DE2612120A1 - CONTROL SYSTEM FOR MIXTURE CONTROL OF A COMBUSTION ENGINE - Google Patents
CONTROL SYSTEM FOR MIXTURE CONTROL OF A COMBUSTION ENGINEInfo
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Description
PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKERPATENT ADVOCATES A. GRÜNECKER
DlPL-ING.DlPL-ING.
H. KlNKELDEYH. KlNKELDEY
DR-INQ.DR-INQ.
W. STOCKMAIRW. STOCKMAIR
9 R 1 9 1 9 Π DR-INO.9 R 1 9 1 9 Π DR-INO.
Z 0 I £ I £ U K SCHUMANNZ 0 I £ I £ U K SCHUMANN
P. H. JAKOBP. H. JAKOB
G. BEZOLDG. BEZOLD
MÜNCHEN E. K. WEILMUNICH E. K. WEIL
LINDAULINDAU
8 MÜNCHEN 228 MUNICH 22
22. März 1976 P 10 189March 22, 1976 P 10 189
Mssan Motor Company, LimitedMssan Motor Company, Limited
Ho. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku, Yokohama City, JapanHo. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan
Regelsystem zur Gemischregelung einer BrennkraftmaschineControl system for regulating the mixture of an internal combustion engine
Die Erfindung betrifft ein Regelsystem zur Einstellung des Luft/Kraftstoffverhältnisses eines einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine zugeführten Luft-Kraftstoffgemisches auf ein bestimmtes Verhältnis. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Regelsystem der vorgenannten Art, welches mit einem elektromagnetischen Ventil ausgestattet ist, das intermittierend mit einer konstanten Frequenz jedesmal für eine unterschiedliche Zeitperiode geöffnet wird, um die in das Ansaugsystem geförderte Kraftstoffmenge oder Luftmenge in Abhängigkeit von einem Steuersignal zu verändern, welches von einem die Gaskonzentration im Abgassystem messenden Sensor erzeugt wird.The invention relates to a control system for setting the air / fuel ratio of a multi-cylinder internal combustion engine supplied air-fuel mixture to a certain ratio. The invention relates to in particular a control system of the aforementioned type, which is equipped with an electromagnetic valve which opens intermittently at a constant frequency each time for a different period of time is to determine the amount of fuel or air delivered into the intake system as a function of a control signal to change which is generated by a sensor measuring the gas concentration in the exhaust system.
Eine der grundsätzlichen Anforderungen an Brennkraftma-One of the basic requirements for internal combustion
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schinen besteht darin, den größten Teil der schädlichen Abgaskomponenten dadurch zu beseitigen oder wenigstens zu verringern, daß das Luft/Kraftstoffverhältnis eines der Brennkraftmaschine zugeleiteten Luft-Kraftstoffgemisches möglichst genau auf einem bestimmten Wert gehalten wird. Es ist jedoch ziemlich schwierig, das Luft/Kraftstoff verhältnis exakt auf einem konstanten Wert zu halten, wenn das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine nicht mit einem rückkoppelnden Regelkreis ausgestattet ist, da das Luft/Kraftstoffverhältnis durch die physikalischen Eigenschaften von Luft und Kraftstoff, wie z.B. die Dichte und die Viskosität, beeinflußt wird, wobei diese physikalischen Eigenschaften von dem atmosphärischen Druck, der Umgebungstemperatur und der Kraftstofftemperatur abhängen.machinery consists of most of the harmful To eliminate exhaust gas components or at least reduce the air / fuel ratio of a the internal combustion engine supplied air-fuel mixture is kept as precisely as possible at a certain value. However, it is quite difficult to get the air / fuel keep the ratio exactly at a constant value when the intake system of the internal combustion engine is not with is equipped with a feedback control loop, since the air / fuel ratio is determined by the physical properties is influenced by air and fuel, such as density and viscosity, these being physical Properties depend on the atmospheric pressure, the ambient temperature and the fuel temperature.
Eine Veränderung des Luft/Kraftstoffverhältnisses führt nicht nur zu Veränderungen der Konzentrationen von HC, CO und NOx im Abgas, sondern beeinflußt auch die Leistung eines in das Abgassystem eingebauten thermischen Reaktors oder katalytischen Konverters.A change in the air / fuel ratio not only leads to changes in the concentrations of HC, CO and NOx in exhaust gas, but also affects the performance of a thermal reactor built into the exhaust system or catalytic converter.
Es wurden bisher verschiedene rückkoppelnde Regelsysteme vorgeschlagen, die zur Regelung des Luft/KraftstoffVerhältnisses mit großer Genauigkeit bestimmt sind. Bei diesen Systemen wird das tatsächlich vorhandene Luft/Kraftstoffverhältnis eines in die Brennkammern der Brennkraftmaschine eingesaugten Luft-Kraftstoffgemisches mit Hilfe eines die Gaskonzentration messenden Sensors erfaßt, welcher ein Ausgangssignal veränderlicher Spannung erzeugen kann, das die Konzentration einer bestimmten Abgaskomponente, wie z.B. von O2, CO, CO2, HC oder NOx wiedergibt, da die wiedergegebene Konzentration von dem tatsächlichen Luf t/Kr afts tof fverhältnis des Luft-Kraftstoffgemisches abhängig ist. EinVarious feedback control systems have hitherto been proposed which are intended to control the air / fuel ratio with great accuracy. In these systems, the actually existing air / fuel ratio of an air / fuel mixture sucked into the combustion chambers of the internal combustion engine is detected with the aid of a sensor measuring the gas concentration, which can generate an output signal of variable voltage that shows the concentration of a specific exhaust gas component, such as O 2 , CO, CO 2 , HC or NOx, since the concentration shown is dependent on the actual air / force ratio of the air-fuel mixture. A
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typisches Ausführungsbeispiel für ein Regelsystem der vorbeschriebenen Art in den Pig.1 bis 3 dargestellt, worauf später noch eingegangen wird.typical embodiment for a control system of the above Art shown in Pig. 1 to 3, which will be discussed later.
Die Erfindung ist darauf gerichtet, ein Regelsystem zur Einstellung eines Luft/Kraftstoffverhältnisses gemäß der vorgenannten Art zu schaffen, welches für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine verwendbar ist und ein elektromagnetisches Ventils des Ein-Aus-Typs aufweist, das mit einer unveränderlichen Frequenz betätigt wird, die mit der Ansaugfrequenz jedes Zylinders der Brennkraftmaschine bei üblichen Drehzahlen der Brennkraftmaschine nicht zusammenfällt. The invention is directed to a control system for adjusting an air / fuel ratio according to FIG To create the aforementioned type, which can be used for a multi-cylinder internal combustion engine and an electromagnetic one Has valve of the on-off type, which is operated at a constant frequency that is the suction frequency each cylinder of the internal combustion engine does not collapse at normal engine speeds.
Die Erfindung ist ferner darauf gerichtet, ein Regelsystem zur Einstellung eines Luft/Kraftstoffverhältnisses gemäß der vorbeschriebenen Art zu schaffen, bei welchem die Betriebsfrequenz des elektromagnetischen Ventils derart gewählt ist, daß diese Betriebsfrequenz nicht mit der Arisaugfrequenz irgendeines Zylinders der Brennkraftmaschine unabhängig von der Drehzahl der Brennkraftmaschine zusammenfällt.The invention is also directed to a control system for setting an air / fuel ratio according to of the type described above, in which the operating frequency of the electromagnetic valve is chosen so that this operating frequency does not coincide with the suction frequency any cylinder of the internal combustion engine coincides regardless of the engine speed.
Die Erfindung besteht darin, daß ein Zusatzkanal vorgesehen ist, über welchen eine Komponente des Luft-Kraftstoff gemisches dem Ansaugsystem der Brennkraftmaschine zuführbar ist, um die dem Ansaugsystem zugeführte Gesamtluftmenge relativ zu der dem Ansaugsystem zugeführten Gesamtkraftstoffmenge zu verändern, daß in dem Abgassystem der Brennkraftmaschine ein Abgassensor angeordnet ist, welcher die Konzentration einer bestimmten Abgaskomponente mißt und in Abhängigkeit von der gemessenen Konzentration ein elektrisches Signal abgibt, wobei die Konzentration von dem Luft/Kraftstoffverhältnis des in den Zylindern der Brennkraftmaschine verbrannten Luft-Kraftstoffgemisches abhängt, daß eine SteuereinrichtungThe invention consists in that an additional channel is provided through which a component of the air-fuel mixture the intake system of the internal combustion engine can be supplied to the total amount of air supplied to the intake system relative to change the total amount of fuel supplied to the intake system that in the exhaust system of the internal combustion engine an exhaust gas sensor is arranged, which measures the concentration of a specific exhaust gas component and as a function emits an electrical signal from the measured concentration, the concentration from the air / fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the cylinders of the internal combustion engine depends on a control device
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vorgesehen ist, welche elektrische Impulse mit einer konstanten Frequenz erzeugt, wobei die Impulsbreite individuell in Abhängigkeit von dem von dem Abgassensor abgegebenen elektrischen Signal verändert wird, daß ein elektromagnetisches Ventil des Ein-Aus-Typs vorgesehen ist, welches die Einströmung der einen Komponente des Luft-Kraftstoffgemisches in den Zusatzkanal zuläßt oder unterbricht, indem das elektromagnetische Ventil entweder nur den Öffnungszustand oder den Schließzustand einnimmt, wenn die jeweiligen Impulse am Ventil anliegen, und daß die konstante Frequenz derart gewählt ist, daß sie nicht mit irgendeiner Frequenz, mit welcher die Ansaughübe eines jeden Zylinders der Brennkraftmaschine bei einer beliebigen Drehzahl im normalen Fahrbereich stattfinden, übereinstimmt.is provided which generates electrical pulses with a constant frequency, the pulse width being individual is changed as a function of the electrical signal emitted by the exhaust gas sensor that an electromagnetic Valve of the on-off type is provided, which the inflow of one component of the air-fuel mixture in the additional channel allows or interrupts by the electromagnetic valve either only the opening state or assumes the closed state when the respective pulses are applied to the valve, and that the constant frequency is such is chosen so that it does not have any frequency with which the intake strokes of each cylinder of the internal combustion engine take place at any speed in the normal driving range.
Die konstante Frequenz, mit welcher das elektromagnetische Ventil gesteuert wird, ist vorzugsweise größer als eine Frequenz, mit welcher die Ansaughübe eines jeden Zylinders stattfinden, wenn die Brennkraftmaschine mit der höchsten Drehzahl im normalen Fahrbereich fährt, und ist vorzugsweise sogar höher als eine Frequenz, mit welcher die Ansaughübe stattfinden, wenn die Brennkraftmaschine mit ihrer maximalen Drehzahl läuft.The constant frequency with which the electromagnetic valve is controlled is preferably greater than a frequency with which the intake strokes of each cylinder take place when the internal combustion engine is at its highest Speed runs in the normal driving range, and is preferably even higher than a frequency with which the intake strokes take place when the internal combustion engine is running at its maximum speed.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:Further features, details and advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments based on the drawing. Show in it:
Fig.1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Regelsystems zur Einstellung des Luft/Kraftstoff Verhältnisses, welches bei einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine Verwendung findet, die mit einem Vergaser ausgestattet ist;1 shows a schematic representation of an inventive Control system for setting the air / fuel ratio, which is used in a multi-cylinder internal combustion engine Is used, which is equipped with a carburetor;
Fig.2 ein Blockschaltbild des Regelkreises des erfindungsgemäßen Regelsystems gemäß Fig.1;2 shows a block diagram of the control loop of the invention Control system according to Figure 1;
Fig.3 eine schematische Darstellung des Ansaugsystems der in der Fig.1 dargestellten Brennkraftmaschine;3 shows a schematic representation of the intake system of internal combustion engine shown in FIG.
Fig.4 schematische Diagramme, welche die Änderungen in der Arbeitsweise des in der Fig.1 dargestellten Regelsystems im Hinblick auf die einzelnen Zylinder der in der Fig.1 gezeigten Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von Änderungen der Drehzahl wiedergeben, wenn ein elektromagnetisches Ventil des Regelsystems mit einer spezifischen Frequenz intermittierend geöffnet wird, undFig. 4 schematic diagrams showing the changes in the Operation of the control system shown in FIG. 1 with regard to the individual cylinders of the in the internal combustion engine shown in FIG. 1 as a function of changes in speed, if an electromagnetic valve of the control system is intermittently opened at a specific frequency will, and
Fig. 5Fig. 5
und 6 ähnliche Diagramme, die zwei Fälle wiedergeben, .bei welchen das gleiche elektromagnetische Ventil jeweils mit unterschiedlichen Frequenzen arbeitet.and FIG. 6 is similar diagrams showing two cases which the same electromagnetic valve works at different frequencies.
In der Fig.1 ist eine herkömmliche Vierzylinder-Brennkraftmaschine 10 dargestellt, die in an sich bekannter Weise mit einem Vergaser 12, einem Einlaßrohr 14 und einem Auslaßrohr oder Auspuff 16 ausgestattet ist. Der Vergaser 12 besitztIn Fig.1 is a conventional four-cylinder internal combustion engine 10 shown, which in a known manner with a carburetor 12, an inlet pipe 14 and an outlet pipe or exhaust 16 is equipped. The carburetor 12 has
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eine Schwimmerkammer 18, einen Kraftstoffhauptkanal 20 und eine im Bereich eines Hauptventuriabschnittes 26 in ein Ansaugrohr 24 einmündende Kraftstoffhauptdüse 22. Die Luft wird in an sich bekannter Weise durch einen Hauptluftkanal 28 in ein Haupttauchrohr 20a des Kraftstoffhauptkanales 2O eingeleitet. Mit dem Bezugszeichen 30 ist eine Hauptdrosselklappe bezeichnet.a float chamber 18, a main fuel passage 20 and one in the area of a main venturi section 26 into an intake pipe 24 emptying main fuel nozzle 22. The air is in a manner known per se through a main air duct 28 into a main immersion pipe 20a of the main fuel channel 2O initiated. Reference numeral 30 denotes a main throttle valve.
Das in der Fig.1 dargestellte Regelsystem zur Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses ist ein typisches Ausführungsbeispiel der bisher vorgeschlagenen Regelsysteme und weist einen Zusatz luftkanal 32 auf, der in den Haupt luftkanal 28 einmündet, sowie ein elektromagnetisches Ventil 34, welches dafür sorgt, daß Luft aus der Atmosphäre in den Zusatzluftkanal 32 einströmen kann, wenn das elektromagnetische Ventil 34 geöffnet ist, oder daß der Zusatzluftkanal durch das Ventil verschlossen ist. In dem Auslaßrohr 16 befindet sich ein Abgassensor 36, der in Abhängigkeit von der Konzentration einer bestimmten Abgaskomponente ein elektrisches Signal erzeugt, durch welches das elektromagnetische Ventil 34 über einen elektronischen Steuerkreis 38 gesteuert wird. Das elektromagnetische Ventil 34 ist ein Ventil des Ein-Aus-Typs, wie z.B. ein Magnetventil, so daß^die Luft nur in den Zusatzluftkanal 32 gelangen kann, wenn das elektromagnetische Ventil 34 seinen öffnungszustand einnimmt, das heißt die Einstellung. Der Abgassensor 36 besteht aus einem Sauerstoffsensor des KonzentrationszeIlentyps (concentration cell type) mit einem lonenleitenden Feststoff-Elektrolyten. Der Steuerkreis 38 erzeugt kontinuierlich rechteckige Impulse mit einer konstanten Frequenz, so daß das elektromagnetische Ventil jedesmal dann geöffnet wird, wenn jeweils einer dieser Impulse am Ventil anliegt.The control system shown in Figure 1 for controlling the Air / fuel ratio is a typical embodiment of the previously proposed control systems and has an additional air duct 32 which is in the main air duct 28 opens, as well as an electromagnetic valve 34, which ensures that air from the atmosphere into the additional air duct 32 can flow in when the electromagnetic valve 34 is open, or that the additional air channel through the valve is locked. In the outlet pipe 16 there is an exhaust gas sensor 36, which is dependent on the concentration a certain exhaust gas component generates an electrical signal through which the electromagnetic valve 34 over an electronic control circuit 38 is controlled. The electromagnetic valve 34 is an on-off type valve, such as a solenoid valve, so that ^ the air can only get into the additional air duct 32 when the electromagnetic Valve 34 assumes its open state, that is, the setting. The exhaust gas sensor 36 consists of an oxygen sensor of the concentration cell type with an ion-conducting solid electrolyte. The control circuit 38 continuously generates square pulses at a constant frequency so that the electromagnetic valve is opened every time one of these impulses is applied to the valve.
Wenn sich das elektromagnetische Ventil 34 in seiner öffnungs-When the electromagnetic valve 34 is in its opening
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stellung oder Ein-Stellung befindet, dann wird die durch die Kraftstoffhauptdüse 22 in das Ansaugrohr 24 einströmende Kraftstoff menge verringert, da die dem Kraftstoffhauptkanal 20 zugeführte Luftmenge vergrößert wird. Infolgedessen fördert der Vergaser 12 wechselweise ein relativ fettes Luft-Kraftstoffgemisch bzw. ein relativ mageres Luft-Kraftstoff gemisch in das Einlaßrohr 14. Da die wechselweise Förderung von fetten und mageren Gemischen sich mit einer beachtlich hohen Frequenz wiederholt, wird den Brennkammern der Brennkraftmaschine 10 ein Gemisch mit einem bestimmten Luft/Kraftstoffverhältnis zugeleitet, welches sich als Durchschnittsverhältnis aus den Luft/Kraftstoffverhältnissen der fetten und mageren Gemische ergibt. Bei diesem Regelsystem wird das Luft/Kraftstoffverhältnis der Brennkraftmaschine 10 dadurch gesteuert, daß die Dauer oder Breite der einzelnen zum öffnen des elektromagnetischen Ventils 34 dienenden Impulse durch eine Veränderung der Größe der von dem Abgassensor 36 abgegebenen Spannung verändert wird. Da die Impulse mit einer konstanten Frequenz erzeugt werden, bedeutet eine Änderung der Breite der einzelnen Impulse eine Änderung in dem Verhältnis der Breite eines einzelnen Impulses zum zwischen dem entsprechenden Impuls und dem nächsten Impuls liegenden Intervall.position or on position, then the through the main fuel nozzle 22 into the intake pipe 24 is reduced amount of fuel flowing into the main fuel passage 20 supplied amount of air is increased. As a result, the carburetor 12 alternately promotes a relative rich air-fuel mixture or a relatively lean air-fuel mixture into the inlet pipe 14. Since the alternating conveyance of rich and lean mixtures can be achieved with one Repeated considerably high frequency, the combustion chambers of the internal combustion engine 10 is a mixture with a certain Air / fuel ratio supplied, which turns out to be the average ratio from the air / fuel ratios of the rich and lean mixtures. With this rule system becomes the air / fuel ratio of the internal combustion engine 10 controlled in that the duration or width of the individual to open the electromagnetic valve 34 is used Pulses is changed by changing the size of the voltage output by the exhaust gas sensor 36. Because the impulses are generated at a constant frequency, a change in the width of the individual pulses means a change in the ratio of the width of a single pulse to that between the corresponding pulse and the next pulse lying interval.
Die Fig.2 zeigt beispielsweise ein Blockschaltbild für den Steuerkreis 38, mit welchem solche Impulse veränderter Breite hergestellt werden. Dieser Steuerkreis 38 umfaßt einen Verstärker 40 zur Verstärkung der Ausgangssignale des Abgassensors 36, einen Komparator 42 zum Vergleich des verstärkten Ausgangssignals mit einer Bezugsspannung, einen Oszillator 44, welcher eine kontinuierliche Öreieckwelle einer bestimmten Frequenz erzeugt, einen PI-Steuerverstärker 46 (proportional und integral) zur Steuerung des von dem Komparator 42 abgegebenen Ausgangssignals und einen Impulsgenerator 48,2 shows, for example, a block diagram for the Control circuit 38 with which such pulses of varied width are produced. This control circuit 38 includes a Amplifier 40 for amplifying the output signals of the exhaust gas sensor 36, a comparator 42 for comparing the amplified output signal with a reference voltage, an oscillator 44, which generates a continuous triangular wave of a certain frequency, a PI control amplifier 46 (proportional and integral) for controlling the output signal emitted by the comparator 42 and a pulse generator 48,
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welcher rechteckige Impulse mit einer frequenz erzeugt, die der Frequenz der Dreieckwelle entspricht. Wenn die vom Abgassensor 36 abgegebene Aus gangs spannung von der Bezugsspannung abweicht, wodurch z.B. angezeigt wird, daß das tatsächlich vorhandene Luft/Kraftstoffverhältnis in der Brennkraftmaschine 10 unter dem vorgesehenen Verhältnis liegt, dann nimmt die Amplitude des Ausgangssignals des PI-Steuerverstärkers 46 zunehmend ab, wie dies z.B. durch die Skizze (B) in Fig.2 im Vergleich zu einer schematischen Darstellung der Wellenform des Ausgangssignals des Abgassensors 36 durch die Skizze (A) in Fig.2 angegeben ist. Der Oszillator 44 erzeugt eine ununterbrochene konstante dreieckige Welle mit einer konstanten Frequenz, die durch die Skizze (C) angedeutet ist, jedoch nimmt die Breite der einzelnen Impulse des Impulsgenerators 48 unterschiedlich ab, wie dies durch die Skizze (D) gezeigt ist, wenn die Amplitude des Ausgangssignals des PI-Steuerverstärkers 46 weiter abnimmt. Diese rechteckigen Impulse werden gewöhnlich dem elektromagnetischen Ventil 34 über einen Verstärker 50 zugeführt. Es wurde nun festgestellt, daß die Frequenz, mit welcher das elektromagnetische Ventil 34 intermittierend geöffnet wird, bei dem in der Fig.! dargestellten Regelsystem zur Regelung des Luft/KraftstoffVerhältnisses derart gewählt werden sollte, daß die maximale Betriebsdrehzahl und eine mittlere Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 Berücksichtigung finden. Im Prinzip sollte die Frequenz so groß wie möglich gewählt werden, damit eine genaue Regelung des Luft/Kraftstoffverhältnisses erzielt wird. Aus praktischen Erwägungen kann die Frequenz jedoch nicht unbegrenzt vergrößert werden, wie dies erwünscht wäre, da das elektromagnetische Ventil 34 nur eine begrenzte Empfindlichkeit und/oder Lebensdauer aufweist. Es ist sehr schwierig, diese Frequenz wesentlich über die maximale Betriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine 10 anzuheben.which generates square pulses with a frequency that corresponds to the frequency of the triangle wave. If the output voltage emitted by the exhaust gas sensor 36 deviates from the reference voltage, which indicates, for example, that the air / fuel ratio actually present in the internal combustion engine 10 is below the intended ratio, then the amplitude of the output signal of the PI control amplifier 46 increasingly decreases, as indicated, for example, by the sketch (B) in FIG. 2 in comparison to a schematic representation of the waveform of the output signal of the exhaust gas sensor 36 by the sketch (A) in FIG. The oscillator 44 generates an uninterrupted constant triangular wave with a constant frequency, which is indicated by the sketch (C), but the width of the individual pulses of the pulse generator 48 decreases differently, as shown by the sketch (D) when the The amplitude of the output signal of the PI control amplifier 46 continues to decrease. These square pulses are usually supplied to the electromagnetic valve 34 via an amplifier 50. It has now been found that the frequency with which the electromagnetic valve 34 is opened intermittently, at the in the Fig.! The control system shown for regulating the air / fuel ratio should be selected in such a way that the maximum operating speed and an average speed of the internal combustion engine 10 are taken into account. In principle, the frequency should be selected as high as possible so that precise control of the air / fuel ratio is achieved. For practical reasons, however, the frequency cannot be increased indefinitely, as would be desirable, since the electromagnetic valve 34 has only a limited sensitivity and / or service life. It is very difficult to increase this frequency significantly above the maximum operating speed of the internal combustion engine 10.
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Wenn die Frequenz der Bewegungen des elektromagnetischen Ventils 34 in einem bestimmten Verhältnis zu einer Frequenz steht, bei welcher der jeweilige Ansaughub in jedem Zylinder der Brennkraftmaschine 10 stattfindet, dann werden einige bestimmte Zylinder mit großer Wahrscheinlichkeit immer mit einem der in beabsichtigter Weise hergestellten fetten und mageren Gemische versorgt, während die übrigen Zylinder mit dem anderen Gemisch versorgt werden. Dieses Phänomen führt dazu, daß zwei unterschiedlich zusammengesetzte Abgase wechselweise von der Brennkraftmaschine 10 in das Auslaßrohr ausgestoßen werden. Das von dem Abgassensor 36 abgegebene Ausgangssignal wiederholt sich daher mit sehr großer Frequenz und nimmt beachtlich stark zu und ab, und die Schwankungen des Luft/Kraftstoffverhältnisses sind nicht auf einen gewünschten engen Bereich beschränkt, was bei der Verwendung des in der Fig.1 gezeigten Regelsystems zur Regelung des Luft/ KraftstoffVerhältnisses erwartet wird.When the frequency of the movements of the electromagnetic valve 34 is in a certain proportion to a frequency stands at which the respective intake stroke takes place in each cylinder of the internal combustion engine 10, then some certain cylinders have a high probability of always having one of the intentionally manufactured grease and lean mixtures are supplied, while the remaining cylinders are supplied with the other mixture. This phenomenon leads to the fact that two differently composed exhaust gases alternately are discharged from the internal combustion engine 10 into the exhaust pipe. The output from the exhaust gas sensor 36 The output signal is therefore repeated at a very high frequency and increases and decreases considerably, and the fluctuations of the air / fuel ratio are not limited to a desired narrow range in use of the control system shown in FIG. 1 for controlling the air / fuel ratio is expected.
Das Wesen der Erfindung besteht nun in der Begrenzung der Betriebsfrequenz des elektromagnetischen Ventils 34 bei einem an sich bekannten Regelsystem zur Einstellung des Luft/Kraftstoffverhältnisses, wobei die Begrenzung in Abhängigkeit von der Ansaugfrequenz jedes Zylinders der,Brennkraftmaschine 10 erfolgt. Die Ansaugfrequenz ist von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und der Anzahl der Zylinder abhängig. Infolgedessen unterscheidet sich ein Regelsystem gemäß der Erfindung in der allgemeinen Konstruktion nicht von den bisher vorgeschlagenen Regelsystemen zur Einstellung des Luft/Kraftstoff Verhältnisses, welche ein elektromagnetisches Ventil zur intermittierenden Veränderung des Luft/Kraftstoffverhältnisses eines der Brennkraftmaschine zugeführten Luft-Kraftstoffgemisches aufweisen. Das in der Fig.1 dargestellte Regelsystem ist lediglich ein Ausführungs.-beispiel bekannter Systeme, bei welchem die Erfindung anwend-The essence of the invention now consists in limiting the operating frequency of the electromagnetic valve 34 a known control system for setting the air / fuel ratio, the limitation as a function on the intake frequency of each cylinder of the internal combustion engine 10 takes place. The intake frequency depends on the speed of the internal combustion engine and the number of cylinders addicted. As a result, a control system according to the invention does not differ in general construction of the previously proposed control systems for setting the air / fuel ratio, which an electromagnetic Valve for intermittently changing the air / fuel ratio of an internal combustion engine Have supplied air-fuel mixture. That in the The control system shown in FIG. 1 is only an exemplary embodiment known systems in which the invention applies
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bar ist. Selbstverständlich könnte das elektromagnetische Ventil 34 auch dazu verwendet werden, die Kraftstoffzufuhr durch einen Zusatzkraftstoffkanal zu steuern, anstatt die Lufteinleitung in den Kraftstoffhauptkanal 20 zu regeln. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung könnte durch die Betätigung des elektromagnetischen Ventils 34 entweder Zusatzluft oder Kraftstoff einem stromab von der Drosselklappe 30 gelegenen Abschnitt des Ansaugrohres 24 zugeführt werden. Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Regelsystems braucht lediglich der Oszillator 44 der bekannten Regelsysteme abgeändert zu werden.is cash. Of course, the electromagnetic valve 34 could also be used to supply fuel to be controlled by an additional fuel duct instead of regulating the introduction of air into the main fuel duct 20. In a further advantageous embodiment, either additional air could be activated by actuating the electromagnetic valve 34 or fuel is supplied to a portion of the intake pipe 24 located downstream of the throttle valve 30 will. To implement the control system according to the invention, only the oscillator 44 of the known control systems is required to be modified.
Für die nachfolgende Beschreibung des Verhältnisses zwischen der Betriebsfrequenz des elektromagnetischen Ventiles 34 gemäß Fig.1 und der Ansaugfrequenz jedes Zylinders der Brennkraftmaschine 10 gemäß den in den Fig.4 bis 6 dargestellten Diagrammen sei angenommen, daß die Brennkraftmaschine 10 von einer Vierzylinder-Maschine gebildet ist und daß das Einlaßrohr 14 vier Abzweigungen B1 bis B4 besitzt, wie dies in der Fig.3 gezeigt ist. Die Indizes 1 bis 4 der Abzweigungen B1 bis B4 geben die Zylinder Nr. 1 bis Nr. 4 der Brennkraftmaschine 10 entsprechend wieder. Die schematische > Darstellung gemäß Fig.3 läßt erkennen, daß die Abzweigungen B1 bis B4 in zwei Gruppen unterteilt sind, wobei eine Gruppe von den beiden Abzweigungen B^ und B2 gebildet ist, während die andere Gruppe von den beiden Abzweigungen B3 und B4 gebildet ist, und es ist ferner zu erkennen, daß die beiden Abzweigungen (z. B. B.. und B2) jeder Gruppe von einem gemeinsamen Kanal ausgehen und dicht nebeneinander angeordnet sind. Die vier Zylinder Nr. 1 bis Nr. 4 dieser Brennkraftmaschine werden in der Folge 2-1-3-4 gezündet. Die maximale Betriebsdrehzahl und die Leerlaufdrehzahl· der Brennkraftmaschine 10 sei 6000 u/min bzw. 750 u/min. Jedes der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Diagramme zeigt einen besonderen Fall,For the following description of the relationship between the operating frequency of the electromagnetic valve 34 according to FIG. 1 and the suction frequency of each cylinder of the internal combustion engine 10 according to the diagrams shown in FIGS. 4 to 6, it is assumed that the internal combustion engine 10 is formed by a four-cylinder engine and that the inlet pipe 14 has four branches B 1 to B 4 , as shown in FIG. The indices 1 to 4 of the branches B 1 to B 4 represent the cylinders No. 1 to No. 4 of the internal combustion engine 10 accordingly. The schematic representation according to FIG. 3 shows that the branches B 1 to B4 are divided into two groups, one group being formed by the two branches B ^ and B2, while the other group is formed by the two branches B3 and B4 is, and it can also be seen that the two branches (z. BB. And B 2 ) of each group start from a common channel and are arranged close to each other. The four cylinders No. 1 to No. 4 of this internal combustion engine are ignited in the sequence 2-1-3-4. The maximum operating speed and the idling speed of the internal combustion engine 10 are 6,000 rpm and 750 rpm, respectively. Each of the diagrams shown in FIGS. 4 to 6 shows a particular case,
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bei welchem die Proportion der Ein-Zeit zur Aus-Zeit eines Zyklus* der Ein-Aus-Bewegungen des elektromagnetischen Ventiles 34 1 : 1 ist.at which the proportion of the on-time to the off-time of a cycle * of the on-off movements of the electromagnetic valve 34 is 1: 1.
In der Fig.4 zeigen die drei Diagramme (A), (B) und (C) drei Betriebszustände, bei welchen die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1500 U/min, 3Ö00 ü/min bzw. 6000 U/min beträgt, während das elektromagnetische Ventil 34 mit einer konstanten Frequenz von 50 Hz betrieben wird. Durch die jeweils eingekreisten Ziffern 1 bis 4 wird ein Ansaughub des Zylinders mit der entsprechenden Zylinderzahl angegeben. Da jeder Zylinder der Brennkraftmaschine 10 einen Arbeitszyklus pro zwei Umdrehungen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 10 ausführt, erfolgen die Ansaughübe eines jeden Zylinders mit einer Frequenz von 12,5 Hz, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine 1500 U/min beträgt. Das heißt mit anderen Worten, daß für vier nacheinander ablaafende Ansaughübe in den vier Zylindern 80 Millisekunden benötigt werden. Da das elektromagnetische Ventil 34 10 ms im Intervall von 10 ras geöffnet ist, werden jedem Zylinder während jedes Ansaughubes der einzelnen Zylinder Nr.1 bis Nr. 4 sowohl relativ fette als auch relativ magere Gemische zugeführt, wie dies aus dem Diagramm (A) zu entnehmen ist. Infolgedessen ergeben sich keine Probleme, wenn das elektromagnetische Ventil 34 mit 50 Hz betrieben wird und die Brennkraftmaschine 10 mit einer Drehzahl von 1500 U/min läuft.In Figure 4, the three diagrams (A), (B) and (C) show three Operating states in which the speed of the internal combustion engine is 1500 rpm, 30000 rpm or 6000 rpm, while the electromagnetic valve 34 is operated at a constant frequency of 50 Hz. Circled by each Numbers 1 to 4 indicate a cylinder intake stroke with the corresponding number of cylinders. Because every cylinder of the internal combustion engine 10, one duty cycle per two revolutions of the crankshaft of the internal combustion engine 10 executes, the intake strokes of each cylinder take place at a frequency of 12.5 Hz, if the speed of the internal combustion engine 1500 RPM. In other words, that for four successive suction strokes in the four Cylinders are required 80 milliseconds. Since the electromagnetic valve 34 is opened for 10 ms at an interval of 10 ras 1 to 4, each cylinder becomes both relatively rich and relatively rich during each intake stroke of each cylinder # 1 through # 4 also supplied relatively lean mixtures, as can be seen from diagram (A). As a result, arise no problems if the electromagnetic valve 34 is operated at 50 Hz and the internal combustion engine 10 is operated with a Speed of 1500 rpm runs.
Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 30OO ü/min ist, darn finden die Ansaughübe jedes Zylinders mit einer Frequenz von 25 Hz statt, und die Ansaughübe aller vier Zylinder eines Arbeitszyklus1 finden in 40 ms statt. Infolgedessen werden die Zylinder Nr. 2 und Nr. 3 immer entweder mit einem fetten oder einem mageren Gemisch gespeist, währendIf the speed of the internal combustion engine 10 is 30OO rpm, then the intake strokes of each cylinder take place at a frequency of 25 Hz, and the intake strokes of all four cylinders of a work cycle 1 take place in 40 ms. As a result, cylinders # 2 and # 3 are always fed with either a rich or a lean mixture while
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die übrigen beiden Zylinder Nr. 1 und Nr. 4 immer mit dem anderen Gemisch gespeist werden, wie dies aus dem Diagramm (B) zu entnehmen ist. Bei der maximalen Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 von 6000 U/min erfolgt der gleiche Arbeitszyklus in 20 ms, so daß die Ansaughübe einas jeden Zylinders mit einer Frequenz von 50 Hz stattfinden, das heißt mit der gleichen Frequenz, mit welcher die Ein-Aus-Bewegungen des elektromagnetischen Ventils 34 erfolgen. In diesem Fall, werden zwei nacheinander gezündete Zylinder, das heißt die Zylinder Nr. 2 und Nr. 1 immer entweder mit dem fetten Gemisch oder dem mageren Gemisch gespeist, während die übrigen beiden Zylinder Nr. 3 und Nr. 4, die ebenfalls nacheinander gezündet werden, immer mit dem anderen Gemisch gespeist werden, wie dies aus dem Diagramm (C) zu entnehmen ist.the other two cylinders no. 1 and no. 4 are always fed with the other mixture, as shown in the diagram (B) can be found. At the maximum speed of the internal combustion engine 10 of 6000 rpm, the same working cycle takes place in 20 ms, so that the intake strokes of each cylinder take place at a frequency of 50 Hz, that is with the same frequency with which the on-off movements of the electromagnetic valve 34 take place. In this case, two cylinders ignited one after the other, that is cylinders No. 2 and No. 1 are always fed with either the rich mixture or the lean mixture, while the rest Both cylinders No. 3 and No. 4, which are also ignited one after the other, are always fed with the other mixture as can be seen from diagram (C).
Kurz gesagt, sind die in den Diagrammen 3) und (C) dargestellten Erscheinungen nicht erwünscht, wenn eine genaue Regelung des Luft/KraftstoffVerhältnisses erfolgen soll. Bei dem Betriebszustand, bei dem die Brennkraftmaschine 10 mit 3000 U/min läuft, kann jeder Zylinder jedoch mit Hilfe der in der Fig.3 dargestellten Ausgestaltung des Einlaßrohres 14 entgegen der in dem Diagramm (B) gezeigten Erscheinung mit einem Gemisch gespeist werden, das sich aus einem fetten und einem mageren Gemisch zusammensetzt. Das fette Gemisch und das magere Gemisch kann wenigstens in einem bestimmten Abschnitt des gemeinsamen Kanals vermischt werden, der zu den benachbarten Abzweigungen B-] und B2 führt, bzw. in einem Abschnitt des gemeinsamen Kanals, der zu den benachbarten Abzweigungen B, und B, führt. Wenn sich die Anordnung der Abzweigungen des Einlaßrohres 14 von der in der Fig.3 gezeigten Ausführung unterscheidet, so daß das dem Zylinder Nr. 1 zugeleitete fette Gemisch und das dem Zylin-In short, are those shown in Diagrams 3) and (C) Appearances are undesirable if the air / fuel ratio is to be precisely regulated. In the operating state in which the internal combustion engine 10 is running at 3000 rpm, each cylinder can, however, also With the help of the configuration of the inlet pipe shown in FIG 14 contrary to the phenomenon shown in the diagram (B) are fed with a mixture that is made up of composed of a rich and a lean mixture. The rich mixture and the lean mixture can be at least in mixed in a certain section of the common channel leading to the adjacent branches B-] and B2, or in a section of the common channel which leads to the adjacent branches B and B. If the arrangement the branches of the inlet pipe 14 differs from the embodiment shown in Figure 3, so that the The rich mixture fed to cylinder no. 1 and the
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der Nr. 2 zugeleitete magere Gemisch sich nicht miteinander in dem Einlaßrohr 14 vermischen können, dann werden abwechselnd unterschiedlich zusammengesetzte Abgase in das Auslaßrohr 16 nicht nur bei 6000 U/min, sondern auch bei 3000 U/min ausgestoßen.the lean mixture fed to No. 2 does not interfere with each other can mix in the inlet pipe 14, then alternately differently composed exhaust gases are in the outlet pipe 16 ejected not only at 6000 rpm but also at 3000 rpm.
Die in den Diagrammen (B) und {C) dargestellten unerwünschten Eigenschaften sind so lange vorhanden, wie die Frequenz des elektromagnetischen Ventils 34 mit der Ansaugfrequenz jedes Zylinders bei einer bestimmten Brennkraftmaschinendrehzahl übereinstimmt. Im Idealfall ist die Frequenz der Schaltungen des elektromagnetischen Ventils 34 bei dem erfindungsgemäßen Regelsystem derart gewählt, daß sie bei maximaler Drehzahl der Brennkraftmaschine größer als die Ansaugfrequenz jedes Zylinders ist. Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel, bei welchem es sich bei der Brennkraftmaschine 10 um eine Viertakt-Vierzylinder-Maschine handelt, sollte die Schaltfrequenz des elektromagnetischen Ventils 34 konstant und höher als 50 Hz sein.The undesirable properties shown in diagrams (B) and {C) are present as long as the frequency of the electromagnetic valve 34 matches the suction frequency of each cylinder at a certain engine speed. In the ideal case, the frequency of the circuits of the electromagnetic valve 34 in the control system according to the invention is selected such that it is greater than the intake frequency of each cylinder at the maximum speed of the internal combustion engine. In the embodiment described above, in which the internal combustion engine 10 is a four-stroke four-cylinder engine, the switching frequency of the electromagnetic valve 34 should be constant and higher than 50 Hz.
Die kritische Frequenz, das heißt 50 Hz bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel, hängt von der Zylinderzahl der Brennkraftmaschine ab. Die kritische Frequenz nimmt proportional im Verhältnis der Zylinderzahl eines Vierzylinder-Motors zur Zylinderzahl eines Sechszylinder-Motors und eines Achtzylinder-Motors zu, so daß sich kritische Frequenzen von 75 Hz bzw.100 Hz ergeben.The critical frequency, that is 50 Hz in the embodiment described above, depends on the number of cylinders Internal combustion engine. The critical frequency increases proportionally in the ratio of the number of cylinders of a four-cylinder engine to the number of cylinders of a six-cylinder engine and an eight-cylinder engine, so that critical frequencies of 75 Hz or 100 Hz result.
In praktischer Hinsicht können die vorbeschriebenen kritischen Frequenzen bisweilen einen schwerwiegenden Einfluß auf das Regelsystem zur Einstellung des Luft/Kraftstoffverhältnisses ausüben. Aus der nachfolgenden Beschreibung ist jedoch zu entnehmen, daß sich praktisch keine bemerkenswerten Probleme ergeben, selbst wenn die Schaltfrequenz desIn practical terms, the above-described critical frequencies can sometimes have a serious influence on the control system for setting the air / fuel ratio. From the following description, however, it can be seen that there are practically no noticeable problems even if the switching frequency of the
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elektromagnetischen Ventils 34 etwas unter der weiter oben definierten kritischen Frequenz liegt.electromagnetic valve 34 is slightly below the critical frequency defined above.
Bei der Brennkraftmaschine, bei welcher die Erfindung Anwendung findet, handelt es sich vorzugsweise um eine Kraftfahrzeugmaschine. Bei den vorausgehenden Erörterungen wurde davon ausgegangen, daß die Brennkraftmaschine 10 mit der maximalen Drehzahl läuft, was jedoch bei einer Kraftfahrzeugmaschine in Stadtbezirken selten vorkommt. In dünn besiedelten Landbezirken, treten selbst dann keine erwähnenswerten Schwierigkeiten auf, wenn das in der Fig.1 gezeigte Regelsystem zur Einstellung des Luft/Kraftstoffverhältnisses mit einer weniger großen Genauigkeit arbeitet, wenn die Brennkraftmaschine mit maximaler Drehzahl läuft. Es ist sehr wichtig, daß das Luft/Kraftstoffverhältnis genau den beabscihtigten Wert aufweist, wenn die Maschine in Stadtbezirken betrieben wird, damit die Abgase keine Verunreinigung der Umgebungsluft hervorrufen. Das heißt, daß das Regelsystem zur Einstellung des Luft/KraftstoffVerhältnisses mit großer Genauigkeit arbeiten muß, wenn die Maschine mit einer Drehzahl im gewöhnlichen Fahrbereich arbeitet. Wenn man davon ausgeht, daß die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine 10 bei 750 ü/min bzw. die maximale Drehzahl bei 6000 U/min liegen, dann reicht der mittlere Fahrbereich von etwa 1500 U/min bis etwa 3000 U/min.In the internal combustion engine in which the invention is used finds, it is preferably a motor vehicle machine. In the previous discussion, assumed that the internal combustion engine 10 is running at the maximum speed, but this is the case with a motor vehicle engine rarely occurs in boroughs. In sparsely populated rural districts, even then, there are none worth mentioning Difficulties arise when the control system shown in Figure 1 for setting the air / fuel ratio works with less accuracy when the internal combustion engine is running at maximum speed. It is very It is important that the air / fuel ratio is exactly the intended one Has value when the machine is operated in city districts so that the exhaust gases do not pollute the ambient air. That is, the rule system to set the air / fuel ratio with must work with great accuracy when the machine is operating at a speed in the normal driving range. If you like it it is assumed that the idling speed of the internal combustion engine 10 at 750 rpm or the maximum speed at 6000 rpm then the middle driving range extends from approx. 1500 rpm to approx. 3000 rpm.
Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß die Schaltfrequenz des elektromagnetischen Ventils 34 so gewählt wird, daß sie nicht mit irgendeiner Ansaugfrequenz jedes Zylinders der Brennkraftmaschine 10 bei einer beliebigen Drehzahl innerhalb des normalen Fahrbereiches zusammenfällt.According to the invention it is therefore proposed that the switching frequency of the electromagnetic valve 34 is chosen so that it does not operate with any suction frequency of each cylinder the internal combustion engine 10 coincides at any speed within the normal driving range.
In der Fig.5 geben die Diagramme (A) und (B) die gleichenIn Figure 5, the diagrams (A) and (B) give the same
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Verhältnisse wie die Diagramme in Fig.4 wieder, mit der Ausnahme, daß die Schaltfrequenz des elektromagnetischen Ventils 34 bei 12,5 Hz liegt. Bei diesen Betriebszustand den ist das elektromagnetische Ventil 34 intermittierend während der für alle Hübe der vier Zylinder benötigten 80 ms 40 ms geöffnet. Wenn die Brennkraftmaschine 10 mit einer Drehzahl von 1500 U/min läuft, dann finden die Hübe jedes Zylinders mit der gleichen Frequenz statt (12,5 Hz) wie die Schaltungen des elektromagnetischen Ventils 34, so daß die Zylinder Nr. 1 und Nr. 2 immer entweder mit dem fetten Gemisch oder mageren Gemisch gespeist werden, während die übrigen beiden Zylinder Nr.-3 und Nr. 4 immer mit dem anderen Gemisch gespeist werden, wie dies im Diagramm (A) gezeigt ist. Dieses Phänomen ist besonders unerwünscht, worauf im Zusammenhang mit dem Diagramm (C) der Fig.4 bereits eingegangen wurde. Bei 3000 U/min erfolgen vier aufeinanderfolgende Ansaughübe der vier Zylinder in 40 ms. Infolgedessen wird jeder Zylinder abwechselnd mit einem fetten Gemisch und einem mageren Gemisch gespeist, wie dies im Diagramm (B) gezeigt ist. Dieses Phänomen ist weniger unerwünscht als das in dem Diagramm (A) gezeigte Phänomen, führt jedoch dazu, daß zwei unterschiedlich zusammengesetzte Abgase abwechselnd in das Auslaßrohr 16 ausgestoßen werden. Wenn das elektromagnetische Ventil 34 mit einer Frequenz von 25 Hz geschaltet wird, ergeben sich für die Ansaughübe der einzelnen Zylinder bei Ί500 U/min und 3000 U/min Ein-Aus-Schaltungen des elektromagnetischen Ventils 34, wie sie in der Fig.6 gezeigt sind. Ein Zyklus der Ein-Aus-Schaltungen des elektromagnetischen Ventils 34 findet in diesen Fällen in 40 ms statt. Bei 1500 U/min werden die Zylinder Nr. 2 und Nr. 3 z. B. immer mit einem mageren Gemisch gespeist, während die übrigen Zylinder Nr. 1 und Nr. 4 mit dem fetten Gemisch gespeist werden, wie dies im Diagramm (A) gezeigt ist. Dies entspricht dem Zustand gemäßRelationships like the diagrams in Fig. 4 again, with the Exception that the switching frequency of the electromagnetic valve 34 is 12.5 Hz. In this operating state That is, the electromagnetic valve 34 is intermittent during the required for all strokes of the four cylinders 80 ms 40 ms open. If the internal combustion engine 10 with runs at a speed of 1500 rpm, then the strokes of each cylinder take place with the same frequency (12.5 Hz) like the circuits of electromagnetic valve 34, so cylinders # 1 and # 2 always either are fed with the rich mixture or the lean mixture, while the remaining two cylinders No. 3 and No. 4 can always be fed with the other mixture, as shown in diagram (A). This phenomenon is special undesirable, which has already been discussed in connection with the diagram (C) of FIG. Done at 3000 rpm four successive suction strokes of the four cylinders in 40 ms. As a result, each cylinder becomes alternate fed with a rich mixture and a lean mixture as shown in diagram (B). This phenomenon is less undesirable than the phenomenon shown in the diagram (A), but results in two differently composed Exhaust gases are alternately discharged into the outlet pipe 16. When the electromagnetic valve 34 with a frequency of 25 Hz is obtained for the suction strokes of the individual cylinders at Ί500 rpm and 3000 rpm on-off switching of the electromagnetic valve 34, as shown in Figure 6. One cycle of the on-off operations of the electromagnetic valve 34 takes place in these cases in 40 ms. At 1500 rpm, cylinders No. 2 and No. 3 are z. B. always with a lean one Mixture fed, while the remaining cylinders No. 1 and No. 4 are fed with the rich mixture, as shown in the Diagram (A) is shown. This corresponds to the state according to
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Diagramm (B) nach Fig.4 und führt zu keinen bemerkenswerten Problemen, wenn das Einlaßrohr 14 gemäß Fig.3 ausgestaltet ist. Bei 3000 ü/min werden die Zylinder Nr. 1 und Nr. 2 immer mit dem mageren Gemisch gespeist, wie dies im Diagramm (B) gezeigt ist. Dieses Phänomen ist ähnlich dem Phänomen gemäß Diagramm (C) nach Fig. 4 und führt unabhängig von der Gestaltung des Einlaßrohres 14 zu ernsthaften Problemen.Diagram (B) according to Fig. 4 and does not lead to any noteworthy Problems when the inlet pipe 14 is designed as shown in FIG is. At 3000 rpm, cylinders No. 1 and No. 2 are always fed with the lean mixture, as shown in the diagram (B) is shown. This phenomenon is similar to the phenomenon according to diagram (C) of FIG. 4 and leads independently of the Design of the inlet pipe 14 to cause serious problems.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu entnehmen, daß das erwähnte Problem, daß entweder das fette oder das magere Gemisch konstant bestimmten Zylindern zugeführt wird, dann auftreten kann, wenn die Frequenz der Ein-Aus-Schaltungen des elektromagnetischen Ventils 34 mit einer bestimmten Ansaugfrequenz eines jeden Zylinders bei einer bestimmten Motordrehzahl im normalen Fahrbereich zusammenfallen kann. Bei einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine sollte die Schaltfrequenz des elektromagnetischen Ventils 34 so gewählt werden, daß sie nicht mit einer durch die Formel S/(2 χ 60) Hz berechenbaren Frequenz zusammenfällt, wobei S die Drehzahl der Brennkraftmaschine in ü/min in einem mittleren Fahrbereich angibt. Wenn der mittlere Fahrbereich zwischen 1500 U/min und 3000 U/min liegt, dann sollte die Schaltfrequenz des elektromagnetischen Ventils 34 außerhalb des Bereiches zwischen 12,5 Hz und 25 Hz liegen. Diese kritischen Frequenzen hängen von der Anzahl der Zylinder ab, wie dies bereits ausgeführt wurde. Bei einer Sechszylinder-Brennkraftmaschine sollten die Frequenzbereiche von 18,75 bis 37,5 Hz und bei einer Achtzylinder-Brennkraftmaschine Von 25 Hz bis 50 Hz ausgeschlossen sein, wenn der mittlere Fahrbereich dieser Maschinen zwischen 1500 U/min und 3000 ü/min liegt.From the above description it can be seen that the problem mentioned that either the rich or the lean mixture is constantly supplied to certain cylinders, then can occur when the frequency of the on-off switching of the electromagnetic valve 34 with a certain suction frequency of each cylinder at a certain engine speed can coincide in the normal driving range. In the case of a four-cylinder internal combustion engine, the switching frequency should of the electromagnetic valve 34 are selected so that they cannot be calculated with a by the formula S / (2 χ 60) Hz Frequency coincides, where S is the speed of the internal combustion engine in rpm in a medium driving range indicates. If the mean driving range is between 1500 rpm and 3000 rpm, then the switching frequency should of the electromagnetic valve 34 are outside the range between 12.5 Hz and 25 Hz. These critical frequencies depend on the number of cylinders, as has already been stated. In a six-cylinder internal combustion engine the frequency ranges from 18.75 to 37.5 Hz and, for an eight-cylinder internal combustion engine, Von 25 Hz to 50 Hz should be excluded if the mean driving range of these machines is between 1500 rpm and 3000 rpm lies.
Praktisch wird das elektromagnetische Ventil 34 vorzugsweise mit einer Frequenz geschaltet, die höher als der Maximal-In practice, the electromagnetic valve 34 is preferably switched at a frequency that is higher than the maximum
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wert liegt, der sich aus der Formes S/(2 χ 60) Hz ergibt, da entweder das fette Gemisch oder das magere Gemisch allen Zylindern möglicherweise im wesentlichen nacheinander zugeführt wird, wie dies im Diagramm (B) nach Fig.5 gezeigt ist, wenn die Schaltfrequenz des Ventils unter dem Minimalwert liegt, der sich aus der Formel S/(2 χ 60) Hz ergibt.value, which results from the form S / (2 χ 60) Hz, since either the rich mixture or the lean mixture is possibly fed to all cylinders essentially one after the other, as shown in diagram (B) according to Fig. 5, if the switching frequency of the valve is below the minimum value that results from the formula S / (2 χ 60) Hz.
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Claims (5)
der Brennkraftmaschine ein Abgassensor (36) angeordnet ist, welcher die Konzentration einer bestimmten Abgaskomponente mißt und in Abhängigkeit von der gemessenen Konzentration ein elektrisches Signal abgibt, wobei die Konzentration von dem Luft/Kraftstoffverhältnis des in den Zylindern (1, 2, 3, 4) der Brennkraftmaschine verbrannten Luft-Kraftstoffgemisches abhängt e daß eine
Steuereinrichtung (38) vorgesehen ist, welche elektrische Impulse mit einer konstanten Frequenz erzeugt, wobei die Impulsbreite individuell in Abhängigkeit von dem von dem Abgassensor abgegebenen elektrischen Signal verändert wird, daß ein elektromagnetisches Ventil (34) des Ein-Aus-Typs vorgesehen ist, welches.die Einströmung der einen Komponente des Luft-Kraftstoffgemisches in den Zusatzkanal zuläßt oder unterbricht, indem das elektromagnetische Ventil entweder nur den Öffnungszustand oder den Schließzustand einnimmt, wenn die jeweiligen Impulse am Ventil anliegen, und daß die konstante.y control system for regulating the air / fuel ratio of an air / fuel mixture supplied to a multi-cylinder internal combustion engine to a specific ratio, characterized in that an additional duct (32) is provided through which a component of the air / fuel mixture is fed to the intake system (14, 24) can be supplied to the internal combustion engine (10) in order to change the total amount of air supplied to the intake system relative to the total amount of fuel supplied to the intake system that in the exhaust system (16)
an exhaust gas sensor (36) is arranged in the internal combustion engine, which measures the concentration of a certain exhaust gas component and emits an electrical signal as a function of the measured concentration, the concentration being dependent on the air / fuel ratio of the in the cylinders (1, 2, 3, 4) the internal combustion engine burned air-fuel mixture depends e that a
Control means (38) is provided which generates electrical pulses at a constant frequency, the pulse width being changed individually depending on the electrical signal emitted by the exhaust gas sensor, that an electromagnetic valve (34) of the on-off type is provided, which .Allows or interrupts the flow of one component of the air-fuel mixture into the additional channel, in that the electromagnetic valve either only assumes the open state or the closed state when the respective pulses are applied to the valve, and that the constant
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Legal Events
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OF | Willingness to grant licences before publication of examined application | ||
8141 | Disposal/no request for examination |