DE3542335A1 - Verfahren zum regeln des luft-kraftstoffverhaeltnisses fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren zum regeln des luft-kraftstoffverhaeltnisses fuer eine brennkraftmaschineInfo
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Description
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Verfahren zum Regeln des Luft-Kraftstoffverhältnisses
für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Luft-Kraftstoff
Verhältnisses für eine Brennkraftmaschine, das insbesondere das Abgas sauberer macht, nachdem ein Steuervorgang
zum Verarmen des Luft-KraftstoffVerhältnisses bei einer Verzögerung
durchgeführt wurde.
Bei einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug sind die Änderungen in der Last und der Laufgeschwindigkeit des Fahrzeuges,
d.h. in der Drehzahl der Maschine extrem groß. Bei verschiedenen Betriebszuständen in Kombination mit diesen beiden
Änderungen werden Arbeitskennwerte, wie beispielsweise ein nie'driger Kraftstoffverbrauch, ein möglichst geringer Anteil
an Schadstoffen im Abgas und ähnliches gefordert. Es ist daher notwendig, das Luft-Kraftstoff verhältnis in den verschiedenen
Betriebszuständen zu: optimieren.
Als ein Regelverfahren zum Optimieren des Luft-Kraftstoff Verhältnisses
gibt es ein Verfahren, bei dem das Luft-Kraftstoff verhältnis
auf der Grundlage eines Signals von einem Sensor, der die Konzentration eines bestimmten Gases im Abgas mißt,
beispielsweise eines Op-Sensors, geregelt wird, der die Konzentration
von Sauerstoff im Abgas aufnimmt, wobei bei diesem Verfahren das Luft-Kraftstoffverhältnis derart mit Rückführung
geregelt wird, daß der beste Verbrennungszustand immer für die verschiedenen Betriebszustände erzielt wird.
Bei herkömmlichen Verfahren zum Regeln des Luft-Kraftstoffverhältnisses
einer Brennkraftmaschine wird ein Signal von einem Abgassensor, beispielsweise von einem Op-Sensor, als Ein-
gangssignal für eine Maschinensteuereinheit verwandt und wird ein im Vergaser vorgesehenes Ventil durch das Steuersignal
von der Steuereinheit mit Rückführung geregelt, um dadurch das Luft-Kraftstoffverhältnis zu regeln. Insbesondere bei einer
Verzögerung erfolgt eine Verzögerungsregelung, um eine überhitzung des Katalysators in einem katalytischen Wandler
aufgrund unverbrannter Kohlenwasserstoffe zu vermeiden oder den Wirkungsgrad des Kraftstoffverbrauches zu verbessern.
Es tritt andererseits auch der Fall ein, bei dem ein reiches Signal wieder vom (^-Sensor nach einer Verzögerungsregelung
ausgegeben wird. In einem solchen Fall wird -das Luft-Kraftstoffverhältnis
über eine herkömmliche Regelung korrigiert.
Wie.es schraffiert in Fig.4e der zugehörigen Zeichnung dargestellt
ist, tritt bei diesem Verfahren jedoch der Nachteil auf, daß die Ausführung der herkömmlichen Regelung dazu
führt, daß die Menge an CO im Abgas zunimmt, da das Luft-Kraftstoff verhältnis angereichert wird, so daß es nicht möglich
ist, das Abgas schadstaff.freier zu machen.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren zum Regeln des Luft-Kraftstoff
Verhältnisses für eine Brennkraftmaschine geschaffen, bei dem ein reiches Luft-Kraftstoffverhältnis zwangsweise
so korrigiert wird, daß es zu einem armen Luft-Kraftstoffverhältnis wird, um schnell das reiche Luft-Kraftstoffverhältnis
auf den richtigen Wert zurückzuführen, wodurch es möglich wird, die Menge an Schadstoffen im Abgas, beispielsweise an
CO oder ähnlichen Stoffen, zu reduzieren, ohne daß Betriebsverhalten der Maschine zu beeinträchtigen.
Das wird gemäß der Erfindung durchwein Verfahren zum Regeln
des Luft-KraftstoffVerhältnisses einer Brennkraftmaschine,
bei dem ein elektronisch gesteuerter Vergaser unter Verwendung eines Steuerteils mit Rückführung 9eregeltWird,der ein Signal von
einem Abgassensor empfängt, erreicht, bei dem sofort und
ν» . {Ι Cf :
zwangsweise ein reiches Luft-Kraftstoffverhältnis mit dem
Steuerteil so korrigiert wird, daß es zu einem armen Luft-Kraftstoff
verhältnis wird, um schnell das reiche Luft-Kraftstoffverhältnis auf den richtigen Wert zurückzuführen, wenn
der Abgassensor ein reiches Signal für ein bestimmtes Zeitintervall nach Verarmung des Luft-KraftstoffVerhältnisses
bei einer Verzögerung der Maschine ausgibt, und danach die normale Regelung fortgesetzt wird.
Wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein (^-Sensor ein
reiches Signal für ein bestimmtes Zeitintervall nach Verarmung des Luft-KraftstoffVerhältnisses bei einer Verzögerung
der Maschine ausgibt, verarmt der Steuerteil zwangsweise das reiche Luft-Kraftstoffverhältnis auf einen geeigneten.Wert,
wodurch verhindert wird, daß das Luft-Kraftstoffverhältnis unnötig reich wird,und wodurch die Menge an Schadstoffen im
Abgas, beispielsweise an CO und ähnlichem, herabgesetzt wird, ohne das Betriebsverhalten zu beeinträchtigen.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher
beschrieben. Es zeigen:
Fig.1 in einem Blockschaltbild eine Vorrich
tung zum Regeln des Luft-Kraftstoff Verhältnisses
zur Durchführung des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Verfahrens,
Fig.2 schematisch eine Brennkraftmaschine,
Fig.3 in einem Flußdiagramm die Regelung des
Luft-KraftstoffVerhältnisses gemäß der
Erfindung, und
Fig.4a bis 4e jeweils miteinander in Verbindung stehende
graphische Darstellungen des Verlaufes der verschiedenen Betriebsparameter während des Betriebs der Maschine.
Wie es insbesondere in Fig.1 und 2 dargestellt ist, sind ein
Luftfilter 2 und eine Ansaugleitung 4 vorgesehen. Ein elektronisch gesteuerter Venturivergaser 6 ist in der Ansaugleitung
4 stromabwärts vom Luftfilter 2 angeordnet. Eine Seite des Vergasers 6 steht über die Leitung 4 mit einer nicht dargestellten
Verbrennungskammer in einer Maschine 8 in Verbindung. Ein Ende einer Abgasleitung 10 ist mit der Verbrennungskammer
verbunden. Ein katalytischer Handler 12, der einen ternären
Katalysator enthält, bewirkt nash der Verbrennung einen katalytischen
Prozeß und ist in der Abgasleitung 10 vorgesehen.
Der Vergaser 6 ist mit einem. Ventil 16 versehen, das durch einen
Steuerteil ^ ir>
der später beschriebenen Weise geöffnet
und. geschlossen wird.
Um den Betriebszustand der Maschine ..wahrzunehmen, ist ein
Abgassensor 18 zum Aufnehmen der Konzentration eines Bestandteiles
des Abgases an der Abgasleitung 10 angebracht. Bei dem vorliegeneen Ausführungsbeispi.el ist beispielsweise ein Op-Sensor
18 vorgesehen, der die Konzentration von O^ im Abgas
aufnimmt.
Das Signal vom Qg-Sensor 18 liegt am Steuerteil 14. Wenn das
Signal vom Og-Sensor 18 anzeigt, daß sich eine reiche Og-Konzentration
für ein bestimmtes' Zeitintervall von beispielsweise
T1 Sekunden, nach Verarmung dies Luft-Kraftstoff Verhältnisses
bei einer Verzögerung der M-a-schine, beispielsweise bei einer
Unterbrechung der Kr a,ft stoff Versorgung, fortsetzt, steuert der
Steuerteil 14 das reiche Luft-Kraftstoffverhältnis so, daß es
schrittweise um nur einen vorbestimmten Betrag springt, so daß es ärmer wird, wie es beispielsweise in Fig.4d dargestellt
ist. Danach führt der Steuerteil 14 die Regelung mit Rückführung aus, um dadurch das Luft-Kraftstoffverhältnis schnell auf
den geeigneten Wert zurückzuführen.
Wie es insbesondere ganz links in Fig.4c und Fig.4d dargestellt
ist, führt der Steuerteil 14 die normale Regelung mit Rückführung aus, indem er langsam das Luft-Kraftstoffverhältnis
reicher macht, wenn der Detektor 18 anzeigt, daß das Abgas eine niedrige O^-Konzentration hat, und indem er langsam das
Luft-Kraftstoffverhältnis ärmer macht, wenn der Detektor anzeigt, daß die Abgase eine hohe (^-Konzentration haben. Wie
es in Fig.4d dargestellt ist, treten Änderungen im Luft-Kraftstoffverhältnis
mit einer niedrigen Geschwindigkeit auf, die der Neigung oder dem Gradienten P1 entspricht.
Wie es in Fig.4a dargestellt ist, würde anschließend an eine
Verzögerung dann, wenn der Detektor 18 eine reiche (^-Konzentration
im Abgas für ein Zeitintervall von mehr als T. Sekunden
wahrnimmt (Fig.4c), die Standardregelung mit Rückführung langsam das Luft-Kraftstoffverhältnis mit der Geschwindigkeit
oder Neigung P ärmer machen, wie es durch eine unterbrochene Linie 40 in Fig.4d dargestellt ist. Bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren verarmt jedoch am Ende des Intervalls T.
der Steuerteil 14 das Luft-Kraftstoffverhältnis nahezu augenblicklich
und schrittweise auf einen bestimmten konstanten Wert, wonach die normale Regelung mit Rückführung wieder aufgenommen
wird, wie es bei 42 in Fig.4d dargestellt ist. Wie es in Fig.4e dargestellt ist, bewirkt das erfindungsgemäße
Verfahren, daß die CO-Konzentration im Abgas bei 44 einen Spitzenwert hat, wohingegen die normale Regelung mit Rückführung
längs der Linie 40 eine CO-Konzentrationsspitze bei einem wesentlich höheren Wert 45 bewirken würde. Das erfindungsge-
BAD ORfGfNAL
mäße Verfahren führt somit zu einer bezeichnenden Verringerung der Menge an CO, die in den Abgasen ausgegeben wird» wie
es sich ohne weiteres aus einem Vergleich der ausgezogenen und der unterbrochenen Linien in Fig.4e ergibt.
Wie es in Fig.1 dargestellt ist, weist der Steuerteil 14 einen
Bezugsspannungskomparator 20 > an dem das Signal vom O2-Sensor
18 liegt, und eine Eingangsschaltung 26 auf, an der die jeweiligen Ausgangssignale von einem Leerlaufschalter 22,
von einem Sensor 24, der die Drehzahl der Maschine aufnimmt, und vom Komparator 20 liegen. Der Steuerteil 14 umfaßt weiterhin
einen Rechner 28, an dem das Ausgangssignal der Eingangsschaltung 26 liegt und der verschiedene Arten arithmetischer
Operationen zur Steuerung und Regelung ausführt, sowie eine
Treiberschaltung 30, an der das Ausgangssignal vom Rechner
28 liegt.
Der Komparator 20 vergleicht das analoge Ausgangssignal des
Sensors 18 mit einer vorbestimmten Bezugsspannung und erzeugt ein digitales Signal, das jeweils einen hohen und einen
niedrigen Wert hat, wenn das Ausgangssignal des Sensors 18 jeweils über und unter der Bezugsspannung liegt.
Es sind weiterhin ein Zündschalter 32 und eine Batterie 34 dargestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Regeln des Luft-Kraftstoff Verhältnisses
wird im folgenden anhand des Flußdiagramms von Fig.3 beschrieben.
Zunächst wird die Brennkraftmaschine angelassen. Im Programmschritt
S. wird geprüft, ob eine KraftstoffUnterbrechungssteuerung bei einer Verzögerung vom Anlassen der Maschine ausgeführt
wird oder eicht. Wenn die Beurteilung im Programmschritt S1 negativ ist, geht die Regelung auf den Programm-
schritt S4 über, in dem eine Regelung mit Rückführung des Luft-Kraftstoff Verhältnisses nach Maßgabe eines Signals vom
(^-Sensor 18 ausgeführt wird. Wenn die Entscheidung im Programmschritt
S1 positiv ist, geht die Regelung auf den Schritt S2 über und wird geprüft, ob das reiche Signal vom
Op-Sensor 18 für T. Sekunden andauert oder nicht. Wenn die
Beurteilung im Schritt S2 negativ ist, geht der Programmablauf zum Schritt S4 üb.er und erfolgt eine Regelung mit Rückführung
des Luft-KraftstoffVerhältnisses nach Maßgabe des
Ausgangssignals des (^-Sensors 18 in derselben Weise wie es oben beschrieben wurde. Wenn die Beurteilung im Schritt S2
positiv ist, wie es in Fig.4d dargestellt ist, geht die Regelung auf den Schritt S3 über und springt die Steuerung nur
um einen vorbestimmten Betrag, so daß das Luft-Kraftstoffverhältnis
ärmer wird, um dadurch das Luft-Kraftstoffverhältnis
auf einen konstanten Wert zu korrigieren. Danach wird in ähnlicher Weise, wie es oben beschrieben wurde, die Regelung mit
Rückführung ausgeführt.
Demzufolge kann das Luft-Kraftstoffverhältnis durch den
Steuerteil so korrigiert werden, daß es auf einen angemessenen Wert zurückkehrt, ohne das Betriebsverhalten der Maschine
zu beeinträchtigen. Eine Zunahme der Menge an CO im Abgas, die dadurch verursacht wird, daß das Luft-Kraftstoff verhältnis
reich gemacht wird, kann somit vermieden werden, und die Menge an Schadstoffen im Abgas kann verringert werden.
Die oben beschriebene Regelung des Luft-KraftstoffVerhältnisses
kann leicht dadurch verwirklicht werden, daß lediglich das Programm im Steuerteil geändert wird, so daß die Kosten
herabgesetzt werden können und dieses Verfahren praktisch vorteilhaft ist.
Weiterhin kann ein Abwürgen oder ein Stillstand der Maschine dadurch
verhindert werden, daß das Luft-Kraftstoffverhältnis
so springt, daß es nach Wahrnehmen des reichen Signals vorn
ü^-Sensor verarmt wird.
Darüber hinaus kann der Kraftstoff^Unterbrechungsbereich ausgedehnt
v/erden, um sowohl den Fall, in dem die Maschine verzögert wird, als auch den Fall einzuschließen, in dem das
Luft-Kraftstoffverhältnis nach der Verzögerung reich ist, so daß sich eine Einsparung im Kraftstoffverbrauch ergibt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in verschiedener Weise geändert
und abgewandelt werden.
Beispielsweise wurde bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung die Korrektur nach der Kraftstoffunterbrechung als Korrektur nach elfter Verarmung des Luft-KraftstoffVerhältnisses
beschrieben. Es reicht jedoch aus, daß dieser Arbeitsvorgang ausgeführt,nachdem das Luft-Kraftstoff verhältnis verarmt
wurde. Nach Verarmung des Luft-KraftstoffVerhältnisses
durch Zuführung von Luft kann beispielsweise das Luft-Kraftstoff verhältnis gleichfalls so korrigiert werden, daß es arm
wird. Auch bei diesem Verfahren ergibt sich eine Einsparung im Kraftstoffverbrauch in ähnlicher Weise wie bei dem vorhergehenden
Ausführungsbeispiel.
Wie es oben beschrieben wurde, wird gemäß der Erfindung das reiche Luft-Kraftstoffverhältnis als Folge eines reichen Signals
vom Abgassensor über ein vorbestimmtes Zeitintervall nach
Verarmung des Luft-KraftstoffVerhältnisses bei einer Verzögerung
der Brennkraftmaschine zwangsweise durch den Steuerteil so korrigiert, daß es arm wird, um schnell das reiche Luft-Kraftstoff
verhältnis auf den angemessenen Wert zurückzuführen. Die Menge an Schadstoffen im Abgas, beispielsweise an CG oder ähnlichem,
kann daher verringert Werden., ohne das Betriebsverhalten der Maschine zu beeinträchtigen. Diese Regelung des Luft-Kraftstoff
Verhältnisses kann dadurch erfolgen, daß lediglich das Programm im Steuerteil geändert wird, so daß die Kosten
BAD ORIGINAL
gering sind. Durch die Regelung des Luft-KraftstoffVerhältnisses
nach dem Wahrnehmen eines reichen Signals vom Abgassensor kann ein Abwürgen der Maschine vermieden werden. Der Kraftstoffunterbrechungsbereich
kann weiter ausgedehnt werden, und der Kraftstoffverbrauch kann herabgesetzt werden.
Al
Leerseite -
Claims (2)
- ti ·> (t ,3/Li JWS-17SUZUKI JIDOSHA KOGYO KABUSHIKI KAISHA,Hamana-gun, JPVerfahren zum Regeln des Luft-Kraftstoffverhältnisses für eine BrennkraftmaschinePATENTANSPRÜCHEVerfahren zum Regeln des Luft-KraftstoffVerhältnisses für eine Brennkraftmaschine, bei dem ein elektronisch gesteuerter Vergaser unter Verwendung eines Steuerteils mit Rückführung geregelt wird, an dem ein Signal von einem Abgassensor liegt,dadurch gekennzeichnet,daß sofort und zwangsweise der Steuerteil dazu gebracht wird, ein reiches Luft-Kraftstoffverhältnis so zu korrigieren, daß das Verhältnis arm wird, um das Luft-Kraftstoff verhältnis schnell auf einen angemessenen Wert zurückzuführen, wenn der Abgassensor ein reiches Signal für ein vorbestimmtes Zeitintervall nach Verarmung des Luft-Kraftstoffverhältnisses bei einer Verzögerung der Brennkraft-BAD OR/G/NALmaschine ausgibt, und daß danach die Regelung mit Rückführung des Vergasers wieder aufgenommen wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgassensor ein (^-Sensor ist, der die 02-Konzen tration im Abgas aufnimmt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SUZUKI MOTOR CORP., HAMAMATSU, SHIZUOKA, JP |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |