DE3546310A1

DE3546310A1 - Startersystem fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3546310A1
Application number: DE19853546310
Authority: DE
Inventors: Kenichi Toyonaka Osaka Inoguchi; Yoichi Mino Osaka Iwakura; Hirofumi Nishinomiya Hyogo Tanaka; Jun Obu Aichi Umehara
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd; Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd; Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 1984-12-29
Filing date: 1985-12-30
Publication date: 1986-08-14
Also published as: GB8531794D0; KR890001731B1; GB2169353A; US4676204A; JPS61157732A; DE3546310C2; JPH029170B2; KR860005126A; GB2169353B

Description

Startersystem für eine Brennkraftmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Startersystem, das im Zusammenhang mit der Maschine eines Kraftwagens, insbesondere der Benzinmaschine eines Automobils anwendbar

Zum glatteren Starten einer Brenzinmaschine bei einer niedrigen Temperatur sollte ein reicheres Luft/Kraftstoff-Gemisch an die Verbrennungskammern der Maschine geliefert werden. Aus diesem Grunde weist ein Vergaser zum Liefern des Luft/Kraftstoff-Gemisches an die Verbrennungskammern ein Luftklappenventil in der Nähe seines Einlaßbereiches auf. Das Luftklappenventil dient dazu, einen Luftansaugdurchgang in dem Vergaser einzuengen, wodurch die Menge

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der in die Verbrennungskammern der Maschine zugeführten Luft verringert wird. Auf diese Weise kann durch die Betätigung des Luftklappenventiles ein reicheres bzw. fetteres Luft/Kraftstoff-Gemisch in die Verbrennungskammern eingeführt werden.

Das Luftklappenventil kann durch eine manuelle oder automatische Fernsteuerung betätigt werden. Wenn das Ventil von der Ferne betätigt wird, muß es jedoch mechanisch mit einem manuellen Steuerknopf oder einem Betätigungsglied über ein Verbindungsgestänge oder dergl. verbunden sein. Die den Vergaser umgebendende mechanische Anordnung ist daher kompliziert.

Anstatt der Verwendung eines Luftklappenventiles zur Drosselung des Luftflusses in dem Ansaugdurchgang kann eine elektromagnetisch betätigte Kraftstoffnachlieferpumpe verwendet werden, um Zusatzkraftstoff an den Ansaugdurchgang zu liefern. In diesem Fall wird der Betrag des an den Ansaugdurchgang gelieferten Kraftstoffes durch die Pumpe vergrößert. Es kann somit wie in dem voranstehenden Fall ein reicheres bzw. fetteres Luft/Kraftstoff-Gemisch in die Verbrennungskammern der Maschine zugeführt werden, wodurch die Arbeitsleistung der Maschine beim Starten verbessert wird.

Als Kraftstoffnachlieferpumpe kann eine elektrische

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Kolbenpumpe verwendet werden, die einen Kolben zur Ausführung der Pumpoperation und ein Solenoid aufweist, das den Kolben in Zusammenwirkung mit einer Rückholfeder hin- und herbewegt. Die Menge des von dieser Pumpe pro Zeiteinheit gelieferten Zusatzkraftstoffes kann leicht durch Verändern der Periode einer an das Solenoid angelegten impulsförmigen Spannung verändert werden. Auf diese Weise wird die Arbeitsleistung der Maschine beim Starten verbessert und kann eine geforderte Kraftstoffmenge an den Einsaugdurchgang des Vergasers in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Maschine geliefert werden.

Gemäß dieser Anordnung kann eine vorbestimmte Menge von Zusatzkraftstoff äußerst genau von der Kraftstoffnachlieferpumpe geliefert werden, wenn sich die Maschine in irgendeinem anderen Betriebszustand als einem Startbetrieb befindet. Wenn die Maschine sich in dem Startbetrieb oder Anlaßzustand derart befindet, daß sie extern durch einen Startermotor gedreht wird, kann die Pumpe jedoch manchmal an den Ansaugdurchgang des Vergasers nicht die für den Anlaßzustand geforderte Menge des Zusatzkraftstoffes liefern. Dies rührt daher, daß dann, wenn der Startermotor betätigt wird, wenn die Batteriespannung der Maschine nicht hoch genug ist, die Batteriespannung in großem Maße verringert wird, so daß ein beträchtlicher Abfall der an das Solenoid der Kraftstoffnachlieferpumpe angelegten

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impulsförmigen Spannung bewirkt wird. Genauer gesagt wird dann, wenn die impulsförmige Spannung selbst bei einer konstanten Periode verringert wird, die elektromagnetische Kraft der Anziehung des Kolbens, die durch das Solenoid erzeugt wird, verringert. Als Ergebnis unterliegt die Operation des Kolbens gegen die Druckkraft der Rückholfeder einer Ansprechzeitverzögerung, so daß der Kolben nicht einen befriedigenden Hub ausführen kann. In manchen Fällen kann daher die Kraftstoffnachlieferpumpe nicht die zum Starten der Maschine notwendige Kraftstoffmenge liefern, bei der möglicherweise ein Abfall der impulsförmigen Spannung bewirkt wird, die an das Solenoid angelegt wird. Mit anderen Worten kann die Maschine nicht eine zuverlässige Arbeitsleistung beim Starten aufrechterhalten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Startersysten für eine Maschine anzugeben, das eine elektromagnetisch betätigte Kraftstoffnachlieferpumpe verwendet und eine verbesserte Arbeitsleistung der Maschine beim Starten sicherstellt.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsgemäße Startersystem für eine Maschine ein Vergasergehäuse mit einem darin ausgebildeten Luftansaugdurchgang, eine elektromagnetisch betätigbare Kraftstoffnachlieferpumpe zum Zuführen von Zusatzkraftstoff in den Ansaugdurchgang des Vergasergehäuses, wobei die Kraftstoffnachlieferpumpe

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einen Kolben und ein Solenoid zur Hin- und Herbewegung des Kolbens in Zusammenwirkung mit einer Rückholfeder enthält und die Pumpoperation derart ausführen kann, daß der Kolben für einen Hub immer dann hin- und herbewegt wird, wenn eine impulsförmige Spannung an das Solenoid während einer vorbestimmten Einprägezeit angelegt wird, eine Detektoreinrichtung für den Betriebszustand, die bestimmt, ob die Maschine gestoppt ist oder sich im Anlaßzustand oder in einem Zustand der vollständigen Detonation derart befindet, daß die Maschine ihre Drehung selbst aufrechterhalten kann, eine Treibereinrichtung zum Antreiben der Kraftstoffnachlieferpumpe durch Anlegen einer impulsförmigen Spannung mit einer vorbestimmten Periode an das Solenoid der Pumpe während einer vorbestimmten Einprägezeit und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Antriebes der Kraftstoffnachlieferpumpe durch die Treibereinrichtung auf. Die Steuereinrichtung enthält einen zur Ermittlung der Periode der an das Solenoid der Pumpe angelegten impulsförmigen Spannung in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Maschine, der durch die Detektoreinrichtung für den Betriebszustand ermittelt wurde, und einen Korrekturkreis für die Impulsbreite auf, der eine Korrektur dahingehend ausführt, daß die Einprägezeit für die an das Solenoid der Kraftstoffnachlieferpumpe angelegte impulsförmige Spannung langer ist, wenn sich die Maschine im Anlaßzustand befindet als wenn sich die Maschine in irgendeinem anderen Betriebszustand befindet.

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Bei dem erfindungsgemäßen Startersystem wird die Einprägezeit für die an das Solenoid der Kraftstoffnachlieferpumpe angelegte impulsförmige Spannung dann, wenn sich die Maschine im Anlaßzustand befindet, der einen Abfall der impulsförmigen Spannung einschließt , langer gemacht als wenn sich die Maschine in irgendeinem anderen Betriebszustand befindet. Dadurch, daß dies ausgeführt wird, kann die Pumpe in einer effizienten Weise angetrieben werden. Wenn die an das Solenoid angelegte impulsförmige Spannung verkleinert wird, kann daher der Hub des Kolbens durch Verlängerung der Einprägezeit trotz einer Ansprechzeitverzögerung der Operation des Kolbens in befriedigender Weise aufrechterhalten werden. Somit kann, selbst dann, wenn sich die Maschine im Anlaßzustand befindet, eine notwendige Menge an Zusatzkraftstoff sicher von der Kraftstoffnachlieferpumpe an den Ansaugdurchgang des Vergasers geliefert werden, wodurch in positiver bzw. sicherer Weise eine gute Startbarkeit der Maschine sichergestellt wird.

Außerdem wird, wie dies oben beschrieben wurde, die Einprägezeit für die an das Solenoid der Kraftstoffnachlieferpumpe angelegte impulsförmige Spannung nur dann verlängert, wenn die Maschine sich im Anlaßzustand befindet. Wenn sich die Maschine in irgendeinem anderen Betriebszustand befindet, beispielsweise wenn die Batteriespannung

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der Maschine für eine ausreichende impulsförmige Spannung, die an das Solenoid anzulegen ist, hoch genug ist, wird daher die Einprägezeit in Abhängigkeit von den Betriebszuständen der Maschine kürzer gemacht als diejenige des Anlaßzustandes. Falsche Operationen der Pumpe können daher trotz der Verlängerung der Einprägezeit verhindert werden. Wenn mittlerweile eine Impulsspannung an das Solenoid während einer langen Zeit angelegt wird, die groß genug ist, führt bzw. trägt der Kolben einen vergrößerten Restmagnetismus bzw. eine vergrößerte Remanenz. Er wird aus diesem Grunde daran gehindert, daß er in einer befriedigenden Weise durch die Rückholfeder zurückgeholt wird. Gerade wie im Falle eines Abfalls der Impulsspannung wird daher die Menge des von der Kraftstoffnachlieferpumpe gelieferten Zusatzkraftstoffes verringert. Gemäß dem erfindungsgemäßen Startersystems, das in der zuvor beschriebenen Weise aufgebaut ist, kann die Maschine somit immer mit einer hohen Zuverlässigkeit gestartet werden und es kann eine erforderliche Menge von Zusatzkraftstoff für die Maschine genau geliefert werden, nachdem die Maschine gestartet ist.

Im folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen

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Startersystems;
Fig. 2A und 2B Ablaufdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise eines in dem Startersystem der

Figur 1 verwendeten Steuerkreises; Fig. 3-5 Diagramme zur Erläuterung verschiedener in dem

Steuerkreis verwendeter Kriterien; Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung von Bedingungen für

die Einprägung der Impulsspannung; Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung der

Öffnungssteuerung eines Drosselventils; und Fig. 8 ein Diagramm, das Änderungen der Beziehung zwischen einer an eine Kraftstoffnachlieferpumpe angelegten Impulsspannung und der Entladung bzw. dem Ausströmen an der Pumpe in Abhängigkeit von der Einprägezeit für die Impulsspannung.

In der Figur 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Startersystem einer Benzinmaschine für ein Automobil dargestellt. Das Startersystem weist einen Vergaser 10 auf. In der Figur 1 ist der Vergaser 10 nur teilweise dargestellt. Der Vergaser 10 weist ein Gehäuse 12 auf, in dem ein Ansaugdurchgang 14 für Luft ausgebildet ist. Der Durchgang 14 ist an einem Ende mit einem Luftfilter verbunden, durch dasdie Außenluft einführbar ist. Das andere Ende des Durchganges 14 ist mit einer Mehrzahl von Verbrennungskammern der Maschine über ein nicht dargestelltes Ansaugvertexlerrohr verbunden. Das Luftfilter,

das Ansaugverteilerrohr und die Maschine sind in der Figur 1 nicht dargestellt.

Ein Venturibereich 16 zur Verringerung der Querschnittsfläche des Ansaugdurchganges 14 ist in der Mitte des Durchganges 14 angeordnet. Eine Hauptdüse 18 ragt in den Bereich 16 hinein.

Unabhängig vom Ansaugdurchgang 14 ist in dem Gehäuse 12 eine Schwimmerkammer 20 ausgebildet. In der Kammer 20 ist, Kraftstoff gespeichert. Ein Schwimmer 22 schwimmt an der Oberfläche des Kraftstoffes. Der Schwimmer 22 dient dazu, einen vorbestimmten Oberflächepegel des Kraftstoffes in der Kammer 20 aufrechtzuerhalten. Eine nicht dargestellte Kraftstofföffnung der Schwimmerkammer 20 ist mit einer nichtdargestellten Kraftstoffversorgungspumpe verbunden. In der Kraftstofföffnung ist ein nichtdargestelltes Nadelventil angeordnet, das die Öffnung öffnen und schließen kann, wenn sich der Schwimmer 22 nach oben und nach unten bewegt. Die Schwimmerkammer 20 ist mit der Düse 18 über einen Durchgang 24 verbunden, der in der Figur 1 durch unterbrochene Linien dargestellt ist. Auf diese Weise wird der Kraftstoff in der Kammer 20 kontinuierlich zur Öffnung 18a der Düse 18 zugeführt.

Eine Hilfs- bzw. Zusatzdüse 26 ragt in den Ansaugdurchgang 14 hinein und ist an der oberen Seite der Hauptdüse 18

nahe an dieser angeordnet. Die Düse 26 ist über ein Kraftstofflieferrohr 28 mit einer Kraftstoffnachlieferpumpe 30 verbunden. Das Rohr 28 weist ein Absperrventil 32 auf, das verhindert, daß Kraftstoff von der Düse 26 zur Pumpe 30 fließt.

Die Nachlieferpumpe 30 ist eine elektromagnetisch betätigte Tauchkolben bzw. Kolbenpumpe. Die Pumpe 30 weist ein Pumpengehäuse 34 auf, in der eine Zylinderkammer 36 ausgebildet ist. Ein Kolben 38 ist gleitbar in die Zylinderkammer 36 eingesetzt. Die Pumpenkammer 40 ist zwischen der Endfläche des Kolbens 38 und der dieser gegenüberliegenden inneren Endfläche der Kammer 36 ausgebildet. Die Kammer 4 0 ist mit dem Kraftstofflieferdurchgang 28 an einer Seite und mit der Schwimmerkammer 20 über den Ansaugdurchgang 44 an der anderen Seite verbunden. Der Durchgang 44 weist ein Absperrventil 4 8 auf, durch das verhindert wird, daß Kraftstoff von der Pumpenkammer 4 0 zur Schwimmerkammer 22 fließt.

Eine Vertiefung 50 ist in einer Endfläche des Kolbens 38 ausgebildet. Zwischen der inneren Endfläche der Vertiefung 50 und der inneren Endfläche der Zylinderkammer 36, die die Pumpenkammer 40 bestimmen, ist eine Rückhol-Schraubenfeder 52 angeordnet. Die Feder 52 drückt den Kolben 38 in eine Richtung, um die Kapazität bzw. das Fassungsvermögen der Kammer 40 zu vergrößern. Ein Ende eines Gleitstabes 4 6

liegt an der anderen Endfläche des Kolbens 38 an. Der Gleitstab 4 6 kann entlang derselben Achse wie der Kolben 38 innerhalb des Pumpengehäues 34 gleiten. Das andere Ende des Stabes 46, das über das Gehäuse hinausragt, ist einstückig mit einem Bereich verbunden, der einen großen Durchmesser aufweist. Der Stab 4 6 und der Bereich 46a werden von einem Solenoid 56 umgeben, der elektrisch mit einem Treiberkreis 58 verbunden ist, durch den eine impulsförmige Spannung an den Solenoid 56 anlegbar ist. Der Treiberkreis 58 dient dazu, die impulsförmige Spannung mit einer vorbestimmten Periode an das Solenoid 56 während einer vorbestimmten Zeit anzulegen. Wenn die impulsförmige Spannung vom Treiberkreis 58 an das Solenoid 56 mit einer vorbestimmten Impulsperiode F angelegt wird, erzeugt das Solenoid 56 intermittierend eine elektromagnetische Kraft, die bewirkt, daß der Gleitstab 46 in Richtung auf den Kolben 38 angezogen wird. Als ein Ergebnis wird der Kolben 38 durch die elektromagnetische Kraft und die Druckkraft der Rückholfeder 52 hin- und herbewegt. Dadurch wird eine Pumpenfunktion erzielt. Der Kolben 38 wird auf diese Weise in Übereinstimmung mit der Periode F der impulsförmigen Spannung hin- und herbewegt, so daß der von der Schwimmerkammer 20 zur Pumpenkammer 4 0 gelieferte Kraftstoff pulsierend bzw. impulsartig von der Zusatzdüse 26 in den Luftdurchgang 14 des Vergasers 10 über den Kraftstofflieferdurchgang 28 eingeführt wird. Dabei wird auf einmal eine feste Menge (z.B. 0,04 cm²) eingeführt. Es

kann daher mit der in dieser Weise aufgebauten Kraftstoffnachlieferpumpe 30 die von der Pumpe 30 pro Zeiteinheit gelieferte Kraf t stoff menge, d.h. die Menge- des von der Düse 26 eingeführten Kraftstoffes, dadurch vergrößert werden, daß die Periode F der an das Solenoid 56 angelegten impulsförmigen Spannung verkürzt wird. Durch Verlängern der Periode F kann andererseits die Einspritzmenge bzw. die eingeführte Menge verringert werden.

Der Treiberkreis 58 ist elektrisch mit einem Mikrocomputer 60 verbunden, der einen Steuerkreis zum Steuern des Antriebes der Kraftstoffnachlieferpumpe 30 darstellt. Der Mikrocomputer 60 enthält eine Zentralprozessoreinheit 62 (CPU), einen Speicher 64, der mit der Zentralprozessoreinheit 62 verbunden ist, ein Ausgangs-Interface 66, das zur Verbindung der Zentralprozessoreinheit 62 und des Treiberkreises 58 dient, und ein Eingangs-Interface 68, das die Zentralprozessoreinheit 62 mit verschiedenen Detektoren verbindet, die später noch erläutert werden.

An das Eingangs-Interface 68 werden Ermittlungssignale von einem Drehzahldetektor 74, einem Detektor 76 für die Wassertemperatur und einem Starterschalter 72 angelegt. Der Detektor 74 ermittelt die Drehzahl der Maschine, während der Detektor 7 6 die Temperatur des Kühlwassers der Maschine anzeigt.

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Der Drehzahldetektor 74 ermittelt die Umdrehungsfrequenz der Maschine beispielsweise aus der Frequenz der an eine nicht dargestellte Zündspule der Maschine angelegten impulsförmigen Spannung und liefert ein Drehzahlsignal an das Eingangs-Interface 68, das dieser Umdrehungsfrequenz entspricht. Der Detektor 76 für die Wassertemperatur enthält beispielsweise einen nicht dargestellten Thermistor, der die Kühlwassertemperatur in ein analoges elektrisches Signal umwandelt, und einen Analog-Digital-Wandler, der ebenfalls nicht dargestellt ist und das Ausgangssignal des Thermistor in ein digitales elektrisches Signal umwandelt. Der Detektor 76 legt das Kühlwassertemperatur-Signal T an das Interface 68 an. Der Starterschalter 72 dient dazu, einen nicht dargestellten Startermotor für die Maschine zu betätigen.

Das Ausgangs-Interface 66 des Mikrocomputers 60 ist elektrisch nicht nur mit dem Treiberkreis 58, sondern auch mit einem Regler 78 zur Einstellung der Öffnung des Drosselventiles 70 verbunden, wie dies in der Figur 1 dargestellt ist. In dem Ansaugdurchgang 14 ist ein Drosselventil 70 auf einer Drehwelle 70a befestigt, die an der Seite unterhalb des Venturi-Bereiches 16 angeordnet ist. Ein Ende des Schwingarmes 80 ist an der Welle 70a befestigt. Der Arm 80 erstreckt sich unter rechten Winkeln zur Welle 70a. Sein anderes Ende ragt vom Gehäuse 12 des Vergasers 10 nach außen. Ein Ende eines Drahtes 82 ist mit dem

herausragenden Ende des Armes 80 verbunden. Das andere Ende des Drahtes 82 ist mit einem nicht dargestellten Gaspedal des Automobils über einen ebenfalls nicht dargestellten Gelenkmechanismus verbunden. Eine Druck- bzw. Zugfeder 84 ist mit dem herausragenden Ende des Schwingarmes 80 verbunden. Die Feder 84 drückt den Arm 82 derart, daß er so schwingt, daß das Ventil 70 geschlossen wird, wie dies in der Figur 1 dargestellt ist. Wenn das Gaspedal betätigt wird, schwingt der Arm 80 durch den Draht 82 gegen die Kraft der Feder 84, so daß das Ventil 70 geöffnet wird.

Der Regler 70 enthält ein Schraubenmutterteil 86, das an dem Schwingarm 80 so angreift, daß die Öffnung des Drosselventiles 70 ermöglicht wird. Durch eine nichtdargestellte Führung wird verhindert, daß sich das Schraubenmutterteil 86 dreht. Der Regler78 enthält außerdem einen Gleichstrommotor 88 und einen Treiberkreis 90 zum impulsförmigen Anlegen einer Gleichspannung an den Motor 88, um diesen anzutreiben. Der Gleichstrommotor 88 weist einen Vorschubschraubenbereich 88a auf, der dadurch gebildet wird, daß die Ausgangswelle des Motors 88 in dem Teil 86 verschraubt ist.

Der Mikrocomputer 60 verarbeitet logisch die von den Detektoren an das Interface 68 angelegten Ermittlungssignale und liefert ein Steuersignal zur Steuerung des

Antriebes der Kraftstoffnachlieferpumpe 30, d.h. ein Signal zur Bestimmung der Impulsperiode F und der Einprägezeit der vom Treiberkreis 58 an das Solenoid 56 der Pumpe 30 angelegten impulsförmigen Spannung. Außerdem liefert der Mikrocomputer 60 ein Steuersignal zur Steuerung des Betriebes des Reglers 78. Die Steuersignale werden an die entsprechenden Antriebskreise 58 und 90 über das Ausgangs-Interface 66 angelegt. In dem Mikrocomputer 60 ist ein Programm zur Steuerung des Betriebes der Pumpe 30 und des Betriebes des Reglers 78 in Übereinstimmung mit dem Ablaufdiagramm der Figuren 2A und 2B gespeichert. Im folgenden wird nun die Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren 2A bis 8 die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Startersystemes erläutert.

Bei dem in der Figur 2A gezeigten Schritt 92 werden an das Eingangs-Interface 68 des Mikrocomputers 60 das Drehzahlsignal N vom Drehzahldetektor 74, der auf die Umdrehungsfrequenz der Maschine anspricht, das Kühlwassertemperatur-Signal T vom Detektor 76 für die Kühlwassertemperatur und das Ein- oder Aus-Signal Sl oder S2 vom Starterschalter 72 angelegt. Dann wird beim Schritt 94 durch das Drehzahlsignal N bestimmt, ob die Maschine gestoppt bzw. angehalten ist oder nicht. Wenn beim Schritt 94 herausgefunden wird, daß die Maschine gestoppt ist, wird der Schritt 96 eingeleitet. Wenn dies nicht der Fall ist, d.h., wenn herausgefunden wird, daß sich die Maschine

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dreht, wird der Schritt 98 eingeleitet. Beim Schritt 96 wird der Antrieb der Kraftstoffnachlieferpumpe 30 gestoppt .

Beim Schritt 98 wird bestimmt, ob der Pegel des Drehzahlsignales N gleich oder größer ist als der Bezugswert N der vollständigen Detonation der Maschine. Der Bezugswert N_n dient als ein Kriterium bei der Bestimmung, ob die Maschine durch den Startermotor (nicht dargestellt) extern gedreht wird, d.h., ob sich die Maschine in einem Anlaßzustand befindet, oder ob die Maschine sich ohne Unterstützung dreht, d.h. sich in einem vollständigen Detonationszustand befindet. Beispielsweise wird der Bezugswert N auf einen Wert eingestellt, der der Umdrehungsfrequenz der Maschine entspricht, die in einem Bereich von 440 U/min. bis 800 U/min, liegt. Wenn beim Schritt 98 gefolgert wird, daß der Pegel des Drehzahlsignales N nicht kleiner ist als der Bezugswert N_, d.h., wenn die Maschine einer vollständigen Zündung bzw. Detonation unterliegt, wird der Schritt 100 eingeleitet. Wenn herausgefunden wird, daß der Pegel des Signales N kleiner ist als der Wert N d.h., wenn die Maschine sich in dem Anlaßzustand befindet, wird der Schritt 102 eingeleitet.

Beim Schritt 102 werden in einem Subtraktionszähler Dc, der in der Zentralprozessoreinheit 62 enthalten ist, 5 see. als ein Anfangswert eingestellt. Es wird dann in den

Schritt 104 eingetreten. Beim Schritt 104 wird in Übereinstimmung mit dem Signal vom Starterschalter 72 bestimmt, ob der Startermotor angetrieben wird oder nicht. Wenn beim Schritt 104 herausgefunden wird, daß der Startermotor in Betrieb ist, d.h., daß sich die Maschine im Anlaßzustand befindet, wird zum Schritt 106 übergegangen. Wenn andererseits bestimmt wird, daß der Motor angehalten ist, wird in den Schritt 108 eingetreten. Beim Schritt 106 wird die Einprägezeit W für die impulsförmige Spannung, die an das Solenoid 56 der Kraftstoffnachlieferpumpe 30 angelegt wird, auf 30 msec, eingestellt, wie dies in der Figur 6 dargestellt ist.Es wird dann zum Schritt 110 übergegangen. Beim Schritt 108 wird die Zeit W auf 25 msec, eingestellt, woraufhin zum Schritt 110 übergegangen wird.

Beim Schritt 110 wird die Impulsperiode F an das Solenoid 56 der Kraftstoffnachlieferpumpe 30 angelegten impulsform!- gen Spannung auf F eingestellt. Der Wert F ist ein Wert, der durch Multiplizieren der optimalen Impulsperiode F zum Anlassen mit einem Korrekturkoeffizienten C erhalten wird. Es gilt also F= FxC. Die Periode F_v hängt von der Kühlwassertemperatur der Maschine als Parameter ab, wie dies in der Figur 3 dargestellt ist. Mit anderen Worten wird die Periode F zum Anlassen derart bestimmt, daß an den Luftansaugdurchgang 14 des Vergasers 10 von der Pumpe 30 über die Zusatzdüse 26 zusätzlicher Kraftstoff geliefert wird, der erforderlich ist, daß die Maschine

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schnell vom Anlaßzustand zur vollständigen Detonation übergehen kann. Die optimale Periode F_x, die der Kühlwasser temperatur entspricht, wird auch aufgelistet bzw. verzeichnet und in dem Speicher 64 des Mikrocomputers 60 gespeichert. Der Korrekturkoeffizient C wird zur Korrektur einer Unregelmäßigkeit des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses herangezogen, die auf Änderungen der Umdrehungsfrequenz der Maschine im Anlaßzustand zurückzuführen sind. Der Wert des Koeffizienten C wird unter Anwendung der Drehzahl der Maschine als ein Parameter erhalten, wie dies in der Figur 4 dargestellt ist. Er wird ebenfalls aufgelistet bzw. verzeichnet und in den Speicher 64 des Mikrocomputers 60 gespeichert. Im Mikrocomputer 60 werden daher die Impulsperiode F und der Korrekturkoeffizient C für das Anlassen auf der Basis des Drehzahlsignales N und des Wassertemperatursignales T berechnet, die beim Schritt 90 eingegeben werden. Der Wert der Impulsperiode F zum Antrieb der Kraftstoffnachlieferpumpe 30 wird durch diese Werte bestimmt. Daraufhin wird ein Signal zur Erregung des Solenoids 56 der Pumpe 30 vom Ausgangs-Interface 66 des Mikrocomputers 60 an den Treiberkreis 58 angelegt, so daß eine impulsförmige Spannung mit einer Impulsperiode F_n an das Solenoid 56 der Pumpe 30 während der Einprägezeit W angelegt wird, die beim Schritt 106 oder 108 voreingestellt wird. Die Pumpe 30 wird daher unter diesen Bedingungen betrieben.

Wenn beim Schritt 98 bestimmt wird, daß die Maschine im Zustand der vollständigen Detonation arbeitet, wird zum Schritt 100 übergegangen, wie dies zuvor bereits erwähnt wurde. Beim Schritt 100 wird bestimmt, ob der gegenwärtige Wert in dem Subtraktionszähler Dc 0 see. beträgt oder nicht. Mit anderen Worten wird beim Schritt 100 bestimmt, ob die Maschine während 5 see. oder mehr sich im Zustand der vollständigen Detonation befand. Wenn beim Schritt Dc ^ 0 see. angezeigt wird, wird zum Schritt 108 übergegangen. Wenn Dc = 0 see. angezeigt wird, wird zum Schritt 112 übergegangen.

Beim Schritt 112 wird, wie beim Schritt 108, die Einprägezeit W für die impulsförmige Spannung, die an das Solenoid 5 6 der Kraftstoffnachlieferpumpe 30 angelegt wird, auf 25 msec, eingestellt. Es wird dann zum Schritt 114 übergegangen.

Beim Schritt 114 wird die Impulsperiode F der an das Solenoid 56 der Kraftstoffnachlieferpumpe 30 angelegten impulsförmigen Spannung auf die optimale Periode F. für die vollständige Detonation der Maschine eingestellt. Die Impulsperiode F₁ wird unter Anwendung der Kühlwassertemperatur der Maschine als ein Parameter erhalten, wie dies in der Figur 5 dargestellt ist. Sie wird ebenfalls aufgelistet bzw. verzeichnet und in dem Speicher 64 des Mikrocomputers 60 gespeichert. Es wird daher im dem Mikrocom-

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puter 60 die optimale Periode F. für die vollständige Detonation in Übereinstimmung mit dem Wassertemperatur-Signal T, das beim Schritt 92 eingegeben wurde, ermittelt. In diesem Fall wird daher eine impulsförmige Spannung mit der Impulsperiode F₁ an das Solenoid 56 der Pumpe 30 während einer Einprägezeit W von 25 msec, angelegt und die Pumpe 30 wird unter diesen Bedingungen angetrieben.

Wie dies in der Figur 2A dargestellt ist, folgt auf jeden der Schritt 110 und 114 der Schritt 116. Beim Schritt 116 wird bestimmt, ob die Impulsperiode F für den Antrieb der Kraftstoffnachlieferpumpe 30 kürzer als 400 msec, ist oder nicht. Wenn beim Schritt 116 bestimmt wird, daß die Periode F nicht kürzern als 4 00 msec, ist, wird zum Schritt 96 übergegangen. Beim Schritt 96 wird der Antrieb der Pumpe 30 gestoppt. Wenn die Periode F länger als 4 00 msec, ist, beträgt die Kühlwassertemperatur der Maschine etwa 20⁰C oder mehr, wie dies in den Figuren 3 und 5 dargestellt ist. In diesem Fall sollte daher nicht angenommen werden, daß die Verbrennungskrammern der Maschine noch mehr KraftstoffVersorgung benötigen. Außerdem ist die Lieferung von zusätzlichem Kraftstoff an den Ansaugdurchgang 14 des Versagers 10 selbst dann praktisch vernachlässigbar, wenn die Pumpe 30 mit einer Periode von 400 msec, oder mehr angetrieben wird. Aus diesem Grunde kann der Antrieb der Pumpe 30 ohne Behinderung bzw. Hindernis eingestellt werden.

Wenn beim Schritt 116 bestimmt wird, daß die Impulsperiode F kürzer als 4 00 msec, ist, wird andererseits gefolgert, daß die Kühlwassertemperatur der Maschine sich auf einer niedrigen Temperatur befindet, so daß der Zustand der vollständigen Detonation der Maschine durch die Lieferung γοη zusätzlichem Kraftstoff aufrechterhalten werden muß. Es wird der Schritt 118 eingeleitet. Beim Schritt 118 wird die Kraftstoffnachlieferpumpe 30 weiterhin unter den zuvorbestimmten Antriebsbedingungen angetrieben.

Wie dies in der Figur 2B dargestellt ist, folgt auf den Schritt 118 der Schritt 120. Beim Schritt 120 wird wie beim Schritt 9 8 bestimmt, ob der Pegel des Drehzahlsignales N der Maschine nicht kleiner als der Bezugswert N₀ für die vollständige Detonation ist oder nicht. Wenn beim Schritt 120 gefolgert wird, daß der Pegel des Drehzahlsignales N kleiner ist als der Bezugswert N , wird in den Schritt 122 eingetreten. Wenn herausgefunden wird, daß der Pegel des Signales N nicht kleiner ist als der Wert N₀, wird zum Schritt 124 übergegangen. Beim Schritt 122 wird der Winkel Q₁ als Zielöffnung TG des Drosselventiles 70 eingestellt, die angewendet wird, wenn sich die Maschine nicht in dem Zustand der vollständigen Detonation befindet. Beispielsweise beträgt der Winkel O₁ 5 Grad. Beim Schritt 124 wird wie beim Schritt 100 bestimmt, ob der gegenwärtige Wert in dem Subtraktionszähler Dc 0 see.

beträgt oder nicht. Wenn beim Schritt 124 Dc ^ 0 ermittelt wird, d.h., wenn gefolgert wird, daß die Maschine sich für weniger als 5 see. in dem Zustand der vollständigen Detonation befand, wird zum Schritt 126 übergegangen. Wenn beim Schritt 124 gefolgert wird, daß die Maschine 5 see. lang oder langer sich im Zustand der vollständigen Detonation befand, wird in den Schritt 128 eingetreten. Beim Schritt 126 wird der Winkle θ als Zielöffnung TG des Drosselventiles 70 eingestellt. Der Winkel Θ- wird in Übereinstimmung mit der schnellen Leerlaufdrehzahl der Maschine voreingestellt. Wie dies in der Figur 7 dargestellt ist, besteht zwischen den Winkel θ₁ und θ_ die Beziehung Q- <C θ_?.

Auf jeden der Schritte 122 und 126 folgt der Schritt 130. Beim Schritt 130 wird der Regler 78 derart gesteuert, daß die Differenz zwischen dem Wert θ der beim Schritt 122 oder 126 eingestellten Zielöffnung TG des Drosselventiles 70 und der tatsächlichen Öffnung θ des Ventiles 70 in

einem vorbestimmten zulässigen Bereich liegt. Somit wird das Steuersignal vom Ausgangs-Interface 66 des Mikrocomputers 60 an den Treiberkreis 90 angelegt. Dadurch wird der Gleichstrommotor 88 gestartet. Wenn sich der Motor 88 dreht, wirkt das Schraubenmutterteil 86 wie ein Teleskop. Das Ventil 70 wird daher über den Schwingarm 80 derart betätigt, daß der Wert θ der z'ielöffnung TG, der beim Schritt 122 oder 126 eingestellt wurde, praktisch erreicht

Wenn beim Schritt 124 gefolgert wird, daß die Maschine während 5 see. oder mehr sich im Zustand der vollständigen Detonation befand, wird der Schritt 128 eingeleitet, wie Gies zuvor bereits erwähnt wurde. Beim Schritt 128 wird der Regler 78 gesteuert, so daß die Öffnung des Drosselventiles 70 derart eingestellt wird, daß die Umdrehungsfrequenz der Maschine eine zuvor in Übereinstimmung mit der Kühlwassertemperatur, dem Ein-Aus-Zustand einer Klimaanlage und anderen Zuständen bzw. Bedingungen eingestellten Zielleerlaufdrehzahl erreicht.

Wie dies in der Figur 2A dargestellt ist, wird der Schritt 92 nach dem Schritt 128 oder 130 wieder aufgenommen. So lange der Zündschalter eingeschaltet ist, werden die oben erwähnten Prozesse wiederholt.

Gemäß dem Startersystem der vorliegenden Erfindung wird beim Schritt 104 bestimmt, ob sich die Maschine in dem Anlaßzustand befindet oder nicht, in dem sie von außen durch den Startermotor angetrieben wird. Wenn der Anlaßzustand ermittelt wird, wird die Einprägezeit W für die an das Solenoid 5 6 der Kraftstoffnachlieferpumpe 30 angelegte impulsförmige Spannung auf 30 msec, beim Schritt 106 eingestellt. Wenn beim Schritt* 104 der Anlaßzustand nicht ermittelt wird, wird zum Schritt 108 übergegangen. Beim

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Schritt 108 wird die Zeit W auf 25 msec, eingestellt. Wenn sich die Maschine bereits im Zustand der vollständigen Detonation befindet, wird die Einprägezeit W ebenfalls auf 25 msec, eingestellt, wie dies aus dem Ablaufdiagramm vom Schritt 100 bis zum Schritt 108 oder 112 entnehmbar ist. Die Zeit W wird nämlich nur dann ausgedehnt bzw. verlängert, wenn sich die Maschine im Anlaßzustand befindet. Wenn sich die Maschine im Anlaßzustand befindet, kann daher ein ausreichendes Ausströmen bzw. eine ausreichende Abgabe von zusätzlichem Kraftstoff von der Pumpe 30 durch Verlängern der Zeit W von 24 msec, auf 30 see. selbst dann aufrechterhalten werden, wenn die an das Solenoid 56 der Pumpe 30 angelegte impulsförmige Spannung durch einen Abfall der Batteriespannung infolge des Antriebs des Startermotores abgesenkt wird. In Fig. 8 zeigen die durch unterbrochenen Linien dargestellten charakteristischen Kurven die Beziehungen zwischen der Kraftstoffabgabe der Pumpe 30 und der impulsförmigen Spannung, die erhalten wird, wenn die Einprägezeit W 30 msec, beträgt. Wie dies aus der Figur 8 ersichtlich ist, liegt der Schwellenwert der impulsförmigen Spannung, bei dem eine plötzliche Verringerung der Abgabe der Pumpe 30 bewirkt wird, niedriger, wenn die Zeit W 30 msec, anstatt von 25 msec, beträgt. Es kann daher die Arbeitsleistung der Pumpe trotz eines Spannungsabfalles durch Verlängern der Einprägezeit aufrechterhalten werden.

Außerdem geht aus der Figur 8 hervor, daß die Abgabe an der Kraft st off nachlie.ferpumpe 30 verringert wird, wenn eine ausreichend hohe impulsförmige Spannung 30 msec, lang angelegt wird. Bei der obenbeschriebenen Ausführungsform wird jedoch die Einprägezeit W für die an die Pumpe 30 angelegte impulsförmige Spannung nur dann verlängert, wenn sich die Maschine im Anlaßzustand befindet, der einen Abfall der Batteriespannung einschließt. Dadurch wird die Verringerung der Abgabe verhindert. Gemäß dem erfindungsgemäßen Startersystem kann daher eine erforderliche Menge von Zusatzkraftstoff sicher geliefert werden, egal ob sich die Maschine im Anlaßzustand oder irgendeinem anderen Betriebszustand befindet. Es ist somit möglich, sowohl den Betriebswirkungsgrad der Maschine als auch deren Ausgangsleistung beim Starten positiv zu verbessern.

Die optimale Periode der impulsförmigen Spannung für den Anlaßzustand wird beim Schritt 110 bestimmt. Die optimale Periode der impulsförmigen Spannung für den Zustand der vollständigen Detonation wird beim Schritt 114 bestimmt. Die Maschine kann daher schnell vom Anlaßzustand zum Zustand der vollständigen Detonation übergehen. Dadurch wird die Ausgangsleistung beim Starten weiter verbessert.

Wenn sich die Maschine im Anlaßzustand befindet, wird die Zielöffnung des Drosselventiles 70 auf θ_χ beim Schritt eingestellt. Wenn die Maschine eine unstabile vollständige

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!Detonation ausführt, wird die Drosselöffnung beim Schritt 126 auf Q~ eingestellt. Danach wird die Öffnung des Ventiles 70 beim Schritt 130 auf die voreingestellte Zielöffnung θ durch Betätigen des Reglers 78 eingestellt. Durch Ausführen der Steuerung der Drosselöffnung auf diese Weise kann die Maschine wirksamer gestartet und aufgewärmt werden, als dies in dem Fall möglich ist, in dem nur die Menge des Zusatzkraftstoffes von der Kraftstoffnachlieferpumpe 30 gesteuert wird.

Außerdem wird beim Schritt 128 die Öffnung des Drosselventiles 70 auf einen Winkel eingestellt, der der schnellen Leerlaufdrehzahl der Maschine entspricht, die von den Lastzuständen abhängt, wenn der Zustand der vollständigen Detonation stabilisiert ist. Es kann auf diese Weise verhindert werden, daß die Maschine während des Leerlaufes zum Stillstand gelangt bzw. abgewürgt wird.

Das erfindungsgemäße Startersystem ist nicht auf die obenbeschriebene Ausführungsform beschränkt. In der obigen Ausführungsform wird beispielsweise der Antrieb der Kraftstoffnachlxeferpumpe 30 beim Schrit 96 beendet, wenn beim Schritt 94 herausgefunden wird, daß die Maschine gestoppt ist. Alternativ kann jedoch die Pumpe vor dem Start der Maschine, z.B. während der Periode zwischen dem Einschalten des Zündschalters und der Betätigung des Startermotors, angetrieben werden.

Claims

1-1, Daihatsu-cho, Ikeda-shi, Oosaka, Japan AISAN KOGYO KABUSHIKI KAISHA 1-1-1, Kyowa-cho, Oobu-shi, Aichi-ken, Japan Startersystem für eine Brennkraftmaschine

1. Startersystem für eine durch einen Startermotor startbare Brennkraftmaschine, das ein Vergasergehäuse (12) mit einem darin ausgebildeten Ansaugdurchgang (14), eine elektromagnetisch betätigte Kraftstoffnachlieferpumpe (30) zum Zuführen von Zusatzkraftstoff in den Ansaugdurchgang (14) des Vergasergehäuses (12), wobei die Kraftstoffnachführpumpe (30) einen Kolben (38) und ein Solenoid (56) zur Hin- und Herbewegung des Kolbens (38) in Zusammenwirkung mit einer Rückholfeder (52) aufweist und eine Pumpenfunktion derart ausführen kann, daß der Kolben (38) für einen Hub jedes mal dann hin- und herbewegt wird, wenn eine impulsförmige Spannung an das Solenoid (56) während einer

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vorbestimmten Einprägezeit (W) angelegt wird, und eine Treibereinrichtung (58) zum Antreiben der Kraftstoffnachlief erpumpe (30) durch Anlegen einer impulsförmigen Spannung mit einer vorbestimmten Periode an das Solenoid (56) der Pumpe (30) während einer vorbestimmten Einprägezeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß Detektoreinrichtungen (72, 74, 76) für Betriebszustände, durch die bestimmbar ist, ob die Maschine gestoppt ist oder in einem Anlaßzustand oder dem Zustand einer vollständigen Detonation derart arbeitet, daß die Maschine selbst ihre Drehung aufrecht erhalten kann, und eine Steuereinrichtung (60) zum Steuern des Antriebes der Kraftstoffnachlieferpumpe (30) durch die Treibereinrichtung (58) vorgesehen sind, daß die Steuereinrichtung (60) einen Kreis, der die Periode der an das Solenoid (56) der Pumpe (30) angelegten impulsförmigen Spannung in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Maschine ermittelt, der durch die Detektoreinrichtungen (72, 74, 76) ermittelt wird, und einen Korrekturkreis für die Impulsbreite aufweist, der eine Korrektur dahingehend ausführt, daß die Einprägezeit für die an das Solenoid (56) der Pumpe (30) angelegte impulsförmige Spannung langer ist, wenn die Maschine sich im Anlaßzustand befindet, als wenn die Maschine sich in irgendeinem anderen Betriebszustand befindet.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung einen Detektor (74) zur Er-

mittlung der Umdrehungsfrequenz der Maschine, einen Detektor (76) zur Ermittlung der Temperatur des Kühlwassers der Maschine und einen Detektor (72) zur Ermittlung des Antriebes des Startermotors aufweist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem ein Drosselventil (70) in dem Ansaugdurchgang (14) des Vergasergehäuses (12) vorgesehen ist, das den Ansaugdurchgang (14) öffnen und schließen kann, und daß eineRoglereinrichtung (78) zum Einstellen der Öffnung des Drosütilventiles (70) in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Maschine vorgesehen ist.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reglereinrichtung (78) einen Reglerkreis aufweist, der das Drosselventil (70) auf eine erste Öffnung, wenn die Maschine sich in dem Anlaßzustand befindet, und auf eine zweite Öffnung einstellen kann, die größer ist als die erste Öffnung, wenn sich die Maschine in einem unstabilen Zustand der vollständigen Detonation befindet,

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reglerkreis ein Betätigungsglied (80, 86, 88a, 88) zur Betätigung des Drosselventiles (70) aufweist und daß das Betätigungsglied einen Gleichstrommotor (88) und eine Wandlereinrichtung (86, 88a) zum Umwandeln der Drehung des Motors (88) in eine das Drosselventil (70) betätigende

Operation aufweist.

6. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reglereinrichtung einen weiteren Reglerkreis zum Einstellen der Öffnung des Drosselventiles (70) in Übereinstimmung mit dem Lastzustand der Maschine, wenn sich diese in einem stabilen Zustand der vollständigen Detonation befindet, aufweist.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Reglerkreis die Öffnung des Drosselventiles (70) derart einstellt, daß die Maschine sich in einem schnellen Leerlaufzustand befindet.