DE3642402C2

DE3642402C2 -

Info

Publication number: DE3642402C2
Application number: DE3642402A
Authority: DE
Inventors: Takuro Mitaka Tokio/Tokyo Jp Morozumi
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1985-12-11
Filing date: 1986-12-11
Publication date: 1989-05-03
Also published as: GB2184265A; DE3642402A1; JPS62139944A; US4759332A; GB2184265B; GB8629570D0; JPH0733790B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Gemisch-Verhältnisregelsystem für Kfz-Motoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Ausgangsspannung eines O₂-Fühlers ist nur dann proportional der Sauerstoffkonzentration im Abgas, wenn der Fühlerkörper eine bestimmte Arbeitstemperatur erreicht hat. Demzufolge kann die Gemischregelung, die als Ist-Wert ein Rückkopplungssignal vom O₂-Fühler verwendet, erst dann in Gang gesetzt werden, wenn der O₂-Fühler aktiviert, also auf seiner Betriebstemperatur angelangt ist.

Ein System der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 43 99 792 bekannt. Bei diesem System wird von Steuerung auf Regelung dann umgeschaltet, wenn nach dem Starten des Motors eine bestimmte Zeitdauer vergangen ist. Die Zeitdauer wird bei dem bekannten System anhand der gemessenen Kühlwasser temperatur eingestellt, so daß bei hohen Kühlwassertempera turen eine kürzere Wartezeit bis zum Umschalten auf Regelung eingestellt wird als bei niedrigen Kühlwassertemperaturen. Dadurch soll bei einem Warmstart, also beim Wiederanlassen nach kurzem Anhalten des Motors ein schnelleres Umschalten von Steuerung auf Regelung erfolgen. Dieses bekannte System ist insofern nachteilig, als die Kühlwassertemperatur bei hohen Außentemperaturen und gegebenenfalls direkter Sonnen einstrahlung relativ hoch bleibt, der O₂-Fühler jedoch ge messen an seiner Arbeitstemperatur auf eine sehr niedrige Temperatur sinkt, wenn der Motor längere Zeit steht. Dadurch ergibt sich ein zu frühes Umschalten von Steuerung auf Rege lung.

Aus der DE-OS 32 39 636 ist ebenfalls ein System der ein gangs genannten Art bekannt, wobei nach Überschreiten einer gemessenen Kühlwassertemperatur ein Zeitgeber gestartet und nach Ablauf des Zeitgebers von Steuerung auf Regelung umge schaltet wird. Die sich hieraus ergebenden Probleme sind im wesentlichen gleich den oben beschriebenen Problemen. Bei einer anderen, in dieser Druckschrift gezeigten Ausführungs form wird das Ausgangssignal des O₂-Fühlers mit einer Be zugsspannung verglichen und dann von Steuerung auf Regelung umgeschaltet, wenn nicht nur die Kühlwassertemperatur einen bestimmten Wert überschritten, sondern auch die Ausgangs spannung des O₂-Fühlers einen bestimmten Pegel erreicht hat. Bei diesem System kann es nun passieren, daß nach relativ kurzem Abkühlen des Motors der O₂-Fühler eine Fehlerspan nung hohen Pegels abgibt, die zwar über dem Pegel der Be zugsspannung liegt, dennoch aber nicht als Ist-Wert zum Re geln des Gemisches verwendbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der ein gangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Um schaltung von Steuerung auf Regelung sowohl beim Kaltstart als auch beim Warmstart fehlerfrei aber so schnell wie mög lich erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptan spruches angegebenen Merkmale gelöst.

Nachdem die Bezugsspannung zum Detektieren der Aktivierung des O₂-Fühlers für eine bestimmte Zeit nach dem Starten der Maschine auf einen hohen Wert gesetzt wird, kann die Detektion der Aktivierung ohne Fehler durchgeführt werden. Die Rege lung über das Rückkopplungssignal aus dem O₂-Fühler wird zum korrekten Zeitpunkt begonnen. Nachdem die Bezugsspannung auf einen niedrigen Pegel gesetzt wird, wenn die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, be ginnt die Regelung auch dann zu einem korrekten Zeitpunkt, also ohne Verzögerung, wenn die Maschine im kalten Zustand gestartet wird.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand von Abbildungen näher beschrieben werden. Hierbei zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm, das ein Re gelsystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und

Fig. 2 ein Flußdiagramm der Wirkungsweise des Sy stems, also eine Erklärung des erfindungsgemäßen Ver fahrens.

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt ein Kraftfahrzeugmotor 1 ein Einlaßrohr 4, einen Drosselkörper 5 und einen Einlaßkrümmer 6. Die Luft wird in den Motor über einen Luftfilter 2, einen Luft-Strömungsmesser 3 und eine Drosselklappe 9 geführt. In einem Auspuffrohr 7 ist ein O₂-Fühler 12 vor einem Katalysator 8 angebracht. Eine Kraftstoffeinspritzdüse 10 ist am Drosselkörper 5 angebracht, während ein Kühlmitteltemperaturfühler 13 an einem Wasserschlauch angebracht ist, der zum Vorheizen der eingelassenen Luft vorgesehen ist, die durch den Einlaßkrümmer 6 strömt. Es ist ein Drehzahl fühler 11 vorgesehen, der ein zur Maschinendrehzahl proportionales Ausgangssignal abgibt. Eine Zündspule 14 ist vorgesehen, die ein Motor-Startsignal beim Star ten der Maschine abgibt.

Die Ausgangssignale des Luftströmungsmessers 3, der Fühler 11 bis 13 und der Zündspule 14 werden einer Regeleinheit 15 zugeführt, die die Einspritzdüse 10 mit Einspritzpulsen versorgt, deren Breite von den Signalen wie im folgenden beschrieben abhängen.

Die Ausgangssignale des Luft-Strömungsmessers 3 und des Drehzahlfühlers 11 werden einem Basisein spritzpulsbreitenrechner 16 zugeführt, der Basisein spritzpulsbreitensignale TP abgibt. Der Kühlmitteltem peraturfühler 13 liefert sein Ausgangssignal an einen Korrekturkoeffizientenrechner 17, der ein Korrektur koeffizientensignal K für die Steuerung in der offenen Schleife abgibt. Das Ausgangssignal des O₂-Fühlers 12 gelangt über einen O₂-Fühler-Aufwärmdetektor 20 und einen Gemisch-Verhältnisdetektor 21 zu einem Korrek turkoeffizientenrechner 22, der ein Korrekturkoeffi zientensignal α für die Regelung in der geschlossenen schleife abgibt.

Das Basiseinspritzpulsbreitensignal TP und das Kor rekturkoeffizientensignal K und α werden einem Ein spritzpulsbreitenrechner 23 zugeführt, der Einspritz pulsbreitensignale Ti abgibt. Ein Treiber 24 gibt ent sprechend dem Signal Ti Treibersignale zur Einspritz düse 10.

Das Ausgangssignal der Zündspule 14 wird einem Motor-Startdetektor 18 zugeführt, der ein Motoren startsignal dann abgibt, wenn der Motor gestartet wird. Das Motorenstartsignal bewirkt, daß ein Zähler 19 eine in ihm gespeicherte Zahl herabzählt. Der Zeitgeber gibt ein Zeitgebersignal für eine vorbestimmte Zeit (z. B. 10 sec) ab. Auf das Zeitgebersignal hin gibt der Aufwärm detektor 20 eine hochpegelige Bezugsspannung (z. B. 500 mV) für die bestimmte Zeitperiode nach Starten der Maschine ab. Der Aufwärmdetektor 20 vergleicht die Ausgangsspannung des O₂-Fühlers mit der hochpegeli gen Bezugsspannung. Wenn die Ausgangsspannung die Bezugsspannung überschreitet, gibt der Aufwärmdetek tor ein Regelstartsignal ab, das dem Gemisch- Verhältnisdetektor 21 zugeführt wird, so daß die Ge misch-Verhältnisregelung über das Regelsi gnal des O₂-Fühlers beginnt. Wenn der Zähler 19 die gespeicherte Zahl herabgezählt hat (10 sec), so ver schwindet das Zeitgebersignal, so daß der Aufwärmde tektor 20 eine niedrigpegelige Bezugsspannung (400 mV) abgibt, mit der die Ausgangsspannung des O₂-Füh lers verglichen wird.

Im folgenden wird der Betrieb der hier gezeigten Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren an hand der Fig. 2 näher erläutert. Im Schritt S 1 wird ent schieden, ob der Motor gestartet ist. Nachdem der Mo tor nicht direkt nach dem Schließen des Zündschalters startet, geht das Programm zum Schritt S 2 beim ersten Programmdurchlauf weiter. Im Schritt S 2 wird eine vorbestimmte Zahl entsprechend der vorzubestimmen den Zeit (10 sec) im Zeitgeber 19 gespeichert. Wenn das Programm das nächste Mal läuft, schreitet es nach dem Start des Motors zum Schritt S 3 fort, in welchem be stimmt wird, ob der Zeitgeber 19 gelöscht (die gespei cherte Zahl ist Null) ist. Wenn der Zeitgeber noch eine Zahl gespeichert hat, so wird diese Zahl kontinuierlich um Eins im Schritt S 4 vermindert. Im Schritt S 5 wird dann, wenn die gespeicherte Zahl noch nicht Null ist, zum Schritt S 6 weitergegangen, in welchem die Be zugsspannung auf einen hohen Pegel (500 mV) gesetzt wird. Wenn der Zeitgeber im Schritt S 3 oder S 5 ge löscht wird, so schreitet das Programm zum Schritt S 7 fort, in welchem eine niedrigpegelige Bezugsspannung (400 mV) gesetzt wird.

Auf diese Weise wird im System gemäß der vorlie genden Erfindung bzw. beim erfindungsgemäßen Ver fahren die Bezugsspannung zum Detektieren der Akti vierung des O₂-Fühlers auf einen hohen Wert für eine vorbestimmte Zeit nach dem Starten der Maschine ge setzt. Dementsprechend kann die Detektion der Akti vierung des O₂-Fühlers ohne Fehler erfolgen und die Regelung über das Rückkopplungssignal des O₂-Fühlers wird zu einem korrekten Zeitpunkt gestar tet. Nachdem weiterhin die Bezugsspannung auf einen niedrigen Wert verändert wird, wenn eine vorbestimm te Zeit nach dem Starten der Maschine vergangen ist, beginnt die geregelte Betriebsweise zum richtigen Zeitpunkt ohne Verzögerung auch bei Kaltstart.

Claims

1. Gemisch-Verhältnisregelsystem für Kfz-Motoren, mit einem O₂-Fühler (12), der eine Ausgangsspannung proportional zur Sauerstoffkonzentration im Abgas der Maschine (1) abgibt, mit einem Regelsystem (15), das auf die Ausgangsspannung des O₂-Fühlers (12) hin das Gemisch-Verhältnis des dem Motor zugeführten Gemisches regelt, mit Detektormitteln (18) zum Detektieren des Starts des Motors (1) und zum Abgeben eines Motor-Startsignales, mit einem Zeitgeber (19), der nach dem Motor-Startsignal über eine vorbestimmte Zeitdauer hin ein erstes Zeitgebersignal abgibt, und mit Mitteln, die auf ein Regel-Startsignal hin das Regelsystem in Betrieb setzen, gekennzeichnet durch einen O₂-Fühler-Aufwärmdetektor (20), der auf das erste Zeit gebersignal, welches auf das Motor-Startsignal hin abgegeben wird, anspricht und die Ausgangsspannung des O₂-Fühlers (12) mit einer hochpegeligen Bezugsspannung vergleicht und der auf ein zweites Zeitgebersignal hin, das vom Zeitgeber nach der vorbestimmten Zeitdauer abgegeben wird, die Ausgangs spannung des O₂-Fühlers (12) mit einer niedrigpegeligen Be zugsspannung vergleicht, die kleiner ist als die hochpe gelige Bezugsspannung, und der das Regel-Startsignal abgibt, wenn die Ausgangsspannung des O₂-Fühlers entwe der die hochpegelige Bezugsspannung oder die niedrigpe gelige Bezugsspannung übersteigt.

2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektormittel (18) auf ein Signal einer Zünd spule (14) des Motors ansprechen, um das Motor-Start signal abzugeben.

3. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber einen Zähler (19) umfaßt, in dem eine gewünschte Zahl der vorgegebenen Zeitdauer entsprechend gespeichert werden kann.