DE3537528C2

DE3537528C2 -

Info

Publication number: DE3537528C2
Application number: DE3537528A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Fuchu Tokio/Tokyo Jp Ohtaki; Kazuo Musashino Tokio/Tokyo Jp Hara
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1984-10-22
Filing date: 1985-10-22
Publication date: 1990-05-23
Also published as: GB8525888D0; GB2167213A; US4651699A; GB2167213B; DE3537528A1; JPS61101641A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Regeln des Luft- Brennstoff-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE-OS 31 40 155 ist es bekannt, daß man das Gemisch entsprechend bestimmten Betriebsparametern einstellen kann. Hierzu werden gemäß dieser Druckschrift die Betriebsparameter in einer bestimmten Art und Weise miteinander verknüpft, was zu sehr komplizierten Schaltungen führen kann.

Aus der DE-OS 31 26 734 ist eine Anordnung der eingangs genann ten Art bekannt. Wenn bei dieser Anordnung der kalte Motor beschleunigt wird, so wird die Regelung abgeschaltet und ein fettes Gemisch zugeführt. Dieses konstant fette Gemisch führt jedoch zu einer erhöhten Schadstoffemission und zu einem ver schlechterten Betriebsverhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art auf einfache Weise dahingehend zu ver bessern, daß ein verbessertes Betriebsverhalten mit verringer ter Schadstoffemission bei Beschleunigung im kalten Motorbetrieb erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspru ches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß keine komplizierten Steuer- und Regelschaltungen notwendig sind und dennoch eine Anpassung des Gemisches an die Motorbetriebsdaten auf einfache Weise möglich ist.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der elektrischen Regelschaltung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Darstellung eine Nachschlagetabelle für das Luft- Brennstoff-Verhältnis und

Fig. 4 ein Flußdiagramm des Betriebs der Anordnung.

Gemäß Fig. 1 ist der Vergaser 1 im Ansaugkanal 21 eines Verbrennungsmotors 2 vorgesehen. Ein Korrekturluftkanal 8 steht in Verbindung mit einer Luftöffnung 7, die in einem Haupt brennstoffkanal 6 zwischen einer Schwimmerkammer 3 und einer Düse 5 in einem Venturirohr 4 vorgesehen ist. Ein weiterer Korrekturluftkanal 13 steht in Verbindung mit einer weiteren Luftöffnung 12, die in einem Leerlaufbrennstoffkanal 11 vorge sehen ist, der von dem Hauptbrennstoffkanal 6 abzweigt und sich zu einer Leerlaufmündung 10 in der Nähe eines Drosselventils 9 erstreckt. Die Korrekturluftkanäle 8 und 13 stehen in Verbindung mit Ein-Aus-Elektromagnetventilen 14 und 15, deren Ansaugseiten in Verbindung mit der Atmosphäre über einen Luftreiniger 16 stehen. Ein Katalysator 18 ist in einem Auspuffrohr 17 stromab des Motors vorgesehen. Ein O₂-Fühler 19 ist zwischen dem Motor 2 und dem Katalysator 18 vorgesehen, um die Sauerstoffkonzentration der Abgase fest zustellen. Ein Kühlmitteltemperaturfühler 20 ist an einem Wassermantel des Motors vorgesehen, um die Temperatur des Kühlwassers zu bestimmen. Ein Unterdruckfühler 22 ist im Ansaugkanal 21 stromabwärts des Drosselventils 9 vorge sehen. Ein Atmosphärendruckfühler 23 ist des weiteren in der Anord nung vorgesehen, um den Druck zum Korrigieren des Luft-Brenn stoff-Verhältnisses zu bestimmen.

Die Ausgangssignale des O₂-Fühlers 19, des Kühlmitteltempe raturfühlers 20, des Unterdruckfühlers 22 und des Atmosphärendruck fühlers 23 werden zu einer Regelschaltung 30 gesandt, die ein Ausgangssignal erzeugt und die Elektromagnetventile 14 und 15 mit einem entsprechenden Tastverhältnis öffnet und schließt. Somit wird entweder eine größere Luftmenge dem System über die Luftkorrekturkanäle 8 und 13 zuge führt, um ein mageres Luft-Brennstoff-Gemisch zu erzeugen, oder es wird nur eine geringe Luftmenge dem System zuge führt, um das Luft-Brennstoff-Gemisch anzureichern.

Fig. 2 zeigt die Ausbildung der Regelschaltung 30 einschließlich eines Rückkopplungsregelkreises. Die Regelschaltung ist mit einem Grundimpulserzeugungsteil 34 zum Erzeugen von Grundimpulsen mit einem konstanten Tastverhältnis, die zu einem Berechnungsteil 32 gesandt werden, versehen. Das Ausgangssignal des O₂-Fühlers 19 wird an den Berechnungsteil 32 über einen Komparator 31 angelegt.

Im allgemeinen ändert sich das Luft-Brennstoff-Verhältnis zyklisch um das stöchiometrische Luft-Brennstoff- Verhältnis. Das Ausgangssignal des O₂-Fühlers 19 hat demgemäß eine Wellenform mit einer bestimmten Wellenlänge. Das Ausgangs signal wird mit einem Bezugswert in dem Komparator 31 verglichen, der Fehlersignalimpulse in Abhängigkeit von der Wellenform erzeugt. Die Impulse werden an den Berechnungsteil 32 angelegt, in dem die von dem Teil 34 zugeführten Grundimpulse durch die Fehlersignalimpulse korrigiert werden, um Ausgangsimpulse zu erzeugen, deren Tastverhältnis korrigiert wird, um die Abweichung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses zu korrigieren. Die geregelten Ausgangsimpulse werden den Elektro magnetventilen 14 und 15 über einen Umschaltkreis 39 und einen Treiber 36 zum Betätigen der Ventile zugeführt.

Wenn ein fettes Luft-Brennstoff-Gemisch festgestellt wird, erzeugt der Berechnungsteil 32 Impulse mit einem großen Tast verhältnis, um das Gemisch abzumagern. Bei einem mageren Luft-Brennstoff-Gemisch erzeugt der Berechnungsteil Impulse mit einem kleinen Tastverhältnis, um das Gemisch anzureichern.

Ein Festtastverhältnisimpulserzeugungsteil 38 erzeugt verschiedene Impulse in Übereinstimmung mit den Antriebszu ständen.

Der Teil 38 hat eine Nachschlagetabelle (siehe Fig. 3). Die Tabelle ist dreidimensional, um ein Tastverhältnissignal in Abhängigkeit vom Unterdrucksignal aus dem Unterdruckfühler 22 und vom Motordrehzahlsignal (das durch Zündimpulse erhalten wird) zu erzeugen. Die Tabelle wird so angefertigt, daß verschiedene Tastverhältnisse vorge sehen werden, die für Zustände des Motors während des kalten Motorbetriebs geeignet sind. Der Festtastverhältnisimpuls erzeugungsteil 38 ist in der Lage, verschiedene Impulszüge zu erzeugen, wobei jeder Zug ein festes Tastverhältnis aufweist, das durch die Nachschlagetabelle in Übereinstimmung mit dem Unterdruck (Last an dem Motor) und der Motordreh zahl bestimmt wird. Die Impulse mit festem Tastverhältnis werden den Elektromagnetventilen 14 und 15 über den Umschaltkreis 39 und den Treiber 36 zugeführt.

Der Umschaltkreis 39 wird durch ein Ausgangssignal eines Beschleunigungsfeststellkreises 40 betätigt. Der Kreis 40 ent hält einen Ansaugkanal-Unterdruckfeststellkreis 41, einen Kühlmitteltemperaturfeststellkreis 42 und einen Atmosphären druckfeststellkreis 43. Der Unterdruckfeststellkreis 41 wird mit dem Ausgangssignal eines Unterdruckfühlers 22 gespeist und erzeugt ein hochpegeliges Ausgangssignal, wenn der Unterdruck (ein Wert nahe dem atmosphärischen Druck) niedriger als ein vorbestimmter Wert (beispielsweise -300 mmHg) ist, was bedeutet, daß der Motor stark beschleunigt wird.

Der Kühlmitteltemperaturfeststellkreis 42 wird mit einem Signal des Kühlmitteltemperaturfühlers 20 gespeist und erzeugt ein hochpegeliges Ausgangssignal, wenn die Temperatur unter 80°C liegt. Der Atmosphärendruckfeststellkreis 43 erzeugt ein hochpegeliges Ausgangssignal, wenn der durch einen Atmosphärendruckfühler 23 abgetastete Atmosphärendruck höher als 650 mmHg ist. Die Ausgangssignale der Kreise 41, 42 und 43 werden an ein UND-Verknüpfungsglied 44 angelegt, dessen hoch pegeliges Ausgangssignal einem Zeitgeber 45 zugeführt wird, um diesen zu triggern. Der Zeitgeber 45 erzeugt ein hochpegeliges Ausgangssignal während 0,2 Sekunden. Auch wenn das hochpegelige Ausgangssignal des UND-Verknüpfungsglieds mehr als 0,2 Sekunden andauert, wird das Ausgangssignal des Zeitgebers 45 nach 0,2 Sekunden niederpegelig. Das hochpegelige Ausgangssignal des Zeitgebers 45 betätigt den Umschaltkreis 39, um den Eingang von dem Berechnungsteil 32 abzuschalten und den Ausgang des Kreises 38 mit dem Treiber 36 zu verbinden.

Im kalten Motorbetrieb bei niedriger Höhe, wenn der Ansaugkanal unterdruck höher als -300 mmHg ist, erzeugt bei Leerlaufbetrieb des Motors und im stetigen Antriebs zustand der Unterdruckfeststellkreis 41 ein niederpegeliges Aus gangssignal, so daß das Ausgangssignal des UND-Ver knüpfungsglieds 44 niederpegelig wird. Das Ausgangssignal des Zeitgebers 45 befindet sich somit auf hohem Pegel, so daß der Umschaltkreis 39 den Ausgang des Berechnungsteils 32 mit dem Treiber 36 verbindet. Das Luft-Brennstoff-Verhältnis wird somit durch die Rückkopplungsregelanordnung geregelt.

Wenn der Unterdruck niedriger als -300 mmHg bei Beschleunigung des Motors wird, wird das Ausgangssignal des UND-Verknüpfungsglieds 44 hochpegelig, so daß das Ausgangssignal des Zeitgebers 45 höchstens für 0,2 Sekunden hochpegelig wird. Während dieser Zeitdauer werden somit Impulse mit Tastverhält nissen, die durch die Nachschlagetabelle in Übereinstimmung mit dem Ansaugkanalunterdruck und der Motordrehzahl bestimmt werden, von dem Teil 38 über den Umschaltkreis 39 und den Treiber 36 angelegt an die Elektromagnetventile 14 und 15. Das Luft-Brenn stoff-Verhältnis wird somit so gesteuert, daß es die Anforderung bei Beschleunigung im kalten Motorbetrieb berücksichtigt. Wenn eines der Eingangssignale des UND-Verknüpfungsglieds 44 auf einen anderen Pegel wechselt oder nach 0,2 Sekunden aufhört, wird das Ausgangssignal des Zeitgebers 45 niederpegelig. Die Anordnung kehrt somit zur Rückkopplungsregelung zurück. Fig. 4 zeigt den vorangehend beschriebenen Betrieb der Anordnung.

Claims

1. Anordnung zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors mit einem Ansaugkanal (21), mit Einrichtungen (1) zum Zuführen eines Luft-Brennstoff- Gemisches, mit einem O₂-Fühler (19) zum Feststellen der Sauerstoffkonzentration in den Abgasen, mit einer Regel schaltung (30) mit einem Komparator (31) zum Vergleich des Ausgangssignals des O₂-Fühlers mit einem Bezugswert und zum Abgeben eines Vergleichssignals, mit ersten Impuls erzeugungseinrichtungen (34) zum Erzeugen von Grundimpul sen mit kontantem Tastverhältnis, mit einem Berechnungs teil (32), das die Grundimpulse so in Übereinstimmung mit dem Vergleichssignal bringt, daß das Tastverthältnis des Ausgangssignals des Berechnungsteils (32) vom Vergleichs signal abhängt, mit einem Magnetventil (14, 15) zum Korri gieren des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des zugeführten Gemisches in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Berechnungsteils (32), mit einem Unterdruckfühler (22), der den Druck im Ansaugkanal abtastet und beim Beschleuni gen des Motors ein erstes Signal abgibt, mit einem Kühl mitteltemperaturfühler (20), der bei kaltem Motor ein zwei tes Signal abgibt, und mit Verknüpfungseinrichtungen (44), die bei Vorliegen des ersten und des zweiten Signals ein drittes Signal abgeben, gekennzeichnet durch zweite Impulserzeugungseinrichtungen (38) zur Erzeugung von Impulszügen, wobei jeder Impulszug ein dem Druck im Ansaugkanal und der Motordrehzahl bei kaltem Motorbetrieb entsprechendes festes Tastverhältnis aufweist und die Tast verhältnisse abhängig von dem Druck im Ansaugkanal und der Motordrehzahl gespeichert sind, einen Zeitgeber (45), der auf das dritte Signal hin für eine vorbestimmte Zeitdauer ein viertes Signal abgibt, und durch Umschaltmittel (39), die auf das vierte Signal hin dem Magnetventil (14, 15) einen der von den zweiten Impulserzeugungseinrichtungen (38) erzeugten Impulszüge mit einem Tastverhältnis entspechend der momentanen Drehzahl und dem momentanen Druck im Ansaugkanal anstelle der Impulse aus dem Berechnungsteil (32) zuführen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Atmosphärendruckfeststelleinrichtung (23) zum Erzeu gen eines Signals, wenn ein vorgegebener Atmosphärendruck überschritten wird, wobei das Signal einem weiteren Ein gang der Verknüpfungseinrichtungen (44) zugeführt wird.