DE3506615A1 - Regeleinrichtung fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents
Regeleinrichtung fuer eine brennkraftmaschineInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbesserung der Abtast- bzw. Erkennungsvorrichtung zum
Erkennen der in einen Motor angesaugten Luftmenge. Diese wird verwendet als eine der Vorrichtungen zum Erkennen
des Betriebszustandes eines Motors, um ein genaueres Meßsignal der Luftstromrate und dabei eine bessere Regelung
der Arbeitsweise des Motors zu erhalten.
Wenn ein Motor elektronisch gesteuert bzw. geregelt wird, ist es notwendig, seinen Betriebszustand immer zu
überwachen.· Als Überwachungseinrichtung des Betriebszustandes werden vorgeschlagen eine Drehzahl-Abtastvorrichtung
eine Motortemperatur-Erkennungsvorrichtung, eine Abgastemperatur-Erkennungsvorrichtung, und eine Drossel-
• 'Büro Frankfun/Frankfun Office-
Adenauerallee 16 Tel f>6l7i/3OO-i
D-637O Oberursel Telex- 52654-7 pawa d
■ Hiiro Miirif hcn/Munn h Ollic c
O-HOüO Ri-isin«
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1 offnung-Erkennunqsvorrichtunq eines Motores, und als
eine direkte Bezugsquelle zu dem Arbeitszustand eine Meßvorrichtung des Ansaugluftstromes in den Motor.
Als Meßvorrichtung des Ansaugluftstromes (zur Verwendung
als Betriebszustands-Erkennungsvorrichtung dieses Motors)
wird beispielsweise ein beheizter Luftstromsensor verwendet. Dieser Sensor ist in dem Luftansaugrohr angeordnet,
welches dem Motor Verbrennungsluft liefert, weist eine geregelte Heizvorrichtung zum Heizen auf und
ist derart ausgebildet, die Temperaturänderungen der Heizvorrichtung zu erkennen und zu messen.
Die Heizvorrichtung ist so angeordnet, daß sie dem Luftstrom in dem Luftansaugrohr ausgesetzt ist, und ihr
Wärmeverlust ändert sich in Abhängigkeit von dem Luftstrom. Demzufolge entspricht die Temperatur der Heizvorrichtung
der Luftstromgeschwindigkeit in dem Ansaugrohr,
und der Luftstrom in dem Ansaugrohr kann durch die Überwachung der Temperaturänderung der Heizvorrichtung
festgestellt werden.
Genauer gesagt weist die Heizvorrichtung einen Temperaturfühler auf, dessen Widerstandswert sich abhängig von
der Temperatur ändert, wobei der Temperaturfühler zur Regelung des Heizstromes, welcher auf analoge Weise mit
einer konstanten Temperatur geregelt wird, ausgebildet ist. Da ein Wärmeverlust, der dem Luftstrom in dem Ansaugrohr
entspricht, von dem Temperaturfühler festgesetzt wird, steigt in diesem Fall die Menge des elektrischen
Stromes, der für die Heizung verwendet wird (elektrischer Heizstrom),. um die Temperatur des Temperaturfühlers, wenn
der Luftstrom ansteigt, konstant zu halten. Genauer gesagt wird die Temperatur des Temperaturfühlers von dem
Widerstandswert des Temperaturfühlers angezeigt, wobei die Menge des elektrischen Heizstromes zu dem
Temperaturfühler so geregelt wird, daß die Temperatur auf
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einem bestimmten Wert gehalten wirrt, und die Menge der
in dem Ansaugrohr strömenden Luft wird aus dem elektrischen Heizstrom berechnet.
Jedoch ist in einer solchen Luftstrommeßvorrichtung der
Temperaturführler, der in einen zu messenden Luftstrom
gesetzt ist, derart ausgebildet, daß er einen elektrischen in analoger Weise geregelten Strom in einem konstanten
Temperaturstatus steuert. Wenn beispielsweise der Luftstrom hundertmal geändert wird, ändert sich der
elektrische Heizstromwert zu dem Temperaturfühler ungefähr
doppelt so oft. Deshalb ist es notwendig, eine Offsetprozesseinrichtung in einen Meßausgangssignalverstärkerkreis
zu setzen, um die Meßvorrichtung zur Regelung des Motores verwenden zu können, wobei dessen Regelkreis
dann kompliziert wird.
Weiterhin ist es notwendig, wenn ein Motor von einem Mikrocomputer geregelt wird, ein analoges Signal, welches
einem Heizstromwert von dem Sensor entspricht, in einen digitalen Wert umzuwandeln und ihn einem Motorregelkreis
zu übergeben. Demzufolge muß, wenn die Meßvorrichtung für die Erzielung des Meßausgangssignals eines
solchen Analogstatus verwendet wird, eine höchstgenaue A/D-Umwandlung vorgenommen werden und eine äußerst genaue
Referenzspannungsquelle für den A/D-Wandler ist notwendig.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer
Luftansaugstrecke, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs zu schaffen, welche den Ansaugluftstrom zur Brennkraftmaschine
mißt, wenn diese in Betrieb ist, welche den Luftstrom genau mißt, einfachen Aufbau aufweist, im
Luftansaugrohr angeordnet ist, um die Brennkraftmaschine wirdksam steuern zu können, beispielsweise durch Regelung
der Kraftstoffeinspritzeinrichtung.
Die vorliegende Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs I gelöst.
Gemäß eines Merkmals der vorliegenden Erfindung ist eine Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer
Luftansaugstrecke vorgesehen, welche ein dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine bzw. des Motors entsprechendes
Signal und daraus ein der Geschwindigkeit des Motors entsprechendes Regelimpuissignal erzeugt, und den
Anstieg eines elektrischen Heizstromes steuert, welcher einen in dem Ansaugrohr angeordneten Temperaturfühler in
Antwort auf das Steuerimpulssignal speist. Der Temperaturfühler
wird kontinuierlich so lange von dem elektrischen Heizstrom gespeist, bis die Temperatur des Fühlers
eine gewisse Temperatur erreicht, bei der die vorbestimmte Differenz zwischen seiner Temperatur und der
Temperatur der Luft in dem Ansaugrohr erreicht ist, wobei bei Erreichen der Differenz der elektrische Heizstrom
unterbrochen wird.
Demzufolge bestimmt die Zeitdauer, in der der elektrische Heizstrom den Temperaturfühler speist, den Wärmeverlust
des Temperaturfühlers, und diese Zeitdauer bestimmt den Ansaugluftstrom in dem Luftansaugrohr. In dem
Fall, in dem die Zeitdauer des elektrischen Heizstromes als Meß-Ausgangssignal verwendet wird, welches in digitaler
Weise zur Zählung mittels eines Zählers dargestellt ist, wird dieses Meß-Ausgangssignal direkt zu einer aus
einem Mikrocomputer augebauten Motorregelungseinheit befördert, ohne die Verwendung einer Einrichtung zur
A/D-Umwandlung, wobei die Motorregelungseinheit zur Regelung des Motors mit einem höchstgenauen Meßsignal verwendet
werden kann.
Insbesondere wird das von der oben beschriebenen Einrich-
tung erhaltene Meß-Ausgangssignal in Bezug auf die
Geschwindigkeit des Motors erzeugt, sowie als Antwort
auf den Brennstofff-Einspritzzeitpunkt und der Menge des eingespritzen Kraftstoffs, so daß die Arbeitsweise des
Motors wirksam geregelt werden kann.
So ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung
dadurch gegeben, daß diese Regeleinrichtung den Meßvorgang des Luftansaugstromes derart durchführen kann, daß
er der Motordrehzahl angepaßt ist und, beispielsweise die Brennstoffmenge zu berechnen und anzugeben, die notwendig
ist den Motor zu betreiben und die Regelung des Motors in Anpaßung an dessen Drehzahl durchführen kann.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist dadurch gegeben, daß die Regeleinrichtung wirksam einen
Temperaturfühler mit einem elektrischen Referenz-Heizstrom speisen kann, womit ein höchstgenaues Luftansaug-Meßsignal
erreicht wird, und dadurch wesentlich die Genauigkeit der Regelung des Motors verbessert und Störsignalanteile
wesentlich unterdrückt werden, um eine höchstgenaue Ansaugluftstrommessung durchzuführen zu
können.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung zum Inhalt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von
Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht zur Beschreibung des Aufbaus einer Regeleinrichtung für einen Motor mit einer
Luftansaugstrecke gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung,-
*■ Fig. 2 Ansichten von Ausführungsbeispielen von
und 3 Temperaturfühlern, welche zur Anordnung in der
Ansaugluftstrom-Meßvorrichtung der obigen
Ausführungsform verwendbar sind;
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Fig. 4 ein Schaltbild zur Beschreibung der Meßeinrichtung;
Fig. 5A Diagramme zur Beschreibung der Arbeitszustände bis 5D der Meßeinrichtung;
Fig. 6 grafische Darstellungen der Beziehung zwischen und 7 der Anzahl der Umdrehungen des Motors und der
Luftmenge bzw. der Pulsbreite eines Meßausgangssignals und der Luftmenge;
Fig. 8 zweite bzw. dritte Ausführungsbeispiele der und 9 Meßeinrichtung;
Fig. 10 eine vierte Ausführungsform der Meßeinrichtung,
zur Erläuterung einer ersten Pulssignalerzeugungs-einrichtung zur Erzeugung eines ersten
Pulssignals;
Fig. Il Flußdiagramme zur Beschreibung der
und 12 Arbeitszustände der Pulssignalerzeugungseinrichtung;
Fig. 13 ein Schaltbild einer fünften Ausführungsform
der Meßeinrichtung;
Fig. 14 ein Schaltbild, einer Ausführungsform eines in
der Meßeinrichtung verwendeten Konstantstrom-Schaltkreises;
Fig. 15 ein Schaltbild einer sechsten Ausführungsform
der Meßeinrichtung;
Pig. 16 eine Ansicht eines Opencollector-Pufferschaltkreises,
wie er in der Meßeinrichtung verwendet wird?
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Fig. 17A Signal-Wellenform-Darstellungen zur bis 17C Beschreibung der Arbeitsweise der oben
beschriebenen Ausführungsbeispiele;
Fig. IB Ausführungsformen eines Tristate-Puffer-
und 19 schalfkreises;
Fig. 2OA Wellenform-Darstellungen, welche das
bis 2OD Vibrationsrauschen in einem von der Meßvorrichtung erzeugten Signal darstellen;
Fig. 21A Wellenform-Darstellungen der Zustände des und 21B Vibrationsrauschens;
Fig. 22 ein Schaltbild zur Beschreibung einer siebten Ausführungsform zur Unterdrückung des
Rauschens;
Fig. 23A Signal-Wellenform zur Beschreibung der und 23B Arbeitsweise der obigen Ausführungsbeispiele,·
und
Fig. 24 ein Schaltbild zur Beschreibung von anderen
Methoden zur Rauschunterdrückung. 30
Fig. 1 zeigt eine Regeleinrichtung einer Brennkraftmaschine in Form eines Motors 11 zur elektronischen Regelung
der eingespritzen Kraftstoffmenge in Übereinstimmung mit dem Arbeitszustand des Motors.
Luft wird durch ein Luftansaugrohr 13 von einem
Luftfilter 12 zu dem Motor Il angesaugt. Die Menge der
Luft wird durch eine Drosselklappe 15 gesteuert, welche von einem Gaspedal 14 betätigt und gesteuert wird. Ein
Temperaturfühler bzw. ein temperaturempfindliches Element
17, welches Teil einer beheizten Lufttemperaturmeßeinrichtung 16 ist, ist in dem Luftansaugrohr 13 angeordent.
Das Element 17 ist aus einer Wärmeerzeugungsvorrichtung gebildet, die ihrerseits aus einem Platindraht gebildet
ist, welcher eine Temperaturcharakteristik aufweist, die zur Erzeugung von Wärme mittels eines elektrischen Stromes
gesteuert wird und dessen Widerstandswert sich in Übereinstimmung mit der Temperatur ändert. Ein Meß-Ausgangssignal
von der Lufttemperaturmeßeinrichtung 16 wird einer Motorregelungseinheit 18 zugeführt, welche einen
Mikrocomputer enthält. Der elektrische Heizstrom des Elements 17 wird von einem Befehl aus der Regeleinheit
geregelt.
Die Regeleinheit 18 wird zusätzlich mit einem Ausgangssignal eines Drehzahlmessers 19 gespeist zur Überwachung
der Drehzahl des Motors 11, und, nicht in Fig. 1 gezeigt, mit einem Kühlmitteltemperatur-Signal, einem Abgastemperatur-Signal,
einem Signal des Luft-Brennstoffverhältnisses des Motors Il als weitere Arbeitszustands-Signale
des Motors 11. Die Menge des eingespritzten Kraftstoffs für den Arbeitsstatus des Motors Il wird zu jedem Zeitpunkt
auf der Basis dieser Signale berechnet und als ein Signal zum Festsetzen des Kraftstoffeinspritzzeitpunktes
in den Zylindern des Motors 11 angeordneten Kraft-Stoffeinspritzdüsen
201, 202,... zugeführt.
Hierbei werden Signale für das entsprechende Festsetzen der Menge des zu den Kraftstoffeinspritzdüsen 201, 202,
... zu befördernden Kraftstoffs als pulsförmige Signale mit einem bestimmten Zeitverhalten geformt. Der
Zeitdauer der Signale entsprechende Daten werden zeitweilig gespeichert und in entsprechende Register 211, 212,
... zur Stabilisierung gesetzt, um die Öffnung der Einspritzdüsen in dem Bereich des Zeitraums und dabei die
eingespritzte Kraftstoffmenge in Übereinstimmung mit der Zeitdauer zu steuern.
Der Drehzahlmesser 19 weist Nocken 191, 192 auf, welche koaxial mit dem Motor 11 gedreht werden, sowie eine
Drehwinkelabtast-Drehplatte 193, mit einer Anzahl von Zähnen, elektromagnetische Aufnehmer 194 bis 196, welche
den Nocken 191, 192 und der Drehplatte 193 entsprechend gegenüberliegend angeordnet sind, so daß ein Winkelsignal
entpsrechend dem spezifischen Drehwinkel des Motors Il und pulsförmige Signale zur Abtastung und Zählung
der weiterhin spezifizierten Drehwinkelpositionen von den
Aufnehmern 194 bis 196 aufgenommen werden.
Kraftstoff wird von einem Kraftstofftank 23 mittels einer
Kraftstoffpumpe 22 angesaugt und durch einen Verteiler
24 auf die den Zylindern des Motors 11 zugeordneten Kraftstoffeinspritzdüsen 201, 202, ... verteilt. Hier
wird der Druck des Kraftstoffs, welcher dem Verteiler 24 zugeführt wird, mittels eines Druckreglers 25 auf einen
konstanten Wert gehalten, und die eingespritzte Kraftstoffmenge wird während der Zeitdauer, in der der Injektor
offen ist, genau gesteuert.
Die Motorregeleinheit 18 gibt weiterhin einen Befehl zu einem Zündschaltkreis 26, verteilt Zündungssignale über
einen Verteiler 27 an Zündspulen 281, 282, ..., welche entsprechend an den Zylindern des Motors 11 angeordnet
sind, und führt die Regelung des Zündablaufs angepaßt an den Betrieb des Motors 11 aus.
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Fig. 2 zeigt das Element 17, welches in 3er Lufttemperaturmeßeinrichtung
16 verwendet wird, die in der Regeleinrichtung für den oben beschriebenen Motor verwendet
wird. Ein Platinwiderstandsdraht 172 ist als Widerstandsdraht mit einer Temperaturcharakteristik auf eine
keramische Spule 171 gewickelt. Wellenzapfen 173, 174 aus gut leitendem Material sind als Stützwellen ausgehend von
beiden Enden der keramischen Spule 171 ausgebildet, um beide Enden des Drahtes 172 mit den Wellenzapfen 173,
zu verbinden. Die Wellenzapfen 173, 174 werden entsprechend von Zapfen 175, 176 aus leitendem Material gehalten,
und ein elektrischer Heizstrom wird durch den Draht 172 zu den Zapfen 175, 176 geleitet. Der so ausgebildete
Widerstandsdraht 172 des Elementes 17 wird so angeordnet, daß er dem Luftstrom in dem Luftansaugrohr 13 ausgesetzt
ist.
Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Elements 17. Der Widerstandsdraht 172, der ein Wärmegenerator
ist, ist durch einen auf einer Membran 177 aus Isolatormaterial aufgedruckten Schaltkreis gebildet. Die
Membran 177·wird von einer Trägersubstanz 178 aus Isolatormaterial
getragen, und Leitungsschaltkreise 179a, 179b, welche mit dem Draht 172 verbunden sind, sind auf
dem Trägersubstrat 178 aufgedruckt, und ein elektrischer Heizstrom wird durch die Leitungsschaltkreise zu dem
Draht geleitet.
Fig. 4 zeigt ein Schaltbild der wie oben beschrieben verwendeten Meßeinrichtung 16. Das temperaturempfindliche
Element 17 ist fest als eine Heizvorrichtung in dem Luftansaugrohr 13 angeordnet und ein auf Untertemperatur
reagierendes Element 30 ist ebenfalls stromauf des Elementes 17 in dem Luftansaugrohr 13 befestigt. Das Element
30 ist aus einem Widerstandsdraht (wie beispielsweise Platindraht) in derselben Weise aufgebaut wie das oben
beschriebene
* Element 17. Der Widerstandswert ist entsprechend der
Temperatur der durch das Ansaugrohr 13 strömenden Luft gesetzt, und der Draht wird als eine Lufttemperaturmeßeinrichtung
verwendet. Festwiderstände 31 bzw. 32 sind mit den Elementen 17 bzw. 30 verbunden und aus den Widerständen
31, 32 und den Elementen 17, 30 wird eine Brückenschaltung gebildet.
Verbindungspunkte a und b zur Verbindung der Elemente bzw. 30 mit den Widerständen 31 bzw. 32, sind die Ausgangsanschlüsse
der Brückenschaltung und sind mit den Eingangsanschlüssen eines Komparators 33 verbunden, der
die sich ändernde Temperatur des Elements 17 abtastet. Mit anderen Worten wird ein elektrischer Heizstrom zu dem
Element 17 geleitet und wenn dessen Temperatur bis zu einem Punkt ansteigt, an dem die Differenz zwischen seiner
Temperatur und die der Luft die gleiche ist wie eine vorbestimmte spezifische Temperaturdifferenz (angezeigt
von dem Element 30), steigt ein Ausgangssignal des Komparators 33.
Das Ausgangssignal des Komparators 33 wird als Resetsignal
einem Flip-Flop 34 zugeführt. Dieses Flip-Flop ist so gesteuert, daß es von einem ersten Pulssignal,
welches mit jeder Drehung des Motors 11 erzeugt wird, gesetzt wird, und das Flip-Flop 34 wird in dem gesetzten
Status während einer Zeitdauer von dem ersten Pulssignal zu einem zweiten Pulssignal gehalten, entsprechend dem
Ausgang des Komparators 33.
Das von dem Komparator 33 erzeugte Ausgangssignal wird, solange das Flip-Flop 34 sich in dem Setz-Zustand befindet,
als ein Ausgangssignal durch einen Pufferverstärker
35 erzeugt, und zu der Basiselektrode eines Transistors 36 geleitet, welcher einen elektrischen Strom zu der
Brückenschaltung, die die Elemente 17 und 30 enthält, regelt. Mit anderen Worten,
wenn das Flip-Flop 34 sich in dem Setzzustand befindet, wird das Element 17 von dem elektrischen Heizstrom gespeist.
In diesem Fall ist der Spannungswert des das Element 17 speisenden Stromes als Referenzwert gesetzt.
Wie in Fig. 5A dargestellt, wird das erste Pulssignal· beispielsweise entsprechend dem spezifischen Drehwinkel
des Motors 11 mit jeder Drehung des Motors 11 erzeugt. Das Flip-Flop 34 wird von dem ersten Pulssignal gesetzt
und das Ausgangssignal des Flip-Flops 34 steigt an wie in Fig. 5B dargestellt. Der Transistor 36 wird von dem
Ausgangssignal in den EIN-Zustand gesteuert, und das Element 17 wird von dem Strom gespeist. Mit anderen Worten
wird die Temperatur des Elements 17 allmählich angehoben wie in Fig. 5C dargestellt, nachdem das Flip-Flop
34 in den gesetzten Zustand invertiert wurde und der Strom angestiegen ist. Die Anstiegsgeschwindigkeit der
Temperatur des Elements 17 wird von dem Wärmeverlust bestimmt, entsprechend der Luftstromgeschwindigkeit, welche
auf das Element 17 wirkt.
Wenn die Temperatur des Elements 17 ansteigt, so nimmt dessen Widerstandswert zu. Wenn das Potential bei dem
Punkt a der Brückenschaltung auf einen Wert unterhalb des Potentials an dem Punkt b fällt, so steigt das Ausgangssignal
von dem Komparator 33 als ein zweites Pulssignal wie in Fig. 5D gezeigt, wodurch das Flip-Flop 34
zurückgesetzt wird. Genauer gesagt wenn der elektrische Heizstrom, der auf einen Referenzwert festgelegt ist, dem
Element 17 zugeführt wird, steigt die Temperatur des Elements 17 mit einer Geschwindigkeit entsprechend der
Luftstrommenge in dem Ansaugrohr 13, und die Zeitdauer vom Setzen des Flip-Flops 34 zum Zurücksetzen des Flip-Flops
34 wird proportional zu der Menge des Luftstroms.
Mit anderen Worten wird die Zeitdauer der Periode, in der das Flip-Flop 34 gesetzt ist, eine Funktion des angesaugten
Luftstromes, die Zeitdauer des pulsförmigen Signals, welches von dem Setzen des Flip-Flops 34 zu dem
Zurücksetzen des Flip-flops 34 erzeugt wird, wird ein Luftstrommeßsignal, welches als Ausgangssignal der
Meßeinrichtung erzeugt wird und der Motorregeleinheit zugeführt wird.
in der Lufttemperaturmeßeinrichtung wird, wie oben
beschrieben, das Element 17 von dem Zeitdauersignal gesteuert aufgeheizt. Demzufolge kann der Veränderungs-Zustand
des Ausgangssignals zu der Veränderung in der Menge des Luftstroms vergrößert werden im Vergleich mit dem
Fall, daß der elektrische Heizstrom kontinuierlich zugeführt und gesetzt ist. Da die Form des Ausgangssignals
ein pulsförmiges Signalformat aufweist und die gemessene Größe durch die Zeitdauer angegeben wird, kann das Ausgangssignal
einfach in einen digitalen Wert durch Zählung der Taktpulse konvertiert werden. Weiterhin wird das
Ausgangssignal, welches von der Zeitdauer und der Menge
des Luftstroms gesetzt ist, in einem Zeitraum erzeugt, welcher einer Drehung des Motors 11 entspricht. Mit anderen
Worten, wird das Luftstrommeßsignal, welches zur
Berechnung der dem Motor zugeführten Kraftstoffmenge verwendet wird, mit jeder Drehung des Motors 11 erzeugt.
Demzufolge kann die Regelung der Berechnung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge durchgeführt werden, so daß
sie so weit wie möglich dem Arbeitszustand des Motors 11 angepaßt ist.
Wenn der Arbeitsbereich des Motors in einer Beziehung zwischen der Drehzahl N des Motors 11 und der Luftstrommenge
betrachtet wird, ergibt sich daraus ein Bild wie in Fig. 6 gezeigt. In Fig. 6 bezeichnet a einen Leerlaufzustand,
Bezugsziffer b einen Leerlaufzustand bei
Vollast, Bezugsziffer c die maximale Drehzahl bei Vollast und Bezugsziffer d die maximale Drehzahl
ohne Last. Das Innere A des von dem Streckenzug a bis d beschriebenen Vierecks ist der tatsächlich verwendbare
Bereich des Motors, wobei die Außenbereiche B und C des Vierecks für den gewöhnlich verwendbaren Bereich
bedeutungslos sind.
Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen der Zeitdauer des Ausgangspulssignals der Lufttemperaturmeßeinrichtung
und der momentanen Luftstrommenge. Die Punkte a bis d und die Bereich A bis C entsprechen denen von Fig. 6.
Die unnötigen Bereiche B und C sind jene, in denen die Kräfte des Motors groß und klein sind, wobei kritische
Werte in diesen Bereichen nicht gemessen werden können, jedoch ein großer Bereich von Luftströmen. Sogar wenn
das Ausgangssignal in digitale Werte konvertiert wird, wird die Auflösung in dem hohen Drehzahl-Niedriglastbereich
bei d nur äußerst gering gestört, was kein Problem darstellt, da dieser Punkt nicht speziell für die Meß-Regelgenauigkeit
notwendig ist.
Wenn das Ausgangssignal eines solchen Pulszustandes erreicht ist, wird der integrierte Wert einer einzelnen
Pulsperiode des Signals ausgegeben. Wenn man dies in Betracht zieht, wird das Meß-Ausgangssignal in dem ersten
Zustand erzeugt, welcher dem Umdrehungszustand des Motors entspricht. Demzufolge ist der Einfluß des Luftansaugpulsierens,
welches durch das Öffnen und Schließen der Motoransaugventile verursacht wird, deutlich reduzierbar.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Meßvorgang
in einem Zeitraum durchgeführt, der dem Umdrehungszustand des Motors 11 entspricht. Dies kann dem Arbeitszustand
der Maschine 22 entsprechen. Beispielsweise
kann der Meßzeitraum entsprechend des Kraftstoffeinspritzzeitraums
gesetzt werden, der in Bezug auf die Drehzahl des Motors gesteuert wird. Wenn so gesetzt, kann
der Durchschnittsmeßausgang in dem Einspritzbereich sogar erreicht werden, wenn der Einspritzzeitraum verändert
wird, und die Luftstrommengenmessung kann in dem für den Arbeitszustand des Motors angepaßten Zustand durchgeführt
werden.
Fig. 8 zeigt eine zweite Ausführungsform der Meßeinrichtung
16. Diese Einrichtung ist so ausgebildet, daß ein Ausgangssignal von dem Komparator 3 3 einem Einchip-Mikrocomputer
40 zugeführt wird. Ein erstes Pulssignal, welches dem Arbeitszustand des Motors entspricht, wird
dem Mikrocomputer 40 zugeführt, und ein Schaltkreis mit konstanter Spannung, welcher einen Transistor 36, einen
Differenzverstärker 38 und eine Referenzspannungsquelle 37 aufweist, wird von dem Mikrocomputer 40 geregelt.
Genauer gesagt weist das von dem Komparator 33 dem Mikrocomputer 40 zugeführte Signal die Form wie in Fig. 5D
gezeigt auf, und der Mikrocomputer 40 mißt das Intervall zwischen dem Eingangssignal von dem Komparator 33 und dem
ersten Pulssignal. Dann wird die Zeitdauer, welche der Pulslänge des pulsförmigen Signals wie in Fig. 5B gezeigt
beispielsweise mittels einer Einrichtung zur Messung eines Taktpulses gemessen.
Demzufolge ist das Ausgangssignal von dem Mikrocomputer 40 nciht das in der Pulslänge wie in Fig. 4 gezeigt gesteuerte
Impulssignal, sondern wird als ein Wert erzeugt, welcher von einem analogen Wert in einen binären Wert
konvertiert wurde, und wird dann der Motorregeleinheit übertragen. Es kann aber auch in ein Signal wie der
Luftstromwert oder in einen Kraftstoffeinspritzmengen-
Grundwert konvertiert werden, beispielsweise durch Berechnung im Mikrocomputer 40 und eines "Table-look-up"-Prozesses.
Das in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendete
Element 17 ist als Wärmeerzeugungselement mit einer selbsterzeugten Temperatur-Widerstandscharakteristik
ausgebildet. Das Element 17 kann jedoch auch in Kombination mit einem Wärmeerzeugungselement 171 gebildet
sein, zur Erzeugung von Wärme mittels des elektrischen Heizstromes wie in Fig. 9 dargestellt, und mit einem
wärmeempfindlichen Widerstandselement 172 mit einer Temperatur-Widerstandscharakteristik,
wobei der Aufbau so ist, daß beide derart angeordnet sind, daß das Element 172 von dem Element 171 gesteuert geheizt wird.
Für den Fall, daß die Menge der in dem Ansaugrohr 13 strömenden Ansaugluft mittels einer Einrichtung wie in
den Fig. 4 und 8 dargestellt gemessen wird, wurde bereits beschrieben, daß der Anstieg des elektrischen
Heizstromes zu dem Element 17 in Übereinstimmung mit dem ersten Pulssignal gesteuert wurde, welches in einem
Zeitraum erzeugt wurde, der einer Umdrehung des Motors entspricht, und daß die Zeitdauer der Messung der Luftstrommenge
festgesetzt wurde. Doch, da der Motor 11 seine Drehzahl zwischen 500 und 10.000 Umdrehungen pro Minute
ändet, variiert die Meßdauer entsprechend der Änderung in der Drehzahl des Motors sehr weit, so daß es schwierig
wird, eine stabile Luftstrommeßoperation zu jeder Zeit
durchzuführen. Weiterhin ist es bei extrem kurzer Meßperiode schwierig, die Auflösung und Meßgenauigkeit beizubehalten.
Fig. 10 zeigt den Aufbau eines ersten Pulssignal-Erzeugungsreglers
zum Setzen der Meß-Zeitdauer unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Punkte. Mit anderen
Worten, wird ein DrehzahLsignal N, welches bei jeder Umdrehung
des Motors Il erzeugt wird, einem Drehzahlanzahldiskriminator
41 zugeführt. Dieser Diskriminator 41 setzt einen Referenzwert NO der Anzahl der Drehungen des
Motors, unterscheidet den ersten Zxastand von "N >
NO" und den zweiten Zustand "N <N0" durch Vergleich der ermittelten
Anzahl der Umdrehungen N mit dem Referenzwert NO, und gibt ihn aus. Wenn der Diskriminationsausgang des
ersten Zustandes von dem Diskriminator 41 erzeugt ist, gibt der Diskriminator 41 einem ersten Pulszyklusgeber
ein Kommando, um die Zahl der Drehungen N des Motors in Frequenzen aufzuteilen und ein periodisches Signal zu
erzeugen, welches dem als Ergebnis ermittelten Signal entspricht. Dann ermöglicht der Diskriminator einem
Pulssignalgenerator die Erzeugung eines ersten Pulssignals, welches der in Frequenzen aufgeteilten Zeitdauer
des Rotationssignals N entspricht.
Wenn der Diskriminator 41 den zweiten Zustand unterscheidet, gibt er einem zweiten Pulszyklusgeber 44 einen
Befehl. Der zweite Pulszyklusgeber 44 erzeugt ein periodisches, der Per-iode des Drehzahlsignals N entsprechendes
Signal, und ermöglicht dem Pulssignalgeber 44 die Erzeugung des ersten Pulssignals der Periode, welcher der
Drehzahl N des Motors entspricht.
Wenn die Drehzahl N des Motors 11 geringer ist als die gesetzte Referenz-Drehzahl NO, erzeugt der Pulssignalgeber
43 das erste Pulssignal, welches der Umdrehungszeit des Motors 11 entspricht, und führt dabei den Meßvorgang
zur Regelung der elektrischen Heizstromzuführung zu den temperaturempfindlichen Elementen durch. Wenn die Drehgeschwindigkeit
des Motors 11 ansteigt, so daß die Periode des Drehzahlanzeigesignals kurz wird, wird das
Signal N frequenzgeteilt, um in ein Signal konvertiert
zu werden, welches eine lange Periode aufweist, und der Geber 43 erzeugt das erste Pulssignal entsprechend der
Periode des konvertierten Signals.
& Fig. Ll zeigt ein Flußdiagramm des Flusses des ersten
Pulssignalerzeugungsregelungszustands zur Regelung der Meßoperation wie oben beschrieben. Im Schritt 100 wird
zunächst der Status einer Frequenzteilungsmarke oder
-flag Xh diskriminiert. Wenn das Flag Xh als "0" im Schritt 100 bewertet wird, geht der Fluß zu Schritt 101
weiter. Im Schritt 101 wird die Drehzahl N des Motors zu dieser Zeit mit 4000 Umdrehungen verglichen, um den
Zustand des Motors in diesem Zeitpunkt zu diskriminieren. Wenn die Drehzahl des Motors bei diesem Zeitpunkt als
kleiner als 4000 Umdrehungen beurteilt wird, wird der Fluß beendet, da das Freqüenzteilungsflag oder größer als
4000 Umdrehungen beurteilt wird, wird der Fluß zu Schritt 102 weitergeleitet, das Flag Xh wird zu "1" konvertiert
und der Fluß wird beendet.
Wenn das Flag Xh als "I" im Schritt 100 beurteilt wird,
wird der Fluß zu Schritt 103 weitergeleitet, um zu unterscheiden, in welchem Zustand die Drehzahl N des Motors
bezüglich 3000 Umdrehungen ist. Wenn die Drehzahl N als kleiner als 3000 Umdrehungen beurteilt wird, wird der
Fluß zu Schritt 104 weitergeleitet, das Flag Xh zu "0" konvertiert und der Fluß beendet. Wenn die Drehzahl N als
gleich oder größer als 3000 Umdrehungen im Schritt 103 beurteilt wird, wird der Fluß so beendet wie er ist.
Fig. 12 zeigt den Erzeugungsprozeß des ersten Pulssignals zur Durchführung der Meßoperation entsprechend
dem Frequenzteilerflag Xh, um zunächst den Zustand des Flags Xh im Schritt 200 zu diskriminieren. Wenn im
Schritt 200 das Flag Xh als "0" beurteilt wird, wird der
Fluß zu dem Schritt: 201 weitergeleitet, und das einer
Umdrehung des Motors 11 entsprechende erzeugte Signal wird unverändert als erstes Pulssignal ausgegeben. Danach
wird im Schritt 202 ein Sprungflag Xs auf "1" gesetzt und
der Fluß beendet.
Wenn das Flag Xh mit "1" im Schritt 200 beurteilt wird,
wird der Fluß zu Schritt 203 weitergeleitet, um den Zustand des Sprungflags Xs im Schritt 203 zu diskriminieren.
Wenn das Flag Xs im Schritt 203 als mit "0" beurteilt wird, wird der Fluß unverändert zu 201 weitergeleitet,
das erste Pulssignal, welches der Drehperiode des Motors 11 entspricht, wird ausgegeben, und das Flag Xs
nach "1" in dem nächsten Schritt 202 konvertiert. Wenn das Flag Xs gleich "1" ist, wird das erzeugte Signal,
welches einer Drehung des Motors 11 entspricht, übersprungen, um die Erzeugung des Pulssignals zu eliminieren,
und das Flag Xs wird in dem nächsten Schritt 204 zu "0" konvertiert.
Genauer gesagt, wird das Flag Xh so geregelt, daß es entsprechend der Drehzahl des Motors 11 gesetzt ist, und
wenn das Flag Xh gleich "1" ist, wird das Flag Xs so geregelt, daß jedesmal wenn das abgetastete Signal, welches
der Periode einer Umdrehung des Motors 11 entspricht, eingegeben wird, ehe es von "1" nach "0" konvertiert
wird. Sodann wird das Ausgangssignal erzeugt, welches das erste Pulssignal wird, wenn das Flag Xs gleich "0" ist,
und das erste Pulssignal, das erzeugt wird, weist eine Periode auf, welche der durch 2 geteilten Frequenz des
Drehzahlsignals N entspricht.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Umdrehungszahl des Motors in Hoch- und Nieder-Geschwindigkeitsbereich
aufgeteilt, wobei das erzeugte Zeitsignal, welches der Umdrehung des Motors in dem Hochgeschwindigkeitsbereich
entspricht in seiner Frequenz geteilt wird,
und das erste Pulssignal· zur Durchführung der Meßoperation gesetzt wird. Jedoch kann auch ein spezielles
Verhältnis zwischen dem periodischen Signal N, welches den Umdrehungen des Motors entspricht und dem ersten
Pulssignalzeitraum gespeichert und gesetzt werden, kann die auf der Basis der Drehzahl N des Motors gespeicherte
Zeit ausgelesen werden, und das erste Pulssignal entsprechend der Auslesezeit erzeugt werden.
Fig. 13 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Meßeinrichtung, worin
die Bezugsziffern in dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 dieselben Teile wie in dem fünften Ausführungsbeispiel
bezeichnen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Verbindungspunkt des temperaturempfindlichen Elements 17 mit
dem Widerstandselement 31 durch einen Widerstand 50 mit dem Komparator 33 verbunden, und der Eingangsanschluß des
Komparators 33 ist durch einen Konstantstromschaltkreis 51 geerdet. Mit anderen Worten arbeitet der Schaltkreis
51 so, daß er den Wert der Temperaturregelung des Elements 17 bestimmt.
Der Konstantstromschaltkreis 51 ist mit der Ausgangsseite des Widerstands 50 gemäß Fig. 14 verbunden, und die
Ausgangsseite des Widerstands 50 ist mittels eines Transistors 511 und eines Widerstandes 512 geerdet. Weiterhin
wird die Spannung von einer Referenzspannungsquelle 37 zur Regelung des Spannungszustandes eines dem Element 17
zugeführten elektrischen Heizstromes in einen konstanten Spannungszustand mittels Widerständen 513 und 514 geteilt
und abgetastet; die geteilte Referenzspannung wird mittels eines Komparators 515 mit der Spannung am Anschluß
des Widerstandes 512, d.h., der Spannung, welche dem dem Widerstand 50 zugeflossenen Stromwert entspricht verglichen,
wobei der Transistor 511 von einem Transistor 516
geregelt wird, der wiederum von dem Vergleicher-Ausgang des Komparators 515 geregelt wird. Mit anderen Worten ist
die Referenzstromquelle des Schaltkreises 51 so aufgebaut, daß sie gemeinsam die Referenzspannungsquelle 37
zur Regelung des elektrischen Heizstromes bei einer konstanten Spannung aufweisen.
Um einen genauen Meßwert in der oben beschriebenen Meßeinrichtung zu erreichen, ist es eine wichtige Bedingung,
daß der dem Element 17 zugeführte Strom bei einer konstanten Spannung geregelt wird. Demzufolge wird gefordert,
daß die Referenzspannungsquelle 37 zur Durchführung der Regelung der konstanten Spannung extrem genau
ist. Demzufolge wird die Meßeinrichtung dadurch besonders teuer.
Jedoch wird der Konstantstromschaltkreis 51 in der oben beschriebenen Ausführungsform vorgesehen, die Temperatur
des Elementes 17 zu regeln, und die Referenzspannungsquelle 37 wird gemeinsam als Referenzspannungsquelle des
Schaltkreises 51 verwendet. Somit können Ausgangsfehler zu dem Konstantspannungsregelungsschaltkreis des Stromes
und des Konstantstromschaltkreises 51 aufgrund eines Fehlers in der Referenzspannungsquelle 37 einander auslöschen.
Anders ausgedrückt, selbst wenn die Genauigkeit der Referenzspannungsquelle
37 nicht ausreicht, kann die Genauigkeit des gemessenen Ausgangesignals, welches von der
Meßeinrichtung 16 erzeugt wird, ausreichend hoch sein. In der in den vorausgegangenen Ausführungsbeispielen dargestellten
und beschriebenen Meßeinrichtung 16 wird das erste Pulssignal zur Ansteuerung der Meßoperation entsprechend
dem Signal zum Erkennen des Rotationszustandes des Motors erzeugt, und der Meßeinrichtung 16 zugeführt.
Demzufolge ist eine spezielle Signalleitung zur Verbindung des ereten Pulssignales zu der Meßeinrichtung 16
notwendig und ebenfalls ist ein Anschluß für den Input des Pulssignales notwendig.
Da die Meßeinrichtung 16 immer in einer Umgebung angeordnet
ist, in welcher normalerweise eine Anzahl von Störungen auftritt, d.h. in dem Motorraum eines Automobils,
ist die Anwendung der Signalleitungen zum Ausführen der Meßoperation jedoch beschränkt.
Fig. 15 stellt ein Ausführungsbeispiel dar, welches unter
Berücksichtigung der oben beschriebenen Punkte aufgebaut
ist. Wenn ein Ausgangssignal von dem Flip-Flop als Meßausgang durch den Pufferverstärker 35 erzeugt
wird, wird das Signal durch einen Ausgang 61 eines Pufferschaltkreises 60 mit offenem Kollektor ausgegeben und
der Motorregelungseinheit zugeführt.
Weiterhin wird der Ausgang 61 ebenfalls als ein Eingang für das erste Pulssignal zu der Meßeinrichtung 16 verwendet,
wobei das erste Pulssignal durch einen Pufferschaltkreis 62 mit offenem Kollektor dem Ausgang 61 zugeführt
wird und als Setzbefehl dem Flip-Flop 34 zugeführt wird. In dem Schaltkreis in Fig. 15 wird die Eingabe/Ausgabe
in einer negativen Logik durchgeführt.
Fig. 16 zeigt ein detailliertes Schaltkreisbeispiel des
Pufferschaltkreises 60. Wenn der Ausgang auf einem hohen
Niveau ist, ist der Schaltkreis 60 so ausgelegt, daß er eine hohe Impedanz aufweist. Der Pufferschaltkreis 62,
zu dem das erste Pulssignal geleitet wird, ist ebenso mit. einem Schaltkreis wie in Fig. 16 dargestellt, versehen.
In der Meßeinrichtung gemäß Fig. 15 wird das erste Pulssignal, welches in einem der Umdrehung des Motors entsprechenden
Zustand erzeugt wird, durch den Puffer-
schaltkreis 62 dem Ausgang 6L zugeführt, um das Flip-Flop
34 zu setzen. Sodann wird die Menge der in dem Ansaugrohr strömenden Luft in derselben Weise, wie es bezüglich der
Fig. 5a bis 5d beschrieben ist, gernessen. 5
Ein von dem Flip-Flop 34 kommendes Ausgangssignal wird
dem Ausgang 61 beim Eingeben des oben beschriebenen ersten
Pulssignales zugeführt, und das Meßausgangssignal, welches den Setz- und Rücksetzoperationen des Flip-Flops
34 entspricht, wird durch den Pufferschaltkreis 60 erzeugt.
Wenn das Ausgangssignal ansteigt, wird das Flip-Flop 34 gesetzt. Deshalb beeinträchtigt dies nicht die
Wirkungsweise der Meßeinrichtung, selbst dann nicht das
Ausgangssignal von dem Setzeingang zu dem Flip-Flop 34 geleitet wird.
Die Wirkungsweise des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels wird nachfolgend beschrieben. Angenommen, das erste
Pulssignal, welches dem Pufferschaltkreis 62 zugeleitet wird, befindet sich in dem Zustand wie in Fig. 17A
dargestellt, dann wird das Flip-Flop 34 in die Zustände wie in Fig. 17B dargestellt, gesetzt oder zurückgesetzt,
und das Signal zu Steuerung des Transistors 36 ist in Fig. 17C dargestellt.
Fig. 18 zeigt einen Tristate-Schaltkreis, welcher als Pufferschaltkreis 60 verwendet wird. Ein Eingangssignal
wird einem Eingangsanschluß 601 zugeleitet und ein Steuersignal wird einem Steueranschluß 602 zugeleitet.
Dann werden Transistoren 603 und 604 in umgekehrter Weise entsprechend dem logischen Zustand des Steuersignals
gesteuert.
Anders ausgedrückt, wenn sich das Steuersignal auf einem hohen Level befindet, wird das Eingangssignal invertiert,
um an einem Ausgangsanschluß 605 anzuliegen.
Wenn das Steuersignal sich auf einem niedrigen Level befindet, hat der Ausgangsanschluß 605 eine hohe Impedanz.
Wenn dieser Schaltkreis bei der Meßeinrichtung gemäß Fig. 15 verwendet wird, ist der Eingangsanschluß 601 mit
dem Anschluß 602 verbunden und wird als Eingangsanschluß verwendet.
Fig. 19 zeigt einen Tristate-Schaltkreis in der Verwendung
als Pufferschaltkreis 62. Wenn ein Steuersignal zu
dem Steueranschluß 602 sich auf einem niedrigen Level befindet, wird ein mit dem Eingangsanschluß 601 verbundenes
Signal zu dem Ausgangsanschluß 605 unverändert übertragen. Wenn das Kontrollsignal sich auf einem hohen
Level befindet, weist der Ausgangsanschluß 605 eine hohe Impedanz auf.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele werden noch weiterhin betrachtet. Angenommen, daß das erste PuIssignal
zur Steuerung des Flip-Flops 34 in dem Zustand gemäß Fig. 2OA erzeugt wird, wird das Flip-Flop 34 durch
da;i Signal gesetzt, um den Transistor 36 zu steuern und
ein puLsförmiger elektrischer dem Element 17 zugeführter Heizstrom wird wie in Fig. 2OB gezeigt erzeugt. In diesem
Fall schwankt wie in Fig. 20C gezeigt, der Strom, welcher zu dem Element 17 und dem Widerstandselement 31 fließt
aufgrund der Streukapazität und der Leitfähigkeit der Drähte, welche den Strom steuern und übertragen. Das Potential
am Punkt eines Eingangssignals zu dem Komparator 33 der Verbindungsstelle zu dem Element 17 und dem Element
31 ist proportional zu dem in Fig. 2OC dargestellten. Daher schwankt, wie in Fig. 20D dargestellt, ebenfalls
das Eingangspotential an dem Komparator 33 in Abhängigkeit von dem Potential der Verbindungsstelle des
Elements 30 mit dem Widerstandselement 33. Weiterhin
werden die Zeitkonstanten zum Anheben des Potentials an
P ORIGINAL
bei den Eingangsstellen des Kompar jhors 3.3 aufgrund der
unterschiedlichen Impedanzen ehenfilIs unterschiedlich.
Die sich ändernde Höhe Vl der Wellenform von Fiq. 201)
° beträgt in Abhangi.qke i t von den Ret r i ebsbed i nqunqen
mehrere mV, und wenn der Spitzenwert der Schwingungen
der Wellenform größer a Ls Vl wird, so laß die Randhöhe
V2 gleich 0 wird, beurteilt der Komparator 33 fehlerhaft, daß die '"temperatur des Elements 17 die gesetzte
Temperatur erreicht hat und unterbricht den Strom.
Um wirksam das Auftreten des oben beschriebenen Problems
zu eliminieren, ist das FLip-FLop 34 als dynamisches
Flip-Flop ausgebildet, derart, daß wenn ein Ringangssignal
am Setzanschluß anliegt, das Flip-Flop gesetzt bleibt, selbst dann wenn ein Reset-signal dem Resetanschluß
des Flip-Flops zugeführt wird. Dann wird die Zeitlänge Tl zum Erhalt einer wirksamen Polarität des
ersten Pulssignals, welches für die Regelung des Stromes verwendet wird, auf einen Wert gesetzt, der größer ist
als der der Schwingung des Stromes, wie in Fig. 21A gezeigt
.
Mit anderen Worten, bleibt das Flip-Flop 34 unberücksichtigt
von dem Ausgangszustand des Komparators 33 während
der Zeitdauer Tl gesetzt, und das Flip-Flop 34 wird von dem Ausgang des Komparators 3 3 in der Periode T2 gesteuert,
d.h. der Ausgang des Komparators 33 wird geprüft. Dies bedeutet, daß der Ausgang des Komparators
während der Zeitdauer Tl des ersten Pulssignales maskiert wird, und die Luftstrommeßoperation wird stabil durchgeführt
.
Das erste Pulssignal, welches eine vorbestimmte PuIslänge
aufweist, kann in dieser Weise gesetzt werden,
* jedoch wir! die Pulslänge Tl unverändert an den unteren
Grenzwert des Meßausqangs gesetzt. Demzufolge ist erwünscht, daß die Länge des ersten Pulssignales so kurz
wie möglich ist. Jedoch kann manchmal eine Schwierigkeit auftreten, bei Verwendung des ersten Pulssignales mit
einer kurzen Zeit Tl entsprechend den Umgebungsbedingungen
in der Gestalt der verwendeten Leitunq oder des Rauschzustandes. Die Last des Warmesingalgenerators nimmt
zu.
10
10
Fig. 22 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung
zur Erzeugung ties ersten Pulssignales zur Regelung des
Heizens durch einen elektrischen Strom und berücksichtigt die oben beschriebenen Punkte. Ein flankengetriggerter
monostabiler Multivibrator 66 ist so ausgelegt, daß er den Anstieg des eingehenden ersten Pulssignals an
der Flanke erfaßt, und das Flip-Flop 34 wird von dem Ausgangssignal gesteuert, welches während der Länge des
Pulses von dem Multivibrator 66 gesetzt wird.
Mit anderen Worten, wenn das erste Pulssignal wie in Fig. 23A dargestellt, erzeugt wird, steigt entsprechend
der ansteigenden Flanke des Signals wie in Fig. 23B dargestellt, das Ausgangssignal des Multivibrators 66 an,
und das Flip-Flop 34 bleibt während der Zeitdauer Tl, welche von einem Widerstand 22L und einem Kondensator
festgelegt wird gesetzt, um die Zeitkonstante des Multivibrators 66 festzulegen.
Fig. 24 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Signalerzeugungseinrichtung zur Steuerung des Heizens durch einen elektrischen Strom. Ein Schalterschaltkreis
67 ist zwischen dem Komparator 33 und dem Flip-Flop 34, in Form eines flankengetriggerten Typs angeordnet.
BAD ü
* In diesem Fall kann der Schal terschriUkreis 67 aus einem
digitalen Schalt.erscha I hkreis gebildet: sein, welcher in
Kombination einen analogen Schalter und einen logischen
Schaltkreis aufweist.
5
5
Genauer gesagt wird der Ausgang des Komparitors 33 nicht
während einer vorbestimmten Zeitdauer durch das Ausgangssignal
des Multivibrators 66 auf das Flip-Flop 34 übertragen, und der Maskierungsvorgang wird während der
Zeitdauer Tl in derselben Weise wie oben beschrieben durchgeführt.
Zusätzlich kann der Ausgang des Multivibrators 66, wenn
das Flip-Flop 34 aus einem flankengetrigqerten Typ mit
einem Preset-Anschluß gebildet ist, dem Preset-Anschluß
des Flip-Flops 34 zugeführt werden.
Die oben beschriebene vorliegende Erfindung kann so modifiziert werden, daß das temperaturempfindliche Element,
welches als Heizeinrichtung verwendet wird, anstelle mit konstanter Spannung, mit konstantem Strom gespeist wird.
Claims (10)
- PatentansprücheRegeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Lufteinlaßkanal, mit einer Wärmeerzeugungsvorrichtung, welche eine Temperaturwiderstand-Charakteristik zur Bildung einer Luftstrom-Ansaugmengen-Meßeinrichtung für ein Ansaugrohr, welches zur Zuführung von Luft zu der Brennkraftmaschine vorgesehen ist, für die Erzeugung eines Luftstrom-Ansaugmengen-Meßsignals aufweist, welches dem Zuführungszustand eines elektrischen Heizstromes zu der Wärmeerzeugungsvorrichtung entspricht, wobei das Meßabtastsignal von der Meßeinrichtung einer Brennkraftmaschinen-Regelungseinheit als eines der Signale zum Erkennen des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine zugeführt wird und wobei die Menge des in die Brennkraftmaschine eingespritzten Brennstoffes berechnet wird, gekennzeichnet durch:• "Büro Frankfurt/Frankfurt Office:Adenauerallee 16 Tel. O6I7I/3OO-I D-637O Oberursel Telex: 526547 pawa cJ•Huro Munt hfn/Miinith < Mf iffi ~> IrI o O-HUTO IrrisinK IrlrxKi47 [MW.i (iTelegrammadresse Cnwamur - FOsisrhf* k Munc hrn 1.'IfJO-1U fv.u Telefax: O8iei/f>2O<»-«i (dp 2 + j) — Telrifx hk>iwk).|),)w,imi (.eine Einrichtung (19) zur Erzeugung eines ersten Puls signales mit einer Frequenz, welche proportional zur Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine (11) ist;eine Einrichtung zum Erfassen der Temperatur von durch die Ansaugstrecke (13) strömender Luft;eine Einrichtung zum Erhalt einer Referenztemperatur gemäß der von einer Lufttemperaturabtasteinrichtung (30) erfaßten Temperatur;eine Einrichtung (33) zum Vergleich der Temperatur der Wärmeerzeugungsvorrichtung (17) mit der von der Referenzerzeugungsvorrichtung erzeugten Referenztemperatur;eine Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten Pulssignals welches am ersten Pulssignal beginnt und bei einem Ausgang der Vergleichseinrichtung (33) endet, und anzeigt, daß die Temperatur der Wärmeerzeugungsvorrichtung (17) die Referenztemperatur erreicht hat;eine Einrichtung (34, 36) zur Zuführung von elektrischem Strom zu der Wärmeerzeugungsvorrichtung (17) während des Zeitraums des zweiten Pulssignals; undeine Einrichtung zur Zuführung von Brennstoff zu der Brennkraftmaschine proportional zum zweiten Pulssignal .
- 2. 'Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (34, 36) folgendes aufweist:eine Spannungsquelle;einen Referenzspannungsschaltkreis (37) zur Erzeugung einer vorbestimmten Referenzspannung; 5einen Transistor (36), dessen Basisanschluß mit der Einrichtung (34) zum Erzeugen des zweiten Pulssignals verbunden ist, und dessen Emitter-Kollektor-Pfad in Serie mit der Spannungsquelle und der Wärmeerzeugungsvorrichtung (17) geschaltet ist, wobei der Transistor (36) als Antwort auf das zweite Impulssignal eingeschaltet wird, um die Wärmeerzeugungsvorrichtung (17) mit einer Spannung aus der Spannungsquelle zu speisen; undeinen Komparator (38), welcher die Spannung, diee der Wärmeerzeugungsvorrichtung (17) zugeführt wird und die vorbestimmte Referenzspannung des Referenzspannungsschaltkreises erhält, wobei der Komparator weiterhin mit der Basis des Transistors (36) verbunden ist, um das An- und Abschalten des Transistors (36) als. Antwort auf ein Ausgangssignal .des Komparators (38) zu steuern, so daß die der Wärmeerzeugungsvorrichtung zugeführte Spannung konstant gehalten wird.
- 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:einen Referenzspannungsschaltkreis (37) zur Erzeugung einer vorbestimmten Referenzspannung;einen-Widerstand (52), welcher zwischen der Wärmeerzeugungsvbrrichtung (17) und der Einrichtung (33) angeordnet und mit diesen verbunden ist; undeinen Konstant-Strom-Schaltkreis (51), welcher parallel zu der Wärmeerzeugungsvorrichtung (17) und dem Widerstand (52) angeordnet ist, und auf die Referenzspannung des Referenzspannungsschaltkreises (37) antwortet zur Regulierung eines elektrischen durch den Widerstand fließenden Stromes auf einen zu der Referenzspannung proportionalen Wert, und wobei die Stromzuführeinrichtung einen Konstantspannungsschaltkreis aufweist, welcher mit dem Referenzspannungsschaltkreis (37) zur Speisung der Wärmeerzeugungsvorrichtung (17) mit einer konstanten zur Referenzspannung proportionalen Spannung in Antwort auf das zweite Pulssignal verbunden ist.
- 4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des ersten Pulssignales folgendes aufweist:einen Drehzahlmesser (19) zur Erzeugung eines Drehzahlpulses bei jedem vorbestimmten Drehwinkel der Brennkraftmaschine (11);eine Einrichtung zur Diskriminierung, ob die Umdrehungsgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine oberhalb oder unterhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeit liegt, wobei diese Diskriminierungseinrichtung ein erstes und ein zweites Signal erzeugt, welche anzeigen, daß die Umdrehungsgeschweindigkeit der Brennkraftmaschine (11) entsprechend unterhalb oder oberhalb der vorgegebenen Geschwindigkeit liegt?eine Einrichtung zur Teilung des Drehzahlpulses in verschiedene Frequenzen in Antwort auf das zweite Ausgangssignal' der Diskriminierungseinrichtung; und 35* eine Einrichtung zur Auswahl entweder des Drehzahlpulses oder des frequenzgeteilten Drehzahlpulses als erstes Pulssignal in Antwort auf diee ersten oder zweiten Ausgangssignale der Diskriminierungseinrichtung.
- 5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Geschwindigkeit der Diskriminierungseinrichtung auf unterschiedliche Werte gesetzt wird, wenn die Anzahl der Umdrehungen der Brennkraftmaschine (11) geändert wird, wobei der Wert der vorbestimmten Geschwindigkeit derart angehoben bzw. gesenkt wird, daß die vorbestimmte Geschwindigkeit bei steigender Motordrehzahl auf einen höheren Wert gesetzt wird,verglichen mit dem Wert der vorbestimmten Geschwindigkeit bei fallender Motordrehzahl .
- 6. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Pulserzeugungseinrichtung zur Erzeugung des ersten Pulssignals erzeugte erste P-ulssignal bzw. das von der Pulserzeugungseinrichtung zur Erzeugung des zweiten Pulssignals erzeugte zweite Pulssignal zu und von der Pulserzeugungseinrichtung zur Erzeugung des zweiten Pulssignals über eine gemeinsame Signalleitung (61) übertragen werden.
- 7. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulserzeugungseinrichtung (34) zur Erzeugung des zweiten Pulssignals eine Einrichtung (67) aufweist, welche einen Invertierungsvorgang aufgrund des Ausgangssignals verhindert, welches von der Vergleichereinrlchtung in einem spezifizierten Zeitintervall kommt, sobald das erste Pulssignal angestiegen ist.
- 8. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulserzeugungseinrichtung (34) zur Erzeugung des zweiten Pulssignals mittels des ersten Pulssignals in den ersten Zustand gesetzt wird, und von einem Flip-Flop (34) gebildet ist, welches von dem Ausgangssignal aus der Vergleichereinrichtung in den zweiten Zustand invertiert wird, wobei das Flip-Flop (34) als ein dynamisches Flip-Flop ausgebildet ist, so daß der erste Zustand selbst dann beibehalten wird, wenn das Ausgangssignal von der Vergleichereinrichtung in dem Zustand erzeugt wird, in dem das erste Pulssignal vorliegt.
- 9. Regeleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des ersten Pulssignals auf die Zeitdauer gesetzt wird, welche ausgewählt ist, um die Verhinderung der Invertierung der Pulserzeugungseinrichtung (34) zur Erzeugung des zweiten Pulssignals durchzuführen.
- 10. Regeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Verhinderung der Invertierungsoperation aus einem Schalter-Schaltkreis (67) gebildet ist, welcher zwischen der Vergleichereinrichtung (33) und der Pulserzeugungseinrichtung (34) zur Erzeugung des zweiten Pulssignals angeordnet ist, und der Schalter-Schaltkreis (67) während der Zeitdauer die von der ansteigenden Flanke des ersten Pulssignales festgesetzt ist, offen ist.
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