DE3537531A1 - Anordnung zum regeln des luft-brennstoff-verhaeltnisses eines verbrennungsmotors - Google Patents
Anordnung zum regeln des luft-brennstoff-verhaeltnisses eines verbrennungsmotorsInfo
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Description
5/200 · 3· Fu^ Jukogyo K.K
Anordnung zum Regeln des Luft~Brennstoff-VerhäItnisses
eines Verbrennungsmotors
Priorität: 22. Oktober 1984 Japan59-222632
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses
eines Verbrennungsmotors, die das Luft-Brennstoff-Gemisch
auf das stöchiometrisehe Luft-Brennstoff-Verhältnis
regelt, bei dem ein Dreiwegkatalysator am wirkungsvollsten
arbeitet.
In einer bekannten Anordnung zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhaltnisses
■ für ein Kraftfahrzeug wird das Luft-Brennstoff-Verhältnis
des in den Motorzylindern verbrannten Luft-Brennstoff
-Gemischs als Sauerstoffkonzentration in den Auspuffgasen
mittels eines O?-Fühlers festgestellt, der in dem Auspuffsystem
des Motors vorgesehen ist, und eine Beurteilung wird in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des.O--Fühlers vorgenommen,
die angibt, ob das Luft-Brennstoff-Verhältnis fetter
oder magerer als der Wert entsprechend dem stöchiometrisehen
Luft-Brennstoff-Verhältnis ist, um ein Regelsignal zu erzeugen.
Das Regelsignal wird einem Proportional- und Int eg.r.at i ons kr ei s
(PI-Kreis) zugeführt, dessen Ausgangssignal in Impulsform umgewandelt
wird. Die Impulse betätigen ein Elektromagnetventi I , um
die Menge der entnommenen Luft in dem Vergasers zu regeln. Das Tastverhältnis der Impulse wird in übe reinstimmung mit dem
Ausgangssignal des PI-Kreises geändert, um das Luft-Brennstoff-Verhältnis
des Gemischs zu regeln. Wenn das Tastverhältnis der
Impulse verringert wird, wird das Luft-Brennstoff-Gemisch angereichert.
Das Luft-Brennstoff-Gemisch wird somit auf das
stöchiometrisehe Luft-Brennstoff-Verhai tnis geregelt, bei dem
ein Dreiwegkatalysator in dem Auspuff syst em am wirkungsvollsten
arbeitet.
BAD ORIGINAL
. If·
Andererseits hat ein Vergaser im allgemeinen keine flache Lastkennlinie.
Der Vergasser führt nämlich ein fetteres Luft-Brennstoff-Gemisch
bei geringer Last und ein mageres Gemisch bei
großer Last zu.
Wenn der Motor bei großer Last sehr schnell verzögert wird,
tritt zusätzlich ein hohes Ansaugverzweigungsvakuum auf und an
der Wand der Ansaugverzweigung haftender Brennstoff wird in die
Zylinder zusammen mit der Ansaugluft bei hohem Vakuum gezogen. Das Luft-Brennstoff-Gemisch wird demgemäß zeitweilig angereichert,
was einen Anstieg der Sauerstoffkonzentration in den
Auspuffgasen bewirkt. Das Emissionsrege I syst em arbeitet somit,
um das Tastverhältnis, beispielsweise 80%, zu erhöhen, um das
fette Gemisch zu verdünnen, was zur Zuführung eines extrem mageren Gemischs führt. Fig. 4a und b zeigen einen Anstieg des
Tastverhä I tnisses und ein mageres Luft-Brennstoff-Gemisch mit
gestrichelter Linie. Wenn bei diesem Zustand der Motor wieder
auf einen Schwer lastbereich (Magergemischzufuhrbereich)
beschleunigt wird, wird das Luft-Brennstoff-Gemisch mehr
verdünnt. Die Antriebsfähigkeit des Fahrzeugs ist somit bei
diesem Antriebszustand sehr gering.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zu schaffen, welche die Zuführung eines sehr mageren Gemischs bei
der Wiederbeschleunigung verhindert.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Für die Anordnung der Erfindung ist wesentlich, daß das Tastverhältnis
bei einem vorbestimmten Wert festgelegt wird, um das
Gemisch bei der Verzögerung aus dem Schwer last zustand anzurei
ehern.
BAD ORIGINAL
Die Erfindung wird bei spielhaft anhand der Zeichnung
beschrieben, in der sind
Fig. 1 eine'schematisehe -Ansicht einer Anordnung zum Regeln
des Luft-Brennstoff-VerhäLtnisses nach der Erfindung,
Fig. 2 ei η Blocks cha LtbiLd der elektrischen Regelschaltung der
Erfindung,
Fig. 3 ein FLußdiagramm des Betriebs einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung und
Fig. 4a bis 4c Darstellungen des AnsaugverzweigungsVakuums, des
Tastverhältnisses und des Luft-Brennstoff-VerhäItnisses
bei übergangszuständen des Motors.
Gemäß Fig. .1 ist ein Vergaser 1 nahe einer Ansaugverzweigung 20
eines Verbrennungsmotors 2 vorgesehen. Ein Korrektur luftkanaL 8
steht in Verbindung mit einer Luftöffnung 7, die in einem Hauptbrennstoff
kana I 6 zwischen einer Schwimmerkammer 3 und einer
Düse 5 in einem Venturirohr 4 vorgesehen ist. Ein weiterer Korrektur luftkana I 13 steht in Verbindung mit einer weiteren
Luftöffnung 12, die in einem LeerlaufbrennstoffkanaL 11 vorgesehen ist,der von demHauptbrennstoffkanal 6 abzweigt und sich
zu einer Leer Laufmündung 10 in der Nähe eines Drosselventils 9
erstreckt. Die KorrekturLuftkanäIe 8 und 13 stehen in Verbindung
mit Ei n-Aus-E le-kt roma.gnet vent ilen 14 und 15, deren Ansaugseiten
in Verbindung mit der Atmosphäre über einen Luftreiniger 16 stehen. Ein katalytischer Dreiwegkonverter 18 ist in einem
Auspuffrohr 17 stromabwärts des Motors vorgesehen und ein 0-,-Fühler 19 ist zwischen dem Motor 2 und dem Konverter 18
vorgesehen, um die Sauerstoffkonzentration der Auspuffgase festzustellen, wenn das Luft-Brennstoff-Gemisch in dem Motor
verbrannt wird. Ein Vakuumfühler 21 ist in der Ansaugverzweigung
20 stromabwärts des Drosselventils 9 vorgesehen.
Die Ausgangssignale des O_-Fühlers 19 und des Vakuumfühlers 21
werden zu einer Rege Leinheit 30 gesandt, die ein Ausgangssigna I
BAD ORIGINAL
erzeugt, um EIektromagnetventiLe 14 und 15 zu ihrem öffnen und
Schließen mit einem Tastverhältnis zu betätigen. Somit wird
entweder eine wesentliche Luftmenge dem Brennstoffsystem über
die LuftkorrekturkanäIe 8 und 13 zugeführt, um ein mageres Luft-Brennstoff-Gemisch
zu erzeugen, oder es wird nur eine kleine
Luftmenge dem System zugeführt, um das Luft-Brennstoff-Gemisch anzureichern.
Fig. 2 zeigt die Ausbildung der Regeleinheit 30 einschließlich
eines Rückkopplungsregelkreises. Das Ausgangssignal des
O?-Fühlers 19 wird an an einen PlCProportional- und Integrations )-Kreis 32 über einen Komparator 31 angelegt.
Im allgemeinen ändert sich das Luft-Brennstoff-Verhältnis
zyklisch mit Bezug auf das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis.
Das Ausgangssignal des 0.,-Fühlers 19 hat demgemäß
eine Wellenform mit einer bestimmten Wellenlänge. Das Ausgangssignal
wird mit einem Bezugswert in dem Komparator 31 verglichen, der Impulse in Abhängigkeit von der Wellenform
erzeugt. Die Impulse werden an den PI-Kreis 32 angelegt, so daß der PI-Kreis ein Ausgangssignal mit einer Sägezahnwe I lenform
erzeugt. Das Ausgangssignal des PI-Kreises 32 wird an einen
Impulserzeugungskreis 35 angelegt, der das Ausgangs signaI des
PI-Kreises 32 mit Drei eckwellen impulsen vergleicht und Rechteckwellenimpulse
erzeugt. Die Rechteckwellenimpulse werden den Elektromagnetventilen 14 und 15 über einen Umschaltkreis 38 und
einen Treiber 36 zum Betätigen der Ventile zugeführt.
Wenn ein fettes Luft-Brennstoff-Gemisch festgestellt wird,
erzeugt der Impulserzeugungskreis 35 Impulse mit einem großen
Tastverhältnis, um das Gemisch zu verdünnen. Bei einem mageren
Luft-Brennstoff-Gemiseh nimmt das Tastverhältnis der Impulse ab,
um das Gemisch anzureichern.
Der PI-Kreis 32 wird mit verschiedenen Zustandskorrekturignalen
von einem Korrektursigna I erzeugungskreis 34 gespeist.
BAD ORIGINAL
'■■'■'*·■
um das Tastverhältnis in Übereinstimmung mit Antriebszuständen
zu ändern. Ein FesttastverhäItnisimpu I serzeugungskreis 37
erzeugt einen- Impulszug mit einem festen Tastverhältnis (40%)
für einen Wiederbeschleunigungszustand, mit dem sich die Anordnung der Erfindung besonders befaßt. Die Festtastverhältnisimpulse
werden den EIektromagnetventi len 14 und 15 über den
Umschalter 38 und den Treiber 36 zugeführt.
Der Umschalter 38 wird durch ein Ausgangssignal eines Beschleuni
gung-sf e-stste I Ik rei se.s 39 betätigt. Di'e Schaltung enthält einen
Schwer lastbere i chfeststellkreis 40 und einen Leichtlastbereichfeststellkreis
41, die mit dem Ausgangssignal des Vakuumfühlers
21 gespeist werden. Der SchwerlastbereichfeststeIIkreis 40
erzeugt ein hochpegeLiges AusgangssignaI, wenn das Vakuum höher
als eiη vorbestimmter niedriger Wert (beispielsweise -150 mmHg)
ist, was den Beginn der Verzögerung des Motors bedeutet. Der
Leichtlastbereichfeststellkreis 41 erzeugt ein hochpegeliges
Ausgangssignal, wenn das Vakuum höher als ein vorbestimmter
hoher Wert (-500 mmHg) ist, was bedeutet, daß das Drosselventil
9 geschlossen wird. Das Ausgangssignal des Schwer I astbereichfestste
11 kreises 40 wird an einen Zeitgeber 42 gegeben, der auf
das hochpegelige Ausgangssignal des Kreises 40 anspricht, um ein
hochp e-g el i ges Ausgangssignal für einekurze Dauer (10 Sekunden)
zu erzeugen. Die Ausgangssignale des Zeitgebers 42 und des
Kreises 41 werden an ein UND-VerknüpfungsgIied 43 angelegt. Das
Ausgangssignal des UND-VerknüpfungsgLieds 43 wird an den
Umschalter 38 angelegt, so daß der Schalter betätigt wird, um Impulse mit festem Tastverhältnis von dem Kreis 37 dem Treiber
36 zuzufüh ren.
Wenn im Betrieb ein mageres Luft-Brennstoff-Gemisch festgestellt
wird, werden Impulse mit kleinen TastverhäItnissen von dem Kreis
35 erzeugt. Das Luft-Brennstoff-Gemiseh wird somit angereichert.
Wenn das Verzweigungsvakuum niedriger als -150 mmHg bei Schwer-Iast
ist, wird das Tastverhältnis auf etwa 20% vor der Zeit ti
eingestellt, siehe Fig. 4b, und das Luft-Brennstoff-Verhältnis
wird beim stöchiornetri sehen Luft-Brennstoff-Verhältnis gehalten,
siehe Fig. 4c. Das Ausgangssignal des Feststellkreises 40 ist
ηiederpegeIig und somit erzeugt der Zeitgeber 42 ein niederpegeliges
Ausgangssignal. Zur Zeit ti beginnt das Drosselventil
9 sich zu schließen, um den Motor zu verzögern, so daß das Verzweigungsvakuum ansteigt. Wenn das Vakuum über -150 mmHg
zur Zeit t2 ansteigt, wird der Pegel des Ausgangssignals des
Zeitgebers 42 hoch und der Pegel wird 10 Sekunden lang gehalten.
Wenn das Vakuum über -500 mmHg zur Zeit t3 anteigt, erzeugt
während der 10 Sekunden der Feststellkreis 41 ein hochpegeliges
AusgangssignaI, was bewirkt, daß das Ausgangssignal des UND-VerknüpfungsgIieds
43 hochpegelig wird, um den Umschalter 38 zu betätigen. Die Impulse mit einem Tastverhältnis von 40% werden
somit den E Iektromagnetventilen 14 und 15 über den Umschalter
und den Treiber 36 zugeführt, so daß verhindert wird, daß das Luft-Brennstoff-Gemisch verdünnt wird, siehe die ausgezogene
Linie in Fig. 4c. Wenn der Motor zur Zeit t4 wieder beschleunigt
wird und das Vakuum niedriger als -500 mmHg wird, wird das
Ausgangssignal des Feststellkreises 41 niederpegelig, was
bewirkt, daß das Ausgangssignal des UND-Verknüpfungsglieds
niederpegelig wird. Die Anordnung kehrt somit zu dem Rückkopplungsrege
I sys tem zurück. Da das Luft-Brennstoff-Gemisch fett
gehalten wird, wird das Luft-Brennstoff-Verhältnis sehr schnell
auf das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis geregelt.
Fig. 3 zeigt den Betrieb einer anderen Ausführungsform der
Erfindung, die durch ein Mikrocomputersystem gebildet wird.
BAD ORiGINAL
Leerseite
Claims (3)
- PatentansprücheΛ.)' Anordnung zum Regeln des Luft-Brennstoff-VerhäLtnisses eines Verbrennungsmotors mit einem Ansaugkanal, mit Einrichtungen zum Zuführen eines Luft-Brennstoff-Gemischs zu dem Motor, mit einem ELektromagnetventiL zum Korrigieren des Luft-Brennstoff-Verhä I tnisses des durch die Zuführeinrichtung zugeführten Luft-Brennstoff-Gemischs, mit einem O_-Fühler zum FeststeLLen der Sauerstoffkonzentration in den Auspuffgasen, mit einer Rückkopplungsrege L scha L tung einschließlich Komparatoreinrichtungen zum VergLeichen des AusgangssignaLs des O?-Fühlers mit einem Bezugswert und zum Erzeugen eines Ausgangs si gna I s, das dem '"* Vergleich entspricht, und mit Impulserzeugungskreisennrichtungen, die auf das Ausgangssignal der Komparatoreinrichtungen ansprechen und Impulse erzeugen, deren Tastverhältnis von dem Ausgangssignal abhängig ist, wobei die Impulse zum Aussteuern des Elektromagnetventi Is zum Korrigeren des Luft-Brennstoff-Verhältnisses dienen,
gekennzeichnet durchMotorverzögerungsfestste I Leinrichtungen zum Feststellen des Beginns der Verzögerung des Motors und zum Erzeugen eines Verzöge rungssigna I s,LeichtlastfeststeI Leinrichtungen, die auf eine vorbestimmte leichte Last ansprechen und ei η LeichtlastsignaI erzeugen,Beurteilungseinrichtungen, die auf das Verzögerungssignal und das LeichtlastsignaI innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer ansprechen und ein Beurteilungssignal erzeugen, undBAD ORIGINALKorrektureinrichtungen, die auf das ßeurteiLungssignaL ansprechen, um Impulse mit einem festen TastverhäLtnis dem Elektromagnetventil zuzuführen, um das Luft-Brennstoff-Gemisch anzureichern. - 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beurteilungseinrichtungen einen Zeitgeber, der auf das Verzögerungssignal anspricht und ein Zeitgebersignal mit dem vorbestimmten Signal erzeugt, und Verknüpfungsgliedeinrichtungen, die auf das Zeitgebersignal und ein Schwer lastsigna I ansprechen und ein Beurteilungssignal erzeugen, enthalten.
- 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die MotorverzögerungsfeststeIleinrichtungen und die Leichtlastfesste l.lei nr i chtungen jeweils Signale in Abhängigkeit von dem Vakuum in dem Ansaugkanal erzeugen.BAD ORIGINAL
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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Representative=s name: REINLAENDER, C., DIPL.-ING. DR.-ING., PAT.-ANW., 8 |
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