DE2318793A1

DE2318793A1 - Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE2318793A1
Application number: DE19732318793
Authority: DE
Inventors: Shigeo Aono; Kenji Masaki
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1972-04-14
Filing date: 1973-04-13
Publication date: 1973-10-18
Also published as: GB1427068A; FR2180119B1; US3861366A; JPS48103929A; JPS5118023B2; DE2318793B2; FR2180119A1

Description

München, den 13. April 1973

Nissan Motor Company, Limited
Yokohama City / Japan

Verbrennungsmotor

Die Erfindung betrifft Vergaser für Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen, und insbesondere ein System zur Regelung der Zufuhr des Luft-Brennstoffgemische, mit dem ein Vergaser elektronisch so geregelt wird, daß das Luft-Brennstoffgemisch dem Verbrennungsmotor unter variablen Arbeitsbedingungen der Maschine in einem
optimalen Luft-Brennstoffverhältnis zugeführt wird.

Nach der vorliegenden. Erfindung wird ein Verbrennungsmotor geschaffen, der aus folgenden Teilen besteht: Vorrichtungen zur Zuführung eines brennbaren Gemische eines variablen Oxydationsmittel-Brennstoff Verhältnisses in einer variablen, geregelten Menge zum Motor; Fühler zur Erfassung der Motorgeschwindigkeit und zur Erzeugung eines Analogsignals für die Motorgeschwindigkeit,

309842/0548

Fühler zur Erfassung der Motortemperatur und zur Erzeugung eines Analogsignals für die Motortemperatur, Fühler zur Erfassung der Stellung eines Regelgliedes für die Strömung des brennbaren Gemischs und zur Erzeugung eines Analogsignals für die Stellung des Regelgliedes, und Fühler zur Erfassung des Umgebungs- Atmosphärendrucks und zur Erzeugung eines Analogsignals für den Atmosphärendruck; eine elektronische Recheneinheit zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangssignals, das ein optimales Oxydationsmittel-Brennstoffverhältnis des brennbaren Gemischs als Reaktion auf wenigstens eins der Analogsignale repräsentiert; eine elektronische Regelvorrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Betätigungssignals als Reaktion auf das elektrische Ausgangssignal; und Vorrichtungen zur Einstellung eines optimalen Wertes des Oxydationsmittel-Brennstoff Verhältnisses des brennbaren Gemischs, das als Reaktion auf das elektrische Betätigungssignal dem Motor zugeführt wird.

In der nun folgenden Beschreibung wird Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt einer Gesamtanordnung eines Systems zur Regelung der Zufuhr des Luft-Brennstoffgemischs nach .der vorliegenden Erfindung sowie einen dadurch geregelten Vergaser;

. Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm einer bevor-

3098A2/05k8

zugten Ausführungsform eines elektronischen Rechenschaltkreises und eines elektronischen Regelkreises, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind;

Fig. 3 die Beziehung zwischen einem Analogsignal für die Motorgeschwindigkeit und einem daraus erzeugten elektronischen Betätigungssignal;

Fig. 4 die Beziehung zwischen einem Analogsignal für die Motortemperatur und einem daraus erzeugten elektronischen Betätigungssignal;

Fig. 5 die Beziehung zwischen einem Analogsignal für die Öffnung der Drosselklappe und einem daraus erzeugten elektronischen Betätigungssignal;

Fig. 6 die Beziehung zwischen einem Analogsignal für den Atmosphärendruck und einem daraus erzeugten elektronischen Betätigungssignal;

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel eines in Fig. 2 dargestellten Funktionsgenerators;

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbefepiel eines in Fig. 2 dargestellten Funktionsgenerators;

Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel eines elektronischen

309842/0548

Betätigungssignals, das ein optimales Luft-Brennstoffverhältnis eines Luft-Brennstoffgemische repräsentiert, das einem Verbrennungsmotor zugeführt wird, als Punktion der Zeit;

Fig. 10 ein schematisch.es Blockdiagramm einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines elektronischen Rechenschaltkreises und eines elektronischen Regelkreises, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind;

Fig. 11 ein Beispiel eines elektrischen Zittersig-

■■■/"'

nals, das einem in Fig. 10 dargestellten Summierschaltkreis zugeführt werden soll; ^x

Fig. 12 ein Beispiel eines elektronischen Signals, in dem ein elektrisches Zittersignal, wie es in Fig. 11 gezeigt ist, mit einem elektronischen Betätigungssignal, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, kombiniert ist; und

Fig. 15 ein Beispiel eines elektrischen Impulsbreitesignals, das von der in Fig. 10 gezeigten Vergleichsschaltung aus dem in Fig.. 12 gezeigten elektronischen Signal erzeugt wird.

Im folgenden wird insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen,

309 8k2/054 8

in der ein System zur Regelung der Zufuhr des Luft-Brennstoffgemischs und ein dadurch geregelter Vergaser - dargestellt sind, wobei der Vergaser allgemein mit der ßezugsziffer 10 bezeichnet ist. Der Vergaser 10 umfaßt ein Vergasergehäuse 11, dessen innere Oberfläche eine Einlaßdurchführung 12 für den Vergaser definiert, die mit einem Einlaükrümmer eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) in Verbindung steht. Der Vergaser 10 ist weiterhin mit einer Drosselklappe 13 versehen, die fest auf einer drehbaren Welle 13a zur Rotation in der Einlaßdurchführung 12 des Vergasers angeordnet ist, sowie mit einer Venturi-Düse 14, einem System zum Mischen des Brennstoffs, das allgemein die Bezugsziffer 15 trägt, einer Schwimmerkammer 16, die Brennstoff enthält und diesen Brennstoff 16a dem System 15 zum Mischen des Brennstoffs zuführt, und mit einer Starterklappe 17» die fest auf einer drehbaren Welle 17a zur Rotation in der Einlaßdurchführung 12 des Vergasers angeordnet ist. Das Vergäsergehäuse 11 ist weiterhin so ausgebildet, daß es eine Mischkammer 18 für das Luft-Brennstoffgemisch aufnimmt, die in dem System 15 zum Mischen des Brennstoffs angeordnet ist; weiterhin enthält das Vergasergehäuse 11 einen Hauptdurchgang 19 für* die Luftzufuhr und einen Hilfsdurchgang 20 für die Luftzufuhr, um Luft au3 der umgebenden Atmosphäre durch Entlüftungsdüsen 21 bzw. 22, die auf dem Vergasergehäuse 11 befestigt sind und öffnungen 21a bzw· 22a haben, in die Mischkammer 18 für das Luft-Brennstoffgemisch einzuführen, und einen Hauptdurchgang 23 für die Brennstoffzufuhr, um Brennstoff aus der Schwimmerkammer 16 durch eine Hauptbrenn-

309842/0548

stoff düse 24, die darin angeordnet ist, in die Mischkammer 18 für.das Luft-Brennstoffgemisch einzuführen. Die Hauptbrennstoffdüse 24 des ^xiauptdurchgangs 23 für die Brennstoffzufuhr wird von einem Hilfsdurchgang 25 für die Brennstoffzufuhr umgangen* der darin mit einer Hilfsbrennstoffdüse 26 versehen ist. Das System 15 zum Mischen des Brennstoffs ist zu der Venturi-Düse 14 durch eine Düse 2? geöffnet, die eine Öffnung oder Auslaß 27a hat, um auf diese V/eise das Luft-Brennstoffgemisch aus der Mischkammer 18 für das Luft-Brennstoffgemisch in die Einlaßdurchführung 12 für den Vergaser einzubringen.

Die Entlüftungsdüsen 21 und 22 sind so ausgelegt, daß die eiiektiven Quer schnitt flächen ihrer Öffnungen 21a und 22 a zur wirksamen Arbeitsweise vorher bestimmte feste Werte haben. Die Brennstoffdüsen 24 und 26 haben ebenfalls Querschnittflächen, die zur wirksamen Arbeitsweise auf vorher bestimmte feste Werte ausgelegt sind, und der durch die Brennst off düsen 24 und 25 in die Mischkammer 18 für das Luft-Brennstoffgemisch eingeführte Brennstoff wird mit Luft gemischt, die durch die Entlüftungsdüsen 21 und 22 zugegeben wird. Das Luft-Brennstoffgemisch wird aus der Mischkammer 18 für das Luft-Brennstoffgemisch durch die Düse 27 von dem fakuum, das in der Venturi-Düse 14 von dem normalen Betrieb des Motors erzeugt wird, in die Venturi-Düse 14 gesaugt. Daraus kann man erkennen, daß die Menge und das liuft*- Brennstoffverhältnis des Luft-Brennstoffgemischs, das in die Venturi-Düse 14 und dementsprechend in die Einlaßdurchführting

3098-42/0548

für den Vergaser gesaugt wird, bestimmt werden von den effektiven Querschnittflächen der Öffnungen 21a und 22a der Entlüftungsdüsen 21 und 22, den effektiven Querschnittflächen der Brennst off düsen 24 und 26, dem Vakuumniveau in der Venturi-Düse 14, und von der Höhendifferenz zwischen dem Auslaß 27a der Düse■ 27 und der Oberfläche des Brennstoffs 16a in der Schwimmerkammer 16 (die normalerweise konstant gehalten wird). Daraus kann man erkennen, daß man die Regelung des Luft-BrennstoffVerhältnisses des Luft-Brennstoffgemischs, das der Einlaßdurchführung 12 für den Vergaser zugeführt wird, erreichen kann, indem man wenigstens eine der Querschnittflächen der Öffnungen 21a und 22a-der Entlüftungsdüsen 21 bzw. 22 und der Brennstoffdüsen 24 und 26 variiert.

Ein Mechanismus zur Regelung des Luft-Brennstoffverhältnisses nach der vorliegenden Erfindung wird im folgenden als Beispiel beschrieben werden; er besteht aus einer Vorrichtung 30 zur Messung der Luftzufuhr, wie man in Fig. 1 sehen kann, die die Menge der aus der Umgebungsatmosphäre in die Entlüftungsdüse 21 eintretenden Luft regelt, indem sie die effektive Querschnittfläche an der Öffnung 21a der Entlüftungsdüse 21 variiert.

Die Vorrichtung 30 zur Messung der Luftzufuhr besteht im allgemeinen aus einer Ventilanordnung 31 zur Regelung der Luftströmung, die operativ über der öffnung 21a der Entlüftungsdüse 21 angeordnet ist, um die Luftmenge zu regeln, die in den Hauptdurchgang 19 für die Luftzufuhr eintritt, sowie aus einer elek-

309842/0548

trischen Betätigungsvorrichtung 32 zur Betätigung der Ventilanordnung 31 zur Regelung der Luftströmung. Die Ventilanordnung 3I zur Regelung der Luftströmung besteht aus einem Nadelventil 33, das eine kegelförmig zulaufende Spitze 33a hat, die in die Öffnung 21a vorsteht. Die kegelförmig zulaufende Spitze 33a tritt in Tätigkeit, um sich ganz oder teilweise in die Öffnung 21a zu - bewegen, und auf diese"Weise wird die effektive Querschnittfläche an der Öffnung 21a und dementsprechend die Luftmenge, die durch sie in den Hauptdurchgang 19 für die Luftzufuhr strömt, variiert. Die elektrische Betätigungsvorrichtung 32 besteht aus einem stationären Kern 34, der ein Gehäuse 35 bildet, das mit einem geeigneten Befestigungsmittel, wie z. B. wenigstens einer Schraube 34-a, an dem Vergasergehäuse 11 befestigt und in seinem Innern mit einem Paar von Solenoid-Spulen 3^b und 34-c versehen ist, die so angeordnet sind, daß sie einander gegenüberliegen; weiterhin enthält das Gehäuse 35 einen beweglichen Kern 36, der hin und her bewegbar mit einem Ende an dem Gehäuse befestigt ist. Der bewegliche Kern 36 ist an seinem anderen Ende mit dem Nadelventil 33 verbunden, um auf diese Weise hin und her bewegbar die kegelförmig zulaufende Spitze 33a des Nadelventils 33 als Reaktion auf eine in den Solenoid-Spulen 3^b und 34-c induzierte magnetische Kraft in die Öffnung 21a der Entlüftungsdüse 21 zu bewegen.

Man kann folgendes erkennen: Obwohl die Vorrichtung 30 zur Messung der Luftzufuhr an dem Vergasergehäuse 11 befestigt ist, um die effektive Querschnittfläche an der Öffnung 21a der Ent-

309842/0548

lüftungsdüse.21, die sich in den Hauptdurchgang 19 für die Luftzufuhr öffnet, zu variieren, kann sie auch.an dem Vergasergehäuse 11 befestigt werden, um die effektive Querschnittfläche an der Öffnung 22a der Entlüftungsdüse 22, die sich in den Ifilfsdurch-. gang 20 für die Luftzufuhr öffnet, zu variieren; auf diese Weise wird die in die Mischkammer 18 für das Luft-Brennstoffgemisch eintretende Luftmenge wirkungsvoll unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Betriebsbedingungen des Motors gemessen.

Weiterhin kann man erkennen, daß eine Vorrichtung 30 zur Messung der Luftzufuhr nach dieser Erfindung, wie sie oben beschrieben wurde, alternativ auch als Vorrichtung 3 o¹ zur Messung der Brennstoffzufuhr ausgebildet werden kann, die in diesem -ü'all so angeordnet wird, daß sie die effektive Querschnittfläche der Hilfsdüse 26 für den Brennstoff, die in dem Hilfsdurchgang 25 für die Brennstoffzufuhr angeordnet ist, variieren kann; auf diese Weise variiert die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 30' zur Messung der Brennstoffzufuhr die Brennstoffmenge, die als Reaktion auf unterschiedliche Arbeitsbedingungen des Motors der Mischkammer 18 für das Luft-Brennstoffgemisch zugeführt, wird.

Weiterhin kann man erkennen, daß eine Vorrichtung 30' zur Messung der Brennstoffzufuhr alternativ so angepaßt werden kann, daß sie die Hauptdüse 24 für den Brennstoff auf im wesentlichen gleiche Weise regelt, wie es oben unter Bezugnahme auf die Hilfsdüse 24 für den Brennstoff beschrieben wurde.

3 09842/0548

- ίο -

Me oben beschriebene Vorrichtung 30' zur Messung der Brennstoffzufuhr arbeitet und wirkt auf im wesentlichen ähnliche Weise wie die Vorrichtung 30 zur Messung der Luftzufuhr, die ebenfalls oben beschrieben wurde, so daß auf eine detaillierte Erklärung der Wirkungsweise der Vorrichtung 50' zur Messung der Brennstoffzufuhr verzichtet werden kann.

Um die Vorrichtung 30 zur Messung der Luftzufuhr und/oder die Vorrichtung 30' zur Messung der Brennstoffzufuhr als Reaktion auf alle Arbeitsbedingungen, des Motors wirkungsvoll regeln zu können, wird ein System zur Regelung der Zufuhr des Luft-Brennstoff gemische nach dieser Erfindung mit wenigstens einem Fühler 40 zur Erfassung der Motorgeschwindigkeit versehen, der aus einem Gerät 41 besteht, das mit einem Gerät 42 in Eingriff kommt, das fest an einer motorgetriebenen Welle 43 angeordnet ist, um. ein elektrisches Impulssignal für die Motorgeschwindigkeit zu erzeugen, das von einem Konverter 44 in ein elektrisches Analogsignal η für die Motorgeschwindigkeit umgewandelt wird; weiterhin enthält das System einen Fühler für die Motortemperatur 45, der z. B. aus einem Thermistor besteht, der an dem Vergasergehäuse 11 befestigt ist, um ein elektrisches Analogsignal t; für die Mbtortemperatur zu erzeugen, einen Fühler 46 für die Öffnung der Drosselklappe, der z. B. aus einem Potentiometer besteht, um ein elektrisches Analogsignal 0 für die öffnung der Drosselklappe zu erzeugen, und einen Fühler 48 für den atmophärischen Druck, der z. B. aus einem druckempfindlichen Element besteht,

309842/0548

um ein Analogsignal p_ für den atmosphärischen. Druck zu erzeugen. Die elektrischen Analogsignale n, t, θ und £ werden auf einen elektronischen Rechenschaltkreis 50 gegeben, der die Analogsignale n, t, 0 und p_ modifiziert und kombiniert und ein elektronisches Betätigungssignal S^ erzeugt, das ein optimales Luft-Brennstoff verhältnis für ein Luft-Brennstoffgemisch repräsentiert, das als Funktion der oben erwähnten, von den Fühlern festgestellten -Bedingungen äem Motor zugeführt wird. Das elektronische Betätigungssignal S^ wird auf einen elektronischen Regelschaltkreis 60 gegeben, der ein "elektronisches Betätigungssignal Sp erzeugt, das den Solenaid-Spulen 34b und 34c der Vorrichtung 30 zur Messung der Luftzufuhr und/oder der Vorrichtung 30' zur Messung der Brennstoffzufuhr zu deren Betätigung zugeführt wird·

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines elektronischen Rechenschaltkreises 50 und eines elektronischen Regelschaltkreises 60, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind. Der Rechenschaltkreis 50 umfaßt im allgemeinen vier Funktionsgeneratoren 51» 52, 53 und und einen Summiersehaltkfeis 55» Wenn der Funktionsgenerator 51 beim Betrieb ein Analogsignal η für die Motorgeschwindigkeit von dem Fühler 40 für die Motorgeschwindigkeit durch den Konverter erhält, erzeugt er ein elektronisches Funktionssignal f(n), das dann auf den Suramierschaltkreis 55 gegeben wird. Wenn der Funktionsgenerator 52 ein Analogsignal t für die Motortemperatur von dem Fühler 4-5 für die Motortemperatur erhält, erzeugt er auf ähnliche Weise ein elektronisches Funktionssignal f(t), das dann

309842/0548

auf den Summierschaltkreis 55 gegeben wird; wenn der Funktionsgenerator 53 ein Analogsignal θ für die öffnung der Drosselklappe von dem Fühler 46 für die Öffnung der Drosselklappe erhält, erzeugt er ein elektronisches Funktionssignal f(Q), das dann auf den Summierschaltkreis 55 gegeben wird; und wenn der Funktionsgenerator ein Analogsignal p_ für den atmosphärischen Druck von dem Fühler 48 für den atmosphärischen Druck erhält, erzeugt er ein elektronisches Funktionssignal f (p_), das dann auf den Summierschaltkreis 55 gegeben wird. Beim Empfang der Funktionssignale f(n), f (t), f(£) und f(p_) von den jeweiligen Funktionsgeneratoren 51, 52, 53 und 54 erzeugt der Summierschaltkreis 55 ein elektronisches Funktionssignal S^, das ein optimales Luft-Brennstoff verhältnis eines Luft-Brennstoffgemischs repräsentiert, das dem Verbrennungsmotor zugeführt wird. Das elektronische Funktionssignal S_xJ ist gleich einem elektronischen Funktionssignal f'(f), das man aus der folgenden Beziehung erhält: ' " .

S₁ = f'(f) = f(n) + f(t) + f(9) + f(p_)

Das elektronische Funktionssignal S^ wird dann dem elektronischen Regelschaltkreis 60 zugeführt, der ein elektronisches Betätigungssignal So erzeugt, das dann auf die Vorrichtung 30 zur Messung der Luftzufuhr und/oder die Vorrichtung 30' "zur Messung der Brennstoffzufuhr, wie in Fig. 1 dargestellt, gegeben wird.

Im folgenden wird auf die Fig. 3 bis 6 Bezug genommen, in denen die Beziehungen zwischen den elektrischen Analogsignalen

309842/0548

η, ί.» £ und ρ_, die auf die jeweiligen Funktionsgeneratoren 511 52, 53 und 54- gegeben werden, und den jeweiligen elektronischen Funktionssignalen f (n) _t f(t), f(Q) und f(2) dargestellt sind, die von den jeweiligen Funktionsgeneratoren erzeugt werden. .Fig. zeigt die Beziehung zwischen einem Analogsignal η für die Motorgeschwindigkeit und' einem elektronischen Funktionssignal f(η), das von dem Funktionsgenerator 51 als Reaktion darauf erzeugt wird. Das Analogsignal n, das von einer gestrichelten Linie repräsentiert wird, ist ein Signal, das von dem Konverter 44- als Reaktion auf den Empfang eines Impulssignals für die Motorgeschwindigkeit erzeugt wird, das von dem Fühler 4-0 für die Motorgeschwindigkeit kommt und die Motorgeschwindigkeit repräsentiert. Der Funktionsgenerator modifiziert das Analogsignal η für die Motorgeschwindigkeit, um ein elektronisches Funktionssignal f(n) zu erzeugen; ein Beispiel für dieses Signal wird von einer durchgezogenen Linie repräsentiert.

Fig. 4- zeigt die Beziehung zwischen einem Analogsignal t_ für die Motortemperatur und einem daraus erzeugten elektronischen Funktionssignal f(t,)· Das Analogsignal t für die Motortemperatur, das von einer gestrichelten Linie repräsentiert'wird, wird von dem Fühler 45 für die Motortemperatur dem Funktionsgenerator 52 zugeführt, der dann das elektronische Funktionssignal f(t) erzeugt; ein Beispiel für dieses Signal wird von einer durchgezogenen Linie repräsentiert. Das Funktionssignal f(t) repräsentiert ein optimales Luft-Brennstoffverhältnis eines Luft-Brennstoffgemische, das

309842/0548

als Reaktion auf die von dem Fühler festgestellte Motortemperatur dem Motor zugeführt wird. -

Pig. 5 zeigt die Beziehung zwischen einem Analogsignal θ für die Öffnung der Drosselklappe und einem daraus erzeugten elektronischen Funktionssignal f(6). Das Analogsignal Q für die Öffnung der Drosselklappe, das von einer gestrichelten Linie repräsentiert wird, wird von dem Fühler /+6 für die Öffnung der Drosselklappe dem Funktionsgenerator 53 zugeführt, der dann ein elektronisches Funktionssignal f(Q) erzeugt; ein Beispiel für dieses Signal ist als durchgezogene .uinie dargestellt. Das Funkt ions signal f(θ) repräsentiert ein optimales Luft-ßrennstoffverhältnis eines Luft-Brennstoff gemische, das als Reaktion auf die von dem !Fühler festgestellte Öffnung der Drosselklappe dem Motor zugeführt wird.

Fig. 6 zeigt die Beziehung zwischen einem Analogsignal p_ für den atmosphärischen Druck, das von einer gestrichelten Linie repräsentiert wird und von dem Fühler 4-8 für den atmosphärischen Druck dem Funktionsgenerator 54- zugeführt wird, der dann ein elektronisches Funkt ions signal f(p_) erzeugt; ein Beispiel für dieses Signal ist von einer durchgezogenen Linie dargestellt. Das Funktionssignal f(p_) repräsentiert ein optimales Luft-Brennstoffverhältnis eines Luft-Brennstoffgemischs, das als Reaktion auf den von dem Fühler festgestellten atmosphärischen Druck dem Motor zugeführt wird.

309842/0548

Beispiele für die nach der Erfindung verwendeten Schaltanordnungen der Funktionsgeneratoren sind in den Fig. 7 und 8 dargestellt. In Fig. 7 besteht der Funktionsgenerator im allge-

meinen aus einem Funktionsverstärker 56, wobei ein Widerstand 57 zwischen den Eingangs- und Ausgangsklemmen des Funktionsverstärkers 56 geschaltet ist, und einer Diode 58. Ein Funktionsgenerator dieses Aufbaus kann zur Erzeugung eines elektronischen Funktionssignals als Reaktion auf den Empfang eines Analogsignals η für die Motorgeschwindigkeit, eines Analogsignals t für die Motortemperatur oder eines Analogsignals θ für die Öffnung der Drosselklappe verwendet werden. Nach Fig. 8 besteht'ein Funktionsgenerator aus einem Funktionsverstärker 56· sowie einem Widerstand 57' und einer Diode 58', die elektrisch in-Serie miteinander zwischen den Eingangs- und Ausgangsklemmen des FunktionsVerstärkers 56' geschaltet sind. Ein Funktionsgenerator dieses Aufbaus kann zur Erzeugung eines elektronischen Funktionssignals als Reaktion auf den Empfang eines Analogsignals p_ für den atmosphärischen Druck verwendet werden.

- Wie oben erwähnt wurde, werden die von den Funktionsgeneratoren 51» 52, 53 und 54- erzeugten elektronischen "Funktionssignale f(n), f (;t), f (Θ) und f(p.) jeweils auf den Summier schaltkreis 55 gegeben, in dem die Funktionssignale kombiniert werden. Der Summierschaltkreis 55 erzeugt dann ein elektronisches Funktionssignal S,- = f*(f), wie in Fig. 9 dargestellt ist. Das Funktionssignal S^ wird dann auf den elektronischen Regelschaltkreis 60 ge-

309842/0548

geben, in dem das Signal zu einem elektronischen Betätigungssignal Sp umgewandelt wird. Das Betätigungssignal Sp wird dann der Vorrichtung 30 zur Messung der. Luftzufuhr und/oder der Vor- · richtung 3O¹ zur Messung der-Brennstoffzufuhr zu deren Betäti-' ■gung zugeführt, und zwar in der Weise, daß das Luft-Brennstoffverhältnis des Luft-Brennstoffgemischs, das dem Motor zugeführt wird, kontinuierlich als Reaktion auf die von den Fühlern erfaßte Kombination der Betriebsbedingungen des Motors auf einen optimalen Wert eingestellt wird.

Fig. 10 stellt eine weitere Ausführungsform eines elektronischen Rechenschaltkreises 50 und eines elektronischen Regelschal tkreises 60, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind, dar. Bei dieser Aüsführungsform empfängt ein Summierschaltkreis 55' ein elektrisches Zittersignal, wie z. B. ein Dreiecksignal, das von einem Generator für solche Signale (nicht dargestellt) erzeugt wird (ein Beispiel eines solchen Signals ist in Fig. 11 dargestellt), zusätzlich zu den Funktionssignalen f(n), f(t), f(£) und f(p_) und erzeugt ein elektronisches Funktionssignal S^ · , das gleich einem elektronischen Funktionssignal F'(f) ist^ ein Beispiel für ein solches Signal ist in Fig. 12 dargestellt. Das Funktionssignal F'(f) wird durch Kombination des Zittersignals Sd und

des Funktionssignals S- erzeugt, wie man Fig. 9 entnehmen kann. Das Funktionssignal F¹(f) wird auf einen elektronischen Regelschaltkreis 60' gegeben, der aus einer Vergleichsschaltung 61 besteht, der ein Bezugsspannungssignal S_R, wie man Fig. 12 entneh-

309 84 2/0548-

-V-

raen kann, von einem Generator (nicht dargestellt) für das Bezugsspannungssignal zugeführt wird; weiterhin enthält der Regelschaltkreis 60' einen Verstärker"62. Die Vergleichsschaltung 61 erzeugt als xieaktion auf das Bezugsspannungssignal S^ und das auf ihren Eingang gegebene Funktionssignal i"(f) ein elektrisches Impulsbreitensignal S , von dem in I'ig. I3 ein Beispiel dargestellt ist. Dieses Impulsbreitensignal S wird auf den Verstärker 62 gegeben, in dem es verstärkt wird. Das Ausgangssignal von dem Verstärker 62 ist ein elektronisches Betätigungssignal S'o» und es v/ird der Vorrichtung 30 zur Messung der Luftzufuhr und/oder der Vorrichtung 30' zur Messung der Brennstoffzufuhr zugeführt. Zum Beispiel wird die Vorrichtung 30 zur Messung der Luftzufuhr von dem Betätigungssignal S¹ρ auf eine solche ^weise in Betrieb gesetzt, daß die kegelförmig zulaufende Spitze 33a des Nadelventils in die öffnung 21a der Entlüftungsdüse 21 bewegt wird, um so vollständig oder teilweise die Öffnung 21a zu schließen, wenn das Betätigungssignal S'p zu Beginn eine positive Polarität hat oder sich in der Stellung "AN" befindet; die Spitze wird aus der öffnung 21a herausbewegt, wenn das Betätigungssignal S¹2 zu Beginn eine negative Polarität hat oder sich im Zustand "AUS" befindet, wie man Fig. 13 entnehmen kann. Auf diese V/eise kann man erkennen, daß der Teil der Zeit, in dem die öffnung 21a von der kegelförmig zulaufenden Spitze 33a des Nadelventils 33 verschlossen wird, von dem Teil der Zeit bestimmt wird, in dem das Betätigungssignal S' eine positive Polarität hat oder sich im Zustand "AN" befindet, und daß der Teil der Zeit,

309842/0548

in dem die Öffnung 21a bedeckt ist, und dementsprechend die Menge der in den Hauptdurchgang 19 für die Luftzufuhr eintretenden Luft, kontinuierlich variiert werden kann, indem man die Impuls-

breiten der Impulse des Betätigungssignals S¹ρ ändert.

Da die Breiten der Impulse des Betätigungssignals S¹^ ^von dem Bezugsspannungssignal S^ und dem Funktionssignal SU bestimmt werden, die wiederum von den von den i-'uhlern festgestellten Betriebsbedingungen des Motors bestimmt werden, kann man erkennen, daß diese Ausführungsform 1er vorliegenden Erfindung wirkungs-'voll einen Vergaser eines Verbrennungsmotors regelt, um unter allen Betriebsbedingungen des Motors ein optimales Luft-Brennstoffgemisch zu liefern, indem man abwechselnd eine Lufteinlaßöffnung des Vergasers in einem Verhältnis öffnet und schließt, das von den von den Fühlern festgestellten Betriebsbedingungen des Hotors bestimmt wird. .

Bei dieser Ausführungsform werden irgendwelche Probleme, die aufgrund von Reibung oder Hysterese in der Vorrichtung 30 zur Messung der Luftzufuhr und/oder der Vorrichtung 30' zur Messung der Brennstoffzufuhr jeweils auftreten könnten, wirkungsvoll eliminiert, indem man die Vorrichtung 30 zur Messung der Luftzufuhr und/oder die Vorrichtung 30·' zur Messung der Brennstoffzufuhr jeweils nach einem AN-AUS-Verfahren steuert.

Die hier erläuterte detaillierte Beschreibung von bevor-

3 09842/0548

zugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen nur dem Zweck, ihre Grundlagen zu erläutern; sie sollen nicht als Begrenzung oder Beschränkung der vorliegenden Erfindung verstan-

den werden, da für den 'Fachmann viele Modifikationen möglich' sind, ohne daß man den Umfang der vorliegenden Erfindung verläßt.

309842/0548

Claims

Patentansprüche

ίί·JVerbrennungsmotor mit Vorrichtungen zur Lieferung eines brennbaren Gemischs eines variablen Oxydationsmittel-Brennstoffverhältnisses in einer variablen geregelten Menge zum Motor, gekennzeichnet durch Fühler (4-0) zur Erfassung der Motorgeschwindigkeit und zur Urzeugung eines Analogsignals (n) für die Motorgeschwindigke'it, Fühler (4-5) ^zur Erfassung der Motortemperatur und zur Erzeugung eines Analogsignals (t) für die Motorteraperatur, Fühler (4-6) zur Erfassung der Stellung eines Hegelgliedes für die Strömung des brennbaren Gemischs und zur Erzeugung eines Analogsignals (Θ) für die Stellung des Regelgliedes, Fühler (4-8) zur Erfassung des atmosphärischen Umgebungs- drucks und zur Erzeugung eines Analogsignals (p_) für den atmosphärischen -öruck, einen elektronischen Rechenschaltkreis (50) zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangssignals, das als Reaktion auf wenigstens eins der Analogsignalte ein optimales Oxydationsmittel-Brennstof fverhältnis des brennbaren Gemischs repräsentiert, einen elektronischen Regelschaltkreis (60) zur Erzeugung eines elektrischen Betätigungssignals als Reaktion auf das elektrische Ausgangssignal, und durch Vorrichtungen (30, JO') zur Einstellung des Oxydationsmittel-Brennstoffverhältnisses des brennbaren Gemischs, das als Reaktion auf das elektrische Betätigungssignal dem Motor zugeführt wird, auf einen optimalen Wert.

309842/0548
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Rechenschaltkreis (50) wenigstens einen Funktionsgenerator (51» 52, 53» 5*0 umfaßt, der auf wenigstens eines der Analogsignale anspricht, um wenigstens ein elektronisches Funktionssignal zu erzeugen, sowie"weiterhin einen Summierschaltkreis (55) enthält, der auf wenigstens ein elektronisches Funktionssignal anspricht, um das elektrische Ausgangssignal zu erzeugen, das das optimale Oxydationsmittel-Brennstoffverhältnis des brennbaren Gemische repräsentiert.

•3. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Regelschaltkreis (60) einen Verstärker zur Verstärkung des elektrischen Ausgangssignals von dem Summierschaltkreis (55) enthält, um das elektrische Betätigungssignal zu erzeugen.

4-. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Lieferung eines brennbaren Gemische in einer variablen geregelten Menge zum Motor einen Vergaser (10) des Motors und eine Drosselklappe (13)» deren Stellung "von Hand" variiert wird, sowie weiterhin wenigstens einen Durchgang (23) für die Brennstoffzufuhr, der mit .Einrichtungen zur Strömungsregelung ausgestattet ist, und wenigstens einen Durchgang (19) für die Luftzufuhr umfaßt, wobei die'beiden Durchgänge mit dem Vergaser oberhalb der Drosselklappe (13) in Verbindung stehen.

309842/0548

5· Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorr-ichtungen (30, 30¹O zur Einstellung eines optimalen Wertes des Oxydationsmittel-Brennstoffverhältnisses des trennbaren Geraischs wenigstens einen Hilfsdurchgang (25) für die Brennstoffzufuhr umfaßt, der die Einrichtungen zur Strömungsregelung von wenigstens einem Durchgang für die Brennstoffzufuhr umgeht, wobei Meßgeräte für die Brennstoff-Strömung in dem Hilfsdurchgang (25) für die Brennstoffzufuhr parallel' mit den Einrichtungen zur Strömungsregelung angeordnet und so ausgelegt sind, daß sie die Brennstoffströmung durch den Hilfsdurchgang (25) für die Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit von dem elektrischen -^etätigungssignal messen, und daß die Vorrichtungen weiterhin wenigstens einen Hilfsdurchgang (20) für die Luftzufuhr mit einer Entlüftiingsdüse (22) umfassen, die mit der Umgebungsluft in Verbindung steht, um dem Vergaser Luft zuzuführen, wobei ein Ventil zur Regelung der Luftströmung so angeordnet ist, daß es die Luftströmung durch die Entlüftungsdüse (22) und den Hilfsdurchgang (20) für die Luftzufuhr in Abhängigkeit von. dem elektrischen Betätigungssignal messen kann.

6· Verbrennungsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Surami erschaltkr eis (55) des elektronischen Rechenschaltkreises (50) weiterhin auf ein Zittersignal anspricht, um ein elektronisches Funktionssignal zu erzeugen, und daß der elektronische Regelschaltkreis (60) weiterhin eine Vergleichsschaltung (61) umfaßt, die so ausgelegt ist, daß sie

309842/0548

auf ein Bezugsspannungssignal und' auf das elektronische !«"unktionssignal von dem Summierschaltkreis (55) anspricht, um ein Impulsbreitensignal zu erzeugen, daß in dem Verstärker verstärkt wird, um ein elektrisches Betätigungssignal zu erzeugen.

309842/0548