DE3028789C2

DE3028789C2 - System zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE3028789C2
Application number: DE3028789A
Authority: DE
Inventors: Takuro Fuchu Tokio/Tokyo Morozumi; Hisashi Koganei Tokio/Tokyo Osano; Makoto Musashimurayama Tokio/Tokyo Shikata
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-08-02
Filing date: 1980-07-30
Publication date: 1986-02-27
Also published as: DE3028789A1; GB2061565B; FR2463287A1; US4365603A; JPS5623550A; JPS6229631B2; GB2061565A; FR2463287B1

Description

itt:

Schalter 30 zugeführt, in der das Signal in ein Proportional- und Integrationssignal umgesetzt wird, das sich in entgegengesetzter Richtung zu der Richtung ändert, die durch das Beurteilungssignal gegeben ist Das Proportional- und Integrationssignal wird in einem Komparator 22 mit Dreieckwellenimpulsen verglichen, die von einem Dreieckwellenimpulsgenerator 35 zugeführt werden, so daß Rechteckwellenimpulse in dem Komparator 22 erzeugt und zu der Antriebsschaltung 22a gesandt werden, um dann die Auf/Zu-Elektromagnetventile 13 und 14 zu betätigen.

Wenn ein fettes Luft-Brennstoff-Verhältnis in der Schaltung 19 festgestellt wird, erzeugt der Komparator 22 Ausgangssignale mit einem größeren Tastverhältnis, wodurch die Menge der durch die Auf/Zu-Elektromagnetventile 13 und 14 strömenden Luft ansteigt, da die Öffnungszeiten der Ventile vergrößert werden. Die Menge der Luft in dem von dem Vergaser 1 zugeführten Gemisch steigt somit an, um das Luft-Brennstoff-Verhältnis zu vergrößern. Wenn ein mageres Luft-Brennstoff-Verhältnis in der Schaltung 19 beurteilt wird, wird ein Ausgangssignal mit einem geringeren Tastverhältnis erzeugt, wodurch das Luft-Brennstoff-Verhältnis verringert wird, um die Mischung anzureichern.

Gemäß der Erfindung ist ein Vakuumschalter 24 in dem Ansaugkanal la stromabwärts des Drosselventils 8 zum Bestimmen eines hohen Vakuums vorgesehen, das bei einem schnellen Verzögerungszustand auftreten würde, der zum Auftreten einer Fehlzündung führen könnte. Ein Drosselschalter 25 ist vorgesehen, der aufgrund des Leerlaufzustands geschlossen wird.

Eine Halteschaltung 18 mit einem Kondensator 26 und einem Operationsverstärker 27 ist mit der Integrationsschaltung 21 über Leitungen 31 und 33 verbunden. Ein normalerweise offener Schalter 32, der durch ein Ausgangssignal des Drosselschalters 25 geschlossen wird, ist in der Leitung 31 vorgesehen. Ein normalerweise geschlossener Schalter 30, der durch ein Ausgangssignal des Vakuumschalters 24 geöffnet wird, ist in der Leitung 29 vorgesehen, welche die Beurteilungsschaltung 19 und die Integrationsschaltung 21 verbindet. Ein normalerweise offener Schalter 34, der durch ein Ausgangssignal des Vakuumfühlers 24 geschlossen wird, ist in der Leitung 33 vorgesehen.

Im üblichen oder normalen Antriebszustand, so in dem Bereich A in F i g. 2(a), schließen der Vakuumschalter 24 und der Drosselschalter 25 nicht, so daß der Schalter 30 geschlossen und die Schalter 32 und 34 geöffnet bleiben. Das Regelsystem befindet sich somit im wirksamen Betriebszustand. In diesem Zustand arbeitet der Komparator 22 der Regelschaltung, um Ausgangsantriebsimpulse zu erzeugen, deren Tastverhältnis (Nennverhältnis) sich ändert, wie durch B in Fig.2(b) gezeigt ist, um die Auf/Zu-Elektromagnetventile 13 und 14 zu betätigen. Das Luft-Brennstoff-Verhältnis des von dem Vergaser 1 zugeführten Gemisches wird somit auf einen geeigneten Wert gesteuert, der etwa gleich dem stöchiometrischen Wert ist.

Im Leerlaufzustand, wie in dem Bereich A' in F i g. 2(a), erzeugt der Komparator 22 der Regelschaltung Ausgangsimpulse mit einem Tastverhältnis, wie im Bereich B' in Fi g. 2(b) gezeigt ist, wodurch das Luft-Brennstoff-Verhältnis auf einen Wert gesteuert wird, der etwa gleich dem stöchiometrischen Wert ist. In diesem Zustand schließt der Drosselschalter 25, um eine Ausgangsspannung zu erzeugen, siehe F i g. 2(c), um den Schalter 32 zu schließen, so daß eine Spannung entsprechend dem Mittelwert des Tasi Verhältnisses im Leerlaufzustand den Kondensator 26 lädt Wenn das Fahrzeug zu irgendeiner späteren Zeit ausreichend schnell verzögert wird, zum Beispiel um einen Betrag, der eine Fehlzündung des Motors verursachen kann, wie durch den Bereich A "gezeigt ist, schließt der Vakuumschalter 24, um ein Ausgangssignal D" zu erzeugen, siehe Fig.2(d), das den Schalter 30 während der Verzögerungsperiode gleichzeitig öffnet und den Schalter 34 schließt Der Regelvorgang wird auf diese Weise unwirksam und der Operationsverstärker 27 arbeitet durch die in dem Kondensator 26 gespeicherte Spannung, um ein Ausgangssignal auf der Leitung 33 während des Bereichs A " zu erzeugen. Dieses Ausgangssignal wird an den Komparator 22 und die Antriebsschaltung 22a angelegt, die Ausgangsimpulse mit einem Tastverhältnis B" erzeugt, das im wesentlichen gleich dem Tastverhältnis B' bei dem vorangehenden Leerlaufvorgang ist Das Luft-Brennstoff-Verhältnis wird somit auf einen Wert gesteuert, der im wesentlichen gleich dem stöchiometrischen Wert ist. Nach diesem Regelvorgang wird der Kondensator 26 wieder während des darauf folgenden Leerlaufvorgangs geladen.

Der Vakuumschalter 24 ist so ausgebildet, daß dessen Ausgangssignal mit einer Verzögerung so erzeugt wird, daß das Schaltsystem nicht durch die Betätigung des Drosselventils 8 und des Vakuums in dem Ansaugkanal 23 während der kurzen Zeitdauer, während das Getriebe geschaltet wird, betätigt werden kann.

Wenn der Drosselschalter 25 so aufgebaut ist, daß er Ausgangssignale erzeugt, um alle Schalter 30,32 und 34 mit einer Verzögerung zu betätigen, die einer Zeit entspricht, wenn eine Fehlzündung auftritt, kann der Vakuumfühler 24 auch weggelassen werden.

Fig.4 zeigt eine logische Schaltung zum Betätigen der Schalter 30,32 und 34. bie Schaltung enthält einen Flip-Flop 30a für den Schalter 30, einen Flip-Flop 32a für den Schalter 32, einen Flip-Flop 34a für den Schalter 34 und eine Regelschaltung 36. Der Vakuumschalter 24 ist mit der Regelschaltung 36 über einen Transistor 37 verbunden und der Drosselschalter 25 ist mit der Regelschaltung 36 über einen Transistor 38 verbunden. Der Ausgang 306 des Flip-Flops 30a ist mit dem Gate des Schalters 30, der Ausgang 326 des Flip-Flops 32a mit dem Gate des Schalters 32 und der Ausgang 346 des Flip-Flops 34a mit dem Gate des Schalters 34 verbunden.

Im normalen Antriebszustand sind der Vakuumschalter 24 und der Drosselschalter 25 offen. Das Ausgangssignal des Transistors 37 hat demgemäß den Pegel 0 und das Ausgangssignal des Transistors 38 hat auch den Pegel 0, so daß das Ausgangssignal des NOR-Gates 40 den Pegel 1 hat und die Ausgangssignale der UND-Gates 41 und 42 den Pegel 0 haben. Das Ausgangssignal 306 des Flip-Flops 30a hat folglich den Pegel 1 und die anderen Ausgangssignale 326 und 346 haben die Pegel 0. Wenn der Vakuumschalter 24 geschlossen ist, bleibt das Ausgangssignal des NOR-Gates 40 unverändert. Der Rückkopplungsregelvorgang wird deshalb nicht geändert.

Wenn der Drosselschalter 25 im Leerlaufbetrieb geschlossen ist, erhält das Ausgangssignal 32b den Pegel 1, so daß der Schalter 32 geschlossen wird. Der Kondensator 26 wird somit mit der Ausgangsspannung der Schaltung 21 geladen. Wenn der Vakuumschalter 24 geschlossen wird, erhält das Ausgangssignal 30b den Pegel 0 und das Ausgangssignal 346 erhält den Pegel 1. Der Schalter 30 wird somit geöffnet und der Schalter 34 wird geschlossen, so daß die Regelung unwirksam wird und das System durch das Ausgangssignal der Halteschaltung 28

betätigt wird.

Da die Regelung über 19, 30,... während eines solchen schnellen Verzögerungszustands, wie er bei einer Fehlzündung auftreten kann, unwirksam ist, ist es gemäß der Erfindung möglich, die Zuführung eines übermäßig angereicherten Luft-Brennstoff-Gemisches zu verhindern, die durch das von dem Sauerstoffühler 17 festgestellte Signal verursacht würde. Da das Luft-Brennstoff-Verhältnis im Zustand der schnellen Verzögerung des weiteren so ausgewählt wird, daß es einen Wert hat, der im wesentlichen gleich dem Wert in dem vorangehenden Leerlaufbetrieb ist, kann das Luft-Brennstoff-Verhältnis auf einen Wert gesteuert werden, der etwa gleich dem stöchiometrischen Wert ist, anstelle einer Änderung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses, das in dem Vergaser eingestellt ist, wodurch der katalytische Dreiwegkonverter wirksam arbeiten kann, um die schädlichen Bestandteile der Abgase zu verringern.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 20

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Claims

Patentanspruch:

System zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses eines Vergasers eines Verbrennungsmotors mit einem Einlaßkanal, mit einer Luft-Brennstoff-Gemisch-Zuführeinrichtung, mit einem Drosselventil, mit einem Abgaskanal, mit einem Sauerstoffühler für die durch den Abgaskanal strömenden Abgase, mit Elektromagnetventilen zum Korrigieren des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des Luft-Brennstoff-Gemisches, das durch die Luft-Brennstoff-Gemisch-Zuführeinrichtung zugeführt wird, auf einen Wert etwa gleich dem stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnis, mit einer elektronischen Regeleinrichtung, die eine Beurteilungsschaltung zum Beurteilen des Ausgangssignals des Sauerstoffühlers und eine Antriebsschaltung zum Erzeugen eines Ausgangssignsls zum Antreiben der Elektromagnetventile entsprechend einem Ausgangssignal der Beurteilungsschaltung zum Steuern des Luft-Brennstoff-Verhältnisses enthält mit einer in Abhängigkeit von einem Einschaltsignal angeschalteten Halteschaltung zum Speichern eines Werts entsprechend einem Ausgangssignal der Antriebsschaltung und mit einer 2s Einrichtung zum Feststellen einer Verzögerung und, wenn die Verzögerung festgestellt worden ist, zum Abschalten der Beurteilungsschaltung und zum Durchschalten des in der Halteschaltung gespeicherten Werts an die Antriebsschaltung, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (25) zum Feststellen eines Leerlaufzustands und, wenn der Leerlaufzustand festgestellt worden ist, zum Abgeben des Einschaltsignals für die Halteschaltung (18) zum Speichern des Werts.

Die Erfindung betrifft allgemein ein System zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses für ein Emissionsregelsystem eines Verbrennungsmotors mit einem Dreiwegkatalysator und speziell ein System zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses auf einen Wert, der etwa gleich dem stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnis ist, um den Dreiwegkatalysator wirksam zu betätigen.

Ein solches System ist ein Regelsystem, bei dem ein Sauerstoff iihler vorgesehen ist, um den Sauerstoffgehalt der Abgase zu bestimmen, um ein elektrisches Signal als Anzeige des Luft-Brennstoff-Verhältnisses des durch den Vergaser zugeführten Luft-Brennstoff-Gemisches zu erzeugen. Das Regelsystem arbeitet, um das Luft-Brennstoff-Verhältnis des Gemisches zu steuern, das dem Motor in Abhängigkeit von dem Signal des Sauerstoffühlers zugeführt wird. Wenn eine Fehlzündung stattfindet, wie sie beim Verzögern des Fahrzeugs auftreten kann, verbleibt jedoch eine große Menge des Sauerstoffs in den Abgasen, was derselbe Zustand ist, als wenn ein mageres Gemisch eingeführt und in dem Motor verbrannt wird. Der Sauerstoffühler erzeugt demgemäß ein Signal, das ein mageres Gemisch anzeigt, so daß das Regelsystem arbeitet, um das Gemisch zu ändern, um ein fettes Luft-Brennstoff-Verhältnis zu erzeugen. Auch wenn das tatsächlich eingeführte Gemisch fett ist oder das richtige Luft-Brennstoff-Verhältnis hat, wird deshalb das Gemisch durch die Regelung des Systems auf ein übermäßiges fettes Luft-Brennstoff-Verhältnis angereichert Der Brennstoffverbrauch des Motors wird somit verschlechtert und die unverbrannten Bestandteile der Abgase steigen an.

Bekannt ist auch eine Vorrichtung zum Regeln des einer Brennkraftmaschine gelieferten Kraftstoff-Luftgemisches, bei der bei vorgegebenen Betriebszuständen von Regelung auf Steuerung umgeschaltet wird (DE-OS 26 35 308).

Schließlich ist eine Kraftstoffregelvorrichtung mit geschlossenem Regelkreis bekannt bei der ein Signal, das den vorhergehenden Zustand eines bestimmten Maschinenbetriebsparameters angibt gespeichert und das gespeicherte Signal dann anstelle des augenblicklichen Werts des Regelsignals zum Regeln des Kraftstoffluftgemisches benutzt wird, wenn die Maschine das nächste Mal beschleunigt wird (DE-OS 27 31 440).

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses zu schaffen, durch das beim Auftreten einer Fehlzündung die Zuführung eines übermäßig fetten Gemisches verhindert wird.

Gelöst wird die Aufgabe der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der sind

F i g. 1 eine schematische Ansicht eines Systems zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses nach der Erfindung,

F i g. 2(a) bis 2(d) graphische Darstellungen zur Erläuterung des Betriebs des Systems der Fig. 1,

F i g. 3 ein Schaltbild einer Regelschaltung, die in dem System der F i g. 1 verwendet wird, und

Fig.4 eine logische Schaltung zum Betätigen von Schaltern in der Schaltung der F i g. 3.

Gemäß F i g. 1 ist ein Vergaser 1 mit einem (nicht dargestellten) Verbrennungsmotor verbunden und enthält eine Schwimmerkammer 2 und einen Ansaugkanal la, in dem ein Venturirohr 3, eine mit der Schwimmerkammer 2 über einen Hauptbrennstoffkanal 5 in Verbindung stehende Düse 4 und eine mit der Schwimmerkammer 2 über einen Leerlaufbrennstoffkanal in Verbindung stehende Leerlauföffnung 9 vorgesehen sind. Ein Drosselventil 8 ist in dem Einlaßkanal la angeordnet. Luftkorrigierkanäle 7 und 12 sind parallel jeweils zu einer Hauptluftöffnung 6 und einer Leerlaufluftöffnung 11 vorgesehen. Auf/Zu-Elektromagnetventile 13 und 14 sind zum Offnen und Schließen der Luftkorrigierkanäle 7 und 12 vorgesehen. Die Einlaßöffnungen jedes Auf/ Zu-Elektromagnetventils stehen mit der Atmosphäre über ein Luftfilter 15 in Verbindung. Ein Sauerstoffühler 17 ist in einer Abgasleitung 16 zum Bestimmen des Sauerstoffgehalts der Abgase von dem Motor angeordnet. Ein (nicht dargestellter) katalytischer Dreiwegkonverter ist in der Abgasleitung 16 stromabwärts des Sauerstoffühlers 17 angeordnet.

Das Ausgangssignal des Sauerstoffühlers 17, das von dem Sauerstoffgehalt in den Abgasen abhängt, wird an eine Beurteilungsschaltung 19 der Regelschaltung angelegt. Die Beurteilungsschaltung 19 arbeitet, um das Ausgangssignal des Sauerstoffühlers 17 mit einem vorbestimmten Bezugswert VR (F i g. 3) entsprechend dem stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnis zu vergleichen und zu beurteilen, ob das Ausgangssignal ein fettes oder mageres Gemisch im Vergleich zu dem stöchiometrischen Bezugsverhältnis anzeigt, um ein Beurteilungssignal auf die Leitung 29 zu geben. Das Beurteilungssignal wird einer Proportional- und Integrations-Schaltung 21 über einen normalerweise geschlossenen