DE3545362A1

DE3545362A1 - Verfahren zum regeln des luft-kraftstoffverhaeltnisses des luft-kraftstoffgemisches fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3545362A1
Application number: DE19853545362
Authority: DE
Inventors: Takahisa Hasegawa; Takayuki Sugiura
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1984-12-28
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1986-07-03
Also published as: GB8529788D0; IT8523190A0; FR2575520A1; FR2575520B1; US4612889A; JPS61155639A; DE3545362C2; IT1200875B; GB2169111A; CA1244912A; GB2169111B

Description

Verfahren zum Regeln des Luft-Kraftstoffverhältnisses des Luft-Kraftstoffgemisches für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung befaßt sich mit einem Leerlaufregelverfahren für eine Brennkraftmaschine und betrifft insbesondere ein Leerlaufregelverfahren, das eine Abnahme der Drehzahl der Maschine aufgrund einer Abnahme in der angesaugten Luftmenge im Leerlaufbetrieb vermeidet, wenn die Temperatur der angesaugten Luft hoch ist, um dadurch einen stabilen Leerlaufbetrieb zu erzielen.

Als Verfahren zum Herabsetzen der SchadstoffanteiIe im Abgas ist bei Brennkraftmaschinen ein Regelverfahren mit Rückführung bekannt, bei dem die Sauerstoffkonzentration im Abgas als Wert eines Abgasanteils bestimmt wird oder auch die angesaugte Luftmenge und die Drehzahl der Maschine bestimmt werden und das Luft-Kraftstoffverhältnis eines Luft-Kraftstoffgemisches, das von einem Vergaser oder einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung erzeugt wird, auf einen Wert in einem bestimmten theoretischen Luft-Kraftstoffverhältnisbereich auf der Basis der entsprechenden Bestimmungssignale geregelt wird. Bei Verwendung dieses Verfahrens kann ein ternärer Katalysator, der die SchadstoffanteiIe des Abgases verringert, wirksam arbeiten.

Wenn jedoch das Luft-Kraftstoffverhältnis des Luft-Kraftstoff gemi sches auf einen Wert im theoretischen Luft-Kraftstoffverhältnisbereich unter Verwendung einer derartigen Regelung mit Rückführung geregelt wird und die Temperatur der angesaugten Luft aufgrund einer Zunahme der Temperatur der Außenluft ansteigt, nimmt notwendigerweise die angesaugte Luftmenge ab und wird aufgrund des gegebenen Luft-Kraf tstof f verhältn i sses die absolute der Maschine gelieferte Kraftstoffmenge geringer. Es besteht daher der Nachteil,

daß die Drehzahl der Maschine im Leerlaufbetrieb abfällt, was die Stabilität des Leerlaufbetriebs beeinträchtigt.

Um das auszuschließen, wird bisher ein Stellglied vorgesehen, das ein Ansaugdrosselventil im Ansaugkanal in einem bestimmten Maß während des Leerlaufbetriebs öffnet, wenn die Temperatur der angesaugten Luft hoch ist. Es sind auch bereits ein Luftbypasskanal₅ der das Ansaugdrosselventil umgeht, und ein Solenoidventi1 vorgesehen worden, um den Luftbypasskanal im Leerlaufbetrieb zu öffnen, wenn die Temperatur der angesaugten Luft hoch ist. Aufgrund dieser Maßnahme nimmt die angesaugte Luftmenge im Leerlaufbetrieb zu, wenn die Temperatur der angesaugten Luft hoch ist, um dadurch eine Abnahme der absoluten Kraftstoffmenge aufgrund einer Abnahme der angesaugten Luftmenge zu vermeiden. In dieser Weise kann ein Abfall der Drehzahl der Maschine vermieden werden und ist ein stabiler Leerlaufbetrieb sichergestellt. Wie es oben erwähnt wurde, macht dieses Verfahren jedoch ein Steuerglied, wie beispielsweise das Stellglied, ein Solenoidventi1 oder ein ähnliches Stellglied, erforderlich, um die angesaugte Luftmenge zu erhöhen, was den Gesamtaufbau kompliziert macht und zu höheren Kosten führt.

Durch die Erfindung soll ein Leerlaufregelverfahren für eine Brennkraftmaschine geschaffen werden, das eine Abnahme in der absoluten Kraftstoffmenge, die der Maschine geliefert wird, aufgrund einer Abnahme der angesaugten Luftmenge bei hoher Lufttemperatur im Leerlaufbetrieb vermeidet oder kompensiert, um dadurch einen Abfall der Drehzahl der Maschine zu vermeiden und einen stabilen Leerlaufbetrieb zu ermöglichen, was ohne höhere Kosten der Maschine erreicht werden soll.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Regeln des Luft-

KraftstoffVerhältnisses des Luft-Kraftstoffgemisches für eine Brennkraftmaschine werden dazu die Temperatur der angesaugten Luft, der Betriebszustand der Maschine und die Drehzahl der Maschine unter Verwendung einer Detektoranordnung ermittelt, werden die Detektorsignale von der Detektoranordnung einer Steuerschaltung eingegeben, wird die Steuerschaltung dazu gebracht, in normaler Weise das Luft-Kraftstoffverhältnis des Luft-Kraftstoffgemisches auf einen Wert im theoretischen Luft-KraftstoffVerhältnisbereich zu regeln und wird die Steuerschaltung dazu gebracht, diese normale Regelung zu beenden, wenn die Temperatur der angesaugten Luft über einem vorbestimmten Wert liegt, der Betriebszustand der Maschine der Leerlaufbetrieb ist und die Drehzahl der Maschine unter einem vorbestimmten Wert liegt, und stattdessen das Luft-Kraftstoffverhältnis des Gemisches auf eine vorbestimmtes reiches Luft-Kraftstoffverhältnis zu regeln.

Wenn gemäß der Erfindung (1) die Temperatur der angesaugten Luft über einem vorbestimmten Wert liegt, (2) die Maschine sich im Leerlaufbetrieb befindet und (3) die Drehzahl der Maschine unter einem vorbestimmten Wert liegt, setzt die Steuerschaltung <j_as Luft-Kraftstoffverhältnis des Luft-Kraftstoffgemisches auf ein vorbestimmtes reiches Verhältni s_f anstatt das Luft-Kraftstoffverhältnis des Luft-Kraftstoffgemisches auf einen Wert im theoretischen Luft-Kraftstoff Verhältnisbereich zu regeln. Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet somit eine Abnahme in der absoluten Kraftstoffmenge, die der Maschine geliefert wird, die sonst aufgrund einer Abnahme in der angesaugten Luftmenge auftreten würde, wenn die Temperatur der angesaugten Luft im Leerlaufbetrieb hoch ist, um dadurch einen Abfall in der Drehzahl der Maschinezu vermeiden und den Leerlaufbetrieb der Maschine zu stabilisieren.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben- Es zeigen

Fig. 1 in einem schematischen Schaltbild eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zur Durchführung des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 in einem Flußdiagramm das bevorzugte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist eine Steuerschaltung 2 vorgesehen, mit deren Eingangsanschlüssen verschiedene Detektoreinrichtungen verbunden sind. Diese Detektoreinrichtungen umfassen einen Leerlaufschalter 4, der den Leerlaufbetrieb der Maschine wahrnimmt, einen Kupplungschalter 6, der das Einrücken oder Ausrücken einer nicht dargestellten Kupplung wahrnimmt, einen Kühlmitteltemperatursensor 8, der die Temperatur des Kühlwassers oder eines Kühlmittels aufnimmt, einen (^-Sensor 10, der die Konzentration des Sauerstoffs im Abgas ermittelt, einen Ansauglufttemperatursensor 12, der die Temperatur der Luft im Ansaugkanal ermittelt, einen Luftströmungsmesser 14, der die angesaugte Luftmenge bestimmt, die in die Maschine strömt, und eine Zündspule 16, die die Drehzahl der Maschine angibt. Ein Kraftstoffeinspritzventi1 18 ist mit einem Ausgang der Steuerschaltung 2 verbunden. Auf die Signale von den Detektoreinrichtungen ansprechend betreibt die Steuerschaltung 2 das Kraftstoffeinspritzventi1 18, um dadurch das Luft-Kraftstoffverhältnis des Luft-Kraftstoffgemisches für die Brennkraftmaschine zu regeln. Es ist gleichfalls ein Einspritzrelais 20 vorgesehen. Die

Spulenseite dieses Relais ist mit einem nicht dargestellten Zündschalter verbunden, während die Kontaktseite mit dem Einspritzventil 18 und mit einer Batterie 22 versehen ist, die als Energieversorgung dient.

Die Steuerschaltung 2 ist vorzugsweise eine herkömmliche auf einem Mikroprozessor basierende Kraftstoffeinspritzsteuerschaltung, die daher nicht im einzelnen beschrieben wird. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich dadurch in die Praxis umsetzen, daß das herkömmliche Programm für den Mikroprozessor überarbeitet wird, wobei die erforderlichen Programmänderungen im einzelnen im folgenden in Verbindung mit dem Flußdiagramm von Fig. 2 beschrieben werden.

Die Steuerschaltung 2 empfängt Detektorsignale von den Detektoreineinrichtungen, nämlich Detektorsignale, die die Sauerstoffkonzentration im Abgas, die angesaugte Luftmenge und die Drehzahl der Maschine angeben und jeweils vom O₂-Sensor 10, dem Luftströmungsmesser 14 und der Zündspule 16 erzeugt werden. Die Steuerschaltung 2 steuert das Ventil 18 auf der Grundlage dieser Detektorsignale, so daß insbesondere das Luft-Kraftstoffverhältnis des Luft-Kraftstoff gemisches auf einen Wert im theoretischen Luft-Kraftstoff Verhältnisbereich geregelt wird. Aus diesem Grunde kann ein nicht dargestellter ternärer Katalysator zum Herabsetzen der SchadstoffanteiIe im Abgas wirksam arbeiten, so daß die SchadstoffanteiIe im Abgas wirksam verringert werden können.

Die herkömmliche Regelung mit Rückführung, wie sie oben beschrieben wurde, wirdim typischen Fall so ausgeführt, daß das Luft-Kraftstoffverhältnis langsam erhöht wird, bis sich einer oder mehrere Parameter, die überwacht werden, ändern, und daß dann langsam das Luft-Kraftstoffverhältnis

herabgesetzt wird, bis sich wieder einer oder mehrere

Parameter ändern. Beispielsweise kann das Luft-Kraftstoff verhältnis langsam verarmt werden, bis die Sauerstoffkonzentration in den Abgasen unter einen vorbestimmten Wert fällt, kann das Luft-Kraftstoffverhältnis dann langsam reicher gemacht werden, bis die Konzentration des Sauerstoffs den vorbestimmten Wert wieder überschreitet usw., was lediglich durch die Grenzen des vorbestimmten theoretischen Luft-KraftstoffVerhältnisbereiches begrenzt ist.

Durch die Erfindung soll ein stabiler Leerlaufbetrieb sichergestellt werden, indem ein Abfall in der Drehzahl der Maschine im Leerlaufbetrieb vermieden wird, wenn die Temperatur der angesaugten Luft hoch ist. Daher bringt die Steuerschaltung 2 das Ventil 18 dazu, das Luft-Kraftstoffverhältnis auf ein vorbestimmtes reiches Luft-Kraftstoff verhältnis auf die Detektorsignale von dem Ansauglufttemperatursensor 12, dem Leerlauf schalter 4 und der Zündspule 16 ansprechend zu regeln, wie es im folgenden im einzelnen anhand des in Fig. 2 dargestellten Flußdiagramms beschrieben wird.

Wenn in der in Fig. 2 dargestellten Weise mehrere bestimmte Bedingungen erfüllt sind, nämlich wenn die Temperatur T₃

der angesaugten Luft über einer vorbestimmten Temperatur T liegt, der Leerlaufschalter 4 angeschaltet ist, was anzeigt, daß sich die Maschine im Leerlaufbetrieb befindet, und die Drehzahl N_e der Maschine unter einer vorbestimmten Drehzahl N_eh liegt, wird die normale Regelung mit Rückführung unterbrochen. Dann legt die Steuerschaltung 2 das Luft-Kraftstoff verhältnis auf ein vorbestimmtes reiches Luft-Kraftstoff verhältnis , beispielsweise auf ein Verhälnis von etwa 13 : 1 fest, bei dem eine gleichmäßige Drehung der Maschine erhalten wird. Wenn die Regelung mit Rückführung

nicht erfolgt, wird das Luft-Kraftstoffverhältnis sofort auf das obige reiche vorgegebene Luft-Kraftstoffverhältnis gesetzt. In dieser Weise erfolgt eine Kompensation der sonst auftretenden Abnahme in der absoluten eingespritzten Kraftstoffmenge aufgrund einer Abnahme in der angesaugten Luftmenge beim Leerlaufbetrieb, wenn die Temperatur der angesaugten Luft hoch ist, und kann ein Abfall in der Drehzahl der Maschine vermieden werden, so daß ein stabiler Leerlaufbetrieb erhalten wird. Es besteht darüber hinaus keine Notwendigkeit zusätzliche Einrichtungen, wie beispielsweise ein Stellglied oder ähnliches vorzusehen, so daß eine Zunahme in den Kosten vermieden werden kann.

Wenn in Fig. 2 irgendeine der Bedingungen bezüglich der

Temperatur T, der angesaugten Luft, des Leerlaufbetriebes a

und der Drehzahl N der Maschine nicht erfüllt ist, wird das Luft-Kraftstoffverhältnis nicht auf das vorgegebene reiche Luft-Kraftstoffverhältnis gesetzt, sondern stattdessen mit Rückführung in der normalen Weise auf ein Luft-Kraftstoffverhältnis im theoretischen Luft-Kraftstoffverhältnisbereich geregelt.

Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung beschrieben wurde, kann es ersichtlich auch bei einem elektronisch gesteuerten Vergaser Anwendung finden. Obwohl weiterhin die Temperatur der Luft im Ansaugkanal als Ansaugluftemperatur gemessen wurde, ist es auch möglich, die Temperatur der Luft im Maschinenraum zu messen und sie mit einer vorbestimmten Temperatur zu vergleichen.

Wenn in der oben beschriebenen Weise gemäß der Erfindung die Temperatur der angesaugten Luft über einem vorbestimmten Wert liegt, wenn die Brennkraftmaschine im Leerlaufbe-

trieb arbeitet und wenn die Drehzahl der Maschine unter einem vorbestimmten Wert liegt, wird das Luft-Kraftstoffverhältnis auf ein vorbestimmtes reiches Luft-Kraftstoff verhältnis geregelt, um dadurch eine Abnahme in der absoluten Kraftstoffmenge, die der Maschine geliefert wird, zu vermeiden, die sonst eine Folge der Abnahme der angesaugten Luftmenge im Leerlaufbetrieb bei hoher Temperatur der angesaugten Luft wäre. Dadurch wird ein Abfall in der Drehzahl der Maschine vermieden und wird ein stabiler Leerlaufbetrieb erzielt. Es besteht weiterhin keine Notwendigkeit zusätzliche Einrichtungen, wie beispielsweise ein Stellglied oder ähnliches vorzusehen, was bei herkömmlichen Verfahren erforderlich ist, so daß das erfindungsgemäße Verfahren unter niedrigen Kosten verwirklicht werden kann.

-ΛΙ* - Leerseite

Claims

JWS-19
3/40/my

SUZUKI JIDOSHA KOGYO KABUSHIKI KAISHA

Verfahren zum Regeln des Luft-KraftstoffVerhältnisses des Luft-Kraftstoffgemisches für eine Brennkraftmaschine

Patentansprüche

1/ Verfahren zum Regeln des Luft-KraftstoffVerhältnisses des Luft-Kraftstoffgemisches für eine Brennkraftmaschine, bei dem mittels Detektoreinrichtungen der Wert wenigstens eines Abgasbestandteils ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der angesaugten Luft, der Betriebszustand und die Drehzahl der Maschine unter Vewendung der Detektoreinrichtungen ermittelt werden, die von den Detektoreinrichtungen erzeugten Detektorsignale einer Steuerschaltung eingegeben werden, die Steuerschaltung dazu gebracht wird, das Luft-Kraftstoffverhältnis des Luft-Kraftstoffgemisches für die Maschine in normaler Weise so zu regeln, daß der Wert des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses innerhalb eines theoretischen Luft-Kraft-

stoffverhältnisbereiches liegt,und die Steuerschaltung dazu gebracht wird, die normale Regelung zu unterbrechen, wenn die Temperatur der angesaugten Luft über einem vorbestimmten Wert liegt, der Betriebszustand der Maschine der Leerlaufbetrieb ist und die Drehzahl der Maschine unter einem vorbestimmten Wert liegt,und stattdessen das Luft-Kraftstoffverhältnis des Luft-Kraftstoffgemisches auf ein reiches vorbestimmtes Luft-Kraftstoff verhältnis bei diesen Bedingungen zu regeln.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß beim Regeln des Luft-KraftstoffVerhältnisses durch die Steuerschaltung auf einen Wert im genannten Bereich ein Kraftstoffeinspritzventil durch die Steuerschaltung so angesteuert wird, daß das Luft-Kraftstoffverhältnis des Luft-Kraftstoffgemisches auf diesen Wert im theoretischen Luft-Kraftstoffverhältnisbereich mit Rückführung geregelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Temperatur der angesaugten Luft durch einen Ansauglufttemperatursensor ermittelt wird, daß der Leerlaufbetrieb der Maschine durch einen Leerlaufschalter ermittelt wird, und daß die Drehzahl der Maschine von der Zündspule der Maschine ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Detektoreinrichtungen dazu benutzt werden, weitere Parameter einschließlich des Einrückens und Ausrückens einer Kupplung, der Kühlmitteltemperatur, der Sauerstoff-

konzentration im Abgas und der angesaugten Luftmenge zu ermitteln, und daß die Steuerschaltung dazu gebracht wird auch die weiteren Parameter beim Regeln des Luft-Kraftstoffverhältnisses des Luft-Kraftstoffgemisches auf den Wert im theoretischen Luft-Kraftstoffverhältnisbereich zu verwenden.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Einrücken und Ausrücken der Kupplung über einen Kupplungsschalter ermittelt wird, daß die Kühlmitteltemperatur über einen Kühlmitteltemperatursensor ermittelt wird, daß die Sauerstoffkonzentration im Abgas über einen Op-Sensor ermittelt wird, und daß die angesaugte Luftmenge über einen Luftströmungsmesser ermit elt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das bestimmte Luft-Kraftstoffverhältnis für das Luft-Kraftstoff gemisch bei etwa 13 : 1 liegt.