DE3537532A1 - 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

5/196 Fuji Jukogyo K.K.
- 3.
Anordnung zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors
Priorität: 22. Oktober 1984 Japan 59-222627
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Regeln des Luft-Brennstoff -Verhä ltni sses eines Verbrennungsmotors, welche das Luft-Brennstoff-Gemisch auf das stöchiometrisehe Luft-Brennstoff-Verhättnis regelt, bei welchem Verhältnis ein Dreiwegkatalysator am wirksamsteη arbeitet.
Bei einer bekannten Anordnung zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhä ltnisses für ein Kraftfahrzeug wird das Luft-Brennstöff-Verhältnis des in den Motorzylindern, verbrannten Luft-Brennstoff -Gemischs als Sauerstoffkonzentration in den Auspuffgasen mittels eines 0?-Fühlers bestimmt, der in der Auspuff anordnung des Motors vorgesehen ist, und eine Beurtei lung wird abhängig von dem Ausgangssignal des ©--Fühlers vorgenommen, das anzeigt, ob das Luft-Brennstoff-Verhä I tnis fetter oder magerer als der Wert entsprechend dem stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhä 11ηis ist, um ein Regelsignal zu erzeugen. Das Regelsignal wird einem Proportional- und Integrationskreis (PI-Kreis) zugeführt, dessen Ausgangssignal in Impulsform umgewandelt wird. Die Impulse betätigen ein Elektromagnetventil, um die Menge der entnommenen Luft in einem Vergaser zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des Gemischs zu regeln. Wenn das Tastverhältnis der Impulse verringert wird, wird das Luft-Brennstoff-Gemiseh angereichert. Das Luft-Brennstoff-VerhäItnis wird somit auf das stöchiometrisehe Luft-Brennstoff-Verhä Itnis geregelt, bei dem ein Dreiwegkata lysator in dem Auspuff system am wirungsvo11sten arbeitet. Bei einer solchen Anordnung zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses, wenn die Temperatur des Fühlerkörpers des 0-,-Fühlers niedriger als eine vorbestimm.te Temperatur ist,
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k-
wirkt der 0-,-Fühler nicht als Fühler. Bis der O?-Fühler durch die Temperatur der Auspuffgase aktiviert wird, ist demgemäß das Tastverhältnis der Impulse auf einen vorbestimmten Wert festgelegt, der so ausgewählt ist, daß das Luft-Brennstoff-Verhältnis unter Verbrennungsbedingungen bei niedriger Temperatur auf 25 C des Motors geregelt wird. Wenn der Betrieb des Motors angehalten wird, fällt die Temperatur des Fühlers schnell im Vergleich zur Temperatur des Motors einschließlich des Vergaser ab. Wenn der Motor wieder gestartet wird, während die Motortemperatur hoch ist, gibt der Vergaser ein fettes Luft-Brennstoff-Gemisch an den Motor wegen der hohen Temperatur des Körpers des Vergasers. Wenn andererseits der 0-,-Fühler nicht aktiviert wird, ist das Tastverhältnis fest, was bedeutet, daß die Rückkopplungsregelanordnung nicht arbeitet. Als Ergebnis wird das Luft-Brennstoff-Gemisch extrem angereichert. Das fette Gemisch verursacht Schwierigkeiten beim Starten des Motors, eine hohe Auspuffgasemission, einen schlechten Brennstoffverbrauch u.a..
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses zu schaffen, die das Luft-Brennstoff-Verhältnis beim Wiederstarten des Motors bei hoher Motortemperatur korrigiert, wodurch die oben beschriebenen Probleme vermieden werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Anordnung kann auch auch eine Motortemperaturbestimmungseinrichtung enthalten, die ein Motortemperatursigna I erzeugt, wenn die Temperatur höher als ein vorbestimmter Wert ist, wobei das NichtaktivierungssignaI der Op-Fühler-Zustandsbestimmungseinrichtung erzeugt wird, wenn der O?-Fühler nicht aktiviert wird.
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Die Erfindung wird beispieL haft anhand der Zeichnung beschrieben, in der sind
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Anordnung zum Regeln des Luft-Brennstoff-VerhäLtnisses der Erfindung,
Fig. 2a und 2b ein B Locks cha ItbiLd der elektrischen Regelschaltung der Erfindung,
Fig. 3 Darstellungen von Wellenformen in dem Festtastverhä 11-niserzeugungskreis und
Fig. 4a und 4b ein Flußdiagramm der Arbeitsweise der Anordnung der Erfindung.
Gemäß Fig. 1 ist ein Vergaser 1 nahe einer Ansaugverzweigung 2a eines Verbrennungsmotors 2 vorgesehen. Ein Korrektur luftkana I 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 luf t kan-a I 13 steht in Verbindung mit einer weiteren Luftöffnung 12, die in einem Leerlaufbrennstoffkana I 11 vorgesehen ist, der von dem Hauptbrennstoffkana I 6 abzweigt und sich zu einer Leer lauf mün-dung 10 in der Nähe eines DrosseLventi Is 9 erstreckt. Diese Kor re-ktur luf tkanäle 8 und 1.3 stehen in Verbindung mit Ein-Aus-Elektromagnetventilen14 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 O?-Fühler 19 ist zwischen dem Motor 2 und dem Konverter 18 vorgesehen, um die Sauerstoffkonzentration der Auspuffgase zu bestimmen, wenn das Luft-Brennstoff-Gemisch in dem Motor verbrannt wird. Ein Küh Imitte 11emperaturfühLer 20 ist an einem Wassermantel des Motors vorgesehen.
Die Ausgangssignale des .Op-Füh Iers 19, des Küh Imitte I temperaturfühlers 20, des Zündimpulsgenerators 21 und des Fahrzeuggeschwindigkeit simpuIsgenerators 22 werden zu einer Regeleinheit
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30 gesandt, die ein Ausgangssignal erzeugt, um die Elektromagnetventile 14 und 15 zu deren öffnen und Schließen mit bestimmten TastverhäItnissen zu betätigen. Somit wird entweder eine wesentliche Menge Luft dem Brennstoffsystem über die Luftkorrigierkanäle 8 und 13 zugeführt, um ein mageres Luft-Brennstoff-Gemisch zu erzeugen, oder es wird nur eine kleine Menge Luft der Anordnung zugeführt, um das Luft-Brennstoff-Gemisch anzurei ehern.
Fig. 2a und 2b zeigen den Aufbau der Regelanordnung 30 mit einem Rückkopplungsregelkreis. Das Ausgangssignal des O?-Fühlers 19 wird an einen PI (Proportional- und Integrations)-Signalerzeugungskreis 32 über einen Komparator 31 angelegt.
Im allgemeinen ändert sich das Luft-Brennstoff-Verhältnis zyklisch in bezug auf das stöchiometrische Luft-Brennstoff-Verhältnis. Das Ausgangssignal des O_-Fühlers 19 hat demgemäß eine Wellenform mit einer bestimmten Wellenlänge. Das Ausgangssignal wird mit einem Bezugswert in dem Komparatur 31 verglichen, der Impulse in Abhängigkeit von der Wellenform erzeugt. Die Impulse werden an den Pl-Signalerzeugungskreis 32 angelegt, so daß der PI-Kreis 32 ein Ausgangssignal erzeugt, das eine Proportionalkomponente und eine Integrationskomponente enthält. Das Ausgangssignal des Kreises 32 wird an einen Impulserzeugungskreis 34 angelegt, der das Ausgangssignal des Kreises 32 mit Dreieck we 11 enimpu I sen vergleicht und Rechteckwellenimpulse erzeugt. Die Rechteckwellenimpulse werden den Elektromagnetventilen 14 und 15 über einen Umschalter 38 und eine Treiberstufe 36 zum Betätigen der Ventile 14 und 15 zugeführt.
Wenn ein fettes Luft-Brennstoff-Gemisch festgestellt wird, erzeugt der Impulserzeugungskreis 34 Impulse mit großen Tastverhältnissen, um die Ventile 14 und 15 mit großen Tastverhältnissen zu betätigen, um das Gemisch zu verdünnen. Bei einem mageren Luft-Brennstoff-Gemisch erzeugt der Kreis 34 Impulse mit kleinen TastverhäItnissen, um das Gemisch anzureichern.
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Die Anordnung der Erfindung ist mit einem FesttastverhäLtnis~ i mpulserzeugungsk reis 37 und einem Motorwiederstart fest stellkreis 39 versehen. Der Fes11astverhäItnisimpuI serzeugungskrers 37 enthält einen Dre i eckwe 11 eni impulsgenerator 40, einen Komparator 42 und mehrere Schalterkreise 41a, 41b ... 41n, die mit einem Spannungsteiler zum Ändern der Spannung verbunden sind, die an einen Invertereingang des Komparators 42 angelegt wird. Jedes der Verknüpfungsglieder der Scha lterkreise ist mit dem Küh ImitteItemperaturfüh ler 20 verbunden. Jeder Scha I terkreis arbeitet, um einen entsprechenden Widerstand mit Erde zu verbinden, wenn die Temperatur des Kühlmittels eine für den Schalterkreis bestimmte Temperatur erreicht.
Der MotorwiederstartfeststeLIkreis 39 enthält einen Motordrehzahl festste11 kreis 43, der mit Zündimpulsen von dem Zündimpulsgenerator 21 gespeist wird. Der Motordrehzahl feststellkreis 43 erzeugt ein AusgangssignaL, wenn die Motordrehzahl einen vorbestimmten Wert (200 Umdrehungen pro Minute) übersteigt. Das Ausgangs s i gna I wird an einen Zeitgeber 44 angelegt, der ein hochpegeliges Ausgangssignal erzeugt und dieses Ausgangssignal wird ηiederpege I ig, wenn das Ausgangssignal des Motordrehzah I-festste I Lkreises für eine vorbestimmte Zeitdauer (drei Sekunden) andauert. Das Ausgangssignal des Zeitgebers 44 wird an ein ODER-VerknüpfungsgIi ed 45 und UND-VerknüpfungsgIieder 47 und angelegt. Die Ausgangssignale der UND-Verknüpfungsg I ieder 47 und 52 werden jeweils an einen Setz- und Rücksetzanschluß S und R eines Flip-Flops 48 angelegt. Das AusgangssignaL des Flip-Flops 48 wird an das ODER-Verknüpfungsg I ied 45 angelegt.
Der Motorwiederstartfestste IIkreis 39 enthält des weiteren einen KühImitteItemperaturfestste 11 kreis 46, einen O?-Fühler-ZUStandsfestste 11 kreis 49 und einen Fahrzeuggeschwindigkeitsfeststellkreis 50. Der KühImitteI temperatur festste 11 kreis 46 wird mit dem Ausgangssigna I des Küh ImitteI temper a turfühlers 20 gespeist und erzeugt ein hochpege I iges Ausgangssignal, wenn die Temperatur über 8O0C steigt. Das Ausgangssignal des Kreises 46
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wird an ein UND-VerknüpfungsgLied 47 und an ein ODER-Verknüpfungsglied 51 angelegt. Der Op-Fühlerzustandsfeststellkreis 49 wird mit dem Ausgangss'ignal des 0?-Fühlers 19 gespeist und erzeugt ein hochpege I iges AusgangssignaL, wenn das Ausgangssignal des Op-Fühlers 250 mV Spitze-Spitze-Spannung übersteigt oder die Ausgangsspannung 750 mV übersteigt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsfeststellkreis 50 erzeugt ein hochpegeliges Ausgangssignal, wenn wenigstens ein Impuls für 1/2 Sekunde von einem FahrzeuggeschwindigkeitsimpuIsgenerator 22 ausgesandt wird, und erzeugt andernfalls ein niederpege I iges Ausgangssignal. Die Ausgangssignale der Kreise 49 und 50 werden an ein ODER-Verknüpfungsglied 51 angelegt und das Ausgangssignal des ODER-VerknüpfungsgIieds wird an den anderen Eingang des UND-Ver1 knüpfungsgIieds 52 angelegt. Das Ausgangssignal des ODER-Verknüpfungsg I ieds 45 wird an den Umschalter 38 angelegt.
Wenn der 0.,-Fühler 19 aktiviert wird, erzeugt der 0-,-Fühlerzustandsfestste I I kreis 49 ein hochpegeliges Ausgangssignal. Bei normalen Antriebszuständen befindet sich das Ausgangssignal des Zeitgebers 44 auf niedrigem Pegel. Das Ausgangssignal des UND-Verknüpfungsglieds 52 wird demgemäß hochpegelig, so daß der Flip-Flop 48 zurückgesetzt wird. Das Ausgangssignal des ODER-VerknüpfungsgIieds 45 befindet sich somit auf niedrigem Pegel, was bewirkt, daß der Umschalter 38 den Ausgang des Impulserzeugungskreises 34 mit dem Eingang des Treibers 36 verbindet. Das Luft-Brennstoff-VerhäItnis wird somit durch den Rückkopplungsregelvorgang geregelt.
Nachfolgend wird der WiederstartVorgang beschrieben. Wenn die Motordrehzahl unter 200 Umdrehungen pro Minute liegt, ist das Ausgangssignal des Zeitgebers 44 hochpegelig und wird dem Umschalter 38 über das ODER-Verknüpfungsglied 45 zugeführt. Der Umschalter wird betätigt, um den Ausgang des Festtastverhältnis· erzeugungskreises 37 mit dem Treiber 36 zu verbinden. Wenn die Temperatur des Kühlmittels höher als 8O0C ist, während das
BAD ORfGINAL
Ausgangssigna L des Zeitgebers 44 hochpegelig ist, ist das Ausgangssignal des KühLmitte L temperaturfestste ILkreises 46 hochpegeLig. Das UND-VerknüpfungsgIied 47 erzeugt demgemäß ein hochpegeIiges Ausgangssignal, das den FLip-FLop 48 setzt. Der Umschalter 38 verbleibt somit in dem Wiederstartzustand bei hoher Motortemperatur. Bei diesem Wiederstartzustand spricht einer der Scha L terkreise 41a bis 41n auf das Ausgangssignal des Küh lmi11eLtemperaturfühlers 20 bei einer vorbestimmten Temperatur an. Der Kreis 41a arbeitet bei 85 C und der Kreis ■4Tn arbeitet bei 1000C. '
Gemäß Fig. 3 zeigt T DreieckweL Lern* mpuLse von dem DreieckweLLenimpuIsgenerator 40 und bezeichnen C1 und C2 Bezugsspannungen bei KühLmitteLtemperaturen von 85 G und 100 C, wenn die Kreise 41a und 4Tn arbeiten. In übereinstimmiung mit dem Pegel der Bezugsspannung erzeugt der Komparator 42 RechteckimpuI se S1 und S2, deren TastverhäLtnisse von der KühLmitteLtemperatur abhängig sind. Die Tastverhältnis se für verschiedene KühLmitteLtemperaturen ergeben sich aus der folgenden TabeLle.
KühLmitteLtemperatur Tastverhältnis
unter 850C 40 %
850C - 9O0C 50 %
9O0C - 950C 60 %
950C - 1OQ0C 70 %
über 100°C 80 %
■Die."Rechteckimpulse werden den Elektromagnetventilen 14 und über den Umschalter 38 und den Treiber 36 zugeführt, um das Luft-Brennstoff-VerhäLtnis zu korrigieren, um eine extreme Anreicherung des Gemischs zu verhindern. Nach dem Verlauf von drei Sekunden wird der Pegel des Ausgangssignals des Zeitgebers 44 niedrig. Falls die Kühlmitteltemperatur unter 8O0C fällt oder der 0p-Fühler 19 aktiviert wird oder die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird das
BAD ORIGINAL
AusgangssignaL des ODER-Verknüpfungsglieds 51 hochpegelig. Das UND-VerknüpfungsgLied 52 erzeugt demgemäß ein hochpegeIiges Ausgangssignal, um den'Flip-Flop 48 zurückzusetzen. Der Umschalter 38 wird somit betätigt, um den Eingang von dem Festtastverhä Itniserzeugungskreis 37 zu unterbrechen und den Ausgang des Impulserzeugungskreises 34 mit dem Treiber 36 zu verbinden, wodurch die RückkopplungsregeLanordnung aufgebaut wird.
Fig. 4a und 4b zeigen den Betrieb in einer Anordnung, die durch einen Mikrocomputer in Übereinstimmung m'it der Erfindung gebildet ist.
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- Leerseite

Claims (3)

  1. Patentansprüche
    M J Anordnung zum Regeln des Luf t-Brenn'stof f-Verhä Itni sses1 eines Verbrennungsmotors mit einem Ansaugkanal, mit Einrichtungen zum Zuführen eines Luft-Brennstoff-Gernischs zu dem Motor, mit einem Elektromagnetventil, zum Korrigieren des Luf t-Brenns tof f-Ve rhältnisses des Luft-Brennstoff-Gemischs, das durch die Zuführeinrichtung zugeführt wird, mit einem O---Fühler zum Feststellen der Sauerstoffkonzentration in den Auspuffgasen, mit einem Rückkopplungsregelkreis einschließlich Komparatoreiηrichtungen zum Vergleichen des AusgangssignaIs des 0 -Fühlers mit einem Bezugswert und zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das dem Vergleich entspricht, und mit ImpuL serzeugungskreiseinrich~ tungen, die auf das AusgangssignaL der Komparatoreinrichtungen ansprechen, um Impulse zu er zeugen, deren Tastverhältnis von dem Ausgangssigna I abhängig ist, wobei die Impulse zum Aussteuern des EIektromagnetventi Is zum Korrigieren des Luft-Brennstoff-Verhältnisses dienen,
    gekennzeichnet durch
    Ο,- Füh Lerzus'tandsbest i mmungsei nr i chtungen zum Erzeugen eines Nichtaktivierungssigna Is, wenn die Temperatur unter einem Aktivjerungswert liegt,
    Beurteilungseinrichtungen, die auf das Motortemperatursigna I und das NichtaktivierungssignaI ansprechen, um ein Wiederstartsignal zu erzeugen,
    Einrichtungen, die auf das MotortemperatursignaI ansprechen und Impulse erzeugen, deren Tastverhältnis durch die Motortemperatur bestimmt ist, und
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    SchaLtereinrichtungen, die auf das WiederstartsignaL ansprechen, um Impulse in Abhängigkeit von der Motortemperatur dem Elektromagnetventil zuzuführen, um eine extreme Anreicherung des Luft-Brennstoff-Gemischs zu verhindern.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Motortemperatur abhängige Tastverhältnis der Impulse in mehrere Werte in Abhängigkeit von der Motortemperatur umgeschaltet wird.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch MotordrehzahIfestste11 einrichtungen zum Erzeugen eines Motordrehzahl signa Is, wenn die Motordrehzahl höher als ein vorbestimmter Wert ist, wobei das Motordrehzahlsignal an die Beurteilungseinrichtungen zum Beurteilen des Wiederstartzustands angelegt wird.
    BAD ORIGINAL
DE19853537532 1984-10-22 1985-10-22 Anordnung zum regeln des luft-brennstoff-verhaeltnisses eines verbrennungsmotors Granted DE3537532A1 (de)

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