DE3006550A1 - Einrichtung zur steuerung des kraftstoff-luftgemischs in einer brennkraftmaschine - Google Patents

Einrichtung zur steuerung des kraftstoff-luftgemischs in einer brennkraftmaschine

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DE3006550A1
DE3006550A1 DE19803006550 DE3006550A DE3006550A1 DE 3006550 A1 DE3006550 A1 DE 3006550A1 DE 19803006550 DE19803006550 DE 19803006550 DE 3006550 A DE3006550 A DE 3006550A DE 3006550 A1 DE3006550 A1 DE 3006550A1
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fuel
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Arthur G Hufton
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TDY Industries LLC
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Teledyne Industries Inc
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
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Description

PATENTANWÄLTE
SCHAUMBURG, SCHULZ-DÖRLAM & THOENES
ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT
-S-
Teledyne Industries, Inc. 1901 Avenue of the Stars Los Angeles, California U.S.A.
KARL-HEINZ SCHAUMBURQ, Dlpl.-Ing.
WOLFQANQ SCHULZ-OORLAM Ingenieur dlptam* E.N.S.I. aranobl·
DR. DIETER THOENES. Dlpl.-Phy«.
T 7004 DE - SBrt
Einrichtung zur Steuerung des Kraftstoff-Luftgemischs in einer Brennkraftmaschine
MAUERKIRCHERSTRASSE 31
030036/0739
D - BOOO MÜNCHEN 8O · TELEFON (GBO) 0810 70 und 0870 31 TELEX 52201Θ ESPAT D
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Das Erfordernis, den Kraftstoffverbrauch zu verringern und gleichzeitig die Leistung einer Brennkraftmaschine beizubehalten oder auch zu erhöhen, ist auf dem Gebiet der Brennkraftmaschinen einerseits im Zusammenhang mit der Kraftstoffeinsparung, andererseits mit der Verringerung der Betriebskosten unumgänglich. Ein maximaler Maschinenwirkungsgrad erfordert ferner eine Steuerung des Kraftstoff-Luftverhältnisses abhängig von den aktuellen oder vorgegebenen Betriebsbedingungen .
Beispielsweise benötigt ein Flugzeugtriebwerk beim Start ein anderes Kraftstoff-Luftverhältnis als beim Rollen am Boden, da bei diesen Betriebszuständen unterschiedliche Leistungsanforderungen gestellt werden. Deshalb hat man bisher häufig die Triebswerkseinstellung so vorgenommen, daß bei allen Leistungswerten für das Flugzeug eine optimale Maschinenleistung bei optimaler Wirtschaftlichkeit erzielt wurde. Solche Einstellungen ändern sich auch mit der Flughöhe oder mit dem Luftdruck, da hierbei unterschiedliche Luftdichte herrscht, so daß die zuvor bekannten manuellen Einstellungen des Kraftstoff-Luftverhältnisses im besten Falle nur aufgrund einer groben Schätzung hinsichtlich des erforderlichen Kraftstoff-Luftverhältnisses für eine optimale Maschinenleistung vorgenommen werden konnten. Dadurch werden die bisher bekannten Flugzeugtriebwerke oft nicht mit der optimalen Leistung und Wirtschaftlichkeit betrieben.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zur Steuerung des Kraftstoff-Luft-Gemischs anzugeben, die das entsprechende Verhältnis automatisch so einstellt, daß sich
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maximaler Wirkungsgrad und beste Wirtschaftlichkeit ergeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Einrichtung nach der Erfindung enthält einen Kraftstoff-Durchflußsensor, der in der Kraftstoffleitung zwischen dem Tank und dem Triebwerk angeordnet ist, und einen Luftdurchflußsensor, der mit dem Ansaugkanal des Triebwerks gekoppelt ist. Die Ausgangssignale dieser Sensoren werden einer Proportioniereinrichtung zugeführt, die ein Ausgangssignal abgibt, welches das aktuelle Kraftstoff-Luftverhältnis angibt, das zum jeweiligen Zeitpunkt dem Triebwerk zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Proportioniereinrichtung wird wiederum einem Eingang eines Differenzverstärkers zugeführt.
Der zweite Eingang des Differenzverstärkers wird mit einem Kraftstoff-Luftverhältnis-Referenzwert gespeist, so daß das Ausgangssignal des Differenzverstärkers den Unterschied zwischen dem Referenzwert und dem aktuellen Wert angibt. Es wird einem Vorwärts-Rückwärts-Zähler zugeführt, der in einer ersten Richtung zählt, wenn das Ausgangssignal des Differenzverstärkers größer als ein vorbestimmter Wert ist, und in der entgegengesetzten Richtung zählt, wenn das Ausgangssignal des Differenzverstärkers kleiner als der vorbestimmte Wert ist. Wenn das Ausgangssignal des Differenzverstärkers gleich dem vorbestimmten Wert ist, was bedeutet, daß das aktuelle Kraftstoff -Luftverhältnis gleich dem Bezugswert ist, so wird der Vorwärts-Rückwärts-Zähler gesperrt, so daß er seinen erreichten Zählerstand hält.
Das Ausgangssignal des Vorwärts-Rückwärts-Zählers wird einer Steuerung zugeführt, die ein Analogsignal entsprechend dem
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Zählerstand des Zählers abgibt. Dieses Analogsignal wird einem Ventil zugeführt, das in der Kraftstoffleitung für die Brennkraftmaschine sitzt und den Kraftstoffdurchfluß zur Maschine ändert, bis das aktuelle Kraftstoff-Luftverhältnis gleich dem Bezugswert ist. Das Ventil kann beispielsweise ein Stab mit variabler Durchgangsöffnung im Vergaser oder in einer Einspritzvorrichtung sein, wobei seine axiale Position den Kraftstoffdurchfluß durch die Öffnung verändert.
Wie noch erläutert wird, kann bei einer Ausführungsform der Erfindung das Kraftstoff-Luftverhältnis zwischen voreingestellten und vorbestimmten Werten geändert werden, die von der Position der Drosselklappe bzw. des Ladedruckhebels abhängen.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Kraftstoff-Luftverhältnis zwischen einem minimalen und einem maximalen zulässigen Wert umgeschaltet werden. Wenn der Referenzwert von einem Extremwert zum anderen umgeschaltet wird, so ändert sich auch das Ausgangssignal des Differenzverstärkers entsprechend und steuert das Ventil so an, daß das aktuelle Kraftstoff-Luftverhältnis in Richtung zum variablen Kraftstoff-Luftverhältnis-Referenzwert geändert wird.
Gleichzeitig ist ein Leistungssensor vorgesehen, beispielsweise ein Sensor, der die Maschinenleistung, den Ladedruck oder andere variable Größen feststellt, die die Maschinenleistung bestimmen. Sein Ausgangssignal wird einem Steigungsdetektor zugeführt. Dieser gibt ein Signal ab, das der Steigung der Leistungskurve der Brennkraftmaschine entspricht, wie sie mit 'dem Leistungssensor gemessen wird.
Wenn das Ausgangssignal des Leistungssensors einen Maximaloder einen Minimalwert erreicht und die maximale Maschinenleistung oder maximalen Wirkungsgrad anzeigt, so stellt der
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Steigungsdetektor die Steigung Null fest und erzeugt ein Signal, welches den Differenzverstärker abschaltet und den mit dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler erreichten Zählerstand hält. Der Steigungsdetektor für die Maschinenleistung sowie ein Steigungsdetektor, der mit dem Kraftstoff-Durchflußsensor verbunden ist, speisen die Quelle für den variablen Referenzwert des Kraftstoff-Luftverhältnisses als variable Eingangsgrößen und bewirken damit eine Steuerung dahingehend, welcher Extremwert der Referenzwertquelle zum Differenzverstärker geleitet wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Einrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 ein Blockdiagramm einer abgeänderten Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung und
Fig. 3 ein weiteres Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der in Fig. 1 und 2 gezeigten Einrichtung.
In Fig. 1 ist eine Einrichtung 10 zur Steuerung des Kraftstoff-Luftgemischs für eine Brennkraftmaschine 12 dargestellt, die nur schematisch gezeigt ist. Es handelt sich dabei beispielsweise um ein Flugzeugtriebwerk. In üblicher Weise sind eine Luftansaugvorrichtung 20 und eine Kraftstoffzuführung 14 mit Kraftstoffleitung 16 an eine Kraftstoff-Luft-Mischvorrichtung angeschlossen, die ein brennbares Kraftstoff-Luftgemisch für die Brennkraftmaschine 12 erzeugt. Die Mischvorrichtung 18 kann beispielsweise einen Vergaser, eine Einspritzvorrichtung oder andere bekannte Einrichtungen enthalten, die im folgenden nicht weiter erläutert werden müssen.
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Wie noch gezeigt wird, mißt und berechnet die Einrichtung 10 das aktuelle Kraftstoff-Luftverhältnis des brennbaren Gemischs, welches der Brennkraftmaschine 12 zugeführt wird, und vergleicht den so erhaltenen Wert mit einem Referenzwert. Um dies zu erreichen, ist ein Kraftstoffsensor 22 in der Kraftstoffleitung 16 angeordnet und erzeugt an seinem Ausgang 24 ein Signal, das die Kraftstoffströmung durch die Kraftstoffleitung und damit zur Brennkraftmaschine 12 angibt. Der Kraftstoffsensor 22 kann ein digitales oder ein analoges Signal abgeben, vorzugsweise erzeugt er ein Analogsignal an seinem Ausgang 24.
In ähnlicher Weise ist ein Luftsensor 26 mit der Ansaugvorrichtung 20 verbunden und erzeugt ein Signal an seinem Ausgang 28, das die Luftströmung durch die Ansaugvorrichtung 20 angibt. Der Luftsensor kann entweder ein digitales oder analoges Signal abgeben, wenn dieses mit dem Ausgangssignal des Kraftstoffsensors 24 kompatibel ist.
Die Ausgänge 24 und 28 der beiden Sensoren 22 und 26 sind mit den Eingängen einer Proportioniereinrichtung 30 verbunden, die ein vorzugsweise analoges Signal an ihrem Ausgang 32 abgibt, welches das aktuelle Kraftstoff-Luftverhältnis wiedergibt, das zum jeweiligen Augenblick der Brennkraftmaschine 12 zugeführt wird. Der Ausgang 32 dieses Diskriminators ist mit einem Eingang 34 eines Differenzverstärkers 36 verbunden.
Ein Referenzwert für das Kraftstoff-Luftverhältnis wird dem anderen Eingang 38 des Differenzverstärkers 36 zugeführt. In dieser Beschreibung sei angenommen, daß als Brennkraftmaschine 12 ein Flugzeugtriebwerk gesteuert wird, daß selbstverständlich die Einrichtung 10 zur Steuerung des Kraftstoff-Luftverhältnisses jedoch auch für andere Arten von Brennkraftmaschinen vorgesehen sein kann.
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Wie aus Fig. 1 hervorgeht, liefert eine Quelle für den Referenzwert mehrere Referenzwerte 40, 42, 44, 46 und 48, die jeweils einem anderen Betriebszustand der Brennkraftmaschine entsprechen. Beispielsweise kann der Referenzwert 40 für den Leerlauf der Brennkraftmaschine, der Referenzwert 42 für den Rollbetrieb am Boden, der Referenzwert 44 für den Start des Flugzeugs und die Referenzwerte 46 und 48 für den Steig- bzw. Reiseflug gelten. Der Kraftstoff-Luftverhältnis-Referenzwert ändert sich von einem dieser Betriebszustände zum anderen.
Die Referenzwerte 40 bis 48 werden wahlweise und unabhängig voneinander dem zweiten Eingang 38 des Differenzverstärkers 36 über eine Einstellvorrichtung 50 zugeführt, die beispielsweise der Ladedruckeinsteller sein kann. Bei Flugzeugtriebwerken ist es üblich, daß die Position dieser Einstellvorrichtung sich abhängig von dem Betriebszustand des Triebwerks oder sonstigen Erfordernissen ändert.
Der Differenzverstärker 36 vergleicht die Eingangssignale und 38, d.h. das aktuelle und das Referenz-Kraftstoff-Luftverhältnis miteinander und erzeugt an seinem Ausgang 52 ein Analogsignal, das die Differenz der beiden miteinander verglichenen Werte angibt. Wenn das Ausgangssignal den Referenzwert überschreitet, so erzeugt der Differenzverstärker ein Signal mit einer ersten Polarität an seinem Ausgang 52. Wenn der Referenzwert den aktuellen Wert überschreitet, so erzeugt der Differenzverstärker ein Signal mit der entgegengesetzten Polarität an seinem Ausgang 52. Wenn der aktuelle Wert gleich dem Jleferenzwert ist, so erzeugt der Referenzverstärker 36 an seinem Ausgang 52 ein Signal mit dem Wert Null.
Der Ausgang 52 des Differenzverstärkers 36 ist mit dem Steuereingang eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers 54 verbunden, der vorwärts zählt, wenn das Signal des Differenzverstärkers 36
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die eine Polarität aufweist, während er rückwärts zählt, wenn das Signal des Differenzverstärkers 36 die andere Polarität aufweist. Der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 54 zählt nicht und ist gesperrt, wenn das Ausgangssignal des Differenzverstärkers den Wert Null annimmt.
Das Ausgangssignal des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 54 wird wiederum einer Spannungssteuerung 56 zugeführt. Diese kann beispielsweise einen Digital-Analog-Umsetzer enthalten und erzeugt ein Analogsignal an ihrem Ausgang 58, das den Zählerstand des Vorwärts-Rückwärts-Zählers 54 angibt. Der Ausgang der Spannungssteuerung 56 ist mit einem spannungsgesteuerten variablen Ventil 60 verbunden, das in der Kraftstoffleitung zur Brennkraftmaschine 12 sitzt. Das Ventil 60 kann ein Typ bekannter Art sein. Es enthält einen Stab 62 mit einer Durchgangsöffnung, der in Längsrichtung verschiebbar in einem Kraftstoffnebenzweig innerhalb der Mischvorrichtung 18 angeordnet ist. Die Längsposition des Stabes 62 verschließt die Durchgangsöffnung mehr oder weniger stark und steuert somit die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine 12. Die Position des Stabes 62 wird durch einen Elektromagneten 64'gesteuert, der mit dem Ausgang 58 der Spannungssteuerung 56 verbunden ist.
Das aktuelle Kraftstoff-Luftverhältnis wird als ein Eingangssignal 34 dem Differenzverstärker 36 zugeführt, während der Referenzwert wahlweise mit dem zweiten Eingang 38 des Differenzverstärkers 36 verbunden wird. Hierzu dient ein Schalter 50, der z.B. mit dem Ladedruckeinsteller verbunden ist. Wenn das aktuelle Kraftstoff-Luftverhältnis gleich dem Referenzwert ist,"und somit zu einer optimalen Maschinenleistung führt, so hat das Ausgangssignal am Ausgang 52 des Differenzverstärkers 36 den Wert Null, so daß der Zähler 54 gesperrt wird und den Stab 62 mit der Durchgangsöffnung in seiner dann erreichten Position hält. Wenn das aktuelle Kraftstoff-Luftverhältnis
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entweder geringer oder größer als der Referenzwert ist, so erzeugt der Differenzverstärker 36 ein Ausgangssignal, das den Zähler 54 in einer Richtung startet, die von der Polarität des Ausgangssignals des Differenzverstärkers 36 abhängt. Mit sich änderndem Zählerstand ändert sich die axiale Position der Durchgangsöffnung an dem Stab 62 über die Spannungssteuerung in ähnlicher Weise, so daß die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine 12 entweder zunimmt oder'abnimmt, und zwar in einem Maße, daß das aktuelle Kraftstoff-Luftverhältnis dem Referenzwert angepaßt wird und somit einen Optimalwert annimmt.
In Fig. 2 ist eine veränderte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der ein variabler Kraftstoff-Luftverhältnis-Referenzwert von einer Referenzquelle 70 mit einem Ausgang 72 dem zweiten Eingang 38 des Differenzverstärkers 36 zugeführt wird und somit an die Stelle der Referenzwerte 40 bis 48 (Fig. 1) tritt. Die Quelle 70 kann zwischen einem maximalen zulässigen Kraftstoff-Luftverhältnis und einem minimalen zulässigen Kraftstoff-Luftverhältnis umgeschaltet werden. Wenn sie in noch zu beschreibender Weise auf ihren Maximalwert geschaltet wird, so erzeugt der Differenzverstärker 36 an seinem Ausgang 52 ein Signal, das zu einer Verstärkung der Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine 12 führt. Wenn die Quelle 70 auf ihren Minimalwert umgeschaltet wird, so erzeugt der Differenzverstärker 36 ein Ausgangssignal, das zu einer Verringerung der Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine 12 führt.
Die Quelle 70 für den Referenzwert wird teilweise durch einen Leistungssensor 74 gesteuert, der an seinem Ausgang 76 ein Signal entsprechend der Maschinenleistung abgibt. Der Sensor kann beispielseise ein Ladedrucksensor sein, dessen Minimalwert die optimale Maschinenleistung angibt. Ähnlich kann der Sensor 74 ein Gerät sein, das Leistungseinheiten mißt und mit der Brennkraftmaschine 12 verbunden ist. Sein Maximalwert
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zeigt dann die optimale Maschinenleistung an. Ferner kann es sich um einen Kohlenwasserstoffsensor handeln, dessen Minimalanzeige die optimale Maschinenleistung angibt. Ebenso kann ein solcher Sensor auch andere Betriebsparameter der Brennkraftmaschine auswerten, die zu einer Aussage über die Maschinenleistung führen.
Der Ausgang 76 des Sensors 74 ist mit einem Eingang eines Steigungsdetektors 78 verbunden, der an seinem Ausgang 80 ein Signal entsprechend der Änderungsgeschwindigkeit des Sensorausgangssignals abgibt. Dieses Signal gibt also die Steigung einer Kurve an, die gemäß dem Ausgangssignal 76 des Leistungssensors 74 verläuft. Der Ausgang 80 des Steigungsdetektors 70 ist mit einem Eingang der Quelle 70 für den variablen Referenzwert verbunden. Ein zweiter Steigungsdetektor 82 ist mit dem Ausgang des Kraftstoffsensors 22 verbunden und erzeugt an seinem Ausgang 84 ein Signal, das die Steigung der Kraftstoffströmung durch die Kraftstoffleitung angibt. Der Ausgang 84 dieses zweiten Steigungsdetektors 82 ist gleichfalls mit der Quelle 70 für den variablen Referenzwert verbunden und bestimmt in Verbindung mit dem Ausgangssignal 80 des ersten Steigungsdetektors 78, ob die Quelle 70 auf ihren Maximal- oder Minimalwert geschaltet wird.
Der erste Steigungsdetektor 78 hat einen weiteren Ausgang 86, der mit dem Sperreingang 88 des Differenzverstärkers 36 verbunden ist. Wenn das Ausgangssignal des Leistungssensors einen Maximal- oder Minimalwert erreicht, so daß seine Steigung den Wert Null annimmt, so erzeugt der Steigungsdetektor 78 ein Sperrsignal an seinem zweiten Ausgang 86, welches zur Sperrung des Differenzverstärkers 36 führt und den Zählvorgang im Zähler 54 stillsetzt.
Wenn die Quelle 70 für den variablen Referenzwert auf ihren Maximal- oder Minimalwert geschaltet wird, so wird automatisch
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in der Einrichtung 10 ein Suchvorgang in Richtung des Ausgangssignals der Quelle 70 eingeleitet, um die maximale Maschinenleistung zu erreichen. Ist dieser Wert erreicht, was entweder durch ein Minimum oder Maximum des Leistungssensors 74 angezeigt wird, so werden der Differenzverstärker 36 und damit der Zähler 54 sowie das Ventil 60 abgeschaltet oder auf ihrem gerade erreichten Augenblickswert gehalten.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausbildung der Einrichtung 10 dargestellt, die ähnlich dem in Fig. 2 gezeigten System ist, bei der jedoch zusätzlich eine Vorrichtung 90 zur Änderung des Zündzeitpunktes im Sinne einer maximalen Maschinenleistung vorgesehen ist. Da der in Fig. 3 gezeigte Teil des Systems zur Steuerung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses praktisch mit dem in Fig. 2 gezeigten System übereinstimmt, muß dieser Teil hier nicht nochmals erläutert werden.
Ein Zündzeitpunktsensor 92 ist mit dem Zündsystem der Brennkraftmaschine 12 verbunden und erzeugt an seinem Ausgang 94 ein Signal, das den Zündzeitpunkt angibt. Der Ausgang 94 des Zündzeitpunktsensors 92 ist mit einem Eingang eines zweiten Differenzverstärkers 96 und mit einem Eingang eines weiteren Steigungsdetektors 98 verbunden. Der Steigungsdetektor 98 erzeugt ähnlich wie der Detektor 78 ein Signal an seinem Ausgang 100, das die Änderungsgeschwindigkeit oder die Steigung des Ausgangssignals des Zündzeitpunktsensors 92 angibt.
Das Ausgangssignal 100 ist zusammen mit einem weiteren Eingangssignal 102 auf einen Zündzeitpunkt-Referenzwertgeber 104 geführt, der zwischen einem maximalen und minimalen zulässigen Wert umschaltbar ist. Das Ausgangssignal dieses Referenzwertgebers ist wiederum als weiteres Eingangssignal 106 auf den Differenzverstärker 96 geführt, der ein Signal an seinem Ausgang 108 erzeugt, welches die Differenz zwischen dem aktuellen Zündzeitpunktsignal und dem entsprechenden Referenzwert erzeugt.
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Das Ausgangssignal 108 des Differenzverstärkers 96 ist wiederum auf den Eingang eines weiteren Vorwärts-Rückwärts-Zählers 110 geführt, der in einer ersten Richtung zählt, wenn das Ausgängssignal 108 eine erste Polarität hat, und in der dazu entgegengesetzten Richtung zählt, wenn das Ausgangssignal 108 die andere Polarität hat. Der Zähler wird gesperrt oder auf seinem Zählerstand gehalten, wenn das Ausgangssignal 108 den Wert Null annimmt. Der Vorwärts-Rückwärts-Zähler 110 ist mit einer weiteren Spannungssteuerung 112 verbunden, die ähnlich der Spannungssteuerung 56 (Fig. 2) ist, und erzeugt ein Analogsignal an seinem Ausgang 114, welches einer Zündzeitpunktsteuerung 116 zugeführt wird. Die Zündzeitpunktsteuerung 116 kann beispielsweise ein elektrisch-mechanischer Servomechanismus sein.
Der Steigungsdetektor 78 hat einen weiteren Ausgang 118, an dem ähnlich wie beim Ausgang 86 ein Signal auftritt, wenn die Steigung der Maschinenleistungskurve bzw. des Ausgangssignals des Leistungssensors 74 den Wert Null annimmt, was einem optimalen Leistungswert entspricht. Der Ausgang 118 ist mit dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler 110 oder alternativ mit dem Differenzverstärker 96 verbunden, wodurch die Zündzeitpunktsteuervorrichtung 116 abgeschaltet wird, wenn die maximale Maschinenleistung erreicht ist.
Die Arbeitsweise der Zündzeitpunktsteuerung 90 ist praktisch dieselbe wie die der Kraftstoff-Luftverhältnissteuerung. Der Referenzwertgeber wird jedoch entweder auf seinen Minimalwert oder seinen Maximalwert abhängig von dem Eingangssignal umgeschaltet, das ihn von den Steigungsdetektoren 78 und 98 zugeführt wird, wodurch dann ein Suchvorgang der Zündzeitpunktsteuerung in Richtung zu dem gewählten Minimal- oder Maximalwert des Referenzwertgebers 104 eingeleitet wird. Wenn die Brennkraftmaschine 112 ihre Maximalleistung erreicht, was
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durch den Leistungssensor 94 angezeigt wird, so sperrt der Steigungsdetektor 78 das Zündzeitpunktsteuersystem 90 mit seinem Ausgangssignal 118, wodurch der dann gerade erreichte Zündzeitpunkt festgehalten wird. Zusätzlich ist vorzugsweise zwischen den Zählern 54 und 110 eine Verriegelungsvorrichtung 120 vorgesehen, die wahlweise den einen oder den anderen Zähler 54 bzw. 110 sperrt, um unerwünschte gleichzeitige Einstellungen zweier unabhängiger Variablen, beispielsweise des Zündzeitpunktes und des Kraftstoff-Luftverhältnisses, zu verhindern.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die Einrichtung nach der Erfindung einfach,jedoch sehr wirksam eine Einstellung einer Brennkraftmaschine auf maximale Leistung ermöglicht. Ferner werden atmosphärische Einflüsse automatisch kompensiert, so daß die hierzu bisher erforderliche manuelle Einstellung von Ladedruck und Gemisch nicht mehr erforderlich ist.
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Claims (10)

  1. Patentansprüche
    ί 1./Einrichtung zur Steuerung des Kraftstoff-Luftgemischs Vy in einer Brennkraftmaschine mit einem in der Kraftstoffleitung zur Brennkraftmaschine angeordneten Regulierventil und einer Ansaugvorrichtung, die der Brennkraftmaschine Luft zur Vermischung mit dem Kraftstoff zu einem Kraftstoff-Luftgemisch zuführt, gekennzeichnet durch einen in der Kraftstoffleitung (16)angeordneten Kraftstoffsensor (22) , der ein die Kraftstoffströmung in der Kraftstoffleitung (16) angebendes Signal abgibt, durch einen Luftsensor (26) in Verbindung mit der Ansaugvorrichtung (20), der ein die Luftströmung zur Brennkraftmaschine angebendes Signal abgibt, durch eine Proportioniervorrichtung (30), die mit den Ausgangssignalen der beiden Sensoren (22, 26) angesteuert wird und ein das Kraftstoff-Luftverhältnis angebendes Signal abgibt, durch eine Vorrichtung (40 bis 48) zur Erzeugung mindestens eines Kraftstoff-Luftverhältnis-Referenzsignals gemäß einer optimalen Maschineneinstellung bei einem vorgegebenen Betriebszustand, durch eine Vergleichsvorrxchtung (36) zum Vergleich des Referenzsignals mit dem Ausgangssignal der Proportioniervorrichtung (30) und zur Erzeugung eines Differenzsignals und durch eine Vorrichtung (56) zur Steuerung des Regulierventils (60), die ihrerseits durch das Differenzsignal so angesteuert wird, daß sie dieses zur Übereinstimmung mit dem Referenzsignal bringt.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler (54) vorgesehen ist, der mit dem Ausgangssignal der Vergleichsvorrichtung (36) angesteuert ist und dessen Zählrichtung durch das über- bzw.
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    Unterschreiten eines vorbestimmten Wertes des Ausgangssignals der Vergleichsvorrichtung (36) bestimmt ist, und daß dem Vorwärts-Rückwärts-Zähler (54) als Steuervorrichtung eine Spannungssteuerung (56) für das Regulierventil (60) nachgeschaltet ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsvorrichtung ein Differenzverstärker (36) ist.
  4. 4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (40 bis 48) zur Erzeugung mehrerer Referenzsignale vorgesehen ist und daß die Auswahl dieser Referenzsignale mittels eines Schalters (59) erfolgt, der mit dem Ladedruckeinsteller der Brennkraftmaschine mechanisch gekoppelt ist und bei unterschiedlichen Winkelstellungen unterschiedliche Referenzsignale wirksam schaltet.
  5. 5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (70) zur Erzeugung eines Referenzsignals ein variables Kraftstoff-Luftverhältnis-Referenzsignal an die Vergleichsvorrichtung (36) abgibt und zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert umschaltbar ist, daß ein Maschinenleistungssensor
    (74) vorgesehen ist, der mit einem ersten Steigungsdetektor (78) verbunden ist, daß die Proportioniervorrichtung (30) mit einem zweiten Steigungsdetektor (82) verbunden ist, daß die beiden Steigungsdetektoren (78, 82) Steuersignale für die Vorrichtung (70) zur Abgabe eines variablen Referenzsignals liefern und daß die Vergleichsvorrichtung (36) mit einem Sperrsignal ansteuerbar ist, wenn das Ausgangssignal des ersten Steigungsdetektors (78) den Wert Null annimmt.
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  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenleistungssensor (74) ein Druckwandler ist, der auf den Ladedruck der Brennkraftmaschine anspricht.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenleistungssensor ein Leistungswandler ist.
  8. 8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine ZundzeitpunktverStelleinrichtung für die Brennkraftmaschine vorgesehen ist, die durch ein Ausgangssignal des ersten Steigungsdetektors (78) angesteuert ist und durch ein Sperrsignal ansteuerbar ist, wenn das Ausgangssignal des ersten Steigungsdetektors (78) den Wert Null annimmt.
  9. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündzeitpunktverstelleinrichtung eine Vorrichtung (104) zur Erzeugung eines variablen Zündzeitpunkt-Referenzsignals aufweist, die zwischen einem hohen Ausgangssignal entsprechend maximaler Frühzündung und einem niedrigen Ausgangssignal entsprechend maximaler Spätzündung variabel ist und deren Ausgangssignal einer weiteren Vergleichsvorrichtung (96) zugeführt ist, daß ein Zündzeitpunktsensor (62) ein Ausgangssignal als weiteres Eingangssignal an die weitere Vergleichsvorrichtung (96) abgibt und daß das Ausgangssignal der weiteren Vergleichsvorrichtung (96) eine Vorrichtung zur Steuerung der Zündzeitpunktverstelleinrichtung ansteuert.
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Steuerung der Zündzeitpunktverstelleinrichtung einen weiteren Vorwärts-Rückwärtszähler (110) umfaßt, dessen Zählrichtung von dem über- bzw. Unterschreiten eines vorbestimmten Wertes des Ausgangssignals der
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    weiteren Vergleichsvorrichtung (96) bestimmt ist und daß das Ausgangssignal des Vorwärts-Rückwärts-Zählers (110) über eine Spannungssteuerung (112) die Zündzeitpunktverstelleinrichtung (116) ansteuert.
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DE19803006550 1979-02-21 1980-02-21 Einrichtung zur steuerung des kraftstoff-luftgemischs in einer brennkraftmaschine Withdrawn DE3006550A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/013,460 US4301779A (en) 1979-02-21 1979-02-21 Engine fuel mixture control system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3006550A1 true DE3006550A1 (de) 1980-09-04

Family

ID=21760074

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