DE69422238T2

DE69422238T2 - Ladungsdosierungsvorrichtung für gasbetriebene Motoren und Verfahren zu dessen Betrieb

Info

Publication number: DE69422238T2
Application number: DE69422238T
Authority: DE
Inventors: Toshio Suzuki
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 2000-05-11
Anticipated expiration: 2014-09-01
Also published as: JPH0771324A; DE69422238D1; US5474053A; EP0640758A3; EP0640758A2; US5615661A; JP3139592B2; EP0640758B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ladungsdosiervorrichtung vom Venturityp für gasgetriebene Brennkraftmaschinen, enthaltend die Eigenschaften gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren, enthaltend die Eigenschaften gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 7.
Bei einer Art einer Ladungsdosiervorrichtung für gasgetriebene Brennkraftmaschinen kommt eine verstellbare Mischeinrichtung im Verbindungsbereich der Lufteinlaßleitung und der Gaskraftstoffleitung zu Anwendung und verbindet zudem eine Nebenluftleitung mit der zuvor erwähnten Gaskraftstoffleitung. In der Nebenluftleitung wird ein Nebenluft-Steuerventil dazu verwendet, die Querschnittsfläche der Leitung zu steuern. Bei einer Vorrichtung dieser Art wird eine Rückkopplungssteuerung auf der Basis der Sauerstoffkonzentration in den Abgasen dazu verwendet, um den Zusammenhang λ = 1 aufrechtzuerhalten. Das oben erwähnte "λ" ist als das tatsächliche Luft/Kraftstoffverhältnis dividiert durch das theoretische Luft/Kraftstoffverhältnis definiert. Demzufolge kann unabhängig von der Art des Kraftstoffes und seiner Zusammensetzung in einem stöchiometrischen Zustand λ normalerweise gleich 1 beibehalten werden.
Das Problem bei der oben beschriebenen Ladungsdosiervorrichtung besteht darin, daß die Rückkopplungssteuerung beispielsweise nicht von einem Zeitpunkt an durchgeführt werden kann, zu dem die Maschine kaltgestartet wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der O&sub2; Sensor aktiviert wird. Da zudem der zuvor erwähnte O&sub2; Sensor ein Detektorsignal nur dann ausgibt, wenn die Luft-/Kraftstoffzufuhr fett wird, ist es bei einem Betriebszustand der Maschine mit einem mageren Luft/Kraftstoffverhältnis während eines schnellen Leerlaufs schwierig zu bestimmen, ob das Ausbleiben einer Ausgabe vom O&sub2;-Sensor darauf zurückzuführen ist, daß dieser noch nicht aktiv ist, oder darauf, daß das Luft/Kraftstoffgemisch mager ist. Der Anmelder hat bereits einen Vorschlag für die Verwendung eines speziellen Ventils gemacht, um zu ermitteln, ob der O&sub2; Sensor aktiv ist, wobei bei diesem Vorschlag das spezielle Ventil periodisch ein fettes Luft/Kraftstoffgemisch während des oben beschriebenen mageren Betriebszustandes zuführt, wodurch der oben erwähnte λ-Wert größer als 1 wird, um zu festzustellen, ob der O&sub2; Sensor aktiv ist.
Jedoch würde die Vorrichtung für die Anwendung des zuvor erwähnten Vorschlages ein spezielles Ventil erfordern, das die Anzahl der Bauteile vergrößern, den Aufbau komplexer machen und die Kosten erhöhen würde.
Eine Ladungsdosiervorrichtung und ein Verfahren wie sie oben erwähnt wurden, sind aus EP-A2-0 510 585 bekannt, die sich, auf eine Gasbrennkraftmaschine bezieht. Diese Druckschrift beschreibt Nebenluftventile und einen Sauerstoffsensor als Teile eines Rückkopplungs-Steuersystems zum Steuern der Zusammensetzung eines Luft/Kraftstoffgemisches, das einer Maschine zugeführt wird.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ladungsdosiervorrichtung für gasgetriebene Brennkraftmaschinen anzugeben, die einen einfachen Aufbau hat und darüber hinaus in der Lage ist, zu ermitteln, ob die Sensoreinrichtung zum Ermitteln eines Luft/Kraftstoffverhältnisses λ arbeitet unabhängig vom Maschinenbetriebszustand.
Dieses technische Problem wird durch eine Ladungsdosiervorrichtung gelöst, das die Eigenschaften von Anspruch 1 enthält. Weiterhin wird dieses technische Problem durch ein Verfahren zum Betreiben einer Ladungsdosiervorrichtung gelöst, das die Merkmale von Anspruch 7 enthält.
Da die Ladungsdosiervorrichtung für gasgetriebene Maschinen dieser Erfindung intermittierend das Nebenluft-Steuerventil für kurze Perioden steuert, um ein fettes Luft/Kraftstoffgemisch auch dann bereitzustellen, wenn mit den mager-laufenden Betrieben fortgefahren wird, wird es möglich, zu ermitteln, wann der O&sub2; Sensor aktiv geworden ist. Das heißt der O&sub2; Sensor ist ein Sensor der eine fette Luft/Kraftstoffzufuhr erfaßt, wodurch ermittelt werden kann, wann das zuvor erwähnte fette Gemisch zugeführt wird, wobei es jedoch keine Sensorausgabe gibt, das der Sensor inaktiv bleibt.
Da die Ladungsdosiervorrichtung in der Lage ist, das oben erwähnte fette Luft/Kraftstoffgemisch zuzuführen, indem es die Öffnung des Nebenluft-Steuerventils relativ zum theoretischen Luft/Kraftstoffgemisch verringert, ist die Verwendung eines speziellen Zuführventils für das fette Luft/Kraftstoffgemisch nicht notwendig.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung detaillierter anhand einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen erläutert und dargestellt. In den Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine Gesamtdarstellung einer flüssiggasbetriebenen Maschine mit einer Ladungsdosiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Ladungsdosiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer vergrößerten Teilquerschnittansicht;
Fig. 3 ein Graph, der die Beziehung zwischen der Kraftstoffdurchflußrate und der Lufteinlaßrate für unterschiedliche Öffnungen des Nebenluft-Steuerventils in unterschiedlichen Zuständen zeigt;
Fig. 4 ein Flußdiagramm, das die Verfahrensschritte zum Steuern der Ladungsdosiervorrichtung gemäß der Ausführungsform von Fig. 1 bis 3 darstellt; und
Fig. 5 ein Graph, der die Öffnung des Nebenluft-Steuerventils bzw. die damit korrespondierenden Steuersignale im Bezug auf die Zeit darstellt.
In den Zeichnungen kennzeichnet Ziffer 1 eine wassergekühlte 4-Zylinder-Flüssiggas-Brennkraftmaschine mit vier Ventilen, die mit einer Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist. Über dem Zylinderblock 2 der Maschine 1 ist ein Zylinderkopf 3 festgeschraubt. Eine Kopfabdeckung 4 ist über dem Zylinderkopf 3 befestigt. Im zuvor erwähnten Zylinderblock 2 befinden sich Zylinderbohrungen 2a und nehmen Kolben 5 auf, die mit der Kurbelwelle verbunden sind.
Zusätzlich befinden sich Lufteinlaßöffnungen 3b und Auslaßöffnungen 3a im Verbrennungskammerbereich 3a des zuvor erwähnten Zylinderkopfes und nehmen die Einlaßventile 6 bzw. die Auslaßventile 7 auf. Ventilfedern 8 halten diese Ventile 6; 7 in einer normalerweise geschlossenen Position, während durch die Nockentätigkeit der Lufteinlaß- und Auslaßnocken 10, 11 die Nockenscheiben 9 die Ventile öffnen.
Die oben erwähnten Auslaßventilöffnungen 3c führen zur vorderen Wand des Zylinderkopfes durch die Auslaßanschlüsse 12. Die Öffnungen dieser Auslaßanschlüsse 12 sind mit dem Abgaskrümmer 13 verbunden, und die Katalysatoren 14 sowie 15 befinden sich stromaufwärts und stromabwärts vom Verbindungsbereich des Abgaskrümmers 13. Ein O&sub2; Sensor 16 befindet sich etwas weiter stromaufwärts vom stromaufwärtigen Katalysator 14 im zuvor erwähnten Abgaskrümmer 13. Der oben erwähnte O&sub2; Sensor ist vom Typ, der ein Signal aussendet, wenn sich das Luft/Kraftstoffgemisch (A/F) im fetten Bereich befindet. Natürlich wäre es ebenso möglich, einen Typ zu verwenden, der ein Detektorsignal aussendet, wenn das Gemisch mager ist.
Die oben erwähnte Lufteinlaß-Ventilöffnung 3b führt zur hinteren Wand des Zylinderkopfes durch den Lufteinlaßanschluß 17. Die Öffnung dieses Lufteinlaßanschlusses 17 in der hinteren Wand steht mit einem Lufteinlaßkrümmer 18 in Verbindung, der eine Plenumkammer 18a enthält. Diese Plenumkammer 18a enthält eine EGR-Leitung 38, die ein EGR-Ventil 37 enthält, das durch den Läuftansaugunterdruck von dem Stellglied 39 derart geöffnet und geschlossen wird, daß das EGR-Gas in die oben erwähnte Plenumkammer 18a eingeleitet wird.
Zudem ist die Öffnung auf der stromaufwärtigen Seite der zuvor erwähnten Plenumkammer 18a mit dem Luftfilter 20 durch die Ladungsdosiervorrichtung 19 gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden. Diese Ladungsdosiervorrichtung 19 besteht aus dem oben erwähnten Luftfilter 20 und der Plenumkammer 18a, die durch Lufteinlaßleitung 21 verbunden sind; weiterhin aus der Kraftstoffzuführkammer 22 für die gasförmige Kraftstoffquelle und der Gaskraftstoffleitung 23, die eine Einheit mit der Lufteinlaßleitung 21 bilden; der Nebenluftleitung 24, die stromaufwärts des Gaskraftstoff-Verbindungsbereiches oben erwähnten Kraftstoffzuführkammer 22 mit dem Inneren des zuvor erwähnten Luftfilters 20 verbunden ist; der verstellbaren Venturityp-Mischvorrichtung (Mischvorrichtung) 25, die den Querschnitt der oben erwähnten Lufteinlaßleitung 21 im Venturibereich 21a steuert; dem Stellglied 26, das den Kraftstoffdruck steuert, der der erwähnten Kraftstoffzuführkammer 22 zugeführt wird; und dem Nebenluft-Steuerventil 27, das durch Steuerung der Nebenluftrate auch den Durchsatz des Kraftstoffes steuert, der zur Kraftstoffzuführkammer 22 fließt.
Die Mischvorrichtung 25 ist im Venturibereich 21a der Lufteinlaßleitung 21 angebracht und gleitend in einer geschlossenen kastenartigen Kammer 28 gelagert. Sie ist mit einem Kolben 29 ausgestattet, der sich im Venturibereich 21a befindet. Der Kolben 29 ist mit einer Feder 30 derart gehalten, daß er in die Verschlußrichtung innerhalb der Kammer 28 vorgespannt ist. Zudem ist die oben erwähnte Kammer 28, die durch einen Kolben 29 in zwei Kammern geteilt ist, in Kammer A durch ein Loch 29a mit dem Venturibereich 21a und in Kammer B durch ein Verbindungsrohr 28a mit der stromaufwärtigen Seite über dem erwähnten Venturibereich 21a verbunden.
Eine Drosselklappe 32 befindet sich auf der stromabwärtigen Seite der Mischvorrichtung in der oben erwähnten Lufteinlaßleitung 21; die Öffnung dieser Drosselklappe 32 erhöht die Lufteinlaß-Strömungsrate und erzeugt einen Unterdruck auf den oben erwähnten Venturibereich 21a. Dieser Unterdruck wird in die oben erwähnte Kammer A eingeleitet, was dazu führt, daß der Kolben 29 die Kraft der Feder 30 überwindet und sich bewegt, um den Querschnitt des Venturibereiches 21a zu vergrößern.
Zusätzlich ist eine Leerlaufumgehungsleitung 40 in der oben erwähnten Lufteinlaßleitung 21 ausgebildet, um die Drosselklappe 32 zu umgehen. Das Leerlaufsteuerventil 41 ist in dieser Leitung 40 eingebaut, um deren Querschnittsfläche zu steuern. Ist eine Leerlaufdrehzahl pro Minute geringer all eine bestimmter Wert, öffnet das Leerlaufventil 21 die Leerlaufumgehungsleitung 40 und erhöht die Leerlaufdrehzahl pro Minute.
Das oben erwähnte Stellglied 26 ist ein zweistufiges druckminderndes Stellglied, das aus einem ersten Drucksteuerventil besteht, das den Druck von der Kraftstoffquelle auf den erforderlichen Gasdruck abmindert, und aus einem zweiten Druckeinstellventil, das den Gasdruck vom ersten Drucksteuerventil weiter auf einen Druck abmindert, der etwas geringer ist als der Atmosphärendruck.
Das zuvor erwähnte Nebenluftventil 27 enthält ein Ventilelement 27a, das mit einem Schrittmotor 27b geöffnet und geschlossen werden kann. Dadurch wird die Querschnittsfläche der Öffnung 22b der Kraftstoffzuführkammer 22 der Nebenluftleitung 24 gesteuert. Wenn die Schrittzahl des Schrittmotors 27a Null ist, ist die zuvor erwähnte Öffnung 22b vollständig geschlossen (0% Öffnung), und wenn die Schrittzahl 100 ist, ist sie vollständig geöffnet (100% Öffnung).
Die Hauptdüsenöffnung 22a und das Nadelventil (Zumeßstab) 31 sind an der Verbindungswand zwischen der oben erwähnten Kraftstoffzuführkammer und dem Venturibereich am Ende des oben erwähnten Kolbens 29 angeordnet. Die Hauptdüsenöffnung 22a und das Nadelventil 31 sind derart ausgebildet und bemessen, daß sie ein konstantes Luft/Kraftstoffverhältnis (λ = 1) unter normalen Betriebsbedingungen aufrechterhalten, selbst wenn es eine Änderungsrate der Einlaßluft in Übereinstimmung mit der Standardschritteinstellung für das oben erwähnte Nebenluft-Steuerventil 27 gibt.
Um diesen Zusammenhang im Detail unter Bezugnahme Auf Fig. 3 zu erläutern, die die Lufteinlaßrate auf der Abszisse und die Kraftstoffströmung (Rate) auf der Ordinate darstellt, zeigt die Strichlinie in Fig. 3(a) die Strömungseigenschaften (errechnete Werte) für λ = 1 für den Fall von Propankraftstoff. Die Kurven A bis C zeigen unterschiedliche Öffnungen für die oben erwähnte Öffnung 22b, die durch das Nebenluft-Steuerventil 27 (im folgenden "Nebenluft-Steuerventilöffnung genannt) gesteuert wird: 0% (Schritt 0), 50% (Schritt S0) bzw. 100% (Schritt 100). Versuchsergebnisse zeigen, daß sich, wenn die Nebenluft-Steuerventilöffnung auf 50% (Schritt S0) eingestellt ist, die Kraftstoffströmung q im Bezug auf eine Änderung der Lufteinlaßströmung (Rate) Q derart ändert, daß sie in etwa der oben beschriebenen Bedingung von λ = 1 folgt. Mit anderen Worten wird die Schrittzahl des Nebenluft-Steuerventils bei 50 gehalten, unabhängig von der Öffnung der Drosselklappe 32.
Darüber hinaus steht stromaufwärts des Venturibereiches 21a in der zuvor erwähnten Einlaßleitung 21 eine Hilfsluftleitung 35 mit dem Inneren der zuvor erwähnten Kraftstoffzuführkammer 22 in Verbindung. Ein manuell betätigtes Nadelventil 36 ist ebenfalls in der Hilfsluftleitung 35 angebracht. Durch Verwendung der schraubenähnlichen Einstellung des Nadelventils 36, stellt der Ventilkörper 36a den Querschnitt der Öffnung ein. Ist das Nadelventil 36 beispielsweise geöffnet, dann erhöht sich die Rate der Luft, die in die Kraftstoffzuführkammer 22 strömt, und wenn die Nebenluft-Steuerventilöffnung konstant ist, dann verringert sich die Rate des Gaskraftstoffes in gleichem Maße, wodurch das Luft/Kraftstoffverhältnis zur mageren Seite hin geändert wird. Arbeitet jedoch eine Rückkopplungssteuerung, ändert das Nebenluft-Steuerventil 27 die Schrittzahl, um die Bedingung von λ = 1 durch Wählen der geringeren Schrittzahl beizubehalten.
42 ist die ECU. Diese ECU 42 empfängt Sauerstoffkonzentrations-Signale vom O&sub2;- Sensor 16, Maschinentemperatur-Signale vom Wassertemperatur-Sensor 42, die Ansaugunterdruck-Signale vom Unterdruck-Sensor 44 und weitere Signale, wie etwa Umdrehungszahl der Maschine pro Minute, Drosselklappenöffnung und Lufteinlaßrate und dergleichen, die den Betriebszustand der Maschine definieren. Der Betrieb des oben erwähnten Nebenluft-Steuerventils 27, weiterhin des Umschaltventils 34 für das Kraftstoff-Unterbrechungsventil 33 und des Leerlaufsteuerventils wird im folgenden detailliert beschrieben.
Als nächstes werden die Wirkungen des Betriebs beschrieben.
Wenn die Drosselklappe 32 annähernd vollständig geschlossen ist (Leerlaufposition), verursacht die verminderte Strömung der Ansaugluft durch den Venturibereich 21a, daß der Unterdruck im Venturibereich 21a in etwa äquivalent zum Atmosphärendruck ist. Demzufolge ragt der Kolben 29 der Mischvorrichtung 25 durch die Kraft der Feder 30 hervor, um den Venturibereich 21a annähernd zu schließen, wodurch der Spalt zwischen der Hauptdüsenöffnung 22a und dem Nadelventil 31 und der Kraftstofffluß minimiert werden. Wird die Drosselklappe 32 vom oben beschriebenen Zustand anschließend geöffnet, nimmt die Luftströmung im Venturibereich 21a zu, und die erhöhte Luftströmung in diesem Bereich vergrö ßert den Unterdruck in diesem Venturibereich 21a, wodurch der Kolben 29 die Kraft der Feder 30 überwindet und den Venturibereich 21a öffnet, um den Kraftstofffluß zu erhöhen:
Nachdem die Maschine gestartet wurde, befindet sie sich in einem mageren Laufzustand während der schnellen Leerlaufdauer, wobei es unklar sein kann, ob der oben erwähnte O&sub2;-Sensor 16 aktiv ist. Im folgenden wird das Verfahren, das bei dieser Ausführungsform Anwendung findet, um zu ermitteln, ob der O&sub2; Sensor aktiv ist oder nicht, unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 erläutert.
Um eine Entscheidung darüber zu treffen, ob sich der oben erwähnte O&sub2; Sensor 16 in einem aktiven Zustand befindet, wird eine periodische fette Luft/Kraftstoffmischung (ein Dummy-Fettsignal) zugeführt und die Reaktion auf diese Mischung vom zuvor erwähnten Sensor 16 verwendet, um die Bestimmung zu machen. Die Frequenz und die Länge des oben erwähnten Dummy-Fettsignals können variabel auf der Basis des Betriebszustandes der Maschine gesteuert werden.
Um diesen Betrieb detaillierter zu beschreiben wird zunächst, wenn der oben erwähnte O&sub2; Sensor 16 nicht in die Rückkopplungssteuerung mit einbezogen ist, d. h. wenn keine Signale vom oben erwähnten Sensor 16 ausgegeben werden, ein Dummy-Fettsignalzyklus unter Verwendung eines Korrekturkoeffizienten auf der Basis der Maschinentemperatur errechnet, die man vom zuvor erwähnten Wassertemperatur-Sensor 43 erhält (Schritte S1-S2). Wenn beispielsweise bei geringer Temperatur arbeitet, wird der Erzeugungszyklus des Dummy-Fettsignals und das Erzeugungsintervall verlängert, etc., wodurch die Bestandteile des Signals passend zur Temperatur der Maschine verwendet werden.
Wenn als nächstes der zuvor erwähnte, korrigierte Signalerzeugungs-Zeitgabezyklus auftritt, wird das zuvor erwähnte Fettsignal erzeugt (Schritt S3-S4). Dieser Vorgang beinhaltet die zyklische Kontrolle für kurze Zeitperioden der Schrittzahl, wie sie etwa für Schritt S0 in Fig. 5 gezeigt sind, für den Schrittmotor 27b des oben erwähnten Nebenluftventils 27, so daß die Öffnung relativ kleiner ist zu jener, die für das theoretische Luft/Kraftstoffverhältnis erforderlich ist, wodurch eine Menge eines fetten Luft/Kraftstoffgemisches zugeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird, wie in Fig. 5 gezeigt, die Periode des Dummy-Fettsignals auf t1 und die Erzeugungszeit auf t2 gesteuert. Die oben beschriebene Menge des Luft/Kraftstoffgemisches muß nicht immer die Gestalt eines Impulses haben, sondern die Gestalt kann ebensogut relativ unspezifisch sein.
Anschließend wird die Reaktion des O&sub2; Sensors 16 auf das oben erwähnte fette Kraftstoffgemisch verwendet, um festzustellen, ob er aktiviert war. Wird vom Sensor kein Signal ausgegeben, selbst wenn das oben erwähnte fette Kraftstoffgemisch zugeführt wird, wird ermittelt, daß der Sensor nicht aktiv ist (Schritt S5) und das Programm kehrt zu Schritt S3 zurück, wo die Ausgabe des Dummy-Fettsignals wiederholt wird.
Wird eine Sensorausgabe vom O&sub2; Sensor 16 in Schritt S5 empfangen, schreitet des Programm zu Schritt S6 fort, wo es in Abhängigkeit davon, ob der Leerlaufschalter EIN oder AUS ist, eine Rückkopplung gibt, daß sich die Maschine im Leerlaufbetrieb bzw. im Normalbetrieb befindet, und die geeignete Schrittzahleinstellung für das Nebenluft-Steuerventil (ABCV) wird errechnet und für das oben erwähnte Steuerventil 27 (Schritte S7, S8) verarbeitet.
Ist der O&sub2; Sensor aktiv, wie es oben beschrieben wurde, kann die Einlaßluftströmung durch die Öffnung des oben erwähnten Drosselklappen-Steuerventils 32 geändert werden, worauf die zuvor erwähnte ECU 42 die Ausgabe des O&sub2; Sensors 16 empfängt und diese Rückkopplung verwendet, um die Schrittzahl für den Schrittmotor 27b des Nebenluft-Steuerventils 27 derart zu steuern, daß λ = 1 ist. In diesem Fall wurde die Vorrichtung so eingestellt, daß eine Öffnung von 50% für das Nebenluft-Steuerventil in etwa λ = 1 erfüllt, weshalb die Schrittzahl für den oben erwähnten Schrittmotor 27b etwa 50 beträgt.
Während einer schnellen Verzögerung, beispielsweise wenn die Drosselklappe 32 schnell verschlossen wird, während die Maschine mit hoher Drehzahl läuft, wird diese Verzögerung durch den Unterdrucksensor 44 erfaßt, und dieses Detektorsignal bewirkt, daß die zuvor erwähnte ECU 42 ein OFFEN-Signal ausgibt, um das Ventil 34 zu schalten, das den Unterdruck dem Kraftstoff-Unterbrechungsventil 33 zuführt. Dieses Kraftstoff-Unterbrechungsventil 33 schließt die Kraftstoffleitung 23 und verhindert, daß unverbrannter Kraftstoff in den Katalysator 14 eintritt.
Andererseits verursachen Fertigungstoleranzen für die oben erwähnte Hauptdüsenöffnung 22a und das Nadelventil 31, weiterhin die Verschmutzung des Luftfilters oder Veränderungen durch das Altern der Maschine bisweilen, daß die Schrittzahl für den oben erwähnten Zustand λ = 1 von 50 zu etwa 70 abweicht, wie es beispielsweise in Fig. 3(b) gezeigt ist. Würde in diesem Fall die Schrittzahl bei 50 belassen werden, würde es einen Anstieg von q' der Kraftstoffflußrate Q über das von der Konstruktion vorgegebene q geben und das Luft/Kraftstoffverhältnis wäre auf der fetten Seite. Die Rückkopplungssteuerung würde es jedoch in einem derartigen Fall anstreben, den Zustand λ = 1 zu realisieren und die Schrittzahl von 50 auf 70 einzustellen. Das Ergebnis wäre eine Begrenzung des Einstellungsumfangs für die Öffnung des Nebenluft-Steuerventils vom eingestellten Wert 50% auf 30%, und der Umfang möglicher Einstellungen auf der mageren Seite würde begrenzt werden.
In diesem Fall gestattet die vorliegende Ausführungsform eine weitere Einstellung mit Hilfe eines manuellen Ventils 36, um die Querschnittsfläche der Hilfsluftleitung - 35 zu steuern, wodurch die Schrittzahl für den Zustand λ = lauf die Standardschrittzahl 50 eingestellt werden kann. Um diesen Vorgang für das obige Beispiel zu beschreiben, bei dem sich die Schrittzahl auf 70 verschoben hatte, würde die. Maschine zunächst in den Warmleerlaufzustand gebracht werden, so daß die Rückkopplungssteuerung arbeiten könnte. Das oben genannte manuelle Ventil 36 würde dann derart eingestellt werden, daß der Querschnitt der obigen Öffnung 35a vergrößert wird, und eine größerer Luftstrom würde der Kraftstoffzuführkammer 22 zugeführt werden. Dadurch wird die Rate des Gaskraftstoffes durch den Anstieg der Rate des Luftstroms verringert, und somit steuert die Rückkopplungssteuerung der ECU 42 die Schrittzahl, um die Öffnung des Nebenluftventils zu verringern. Das Ergebnis ist, wie in Fig. 3(c) gezeigt, die Rückkehr des Standardschrittes auf 50 für den Zustand λ = 1.
Die Luftzumischvorrichtung für gasgetriebene Maschinen führt, wie oben beschrieben, eine periodische fette Luft/Kraftstoffmischung während eines mageren Maschinenbetriebs zu, um zu ermitteln ob der O&sub2; Sensor aktiv ist oder nicht. Durch Erweiterung ist dieses Verfahren bei der Ermittlung der Anfangszeit für die Rückkopplungssteuerung wirkungsvoll. Da zudem diese Zufuhr des fetten Luft/Kraftstoffgemisches mit Hilfe der Steuerung der Öffnung des Nebenluft-Steuerventils gesteuert wird, ist kein spezielles Ventil erforderlich, was zu weniger Bauteilen, einem vereinfachten Aufbau führt und geringere Kosten für diesen Aufbau ermöglicht.

Claims

1. Ladungsdosiervorrichtung vom Venturityp für gasgetriebene Brennkraftmaschinen (1), enthaltend eine Nebenluftkreis mit einem Nebenluftventil (27) zum Einstellen des Luft/Kraftstoffgemisches, das der Maschine zugeführt wird, und eine Rückkopplungs-Steuereinrichtung zum Steuern des Nebenluft-Steuerventils (27), umfassend eine Sensoreinrichtung (16) zum Erfassen des Luft/Kraftstoffverhälnisses (X), dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit (42) vorgesehen ist, um intermittierend die Öffnung des Nebenluft-Steuerventils (27) zu verringern, um intermittierend ein fettes Luft/Kraftstoffgemisch (λ < 1) während einer Periode zuzuführen; in der ein mageres Luft/Kraftstoffgemisch (λ > 1) der Maschine in Abwesenheit eines Ausgangssignals zugeführt wird, das den Betriebszustand der Sensoreinrichtung (16) beginnen läßt, und eine Detektoreinrichtung vorgesehen ist, um eine Änderung der Ausgabe der Sensoreinrichtung (16) in Abhängigkeit des fetten Luft/Kraftstoffgemisches (λ < 1) zu erfassen, und dadurch, daß die Steuereinheit (42) dazu eingerichtet ist, periodisch die intermittierende Verringerung der Öffnung des Nebenluft-Steuerventils (27) zu wiederholen, bis die Sensoreinrichtung (16) ihren Betrieb beginnt:

2. Ladungsdosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (42) durch eine ECU ausgebildet ist; die mit einer Stelleinrichtung (27b) zum Einstellen des Nebenluft-Steuerventils (27) verbunden ist.

3. Ladungsdosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (16) durch einen O&sub2; Sensor ausgebildet ist, der auf den Sauerstoff im Abgas reagiert.

4. Ladungsdosiervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (42) eine Zeitgebereinrichtung zum Steuern der Frequenz und der Länge der intermittierenden Verringerung der Öffnung des Nebenluft-Steuerventils (27) in Abhängigkeit der Maschinenbetriebszustände enthält.

5. Ladungsdosiervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (42) mit einem Maschinentemperatur-Sensor (43) verbunden ist, um die Frequenz und die Länge der intermittierenden Verringerung der Öffnung des Nebenluft-Steuerventils (27) in Abhängigkeit der Maschinentemperatur zu steuern.

6. Ladungsdosiervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leerlauf-Schalteinrichtung vorgesehen ist, um den Leerlaufzustand der Maschine (1) zu erfassen.

7. Verfahren zum Betreiben einer Ladungsdosiervorrichtung (19) des Venturityps für gasgetriebene Maschinen (1), enthaltend wenigstens einen Nebenluftkreis mit einem Nebenluft-Steuerventil (27), das durch eine Rückkopplungssteuerung betrieben wird, enthaltend eine Sensoreinrichtung (16) zum Erfassen eines Luft/Kraftstoffgemisches (λ), wobei ein mageres Luft/Kraftstoffgemisch (λ > 1) der Maschine (1) für bestimmte Maschinen-Laufzustände, insbesondere im Schnell- Leerlaufbereich zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß während der Periode des Zuführens eines mageren Luft/Kraftstoffgemisches (λ > 1), die Öffnung des Nebenluft-Steuerventils (27) intermittierend für eine kurze Zeit verringert wird, um intermittierend ein fettes Luft/Kraftstoffgemisch (λ < 1) der Maschine (1) während einer Periode zuzuführen, in der ein mageres Luft/Kraftstoffgemisch (λ > 1) der Maschine in Abwesenheit eines Ausgangssignals zugeführt wird, das den Betriebszustand der Sensoreinrichtung (16) beginnen läßt, und die Ausgabe der Sensoreinrichtung (16) erfaßt wird, um eine Änderung in der Ausgabe der Sen soreinrichtung (16) in Abhängigkeit des fetten Luft/Kraftstoffgemisches (λ > 1) zu erfassen, und dadurch, daß die Steuereinheit (42) periodisch das intermittierende Verringern der Öffnung des Nebenluft-Steuerventils (27) wiederholt, bis die Sensoreinrichtung (16) ihren Betrieb beginnt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das intermittierende Verringern der Öffnung des Nebenluft-Steuerventils (27) wiederholt wird, bis eine Änderung im Signal der Sensoreinrichtung (16) entsprechend einem fetten Luft/Kraftstoffverhältnisses (λ < 1) erfaßt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz und die Länge der intermittierenden Verringerung der Öffnung des Nebenluft-Steuerventils (27) variabel in Abhängigkeit der Maschinenbetriebszustände gesteuert werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz und die Länge in Abhängigkeit der Temperatur der Maschine (1) gesteuert werden.