DE3123260C2

DE3123260C2 - Regeleinrichtung für die Regelung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einer Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE3123260C2
Application number: DE19813123260
Authority: DE
Inventors: William G. Ann Arbor Mich. Rado
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1980-06-17
Filing date: 1981-06-12
Publication date: 1986-10-30
Also published as: CA1174334A; DE3123260A1; GB2077962B; GB2077962A; JPS5735140A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Regelung für die Regelung des Kraftstoff/Luft-Verhältnisses für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei der Sauerstoffgehalt im Abgas in bestimmten Zeitabständen gemessen wird und festgestellt wird, ob eine vorgewählte Anzahl dieser Messungen das Ergebnis "mager" bzw. "fett" ergibt, wobei die Regeleinrichtung je nach dem Ergebnis eine Verstellung in Richtung "fett" bzw. in Richtung "mager" ergibt, oder aber keine Verstellung vorgenommen wird.

Description

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stellung in Richtung »fettes Gemisch« erfolgt, wenn einem Katalysator betrieben wird,

zwei oder weniger von zehn Messungen die Aussage In der Fig.3 ist ein Blockschaltbild dargestellt, daß

»fett« ergeben und wonach eine Verstellung in Richtung den Ablauf gemäß der Erfindung zeigt Im Block 31

»mageres Gemisch« erfolgt, wenn zwei oder weniger erfolgt die Messung des Sauerstoffgehalts der Abgase

Messungen von zehn Messungen »mager« ergeben und 5 durch den Abgassensor. Bei einem Ausführungsbeispiel

wonach keine Verstellung erfolgt, wenn zwischen drei der Erfindung kann eine Messung alle 30 Millisekunden

und sieben der Messungen von zehn Messungen die erfolgen. Selbstverständlich kann aber auch die Fre-

Feststellung »fett« bzw. »mager« ergeben. quenz der Messung verändert werden, je nachdem wel-

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der Figu- ches Ergebnis gewünscht wird.

ren verdeutlicht Es zeigt io Im Block 32 wird dann die Messung, die der Abgas-

Fig. la eine graphische Darstellung der Ausgangs- sensor vornimmt den bisherigen Messungen hinzuge-

spannung eines Gemischsensors, gemäß dem Stand der fügt Im Block 33 wird eine Entscheidung darüber her-

Technik, beigeführt, ob genügend Messungen erfolgt sind, um

Fig. Ib eine graphische Darstellung der Spannung eine Verstellung vorzunehmen. Gemäß einem Ausfüh-

für die Verstellvorrichtung zur Veränderung des Kraft- 15 rungsbeispiel kann dabei die Zahl der Messungen, die

^: stoff-Luft-Gemisehes, über der Zeit aufgetragen, gemäß notwendig ist, um tätig zu werden, auf zehn festgesetzt

dem Stand der Technik, werden. Sind beispielsweise zehn Messungen vorgese-

F i g. 2a eine graphische Darstellung der Ausgangs- hen gewesen, jedoch noch nicht erfolgt, so ist im Block

- spannung des Abgassensors, über der Zeit aufgetragen, 34 dargestellt, daß die Anlage wartet, bis die benötigte

Fi g. 2b eine graphische Darstellung der Gemischver- 20 Anzahl von Messungen erreicht ist i«nd jedoch zehn

ψ: Stellspannung über der Zeit aufgetragen, Messungen vorgenommen worden, so wir d im Biock 35

; F i g. 3 eine schematische Blockdarstellung des Regel- die Zahl der Messungen mit dem Ergebnis »fett« vergli-

systems gemäß der Erfindung und chen mit der Anzahl der Messungen mit dem Ergebnis

' F i g. 4 eine schematische Darstellung der Einrichtun- »mager«. Mit dem Block 36 wird dann eine Entschei-

-■ gen gemäß der Erfindung. 25 dung darüber gefällt, ob das Verhältnis der Messungen

Der Abgassensor mißt die entsprechenden Werte im »fett« zu den Messungen »mager« es erforderlich

p. Abgas, die dann statistisch ausgewertet werden. Ent- macht, eine Verstellung vorzunehmen. Wenn keine Ver-

;. sprechend erfolgt gemäß dem Ergebnis der Auswertung stellung notwendig ist, so veranlaßt der Block 37 die

h, eine Verstellung der Kraftstoffzufuhr. Diese Steuerung Anlage zu warten, bis sich ein anderes Ergebnis einstellt

Jj ist unabhängig von der Motor-Reaktionszeit Wie insbe- 30 Ist jedoch eine Verstellung notwendig geworden, so

, sondere in den F i g. 2a und 2b dargestellt ist, findet wird diese Verstellung selbst im Block 38 entschieden.

% durch den Gemischsensor alle 30 Millisekunden eine Ergibt die Anzeige »zu fett«, was beispielsweise dann

!> Messung statt, um festzustellen, ob das Gemisch »fett« der Fall ist, wenn sieben von zehn Messungen anzeigen,

!j oder »mager« ist Sodann wird nach der Vornahme von daß ein fettes Gemisch vorliegt so geht die Steuerung

& zehn Messungen, was innerhalb einer Zeit von etwa 35 weiter an den Block 39. Im Block 39 erfolgt die Festle-

If 03 Sekunden geschieht, eine Entscheidung darüber ge- gur.g der Größe der Veränderung des Kraftstoff-Luft-

P troffen, ob eine Verstellung vorgenommen werden solL Verhältnisses. Die Größe der Veränderung kann abhän-

%. Wenn zwei oder weniger der zehn Messungen anzeigen, gig sein von einem Parameter der Verbrennungs&raft-

i>> daß das Gemisch »fett« ist, so erfolgt eine Verstellung maschine. So beispielsweise von dem Parameter der Än-

iä der Kraftstotfzufuhr um eine Stufe in Richtung »fett«. 40 derung des absoluten Druckes im Ansaugstutzen. Nach

|;| Wenn zwei oder weniger der zehn Messungen anzeigen, dieser Festlegung im Block 39 erfolgt die eigentliche

fv/ daß das Gemisch »mager« ist, so verstellt die Verstell- Verstellung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses im Block

y vorrichtung um eine Stufe die Einrichtung in Richtung 41. Ergibt sich jedoch aus den Daten im Block 38, daß

]ß »mager«. Wenn die Messung ergibt, daß zwischen drei mehr als sieben von zehn Messungen das Ergebnis »ma-

' und sieben der zehn Messungen »mager« bzw. »fett« 45 geres Gemisch« anzeigen, so wird im Block 40 die Grö-

('■ sind, so findet keine Verstellung statt Die Einrichtung ße der Veränderung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses

. besitzt somit drei Möglichkeiten, auf die gemessenen vorgenommen. Auch diese Festlegung kann abhängig

;; Werte zu reagieren. von einem Parameter der Verbrennungskraftmaschine

Falls ein nicht-stöchäometrisches Verhältnis von erfolgen, so beispielsweise abhängig vorn absoluten

yl Kraftstoff zur Luft gewünscht wird, so kann die Einrich- 50 Druck im Ansaugstutzen. Nach Festlegung der Größe

i.; tung zur Veränderung in den Bereichen »fett« bzw. der Veränderung erfolgt dann die Verstellung des

; »mager« asymmetrisch eingestellt werden. Das kann Kraftstoff-Luft-Verhältnisses in Richtung »fett« durch

beispielsweise dadurch geschehen, daß die Einrichtung den BI'jck42.

so eingestellt wird, daß, wenn zwei oder weniger der In der Fig.4 ist mit (50) eine Verbrennungskraftma-

zehn Messungen anzeigen, daß das Gemisch »fett« ist, 55 schine bezeichnet, die eine Kraftstoffzumeßleitung (5S)

die Kontrolleinrichtung eine Verstellung in Richtung besitzt Ein Abgassensor ist mit (52) bezeichnet. Ein

»fett«, wie vorher auch, vornimmt Im Gegensatz zur Druckmesser im Ansaugkrümmer trägt die Bezeich-

bisherigen Darstellung kann die Einrichtung jedoch nung (53). Ein Sensor für die Stellang der Drosselklappe

; dann so reagieren, daß für eine Verstellung in die Rieh- ist mit (54) bezeichnet, wobei die eigentliche Steuerein-

tung »mager« vier der zehn Messungen benötigt wer- eo richtung zur Steuerung des Kraftstoff-Luft-Verhäitnis-

den, die »mager« anzeigen müssen, bevor eine Verstel- ses mit (55) bezeichnet ist.

lung vorgenommen wird. Dadurch wird eine asymmetri-

sehe Einstellung erreicht. Es ist hier darauf hinzuweisen, Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

daß die Frequenz der Anzeigen in der F i g. 2a sehr viel

höher ist als in der Anzeige gemäß Fig. la. Dadurch 05
paßt sich der Regelungsvorgang wesentlich enger den
veränderten Betriebsbedingungen des Motors an, was
insbesondere dann von Vorteil ist. wenn der Motor mit

Claims

1 2 derung des Kraftstoffzuflusses. Patentansprüche: Eine Einrichtung der geschilderten Art ist durch die DE-OS 23 57 410 bekannt, bei der eine Einrichtung für

1. Regeleinrichtung für die Regelung des Kraft- die Regelung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses dadurch stoff-Luft-Verhältnisses einer Verbrennungskraft- 5 erfolgt, daß im Abgassystem ein Sauerstoffkonzentramaschine, wobei im Abgassystem der Verbren- tionsdetektor angeordnet ist, der während festgelegter nungskraftmaschine ein Abgassensor angeordnet ist, Zeiten Messungen vornimmt. Weiterhin -weist die beder während festgelegter Zeiten Messungen vor- kannte Einrichtung Vorrichtungen auf, durch die die Zunimmt und wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, fuhr von Kraftstoff zur Verbrennungskraftmaschine als durch die die Zufuhr von Kraftstoff zur Verbren- io Funktion des im Abgas gemessenen Sauerstoffs gesteunungskraftmaschine als Funktion des im Abgas ge- ert wird. Dabei wird auch die Veränderung der Zufuhr messenen Sauerstoffs gesteuert wird und die Verän- von Kraftstoff begleitet von einer Änderung des Kraftderung der Kraftstoffzufuhr zur Verbrennungskraft- stoff-Luft-Verhältnisses, wobei die Größe der Änderung maschine begleitet wird durch eine Änderung des abhängig ist von einem Parameter, der den Zustand der Kraftstoff-Luft-Verhältnisses, wobei die Größe der i5 Verbrennungskraftmaschine beschreibt. Die Anord-Änderung abhängig von einem Parameter ist, der nung ist dabei so getroffen, daß eine Zuführungskomden Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschi- mandoschaltung ein Betätigungs- bzw. Konünandosine beschreibt und weiterhin eine Einrichtung vorge- gnal für die Zufuhr von Luft immer dann absetzt, wenn sehen ist, &s, gesteuert von den gemessenen Abgas- ein Probesignal von der Probesignalerzeugungsschalwerten, drei mögliche Entscheidungen trifft, nämlich 20 tung ankommt Dabei wird dieser Vorgang laufend wie-Erhöhung des Kraftstoffzuflusses zum Zwecke der derholt, wodurch sich ergibt, daß das Kraftstoff-Luft-Verfettung, Verringerung des Kraftstoffzuflusses Verhältnis auf einen vorher bestimmten Wert einreguzum Zwecke der Abmagerung und keine Verände- liert wird. Es ist hier auch möglich, durch Herabsetzung rung des Kraftstoffzuflusses, dadurchgekenn- der Periode der Probensignale die Folgecharakteristik zeichnet, daß die Regeleinrichtung eine Einrich- 25 und Genauigkeit der Rückkopplungssieuerung zu vertung zur statistischen Auswertung der über den Ab- bessern. Diese Anordnung erlaubt jedoch nicht eine stagassensor ermittelten Werte im Abgas besitzt, wo- tistische Aufbereitung der Meßwerte, bevor eine Verbei die Einrichtung nach Über- bzw. Unterschreiten stellung erfolgt

von vorbestimmten Grenzwerten für die statistische Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine EinAuswertung eine Verstellung der Kraftstoffzufuhr 30 richtung für die Regelung des Kraftstoff-Luft-Verhältvornimmt nisses einer Verbrennungskraftmaschine so zu verän-2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- dem, daß ein verbessertes Verfahren zur Regelung des kennzeichnet daß die Regeleinrichtung eine Ausrü- Kraftstoff-Luft-Verhältnisses für Verbrennungskraftstung enthält wonach zur Messung von Sauerstoff maschinen erreicht wird.

im Abgassystem etwa alle 30 Millisekunden eine 35 Dabei soll diese Verbesserung dadurch eintreten, daß Messung vorgenommen wird und wonach eine Ver- die Motor-Reaktionszeit verbessert wird, also die Zeit, stellung in Richtung »fettes Gemisch« erfolgt wenn die der Regelkreis benötigt um eine von der Verstellzwei oder weniger von zehn Messungen die Aussage vorrichtung vorgenommene Ändei sng des Kraftstoff- »fett« ergeben und wonach eine Verstellung in Rieh- Luft-Verhältnisses vom Abgassensor in der gewünschtung »mageres Gemisch« erfolgt, wenn zwei oder 40 ten Weise bemerken zu lassen. Diese Verringerung der weniger Messungen von zehn Messungen »mager« Motor-Reaktionszeit soll zur Folge haben, daß auch die ergeben und wonach keine Verstellung erfolgt wenn Amplitude der Schwankungen um den Soll-Wert verzwischen drei und sieben der Messungen von zehn kleinert werden.

Messungen die Feststellung »fett« bzw. »mager« er- Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst,

geben. 45 daß die Regeleinrichtung eine Einrichtung zur statisti

schen Auswertung der über den Abgassensor ermittel-

ten Werte im Abgas besitzt, wobei die Einrichtungen

nach Ober- bzw. Unterschreiten von vorbestimmten Grenzwerten für die statistische Auswertung eine Ver-

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für die so stellung der Kraftstoffzufuhr vornimmt.
Regelung des Kraftstoff-Luft-Verhältnisses einer Ver- Gemäß der Erfindung werden laufend und mit kleinen

brennungskraftmaschine, wobei im Abgassystem der Abständen Messungen über das Kraftstoff-Luft-Ver-Verbrennungskraftmaschine ein Abgassensor angeord- hältnis vorgenommen. Diese Messungen werden jedoch net ist, der während festgelegter Zeiten Messungen vor- nicht unmittelbar zu einer Verstellung benutzt, sondern nimmt und wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, durch 55 sie werden zunächst einer statistischen Auswertung undie die Zufuhr von Kraftstoff zur Verbrennungskraft- terworfen, insofern, als zunächst festgestellt wird, ob ein maschine als Funktion des im Abgas gemessenen Sauer- vorbestimmter Prozentsatz der Messungen ober- bzw. Stoffs gesteuert wird und die Veränderung der Kraft- unterhalb eines Soll-Wertes liegt. Erst dann, wenn eine stoffzufuhr zur Verbrennungskraftmaschine begleitet solche statistische Auswertung aller in die Messung einwird durch eine Änderung des Kraftstoff-Luft-Verhält- 60 bezogenen Meßergebnisse ergibt, daß sich eine eindeunisses. wobei die Größe der Änderung abhängig von tige Tendenz im Verhalten der Verbrennungskraftmaeinem Parameter ist, der den Betriebszustand der Ver- schine abzeichnet wird eine Verstellung des Kraftstoffbrennungskraftmaschine beschreibt und weiterhin eine Luft-Verhältnisses in der entsprechenden Richtung vorEinrichtung vorgesehen ist, die, gesteuert von den ge- genommen.

messenen Abgaswerten, drei mögliche Entscheidungen 65 In Ausgestaltung der Erfindung enthält die Regeleintrifft, nämlich Erhöhung des Kraftstoffzuflusses zum richtung eine Ausrüstung, wonach zur Messung von Zwecke der Verfettung, Verringerung des Kraftstoffzu- Sauerstoff im Abgassystem etwa alle 30 Millisekunden flusses zum Zwecke der Abmagerung und keine Verän- eine Messung vorgenommen wird und womit eine Ver-