DE3508802C2

DE3508802C2 - Anordnung zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses für einen Kraftfahrzeugmotor

Info

Publication number: DE3508802C2
Application number: DE3508802A
Authority: DE
Inventors: Ryuji Mitaka Tokio/Tokyo Kataoka
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1984-03-14
Filing date: 1985-03-12
Publication date: 1987-02-19
Also published as: GB2155668B; DE3508802A1; GB2155668A; US4619235A; GB8506446D0; JPS60192850A

Abstract

Eine Anordnung zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses für einen Kraftfahrzeugmotor hält die Motorleerlaufdrehzahl auf einem vorbestimmten Wert fest. In der Anordnung wird der Motorleerlaufzustand durch Signale von einem Leerlaufschalter und einem in einem Getriebe vorgesehenen Neutralstellungsschalter festgestellt. Wenn die Zahl der Spitzen des schwankenden Rückkopplungssignals eines Rückkopplungsregelkreises einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird das Rückkopplungssignal auf einen vorbestimmten Wert festgesetzt, so daß das Luft-Brennstoff-Verhältnis auf einen Wert festgelegt wird, wodurch die Leerlaufdrehzahl auf einem konstanten Wert gehalten wird (Fig. 3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses, das bei Verwendung eines Katalysators zum Reinigen der Abgase notwendig ist, werden O₂-Fühler verwendet, deren Ausgangssignale zur Regelung des Gemisches auf den stöchiometrischen Wert verwendet werden. Bei einer solchen Anordnung kommt es aufgrund des Temperaturganges des O₂-Fühlers zu Regelschwankungen, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind. Das Rückkopplungssystem umfaßt hierbei einen PI-Regler, der die Zeitkonstanten des Regelsystems bestimmt. Aufgrund der Zeitkonstanten kommt es zu dem in Fig. 2 gezeigten Schwanken der Motordrehzahl im Leerlauf.
Aus der DE-OS 30 29 313 ist eine Anordnung der eingangs genannten Art bekannt, die nach einer bestimmten Zeitdauer ab Beginn des Leerlaufzustandes von Regelung auf Steuerung umschaltet und somit den stöchiometrischen Wert festhält. Bei dieser Anordnung wird aber keine Rücksicht auf die tatsächlich auftretenden und durch die momentanen thermischen Verhältnisse bedingten Schwankungen Rücksicht genommen, so daß die Umschaltung von Regelung auf Steuerung nicht immer korrekt ist.
Ausgehend vom oben genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine Umschaltung von Regelung auf Steuerung in Abhängigkeit von den tatsächlich vorliegenden Verhältnissen erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Anspruch 2 beschrieben, wobei diese Anordnung für sich alleine, jedoch zu einem anderen Zweck aus der US-PS 43 78 768 bekannt ist.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung dreht es sich also darum, daß die tatsächlichen Schwankungen im Rückkopplungssignal gezählt werden und dann das Rückkopplungssignal auf einen vorbestimmten Wert festgesetzt wird (Umschaltung von Regelung auf Steuerung), wenn die Zahl einen vorbestimmten Wert übersteigt. Dadurch wird sofort die Leerlaufdrehzahl konstant gehalten.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Abbildungen näher beschrieben. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine Darstellung der Beziehung zwischen dem Luft-Brennstoff-Verhältnis und der Motordrehzahl beim Leerlauf des Motors bei einer bekannten Anordnung,
Fig. 2 eine Darstellung der Schwankungen des Luft-Brennstoff- Verhältnisses und der Motordrehzahl beim Leerlauf des Motors bei einer Anordnung der Erfindung,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 ein Flußdiagramm der Arbeitsweise der Anordnung und
Fig. 5 ein Blockschaltbild von Einzelheiten der Regeleinheiten in der Anordnung der Erfindung.
Gemäß Fig. 3 ist ein Kraftfahrzeugmotor 1 mit einem Ansaugkanal 2 a und einer Brennstoffregelvorrichtung 2, wie einem Ein-Aus- Elektromagnetventil versehen, das in einem Vergaser 16 mit einem Drosselventil 17 angeordnet ist. Eine Abgasreinigungsvorrichtung 4, wie ein katalytischer Dreiwegkonverter, ist in einem Abgasrohr 3 vorgesehen. An dem Abgasrohr 3 ist ein O₂-Fühler 5 angeordnet, dessen Ausgangssignal zu einer Regeleinheit 6 gegeben wird, die wiederum ein Rückkopplungssignal an die Brennstoffregelvorrichtung 2 anlegt, so daß das Luft-Brennstoff- Verhältnis auf das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis geregelt werden kann.
Gemäß Fig. 5 ist die Regeleinheit 6 aus einem Mikrocomputer gebildet. Die Regeleinheit 6 ist mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 7 versehen, an die ein Ausgangssignal von einem Eingangsinterface 8 angelegt wird, das mit dem Ausgangssignal des O₂-Fühlers 5 und mit den Ausgangssignalen eines Kühlmittelfühlers 9, eines Leerlaufschalters 10 und eines Neutralstellungsschalters 11 gespeist wird. Der Kühlmittelfühler stellt die Kühlmitteltemperatur fest und erzeugt ein Ausgangssignal, wenn der Motor aufgewärmt ist. Der Leerlaufschalter 10 stellt den Leerlaufzustand des Motors fest, indem er die Drosselventilstellung im geschlossenen Zustand bestimmt. Der Neutralstellungsschalter 11 erzeugt ein Ausgangssignal, wenn ein Gangschalthebel 19 eines Getriebes 20 sich in der Neutralstellung befindet. Die CPU 7 verarbeitet diese Signale entsprechend den Programmen, die in einem ROM 12 und einem RAM 13 gespeichert sind, und steuert den Treiberkreis 15 über ein Ausgangsinterface 14 und steuert des weiteren die Brennstoffregelvorrichtung 2. Die CPU 7 enthält einen PI-Kreis, der auf das Ausgangssignal des O₂-Fühlers 5 anspricht, um ein PI-Signal als Rückkopplungssignal zu erzeugen, siehe Fig. 2.
Die Arbeitsweise der Anordnung wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 4 beschrieben. Wenn der Kühlmittelfühler 4 ein Ausgangssignal beim Aufwärmen des Motors 1 erzeugt, wird das Luft-Brennstoff-Verhältnis auf den stöchiometrischen Wert durch das Rückkopplungssignal in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des O₂-Fühlers 5 geregelt. Nachdem der Motor aufgewärmt ist, bestimmt die Anordnung, ob sich der Motor im Leerlauf befindet oder nicht. Zuerst wird das Ausgangssignal des Leerlaufschalters 10 beurteilt. Wenn der Schalter EIN ist, schreitet die Operation zur nächsten Stufe fort. Wenn der Schalter AUS ist, fährt die Anordnung fort, ihren üblichen Regelvorgang auszuführen. In der nächsten Stufe wird der Zustand des Neutralstellungsschalters 11 bestimmt. Wenn der Schalter EIN ist, geht die Operation zur nächsten Stufe über. Wenn der Schalter AUS ist, fährt die Anordnung fort, die übliche Rückkopplungsregelung auszuführen. Der Leerlaufzustand des Motors wird durch das EIN-Signal des Neutralstellungsschalters 11 bestimmt. Im Leerlaufzustand wird die Zahl der Spitzen in dem Rückkopplungssignal (PI-Signal) durch einen Zähler 21 gezählt. Wenn die Zahl nicht einen vorbestimmten Wert N übersteigt, arbeitet die Anordnung zur Ausführung ihrer üblichen Rückkopplungsregelung. Wenn die Zahl den Wert N übersteigt, wird die Rückkopplungsregelung durch das Rückkopplungssignal angehalten und ein Signal mit einem vorbestimmten Rückkopplungswert wird der Brennstoffregelvorrichtung 2 zugeführt. Demgemäß wird das Luft-Brennstoff-Verhältnis auf einen vorbestimmten Wert festgelegt, was bewirkt, daß die Motordrehzahl konstant ist.
Wenn der Leerlaufzustand länger als eine vorbestimmte Periode andauert, kann somit das Luft-Brennstoff-Verhältnis festgelegt werden, siehe Fig. 2, so daß die Schwankung der Motordrehzahl verhindert wird und die Wirtschaftlichkeit des Brennstoffverbrauchs erhöht wird.
Die Erfindung ergibt eine Anordnung zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses, bei der die Schwankung der Motordrehzahl durch Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses verhindert wird, so daß der Brennstoffverbrauch verbessert wird.

Claims

1. Anordnung zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses für eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebe, mit einer Brennstoffmengensteuervorrichtung und mit einem Regelsystem mit geschlossener Regelschleife, das von dem Ausgangssignal eines O₂-Fühlers abhängig ist, mit einer ersten Einrichtung zum Feststellen des Leerlaufzustandes der Brennkraftmaschine und zum Erzeugen eines ersten Signals, mit einer zweiten Einrichtung, die auf das erste Signal anspricht, um ein zweites Signal zu erzeugen, und mit einer dritten Einrichtung, die auf das zweite Signal anspricht und ein Ausgangssignal erzeugt, um das Regelsignal des Regelsystems auf einen vorbestimmten Wert festzulegen, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (6) derart ausgebildet ist, daß auf das erste Signal hin die Spitzen im Rückkopplungssignal gezählt werden und das zweite Signal dann erzeugt wird, wenn die Zählung einen vorbestimmten Wert übersteigt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung einen Leerlaufschalter (10) zum Feststellen der Stellung des Drosselventiles (17) des Motors (1) und zum Erzeugen eines Signals, wenn sich dieses in der geschlossenen Stellung befindet, und einen Neutralstellungsschalter (11) enthält, zum Feststellen der Stellung eines Schalthebels (19) des Getriebes (20) und zum Erzeugen eines Signals, wenn der Schalthebel (19) sich inder Neutralstellung befindet.