bzw. Ausschalten der Regelung verantwortliche Schaltung auch in der Lage ist. bei Anlegen der Versorgungsspannung den jeweiligen Sondenzustand sicher zu erfassen, kann durch entsprechendes Auslegen der Brückenschaltung mit dem ihr zugeordneten Differenzverstärker dafür gesorgt werden, daß zunächst — zumindest soweit es der Zustand der /t-Sonde 2 gestattet — die Transistorkombination 71. 73 in den leitenden Zustand gelangt Dies kann entweder durch entsprechende Dimensionierung der Brükkenwiderstände geschehen: bevorzugt kann aber auch so vorgegangen werden, daß die Basis des Transistors

72 beim Anlegen der Versorgungsspannung einen Einschaliimpuls geeigneten Vorzeichens zugeführt erhält, indem man beispielsweise die Basis dieses Transistors 72 über einen Kondensator CS ΐίϊίϊ der positiven Versorgungsspannung verbinden. In Fig.3 ist diese Mög- !ichkeil alternativ dargestellt: der Kondensator C6 verbindet die Plusleitung 10 mit dem Verbindungspunkt des Widerstandes R 6 und der Diode D1 und koppelt auf diese Weise im Moment des Einschaltens. in welchem er praktisch für die Pfusspannung einen Kurz-Schluß darstellt, einen ausreichend großen positiven Strom auf die Basis des Transistors 72. so daß dieser zunächst leitend wird und von dem durch den Transistor 73 fließenden Strom dann leitend gehalten werden kann, wenn der Zustand der /ί-Sonde 2 (ausreichend hochohmig) die:, zuläßt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Oberwachen einer unter der Führung einer im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine als Istwert-Geber angeordneten A-Sonae arbeitenden Regelung zur Vorgabe von brennkraftmaschinenspezifisehen Stellgrößen (Dauer von Kraftstoffeinspritzimpulsen; abgasseitige Sekundärluftzufuhr). dadurch gekennzeichnet, daß der /i-Sonde (2) gesondert ein Meßstrom (Ip) vorgegebener Größe zugeführt und bei Erreichen eines unteren vorgegebenen Spannungsschwellwertes der Sondenspannung die Regelung eingeschaltet und der Meßstrom (Ip) zur Vermeidung von Verfälschungen im geregelten Betrieb abgeschaltet wird, und daß bei Überschreiten des Spannungsschwellwerts eine Rückschaltung in den nicht geregelten Betrieb vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß der /2-Sonde (2) während des geregelten Betriebs f j !laufend kurze Prüfstromimpuise
Bewirkung der Rückschaltung bei zu hohem So.
deninnenwiderstand zugeführt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß eine den Meßstrom (Ip) vorgegebener Größe erzeugende und der /-Sonde (2) zuführende Schaltung (T3, R6. R 7. RS) vorgesehen ist, mit einem Schaltungsteil (Ti. 72) zum Vergleich der Sondenspannung mit dem vorgebbaren Spannungsschwellwert und mit einem weiteren Schaltungsteil (TT) zur Abschaltung des Meöstroms (Ip) und damit gleichzeitig verbundener Umschaltung in den geregelten Betrieb.

4. Vorrichtung nach Anspruch X dadurch gekennzeichnet, daß über einen vor, c .nem systemeigenen Taktimpuls angesteuerten zusatz! chen Schaltungsteil (R 10. Γ8. C 4) der A-Sonde (2) im geregelten Betrieb fortlaufend kurze Stromimpulse zuführbar sind, und daß der zusätzliche Schaltungsteil (R 10. T8. C 4) mit der den Meßstrom (ip) erzeugenden Schaltung (I 3. R 6. R 7. R 8) so verbunden ist. daß diese bei nichtbetriebsbereiter /i-Sonde (2) in ihren einem nichtgeregelten Betrieb entsprechenden Schaltzustand unter gleichzeitiger Erzeugung des Mcßsi ro~s (Ip) zurückki ρ ρ ι.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß d?r zusätzliche Schaltungsteil (R 10. 7"8. C4) ein Monoflop ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (TX Λ6. RT. RS) Teil einer Brückenschaltung (R 1. R2, Rl. TZ. R6. R7. RS. i, 2) ist mit einem Transistor (T2) als weiteren Schaltungsteil in der Brückendiagonalen, wobei die /•Sonde (2) mit ihrem innenwiderstand (3) in einem der Brückenzweige (T 3. R6.R7.RS. 3,2) angeord-Schalttransistors (TS) in dem einen Brückenzweig mit dem Kollektor des Transistors (T2) verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingänge der beiden Transistoren (Ti und T2) über einen Kondensator (C2) miteinander verbunden sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8. dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer, den Obergang in den geregelten Betrieb bestimmender Schwellwertschalter (T4, 7"5, 7) der A-Son^ (2) nachgeschaltet ist

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung (R 1, R 2. R3;T3,R6,R7,RS,3,2)so ausgebildet ist. daß bei Anlegen der Versorgungsspannung der den Meßstrom (Ip) zur /2-Sonde (2) führende Brückenzweig (T3, R 6, R 7, R S, 3,2) leitend ist.