DE4130855C1 - Auxiliary setter for two=stroke IC engine carburettor - compares signal proportional to actual setting with stipulated threshold values with control unit switching display to indicate result in various working states - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vergasereinstellhilfe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-A-39 23 237 ist bekannt, die Vergasereinstellung für einen Benutzer mittels einer optischen Anzeige wie einer Leuchtdiode oder dgl. erkennbar zu machen. Die Leuchtdiode wird von einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit des Ver­ gleichs eines Ist-Signals mit einem Soll-Grenzwert ein- oder ausgeschaltet. In ihrem ersten Betriebszustand ist die Leuchtdiode ausgeschaltet und zeigt damit an, daß das Ist- Signal außerhalb des durch die Soll-Grenzwerte bestimmten Fensters liegt, die Vergasereinstellung also schlecht ist. In ihrem zweiten Betriebszustand ist die Leuchtdiode einge­ schaltet und zeigt damit an, daß das Ist-Signal innerhalb des durch die Grenzwerte bestimmten Fensters liegt, der Ver­ gaser also optimal eingestellt ist.

Ist die optische Anzeige (Leuchtdiode) ausgeschaltet, er­ kennt der Benutzer zwar die falsche Vergasereinstellung, weiß aber nicht, ob er nun die Vergasereinstellschraube (z. B. der Leerlaufeinstellschraube) ein- oder ausschrauben muß. So kann es vorkommen, daß der Benutzer aufgrund einer falschen Drehrichtung das Leerlaufgemisch derart stark abmagert, daß ein zündfähiges Gemisch nicht mehr entsteht und der Motor stehen bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vergaserein­ stellhilfe derart weiterzubilden, daß der Benutzer anhand der optischen Anzeige erkennen kann, ob er die Vergaserein­ stellschraube ein- oder ausdrehen muß.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch die Schaffung eines dritten Betriebszustandes, der von den anderen beiden Betriebszuständen sicher zu unterscheiden ist, kann der Fachmann erkennen, ob er oberhalb oder unter­ halb des Einstellfensters liegt und daraus schließen, ob er die Vergasereinstellschraube ein- oder ausdrehen muß.

Bevorzugt ist als weiterer Betriebszustand neben den Be­ triebszuständen "EIN" und "AUS" ein intermittierendes Ein­ bzw. Ausschalten der optischen oder akustischen Anzeige vor­ gesehen.

In besonderer Weiterbildung der Erfindung werden nach Errei­ chen des zweiten Betriebszustandes die ein Fenster bestim­ menden Soll-Grenzwerte zur Erzielung eines breiteren Fen­ sters um einen Hysteresewert verändert. So kann zunächst ein sehr schmales Einstellfenster gewählt werden, was eine opti­ male Vergasereinstellung erleichtert; um nun nicht bei durch Zündaussetzern oder dgl. auftretenden Drehzahlschwankungen gleich eine Fehleinstellung des Vergasers anzuzeigen, ist die Vergrößerung des Fensters nach Erreichen der optimalen Vergasereinstellung vorgesehen. Erst wenn das durch Aufsum­ mierung der Hysteresewerte auf die Soll-Grenzwerte verbrei­ terte Fenster verlassen wird, liegt eine Vergaserfehlein­ stellung vor, die zu justieren ist.

Die Änderung der Soll-Grenzwerte nach Erreichen des zweiten Betriebszustandes erfolgt vorteilhaft nach Ablauf einer vor­ gebbaren Zeitspanne, insbesondere nach einer vorgebbaren An­ zahl von Umdrehungen der Brennkraftmaschine.

In bevorzugter Weiterbildung ist als Ist-Signal entweder ein über die Anzahl der letzten aufeinanderfolgenden Zündzeit­ punkte gebildeter Mittelwert verwendet oder aber eine über eine vorgebbare Anzahl von Umdrehungen aufsummierte Dreh­ zahlabweichung, wobei für jede Umdrehung die diskrete Dreh­ zahlabweichung festgestellt wird. Diese alternativ als Ist- Signal verwendbaren Signale gewährleisten eine optimale Ver­ gasereinstellung, auch wenn - wie bei einem Zweitaktmotor - während einer Umdrehung Drehzahlschwankungen bis zu 1000 U/min auftreten können. Würde unmittelbar das Drehzahl­ signal als Ist-Signal verwendet, müßte zur Berücksichtigung der möglichen kurzzeitigen starken Drehzahlschwankungen das Fenster relativ breit gewählt werden, was eine optimale Ver­ gasereinstellung kaum erlaubt. Würde das Fenster dennoch re­ lativ schmal gewählt, würde aufgrund der starken Drehzahl­ schwankungen ein sehr häufiges Umschalten der Betriebszu­ stände der optischen Anzeige erfolgen, so daß der einzelne Betriebszustand von dem Benutzer nur schwer erkannt werden kann. Wird das Ist-Signal aus einem über die Anzahl der letzten aufeinanderfolgenden Zündzeitpunkte gebildeten Mit­ telwert abgeleitet oder als Integralsignal der über eine vorgebbare Anzahl von Umdrehungen aufsummierten Drehzahlab­ weichungen gebildet, treten auch bei kurzzeitig starken Drehzahlschwankungen in den Ist-Signalen derartig starke Schwankungen nicht auf, so daß die Wahl eines schmalen Fensters zur Erzielung einer optimalen Vergasereinstellung möglich ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nach­ folgend im einzelnen beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Zweitaktmotor mit einer von einem Mikroprozessor gesteuerten Zündung als Steuereinheit,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm zur Steuerung der Leerlaufein­ stellhilfe in Abhängigkeit eines Mittelwertes aufeinanderfolgender Zündzeitpunkte,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zur Steuerung der Leerlauf­ einstellhilfe in Abhängigkeit einer aufsummierten Drehzahlabweichung.

In der schematischen Darstellung nach Fig. 1 ist als Brenn­ kraftmaschine ein Zweitaktmotor 1 gezeigt, dessen Zündung von einer durch einen Mikroprozessor gebildeten Steuerein­ heit 15 gesteuert ist. Die Brennkraftmaschine kann auch ein anderer luft- oder wassergekühlter Verbrennungsmotor sein.

Der Zylinder 3 hat einen Ansaugstutzen 5 mit Vergaser 10 und Drosselklappe 4, die über ein Gestänge 6 von einem Gashebel 9 betätigbar ist, um die Motordrehzahl zu verändern. In der gezeigten Leerlaufstellung liegt der Gashebel 9 unter Wir­ kung einer Feder 8 an einem Anschlag 7 an.

Mit der Kurbelwelle des Motors 1 läuft ein Impulsgeberrad 11 um, dessen am Außenumfang vorgesehene Marken in einem zuge­ ordneten Sensor 12 Impulse erzeugen, die als Drehzahlinfor­ mationssignal der Steuereinheit 15 zugeführt sind. Die Mar­ ken am Impulsgeberrad 11 sind derart angeordnet, daß zumin­ dest pro Kurbelwellenumdrehung ein der Kurbelwellenstellung spezifisches Signal im Sensor 12 erzeugt wird, woraus die Steuereinheit 15 die aktuelle Stellung der Kurbelwelle er­ kennen kann. Vorzugsweise sind die Marken über den Umfang des Impulsgeberrades 11 mit unterschiedlichem Abstand ange­ ordnet, so daß aus dem Abstand der Impulse des Sensors 12 die Winkellage der Kurbelwelle ermittelt werden kann.

Der Mikroprozessor 15 steuert in Abhängigkeit der Signale des Sensors 12 einen Schalter 14, der eine am Zylinder 3 des Motors 1 angeordnete Zündkerze 2 zur Erzeugung eines im Brennraum abgegebenen Zündfunkens mit einer Spannungsquelle 16 verbindet.

Für einen optimalen Betrieb des Zweitaktmotors ist eine ent­ sprechende Einstellung des Vergasers 10 notwendig, welche zum Beispiel über eine Leerlaufeinstellschraube 13 erfolgen kann. Die optimale Einstellung des Vergasers 10 ist an einer gleichmäßigen Leerlaufdrehzahl bestimmter Größe ablesbar, die durch Ansteuerung einer optischen und/oder akustischen Anzeige, im Ausführungsbeispiel einer Leuchtdiode 17, für den Benutzer erkennbar gemacht werden kann.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Steuereinheit 15 eine Prüfung gemäß dem Ablaufdiagramm nach Fig. 2 vorgenommen. Mit jeder Kurbelwellenumdrehung stellt der Mikroprozessor einen der gewünschten Drehzahl entspre­ chenden Zündzeitpunkt ein, wie dies im einzelnen in der DE-A-39 23 237 beschrieben ist, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Der jeweils für eine Kurbewellendrehung eingestellte Zündzeitpunkt wird in einem Speicher abgelegt (Funktionskasten 28) und der Mittelwert MW über eine Anzahl m der abgelegten Zündzeitpunkte aufeinanderfolgender Kurbel­ wellenumdrehungen berechnet. Der so berechnete Mittelwert MW der letzten Zündzeitpunkte wird mit einem maximalen Soll- Grenzwert MW_max gemäß der Entscheidungsraute 20 verglichen.

Ist der Mittelwert MW kleiner als der Soll Grenzwert MW_max′ wird über den Pfad 21 eine zweite Entscheidungsraute 22 an­ gesteuert, in der der Mittelwert MW mit einem minimalen Soll-Grenzwert MW_min verglichen wird. Ist der Mittelwert MW kleiner als der Soll-Grenzwert MW_min, wird über den Pfad 22a und ein Steuerglied 22b die Leuchtdiode 17 vom Mikroprozes­ sor 15 in einen ersten Betriebszustand geschaltet, in dem die Leuchtdiode 17 ausgeschaltet ist. Die ausgeschaltete Leuchtdiode zeigt dem Benutzer an, daß der Mittelwert MW des Zündzeitpunktes der letzten m Umdrehungen der Kurbelwelle zu niedrig war und er die Leerlaufeinstellschraube 13 in ent­ sprechender Richtung drehen muß.

Aufgrund der Drehung der Einstellschraube 13 ändert sich die Gemischzusammensetzung und somit das Zündverhalten, wobei der Mikroprozessor 15 versuchen wird, durch entsprechende Steuerung des Zündzeitpunktes die Leerlaufdrehzahl zu errei­ chen. Der Mittelwert MW der Zündzeitpunkte der letzten m Um­ drehungen der Kurbelwelle wird daher ansteigen. Sobald der Mittelwert MW größer als der minimale Sollwert MW_min ist, aber noch kleiner als der maximale Soll-Grenzwert MW_max, wird von der Entscheidungsraute 22 der Pfad 23 ange­ steuert, wobei über das Steuerglied 23b der Mikroprozessor 15 die Leuchtdiode 17 permanent einschaltet. Der zweite Betriebszustand der Leuchtdiode 17 liegt vor.

Wurde die Leerlaufeinstellschraube 13 derart stark ver­ stellt, daß der Mittelwert MW oberhalb des maximalen Soll- Grenzwertes MW_max liegt, wird die Entscheidungsraute 20 auf dem Pfad 20a verlassen, wobei über das Steuerglied 20b der Mikroprozessor 15 die Leuchtdiode 17 blinkend ansteuert. Der Benutzer weiß nun, daß der Mittelwert MW oberhalb seines Fensters liegt und er die Leerlaufeinstellschraube 13 ent­ sprechend zurückdrehen muß.

Durch die möglichen drei Betriebszustände der Leuchtdiode 17 wird dem Benutzer bei Einstellung des Vergasers nicht nur die Information gegeben, daß eine Vergasereinstellung falsch oder richtig ist, sondern aus den deutlich unterscheidbaren unterschiedlichen Betriebszuständen oberhalb und unterhalb des Einstellfensters kann er auf die notwendige Drehrichtung der Leerlaufeinstellschraube 13 schließen.

Liegt der Mittelwert MW genau in dem durch die Soll-Grenz­ werte MW_min und MW_max bestimmten Fenster, wird mit jeder Kurbelwellenumdrehung - solange der Mittelwert MW weiterhin im Fenster liegt - der Zweig 19 des Ablaufdiagramms durch­ laufen. Mit jedem Durchlaufen des Zweiges 19 wird ein ge­ setztes Flag n um "1" erhöht und in einer Entscheidungsraute 24 geprüft, ob der Flag n größer oder gleich der vorgegebe­ nen Anzahl m der zur Mittelwertbildung herangezogenen, auf­ einanderfolgenden Zündzeitpunkte multipliziert mit einem Progressionsfaktor k ist. Der Progressionsfaktor k ist eine positive, ganze Zahl.

Solange der Flag-Wert kleiner bzw. gleich k×m ist, wird die Entscheidungsraute 24 über den Pfad 24a verlassen und bei der nächsten Kurbelwellendrehung der Zweig 19 des Ab­ laufdiagramms erneut durchlaufen. Ist der Flag-Wert n durch mehrmaliges Durchlaufen des Zweiges 19 größer als k×m ge­ worden, wird die Entscheidungsraute 24 über den Pfad 25 ver­ lassen; im folgenden Funktionskasten 27 wird dann die Anzahl m der zur Mittelwertbildung herangezogenen, aufeinanderfol­ genden Zündzeitpunkte auf k×m heraufgesetzt. Dann wird ge­ prüft, ob die neu gesetzte Anzahl m größer als ein maximaler Wert m_max ist. Ist dies nicht der Fall, wird die Entschei­ dungsraute 26 über den Pfad 26a verlassen und der Zweig 19 bei der folgenden Kurbelwellendrehung wieder durchlaufen. Nach einer entsprechenden Anzahl von Umdrehungen der Brenn­ kraftmaschine erfolgt in gleicher Weise eine erneute stufen­ weise Erhöhung der Anzahl m um den Faktor k, bis die Ent­ scheidungsraute 26 über den Pfad 26b verlassen wird und im folgenden Funktionskasten 260 die Anzahl m auf den maximalen Wert m_max festgesetzt wird.

Diese stufenweise Erhöhung der Anzahl der zur Mittelwertbil­ dung verarbeiteten Zündzeitpunkte bewirkt eine Egalisierung eventuell auftretender Schwankungen in der Leerlaufdrehzahl und der damit verbundenen Verstellung des Zündzeitpunktes. Nach Erreichen eines relativ schmalen Fensters für die opti­ male Vergasereinstellung wird das abgeleitete Ist-Signal ge­ dämpft, damit kurzzeitig auftretende starke Drehzahlschwan­ kungen, die zum Beispiel durch Zündunregelmäßigkeiten ent­ stehen können, nicht sofort zu einer Anzeige einer falschen Vergasereinstellung führen.

Andert sich die Zündzeitpunktverstellung aufgrund starker Drehzahlschwankungen derart stark, daß der gebildete Mittel­ wert aus dem Fenster herausfällt, wird über die Entschei­ dungsrauten 20 bzw. 22 die LED 17 in den Betriebszustand "AUS" oder in den Betriebszustand "blinkend" geschaltet, um dem Benutzer anzuzeigen, in welcher Richtung er die Leer­ laufeinstellschraube 13 zur Nachjustierung des Vergasers 10 zu drehen hat. Mit Ansteuerung eines der Steuerglieder 20b, 22b wird gleichzeitig der Flag n zu "Null" und die Anzahl m auf einen Minimalwert m_min gesetzt, um eine hochgenaue Ver­ gasereinstellung zu ermöglichen.

In dem Ablaufdiagramm nach Fig. 3 wird als Ist-Signal ein Integral-Signal benutzt, welches wie folgt gebildet wird: Für jede Umdrehung der Kurbelwelle wird die diskrete Dreh­ zahlabweichung zur Soll-Drehzahl (zum Beispiel Leerlauf­ drehzahl) festgestellt und die so festgestellten diskreten Drehzahlabweichungen aufeinanderfolgender Kurbelwellenum­ drehungen aufsummiert. Die aufsummierte Drehzahlabweichung I bildet ein Integralsignal, welches als Ist-Signal für die Vergasereinstellung herangezogen wird.

In der Entscheidungsraute 30 wird der Betrag der vorzei­ chenrichtig aufsummierten diskreten Drehzahlabweichungen mit einem Soll-Grenzwert I_grenz verglichen. Ist die aufsummierte Drehzahlabweichung geringer als der Soll-Grenzwert I_grenz, wird über den Pfad 30a und das Steuerglied 37 vor der Steuereinheit 15 die Leuchtdiode 17 eingeschaltet. Der Be­ nutzer erkennt richtige die optimale Einstellung des Verga­ sers 10.

Ist der Betrag der aufsummierten Drehzahlabweichung I größer als I_grenz, wird die Entscheidungsraute 30 über den Pfad 31 verlassen und die Entscheidungsraute 32 angesteuert, in der abgefragt wird, ob die aufsummierte Drehzahlabweichung I po­ sitiv ist. Ist dies der Fall, wird die Entscheidungsraute 32 über den Pfad 33 verlassen und über das Steuerglied 34 die LED 17 vom Mikroprozessor 15 in die Betriebsstellung "AUS" geschaltet. Die Einstellung ist zu niedrig.

Wird hingegen die Entscheidungsraute 32 über den Pfad 35 verlassen, ist die aufsummierte Drehzahlabweichung somit negativ, wird das Steuerglied 36 angesteuert, so daß über den Mikroprozessor 15 die LED in die Betriebsstellung "blinkend" geschaltet wird. Die Einstellung ist zu hoch.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Fenster bildende Sollgrenzwert I_grenz aus einem Grundwert und einem Hystere­ sewert zusammengesetzt. Liegt eine falsche Vergasereinstel­ lung vor, wird nach Ansteuerung des Steuergliedes 34 bzw. 36 in einem folgenden Funktionskasten 38 der Soll-Grenzwert I_grenz auf den Grundwert gesetzt, definiert somit ein schma­ les Fenster. Wird bei der Einstellung dieses schmale Fenster erreicht, die Entscheidungsraute 30 somit über den Pfad 30a verlassen, wird dem Grundwert des Soll-Grenzwertes I_grenz ein Hysteresewert aufsummiert, wodurch das Fenster breiter wird. Dies hat zur Folge, daß nach Erreichen des schmalen Fensters (I_grenz = Grundwert) auftretende Schwankungen der aufsummierten Drehzahlabweichung I größer als das schmale Fenster sein können, ohne daß sofort eine Vergaserfehlein­ stellung angezeigt wird. So können aufgrund von Zündunre­ gelmäßigkeiten oder dgl. auftretende Drehzahlschwankungen ausgeblendet werden. Werden die Schwankungen des Betrages des aufsummierten Drehzahlsignals I jedoch größer als die das breitere Fenster definierenden Grenzwerte (I_grenz = Grundwert + Hysteresewert), wird die Entscheidungsraute 30 über den Pfad 31 verlassen, die Fehleinstellung angezeigt und auf das schmalere Einstellfenster (I_grenz = Grundwert) zurückgeschaltet.

Claims (12)

1. Vergasereinstellhilfe mit einer optischen und/oder aku­ stischen Anzeige für die Einstellung des Vergasers einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Zweitaktmotors, bei der ein der Vergasereinstellung proportionales Ist-Signal über Vergleicher mit einem minimalen und einem maximalen Soll-Grenzwert verglichen wird und die Anzeige (17) von einer Steuereinheit (15) in Abhängig­ keit des Vergleichsergebnisses in unterschiedliche Be­ triebszustände geschaltet ist, wobei unterhalb des mini­ malen Soll-Grenzwertes die Anzeige (17) einen ersten Be­ triebszustand und zwischen dem minimalen und dem maxima­ len Soll-Grenzwert die Anzeige (17) in einen zweiten Be­ triebszustand geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des maximalen Soll-Grenzwertes die Anzeige (17) in einen dritten Betriebszustand geschaltet ist.

2. Vergasereinstellhilfe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben den beiden Betriebszu­ ständen "EIN" und "AUS" ein weiterer Betriebszustand durch intermittierendes Ein- bzw. Ausschalten der An­ zeige (17) gebildet ist.

3. Vergasereinstellhilfe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Soll-Grenzwer­ tes die Anzeige (17) ausgeschaltet, zwischen dem minima­ len und dem maximalen Soll-Grenzwert die Anzeige (17) eingeschaltet und oberhalb des maximalen Soll-Grenz­ wertes die Anzeige (17) blinkend betrieben ist.

4. Vergasereinstellhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen des zweiten Betriebszustandes die ein Fenster bestimmenden Soll- Grenzwerte zur Erzielung eines breiteren Fensters um einen Hysteresewert verändert sind.

5. Vergasereinstellhilfe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Soll-Grenz­ werte nach Erreichen des zweiten Betriebszustandes und Ablauf einer vorgebbaren Zeitspanne erfolgt.

6. Vergasereinstellhilfe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebbare Zeitspanne durch eine vorgebbare Anzahl von Umdrehungen der Brenn­ kraftmaschine bestimmt ist.

7. Vergasereinstellhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ist-Signal ein über eine Anzahl (m) der letzten aufeinanderfolgenden Zündzeit­ punkte gebildeter Mittelwert (MW) ist.

8. Vergasereinstellhilfe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl (m) der zur Mit­ telwertbildung herangezogenen aufeinanderfolgenden Zünd­ zeitpunkte variabel ist.

9. Vergasereinstellhilfe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl (m) der zur Mit­ telwertbildung herangezogenen aufeinanderfolgenden Zünd­ zeitpunkte durch Multiplikation mit einem Progressions­ faktor (k) stufenweise vergrößerbar ist.

10. Vergasereinstellhilfe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Anzahl (m) jeweils nach einer vorgebbaren Anzahl von Umdrehungen der Brennkraftmaschine während des zweiten Betriebszu­ standes der Anzeige erfolgt.

11. Vergasereinstellhilfe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ist-Signal die über eine vorgebbare Anzahl von Umdrehungen aufsummierte Drehzahl­ abweichung (I) ist, wobei für jede Umdrehung die diskre­ te Drehzahlabweichung festgestellt wird.

12. Vergasereinstellhilfe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die diskreten Drehzahlabwei­ chungen aufeinanderfolgender Umdrehungen vorzeichenrich­ tig aufsummiert sind.