DE3537531A1 - Anordnung zum regeln des luft-brennstoff-verhaeltnisses eines verbrennungsmotors - Google Patents

Anordnung zum regeln des luft-brennstoff-verhaeltnisses eines verbrennungsmotors

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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
BAD ORIGINAL
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)

  1. Patentansprüche
    Λ.)' 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 durch
    Motorverzögerungsfestste 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, und
    BAD ORIGINAL
    Korrektureinrichtungen, die auf das ßeurteiLungssignaL ansprechen, um Impulse mit einem festen TastverhäLtnis dem Elektromagnetventil zuzuführen, um das Luft-Brennstoff-Gemisch anzureichern.
  2. 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. 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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