DE3017467A1

DE3017467A1 - CARBURETTOR

Info

Publication number: DE3017467A1
Application number: DE19803017467
Authority: DE
Inventors: Giichi Shioyama
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-05-09
Filing date: 1980-05-07
Publication date: 1980-11-13
Also published as: GB2049996B; FR2456220B1; FR2456220A1; JPS55148924A; GB2049996A

Description

Beschreibung:Description:

Die Erfindung betrifft einen elektronisch geregelten Vergaser der eine Zusatzkraftstoffversorgungseinrichtung hat, die eine geregelte Menge an zusätzlichem Kraftstoff in den Einlaßkanal des Vergasers zur Kompensation, liefert.The invention relates to an electronically controlled carburetor which has an additional fuel supply device that has a regulated amount of additional fuel in the inlet port of the carburetor for compensation, delivers.

Vergaser oder elektronisch oder mechanisch geregelte Kraftstoff einspritzeinrichtungen sind bereits verwendet worden, um Brennkraftmaschinen mit einem Luft/Kraftstoffgemisch zu versorgen. Elektronisch geregelte Kraftstoffeinspritzeinrichtungen machen viele teure Bauteile, wie Luftströmungssensoren, eine Kraftstoffpumpe, eine Kraftstoffdruckeinstelleinrichtung, einen elektronischen Regelkreis und Kraftstoffeinspritzventile erforderlich, die entsprechend der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine vorgesehen sein müssen. Mechanisch geregelte Kraftstoffeinspritzeinrichtungen erfordern-ebenfalls Kraftstoffeinspritzventile, die in einer den Zylindern der Brennkraftmaschine entsprechenden Anzahl vorgesehen sein müssen. Ferner muß ein Regelmechanismus vorgesehen sein, der eine mechanische Verschiebebewegung entsprechend der Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit zu der Kraftstoffzumeßeinrichtung überträgt, um in Abhängigkeit von der Ansaugluftströmungsgeschwindigkeit den Kraftstoff auf die Kraftstoffeinspritzventile zu verteilen. Derartige mechanisch geregelte Kraftstoffeinspritzeinrichtungen sind in Anbetracht der Herstellungskosten Ver- ,, gasern unterlegen. Zusätzlich ist bei solchen mechanisch geregelten Kraftstoffeinspritzeinrichtungen eine aufwendige Technik erforderlich, um eine Rückkopplung bzw. Prozeßregelung unter Verwendung eines Abgassensors für das Verhältnis des Luft/Kraftstoffgemisches zu erreichen.Carburetors or electronically or mechanically controlled fuel injectors have already been used to To supply internal combustion engines with an air / fuel mixture. Electronically controlled fuel injectors make many expensive components, such as air flow sensors, a fuel pump, a fuel pressure adjusting device, an electronic control circuit and fuel injectors are required that correspond to the number of cylinders of the Internal combustion engine must be provided. Mechanically controlled fuel injection devices also require fuel injection valves which must be provided in a number corresponding to the cylinders of the internal combustion engine. Furthermore, a control mechanism must be provided which provides a mechanical sliding movement in accordance with the intake air flow rate transmits to the fuel metering device depending on the intake air flow rate distribute the fuel to the fuel injectors. Mechanically controlled fuel injection devices of this type are inferior to carburetors in view of the manufacturing costs. In addition, these are mechanically regulated Fuel injection devices require complex technology in order to provide feedback or process control using an exhaust gas sensor for the air / fuel mixture ratio.

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Bei Vergasern wird ein Kraftstoff in den Vergas er einlaßkanal unter einem darin herrschenden Unter- bzw. Saugdruck eingeleitet. Beispielsweise wird der Kraftstoff in den Einlaßkanal über eine Kraftstoffleitung mit langsamer Geschwindigkeit bei geringen Belastungen eingegeben, bei denen die Drosselklappe in der Nähe ihrer Schließstellung ist, und ein hoher Unterdruck in dem Einlaßkanal herrscht. Die in den Einlaßkanal ausgegebene Kraftstoffmenge wird mit Hilfe eines Strahls mit niedriger Geschwindigkeit oder einer Stellschraube oder durch entsprechende ¥ahl der Größe der Nebenluft mit geringer Geschwindigkeit eingestellt. Bei üblichen Betriebsbedingungen und bei hoher Belastung wird der Kraftstoff in den Einlaßkanal über eine Hauptkraftstoffleitung unter einem Unterdruck eingeleitet, der in dem Venturi-Abschnitt des Vergasers herrscht. Die Einstellung der in den Einlaßkanal eingespeisten Kraftstoff menge erfolgt wahlweise durch einen Hauptkraftstoffstrahl oder eine Hauptluftversorgung. Auch ist schon ein Vergaser vorgeschlagen worden, der eine Rückkopplung bzw. eine Prozeßregelung für das Verhältnis des Luft/Kraftstoffgemisches hat, wobei hierzu der Ausgang eines Zirkonium-Sauerstoff-Sensors derart benutzt wird, daß die über den Lufteinlaß eingeleitete Luftmenge oder die in den Einlaßkanal ausgegebene Kraftstoffmenge eingestellt wird.In the case of carburetors, fuel is introduced into the carburetor initiated under a negative or suction pressure prevailing therein. For example, the fuel is in the intake port Entered via a fuel line at slow speed at low loads where the throttle valve is close to its closed position, and a high negative pressure prevails in the inlet duct. The amount of fuel discharged into the intake port becomes lower with the aid of a jet Speed or an adjusting screw or by correspondingly selecting the size of the secondary air at low speed set. Under normal operating conditions and at high loads, the fuel is in the intake port introduced via a main fuel line under a negative pressure prevailing in the venturi section of the carburetor. The setting of the amount of fuel fed into the inlet channel is optionally carried out by a main fuel jet or a main air supply. A carburetor has also been proposed has been, which has a feedback or a process control for the ratio of the air / fuel mixture, for this purpose the output of a zirconium-oxygen sensor is used in such a way that the introduced via the air inlet Amount of air or the amount of fuel dispensed into the intake duct is set.

Obgleich derartige Vergaser hinsichtlich ihres Aufbaus einfach und hinsichtlich ihrer Kosten im Vergleich zu Kraftstoffeinspritzeinrichtungen billig sind, sind dennoch Einrichtungen erforderlich, die eine genaue Einstellung des Verhältnisses von Luft und Kraftstoff gestatten. Ferner werden viele Bauteil Ie benötigt, um das Bedürfnis bei der Verbesserung-von Vergasern hinsichtlich eines geringen KraftstoffVerbrauchs -und der Abgasemissionen unter gleichzeitiger Verbesserung der Abgabeleistung der Brennkraftmaschine und einem besseren Anlaßverhalten zu befriedigen.Although such carburetors are simple in construction and inexpensive in cost compared to fuel injectors, they are nonetheless devices required that allow precise adjustment of the air / fuel ratio. There are also many components Ie needed to meet the need for improvement - of carburetors in terms of low fuel consumption - and of the Exhaust emissions with a simultaneous improvement in the output of the internal combustion engine and better starting behavior to satisfy.

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Die Herstellungskosten derartiger verbesserter und weitergebildeter Vergaser nähern sich nahezu den Kosten für verbesserte Kraftstoffeinspritzeinrichtungen, bei denen nur ein einziges Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen ist, das alle Zylinder der Brennkraftmaschine mit Kraftstoff versorgt.The manufacturing costs of such improved and trained Carburetors are nearly approaching the cost of upgraded fuel injectors where just a single one Fuel injection valve is provided, which supplies all cylinders of the internal combustion engine with fuel.

Um die zuvor angegebenen Schwierigkeiten bei üblichen Vergasern und üblichen Kraftstoffeinspritzeinrichtungen zu überwinden, ist bereits ein elektronisch geregelter Vergaser vorgeschlagen worden, der ein erstes Magnetventil, das die über den Lufteinlaß in die Hauptkraftstoffleitung eintretende Luftmenge regelt, ein zweites Magnetventil, das die durch die Hauptkraftstoff leitung gehende Kraftstoffmenge regelt und einen Digitalrechner aufweist, der die Arbeitsweise der beiden Magnetventile derart regelt, daß man ein gewünschtes Verhältnis von Luft zu Kraftstoff erreicht. Eine Schwierigkeit bei einem solchen elektronisch geregelten Vergaser liegt darin, daß eine komplizierte Regelung erforderlich ist, um sowohl die in die Hauptkraftstoffleitung eintretende Luftmenge als auch die durch die Hauptkraftstoffleitung gehende Kraftstoffmenge zu regeln und einzustellen. Eine weitere Bauart eines elektronisch geregelten Vergasers ist vorgeschlagen worden, bei dem ein einziges Magnetventil vorhanden ist, das die durch die Hauptkraftstoffleitung gehende Kraftstoffmenge einstellt. Bei dieser Auslegung benötigt man jedoch ein sehr teures Magnetventil, das in einem großen Bereich dynamisch betreibbar sein muß.In order to overcome the difficulties noted above with common carburetors and common fuel injectors, an electronically controlled carburetor has already been proposed, which has a first solenoid valve that controls the Air intake into the main fuel line regulates the amount of air entering the main fuel line, a second solenoid valve that controls the flow of the main fuel In-line fuel volume regulates and a digital computer which controls the operation of the two solenoid valves in such a way that a desired ratio of air is obtained to fuel reached. One difficulty with such an electronically controlled carburetor is that it is complicated Regulation is required to control both the amount of air entering the main fuel line and through the To regulate and adjust the amount of fuel going into the main fuel line. Another type of electronically controlled A carburetor has been proposed in which there is a single solenoid valve to control the flow through the main fuel line sets the amount of fuel going. With this design, however, you need a very expensive solenoid valve, which is in must be able to be operated dynamically over a large area.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, einan elektronisch geregelten Vergaser derart weiterzubilden, daß über den gesamten Betriebsbereich der Belastungen der Brennkraftmaschine eine genaue Einstellung des Verhältnisses von Luft zu Kraftstoff möglich ist.The invention therefore aims to provide an electronically controlled Carburetor to develop in such a way that over the entire operating range of the loads on the internal combustion engine precise adjustment of the ratio of air to fuel is possible.

Vorzugsweise soll der elektronisch geregelte Vergaser nach der Erfindung konstruktiv einfach ausgelegt sein und mit geringenThe electronically controlled carburetor according to the invention should preferably be designed in a structurally simple manner and with little

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Kosten hergestellt werden können.Costs can be produced.

Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung liegt in einem elektronisch geregelten Vergaser, der über einen Einlaßkanal einer Brennkraftmaschine ein geeignetes Luft/Kraftstoffgemisch liefert. Der Vergaser umfaßt eine Datenverarbeitungseinrichtung, die derart beschaffen ist, daß sie in Abhängigkeit von Betriebsvariablen der Brennkraftmaschine einen Belastungswert für die Brennkraftmaschine ermittelt und hierfür einen gewünschten Verhältniswert für das Luft/Kraftstoffgemisch in Abhängigkeit von dem ermittelten Belastungswert der Brennkraftmaschine bestimmt. Der Vergaser umfaßt ferner eine Hauptkraftstoffversorgungseinrichtung, die in den Einlaßkanal ein geringfügig margereres Gemisch eingibt. Mit der Datenverarbeitungseinrichtung ist eine KraftstoffZusatzversorgungseinrichtung gekoppelt, die eine geregelte Kraftstoffmenge in den Einlaßkanal eingibt, die derart ausgelegt ist,daß die Kraftstoffmenge ergänzt wird, un den von der Datenverarbeitungseinrichtung bestimmten gewünschten Verhältniswert für das Luft/Kraftstoffgemisch einzuhalten. A preferred idea of the invention lies in an electronically controlled carburetor, which has an inlet channel Internal combustion engine delivers a suitable air / fuel mixture. The carburetor includes a data processing device which is adapted to be dependent on operating variables the internal combustion engine determines a load value for the internal combustion engine and a desired one for this Ratio value for the air / fuel mixture as a function of determined by the determined load value of the internal combustion engine. The carburetor further includes a main fuel supply device, which enters a slightly marginal mixture into the inlet port. With the data processing device an additional fuel supply device is coupled, which inputs a regulated amount of fuel into the intake port, which is designed in such a way that the amount of fuel is supplemented and determined by the data processing device to maintain the desired ratio value for the air / fuel mixture.

Weitere Einzelheiten, Merlanale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:Further details, merlanals and advantages of the invention result from the following description of a preferred embodiment with reference to the attached Drawing. It shows:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines elektroFig. 1 is a schematic view of an electro

nisch gesteuerten Vergasers nach der Erfindung; undnisch controlled carburetor according to the invention; and

Fig. 2 ein Diagramm zur Verdeutlichung des ZuFig. 2 is a diagram to illustrate the to

sammenhangs zwischen dem Unterdruck im Venturiabschnitt und dem Ansaugluftstrom.relationship between the negative pressure in the venturi section and the intake air flow.

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In Fig. 1 ist insgesamt mit 10 ein elektronisch gesteuerter Vergaser nach der Erfindung gezeigt, der für eine Brennkraftmaschine 5 bestimmt ist. Der Vergaser 10 umfaßt einen Einlaßkanal 14, der zu der Brennkraftmaschine 12 führt. Der Einlaßkanal 14 hat eine darin angeordnete stellungsveränderliche Drosselklappe 16, die den Strom eines Brenngemisches von dem Einlaßkanal 14 zu der Brennkraftmaschine regelt. An einer Stelle stromaufwärts von der Drosselklappe 16 ist ein ortsfester Ring 18 fest mit der Innenwand des Einlaßkanals verbunden, der mit dieser Innenwand einen festen Venturi-Abschnitt bildet. Der Vergaser 10 umfaßt auch eine Hauptkraftstoffleitung 20, deren eines Ende in Verbindung mit einer Schwimmerkammer 22 steht. Das andere Ende der Leitung 20 führt zu einem Nebenlufteinlaß 24 und dann zu einer Hauptkraftstoffdüse 26, die in den festen Venturi-Abschnitt des Einlaßkanals 14 mündet. Über den !■lebenlufteinlaß 24 einströmende Luft vermischt sich mit dem Kraftstoff und strömt zu der Düse 26, um hierdurch die Kraftstoff vergasung zu verbessern. Vorzugsweise wird ein Hauptstrahl 28 in die Hauptkraftstoffleitung 20 geliefert, um den durchgehenden Kraftstofffluß zu begrenzen, und hierdurch ein geringfügig magereres Gemisch zu erhalten.In Fig. 1, an electronically controlled carburetor according to the invention is shown overall at 10, which is for an internal combustion engine 5 is determined. The carburetor 10 includes an inlet duct 14 which leads to the internal combustion engine 12. The inlet port 14 has a position-adjustable throttle valve 16 arranged therein, which controls the flow of a combustion mixture from the Inlet channel 14 to the internal combustion engine regulates. At a point upstream of the throttle valve 16 is a stationary one Ring 18 firmly connected to the inner wall of the inlet channel, which forms a fixed Venturi section with this inner wall. The carburetor 10 also includes a main fuel line 20, one end of which is in communication with a float chamber 22 stands. The other end of the line 20 leads to a secondary air inlet 24 and then to a main fuel nozzle 26 which opens into the fixed venturi section of the inlet duct 14. On the ! ■ live air inlet 24 air flowing in mixes with the Fuel and flows to the nozzle 26 to thereby improve the fuel gasification. Preferably one main ray 28 delivered into the main fuel line 20 to the to limit continuous fuel flow, and thereby to obtain a slightly leaner mixture.

Der Vergaser 10 umfaßt auch eine Zusatzkraftstoffleitung 30, deren eines Ende in den Einlaßkanal 14 an einer stromabwärts von dem festen Venturi-Abschnitt liegenden und stromaufwärts von der Drosselklappe 16 liegenden Stelle mündet. Das andere Ende der Leitung 30 steht in Verbindung mit einer Kraftstoffpumpe 32 oder kann in Verbindung mit der Schwimmerkammer 22 stehen. Die Zusatzkraftstoffleitung 30 ist mit einem Magnetventil 34 ver~„ sehen, das den Kraftstoffdurohfluß durch die Kraftstoffleitung 30 einstellt.The carburetor 10 also includes an auxiliary fuel line 30, one end thereof into the inlet duct 14 at a downstream from the fixed venturi section and upstream from the throttle valve 16 located point opens. The other end of the Line 30 is in communication with a fuel pump 32 or can be in communication with the float chamber 22. the Additional fuel line 30 is connected to a solenoid valve 34 see which adjusts the fuel flow through fuel line 30.

Ein Sensor 36 für den Unter- bzw. Saugdruck in dem Venturi-Abschnitt ist vorgesehen, der an seinem Ausgang ein Spannungssignal liefert, das proportional zu dem in dem Venturi-Ab- A sensor 36 for the negative or suction pressure in the venturi section is provided, which supplies a voltage signal at its output that is proportional to the

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schnitt der- Einlaßleitung 14 herrschenden Unterdruck ist. Dies bedeutet, daß das Signal proportional zu der durch den Einlaßkanal 14 gehenden Luftmenge ist. Der Sensor 36 für den Unterdruck im Venturi-Abschnitt kann eine Balgnieinbrane 38 umfassen, die sich in Abhängigkeit von dem Unterdruck im Venturi-Abschnitt bewegt, und kann auch ein Potentiometer 40 umfassen, das die Bewegung der Balgmembrane 38 in eine Spannung umwandelt. Der Ausgang des Sensors 36 für den Unterdruck im Venturi-Abschnitt ist dazu bestimmt, die Geschwindigkeit des durch den Einlaßkanal 14 gehenden Luftstroms in Verbindung mit der Drehzahlmessung der Brennkraftmaschine zu bestimmen, wozu ein Drehzahlmesser an der Drehwelle bzw. Abtriebswelle der Brennkraftmaschine 12 vorgesehen ist. Der Sensor 36 für den Unterdruck im Venturi-Abschnitt kann durch einen Sensor 42 zur Erfassung der Drosselklappenstellung bzw. von deren Winkel beispielsweise unter zusätzlicher Verwendung eines Potentiometers 44 ersetzt werden, das mit der Drosselklappe 16 derart betriebsverbunden ist, daß entsprechend der Stellung der Drosselklappe 46 ein entsprechendes Spannungssignal geliefert wird.Section of the inlet line 14 is the prevailing negative pressure. this means that the signal is proportional to the amount of air passing through the inlet duct 14. The sensor 36 for the negative pressure in the venturi section a bellows cover 38 can comprise, which moves as a function of the negative pressure in the venturi section, and can also comprise a potentiometer 40, which converts the movement of the bellows membrane 38 into tension. The output of the sensor 36 for the negative pressure in Venturi section is designed to increase the speed of the to determine through the inlet duct 14 air flow in connection with the speed measurement of the internal combustion engine, for what purpose a tachometer is provided on the rotary shaft or output shaft of the internal combustion engine 12. The sensor 36 for the Negative pressure in the Venturi section can be measured by a sensor 42 for detecting the throttle valve position or its angle be replaced for example with the additional use of a potentiometer 44 with the throttle valve 16 in such a way is operationally connected that a corresponding voltage signal is supplied in accordance with the position of the throttle valve 46.

Mit 50 ist ein Digitalrechner bezeichnet, der Eingänge für mehrere Sensoren hat, die zur Regelung der Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine benötigt werden. Ohne darauf beschränkt zu sein, können derartige Sensoren von einem Umgebungstemperatursensor 71, der ein Signal S₁ als eine Funktion.der Umgebungstemperatur liefert, einem Brennkraftmaschinensensor 72, der ein Signal S£ in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur im Zylinderkopf liefert, einer Drehzahlerfassungseinrichtung 73 zur Ermittlung der Drehzahl der Kurbelwelle als Bezügegroße, die ein Impulssignal S^ pro jeweiligem Bezugswinkel, wie z.B. 120°, bei der Drehbewegung der Kurbelwelle liefert, einem Sensor 74 für die Drehbewegung der Kurbelwelle als Einheit, da ein Impulssignal S^ pro jeweilige Winkeleinheit, wie z.B. 1° bei der Drehbewegung der Kurbelwelle,liefert, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 75} der ein Signal S,- als eine FunktionA digital computer is denoted by 50, which has inputs for several sensors that are required to regulate the operating conditions of the internal combustion engine. Without being restricted thereto, such sensors can include an ambient temperature sensor 71, which _{supplies a signal S 1} as a function of the ambient temperature, an internal combustion engine sensor 72, which supplies a signal S £ as a function of the coolant temperature in the cylinder head, a speed detection device 73 for determining the rotational speed of the crankshaft as a reference quantity that supplies a pulse signal S ^ per respective reference angle, such as 120 °, during the rotational movement of the crankshaft, a sensor 74 for the rotational movement of the crankshaft as a unit, since a pulse signal S ^ per respective angle unit, such as 1 ° with the rotation of the crankshaft, provides, a vehicle speed sensor 75} which a signal S, - as a function

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der Fahrzeuglaufgeschwindigkeit liefert, einem Getriebestellungssensor 76, der ein für die Getriebestellung des Getriebes charakteristisches Signal Sg liefert, und einem Sauerstoffsensor 77 gebildet werden, der ein Signal Sy liefert, das kennzeichnend für das Verhältnis des Luft/Kraftstoffgemisches ist, mit dem die Brennkraftmaschine betreten wird. Auch ist mit dem Digitalrechner 50 entweder ein Sensor 36 für den Unterdruck im Venturi-Abschnitt,der ein hierfür kennzeichnendes Signal liefert, oder ein Sensor 42 für die Drosselklappenstellung, der ein für diese charakteristisches Signal Sq liefert, verbunden. the vehicle running speed supplies, a transmission position sensor 76, which supplies a signal Sg characteristic of the gearbox setting, and an oxygen sensor 77 are formed, which supplies a signal Sy, which is indicative of the ratio of the air / fuel mixture is with which the internal combustion engine is entered. Also with the digital computer 50 is either a sensor 36 for the negative pressure in the venturi section, which is a characteristic signal supplies, or a sensor 42 for the throttle valve position, which supplies a signal Sq characteristic of this, connected.

Der Digitalrechner 50 umfaßt eine Eingabe/Ausgabeeinheit 52, eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung (CPU)54, einen Festspeicher bzw. Lesespeicher (ROM) 56, einen Random-Access-Speicher bzw. einen Speicher mit 2ufallsverteiltem Zugriff (RAM) 53 und eine Versorgungseinheit 60. Die Eingabe/Ausgabeeinheit 52 wandelt die verschiedenen Eingabesignale S^ bis S_q in entsprechende elektrische Werte zur Verarbeitung durch die zentrale Verarbeitungseinrichtung 54 um. Die zentrale Verarbeitungseinrichtung 54 führt Berechnungen durch oder überprüft Listen bzw. Tabellen, um die gewünschten Regelwerte entsprechend der Belastung der Brennkraftmaschine oder anderer vorhandener variabler Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine zu bestimmen. Die Eingabe/Ausgabeeinheit 52 spricht auf die gewünschten Regelwerte an und liefert Regelsignale C, bis C^.The digital computer 50 comprises an input / output unit 52, a central data processing device (CPU) 54, a read-only memory (ROM) 56, a random access memory or a memory with randomly distributed access (RAM) 53 and a supply unit 60. The input / output unit 52 converts the various input signals S ^ to S _q into corresponding electrical values for processing by the central processing device 54. The central processing device 54 carries out calculations or checks lists or tables in order to determine the desired control values in accordance with the load on the internal combustion engine or other existing variable operating parameters of the internal combustion engine. The input / output unit 52 responds to the desired control values and supplies control signals C 1 to C ^.

Das Regelsignal C, liegt an dem Hagnetventil 34 an, das den dem Einlaßkanal 14 zugeführten Kraftstofffluß derart einstellt, daß man ein optimales Verhältnis für das Luft/Kraftstoffgemisch erreicht. Das Regelsignal C₂ ist für die Leerlaufregelung, das Regelsignal C^ für die Abgasrückführungsgeschwindigkeitsregelung (EGR) und das Regelsignal C^ für die Zündzeitpunktregelung bestimmt. Mit der Verwendung eines Digitalrechners 50 zur Verarbeitung der Signale S^ bis Sg von den ver-The control signal C i is applied to the solenoid valve 34, which adjusts the fuel flow supplied to the inlet channel 14 in such a way that an optimal ratio for the air / fuel mixture is achieved. The control signal C ₂ is intended for idling control, the control signal C ^ for the exhaust gas recirculation speed control (EGR) and the control signal C ^ for the ignition timing control. With the use of a digital computer 50 for processing the signals S ^ to Sg from the various

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schiedenen Sensoren mit dem Ziel, das Verhältnis des Luft/ Kraftstoffgemisches, den Leerlaufzustand, die Abgasrückführungsgeschwindigkeit und den Zündzeitpunkt einzustellen, .kann eine genau arbeitende Regeleinrichtung ohne zusätzliche Kosten geschaffen werden.different sensors with the aim of measuring the air / Fuel mixture, the idle state, the exhaust gas recirculation speed and the ignition timing, .can an accurate control device can be created without additional costs.

Die Einstellung des Verhältnisses des Luft/Kraftstoffgemisches bei der Erfindung soll nachstehend näher erläutert v/erden. Zuerst bestimmt der Digitalrechner 50 aus den für die variablen Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine kennzeichnenden Signalen S^ bis Sq einen Wert für den Belastungszustand der Brennkraftmaschine. Dieser Wert für den Belastungszustand der Brennkraftmaschine wird als eine Funktion des Ansaugluftströmes bestimmt, der durch das Signal Sg von dem Sensor 36 für den Unterdruck im Venturi-Abschnitt oder dem Signal Sq von dem Sensor 42 für die Stellung der Drosselklappe dargestellt wird, und es wird in Abhängigkeit von dem Signal S^, von dem Sensor 73 für die Drehbewegung der Kurbelwelle als Bezugsgröße und dem Signal S^ von dem Sensor 74 für die Drehbewegung der Kurbelwelle insgesamt eine Drehzahl der Brennkraftmaschine bestimmt. Wenn beispielsweise das Signal Sg, kennzeichnend für den Unterdruck im Venturi-Abschnitt, zur Darstellung des Wertes für den Ansaugluftstrom verwendet wird, kann der dem Unterdruckwert in dem Venturi-Abschnitt entsprechende Wert des Ansaugluftstromes von dem Signal S_Q unter Verwendung der in Fig. 2 gezeigten Zuordnung zwischen dem Unterdruck im Venturi-Abschnitt und dem Ansaugluftstrom der Brennkraftmaschine abgeleitet werden, wobei diese Zuordnung vorher in dem Festspeicher (ROM) 56 gelegt worden ist. Der Digitalrechner 50 bestimmt daraus einen gewünschten Wert für das Verhältnis des Luft/Kraftstoffgemisches entsprechend dem zu erreichenden Wert für die Belastung der Brennkraftmaschine und andererBe±r.iebsvariablen der Brennkraftmaschine, wie z.B. ihrer Temperatur und der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs.The setting of the ratio of the air / fuel mixture in the invention will be explained in more detail below. First, the digital computer 50 determines a value for the load condition of the internal combustion engine from the signals S ^ to Sq which characterize the variable operating parameters of the internal combustion engine. This value for the load condition of the internal combustion engine is determined as a function of the intake air flow, which is represented by the signal Sg from the sensor 36 for the vacuum in the venturi section or the signal Sq from the sensor 42 for the throttle position, and it becomes Depending on the signal S ^, from the sensor 73 for the rotational movement of the crankshaft as a reference variable and the signal S ^ from the sensor 74 for the rotational movement of the crankshaft, a total speed of the internal combustion engine is determined. If, for example, the signal Sg, indicative of the negative pressure in the Venturi section, is used to represent the value for the intake air flow, the value of the intake air flow corresponding to the negative pressure value in the Venturi section can be obtained from the signal S _Q using the values shown in FIG The assignment shown between the negative pressure in the Venturi section and the intake air flow of the internal combustion engine can be derived, this assignment having previously been stored in the read-only memory (ROM) 56. The digital computer 50 uses this to determine a desired value for the ratio of the air / fuel mixture corresponding to the value to be achieved for the load on the internal combustion engine and other operating variables of the internal combustion engine, such as its temperature and the driving speed of the vehicle.

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Aus der Hauptkraftstoffleitung 20 wird in den festen Venturi-Abschnitt des Einlaßkanals 14 ein Luft/Kraftstoffgemisch in einem konstanten Verhältnis von Luft/Kraftstoff eingegeben, das geringfügig magerer als der gewünschte Wert ist, der von dein Digitalrechner 15 ermittelt worden ist. Das Luft/Kraftstoff verhältnis des Gemisches aus dein Hauptkraftstoffkanal wird durch den Sauerstoffsensor 77 überwacht. Der Digitalrechner 50 bestimmt die Größe des Regelsignals C^ von dem gewünschten Verhältniswert für das Luft/Kraftstoffgemisch und dem tatsächlichen Verhältniswert des Luft/Kraftstoffgemisches, der von dem Sauerstoffsensor 77 ermittelt wird, und dieses Regelsignal CL liegt an dem Magnetventil 34 an. Das Magnetventil 34 arbeitet derart, daß eine eingestellte Kraftstoffmenge zu dem Einlaßkanal 14 durchgehen kann, um den Mangel zu dem gewünschten Verhältniswert für das Luft/Kraftstoffgemisch auszugleichen. Das Magnetventil 34 kann somit wirksam die durchgehende Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von dem Regelsignal C^ mit hoher Genauigkeit und auf sehr einfache Art einstellen. Das Magnetventil 34 kann derart beschaffen sein, daß es einen Kolben hat, der sich in Abhängigkeit von dem durch die Magnetspule fließenden Strom bewegt.The main fuel line 20 enters the fixed venturi section of the inlet port 14, an air / fuel mixture in input a constant air / fuel ratio that is slightly leaner than the desired value, that of your digital computer 15 has been determined. The air / fuel The ratio of the mixture from the main fuel passage is monitored by the oxygen sensor 77. The digital computer 50 determines the size of the control signal C ^ of the desired ratio value for the air / fuel mixture and the actual ratio of the air / fuel mixture, which is detected by the oxygen sensor 77, and this Control signal CL is applied to solenoid valve 34. The solenoid valve 34 operates in such a way that a set amount of fuel can pass through to the intake passage 14 to compensate for the shortage to equalize to the desired ratio value for the air / fuel mixture. The solenoid valve 34 can thus be effective the continuous amount of fuel as a function of the control signal C ^ with high accuracy and in a very simple way to adjust. The solenoid valve 34 can be designed in such a way that that it has a piston that moves in response to the current flowing through the solenoid.

Zusätzlich regelt der Digitalrechner 50 das Magnetventil 34 derart, daß der Kraftstoffdurchfluß zu dem Einlaßsignal 14 während der Verzögerung der Brennkraftmaschine abgesperrt wird. Die Verzögerung der Brennkraftmaschine kann aus der Änderung der Drosselklappenstellung oder der Änderung des Unterdrucks in dem Venturi-Abschnitt ermittelt werden. Ferner stellt der Digitalrechner 50 das Magnetventil 34 derart ein, daß beim Anlassen der Brennkraftmaschine, beim Beschleunigen der Brennkraftmaschine und bei hoher Abgabeleistung die in den Einlaßkanal 14 eingeleitete Kraftstoffmenge größer wird. Die Beschleunigung der Brennkraftmaschine kann aus der Änderung der Drosselklappenstellung oder des Unterdrucks in dem Venturi-Abschnitt erfaßt werden. Der Betriebszustand mit ho-In addition, the digital computer 50 controls the solenoid valve 34 such that the fuel flow to the inlet signal 14 is shut off during the deceleration of the internal combustion engine. The deceleration of the internal combustion engine can be from the Changing the throttle valve position or changing the negative pressure can be determined in the venturi section. Furthermore, the digital computer 50 sets the solenoid valve 34 in such a way that that when starting the internal combustion engine, when accelerating the internal combustion engine and at high output power the in The amount of fuel introduced into the inlet channel 14 becomes larger. The acceleration of the internal combustion engine can be derived from the change in the throttle valve position or the negative pressure in the Venturi section can be detected. The operating status with high

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her Abgabeleistung kann dadurch ermittelt werden, daß hier-" bei die Drehzahl der Brennkraftinaschine größer als ein vorbestimmter Wert ist und der Unterdruck in dem Venturiabschnitt oder die Drosselklappenstellung einen vorbestimmten Wert überschreitet. Hierbei hat es sich als zufriedenstellend erwiesen, wenn man einen gewünschten Verhältniswert für das Luft/Kraftstoffgemisch in dem Bereich von 12 bis 14 einstellt, wenn ein katalytischer Dreiweg-Konverter in der Auspuffanlage der Br ennkraftinas chine verwendet wird, und in einem Bereich von 16 bis 20 für mit mageren Gemischen arbeitenden Brennkraftmaschinen einzustellen. Bei allen Anwendungsfällen wird der Großteil des. der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kraftstoffs über die Hauptkraftstoffleitung 20 und ein geringer verbleibender Teil an Kraftstoff über die Zusatzkraftstoff leitung 30 ausgegeben. Somit können das Hilfsmagnetventil 34 und die Kraftstoffpumpe 32 klein bemessen werden, sie brauchen nicht so leistungsfähig zu sein. Hierdurch erhält man einen klein bemessenen, leichtgewichtigen und billigen Vergaser.output power can be determined by the fact that here- " at the speed of the internal combustion engine greater than a predetermined one Value and the negative pressure in the Venturi section or the throttle valve position is a predetermined Value exceeds. Here it has proven to be satisfactory proven when setting a desired air / fuel ratio in the range of 12-14, when a three-way catalytic converter is used in the exhaust system of the Br ennkraftinas chine, and in an area from 16 to 20 for those working with lean mixtures Adjust internal combustion engines. In all applications, the majority of the. The internal combustion engine is to be supplied Fuel via the main fuel line 20 and a small remaining portion of fuel via the auxiliary fuel line 30 output. Thus, the auxiliary solenoid valve 34 and the fuel pump 32 are sized small, they don't need to be that powerful. Through this one obtains a small-sized, lightweight and inexpensive carburetor.

Normalerweise wird der in den Venturi-Abschnitt des Einlaßkanals 14 über die Hauptkraftstoffleitung 20 zugeführte Kraftstoff, ausgehend von einer* Schwimmerkammer,mit einem vorgegebenen Druck eingespeist. Im Hinblick auf eine einfache Auslegung und eine günstige Regelung sollten die Drücke des über die Haupt- und die Zusatzkraftstoffleitung 20 und 30 fließenden Kraftstoffs möglich gleich gehalten werden.Usually the one is in the venturi section of the inlet duct 14 fuel supplied via the main fuel line 20, starting from a * float chamber, with a given Pressure fed. With a view to a simple design and a favorable regulation, the pressures of the over the main and auxiliary fuel lines 20 and 30 are flowing Fuel can be kept the same.

Die Erfindung verwendet einen üblichen einfachen Vergaser als eine Hauptkraftstoffversorgungseinrichtung, die derart beschaffen ist, daß ein Großteil der von der Brennkraftmaschine benötigten Kraftstoffs mit dem Vergaser zugeführt wird. Die Zusatzkraftstoffversorgungseinrichtung ist so klein ausgebildet, daß sie den geringen noch erforderlichen Kraftstoffrest zuführen kann. Die Zusatzkraftstoffversorgungseinrichtung wirdThe invention uses a conventional simple carburetor as a main fuel supply which is such that a majority of the from the internal combustion engine required fuel is supplied with the carburetor. the The additional fuel supply device is so small that it takes up the small amount of fuel that is still required can feed. The auxiliary fuel supply device is

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von einer Datenverarbeitungseinrichtung gesteuert, die in Abhängigkeit von Betriebsvariablen der Brennkraftmaschine eine gewünschtes Verhältnis von Luft und Kraftstoff in dem Gemisch bestimmt. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann zur Regelung weiterer Größen der Brennkraftmaschine, wie z.B. der Abgasrückführungsgeschwindigkeit und der Zündzeitpunkteinstellung verwendet werden. Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, schafft die vorliegende Erfindung einen elektronisch geregelten Vergaser, der einen einfachen Aufbau und geringe Herstellungskosten hat.controlled by a data processing device, the dependent of operating variables of the internal combustion engine, a desired ratio of air and fuel in the mixture certainly. The data processing device can control other variables of the internal combustion engine, such as the exhaust gas recirculation speed and ignition timing can be used. As can be seen from the description above results, the present invention provides an electronically controlled carburetor that is simple in structure and small in size Has manufacturing costs.

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Claims

PATE N TAN WA UTEPATE N TAN WA UTE

A. GRUNECKERA. GRUNECKER

O PU-INaO PU-INa

H. KINKELDEYH. KINKELDEY

OR-INQOR-INQ

W. STOCKMAIRW. STOCKMAIR

OR-ING. - AeE (CALTCCHIOR-ING. - AeE (CALTCCHI

K. SCHUMANNK. SCHUMANN

OR RER NAT. - OPL-FMVSOR RER NAT. - OPL-FMVS

P. H. JAKOBP. H. JAKOB

DlPL-INaDlPL-INa

G. BEZOUDG. BEZOUD

DFL REFt NAT,-DFL REFt NAT, -

8 MÜNCHEN8 MUNICH

MAXIMILIANSTRASSEMAXIMILIANSTRASSE

P 15 046P 15 046

7. Mai 1980May 7, 1980

NISSMT MOTOR COMPAlTY, LIMITEDNISSMT MOTOR COMPAlTY, LIMITED

2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken,2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken,

JapanJapan

VergaserCarburetor

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS

Vergaser mit einem Einlaßkanal, der in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine steht und eine Drosselklappe und einen Venturi-Abschnitt an einem Punkt stromaufv/arts der Drosselklappe umfaßt,
gekennzeichnet durchCarburetor with an intake port communicating with an internal combustion engine and comprising a throttle valve and a venturi section at a point upstream / away from the throttle valve,
marked by

(a) eine Datenverarbeitungseinrichtung (50), die derart beschaffen ist, daß sie einen Belastungswert der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von Betriebsvariablen der Brennkraftmaschine liefert und einen gewünschten Verhältniswert für das Luft/Kraftstoffgemisch in Abhängigkeit von dem gelieferten Wert für die Belastung der Brennkraftmaschine bestimmt,(a) a data processing device (50) which is designed in such a way that it supplies a load value of the internal combustion engine as a function of operating variables of the internal combustion engine and determines a desired ratio value for the air / fuel mixture as a function of the supplied value for the load on the internal combustion engine,

(b) eine Hauptkraftstoffversorgungseinrichtung, die den (b) a main fuel supply facility that provides the

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TELEFON (Ο8Θ) 32 28 6TELEPHONE (Ο8Θ) 32 28 6

TELEX OS-29 38O TELEX OS-29 38O

TELEKOPIERERTELECOPER

Venturiabschnitt (18) mit einem Gemisch versorgt, das einen margereren Verhältniswert von Luft/Kraftstoff als der gewünschte Verhältniswert von Luft/Kraftstoff ' . hat, der durch die. Datenverarbeitungseinrichtung (50) bestimmt worden ist, undVenturi section (18) supplied with a mixture which has a more marginal air / fuel ratio than the desired air / fuel ratio '. has that through the. Data processing device (50) has been determined, and

(c) eine Zusatzkraftstoffversorgungseinrichtung, die mit der Datenverarbeitungseinrichtung (50) gekoppelt ist und die eine eingestellte Kraftstoffmenge zu dem Einlaßkanal (14) liefert, mit der der fehlende Kraftstoff derart ergänzt wird, daß der gewünschte und von der . Datenverarbeitungseinrichtung (50) bestimmte Verhältniswert von Luft/Kraftstoff erfüllt wird.(c) an auxiliary fuel supply device that is associated with the data processing device (50) is coupled and the one set amount of fuel to the intake port (14) supplies, with which the missing fuel is supplemented in such a way that the desired and of the. Data processing device (50) certain ratio of air / fuel is met.

2. Vergaser nach Anspruch 1,2. Carburetor according to claim 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungseinrichtung (50) von einem Digitalrechner gebildet wird, der einen Festspeicher, einen ■ Random-Access-Speicher bzw. einen Speicher mit zufallsverteiltem Zugriff, eine zentrale Datenverarbeitungseinheit und eine Eingabe/Ausgabeeinheit umfaßt.characterized in that the data processing device (50) is from a digital computer is formed, which is a permanent memory, a ■ random access memory or a memory with randomly distributed Access, a central data processing unit and an input / output unit comprises.

3. Vergaser nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungseinrichtung (50) derart ausgebildet ist, daß ein Wert für die Belastung der Brennkraftmaschine aus der Geschwindigkeit des durch den Einlaßkanal (14) gehenden Luftstroms und aus der Drehzahl der Brennkraftmaschine bestimmbar ist.3. Carburetor according to claim 1 or 2,
characterized in that the data processing device (50) is designed in such a way that a value for the load on the internal combustion engine can be determined from the speed of the air flow passing through the inlet duct (14) and from the speed of the internal combustion engine.

4. Vergaser nach Anspruch 3,4. Carburetor according to claim 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Luftströmungsgeschwindigkeit von dem im Venturi-Abschnitt (18) herrschenden Unterdruck bzw. Saugdruck abgeleitet wird.characterized, that the air flow speed depends on the negative pressure or suction pressure prevailing in the venturi section (18) is derived.

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5. Vergaser nach Anspruch 3»5. Carburetor according to claim 3 »

dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungseinrichtung (50) derart beschaffen ist, daß die Luftströmungsgeschwindigkeit von der Stellung der Drosselklappe (16) abgeleitet wird.characterized in that the data processing device (50) is designed in this way is that the air flow rate is derived from the position of the throttle valve (16).

6. Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkraftstoffversorgungseinrichtung eine Kraftstoffpumpe (32), einen Zusatzkraftstoffkanal (30), dessen eines Ende in Verbindung mit der Kraftstoffpumpe steht und dessen anderes Ende in den Einlaßkanal (14) mündet und ein Ventil (34) umfaßt, das derart betrieben v/erden kann, daß die durch den Zusatzkraftstoffkanal (30) gehende Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von dem gewünschten Verhältniswert für das Luft/Kraftstoffgemisch einstellbar ist, der durch die Datenverarbeitungseinrichtung (50) bestimmt worden ist.6. Carburetor according to one of claims 1 to 5> characterized in that that the additional fuel supply device has a fuel pump (32), an additional fuel channel (30), its one end is in connection with the fuel pump and the other end opens into the inlet channel (14) and a Valve (34) which can be operated so that the amount of fuel passing through the auxiliary fuel passage (30) can be set as a function of the desired ratio value for the air / fuel mixture, which is determined by the data processing device (50) has been determined.

7a Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkraftstoffversorgungseinrichtung einen Kraftstoffvorrat (22) zur Aufnahme des Kraftstoffs, eine Hauptkraftstoff leitung (20), deren eines Ende in Verbindung mit dem Kraftstoffvorrat (22) steht und deren anderes Ende in den Venturi-Abschnitt (18) mündet und einen Hauptnebenlufteinlaß (24) umfaßt, über den Luft in die Hauptkraftstoffleitung (20) eingeleitet wird.7a carburetor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the main fuel supply device has a fuel supply (22) for receiving the fuel, a main fuel line (20), one end of which is in communication with the fuel supply (22) and the other end in the Venturi section (18) opens out and comprises a main secondary air inlet (24) through which air enters the main fuel line (20) is initiated.

8„ Vergaser nach Anspruch 7,8 "Carburetor according to claim 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzkraftstoffversorgungseinrichtung einen Zusatzkraftstoff kanal (30), dessen eines Ende in Verbindung mit dem Kr aft stoff vor rat (22) und dessen anderes Ende in den Einlaßkanal (14) mündet und ein Ventil (34) umfaßt, das derart betrieben v/erden kann, daß die durdi.den Zusatzkraftstoff-characterized in that the additional fuel supply device contains an additional fuel channel (30), one end of which in connection with the fuel before council (22) and the other end in the Inlet channel (14) opens and includes a valve (34) which is operated v / can be grounded that the durdi.den additional fuel

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leitung '(3O) fließende Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von dem gewünschten Verhältniswert für das Luft/Kraftstoffgemisch einstellbar ist, der durch die Datenverarbeitungseinrichtung (50) bestimmt worden ist. line '(3O) flowing fuel quantity depending on the desired ratio value for the air / fuel mixture is adjustable, which has been determined by the data processing device (50).

Vergaser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungseinrichtung (50) derart beschaffen ist, daß sie die Zusatzkraftstoffversorgungseinrichtung derart regelt, daß die KraftstoffVersorgung zu dem Einlaßkanal (i4]f bei der Beschleunigung der Brennkraftmaschine abgesperrt und die in den Einlaßkanal (14) einströmende Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine beim Anlassen in Abhängigkeit von der Beschleunigung der Brennkraftmaschine und in Abhängigkeit von einem Betriebszustand mit hoher Abgabeleistung der Brennkraftmaschine vergrößert wird.Carburetor according to one of Claims 1 to 8, characterized in that that the data processing device (50) is designed in such a way that it is the auxiliary fuel supply device regulates in such a way that the fuel supply to the intake passage (i4] f during the acceleration of the internal combustion engine shut off and the flowing into the inlet channel (14) Amount of fuel as a function of the operating temperature of the internal combustion engine when starting as a function the acceleration of the internal combustion engine and is increased depending on a high output operating state of the internal combustion engine.

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