DE4305206C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Vergasers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Steuerung eines Vergasers in einem Verbrennungs­ motor.

Bei Verbrennungsmotoren ist das Luft/Kraftstoffverhältnis von großer Wichtigkeit, das im folgenden mit A/F-Verhältnis abge­ kürzt wird. Um eine geeignete Kombination von niedrigem Kraftstoffverbrauch, niedriger Abgasemission, gutem Betrieb und hoher Leistung zu erzielen, muß das A/F-Verhältnis inner­ halb relativ enger Grenzen gehalten werden (Fig. 3). Als Re­ gel gilt ein A/F-Verhältnis, das bevorzugt eher magerer ge­ wählt wird, als der optimale Leistungswert.

Zukünftige gesetzliche Beschränkungen der CO-Emission werden eine manuelle Einstellung des Vergasers nicht mehr zulassen. Mit den erreichten Herstellungstoleranzen für Vergaser ist es nicht möglich, durch Verwendung von festen Düsen in dem Ver­ gaser sowohl die erwähnten gesetzlichen Beschränkungen zu er­ füllen wie auch gleichzeitig einen guten Betrieb bei allen Kombinationen von Luftdruck, Temperatur, veränderlicher Kraftstoffqualität etc. sicherzustellen. Das bevorzugte A/F- Verhältnis wird namentlich durch eine Reihe von Faktoren be­ einflußt, von denen einige bereits bekannt sind, wenn der Mo­ tor entworfen wird und daher von Beginn an berücksichtigt werden können, von denen aber andere abhängen von Veränderun­ gen der äußeren Umstände wie beispielsweise Luftdruck, Tempe­ ratur, Kraftstoffqualität und Veränderungen, die mit der Her­ stellung des Vergasers in Verbindung stehen.

Theoretisch wäre es möglich, jeden Vergaser zu eichen und Sensoren für Luftdruck, Temperatur, Kraftstoffqualität etc. einzusetzen. In der Praxis würde dies sehr teuer werden, das System verkomplizieren und außerdem im Betrieb wenig zuver­ lässig sein. Daher sind bestimmte Verbrennungsmotoren mit speziellen Sauerstoffsensoren oder Lambdasonden im Abgas­ system ausgestattet. Dadurch ist es möglich, die Verbrennung zu überwachen, wobei das Ergebnis der Messungen der Sonde in einem Steuersystem verwendet werden kann, um das Mischungs­ verhältnis so zu steuern, daß daraus ein gutes Ergebnis folgt. Jedoch ist das ein teueres und kompliziertes Steuersy­ stem, das aus Kostengründen und Betriebszuverlässigkeit kaum in solchen Verbrauchsgütern wie Motorsägen, Rasenmähern etc. eingesetzt werden kann.

Die Druckschrift DE 25 53 696 C2 zeigt eine Vorrichtung zum Aufrechterhalten eines vor­ bestimmten Luft-/Kraftstoffverhältnisses in einer Brennkraftmaschine, bei der die Verände­ rung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses über einen Abgassensor ermittelt wird.

Die Druckschrift DE 36 21 497 A1 betrifft eine Einrichtung zur Veränderung des Luft- /Kraftstoffverhältnisses für einen Verbrennungsmotor in einem Handarbeitsgerät, wobei dem Vergaser der Vorrichtung ein Stellorgan zugeordnet ist, über welches bei Erreichung einer vorbestimmten Motordrehzahl das Luft-/Kraftstoffgemisch angefettet wird, um die Drehzahl zu begrenzen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die oben erwähnten Unzulänglichkeiten zu vermindern, indem ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung von Vergasern für einen Verbren­ nungsmotor zur Verfügung gestellt wird, bei dem das A/F-Verhältnis unter verschiedenen Betriebsbedingungen automatisch einem bevorzugten Wert angeglichen wird, ohne einen Sauerstoffsensor (Lambdasonde) zu verwenden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 3 gelöst. Vorteilhafterweise kann das Mischungsverhältnis unter verschiedenen Betriebsbedingungen automatisch einem bevorzugten Wert angeglichen werden.

Zur Aufgabenlösung nach den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche wird noch erläutert, daß der erste Steuerschaltkreis die Abhängig­ keit der Motordrehzahl von dem Mischungsverhältnis auf der Basis von vorher bekannten Informationen angleicht. Der an­ dere Steuerschaltkreis führt periodische Tests aus, bei wel­ chen eine Angleichungsvorrichtung kurzzeitig aktiviert wird, so daß das Mischungsverhältnis sich kurzzeitig ändert. Der dadurch verursachte Wechsel der Motordrehzahl wird in der Steuereinheit analysiert und führt zu einer kleinen Änderung des Mischungsverhältnisses in die bevorzugte Richtung, wobei diese Prozedur in dem zweiten Steuerschaltkreis wiederholt wird, bis das gewünschte Ergebnis erzielt ist.

Bei der Analyse der Wechsel der Motordrehzahl wird die Kennt­ nis des Verhaltens des Motors in Bezug auf die Drehzahl des­ selben nach Änderungen des A/F-Verhältnisses verwendet. An­ hand dieses Wissens und einer Anzahl von Testwechseln mit an­ schließenden Korrekturen ist es möglich einen bevorzugten Be­ triebszustand zu erreichen. Da der zweite Steuerschaltkreis eine Motordrehzahl-Rückkopplungsverbindung aufweist, kann er fast jeden Typ von Abweichung kompensieren, der während des Betriebs des Motors auftreten kann. Das bedeutet, daß die gleichen Vorteile ebenfalls in einem Steuersystem erreicht werden können, das mit einem Sauerstoffsensor (Lambdasonde) mit einer Rückkopplungsverbindung versehen ist, und wobei dies gemäß der Erfindung bei niedrigen Kosten und hoher Be­ triebszuverlässigkeit möglich ist.

Gewisse Formen der Messung der Motordrehzahl gehören schon zu allen Verbrennungssystemen. Das Meßsystem für die Motordreh­ zahl kann die Pulse verwenden, die in dem Zündungssystem ver­ fügbar sind, wodurch niedrige Kosten und eine hohe Zuver­ lässigkeit erreicht wird. Normalerweise regelt die erste Steuereinheit das Mischungsverhältnis so, daß es im allgemei­ nen konstant bei verschiedenen Motordrehzahlen bleibt. Der Betrag dieser Angleichung wird so gering wie möglich ge­ halten, um nicht den Rahmen der Angleichung des zweiten Steu­ erschaltkreises zu reduzieren. Der zweite Steuerschaltkreis unterscheidet sich vom ersten dadurch, daß er eine Rückkopp­ lungsverbindung hat, wodurch im allgemeinen alle Variationen berücksichtigt werden können.

In einer Weiterbildung der Erfindung der Erfindung (vergl. Anspruch 6) aktiviert die erste Steuereinheit eine Pumpe, die ihrerseits den Luft­ druck in der Luftkammer des Vergasers aktiviert und folglich den Betrag des Einspritzens des Vergasers und damit das A/F- Verhältnis steuert. Die zweite Steuereinheit regelt periodisch das A/F-Verhältnis. Am Anfang wird eine Testanglei­ chungsvorrichtung aktiviert, wodurch das Mischungsverhältnis kurzzeitig magerer wird. In diesem Fall ist die Anglei­ chungsvorrichtung eine Kraftstoffnadel, die einen Sekundär­ fluß zur Hauptdüse des Vergasers öffnet oder schließt. Der Wechsel der Motordrehzahl, der während der kurzen Änderung des A/F-Verhältnisses zu einem magereren Wert auftritt, wird in die zweite Steuereinheit eingespeist. Auf der Basis der Informationen aus dem Speicher und dem Wechsel der Motordreh­ zahl veranlaßt die Steuereinheit eine kleine Änderung der Ge­ schwindigkeit der Luftpumpe und dadurch auch des A/F-Verhält­ nisses. Die Testangleichungsvorrichtung wird dann wieder ge­ schlossen, wodurch die Mischung kurzzeitig magerer wird und eine erneute Änderung der Pumpengeschwindigkeit veranlaßt und durch die gemessene Motordrehzahl gelenkt wird. Das geht so weiter, bis die Motorgeschwindig-keitsvariation so ausfällt, daß sie einem bevorzugten Betriebszustand entspricht.

Verschiedene alternative Ausführungsformen der Angleichungs­ vorrichtung sind möglich. Nach Anspruch 8 umfaßt zumindest der zweite Steuerschaltkreis einen Speicher, der die Informatio­ nen der letzten richtigen Angleichung behält, auch dann wenn der Motor angehalten wurde. Der Motor wird dadurch wahr­ scheinlich mit einer besseren Angleichung starten, als er es sonst täte, vorausgesetzt daß beispielsweise der Luftdruck und die Kraftstoffqualität im allgemeinen die gleichen sind, wie beim letzten Betrieb des Motors.

Ferner wird die Erfindung durch weitere abhängige Ansprüche (2, 4, 5 und 7) weitergebildet.

Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm der Steuervorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Vergasers, der an das Steuersystem von Fig. 1 angepaßt ist;

Fig. 3 ein Diagramm, das die Variation der Motorleistung mit dem A/F-Verhältnis anzeigt;

Fig. 4 das A/F-Verhältnis als eine Funktion der Motor­ drehzahl;

Fig. 5 ein Blockdiagramm, das zeigt, wie eine Korrektur in Richtung einer fetteren Mischung in dem Steu­ ersystem ausgeführt wird; und

Fig. 6 ein Blockdiagramm, das zeigt, wie eine Korrektur zu einer verdünnteren Mischung im Steuersystem ausgeführt wird.

In Fig. 1 ist ein Vergaser 1 gezeigt, der an einem Verbren­ nungsmotor 2 vorgesehen ist. Ein erster Steuerschaltkreis 3 umfaßt eine erste Steuereinheit 4 und eine Angleichungsvor­ richtung 5, die den Vergaser aktiviert. Der erste Steuer­ schaltkreis 3 wird verwendet, um die Luft/Kraftstoffkurve in Bezug zur Motordrehzahl zu korrigieren, um ein im allgemeinen konstantes A/F-Verhältnis bei unterschiedlicher Motordrehzahl zu erhalten. Das kann beispielsweise aus Fig. 4 gesehen werden. Ein zweiter Steuerschaltkreis 6 umfaßt eine zweite Steuereinheit 7, die mindestens eine Angleichungsvorrichtung 5, 9 steuert. Die Angleichungsvorrichtung 9 ist an dem Verga­ ser vorgesehen und aktiviert den Betrieb desselben. Die zweite Steuereinheit 7 empfängt Motordrehzahlinformationen 8, und der zweite Steuerschaltkreis 6 weist eine Motordrehzahl- Rückkopplungsverbindung auf.

Die zweite Steuereinheit verwendet sowohl die Drehzahl wie auch die erste Ableitung derselben, die berechnet wird. Kurz gefaßt funktioniert der zweite Steuerschaltkreis 6 wie folgt. Die zweite Steuereinheit 7 liefert eine leichte und kurze Ak­ tivierung einer Angleichungsvorrichtung 5 oder 9. Dadurch wird das Mischungsverhältnis verändert, normalerweise in Richtung einer verdünnteren Mischung. Die dadurch verursachte Änderung der Motordrehzahl wird in die Steuereinheit einge­ speist, die auf der Basis desselben eine Angleichungsvor­ richtung 5 zu einer leichten und schrittweisen Veränderung veranlaßt. Eine wiederholte leichte und kurze Aktivierung ei­ ner Angleichungsvorrichtung 5 oder 9 wird ausgeführt. Die da­ durch verursachte Änderung der Drehzahl wird wieder in die Steuereinheit eingespeist, die auf der Basis derselben eine kleine Änderung der Angleichungsvorrichtung 5 herbeiführt usw., bis eine geeignete Angleichung der Angleichungsvor­ richtung erzielt worden ist. Das wird durch die Tatsache sichtbar, daß die Änderung der Motordrehzahl sich so verhält, daß keine Angleichung mehr erforderlich ist.

Der zweite Steuerschaltkreis 6 ist ein geschlossenes Rück­ kopplungssteuersystem, bei dem das Ergebnis eines Steuer­ schrittes den nächsten Steuerschritt definiert. Der zweite Steuerschaltkreis kann daher Korrekturen für eine Vielzahl von Störungen, denen der Motor ausgesetzt sein kann, durch­ führen. Solche Störungen können beispielsweise Veränderungen des Luftdrucks, der Temperatur, des Kraftstofftyps und Kraftstoffqualität, ebenso wie Herstellungsfehler des Ver­ gasers durch variierende Toleranzen sein.

Der erste Steuerschaltkreis 3 umfaßt jedoch ein offenes Steu­ ersystem. Er kann sich daher nur um Abweichungen kümmern, die schon bekannt waren, als der Motortyp hergestellt wurde. Wie erwähnt wurde, wird er zur Korrektur der A/F-Kurve in Über­ einstimmung mit der Motordrehzahl verwendet. Daten zur Durch­ führung dieser Korrektur sind aus vorherigen Tests des Ver­ gasertyps in Verbindung mit dem Motortyp erhältlich. Diese Daten werden in der ersten Steuereinheit 4 gespeichert. Auf der Basis derselben führt Steuerschaltkreis 3 die kleinste mögliche Anpassung der unkorrigierten Vergaserkurve aus, die dadurch gemäß der Motordrehzahl korrigiert wird (Fig. 4). In diesem Fall wird die geringfügige Angleichung so ausgeführt, daß das aufwärtsgerichtete Ende der A/F-Kurve nach unten gebogen wird und dadurch eine im allgemeinen horizontale Linie bildet. Jedoch ist es nicht beabsichtigt, die horizontale A/F Linie weiter nach unten zu bringen, da dies den Rahmen der Steuerung des zweiten Steuerschaltkreises 6 reduzieren würde, der aufgrund seiner Rückkopplungsverbindung Angleichungen vornehmen kann, die auf aktuellen Störungen beruhen. Die Aus­ drücke erster und zweiter Steuerschaltkreise werden hier ver­ wendet, um zwei Funktionsschaltkreise voneinander zu unter­ scheiden, von denen jede eine Steuereinheit umfaßt, die min­ destens eine Angleichungsvorrichtung aktiviert. Die zwei Steuereinheiten sind normalerweise auf beispielsweise einem Schaltkreisbrett integriert und über Leitungen mit den An­ gleichungsvorrichtungen verbunden; allerdings sind auch ka­ bellose Verbindungen möglich.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Vergaser, der an das Steuersystem gemäß der Erfindung angepaßt ist. Das Steuersy­ stem ist skizziert. Der Vergaser umfaßt ein Gehäuse 13, das einen Durchlaß 14 aufweist, mit einem Lufttrichter 15 in sei­ ner Mitte. Ein Kraftstoffnippel 16 liefert einen Kraftstof­ feinlaß für den Vergaser, wobei Kraftstoff durch einen Durch­ gang 18 (gebrochene Linie) zu einer Kraftstoffkammer 19 mit Hilfe einer Membranpumpe 17, die durch Druck des Motorgehäu­ ses des zugehörigen Motors gesteuert wird, gelangt. Die Kraftstoffzufuhr kann ebensogut durch andere Vorrichtungen erfolgen. Der Fluß, der in die Kraftstoffkammer 19 durch den Durchgang 18 eintritt, wird durch ein Einlaßventil 10 gedros­ selt, das durch eine Membrane 20 über ein Hebelsystem gesteu­ ert wird. Wegen dieser Membran wird dieser Vergasertyp auch Membranvergaser genannt. Eine Luftkammer 21 wird unter der Membran 20 vorgesehen.

Eine Hauptdüse 22 und eine oder mehrere Leerlauf- und Nieder­ geschwindigkeitsdüsen 23 sind an der Wand des Durchlasses 14 bei dem Lufttrichter 15 vorgesehen. Die Düse 23 wird über eine Drossel 24, die durch eine Leerlaufsetznadelschraube 25 aktiviert wird, und einen Durchgang 26 (gestrichelte Linien) versorgt. Ein Choke-Ventil 26 und ein Drosselventil 27 sind in dem Durchlaß 14 vorgesehen. Diese Ventile sind in einer Vollgasposition gezeigt. Der bis dahin beschriebene Vergaser hat eine gänzlich konventionelle Bauart und seine Funktion braucht daher nicht im Detail beschrieben zu werden.

In einem konventionellen Membranvergaser hat die Luftkammer 21 über eine Öffnung oder einen Nippel 28 eine direkte Ver­ bindung mit der umgebenden Luft. Der Vergaser gemäß der Erfindung hat dagegen einen Schlauch 29, der von einem Nippel 28 zu einer Pumpe 5 führt, die normalerweise als Vakuumpumpe ausgebildet ist und dadurch den Luftdruck in der Luftkammer 21 reduziert. Das Einlaßventil wird dadurch nach oben ge­ drückt, wodurch die Drosselung des Kraftstofflusses zu der Kraftstoffkammer 19 erhöht wird. Dieser Drosselverlust redu­ ziert den Druck in der Kraftstoffkammer 19, wodurch die Einspritzung von Kraftstoff durch die Düse 22 und 23 re­ duziert wird, was bedeutet, daß ein magereres Mischungs­ verhältnis erhalten wird. Die Drosseln 11 und 12, die in der Kraftstoffkammer 19 vorgesehen sind und die Hauptdüse 22 wer­ den normalerweise so angepaßt, daß sie eine fettere Mischung liefern, wenn die Vakuumpumpe 5 nicht aktiviert wird. Je mehr die Vakuumpumpe 5 angetrieben wird, das heißt je mehr die Drehzahl derselben ansteigt, um so mehr reduziert sich der Druck in der Kraftstoffkammer 19 und um so magerer ist die Mischung. Im Prinzip ist es jedoch möglich, andere Kombina­ tionen zu verwenden, zum Beispiel, daß die Pumpe den Luft­ druck in der Luftkammer 21 erhöht oder es kann sowohl der be­ sagte Druck erhöht wie auch vermindert werden.

Dieser Gedankengang bezieht sich auf den gezeigten Membran­ vergaser, doch ist er ebenfalls analog anwendbar auf Schwimm­ vergaser. In diesem Fall liefert die Pumpe 5 eine Änderung des Drucks in dem Schwimmergehäuse, wodurch der eingespritzte Betrag und folglich das Mischungsverhältnis beeinflußt wird.

Der zweite Unterschied im Vergleich mit einem konventionellen Vergaser ist, daß die Kraftstoffzufuhr zu der Hauptdüse 22 verändert ist, was durch die beiden Drosseln 11 und 12 er­ reicht wird. Der Hauptanteil des Kraftstofflusses geht durch die feste Drossel 12 und ein geringerer beitragender Fluß geht durch die Drossel 11. Die Angleichungsvorrichtung 9 kann zwei Positionen einnehmen, eine Vorderposition, in welcher ihre Nadel den Fluß durch die Drossel 11 unterbricht, und eine rückwärtige Position, in welcher dieser Durchgang offen­ steht. Die Angleichungsvorrichtung 9 ist ein Magnetventil, das durch die Steuereinheit 7 in seine offene oder geschlos­ sene Position gesteuert wird. Im Steuerschaltkreis 6 wird sie als eine Testangleichungsvorrichtung verwendet. Die Anglei­ chung der Vergasercharakteristik wird periodisch ausgeführt und nicht wie in vielen anderen Steuersystemen kontinuier­ lich. Das bedeutet, daß eine Serie von Angleichungen bei ge­ raden Intervallen in dem zweiten seuerschaltkreis 6 gestartet wird. Die Angleichung beginnt mit dem Schließen der Testangleichungsvorrichtung 9, die den beitragenden Fluß durch die Drossel 11 unterbricht. Das bedeutet, daß der Kraftstoffluß durch die Hauptdüse 22 fast sofort abnimmt. Die Angleichung erfolgt so, daß die Verminderung klein ausfällt.

Die Verminderung des Kraftstofflusses durch die Hauptdüse 22 ergibt eine entsprechende Änderung der Drehzahl des Motors. Die Größe der Variation der Drehzahl hängt von der Genauig­ keit des Kraftstoffbetrages d. h. dem A/F-Verhältnis vor der Änderung ab. Durch Analyse der Variationen in der Steuerein­ heit kann festgestellt werden, ob die Kraftstoffmischung ma­ gerer, fetter oder beibehalten werden soll. Das kann am be­ sten aus Fig. 5 und 6 gesehen werden. Wenn beispielsweise eine magerere Mischung vorgezogen wird, dann veranlaßt die zweite Steuereinheit 7 eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Pumpe 5. Diese Änderung wird in einem vorbestimmten Schritt vollzogen.

Es ist wichtig zu bemerken, daß das Schließen der Testanglei­ chungsvorrichtung 9 nur von kurzer Dauer ist, und die Variation nicht direkt für den Betrieb des Motors bemerkbar ist. Nach dieser ersten Änderung der Angleichungsvorrichtung hin zu einer magereren Mischung wird durch ein weiteres Schließen der Testangleichungsvorrichtung 9 und Analyse der Variation der Drehzahl durch die Steuereinheit 7 ein neuer Test ausge­ führt. Als ein Ergebnis kann die Mischung noch magerer werden und ein weiterer Test kann anzeigen, daß keine weitere An­ gleichung mehr notwendig ist, was bedeutet, daß die Abstim­ mung für eine vorbestimmte Betriebszeit beibehalten wird, bis ein neuer Test auszuführen ist.

Wie zuvor bemerkt wurde, wird der Steuerschaltkreis 3 zur An­ gleichung des A/F-Verhältnisses an die Drehzahl verwendet. Anders als der zweite Steuerschaltkreis 6 läuft der erste Steuerschaltkreis kontinuierlich. Das bedeutet jedoch nicht, daß er die ganze Zeit arbeitet, sondern nur, daß er so oft wie möglich und erforderlich ist läuft. In einem Steuersy­ stem, das von einem Motor ohne Batterie versorgt wird, wird der Strom von einem Anlassersystem geliefert. Diese Stromver­ sorgung ist nicht ganz kontinuierlich, sondern umfaßt Pulse. Die erste Steuereinheit 4 aktiviert die Angleichungsvorrich­ tung 5 in einer solchen kontinuierlichen Weise, daß keine zu­ sätzlichen Variationen der Drehzahl des Motors verursacht werden.

In dem gezeigten Beispiel fügt die erste Steuereinheit 4 eine Drehzahlkorrektur zu, wodurch das Luft/Kraftstoffverhältnis im allgemeinen über den gesamten Bereich der Drehzahl kon­ stant bleibt. Diese Korrektur kann als eine Basiskorrektur betrachtet werden. Die zweite Steuereinheit 7 macht eine Kor­ rektur in Bezug auf andere Parameter, worin eine Testanglei­ chungsvorrichtung 9 verwendet wird, um kurzzeitig ein ver­ dünnteres Mischungsverhältnis zu erzielen. Die Drehzahlinfor­ mation 8, die durch die Steuereinheit 7 aufgenommen wird, wird analysiert und die Geschwindigkeit der Vakuumpumpe schrittweise geändert. Dies wird solange wiederholt, bis das Ergebnis akzeptabel ist. Eine große Vielfalt von Angleichungsvorrichtungen kann verwendet werden. Statt einer Vakuumpumpe kann ein Einlaßrohr als eine Ansaugquelle einge­ setzt werden und der Druck kann durch ein gepulstes Magnet­ ventil gesteuert werden. Statt der Steuerung des Drucks in der Luftkammer 21 können eine oder mehrere Kraftstoffdüsen gesteuert werden. Die Testangleichungsvorrichtung kann mit einer Drosselnadel in der Drossel 12 oder an einer Stelle des Einlaßventils 10 vorgesehen werden. Die Nadel kann proportio­ nal durch beispielsweise einen Elektromotor gesteuert werden und kann die Funktion der Pumpe 5 vollständig übernehmen. Je­ doch kann die Nadel auch die Funktion der Testangleichungs­ vorrichtung 9 übernehmen. In diesem Fall sollte die Nadel so hergestellt sein, daß sie in der Lage ist, einen ersten Schritt von Bewegung auszuführen, der die Teständerung der Angleichungsvorrichtung 9 ersetzt. Das kann beispielsweise durch Zugabe von einem Schrittpuls an einen Antriebsmotor oder durch Verwendung von einem Schrittmotor erreicht werden. Entsprechend ist es möglich, die Testangleichungsvorrichtung 9 durch eine schrittweise Änderung des Betriebs der Pumpe zu ersetzen. Weiterhin ist es möglich, die Luftverdünnung durch eine Luftdüse zu steuern, statt der Steuerung einer Kraft­ stoffdüse. Die Luftverdünnung kann beispielsweise durch ein gepulstes Magnetventil gesteuert werden. Die gezeigte Ausfüh­ rungsform hat einfache und zuverlässige Komponenten und ar­ beitet schnell.

Zusätzlich zu der obigen Beschreibung der Bauart und Funktion des Steuersystems kann es angebracht sein, die Grundlage der Steuerung genauer zu betrachten. Fig. 3 illustriert das be­ kannten Merkmale eines Verbrennungsmotors, daß die Leistung des Motors an einem gewissen Punkt des Betriebes von dem A/F- Verhältnis abhängt und sich schnell vermindert, wenn das A/F- Verhältnis zu groß wird d. h. wenn die Mischung zu mager wird. Das A/F-Verhältnis nähert sich der mageren Mischung entlang der horizontalen Achse an, wobei die Lage von dem A/F-Ver­ hältnis bei optimaler Leistung markiert ist. Die zweite Steuereinheit 7 liefert eine kurzzeitige Erhöhung des A/F- Verhältnisses, was die Mischung durch Schließen der Test-an­ gleichungsvorrichtung 9 für eine kurze Zeit magerer macht.

Auf der Basis der Motorleistungskurve können die folgenden Schlußfolgerungen gezogen werden, vorausgesetzt die Belastung der Motor ist konstant. Wenn die zeitweise Abmagerung an der Stelle der optimalen Leistung stattfindet, dann ergibt sich kaum eine Änderung der Drehzahl. Auf der anderen Seite, wenn die Angleichung an einer Stelle stattfindet, wo die anfängli­ che Mischung fett ist, nimmt die Leistung und ebenso die Drehzahl des Motors zu. Wenn das jedoch stattfindet an einer Stelle von anfänglich magerer Mischung, dann nimmt die Lei­ stung und die Drehzahl des Motors ab. Auf der Grundlage der Änderung der Drehzahl ist es daher möglich zu sehen, auf wel­ cher Seite der optimalen Leistungskurve der Motor arbeitet. Diese Beschreibung gilt in analoger Weise auch für verschie­ dene Fälle von teilweiser Belastung, das heißt anderer Stel­ lungen der Gasdrossel. Als eine Regel ist ein Betriebspunkt vorzuziehen, der etwas auf der magereren Seite neben dem op­ timalen Leistungspunkt liegt, weil der Betrag von Kohlendio­ xid sowie der Kraftstoffverbrauch dadurch reduziert werden.

Fig. 5 und 6 illustrieren die Steuerung durch die zweite Steuereinheit 7. Fig. 5 zeigt eine Korrektur in Richtung zur fetteren Seite und Fig. 6 in Richtung der mageren Seite. In beiden Fällen ist zuerst zu kontrollieren, daß die Vorausset­ zungen des Meßprozesses erfüllt sind, beispielsweise, daß die Drehzahl innerhalb akzeptabler Grenzen liegt. Wenn das der Fall ist, wird das Nadelventil d. h. die Test-angleichungsvor­ richtung 9 für eine kurze Zeit geschlossen. Wenn das zu einer Reduktion der Drehzahl oder ihrer Ableitung führt, dann wird eine Angleichung der Basiskurve gegen ein niedrigeres A/F- Verhältnis d. h. fetteres A/F-Verhältnis durchgeführt. Wenn jedoch die Drehzahl oder die Drehzahlableitung zunimmt, wird eine Angleichung der Basiskurve gegen ein höheres A/F-Ver­ hältnis d. h. eine magerere Mischung durchgeführt. Die Basiskurve ist die A/F-Kurve bei verschiedenen Drehzahlen nach der Drehzahlkorrektur.

Da ein Betriebspunkt, der mehr auf der magereren Seite liegt als der optimale Leistungspunkt, bevorzugt ist, werden die Steuerungskriterien so gewählt, daß dies erreicht wird. Das bedeutet, daß eine gewisse geringfügige Reduzierung der Dreh­ zahl oder ihrer Ableitung erlaubt ist, ohne daß die Basis­ kurve verändert wird. Mit Bezug auf Fig. 3 und 5 bedeutet das, daß die Angleichung von einer magereren Anfangsmischung bis zu einem Betriebspunkt durchgeführt wird, der der Stelle der optimalen Leistung angenähert ist. Das Steuersystem kann aber auch nur eine Steuerung nach Fig. 6 umfassen, weil eine Rückkehr zu einer fetteren Basisangleichung sowieso statt­ findet, wenn beispielsweise der Motor gestoppt wird.

Fig. 4 zeigt, wie das A/F-Verhältnis durch das Steuersystem in Abhängigkeit von der Motordrehzahl verändert wird. Das Diagramm ist so gezeichnet, daß die Mischung im oberen Teil fett und magerer im unteren Teil ist. Die obere gekrümmte Kurve ist die unkorrigierte Kurve des Vergasers. Die ge­ krümmte Form ist nicht erwünscht; dagegen ist ein im all­ gemeinen konstantes A/F-Verhältnis bei verschiedenen Drehzah­ len vorzuziehen, das heißt eine horizontale Linie in dem Dia­ gramm. Wie erwähnt wurde, führt die erste Steuereinheit 4 eine Drehzahlkorrektur in einer solchen Weise aus, daß die Enden der unkorrigierten Kurve nach unten gebogen werden. Diese Korrektur basiert auf gespeicherten Informationen über den Vergaser- und den Motortyp. Nach dieser Drehzahlkorrektur wird eine Drehzahlkorrekturkurve oder Basiskurve erreicht. Die untere Kurve von der Figur zeigt ein bevorzugtes A/F-Ver­ hältnis des vorliegenden Falls. Aufgrund der Rückkopplungs­ verbindung des zweiten Steuerschaltkreises wird die erfor­ derliche Korrektur ausgeführt, um das bevorzugte Ergebnis zu erhalten.

Claims (8)

1. Verfahren zur Steuerung eines Vergasers (1) eines Verbrennungsmotors (2) zur automa­ tischen Regelung des A/F-Verhältnisses auf ein bevorzugtes Niveau unter sich ändern­ den Betriebsbedingungen, gekennzeichnet durch
die im allgemeinen kontinuierliche Anregung einer Angleichungsvorrichtung (5) durch eine erste Steuereinheit (4) eines ersten Steuerschaltkreises (3), um das A/F- Verhältnis in Bezug auf eine vorher bekannte Drehzahlabhängigkeit des A/F- Verhältnis abzustimmen, wodurch eine veränderte Drehzahlabhängigkeit erreicht wird,
die periodische Anregung einer Angleichungsvorrichtung (9, 5) für kurze Zeit durch eine zweite Steuereinheit (7) eines zweiten Steuerschaltkreises (6), wobei die Steu­ ereinheit Drehzahlinformationen (8) von dem Motor (2) empfängt, um kurzzeitige Änderung des A/F-Verhältnisses zu erreichen,
Messungen der Änderung der Drehzahl in Antwort auf die Änderung des AlF- Verhältnisses,
Veränderung des A/F-Verhältnisses durch die zweite Steuereinheit (7) in Bezug auf das erhaltene Ergebnis und die abgespeicherten Informationen mit einem vorbe­ stimmten Schritt in Richtung einer magereren oder fetteren Mischung durch Anre­ gung einer Angleichungsvorrichtung (5),
Wiederholung dieses Verfahrens in dem zweiten Steuerschaltkreis (6) solange, bis die Änderung der Drehzahl anzeigt, daß das A/F-Verhältnis auf einem bevorzugten Niveau liegt,
Beibehaltung dieser Angleichung für eine Zeitdauer, nach der der zweite Steuer­ schaltkreis (6) die Angleichung des A/F-Verhältnisses wieder aufnimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Angleichung des A/F- Verhältnisses durch die erste Steuereinheit (4) des ersten Steuerschaltkreises (3), um ein im allgemeinen konstantes Niveau des A/F-Verhältnisses bei sich ändernder Drehzahl zu erzielen.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 zur Steue­ rung eines Vergasers (1) eines Verbrennungsmotors (2), um automatisch das A/F- Verhältnis derselben an einen bevorzugten Wert unter sich ändernden Betriebsbe­ dingungen anzugleichen, gekennzeichnet durch zwei Steuerschaltkreise (3, 6), von denen jeder eine Steuereinheit (4, 7) und mindestens eine Angleichungsvorrichtung (5, 9) umfasst, sowie einer Vorrichtung (10, 11, 12), die in dem Vergaser zur Zusam­ menarbeit mit den Angleichungsvorrichtungen vorgesehen ist, wobei die erste Steu­ ereinheit (4) des ersten Steuerschaltkreises (3) im allgemeinen kontinuierlich die Angleichungsvorrichtung (5) anregt, um ein A/F-Verhältnis zu erhalten, das eine modifizierte Drehzahlabhängigkeit aufweist, und wobei die zweite Steuereinheit (7) des zweiten Steuerschaltkreises (6) zur periodischen und kurzzeitigen Anregung ei­ ner Angleichungsvorrichtung (9, 5) vorgesehen ist, um eine kurze Änderung des A/F-Verhältnisses zu erzielen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine proportional arbeitende Angleichungsvorrichtung (5), die mit dem ersten Steuerschaltkreis zusammenarbei­ tet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anglei­ chungsvorrichtung (9), die durch die zweite Steuereinheit (7) angeregt wird, eine Kraftstoffnadel umfaßt, die durch ein Magnetventil betätigt wird, um sich zwischen einer offenen Stellung, die einen zusätzlichen Fluß zur Hauptdüse (22) des Vergasers über eine Drossel (11) erlaubt, und einer geschlossenen Position, in welcher dieser Fuß unterbrochen ist, zu bewegen, um das A/F-Verhältnis für eine kurze Zeit stärker abzumagern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Angleichungsvor­ richtung (5), die im allgemeinen kontinuierlich durch die erste Steuereinheit (4) und im allgemeinen periodisch die zweite Steuereinheit (7) angeregt wird, eine Pumpe umfaßt, die mit einer Luftkammer (21) des Vergasers verbunden ist, um eine Ände­ rung des Luftdrucks in der Luftkammer herbeizuführen, und ein Einlaßventil (10), das angeregt wird, um den Druck in einer Kraftstoffkammer und die eingespritzte Kraftstoffmenge über eine Düse (22, 23) des Vergasers zu steuern, wodurch das A/F-Verhältnis angeregt wird, und daß eine feste Drossel (12) vorgesehen ist, die für den Hauptfluß zu der Hauptdüse (22) des Vergasers vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Angleichungsvor­ richtung (5) eine Kraftstoffnadel umfaßt, die kontinuierlich axial beweglich ist, um den Fluß zur Hauptdüse (22) zu steuern und dadurch das A/F-Verhältnis anzuregen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Steuerschaltkreis (6) einen Speicher umfaßt, in welchem die Information über die letzte korrekte Angleichung gespeichert wird, selbst wenn der Motor nicht ar­ beitet.