DE3126735A1

DE3126735A1 - Anordnung zum regeln des luftbrennstoffverhaeltnisseseines verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE3126735A1
Application number: DE19813126735
Authority: DE
Inventors: Toshiro Koganei Tokyo Kurihara
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1980-07-16
Filing date: 1981-07-07
Publication date: 1982-03-11
Also published as: JPS6318023B2; FR2487007A1; GB2083660B; US4388905A; FR2487007B1; GB2083660A; JPS5770939A

Description

Anordnung zum Regeln des Luftbrennstoffverhältnisses eines Verbrennungsmotors

Priorität: 16. Juli 1980 Japan 55-97559

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Kegeln des Luftbrennstoffverhältnisses eines Emissionsregelsystems eines Verbrennungsmotors mit einem katalytischen Dreiweg-Konverter und insbesondere eine Anordnung für einen ffahrzeugmotor, welche die Emissionsregelwirkkung während des kalten Zustande des Motors und die Antriebsfähigkeit des Fahrzeugs verbessert.

Im Zustand des kalten Motors nimmt die Verdampfung des durch den Vergaser des Motors zugeführten Brennstoffs ab. Dies ist insbesondere bei der Beschleunigung des Motors merklich, da der Einlaßunterdruck des Motors im Betriebszustand der weit offenen Drossel für die Beschleunigung niedrig ist. Als Ergebnis tendiert der Brennstoff dazu, an der Wand des Einlaßkanals des Motors zu haften. Das Luftbrennstoffverhältnis des in den Motor einzuführenden Luftbrennstoffgemischs steigt folglich an (mageres Luftbrennstoffgemisch), was ein Stottern des Motorbetriebs verursacht und die Antriebsfähigkeit des Fahrzeugs verringert. Wenn zusätzlich das Drosselventil unmittelbar nach einer solchen Beschleunigung geschlossen wird, wird der an der Wand des Einlaßkanals haftende Brennstoff stark durch den hohen Unterdruck in dem Einlaßkanal verdampft. Das Gemisch wird somit übermäßig durch den verdampften Brennstoff angereichert, was zu einem Anstieg der Menge der schädlichen Bestandteile in den Abgasen führt.

Bei einer bekannten Regelanordnung für das Luftbrennstoffverhältnis wird, wenn die Temperatur des Kühlwassers des Motors niedriger als ein vorbestimmter

Wert ist, das Luftbrennstoffverhältnis des Gemisches auf ein Verhältnis geregelt, das geringer als das stöchiometr.ische Luftbrennstoffverhältnis ist, d.h. auf ein fettes Gemisch. Es ist jedoch schwierig, mit der Regelanordnung die Antriebsfähigkeit des Fahrzeugs zu verbessern, ohne die Menge der unverbrannten Bestandteile der Abgase zu erhöhen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Regelanordnung für das Luftbrennstoffverhältnis zu schaffen, die sowohl die Antriebsfähigkeit verbessert als auch die unverbrannten Bestandteile der Abgase im kalten Motorbetrieb verringert. Hierfür ist gemäß der Erfindung der Regelbetrieb des LuftbrennstoffVerhältnisses abhängig vom Grad der öffnung des Drosselventils während des kalten Motorbetriebs.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs.

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

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Anordnung zum Regeln des Luftbrennstoff Verhältnisses gemäß der Erfindung,

Pig. 2 ein Blockschaltbild einer elektronischen Regelschaltung nach der Erfindung,

Fig. 3 ein Schaltbild eines Teils der elektronischen Regelschaltung der Fig. 2 im Detail und Fig. 4- Wellenformen an verschiedenen Stellen der Schaltung der Fig. 2.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Vergaser, der mit einem Verbrennungsmotor 2 verbunden ist. Der Vergaser enthält eine Schwimmerkammer 3* eift Venturirohr 4, eine Düse die mit der Schwimmerkammer 3 über einen

Hauptbrennstoff kanal 6 verbunden ist, und eine Leerlauföffnung 10, die sich nahe einem Drosselventil 9 öffnet und mit der Schwimmerkammer 3 über einen Leerlaufbrennstoff kanal 11 verbunden ist. Luftkorrigierkanäle 8 und 13 sind jeweils parallel zu einer Hauptluftöffnung 7 und einer Leerlaufluftöffnung 12 vorgesehen. Auf-Zu-Elektromagnetventile 14 und 15 sind für die Luftkorrigierkanäle 8 und 13 vorgesehen. Eine Einlaßöffnung jedes Auf-Zu-Elektromagnetventils steht mit der Atmosphäre über einen .Luftreiniger 16 in Verbindung. Ein 0₂-i¹ühler 19 ist an einer Auspuffleitung 17 stromaufwärts eines katalytischen Dreiweg-Konverters vorgesehen, um den Sauerstoffgehalt der Abgase zu bestimmen.Ein Drosselfühler 20 ist vorgesehen, um den Öffnungsgrad des Drosselventils 9 zu bestimmen. Ein Kühlwasserfühler 21 ist des weiteren an der Ummantelung des Kühlwassers zum Bestimmen der Wassertemperatur vorgesehen. Ausgänge des 02-Fühlers 19» des Drosselfühlers 20 und des Kühlwasserfühlers 21 sind mit einer elektronischen Regelschaltung 22 zum Betätigen der Auf-Zu-Elektromagnetventile 14 und 15 verbunden, um das Luftbrennstoffverhältnis des Gemisches auf einen geeigneten Wert zu regeln, wie nachfolgend beschrieben wird*

Gemäß Pig. 2 wird das Ausgangssignal des Og-Fühlers einem Integrierkreis 25 über einen Wellenformungskreis 23 und einen Beurteilungskreis 24 zugeführt. Der Beurteilungskreis 24 enthält einen Komparator zum Vergleichen des Eingangssignals mit einem Bezugswert, um ein Ausgangssignal für den Integrierkreis 2$ zu erzeugen. Ausgänge des Drosselfühlers 20 und des Kühlwasserfühlers 21 sind mit einem Korrekturkreis verbunden, der wiederum mit dem Integrierkreis 25 verbunden ist. Der Integrierkreis 25 ist mit einem Komparator 27 verbunden, der Rechteckwellenimpulse durch Vergleichen der Eingangssignale mit einem Dreieckimpulszug

erzeugt, der von einem Dreieckimpulserzeugungskreis 28 zugeführt wird. Die Rechteckwellenimpulse werden einer Treiberstufe 29 zum Antreiben der Elektromagnetventile 14 und 15 zugeführt.

Gemäß Fig. 3 enthält der Integrierkreis 25 einen Operationsverstärker 30, dessen Invertereingang mit dem Beurteilungskreis 24 und dessen Ausgang mit dem Komparator 27 verbunden ist. An den Nichtinverter-

-10 eingang des Operationsverstärkers 30wird eine Spannung angelegt, die durch Widerstände R1 und R2 geteilt wird. Zwischen den Nichtinvertereingang und den Ausgang sind in Reihe Kondensatoren 01 und 02 geschaltet. Der Korrigierkreis 26 enthält eine Relaisspule 311 Relaiskontakte 32 und 33 und einen Widerstand R3· Der Relaiskontakt 32 und der Widerstand R3 sind in Reihe zwischen den Nichtinvertereingang und den Ausgang des Verstärkers 30 geschaltet. Der Relaiskontakt 33 ist zwischen den Nichtinvertereingang und einen variablen Widerstand R5 geschaltet, der zusammen mit dem Widerstand 4 den Drosselfühler 20 bildet. Der Schleifer des variablen Widerstands R5 ist mit der Drosselventilwelle verbunden. Die Relaisspule 31 ist mit.dem Kontakt des Kühlwasserfühlers 21 verbunden, der geöffnet wird, wenn die Temperatur des Kühlwassers über einen vorbestimmten Wert steigt.

Wenn die Temperatur des Kühlwassers höher als ein vorbestimmter Wert ist, wird der Kontakt des Kühlwasserfühlers 21 geöffnet. Demgemäß werden die Kontakte 32 und 33 geöffnet. Die Sauerstoffkonzentration in den Abgasen wird durch den 02-I¹UhIer 19 bestimmt und als elektrische Ausgangsspannung dargestellt, die dem Beurteilungskreis 24 zugeführt wird. Der Beurteilungskreis 24 beurteilt, ob die Eingangsspannung höher oder niedriger als der Bezugswert ist, um ein Fett- oder Mager-Signal zu erzeugen. Das Signal wird in dem

Integrierkreis 25 integriert. Der Komparator 27 vergleicht das Ausgangssignal des Integrierkreises 25 mit den Dreieckimpulsen, die von dem Dreieckimpuls^ erzeugungskreis 28 zugeführt werden, um Rechteckimpulse zu erzeugen. Die Rechteckimpulse werden den Auf-Zu-Elektromagnetventilen 14 und 15 über die Treiberstufe zugeführt, so daß die Elektromagnetventile mit dem Tastverhältnis der Rechteckimpulse angetrieben werden.. Das Luftbrennstoffverhältnis des Gemisches wird somit auf das stöchiometrische Luftbrennstoffverhältnis geregelt.

Wenn die Temperatur des Kühlwasser unter dem vorbestimmten Wert liegt, wird der Kontakt des Kühlwasserfühlers 21 geschlossen. Die Relaiskontakte 32 und 33 werden geschlossen, so daß der Operationsverstärker 30 als normaler "Verstärker arbeitet_> und die Spannung an dem variablen Widerstand R5 wird dem Ni chtinvert er eingang des Operationsverstärkers 30 zugeführt. Die Spannung an dem variablen Widerstand R5, d.h. die Ausgangsspannung des Drosselfühlers 20, ist im Zustand der geschlossenen Drossel niedrig und die Spannung fällt mit dem Anstieg des Öffnungsgrads des Drosselventils ab. Pig. 4A und B zeigen die Änderung des Grads der Drosselöffnung und die Änderung der Ausgangsspannung des Drosselfühlers 20. Der Operationsverstärker 30 verstärkt die Eingangsspannung von dem Drosselfühler. Der Komparator 27 vergleicht das Ausgangssignal des Verstärkers 30 mit den Rechteckimpulsen von dem Rechteckimpulserzeugungskreis 28. Pig. 40 und D zeigen den Vergleich der Ausgangsspannung und der Dreieckimpulse und der erzeugten Rechteckwellen. Gemäß Pig. 4A und D nimmt das Tastverhältnis der Rechteckimpulse mit dem Anstieg der öffnung des Drosselventils ab. Wenn demgemäß das Beschleunigungspedal zum Beschleunigen niedergedrückt wird, wird ein fettes Luftbrennstoffgemisch in den Motor eingeführt. Es ist somit möglich,

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ein Stottern des Motorbetriebs zu verhindern. Im stationären Zustand des Motors ist der Grad der Drosselöffnung gering und ein mageres Luftbrennstoffgemiscli wird dem Motor zugeführt. Die Menge der schädliehen Bestandteile der Abgase steigt deshalb nicht an.

Obwohl die Motorlast durch den Drosselfühler in der dargestellten Anordnung bestimmt wird, kann auch ein anderer Mihler, wie ein Unt er druckfühl er, zum Bestimmen des Unterdrucks in dem Ansaugkanal verwendet werden.

Da gemäß der Erfindung das Luftbrennstoffverhältnis des Gemisches in Abhängigkeit von dem Betrieb des kalten Motors geregelt wird, können sowohl die Antriebsfähigkeit des Fahrzeugs verbessert werden als auch die schädlichen Bestandteile der Abgase verringert werden.

. 9.

Lee

rseite

Claims

Fuji Jukogyo Kabushn'Jki Kaisha

7-2 ÜTishishinjuku 1 -chome, Shinjuku-ku, Tokyo, Japan

Patent a η s ρ r u c h

Anordnung zum Regeln des Luftbrennstoffvernältnisses eines..-,

Vergasers eines Verbrennungsmotors mit einem Einlaßkanal, mit einem Drosselventil, mit einem Auspuffkanal, mit einer ersten Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Konzentration eines Bestandteils der Abgase, die durch den Auspuffkanal strömen, und zum Erzeugen eines davon abhängigen Bestimmungs-Ausgangssignals, mit einer Luftbrennstoff gemisch- Zuführeinrichtung und mit einem Auf-ZuElektromagnet ventil zum Korrigieren des Luftbrennstoffverhältnisses des Luftbrennstoffgemisches, das durch die Luftbrennstoffgemisch-Zuführeinrichtung zugeführt wird, Rekermzeich.net durch

eine elektronische Regeleinrichtung mit einer Beurfceilunyskreiseinrichtung zum Beurteilen des Bestimmungs- Ausgangssignals der ersten Bestimmungseinrichtung mit einem Bezugswert entsprechend einem stöchiometrischen Luftbrennstoffverhältniswert und zum Erzeugen eines ersten Ausgangssignals in Abhängigkeit von der Differenz und mit einer Antriebskreiseinrichtung zum Erzeugen eines Antriebsausgangssignals zum Antreiben der Elektromagnet- „ ventileinrichtung in Abhängigkeit von dem ersten •Ausgangssignal der Beurteilungskreiseinrichtung zum Regeln des Luftbrennstoffverhältnisses auf einen Wert etwa gleich dem stöchiometrischen Luftbrennstoffverhältnis,

eine zweite Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Beschleunigung des Motors und zum Erzeugen eines davon abhängigen Ausgangssignals,

eine dritte Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen des Betriebs des kalten Motors und zum Erzeugen eines davon abhängigen Ausgangssignals und

eine Korrigierkreiseinrichtung, die durch das Ausgangssignal der dritten Bestimmungseinrichtung betätigt wird, um die Beurteilungskreiseinrichtung auf das Bestimmungs-Ausgangssignal der ersten Bestimmungseinrichtung nicht ansprechen zu lassen und um die zweite Bestimmungseinrichtung operativ mit dem Antriebskreis über die
Beurteilungskreiseinrichtung zu verbinden.