DE2525595B2 - Steuereinrichtung an einem Vergaser für Brennkraftmaschinen für AnIaB- und Kaltstartbetrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung an einem Vergaser für Brennkraftmaschinen für AnJaß- und Kaltstartbetrieb, die einen einen Steuerimpuls empfangenden Schrittmotor aufweist, der über Gestänge in Abhängigkeit vom " Betriebsparameter der Brennkraftmaschine Luftklappe und willkürlich einstellbare Hauptdrosselklappe in ihrer Bewegung beeinflußt

Bei dieser bekannten Einrichtung (DE-OS 22 33 777) geht es darum, ein optimales Brennstoffgemisch für den Betrieb der Brennkraftmaschine durch Steuerung des Luftzusatzes zu einer vorgegebenen Brennstoffmenge zu erzeugen. Die benötigte optimale Luftmenge wird dabei durch entsprechende Einstellung der Hauptdrosselklappe zugeführt, die schrittweise mittels eines Schrittmotors, der durch eine elektronische Steuervorrichtung gesteuert wird, verstellt wird.

Auf die Probleme beim Anlaß- und Kaltstartvorgang geht diese Druckschrift nicht ein. Sie bietet für solche Probleme daher auch keine Lösung.

Um den Anlaßvorgang zu erfassen wurde andererseits bereits eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der die Hauptdrosselklappe mit einem Schrittmotor über eine Torsionsfeder gekuppelt ist und der Schittmotor so gesteuert wird, daß er beim Startvorgang zunächst im Rückwärtsgang die Klappe geschlossen hält und dann entsprechend den Betriebsparametern des Verbrennungsmotors durch Vorwärtsgang des Schrittmotors beim und nach dem Anlassen mit einer festen Geschwindigkeit in ihre Öffnungsstellung dreht. Hierbei kann die Kraftstoffzufuhr sich in unerwünschter Weise verzögern. Dies gilt insbesondere für den Fall, daß der Motor bei tiefer Temperatur angelassen werden soll. Dann besteht bei dieser bereits vorgeschlagenen Vorrichtung die Gefahr, daß der Motor nicht gleichmäßig anläuft und nur schwer ein stabiler Betriebszustand erreicht wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die besonderen Bedingungen beim Kaltstart berücksichtigt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schrittmotor bei kalter Brennkraftmaschine eine lange Periode mit niedriger Drehzahl und bei erwärmter Brennkraftmaschine eine zu der ersteren kurzen Periode mit erhöhter Drehzahl in Vorwärtsrichtung läuft.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung;

F i g. 2 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise der Vorrichtung nach F i g. 1;

Fig.3 ein elektrisches Schaltbild eines wichtigen Teils der Vorrichtung nach F i g. 1; und

Fig.4 eine graphische Darstellung von Wellenformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach F j g. 3.

i» In Fig. 1 erkennt man einen Ansaugkanal 1 einer Verbrennungskraftmaschine, eine in dem Ansaugkanal angeordnete Drosselklappe 2 und eine mit der Drosselklappe verbundene Betätigungswelle 3. Ferner ist ein Schrittmotor 5 vorhanden, der an eine

: '■ Antriebsimpulse erzeugende Schaltung 4 angeschlossen ist; mit dem Schrittmotor 5 ist eine Antriebswelle 6 verbunden, und die Betätigungswelle 3 und die Antriebswelle 6 sind miteinander durch eine zwischen ihnen angeordnete Torsionsfeder 7 gekuppelt und die

>ii beiden Wellen arbeiten miteinander über eine vordere Kurbel und eine hintere Kurbel, die durch einen Umfangsabstand getrennt sind, so zusammen, daß die Betätigungswelle 3 durch die Antriebswelle 6 nur in der normalen Drehrichtung, d. h. der Vorwärtsrichtung

_··■■ gedreht werden kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 sind die Betätigungswelle 3 und die Antriebswelle 6 jeweils mit einem Kurbelarm 10 bzw. einem Kurbelarm U versehen, und diese Kurbelarme ragen gegenüber den zugehörigen Wellen

in radial nach außen, und ihre äußeren Enden sind so abgewinkelt daß sie einen Mitnehmerlappen 8 bzw. einen Mitnehmerlappen 9 bilden; in den Mitnehmerlappen 9 ist eine verstellbare Schraube 12 eingebaut so daß sich der Umfangsabstand zwischen den Mitnehmerlap-

',; pen 8 und 9 einstellen läßt. Außerdem ist die Drosselbzw. Luftklappe 2 durch einen an ihrer Achse befestigten Kurbelarm 13 und eine Stange 14 mit ein* :m Basisabschnitt des Kurbelarms 10 der Betätigungswelle 3 gekuppelt

■in Die in F i g. 3 dargestellte Schaltung 4 zum Erzeugen der Antriebsimpulse ist so ausgebildet daß sie dann, wenn nacheinander festgestellt wird, daß ein Zündschalter geschlossen worden ist, daß ein Anlaßschalter geschlossen worden ist daß der Motor begonnen hat,

ι. mit vollständiger Verbrennung zu arbeiten, und daß der Motor fortfährt, mit vollständiger Verbrennung zu arbeiten, zwischen einem ersten Betriebszustand und einem vierten Betriebszustand umgeschaltet wird, und daß sie so arbeitet, daß bei dem ersten Betriebszustand

vi der Schrittmotor 5 und daher auch die Antriebswelle 6 gemäß F i g. 1 in der Rückwärtsrichtung, d. h. entgegen dem Uhrzeigersinn, gedreht wird, während der Schrittmotor bei dem zweiten, dritten und vierten Betriebszustand jeweils in der normalen Vorwärtsrichtung, d. h. im

v, Uhrzeigersinne, gedreht wird. Im Verlauf dieser Rückwärtsdrehung und der auf sie folgenden Vorwärtsdrehung des Schrittmotors 5 wird die Antriebswelle 6 gemäß Fig.2 so gedreht, wie es der Linie A-B entspricht, um die Luftklappe 2 in ihre Normalstellung

ho zu bringen; danach wird die Antriebswelle 6 entsprechend der Linie C-D gedreht, um sie in die Anlaßstellung zu bringen; hierauf wird die Antriebswelle entsprechend der Linie E-F gedreht, um sie in die der vollständigen Verbrennung entsprechende Öffnungsstellung zu brin-

t ■ gen, und schließlich wird sie entsprechend der Linie F-G gedreht, um die Luftklappe in eine gewählte Regelstellung zu bringen. Bei der Anlaßstellung entsprechend dem Punkt D ist

die Luftklappe 2 vollständig geschlossen, und außerdem ist eine elastische Kraft, die der Motortemperatur entspricht und durch die Torsionsfeder 7 aufgebracht wird, bestrebt, die Drosselklappe in ihrer Schließstellung zu halten; sobald jedoch in dem Motor die vollständige Verbrennung beginnt, wird der Schrittmotor 5 so betätigt, daß die Antriebswelle 6 in der normalen Richtung um einen vorbestimmten Winkel gedreht wird, um die Drosselklappe in die Stellung zu bringen, die dem Punkt F entspricht, an dem eine vollständige Verbrennung stattfindet Die soeben beschriebene Vorrichtung unterscheidet sich nicht wesentlich von der eingangs geschilderten bekannten Vorrichtung, so daß sich eine nähere Erläuterung erübrigen dürfte.

Bei der bekannten Vorrichtung wird die Bewegung bzw. Drehung der Luftklappe 2 aus ihrer Anlaßstellung in die Stellung für eine vollständige Verbrennung, d. h. die Bewegung zwischen den Punkten E u.id F nach Fig.2, dadurch herbeigeführt, daß der Schrittmotor 5 mit einer festen Drehgeschwindigkeit und während einer festen Zeitspanne in der normalen Vorwärtsrichtung gedreht wird, woraus sich die eingangs geschilderten Nachteile ergeben.

Durch die Erfindung soll hier Abhilfe geschaffen werden. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung die Drehung des Schrittmotors in der normalen Vorwärtsrichtung und damit auch die Drehung der Antriebswelle 6 mit einer Drehgeschwindigkeit und während einer Zeitspanne herbeigeführt, die sich beide nach der Motortemperatur richten.

Wie erwähnt, geschieht dies mit Hilfe der in Fig.3 dargestellten Schaltung 4. Zu dieser Schaltung gehört ein Und-Gatter 19 mit drei Eingängen 15, 16 und 17 sowie einem einzigen Ausgang 18; zu den weiteren Teilen der Schaltung gehören ein erster Detektorkreis 20, der in Abhängigkeit vom Schließen eines Zündschalters zur Wirkung kommt und an den ersten Eingang 15 angeschlossen ist, sowie ein zweiter Detektorkreis 21, der in Abhängigkeit davon zur Wirkung kommt, daß der Motor beginnt, mit vollständiger Verbrennung zu arbeiten, und der mit dem zweiten Eingang 16 und dem dritten Eingang 17 durch zwei parallelgeschaltete Schaltkreise verbunden ist; in dem einen Schaltkreis sind in Form einer Reihenschaltung ein Differentialkreis 22 und ein Zeitgeber 24 mit einem auf die Motortemperatur ansprechenden variablen Widerstand 23 vorhanden; an den Ausgang 18 des Und-Gatters 19 ist eine weitere Steuerschaltung 25 angeschlossen, mittels welcher die in F i g. 1 angedeutete Schaltung 4 zum Erzeugen von Antriebsimpulsen gesteuert wird. Die Steuerschaltung 25 ist so ausgebildet, daß sie bei ihrer Betätigung die Schaltung 4 zum Erzeugen von Antriebsimpulsen veranlaßt, Ausgangssignale zu erzeugen, deren Frequenz der Motortemperatur entspricht.

Erscheinen in dem ersten Detektorkreis 20 und dem zweiten Detektorkreis 21 Signale, da der Zündschalter geschlossen worden ist und der Motor begonnen hat, mit vollständiger Verbrennung zu arbeiten, werden dem ersten Eingang 15, dem zweiten Eingang 16 und dem dritten Eingang 17 des Gatters 19 gemäß F i g. 4 Signale entsprechend der Wellenform a bzw. b bzw. c zugeführt, und dies hat zur Folge, daß am Ausgang 18 des Und-Gatters 19 ein Signal entsprechend der Wellenform d nach F i g. 4 erscheint. Die Wellenform d steigt gleichzeitig mit dem Beginn der vollständigen Verbrennung im Motor an und wird durch den Zeitgeber 24 während einer Zeitspanne aufrechterhalten, die automatisch so eingestellt wird, daß sie der jeweiligen Motortemperatur entspricht; dies wird durch den variablen Widerstand 23 des Zeitgebers 24 bewirkt Somit wird die Ausgangswelle d, deren zeitliche Länge der Motortemperatur entspricht, dem Ausgang 18 des Gatters 19 entnommen. Die Wellenform d bestimmt die Länge der Zeitspanne, während welcher die nächste Steuerstufe 25 in Betrieb gehalten wird; wie erwähnt, ist die Steuerschaltung 25 so ausgebildet, daß sie die Schaltung 4 zum Erzeugen der Antriebsimpulse so betätigt, daß sie ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Frequenz der Motortemperatur entspricht Somit erzeugt die Schaltung 4 ein Ausgangsimpulssignal mit einer Frequenz entsprechend der Motortemperatur und einer zeitlichen Dauer, die ebenfalls der Motortemperatur entspricht Mit anderen Worten, der Schrittmotor 5 und damit auch die Antriebswelle 6 wird in der normalen Vorwärtsrichtung mit einer der Motortemperatur entsprechenden Drehgeschwindigkeit und während einer der Motortemperatur entsprechenden Zeitspanne gedreht Genauer gesagt wird die Antriebswelle 6 bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur in der normalen Vorwärtsrichtung verhältnismäßig langsam und während einer verhältnismäßig langen Zeit gedreht; bei einer relativ hohen Temperatur wird die Antriebswelle 6 dagegen mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit und während einer relativ kurzen Zeit gedreht, so daß eine die Punkte fund Fin F i g. 2 verbindende gerade Linie, die zuvor nur einen relativ geringen Anstieg aufwies, in eine Linie verwandelt wird, die einen der Motortemperatur entsprechenden, relativ hohen Anstieg zeigt.

Somit ist gemäß der Erfindung dafür gesorgt, daß die Bewegung der Luftklappe 2 aus ihrer Anlaßstellung in ihre der vollständigen Verbrennung entsprechende Stellung durch eine Drehung in der normalen Vorwärtsrichtung mit Hilfe des Schrittmotors 5 unter Einhaltung einer Drehgeschwindigkeit und einer Zeitspanne herbeigeführt wird, die sich beide nach der Motortemperatur richten, so daß die Luftklappe bei niedriger Motortemperatur mit einer verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeit und während einer verhältnismäßig langen Zeitspanne bzw. bei hoher Motortemperatur mit einer verhältnismäßig hohen Drehgeschwindigkeit und während einer verhältnismäßig kurzen Zeitspanne gedreht werden kann; somit ist gemäß der Erfindung der Nachteil des Auftretens eines unstabilen Betriebs des Motors vermieden, wie er sich ergibt, wenn die Luftklappe auf bekannte Weise während einer festen Zeitspanne und mit einer relativ hohen Geschwindigkeit ohne Rücksicht auf die Motortemperatur gedreht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuereinrichtung an einem Vergaser für Brennkraftmaschinen für Anlaß- und Kaltstartbetrieb, die einen einen Steuerimpuls empfangenden Schrittmotor aufweist, der über Gestänge in Abhängigkeit vom Betriebsparameter der Brennkraftmaschine Luftklappe und willkürlich einstellbare Hauptdrosselklappe in ihrer Bewegung beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (5) bei kalter Brennkraftmaschine eine lange Periode mit niedriger Drehzahl und bei erwärmter Brennkraftmaschine eine zu der ersteren kurzen Periode mit erhöhter Drehzahl in Vorwärtsrichtung läuft