DE69416596T2

DE69416596T2 - Steuerung für brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69416596T2
Application number: DE69416596T
Authority: DE
Inventors: Ulf Petersson; Ulf Svensson
Original assignee: Electrolux AB
Current assignee: Husqvarna AB
Priority date: 1993-08-27
Filing date: 1994-08-29
Publication date: 1999-09-02
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: DE69416596D1; US5809971A; JP4006530B2; US5709193A; SE9302769D0; JP2005030406A; CN1050408C; EP0715686A1; EP0715686B1; JPH09502004A; WO1995006199A1; AU7626994A; CN1131977A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoff und/oder Luftzuführung zu einem Verbrennungsmotor in dessen Kraftstoffzuführungsbereich, z. B. in den Vergaser oder in das Kraftstoffeinspritzsystem, um zu sichern, daß dessen Mischungsverhältnis automatisch an die erforderliche Menge in Abhängigkeit verschiedener Funktionsbedingungen, um z. B. eine maximale Leistung, eine maximale Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauches oder eines dieser beiden Ziele in Kombination mit einem Schutz gegen Drehzahlüberschreitung zu erreichen, angepaßt wird. In einer rückgekoppelten Drehzahlsteuerschaltung empfängt eine Rückkopplungssteuereinheit Informationen über die Drehzahl vom Motor, beeinflußt kurzzeitig eine Verstelleinrichtung, um eine kurzzeitige Veränderung des Mischungsverhältnisses herbeizuführen, und, in Verbindung mit der kurzzeitigen Veränderung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses wird eine Anzahl von Umlaufzeiten gemessen, indem z. B. für jede Umlaufzeit die Dauer zwischen zwei Zündimpulsen in Folge gemessen wird, und diese Messungen die Basis für die Steuereinheit bilden, um eine Verstelleinrichtung zu beeinflussen, das Mischungsverhältnis A/F in der erforderlichen Richtung zu verändern.

Hintergrund der Erfindung

In allen Verbrennungsmotoren ist das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis für die Funktion des Motors von größter Wichtigkeit. Gewöhnlich wird das Luft-/Kraftstoff- Verhältnis als A/F-Verhältnis bezeichnet, wobei A und F dementsprechend Luft und Kraftstoff bedeuten. Um eine befriedigende Kombination von geringem Kraftstoffverbrauch, geringen Kraftstoffemissionen, gutem Laufvermögen und hoher Wirtschaftlichkeit zu erreichen, muß das AlF-Verhältnis, wie in Fig. 3 erkennbar ist, in vergleichsweise engen Grenzen gehalten werden. Ein A/F-Verhältnis, welches ein wenig auf der "mageren" Seite der Position optimaler Wirtschaftlichkeit liegt, ist das, welches gewöhnlich angestrebt wird. Die Forderungen, daß die vom Verbrennungsmotor ausströmenden Abgase niedrig gehalten werden müssen, werden zunehmend strenger. Im Falle von Kraftfahrzeugmotoren haben diese Forderungen zur Verwendung von Abgaskatalysatoren und zur Verwendung von Einrichtungen eines Typs geführt, welche als Lambdafühler bekanntgeworden sind, um das A/F-Verhältnis zu steuern. Diese speziellen Meßwandler, das sind Sauerstoffsensoren oder Lambdafühler, sind in der Auspuffanlage des Kraftfahrzeuges angeordnet. In dieser Position sind sie in der Lage, die Wirtschaftlichkeit der Verbrennung zu ermitteln, und die Ergebnisse, welche von den Messungen des Fühlers abgeleitet werden, können in einem Steuersystem zur Steuerung des Mischungsverhältnisses verwendet werden, um ein gutes Ergebnis zu erzielen. Die Meßergebnisse vom Sauerstoffsensor (Lambdafühler) werden auf das Kraftstoffsteuersystem rückgekoppelt und machen irgendwelche weiteren Meßfühler unnötig.
Weil jedoch der Sensor oder Fühler ein Referenzelement benötigt, welches völlig reinen Sauerstoff benutzt, stellt dies eine Situation dar, welche in einigen Motoren, z. B. in Motoren für Motorsägen, praktisch nicht realisiert werden kann. Außerdem sind Steuersysteme, welche mit Lambdafühlern kombiniert sind, voluminös und schwer, wobei solche Systeme gleichzeitig teuer und kompliziert sind und bei vielen Anwendungen zu funktionellen Sicherheitsproblemen neigen. So würde z. B. in einer Motorsäge ein System dieser Art zu einer Zunahme der Größe und des Gewichts sowie zu einem beträchtlichen Anstieg der Kosten führen und möglicherweise auch funktionelle Sicherheitsprobleme verursachen. Die funktionellen Sicherheitsprobleme ergeben sich in erster Linie aus der Empfindlichkeit der Einrichtung und ihrer Leitungsführung. Das bedeutet, daß, wenn es sich um Hobbyprodukte, wie z. B. Motorsägen, Rasenmäher und ähnliche Produkte handelt, diese Technik aus montagetechnischen Gründen und auch wegen der Kosteneffektivität und aus Gründen der funktionellen Sicherheit kaum ein setzbar sind. Infolge der zu erwartenden Gesetzgebung bezüglich der CO- Emissionen von kleinen Motoren, ist es schwierig, manuell betätigte Vergaser zu verwenden. Bei den in Vergasern erreichbaren Fertigungstoleranzen ist es unmöglich, unter Verwendung von festen Düsen im Vergaser, diese gesetzlichen Forderungen zu erfüllen und gleichzeitig dem Benutzer gute Laufeigenschaften bei allen möglichen Kombinationen von Luftdrücken, Temperaturen, unterschiedlichen Treibstoffqualitäten usw. zu garantieren. Das erforderliche Mischungsverhältnis, das A/F-Verhältnis, wird durch viele Faktoren beeinflußt. Aus der veröffentlichten schwedischen Patentanmeldung Nr. 468 998 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Vergasers eines Verbrennungsmotors bekannt. Dieses Steuersystem des Standes der Technik umfaßt zwei Steuerkreise. Eine erste Steuereinheit beeinflußt im wesentlichen ständig eine Stelleinrichtung, um zu sichern, daß das Mischungsverhältnis in Abhängigkeit von einer zuvor bekannten Drehzahlabhängigkeit in bezug zum Mischungsverhältnis angepaßt wird, wodurch letzterem eine modifizierte Drehzahlabhängigkeit zugeordnet wird. Dieses bedeutet, daß die Kurve des Vergasers korrigiert wird, und daß diese Korrektur ein absolutes Erfordernis der Steuerfunktion ist.
Die Verwendung von zwei separaten Steuerschaltungen zur Steuerung des A/F- Verhältnisses bringt selbstverständlich beträchtliche Komplikationen und Kosten mit sich, während gleichzeitig ein Anstieg der Fehlerrisiken im Vergleich zur Verwendung einer einzigen Steuerschaltung eintritt. Es wird jedoch für notwendig gehalten, zwei Steuerschaltungen zu verwenden, um eine funktionell effiziente Steuerung zu erreichen.
Ein Steuersystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, welches einleitend unter dem Begriff "technisches Gebiet" erwähnt wurde, ist aus EP-A-275 169 bekannt. Das System umfaßt mindestens einen Steuereingang, wie z. B. die Zündzeitpunkte und den Kraftstoffbedarf. Jeder Steuereingang besitzt eine Tabelle mit gespeicherten Informationen, welche durch die Funktionsverhältnisse des Motors, z. B. die Motorgeschwindigkeit und den Kraftbedarf, angesteuert wird, um einen Basiswert zu erzeugen. Ein Steuereingang wird periodisch um den Basiswert abgelenkt, und der Motorausgang wird erfaßt. Das heißt, der Vorzündwinkel wird zwischen +3º und -3º um den Basiswert des Vorzündwinkels bei einer Frequenz von 10 Hz variiert oder "abgelenkt". Anders ausgedrückt, wird der Basiswert um +/- 3º um den Basiswert variiert. Alle gemessenen Geschwindigkeitswerte sind durch die Ablenkung beeinflußt, und das erzeugt eine +/- Geschwindigkeitsveränderung oder eine Geschwindigkeits-"Vibration". Es besteht aber ein bestimmtes Risiko, daß diese Geschwindigkeitsveränderung spürbar und für der Benutzer negativ ist. Das Steuersystem ist kompliziert und kostenaufwendig.

Aufgabe der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, die zuvor erwähnten Probleme durch Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoff und/oder Luftzuführung zu einem Verbrenungsmotor in dessen Kraftzuführungsbereich, z. B. in den Vergaser oder in das Kraftstoffeinspritzsystem, erheblich zu reduzieren, und zu sichern, daß das AlF-Verhältnis bei unterschiedlichen Funktionsbedingungen automatisch an den erforderlichen Wert angepaßt wird. Diese Aufgabe wird ohne die Verwendung eines Sauerstoffsensors (Lambdafühlers) gelöst.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorstehende Aufgabe wird gelöst, indem das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung die Merkmale aufweisen, welche in den anliegenden Ansprüchen umrissen sind.
Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens eine Umlaufzeit auf eine Drehzahl bezieht, die im wesentlichen durch die kurzzeitige Veränderung des Luft-/Kraftstoff-Mischungsverhältnisses unbeeinflußt ist, vorzugsweise auf einen Umlauf des Motors, wel che früh genug erfolgt, so daß die Änderung des Luft-/Kraftstoff-Mischungsverhältnisses keine Zeit hat, die Drehzahl zu beeinflussen, während mindestens eine Umlaufzeit sich auf eine Drehzahl bezieht, welche durch die Änderung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses beeinflußt wurde, und auf der Basis dieser Umlaufzeiten zumindest eine Differenz in den Umlaufzeiten zwischen unbeeinflußten und beeinflußten Drehzahlen berechnet wird, und auf der Basis der so erhaltenen Differenz die Steuereinheit, wenn eine Differenz vorhanden ist, eine Verstelleinrichtung betätigt, um das Mischungsverhältnis A/F in der erforderlichen Richtung zu einem fetteren oder einem magereren Gemisch hin zu verändern, wonach das gesamte Verfahren in der rückgekoppelten Drehzahlsteuerschaltung wiederholt wird, so daß die unkorrigierte Kurve des Mischungsverhältnisses des Luft-/Kraftstoff-Mischungsverhältnisses A/F zu einem erforderlichen Wert hin bewegt wird, und diese Steuerung ohne Verwendung eines Basiswertes für den Steuereingang als eine Funktion der Funktionsbedingungen des Motors durchgeführt wird. Der Begriff Zeitdauer der Umdrehung oder Umdrehungszeit wird hier verwendet, um die Zeitdauer einer Umdrehung zu bestimmen, z. B. für jede Umlaufzeit durch Messung der Dauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zündimpulsen. Das bedeutet, daß die Erfindung keine Tabellen verwendet, welche durch die Motorparameter, z. B. die Geschwindigkeit und die Belastung gegeben sind, um einen Basiswert zu bestimmen, wie dies in EP-A-275 169 beschrieben ist. Das reduziert die Kompliziertheit und die Kosten beträchtlich. Weiterhin gibt es keine Störung. Statt dessen gibt es eine kurzzeitige Veränderung des Mischungsverhältnisses, und mindestens eine gemessene Umlaufzeit bezieht sich auf eine Drehzahl, welche durch die kurzzeitige Veränderung im wesentlichen unbeeinflußt geblieben ist. Mindestens eine Differenz in den Umlaufzeiten zwischen unbeeinflußten und beeinflußten Drehzahlen wird berechnet. All dies vermindert wesentlich das Risiko, daß die Geschwindigkeitsänderung für den Betreiber bemerkbar und negativ ist. Mit anderen Worten basiert die Steuerung auf der Veränderung der Umlaufzeit, welche sich als Folge der übermittelten kurzzeitigen Veränderung des A/F-Verhältnisses einstellt, und die Basis für die Veränderung, sofern erforderlich, des A/F-Verhältnisses in der erforderlichen Richtung bildet. Allgemein gesprochen, kann gesagt werden, daß ein Ansteigen der Drehzahl, d. h. eine kürzere Umlaufgeschwindigkeiten, ein Anzeichen dafür ist, daß die kurzzeitige Veränderung des A/F-Verhältnisses zu einem erhöhten Mischungsverhältnis geführt hat.
In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden eine Anzahl von gemessenen Umlaufzeiten verwendet, vorzugsweise 4, welche sich auf Drehzahlen beziehen, welche im wesentlichen durch die kurzzeitige Veränderung des A/F-Verhältnisses unbeeinflußt geblieben sind, wohingegen eine Anzahl von Umlaufzeiten, vorzugsweise etwa 4 solcher Zeiten, sich auf Drehzahlen beziehen, welche durch die Veränderung beeinflußt wurden. Auf der Basis dieser Drehzahlen werden eine Anzahl, vorzugsweise 4 von Umlaufzeitdifferenzen zwischen unbeeinflußten und beeinflußten Umlaufzeiten errechnet. Durch Verwendung verschiedener Differenzwerte wird eine Art von Durchschnittswert berechnet, welcher eine sicherere Basis für die Steuerung darstellt.
Um die Sicherheit weiter zu erhöhen, werden Umlaufzeiten von einigen verschiedenen kurzzeitigen Veränderungen des Mischungsverhältnisses, welches sich normalerweise auf kurzzeitige magerere Mischungen, d. h. eine Verschiebung des Verhältnisses zwischen dem Anteil von Kraftstoff und dem Anteil von Luft, beziehen, gesammelt.
Es ist wichtig, daß die Umlaufzeitdifferenz, welche so erlangt wird, sich tatsächlich auf die Veränderung des Mischungsverhältnisses und nicht auf eine Veränderung der Belastung oder Beschleunigung bezieht. Dies kann durch Verwendung verschiedener Korrektionsverfahren erreicht werden. Eines dieser Verfahren besteht darin, eine Anzahl von Umlaufzeiten, z. B. alle, zu sammeln, und die Umlaufzeitwerte in bezug auf die Frequenzänderung, welche sie zeigen, einer Bandpaß-Filterung zu unterziehen, weil eine Veränderung des Mischungsverhältnisses zu einer typischen Veränderung der Geschwindigkeit der Umlaufzeiten des Motors führt. Die Umlaufzeit-Veränderungen, welche diese Ge schwindigkeit oder Frequenz zeigen, werden dann durchgelassen, während Umlaufzeit-Veränderungen, welche höhere oder niedrigere Frequenzen aufweisen, durch das Filter abgetrennt werden.
Die folgende detaillierte Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen soll sowohl die Art und Weise, in welcher der Durchschnittswert gebildet wird als auch das Korrekturverfahren, die Wahrscheinlichkeitsprüfung usw. klar erkennen lassen. Die Situation wird anhand der Flußdiagramme und Zeichnungen zum großen Teil besser verständlich. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen deshalb anhand der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele erläutert werden.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung soll im folgenden anhand verschiedener Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher beschrieben werden, wobei in den verschiedenen Figuren gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Teile zu bezeichnen.
Fig. 1a ist eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Steuersystems.
Fig. 1b ist ein Flußdiagramm, welches das grundlegende Prinzip der erfindungsgemäßen Steuerung zeigt.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Vergasers, welcher an das Steuersystem nach Fig. 1 angepaßt ist, wobei der Vergaser in Richtung der eintretenden Luft dargestellt und in erster Linie dafür vorgesehen ist, einen über das Kurbelgehäuse gespülten Zweitaktmotor zu versorgen.
Fig. 3 ist ein Diagramm, welches die Veränderung der Motorleistung in Abhängigkeit des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses A/F zeigt.
Fig. 4 zeigt das Luft-/Kraftstoff-Verhältnis A/F des Motors als Funktion einer Anzahl von Motorumdrehungen eines Vergasermotors.
Fig. 5 zeigt die Art und Weise, in welcher die Anzahl von Umdrehungen durch eine kurzzeitige Veränderung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses des Motors beeinflußt wird, wenn der Motor eine magere Grundeinstellung besitzt. Es sind fünf verschiedene Beispiele von kurzen Veränderungen dargestellt. Die Veränderungen betreffen ein vollständiges Abschalten der Kraftstoffzufuhr zum Motor, während der Motorumdrehungen 1, 2, 3, 4 und 5 für jeden über das Kurbelgehäuse gespülten, mit Vergaser versehenem Zweitaktmotor.
Fig. 6 entspricht vollständig der Fig. 5 mit der Ausnahme, daß der Motor eine fette Grundeinstellung besitzt.
Fig. 7 zeigt mittels einer gestrichelten Kurve ein Beispiel der Veränderung der Drehzahl eines Motors, welcher einerseits durch kurze Veränderungen des Luft-/Kraftstoffverhältnisses und andererseits durch Änderungen der Belastungen bewirkt wird. Eine in Vollinie dargestellte Kurve zeigt die Art und Weise, in welcher im Prinzip ein Ausgleich für eine solche Änderung der Belastung in dem Steuersystem bewirkt wird.
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, welches im Prinzip die Funktion des erfindungsgemäßen Steuersystems zeigt.
Fig. 9 ist ein vollständigeres Flußdiagramm, welches sich auf eine besondere Steuersituation des Motors bezieht. Die Steuereinheit führt diesen Ablauf bei jeder Umdrehung einmal aus.
Fig. 10 zeigt die Anordnung des Antriebes des Steuersystems.
In der schematisch wiedergegebenen Zeichnung nach Fig. 1a bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Verbrennungsmotor und das Bezugszeichen 2 den Kraftstoffzuführungsbereich des Motors. Der Kraftstoffzuführungsbereich kann z. B. ein Vergaser oder ein Kraftstoffeinspritzsystem sein. Veränderungen des A/F- Verhältnisses des Motors treten normalerweise durch Beeinflussung der Kraftstoffzufuhr zum Motor ein. Dies kann durch Betätigung von einem oder zwei Einstell- oder Nachstelleinrichtungen 6, 7 unter der Voraussetzung geschehen, daß es sich bei dem Motor um einen Einzylindermotor handelt. Normalerweise erfordert jeder Zylinder eine individuelle Einstelleinrichtung. Im Prinzip kann das AlF-Verhältnis selbstverständlich auch mittels der Einstelleinrichtung 6, 7, welche die Luftzufuhr des Motors beeinflußt, gesteuert werden. Von dem Motor 1 erhält eine Steuereinheit 4 Informationen 5, welche die Geschwindigkeit des Motors anzeigen. Die Steuereinheit 4 beeinflußt mindestens eine Einstelleinrichtung 6, 7. Die Steuerung der Einstelleinrichtung 6, 7 durch die Steuereinheit 4 basiert somit auf der Information über die Drehzahl, welche vom Motor ausgeht. Mit anderen Worten ist die Steuereinheit 4 in einen Rückkopplungs- Steuerkreis 3 für die Drehzahl integriert.
Bei Motoren, welche ein Kraftstoffeinspritzsystem besitzen, beeinflußt die Steuereinheit 4 normalerweise ein Einspritzventil für jeden Zylinder. Dieses Einspritzventil kann direkt innerhalb des Zylinders angeordnet sein, wie z. B. bei einem Dieselmotor mit Kraftstoff-Direkteinspritzung, oder es kann neben dem Zylinder in einem Ansaugrohr oder dergleichen oder in einer Vorverbrennungskammer angeordnet sein. Die Beispiele beziehen sich auf einen mit Benzin betriebenen Motor oder auf einen Dieselmotor mit Vorverbrennungskammer. Die Steuerung wird bewirkt, indem die Steuereinheit 4 kurzzeitig das Einspritzventil durch kurzzeitige Drosselung des Durchflusses oder durch kurzzeitiges Schließen beeinflußt.
Die Art und Weise in welcher die kurzzeitige Veränderung der Kraftstoffzufuhr bewirkt wird, hängt in hohem Maße vom betroffenen Motortyp ab. In über das Kurbelgehäuse gespülten Zweitaktmotoren mit Vergaser hat der Kraftstoff einen langen Weg vom Vergaser zum Zylinder zurückzulegen und es findet eine innige Vermischung statt. Die Kraftstoffzufuhr zum Vergaser kann dort über mehrere Motorumdrehungen geschlossen werden. In einem Motor, in welchen der Kraftstoff in die verschiedenen Zylinder eingespritzt wird, gibt es keinen Vermischungseffekt. Das Schließen der Kraftstoffzufuhr muß in diesem Fall beträchtlich kürzer sein, und kann vielleicht nur über einen kleinen Teil einer Umdrehung des Motors stattfinden. Es ist ebenfalls möglich, das Mischungsverhältnis durch kurzzeitige Drosselung der Kraftstoffzufuhr zu beeinflussen.
Fig. 1b zeigt das grundsätzliche Prinzip zur Steuerung des Luft-/Kraftstoffverhältnisses des Motors. Anfänglich wird das A/F-Verhältnis kurzzeitig verändert. Dies kann z. B. durch kurzzeitige Drosselung oder Sperrung der Kraftstoffzufuhr erfolgen. In Verbindung mit der Veränderung wird eine Anzahl von Motorumlaufzeiten gemessen. Die Umlaufzeiten beziehen sich auf Drehzahlen des Motors, welche in der Weise gemessen werden, daß mindestens eine Umdrehung des Motors, welche durch die Veränderung unbeeinflußt ist, vorzugsweise ein Umlauf des Motors, welcher früh genug erfolgt, so daß die Änderung des Luft-/Kraftstoff-Mischungsverhältnisses keine Zeit hat, die Drehzahl zu beeinflussen, z. B. eine der Umdrehungen 1 bis 4 in den Fig. 5 und 6. Im Prinzip kann auch eine spätere Umdrehung des Motors, z. B. zwischen den Umdrehungen 50 und 100 in den Fig. 5 und 6 gewählt werden, aber dies würde dazu führen, daß es wesentlich schwieriger wäre, die Umlaufzeiten zu korrigieren, um eine Gesamtveränderung der Drehzahl, wie im folgenden beschrieben, zu erreichen. Mindestens eine Umdrehung des Motors wird in solcher Weise gewählt, daß sie durch die kurzzeitige Veränderung des A/F-Verhältnisses beeinflußt ist, z. B. eine der Umdrehungen 20 bis 40 in den Fig. 5 und 6. In dieser Weise wird es möglich, eine durch die Veränderung des AlF-Verhältnisses verursachte Differenz der Umlaufzeit zu errechnen. Auf der Basis dieser Umlauf zeitdifferenz kann, wenn erforderlich, eine Veränderung des Mischungsverhältnisses in der erforderlichen Richtung zu einem magereren oder fetteren Gemisch erfolgen. Weil die Drehzahl dem Kehrwert der Umlaufzeit gleich ist, spielt es keine Rolle, ob das System auf der Basis der Drehzahlen oder der Umlaufzeiten arbeitet.
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Vergasers, welcher an ein erfindungsgemäßes Steuersystem angeschlossen ist. Das Steuersystem ist schematisch dargestellt. Das in Fig. 2 dargestellte Steuersystem ist eine spezielle von verschiedenen möglichen Ausführungsformen. Um keinen Gegensatz zwischen den allgemeinen Benennungen, welche die Einstelleinrichtungen 6, 7 in Fig. 1 betreffen, und den Bezeichnungen in Fig. 2 aufkommen zu lassen, sind die besonderen Einstelleinrichtungen in Fig. 2 mit den Bezugszeichen 10, 11 bezeichnet.
Der Vergaser umfaßt ein Gehäuse 12 mit einem Durchflußkanal 13, und, der Vergaser wird in Richtung des Luftdurchflusses betrachtet. In dem Durchflußkanal ist ein Drosselklappenventil 14 und, wenn erforderlich, ein Starter-Ventil angeordnet. Weiterhin umfaßt der Vergaser eine Kraftstoff oder Meßkammer 16. Letztere umfaßt eine membrangesteuerte Kraftstoffdrosseleinrichtung. Der Vergaser ist ein völlig konventioneller Membranvergaser, und aus diesem Grund soll er nicht detaillierter dargestellt oder beschrieben werden. Eine Kraftstoffdüse 15 bildet den Kraftstoffeinlaß zum Vergaser, und mittels einer Pumpe wird der Kraftstoff in die Kraftstoffkammer 16 gepumpt. Von der Kraftstoffkammer 16 wird der Kraftstoff über eine Drosseleinrichtung geleitet, wobei die Drosselung durch eine Meßstange 17 bewirkt wird. Die Meßstange wird durch einen Gleichstrommotor, welcher die Meßstange 17 über ein Getriebe 19 verschiebt, in seiner Längsrichtung hin- und herbewegt. Von der Meßstange 17 wird der Kraftstoff zu einem Starterventil 11 zugeführt. Dies ist ein Magnetventil, welches den Durchfluß zum Durchflußkanal 13 schließt oder öffnet. Es handelt sich somit um ein sehr einfaches und zuverlässiges Magnetventil des Ein-Aus-Typs. Wie zuvor er wähnt, fließt der Kraftstoff von dem Starterventil 11 weiter zum Durchflußkanal 13, in welchen er eingespritzt wird, solange das Starterventil nicht geschlossen ist. Im Prinzip ist es möglich, sowohl die Schließ- als auch die Drosselungsfunktionen in der Einstelleinrichtung 10 vorzunehmen. Letztere muß dann in der Lage sein, den Durchfluß zu schließen und zu öffnen und genau zu regeln.
Das in Fig. 2 dargestellte Beispiel betrifft in erster Linie einen Vergaser in einem über das Kurbelgehäuse gespülten Zweitaktmotor, in welchem das Starterventil über mehrere Umdrehungen des Motors geschlossen wird. In einem Viertaktmotor werden kürzere Schließperioden verwendet, weil der Verdünnungseffekt in diesem Fall beträchtlich vermindert ist. Für eine kurzzeitige Schließung der Kraftstoffzufuhr ist es außerdem möglich, den Drosselungseffekt zu verwenden, welcher durch die Membran eines Membranvergasers gesteuert wird. In diesem Fall läßt ein impulsgesteuertes Ventil vorübergehend einen Unterdruck, z. B. vom Kurbelgehäuse des Motors, durch, was zu einem kurzzeitigen Abschalten führt. Selbstverständlich kann auch eine Vakuumpumpe als Unterdruckquelle verwendet werden. Es ist außerdem möglich, von einer kurzzeitigen Drosselung des gesamten Kraftstofflusses Gebrauch zu machen. Wenn zwei Einstelleinrichtungen 6, 7; 10, 11 verwendet werden, kann eines, z. B. das Starterventil 7; 11 dann kurzzeitig den Durchfluß drosseln oder einen teilweisen Durchfluß in den Vergaser oder das Einspritzventil kurzzeitig stoppen. Wenn nur eine Einstelleinrichtung 6; 10 verwendet wird, sollte letztere kurzzeitig ein weiteres Mal gedrosselt werden. Wenn ein Schrittmotor verwendet wird, um die Meßstange 17 zu betätigen, kann diese kurzzeitig eine vorbestimmte Anzahl von Schritten in Richtung erhöhter Drosselung bewegt und dann zurückgezogen werden. Wenn ein Schließen erwünscht ist, kann das andererseits über die Anzahl von Schritten, die das Schließen bewirken, betrieben werden, und dann wird es mit einer gleichen Anzahl von Schritten rückwärts betrieben.
Die Steuerung der Kraftstoffzufuhr zum Motor kann allgemein wie folgt beschrieben werden: Eine detailliertere Beschreibung soll in Verbindung mit den folgenden Figuren vorgenommen werden, in welchen die Grundlage für die Steuerung und die die Steuerung betreffenden Flußdiagramme dargestellt sind. Die Rückkopplungs-Steuereinheit 4 schließt die Kraftstoffzufuhr zum Durchflußkanal 13 des Vergasers durch Schließen des Starterventiles 11 kurzzeitig. In dem erwähnten Fall, d. h. bei einem über das Kurbelgehäuse gespülten Zweitaktmotor, wird das Starterventil während einer und bis zu fünf Motorumdrehungen, gewöhnlich über drei bis vier Motorumdrehungen, geschlossen. Im Ergebnis kommt es zu einer Veränderung der Motorgeschwindigkeit. Bei einer mageren Grundeinstellung erfolgt die Veränderung nach Fig. 4 und bei einer fetten Grundeinstellung des Motors nach Fig. 7. Die Fig. 5 und 6 stellen, mit anderen Worten, die Drehzahl in fünf verschiedenen Fällen dar. Die Kurve, welche mit Nr. 1 bezeichnet ist, zeigt die Drehzahl, wenn die Kraftstoffzufuhr über eine Umdrehung des Motors gestoppt wurde, während die Kurve 2 die Drehzahl angibt, wenn die Kraftstoffzufuhr über zwei Umdrehungen des Motors gestoppt wird und so weiter. Die Steuereinheit 4 erhält Informationen vom Motor über die Drehzahl 5. In Verbindung mit dem kurzzeitigen Schließen der Kraftstoffzufuhr werden eine Anzahl von Umlaufzeiten gespeichert. Diese werden in solcher Weise gespeichert, daß einige von ihnen durch das Schließen der Kraftstoffzufuhr unbeeinflußt geblieben sind, während einige davon beeinflußt wurden. Durch Vergleich der beeinflußten mit den unbeeinflußten Umlaufzeiten ist es möglich, die Veränderung der Motorgeschwindigkeit auf der Basis des Abschaltens der Kraftstoffzufuhr zu berechnen. Weil eine Anzahl von Differenzen zwischen unbeeinflußten und beeinflußten Umlaufzeiten verwendet wird, um einen Einfluß auf die Drehzahl auszuüben, ist das Verfahren mit der Berechnung eines Durchschnittswertes vergleichbar. Die Rückkopplungs-Steuereinheit 4 analysiert die Veränderung der Drehzahl und auf deren Basis sowie auf der Basis von gespeicherten Informationen befiehlt sie eine Änderung der Einstellung der Meßstange 17. Die Änderung wird erreicht, indem der Gleichstrommotor 18 über das Getriebe 19 die Stange 17 in der erforderlichen Richtung etwas verstellt, d. h. einer kleineren oder größeren Menge von Kraftstoff den Durchfluß ermöglicht, mit anderen Worten ein fetteres oder ein magereres Mischungverhältnis A/F erzeugt.
Die Fig. 3 und 4 zeigen die Grundlagen der Steuerung des über einen Vergaser versorgten Verbrennungsmotors im Zusammenhang mit Fig. 2. Fig. 3 zeigt die in Abhängigkeit der verschiedenen Luft-/Kraftstoff-Verhältnisse entstehenden Veränderungen der Motorkraft. Die Position der optimalen Kraft ist am Wendepunkt der entstehenden Kurve markiert. Mit anderen Worten, die Motorkraft verringert sich in beiden Fällen, wenn das Gemisch fetter oder magerer ist als das, welches die größte Kraft erzeugt. Normalerweise ist ein Luft-/Kraftstoff-Verhältnis erwünscht, welches sich etwas auf der magereren Seite der Position der optimalen Wirtschaftlichkeit befindet, aus dem Grunde, um eine gute Kombination zwischen wirtschaftlichem Kraftstoffverbrauch und einer hohen Kraft zu erreichen.
Fig. 4 zeigt die Veränderung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses in Abhängigkeit der Drehzahl des Motors bei einem normalen Membranvergaser. Die obere, als Einsenkung geformte Kurve stellt eine sogenannte "nicht korrigierte Kurve" dar, in welcher keine Korrektur durch das Steuersystem vorgenommen wurde. Die Kurve des A/F-Verhältnisses befindet sich auf der Seite des fetten Gemisches. Das erforderliche A/F-Verhältnis ist eine horizontale Linie, welche durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, die sich etwas mehr auf der mageren Seite befindet. Der Rückkopplungs-Steuerkreis 3 für die Drehzahl bringt die A/F-Kurve auf die erforderliche Höhe. Aufgrund ihrer Form weicht sie teilweise von den idealen Werten des A/F-Verhältnisses ab. In Fig. 4 trägt diese Kurve den Hinweis "nach lediglich durch Rückkopplung vorgenommener Korrektur". Es hat sich gezeigt, daß diese Steuerung in Zweitaktmotoren zum Antrieb von Sägen gut arbeitet. Dies ist überraschend, weil bisher immer angenommen wurde, daß es notwendig ist, die Kurve des A/F-Verhältnisses "abzuflachen", um ein befriedigendes Ergebnis zu erzielen.
Die Fig. 5 und 6 wurden vorstehend bereits allgemein erläutert, und sie soll nun zusammen mit dem Flußdiagramm nach den Fig. 8 und 9 detaillierter erläutert werden.
Fig. 7 zeigt die Betrachtung einer Veränderung der Belastung oder Beschleunigung, welche gleichzeitig mit der kurzzeitigen Veränderung des Mischungsverhältnisses auftritt. Die gestrichelte Kurve zeigt einen typischen Verlauf der Drehzahl in einem Motor, wenn er durch eine Veränderung der Belastung und eine zeitweise Veränderung des Mischungsverhältnisses beeinflußt wird. Es kann sich z. B. um eine Motorsäge handeln, welche durch einen erhöhten Widerstand belastet wird, und bei der als Folge davon ein Abfall der Drehzahl, d. h. eine "normale Veränderung der Drehzahl" eintritt. Infolge der kurzzeitigen Veränderung des Mischungsverhältnisses, normalerweise zu einem magereren Gemisch, fällt die Drehzahl etwa innerhalb des Gebietes der Umdrehungen 10-25 um einen übermäßigen Betrag ab. Dies wird in einem zusätzlichen Abfall der sanften Abwärtsneigung umgesetzt. Wenn stattdessen die Beschleunigung bei konstanter Last erhöht wurde, erfährt die Kurve einen Aufwärtstrend mit einem Abfall, welcher von der kurzzeitigen Veränderung des Mischungsverhältnisses herrührt. Das Beispiel der Fig. 7 entspricht einer mageren Grundeinstellung des Motors entsprechend Fig. 5. Veränderungen der Last oder Beschleunigung führen somit zu einer langen oder umfassenden Veränderung der Drehzahl, im Gegensatz zu der kurzen, welche durch die kurzzeitige Veränderung des Mischungsverhältnisses entsteht. Die umfassende Veränderung der Drehzahl muß bei der Analyse der Veränderung der Drehzahl im Zusammenhang mit der kurzzeitigen Veränderung des Mischungsverhältnisses betrachtet werden. Fig. 7 zeigt ein Verfahren zur Vornahme einer Korrektur dieser Art.
Die Korrektur wurde durch Vergleich des Verhältnisses der Drehzahlen bei den Umläufen 100 und 1 durchgeführt. Danach wird die Drehzahl des Umlaufes 100 auf denselben Wert erhöht wie die Drehzahl des Umlaufes 1. Die Werte dieser Erhöhung oder Korrektur werden danach in einem linear abweichenden Wert anderen Umläufen hinzugefügt, d. h. dem Umlauf 50 wird der halbe Korrekturwert, dem Umlauf 20 ein Fünftel des Korrekturwertes usw. hinzugefügt. Diese Korrekturen erzeugen die mit Vollinie dargestellte Kurve, welche aufgrund der Veränderung der Belastung oder der Beschleunigung korrigiert ist. Diese stimmt sehr gut mit der Kurve überein, welche man im Gegensatz zu dieser erhalten würde, wenn der Motor einer konstanten Belastung und Beschleunigung unterworfen ist und einer kurzzeitigen Veränderung des Mischungsverhältnisses ausgesetzt wird. In dieser Figur sind rstart = Umdrehung 1 und rend = Umdrehung 100 angegeben. Die Differenz der Drehzahl zwischen rstart und rend wird somit in ein Korrektursignal umgesetzt, und letzteres wird in unterschiedlichem Maß anderen Umläufen zugefügt. Das Verhältnis der vollen Korrektur ist dann (r - rstart) geteilt durch (rend - rstart). Somit ist rend vollständig korrigiert und auf denselben Wert wie rstart gebracht, dessen Wert jedoch keinerlei Korrektur enthält, und r = 50 erhält etwa die halbe Korrektur. Selbstverständlich kann eine größere Zahl von Drehzahlen verwendet werden, um eine Art von Durchschnitts- oder Mittelwerten zu gewinnen, in welchem Falle z. B. rstart die Umläufe 1-4 und rend die Umläufe 97-100 umfassen kann.
Ein anderer Weg zur Korrektur der Umlaufzeiten geschieht durch Bandpaß- Transformation oder "Bandpaß-Filterung" der Umlaufzeiten bezüglich der von ihnen erzeugten Frequenzänderungen. Dies bedeutet, daß die Bandpaßfilterung in der Frequenzebene erfolgt. Die gestrichelte Kurve wird dann durch ein Filter dieser Art umgesetzt, welches sichert, daß nur Umlaufzeitänderungen oder Drehzahländerungen, welche annähernd die erwartete Drehzahl oder Frequenz aufweisen, unbeeinflußt durchgelassen werden. Im Falle niedrigerer Frequenzen, z. B. von solchen, die durch Veränderung der Belastung oder Beschleunigung auftreten, tritt eine Veränderung in der Weise ein, daß diese Schwingungen "gedämpft" werden, z. B. durch einen 20fachen Dämpfungsfaktor. Im Ergebnis dessen wird annähernd die in Fig. 7 mit Vollinie dargestellte Kurve erreicht. Im Falle, daß die mit gestrichelter Linie dargestellte Kurve auch eine hohe "Störfrequenz", z. B. eine Meßstörung, aufweist, wird diese durch die Bandpaß filterung ebenfalls "ausgelöscht". Die Bandbreite kann selbstverständlich auch so gewählt werden, daß infragestehende hohe Frequenzen nicht ausgelöscht werden, d. h. daß sie mehr den Charakter eines Hochpaßfilters besitzt. Weil nur eine Umsetzung der Umlaufzeitkurve vorgenommen wurde, bleiben alle Umlaufzeiten erhalten. Das bedeutet, daß andere Teile des Steuerprogrammes identisch zu jenen sein können, welche mit Bezug zu dem zuvor erwähnten Korrekturverfahren verwendet wurden. Die beiden Korrekturverfahren können auch kombiniert werden.
Die Fig. 8 und 9 sind Flußdiagramme, welche sich auf ein erfindungsgemäßes Steuersystem beziehen. Fig. 8 zeigt in allgemeinerer Form das gesamte Steuerverfahren, während Fig. 9 in vollständigerer Weise einen Programmablaufzyklus darstellt, welcher bei jeder Motorumdrehung von der Steuereinheit 4 einmal durchlaufen wird. Beide basieren auf einer Motoranwendung, welche tatsächlich eine Steuerung erfordert, weil sie sich beide auf die Steuerung eines Motors für eine Motorsäge beziehen. Ihre Funktionsbedingungen sind gekennzeichnet durch schnelle Veränderungen der Belastung sowie schnelle Veränderungen der Beschleunigung. Dies führt zu häufigen Veränderungen der Drehzahlen. In vielen anderen Motoranwendungen sind solche Veränderungen sehr selten, z. B. bei Flugzeug- und Schiffsmotoren. Der Motor für die Motorsäge ist ein Zweitaktmotor mit Vergaser und Spülung im Kurbelgehäuse. Das bedeutet, daß die kurze Veränderung des Mischungsverhältnisses, d. h. des A/F-Verhältnisses, vorzugsweise mittels einer kurzzeitigen Schließung der Kraftstoffzufuhr über mehrere Motorumdrehungen erfolgt. Allgemeiner kann diese Veränderung stattdessen durch zeitweilige Drosselung der Kraftstoffzufuhr oder sogar durch Beeinflussung der Luftzufuhr zum Motor bewirkt werden. Kurz gefaßt bedeutet dies, daß bei einer allgemeineren funktionellen Anwendung, insbesondere bei Anwendungen, welche vom funktionellen Standpunkt aus einfacher sind, das Flußdiagramm einfacher aussehen kann als das in den Fig. 8 und 9 dargestellte, und dem in Fig. 1b dargestellten ähnlicher ist. Es kann dann möglich sein, daß es nicht notwendig ist, für eine Korrektur der umfassenden Dreh zahländerung zu sorgen und die gemessenen Umlaufzeiten zu korrigieren. In einem "einfachereren" Fall kann eine geringere Anzahl von Drehzahldifferenzen für Steuerzwecke verwendet werden, und die Notwendigkeit für eine Wahrscheinlichkeitsprüfung wird vermindert.
Im Hinblick auf das vorgenannte sind die Flußdiagramme der Fig. 8 und 9 aufeinanderfolgend dargestellt, wobei das zusammenfassende Diagramm nach Fig. 8 als Einführung dient, um das Verständnis des Flußdiagrammes nach Fig. 9 zu erleichtern. Das erste Kästchen in Fig. 8 betrifft die "kurzzeitige Schließung der Kraftstoffzufuhr". Die Schließung betrifft die Umläufe 96, 97, 98 und 99 des Zyklusses, welche der beschriebenen vorhergehen. Vergleiche hierzu die Fig. 5-7. Das nächste Kästchen ist mit "Messen einer Anzahl von Umlaufzeiten in Verbindung mit dem Schließen" bezeichnet. In diesem Fall wird die Umlaufzeit der Umläufe 1 bis einschließlich 4 und der Umläufe 29 bis einschließlich 32 gemessen, und diese Umlaufzeiten werden im Speicher gespeichert. In Verbindung mit dem Schließen während der Umläufe 96 bis einschließlich 99 im vorhergehenden Zyklus werden somit vier frühere Umläufe 1 bis 4 ebenso wie vier spätere Umläufe 29 bis 32 in dem beschriebenen Zyklus gemessen. Die Umläufe 1 bis einschließlich 4 wurden gewählt, weil hier die Drehzahl durch das gerade ausgeführte Schließen der Kraftstoffzufuhr noch nicht beeinflußt ist. Es ist zu beachten, daß in Fig. 5 die Schließung der Kraftstoffzufuhr während der Umläufe 96 bis einschließlich 99 angegeben ist, was dem Flußdiagramm 9 entspricht. Andererseits zeigen die Zeichnungen auch die Entwicklung der Drehzahl nach dem Schließen der Kraftstoffzufuhr während der Umläufe 1, 2, 3 und 5.
Das nächste Kästchen im Flußdiagramm nach Fig. 8 ist mit "Sind die Steuerbedingungen vorhanden?". An dieser Stufe muß nur eine Bedingung vorhanden sein, nämlich die Feststellung, ob die Drehzahl sich innerhalb der Steuergrenze, in diesem Fall 150-200 U/sek, d. h. 9000-12000 U/min befindet. Wenn dies der Fall ist, wird das Programm weiter in Richtung zur Anpassung des AlF-Verhältnisses durchgeführt. Ist dies nicht der Fall, werden die Umdrehungen und Um laufzeiten wieder auf Null zurückgesetzt, d. h. die gemessenen Umlaufzeiten werden gelöscht. Das Verfahren wird erneut durchgeführt, und dies wird fortgesetzt, bis die Drehzahl sich innerhalb der Steuergrenzen befindet.
Nunmehr wird auf den entsprechenden Teil des in Fig. 9 dargestellten vollständigeren Flußdiagramms Bezug genommen. Dieses Programm wird einmal pro Umlauf durchgeführt, und der Anfang soll beim Kästchen "Zündimpuls?" erfolgen. Es ist ein Zündimpulssignal erforderlich, um die Umlaufzeiten zu bestimmen. Wenn ein Zündimpulssignal empfangen wurde, werden die Umläufe durch Addition einer Einheit bewertet. In dem nächsten Kästchen "Umlauf unterhalb 5 oder zwischen 29 und 32?" werden acht Umläufe ausgewählt, so daß deren Umlaufzeiten gemessen und gespeichert werden können. Dies bedeutet im. Fall des Umlaufes 1, daß die Antwort "JA" lautet und dessen Umlaufzeit gespeichert wird. Das Verfahren wird dann erneut durchgeführt, wobei die Umlaufzeiten, welche die Umläufe 2, 3 und 4 betreffen gespeichert werden. Die Antwort danach lautet "NEIN". Das nächste Kästchen ist mit "Umlauf ≥ 96v" bezeichnet. In diesem Kästchen lautet die Antwort "NEIN" in bezug auf die Umläufe 5 bis 28, was dazu führt, daß die vorhergehenden Kästchen erneut durchlaufen werden. Bei Umlauf Nr. 29 wir die auf diesen bezogene Zeit ebenso wie die der Umläufe 30, 31 und 32 gespeichert. Bezüglich der Umläufe 33-95 durchläuft das Programm die ersten vier Kästchen, ohne daß irgendwelche Messungen erfolgen. Bei Umlauf Nr. 96 wird das Sperrventil über 360º, d. h. über einen Motorumlauf, geschlossen. Das nächste Kästchen "Umlauf = 100?" gibt bei den Umläufen 96, 97, 98 und 99 die Antwort "NEIN". Wenn die Antwort "NEIN" lautet, wird der vorhergehende Teil des Flußdiagramms durchlaufen, wobei das Sperrventil während der entsprechenden vier Motorumläufe geschlossen gehalten wird. Beim Umlauf 100 folgt das nächste Kästen "Drehzahl innerhalb der Steuergrenze?". In diesem Fall liegt die Steuergrenze zwischen 150-200 U/sek, d. h. 9000-12000 U/min. Wenn die Antwort "NEIN" lautet, werden die Umläufe und Umlaufzeiten auf Null zurückgesetzt, wodurch die gemessenen Umlaufzeiten gelöscht werden und das Verfahren neu beginnt. An diesem Punkt ist der erste Teil der beiden Flußdiagramme bis zur gestrichelten Linie abgelaufen.
Unmittelbar unterhalb der Linie erscheint in Fig. 8 das Kästchen mit der Bezeichnung "Bilde Korrekturwert für gesamte Änderungen der Drehzahl im Zusammenhang mit Veränderungen der Beschleunigung und Belastung". Dieses Verfahren wurde bereits zuvor in Zusammenhang mit der Fig. 7 beschrieben. In Fig. 9 erscheint die entsprechende Situation im Kästchen "Umlaufzeit 1 geringer als Umlaufzeit 100, Speichere Ergebnis als Konstante. Setze Umlaufzeit auf Null zurück". Wenn der Umlauf 100 verwendet wurde, wird die Umlaufzeit somit auf Null zurückgesetzt. Dies bedeutet eine erneute Bewertung der Umläufe 0, 1, 2 usw. Ein neuer Zyklus beginnt, wenn der laufende weiter unten im Flußdiagramm beendet wurde. In derselben Weise umfaßt der neue Zyklus die Speicherung einer Anzahl von Umlaufzeit-Daten und das Schließen der Kraftstoffzufuhr (Sperrventil) über vier Motorumläufe. In diesem Fall wurde ein Zyklus von 100 Motorumläufen gewählt, weil die Motordrehzahl Zeit hatte, sich nach der kurzzeitigen Veränderung des Mischungsverhältnisses bis zu diesem Punkt zu stabilisieren. Diese Zeitdauer des Zyklus ist für den beabsichtigten Anwendungsfall des erwähnten Motors geeignet. Wie zuvor dargestellt, wird der volle Korrekturwert dem Umlauf 100, d. h. dem letzten Umlauf rend, hinzugefügt. Vorzugsweise wird die Umlaufzeitdifferenz zwischen dem Umlauf 1 und dem Umlauf 100 durch 100 geteilt und als Konstante gespeichert. Dementsprechend braucht die Konstante später nur dem beabsichtigten Motorumlauf, d. h. einem Motorumlauf zwischen 1 und 100 hinzugefügt werden. In dem folgenden Kästchen wird die Anzahl von Durchschnittswerten durch eine Einheit zusammengefaßt. Der Durchschnittswert gilt in diesem Falle für jeden Zyklus oder für den Ablauf der Umläufe 0 bis 100.
Das folgende Kästchen in Fig. 9 betrifft das Berechnungsverfahren, um den sogenannten Steuerwert zu erhalten. Diese Berechnung umfaßt drei ver schiedene Kästchen in Fig. 8 mit Ausnahme der Wahrscheinlichkeitsprüfung im letzten Kästchen. Die drei Kästchen sind
- "Gemessene Umlaufzeiten, korrigiert für Gesamtdrehzahländerung",
- "Durch Abschalten verursachte Drehzahländerung wird durch Vergleich der korrigierten Umlaufzeiten ermittelt",
- "Eine Anzahl von Umlaufzeitdifferenzen wird (mit Vorzeichen) zu einem Steuerwert (welcher auf Wahrscheinlichkeit geprüft ist) addiert".
In dem Berechnungskästchen in Fig. 9 wird der Umlauf 1 + Konstante x Null zuerst bewertet. Dies führt zum Wert Null, weil r beim Umlauf 1 = rstart ist. Dies bedeutet, daß (r - rstart) geteilt durch (rend - rstart) gleich Null ist. Von dieser unkorrigierten Umlaufzeit, welche den Umlauf 1 betrifft, wird die Zeitdauer, welche den Umlauf 29 betrifft + eine Konstante · 28 abgezogen. In diesem Fall beträgt die Korrektur gerade über 28% der vollen Korrektur. Die erste Reihe stellt somit die Umlaufzeitdifferenz zwischen einem frühen Umlauf und einem späten Umlauf in bezug zur Veränderung des A/F-Verhältnisses dar. Dies ist eine Differenz zwischen zwei korrigierten Umlaufzeiten, welche durch Messung der Umlaufzeitänderung, die durch die Änderung des A/F-Verhältnisses verursacht wurde, ermittelt wurde. Zu diesem Wert wird eine neue Umlaufzeitdifferenz zwischen einem frühen Umlauf und einem späten Umlauf, z. B. Umlauf 2 und Umlauf 30, hinzugefügt, wobei beide Umlaufzeiten korrigiert wurden. In derselben Weise wird die Differenz zwischen Umlauf 3 und Umlauf 31 und die Differenz bezüglich Umlauf 4 und 32 hinzugefügt. Die Gesamtsumme dieser vier Umlaufzeitdifferenzen wird als Steuerwert gespeichert.
Der nächste Schritt ist eine Wahrscheinlichkeitsprüfung. Entsprechend Fig. 9 wurde für diese Prüfung im Flußdiagramm ein besonderer Ablauf geschaffen. "Ist der Steuerwert wahrscheinlich? unter 1200 oder über 1200". Mit anderen Worten wird der Steuerwert geprüft, um sicherzustellen, daß er zwischen einer oberen und einer unteren Grenze liegt. Wenn die Antwort "NEIN" lautet, wird der Steuerwert auf einen wahrscheinlichen Wert festgesetzt, d. h. auf den nächstliegenden Grenzwert (+ oder - 1200). Selbstverständlich ist es auch möglich, einen Steuerwert außerhalb der angezeigten Grenzwerte einfach zu löschen. Die verbesserte Funktion wird jedoch erreicht, wenn stattdessen der Steuerwert auf einen wahrscheinlichen Wert festgesetzt wird. Im vorliegenden Fall wird ein Steuerwert innerhalb der Grenzen erwartet oder anderenfalls wird er auf den Wert des nächstliegenden Grenzwertes festgesetzt.
In Fig. 9 folgt das Kästchen "Addiere den Steuerwert zum zuvor errechneten Steuerwert. Dieser Wert wird als Gesamtsteuerwert bezeichnet". Ein entsprechendes Kästchen erscheint auch in Fig. 8. Jeder Steuerwert ist mit einer bestimmten kurzzeitigen Änderung des Mischungsverhältnisses verbunden. Durch Addition verschiedener Steuerwerte kommt es zur Berechnung einer bestimmten Art von Durchschnittswerten aus verschiedenen unterschiedlichen Veränderungen von Mischungsverhältnissen. In dem folgenden Kästchen wird die Frage gestellt, ob die Anzahl der Steuerwerte die Zahl n überschreitet (Beispiel 5). Dies bedeutet, daß die Anzahl der Durchschnittswerte z. B. von der Anzahl der in dem Gesamtsteuerwert enthaltenen Steuerwerte abhängig ist. Je größer die Zahl der Steuerwerte ist, um so sicherer ist die Durchschnittswertberechnung. Dies ist der Grundgedanke, der dem Anspruch zugrundeliegt. Wenn die Anzahl von Durchschnittswerten geringer als 5 ist, wird der Gesamtsteuerwert gespeichert und zum folgenden Steuerwert addiert. Der folgende Steuerwert wird erlangt, wenn der bisher durchlaufene Teil des Flußdiagramms ein weiteres Mal durchlaufen wurde.
Andererseits wird, wenn der Gesamtsteuerwert mehr als 5 Steuerwerte enthält, ein Vergleich zwischen dessen Größe und bestimmten Grenzwerten im Kästchen "Gesamtsteuerwert > höchster Steuergrenzwert oder Gesamtsteuerwert < niedrigster Steuergrenzwert?" durchgeführt. Weil die Steuerwerte und der Gesamt steuerwert auch Vorzeichen enthalten, ist wichtig, daß diese zwei Grenzwerte verglichen werden. Ein positiver Gesamtsteuerwert sollte demnach den höchsten Steuergrenzwert überschreiten, während ein negativer Gesamtsteuerwert geringer sein sollte als der niedrigste Steuergrenzwert. Im vorliegenden Fall ist z. B. der höchste Steuergrenzwert mit 1500 und der niedrigste Steuergrenzwert mit -750 festgesetzt. Wenn der Gesamtsteuerwert keinen der vorgegebenen Grenzwerte übersteigt, wird der Gesamtsteuerwert gespeichert und dem folgenden Steuerwert hinzugefügt, und das Verfahren erneut durchlaufen, um einen weiteren Steuerwert der Summe hinzuzufügen.
Wenn andererseits ein Gesamtsteuerwert den nächstgelegenen Grenzwert überschreitet, lautet die Antwort "JA". Dies führt zu dem Kästchen "Anpassung des Kraftstoffes. Die Differenz zwischen dem Gesamtsteuerwert und dem Steuergrenzwert bestimmt die Zeitdauer der Funktion des Gleichstrommotors, und das Vorzeichen bestimmt die Richtung". In diesem Fall wird ein Vergleich der Differenz zwischen dem Gesamtsteuerwert und dem nächstliegenden Steuergrenzwert vorgenommen. Das Vorzeichen des Differenzwertes bestimmt, in welcher Richtung die Anpassung vorzunehmen ist. Somit wird die Anpassung in Richtung des geeigneteren Mischungsverhältnisses, eines fetteren oder magereren Mischungsverhältnisses, vorgenommen. Selbstverständlich ist dies wichtig, um eine gute Funktion des Steuerverfahrens zu erreichen. Die Größe der Differenz bestimmt die Dauer der Funktion des Motors, das entspricht dem Wert der notwendigen Anpassung. Das Ergebnis ist eine Art von bedarfsgesteuerter Anpassung, welche einen Vorteil darstellt, obwohl sie nicht vollständig notwendig ist. Z. B. kann stattdessen eine Anpassung um einen vorbestimmten Wert in der richtigen Richtung erfolgen. In diesem Fall wird eine Anpassung der Kraftstoffmenge vorgenommen, d. h. eine Anpassung des AlF-Verhältnisses. Danach wird der Gesamtsteuerwert und die Anzahl von Durchschnittswerten auf Null gesetzt. Die Anzahl von Umläufen wurde bereits auf Null gesetzt. Das Verfahren wird dann wiederholt.
Die wichtigen Grundprinzipien des Verfahrens bestehen einerseits darin, Sicherheit bei der Berechnung des Durchschnittswertes zu gewährleisten, und andererseits umfassende Drehzahländerungen zu korrigieren, und weiterhin eine Wahrscheinlichkeitsprüfung vorzunehmen. Die Berechnung des Durchschnittswertes wird in mehreren Schritten durchgeführt. Zuerst werden vier unterschiedliche Differenzwerte zwischen unterschiedlichen Umlaufzeiten innerhalb jedes Zyklus, d. h. während der Motorumläufe 0-100 verwendet. Dann werden mindestens fünf Steuerwerte addiert, bevor ein Vergleich mit den vorbestimmten Steuergrenzwerten durchgeführt wird. Jeder Steuerwert gehört zu einem Zyklus, und dessen Eingangssteuerzeiten werden für umfassende Drehzahländerungen korrigiert. Die Anzahl der Steuerwerte, welche mit den Steuergrenzwerten verglichen werden, ist somit nach oben nicht festgesetzt. Das bedeutet, daß, wenn der Motor gut läuft, d. h. wenn er ein geeignetes A/F-Verhältnis besitzt, wahrscheinlich eine große Anzahl von Steuerwerten, z. B. 10, benötigt werden, bevor der Gesamtsteuerwert einen Steuergrenzwert überschreitet. In diesem Fall ist es ebenso wahrscheinlich, daß die Überschreitung geringfügig ist. Dies bedeutet, daß eine geringfügige Anpassung der Kraftstoffmenge vorgenommen wird, weil der Gleichstrommotor während einer kurzen Zeitdauer betrieben wird. Andererseits, wenn der Wert des AlF-Verhältnisses nicht besonders zufriedenstellend ist, wird jeder Steuerwert hoch sein, und der Gesamtsteuerwert wird bereits bei fünf Steuerwerten den Steuergrenzwert weit überschreiten. Dies bedeutet, daß eine große Korrektur in der richtigen Richtung vorgenommen wird. Die Beispiele zeigen klar die Vorteile dieser Steuerphilosopie.
Es ist vergleichsweise einfach, einen Drehzahlüberschreitungsschutz in das Steuersystem für das AlF-Verhältnis zu integrieren. Der Grund dafür besteht darin, daß alle notwendigen Einrichtungen zur Steuerung der Drehzahl bereits vorhanden sind. Die Steuereinheit 4 empfängt alle Drehzahlinformationen 5 vom Motor und kann eine Verstelleinrichtung 6, 7; 10, 11 in der Weise beeinflussen, daß die Kraftstoffzufuhr zum Motor gedrosselt wird. Was benötigt wird, ist lediglich eine Schrittfolge im Steuerprogramm, um die Drehzahl des Motors zu begrenzen. In dem Flußdiagramm nach Fig. 9 ist diese Schrittfolge in dem vierten Kästchen von oben enthalten, welches besagt "Umlauf ≥ 96? (oder ist die Drehzahl höher als die Grenzdrehzahl?)". Die Klammer bezieht sich somit auf den Teil, welcher den Drehzahlüberschreitungsschutz betrifft. Dieser Teil ist vorzugsweise in die A/F-Verhältnissteuerung integriert, aber selbstverständlich muß dies nicht so sein. Wenn die Drehzahl höher ist als die Grenzdrehzahl, wird das Sperrventil über 360º, d. h. über eine Motorumdrehung geschlossen. Die Frage in den nächsten Kästchen lautet "Umdrehung = 100?", und in der Regel ist die Antwort "NEIN", und der bis dahin durchlaufene Teil des Flußdiagramms wird erneut durchlaufen. Wenn die Drehzahl höher ist als die Grenzdrehzahl, wird wiederum das Sperrventil für eine weitere Umdrehung des Motors geschlossen gehalten, und in dieser Weise wird das Verfahren fortgesetzt, bis die Drehzahl nicht mehr höher ist, als die Grenzdrehzahl. Bei Umlauf = 100, lautet die Frage in dem nächsten Kästchen "Drehzahl innerhalb der Steuergrenze?", und bei der Antwort "NEIN" werden die Umläufe und Umlaufzeiten auf Null zurückgesetzt, und der bisher durchlaufene Teil des Programmes wird erneut durchlaufen. Dies bedeutet demzufolge, daß das Sperrventil geschlossen gehalten wird, bis die Drehzahl nicht länger die Grenzdrehzahl überschreitet. Wenn die Umlaufzeit beim Umlauf 100 sich innerhalb der Steuergrenze befindet, wird das Steuerverfahren zur Steuerung des A/F-Verhältnisses wie zuvor beschrieben fortgesetzt.
Das Flußdiagramm nach Fig. 9 betrifft einen Zweitaktmotor für eine Motorsäge mit Vergaser. Ganz allgemein sind die verschiedenen Werte, welche die Umläufe und die Grenzwerte betreffen, offensichtlich verschieden. Allgemein wird die Begrenzung der Drehzahl über eine Drosselung der Kraftstoffzufuhr bewirkt, wobei die Drosselung in ihrer Größe bei verschiedenen Anwendungen abweichen kann. Zusammenfassend bedeutet dies, daß die Funktion des Drehzahlüberschreitungsschutzes in sehr einfacher und effizienter Weise in das Steuersystem für das A/F-Verhältnis integriert ist. Die Funktion des Drehzahlüberschreitungsschutzes wird erlangt, ohne daß dafür irgendwelche direkte Kosten anfallen.
Die A/F-Verhältnissteuerung im Kraftstoffzuführungsbereich erfordert Antriebsenergie. Fig. 10 zeigt eine typische Anwendung, nämlich die Vergasersteuerung nach Fig. 2. In diesem Fall wird die Kraftstoffzufuhr kurzzeitig mit Hilfe eines Sperrventiles 11 unterbrochen. Normalerweise geschieht dies in einem Abstand von 100 Umläufen während der Dauer von vier Motorumdrehungen, d. h. während 4% der Zeit. Dementsprechend ist das Sperrventil ein Magnetventil, welches normalerweise offen ist, und welches schließt, wenn es während etwa 4% der Funktionszeit unter Spannung gesetzt wird. Bei der beschriebenen Anwendung in der Motorsäge benötigt das Sperrventil etwa 5 W zum Schließen. Die Anpassung des A/F-Verhältnisses wird mittels der Verstelleinrichtung 10 vorgenommen. Ein Gleichstrommotor 18 betätigt eine Steuerstange, welche die erforderliche Drosselung des Kraftstoffflusses bewirkt. Der Gleichstrommotor verbraucht nur während der Anpassung der Drosselung Energie. Bei der Anwendung in der Motorsäge entsprechend den Fig. 2 und 9 erfolgt diese Anpassung höchstens bei jeder 500sten Umdrehung. Auch wenn die Anpassung langsam erfolgt, beträgt die Anpassungszeit definitiv weniger als 1% der Funktionszeit. Während der Anpassung benötigt der Gleichstrommotor etwa 1W. Zusätzlich ist das Steuerprogramm so gestaltet, daß sichergestellt wird, daß die Anpassung mittels des Gleichstrommotors nicht erfolgt, wenn das Sperrventil betätigt wird. Die Steuereinheit 4 verbraucht extrem wenig Energie, welche im Vergleich zu der für das Sperrventil 11 und den Gleichstrommotor 18 vernachläßigbar ist.
Das in Fig. 10 dargestellte Energieversorgungssystem ist in erster Linie für einen mit einem Vergaser versehenen Zweitaktmotor einer Motorsäge gedacht, aber selbstverständlich kann er ebenso für einen ähnlichen Zweitakt- oder Viertakt-Verbrennungsmotor oder irgendeinen anderen Typ unter der Voraussetzung verwendet werden, daß er keinen Generator bzw. ein Batteriesystem aufweist, welches jedoch in größeren Motoren üblich ist. Die Feststellung, die zuvor im Hinblick auf die Kraftstoffzufuhr zum Vergaser oder das Kraftstoff einspritzsystem gemacht wurden, treffen auch auf das Energieversorgungssystem zu. Wenn in dem Steuersystem eine einzige Verstelleinrichtung verwendet wird, kann diese unter der Voraussetzung, daß deren Energieverbrauch genügend gering ist, in derselben Weise versorgt werden.
In Fig. 10 bezeichnet das Bezugszeichen 20 ein Schwungrad, welches z. B. für den Motor einer Motorsäge vorgesehen ist. Das Schwungrad besitzt gekrümmte Flügel und einige von Ihnen wurden aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen. Ein eingegossener Permanentmagnet 21 mit Nord- und Südpolen ist von Eisenkernen 22, 23 umgeben. Eine integrierte Einheit 24 für das Zündsystem und die Energieversorgung des Steuersystems ist an der Peripherie des Schwungrades angeordnet. Der Bereich 25, welcher von einem Rahmen umgeben ist, dient dem Zündsystem des Motors und weist eine völlig herkömmliche Konstruktion auf. Er umfaßt eine Primär- und eine Sekundärwicklung, welche auf den zugehörigen Schenkeln eines Eisenkernes angeordnet sind, und außerdem besitzt er eine Steuerelektronik. Bei Drehung des Schwungrades gibt der Bereich 25 Energie an die Zündkerzen des Zündsystems ab. Der Bereich 25 umfaßt normalerweise einen Eisenkern mit zwei Schenkeln, um die Spulen des Zündsystems zu halten. In diesem Fall ist der Eisenkern jedoch verlängert und besitzt einen dritten Schenkel 26. Letzterer Schenkel ist mit einer eigenen oder einer zusätzlichen Wicklung 27 versehen, deren beide Leitungsenden zu einer Energiespeichereinheit 28 führen. Die Einheit 28 umfaßt einen Kondensator zur Energiespeicherung und elektronische Einheiten zur Umwandlung des Spannungssignales von einer Wechselspannung in eine Gleichspannung und zur Glättung des Signales. Die Energiespeicherfunktion ist wichtig, weil das Steuersystem eine "hohe" Energie nur kurzzeitig benötigt. Z. B. benötigt das Sperrventil allein etwa 5 W. Andererseits erzeugt die Wicklung 27 nur etwa 3 W, was ohne die Energiespeichereinheit 28 nicht ausreichend wäre. Das Diagramm in der Zeichnung zeigt, das der Einheit 28 zugeführte Spannungssignal. In der Einheit wird es in ein Gleichspannungssignal umgeformt, welches verwendet wird, um das Sperrventil 11, den Gleichstrommotor 18 und die Steuereinheit 4 anzutreiben. Das Gleichspannungssignal, welche die Steuereinheit 4 erreicht, wird auch für Steuerzwecke, z. B. zur Information über die Drehzahl, verwendet. Es ist zu beachten, daß beide Enden der Wicklung 27 zur Energiespeichereinheit 28 führen. Mit anderen Worten wurde die gemeinsame Erdung der Wicklung 27 und der Wicklungen des Steuersystems vermieden. Dies gibt ein klareres Eingangssignal zur Energiespeichereinheit 24 und weiter zur Steuereinheit 4.
Das neue Merkmal des Stromzuführungssystems besteht darin, daß der Strom von einer vollständig separaten Wicklung, welche in das Zündsystemmodul integriert ist, abgenommen wird. Dies ist so, weil diese auf einem dritten Schenkel des Eisenkernes angeordnet ist. Zusätzlich ist die gesamte Einheit in eine Kunststoffmasse eingegossen, und in der erforderlichen Lage angeschraubt. Es wird das in dem Schwungrad vorhandene Magnetsystem verwendet. Dies bedeutet, daß eine einfache und zuverlässige Lösung mit niedrigen Kosten erreicht wird. Weil die zusätzliche Wicklung 27 von den Wicklungen des Steuersystems vollständig getrennt wird, ist der Störpegel des Signales zum Steuersystem gering. Das Steuersystem und das Stromversorgungssystem sind in verschiedener Weise aufeinander abgestimmt. Das Steuersystem ist so entworfen, daß es nur geringe Energie benötigt. In dieser Weise kann eine einfache zuverlässige und billige Stromversorgungseinrichtung verwendet werden. Und zusätzlich ist es so entworfen, daß es während der Stromversorgungsfunktion einen niedrigen Störpegel aufweist. Zusätzlich dient die Stromversorgungseinrichtung auch dazu Informationen über die Drehzahl an die Steuereinheit zu liefern.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung der Kraftstoff und/oder Luftzuführung zu einem Verbrennungsmotor (1) in dessen Kraftstoffzuführungsbereich (2), z. B. in den Vergaser oder in das Kraftstoffeinspritzsystem, in der Weise, daß das Mischungsverhältnis, das Luft-/Kraftstoffverhältnis, in Abhängigkeit verschiedener Funktionsbedingungen, um z. B. eine maximale Leistung, eine maximale Wirtschaftlichkeit des Kraftstoffverbrauches oder eines dieser beiden Ziele in Kombination mit einem Schutz gegen Drehzahlüberschreitung zu erreichen, automatisch auf den erforderlichen Wert in solcher Weise angepaßt wird, daß in einer rückgekoppelten Drehzahlregelungsschaltung (3) eine Rückkopplungssteuereinheit (4), welche eine Information (5) über die Drehzahl vom Motor (2) empfängt, kurzzeitig eine Verstelleinrichtung (6, 7; 10, 11) beeinflußt, um eine kurzzeitige Veränderung des Mischungsverhältnisses herbeizuführen, und, in Verbindung mit der kurzzeitigen Veränderung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses eine Anzahl von Umlaufzeiten gemessen wird, indem z. B. für jede Umlaufzeit die Dauer zwischen zwei Zündimpulsen in Folge gemessen wird, und diese Messungen die Basis für die Steuereinheit bilden, um eine Verstelleinrichtung zu beeinflussen, das Mischungsverhältnis A/F in der erforderlichen Richtung zu verändern, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Umlaufzeit sich auf eine Drehzahl bezieht, die im wesentlichen durch die kurzzeitige Veränderung des Luft-/Kraftstoff-Mischungsverhältnisses unbeeinflußt ist, vorzugsweise ein Umlauf des Motors, welcher früh genug erfolgt, so daß die Änderung des Luft-/Kraftstoff-Mischungsverhältnisses keine Zeit hat, die Drehzahl zu beeinflussen, während mindestens eine Umlaufzeit sich auf eine Drehzahl bezieht, welche durch die Änderung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches beeinflußt wurde, und auf der Basis dieser Um laufzeiten zumindest eine Differenz in den Umlaufzeiten zwischen unbeeinflußten und beeinflußten Drehzahlen berechnet wird, und auf der Basis der so erhaltenen Differenz die Steuereinheit, wenn eine Differenz vorhanden ist, eine Verstelleinrichtung (6; 10) betätigt, um das Mischungsverhältnis AlF in der erforderlichen Richtung zu einem fetteren oder einem magereren Gemisch hin zu verändern, wonach das gesamte Verfahren in der rückgekoppelten Drehzahlregelungsschaltung (3) wiederholt wird, so daß die unkorrigierte Luft-/Kraftstoff-Mischungsverhältnis-Kurve zu einem gewünschten Luft-Kraftstoff-Verhältniswert hin bewegt wird, und diese Steuerung ohne Verwendung eines Basiswertes für den Steuereingang als eine Funktion der Funktionsbedingungen des Motors durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von gemessenen Umlaufzeiten sich auf Drehzahlen beziehen, welche im wesentlichen durch die kurzzeitige Veränderung des Luft-/Kraftstoff- Mischungsverhältnisses unbeeinflußt geblieben sind, wohingegen sich eine Anzahl von Umlaufzeiten auf Drehzahlen beziehen, die durch die Änderung des Luft-/Kraftstoff-Gemisches beeinflußt wurden, und daß auf der Basis dieser Umlaufzeiten verschiedene Differenzen der Umlaufzeiten zwischen unbeeinflußten und beeinflußten Drehzahlen berechnet werden, wodurch eine Art von Durchschnittswert-Berechnung durch Verwendung verschiedener Differenzen erreicht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von gemessenen Umlaufzeiten, vorzugsweise etwa vier solcher Zeiten, sich auf Drehzahlen beziehen, welche im wesentlichen durch die kurzzeitige Veränderung des Luft-/Kraftstoff-Mischungsverhältnisses A/F unbeeinflußt geblieben sind, wohingegen eine Anzahl von Umlaufzeiten, vorzugsweise etwa vier solcher Zeiten, sich auf Drehzahlen beziehen, welche durch die Veränderung des Luft-/Kraftstoff-Mischungsverhältnisses beeinflußt wurden, und daß auf der Basis dieser Umlaufzeiten eine Anzahl, vorzugsweise etwa vier, Differenzen in den Umlaufzeiten zwischen unbeeinflußten und beeinflußten Umlaufzeiten berechnet werden und nach Berechnung dieser Differenzen von jeder Umlaufzeit nur einmal Gebrauch gemacht wird und die berechneten Differenzen in der fortfolgenden Steuerung benutzt werden, so daß durch Verwendung verschiedener Differenzen eine Art Durchschnittswertberechnung erzielt wird, welche eine sicherere Basis für die Steuerungsfunktion darstellt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des Luft-/Kraftstoff-Verhältnisses in einer Abmagerung des Mischungsverhältnisses, d. h. einer Verminderung des Verhältnisses zwischen dem Anteil an Kraftstoff und dem Anteil an Luft besteht.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens eine gemessene Umlaufzeit auf eine Drehzahl rend, z. B. 100 (in den Fig. 5 bis 7) bezieht, welche sich nach der Restabilisierung der Drehzahl des Motors, nachdem er durch die kurzzeitige Änderung des A/F-Verhältnisses beeinflußt wurde, einstellt, und daß die Steuereinheit (4) mindestens eine Differenz zwischen dieser Umlaufzeit und einer Umlaufzeit, welche Bezug zu einer Drehzahl rstart, z. B. 1 (Fig. 5 bis 7) hat, welche genügend früh liegt, so daß die Änderung des A/F-Verhältnisses keine Zeit hat, die Drehzahl bzw. die Umlaufzeiten zu beeinflussen, und diese Differenz danach verwendet wird, um gemessene Umlaufzeiten zu korrigieren, so daß sie im Hinblick auf umfangreiche Drehzahländerungen korrigiert werden können, die z. B. durch veränderte Beschleunigung oder veränderte Belastung verursacht sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die errechnete Differenz zwischen den Umlaufzeiten verwendet wird, um die gemessenen Umlaufzeiten zu korrigieren, indem die Differenz als eine Konstante gespeichert wird, und daß bei Korrektur die unkorrigierte Umlauf zeit um den Teil hinzugefügt wird, daß der Umlauf des Motors r den Wert rend ergibt, d. h. der Teil ist (r - rstart) : (rend - rstart), wodurch rend vollständig korrigiert und somit auf denselben Stand wie rstart gebracht ist, welcher andererseits nicht korrigiert ist, und r = 50 etwa die Hälfte der Korrektur erhält (Fig. 5 bis 7).

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Umlaufzeiten, z. B. alle, gemessen werden, wonach die Umlaufzeiten bezüglich der Frequenzänderungen, die sie zeigen, bandpaßgefiltert werden, d. h. die Bandpaßfilterung wird in der Frequenzebene durchgeführt, und somit erfolgt eine Umwandlung der Umlaufzeitkurve, wodurch langsame Schwingungen, welche mit Veränderungen der Belastung oder der Beschleunigung zusammenhängen, ebenso wie schnelle Schwingungen ausgeblendet werden, wohingegen Schwingungen, die etwa die Frequenz der Umlaufzeitänderung aufweisen, welche als Auswirkung der kurzzeitigen A/F-Verhältnisänderung entstehen, unbeeinflußt passieren können, wodurch korrigierte Umlaufzeiten erlangt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Differenzen, vorzugsweise vier solcher Differenzen zwischen korrigierten Umlaufzeiten, welche sich auf unbeeinflußte und beeinflußte Drehzahlen beziehen, hinzugefügt und als sogenannter Steuerwert gespeichert werden, und daß dieser Steuerwert danach verwendet wird, um das A/F-Verhältnis zu steuern, wodurch eine Art von Durchschnittswertbildung, die sich auf verschiedene Differenzen zwischen korrigierten Umlaufzeiten beziehen, erreicht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerwert durch eine Prüfung, ob der Steuerwert zwischen einem oberen und einem unteren Grenzwert liegt, auf Wahrscheinlichkeit geprüft wird, und wenn dies der Fall ist, wird der Steuerwert danach verwendet, um das A/F- Verhältnis zu steuern, wohingegen, wenn dies nicht der Fall ist, der Steuerwert in den Wert des nächstliegenden Grenzwertes geändert und danach zur Steuerung des A/F-Verhältnisses verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Steuerwerten, welche vorzugsweise auf Wahrscheinlichkeit geprüft sind, zu einem Gesamtsteuerwert addiert werden, so daß in dieser Weise eine Art von Durchschnittswertberechnung für verschiedene Steuerwerte durchgeführt wird, wobei jeder solche Steuerwert mit einer bestimmten kurzen Änderung des Mischungsverhältnisses verbunden ist.

11. Verfahren nach Anpruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine bestimmte Mindestanzahl, z. B. fünf, der Steuerwerte in den Gesamtsteuerwert einbezogen werden, bevor ein Vergleich des Wertes mit vorgegebenen Steuergrenzen ausgeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Voraussetzung, daß der Gesamtsteuerwert die obere Steuergrenze überschreitet oder unter der unteren Steuergrenze liegt, eine Anpassung des A/F-Verhältnisses, vorzugsweise durch die Veränderung der Kraftstoffzuführung, vorgenommen wird, und die Differenz zwischen dem Gesamtsteuerwert und dem nächstliegenden Steuergrenzwert über die Größe der Veränderung und die Vorzeichen über die Richtung der Veränderung, d. h. zu einem fetteren oder magereren Gemisch, entscheiden.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehzahlüberschreitungsschutz in das Steuersystem zur Steuerung des AlF-Verhältnisses integriert ist, indem die Steuereinheit (4) ermittelt, ob die Drehzahl die Grenzdrehzahl übersteigt und, wenn dies der Fall ist, die Treibstoffzufuhr drosselt, indem sie der Steuereinheit ermöglicht, auf eine Stelleinrichtung (6, 7; 10, 11), z. B. bis zum nächsten Durchlauf des Programmes, einzuwirken, bei dem die Kraftstoffzufuhr weiterhin gedrosselt bleibt, sofern die Drehzahl noch die Grenzdrehzahl überschreitet, und so fort, und wenn die Drehzahl die Grenzdrehzahl nicht mehr überschreitet, die Steuereinheit (4) die Stelleinrichtung (6, 7; 10, 11) betätigt, um die Drosselung zu stoppen, und die Steuerung des AlF-Verhältnisses in der Steuereinheit fortgesetzt wird, so daß in einem über einen Vergaser versorgten Zweitaktmotor der Drehzahlüberschreitungsschutz bestimmt, daß die Kraftstoffzuführung zum Vergaser während eines oder mehrerer Umläufe des Motors durch Schließen des Sperrventiles (11) geschlossen wird.

14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Kraftstoffzufuhr kurzzeitig geschlossen wird.

15. Verfahren nach Anpruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Kraftstoffzufuhr für eine Zeitdauer zwischen einem und fünf Motorumläufen geschlossen wird.

16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzzeitige Veränderung des Luft-/Kraftstoff Mischungsverhältnisses A/F nach der Stabilisierung der Drehzahl, die der vorausgehenden kurzzeitigen Änderung des Mischungsverhältnisses folgt, wiederholt wird, z. B. daß die kurzzeitige Veränderung bei jedem 100. Umlauf des Motors wiederholt wird.