DE3048386A1

DE3048386A1 - Mischungsverhaeltnis-regeleinrichtung fuer vergaser

Info

Publication number: DE3048386A1
Application number: DE19803048386
Authority: DE
Inventors: Takeshi Atago; Kimiji Katsuta Karino; Tokuo Kosuge
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1980-12-22
Publication date: 1981-09-10
Also published as: DE3048386C2; US4364354A; JPS5696138A

Description

Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung für Vergaser

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung für Vergaser, insbesondere Vergaser mit einer elektronischen Steuereinheit, wobei das Mischungsverhältnis des vom Vergaser einer Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemischs entweder während des Warmlaufens nach einem Kaltstart oder bei Verlangsamung des Motors oder in beiden Fällen optimierbar ist.

Bei herkömmlichen Vergasern erfolgt die Regelung des Mischungsverhältnisses des Kraftstoff-Luft-Gemischs, das dem Motor während des Warmlaufens nach einem Kaltstart zugeführt wird, durch ein wärmeempfindliches Element, z. B. ein Bimetallelement, das mit der Starterklappe des Vergasers in Wirkverbindung steht.

Diese Regeleinrichtung kann jedoch keine hinreichend genaue Regelung des Mischungsverhältnisses bewirken, da der Regelvorgang vollständig mechanisch durchgeführt wird. Ferner ist der Aufbau des Vergasers so kompliziert, daß sich eine Anzahl Störquellen ergeben.

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Ferner wird in herkömmlichen Vergasern ein unterdruckempfindliches Ventil, das allgemein als Ventil zur Anreicherung während des Normalfahrbctriebs ("coasting richer") bezeichnet wird, verwendet, um das Mischungsverhältnis des Gemischs während der Verminderung der Fahrgeschwindigkeit bzw. Verlantjsamung des Motors dadurch zu steuern, daß der Offnungsgrad der Kraftstoffkanalöffnung zur stromabwärts befindlichen Seite der Drosselklappe des Vergasers verstellt wird.

Auch mit diesem System ist keine hinreichend genaue Regelung des Mischungsverhältnisses möglich, weil das System vollmechanisch arbeitet.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung für Vergaser, mit der eine genauere und optimale Regelung des Mischungsverhältnisses des vom Vergaser dem Motor zugeführten Gemischs möglich ist, und zwar in einer oder beiden der folgenden Betriebsarten: Warmlaufen nach einem Kaltstart und Verlangsamung.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der.Erfindung eine Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung mit folgenden Merkmalen vorgesehen. Die Regeleinrichtung umfaßt ein Hilfskraftstoffsystem, das in einem Vergaser zusätzlich zu dem normalerweise vorgesehenen Hauptkraftstoff system und Teillastkraftstoff system angeordnet ist. Das Hilfskraftstoffsystem öffnet sich zur stromabwärts befindlichen Seite der Drosselklappe des Vergasers. Das durch dieses Hilfskraftstoffsystem zugeführte Gemisch wird nach Maßgabe des Verlaufs entweder des WarmlaufVorgangs oder der Verlangsamung oder beider allmählich mager gemacht

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mit Hilfe eines Steuerventils, das nach Maßgabe eines Parameters oder beider Parameter, die den Warmlauf zustand nach einem Kaltstart bezeichnen, und des Parameters, der den Verlangsamungszustand bezeichnet, betätigbar ist.

Durch die Erfindung wird also eire Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung für Vergaser angegeben, in der getrennt von dem Haupt- und dom Teillast-Kraftstoffsystem des Vergasers ein Hilfskraftstoffsystem vorgesehen ist, das sich' zur stromabwärts befindlichen Seite der Drosselklappe eines Vergasers öffnet. Das Mischungsverhältnis de-, durch dieses Hilf skraftstoff system strömenden Gemischs wird von einem Magnetventil gesteuert, das nach Maßgabe eines oder beider Parameter, die den Warmlaufzustand nach einem Kaltstart bezeichnen, und eines Parameters, der den Verlangsamungszustand des Motors bezeichnet, betätigbar ist.

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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2, Grafiken, die die mit dem Ausführungs- und 4- beispiel nach Fig. 1 erzielten Auswirkungen verdeutlichen, wobei

Fig. 2 den Betrieb und das Mischungsverhältnis gegenüber der Kühlwassertemperatur, Fig. 3 den Betrieb und das Mischungsverhältnis gegenüber der Fahrgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, und
Fig. 4 den Betrieb und das Mischungsverhältnis gegenüber dem Ansaug-Unterdruck zeigen;

Fig. 5 den Mischungsverhältnis-Bedarfsverlauf

über den Betriebszeitraum zwischen dem Anfahren und der Beendigung des Warmlaufens; und

Fig. 6 die Beziehung zwischen dem Betrieb eines in einem Hilfs-Kraftstoffsystem von Fig. 1 angeordneten Magnetventils und dem Kraftstoffdurchsatz.

Fig. 1 zeigt einen Vergaser 10, bei dem die Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung nach der Erfindung Anwendung findet. Der Vergaser 10 umfaßt einen Hauptluftkanal 1? und einen Sekundärluftkanal 14-. Es ist zu beachten, daiÄ dieser Vergaser keine Starterklappe aufweist. Eine Hauptluft-Drosselklappe 16 und eine Sekundärluft-ürosseJ klappe sind in dem Hauptluft- bzw. dem Sekundärluftkanal bzw. 14- vorgesehen. Ein Hauptlufttrichter 20 und ein Sekundärlufttrichter 22 sind vor den Drosselklappen 16

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bzw. 18 vorgesehen. Line Hauptluftdüsenmündung 24 öffnet sich in den Hauptlufttrichter 20. Diese Hauptluftdüsenmündung 24 steht mit einer Schwimmerkammer 28 über einen primärseitigen Hauptkraftstoffkanal 26 in Verbindung. Der Hauptkraftstoffkanal 26 umfaßt einen Hauptluft-Neberieinlaß 30, ein Mischrohr 32 und eine Hauptluftdüse 34, die für sich bekannt sind. Eine Hilfs-Hauptdüse' 36 verläuft mit der Hauptluftdüse 34 parallel, so daß sie die Schwimmerkammer 28 mit dem Hauptkraftstoffkanal 26 verbindet. Diese Hilfs-Hauptdüse 36 wird von einem Magnet-Umschaltventil 38 geöffnet und geschlossen.

Ein Leerlaufkraftstoff-Hauptkänal 40, der von dem Hauptkraftstoff kanal 26 an einem Zwischenabschnitt des letzteren abzweigt, steht mit einer Bypassbohrung 42 in Verbindung, die nahe der Hauptluft-Drosselklappe 16 sich öffnet, sowie mit einer Leerlaufbohrung 44. Der Leerlaufkraftstoff-Hauptkanal 40 weist eine Leerlauf kraftstoff-Hauptdüse 46 und einen Haupt-Leerlauflufteinlaß 48 auf.

Ein Hilfs-Leerlauflufteinlaß 50, der parallel mit dem Haupt-Leerlauflufteinlaß 48 verläuft, stellt eine Verbindung zwischen der Atmosphäre und dem Leerlaufkraftstoff -Hauptkanal 40 her. Der Hilfs-Leerlauflufteinlaß 50 wird mit einem Magnet-Umschaltventil 52 geöffnet und geschlossen.

Ein Nebenlufttrichter 22 in dem Nebenluft-Saugkanal 14 neben dem Hauptluft-Saugkanal 12 weist eine Nebenluftdüsenmündung 54 auf. Diese ist mit der Schwimmerkammer 28 durch einen (nicht gezeigten) sekundären Hauptkraftstoffkanal verbunden. Selbstverständlich weist der Nebenluft-Saugkanal 14 einen bekannten sekundären Leerlaufkraftstoff kanal auf.

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Die den Magnet-Urnschaltventilen 38, 52 des des Hdtiptkraftstoffkanals 26 bzw. des Haupt-Leerlauf kraftstoff kansls 40 sind absichtlich aus den Haupt- und Leerlaufkanälen des Nebenluft-Saugkanals 14 weggelassen, und zwar deshalb, weil die Kraftstoffzufuhr durch den Nebenluft-Saugkanal 14 in einem Arbeitsbereich, der viel Energie verlangt, erforderlich ist, so daß dieser Bereich von sich aus keine Regelung des Kraftstoff-Lu Tt-Mischungsverhältnisses erfordert. Ein weiterec Grund ist, daß bei Anordnung von den Magnet-Umschaltventilen 38, 52 des Hauptluft-Saugkanals 12 entsprechenden Magnetventilen in dem Nebenluft-Saugkanal 14 Schwierigkeiten auftreten in bezug auf die Positionierung der weiteren Magnetventile zum Steuern des Hilfs-Kraftstoffsystems.

Nachstehend wird die Ausbildung des Hilfs-Kraftstoffsystems, das ein charakteristisches Merkmal der Erfindung ist, erläutert .

Ein rohrförmiges Magnet-Umschaltventil 58 ist an der Wendung 56 des Vergasers, die den Nebenluft-Saugkanal 14 begrenzt, angeordnet. Dieses Magnet-UmschaltventiJ 58 isL von einem rohrförmigen Gehäuse 60 gebildet, in dem ein Magnetkern 62, eine Magnetspule 64 und ein beweglicher Anker 66 vorgesehen sind. An den Enden des beweglichen Ankers 66 ist ein Luftregelventil 63 bzw. ein Kraftstoffregelventil 70 gebildet. Ferner sind in dem rohrförmigen Gehäuse 60 im wesentlichen koaxial zueinander ein mit dem Luftregelventil 68 zusammenwirkender Ventilsitz 72 und ein mit dem Kraftstoffregelventil 70 zusammenwirkender Ventilsitz 74 gebildet. Das rohrförmige Gehäuse 60 isL an beiden Enden durch Verschlußstücke 76 bzw. 78 verschlossen. Somit sind sämtliche Teile des Dosierabschnitts, der das Hilfs-Kraftstoffsystem bildet, in dem rohrförmigen

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Gehäuse 60 untergebracht. Diese Baugruppe ist gesondert vom Vergaser gebaut und wird später an diesem befestigt.

Luft wird von der Oberseite des zweiten Lufttrichters 22 zur Seite des Ventilsitzes 72 des Luftregelventils nahe dem Luftregelventil 68 eingeleitet. Nach Dosierung durch das Zusammenwirken des Luftregelventils 68 und seines Ventilsitzes 72 wird diese Luft durch den Hilfs-Luftkanal 80 zum Kraftstoffregelventil 70, d. h. zur Oberseite des Ventilsitzes 7A- desselben, geleitet. Andererseits wird Kraftstoff zur selben Seite des Ventilsitzes 74- des Kraftstoffregelventils 70 aus der Schwimmerkammer 28 durch den Hilfs-Kraftstoffkanal 82 geleitet. Die Luft und der Kraftstoff werden dem Hilfs-Mischkanal 84 durch den Ventilsitz 74 zugeführt und erreichen schließlich die Unterseite der Drosselklappe 18 des Nebenluft-Saugkanals 14. Der Hilfs-Kraftstoffkanal 82 weist eine Hilfs-Kraftstoffdüse 88 auf, die so ausgebildet ist, daß sie den maximalen Kraftstoffdurchsatz durch den Hilfs-Kraftstoffkanal 82 begrenzt.

Nachstehend werden die den entsprechenden Magnet-Umschaltventilen 38, 52 und 58 zugeführten Signale erläutert.

Die Magnet-Umschaltventile 38, 52 und 58 empfangen Öffnungs- und SChließsignale von einer Computereinheit 90, die eine digitale Einheit ist und hauptsächlich aus einem Microcomputer besteht und einen Betriebsart-Steuerausgangswert erzeugt. Die Computereinheit 90 empfängt Parameter, die den Warmlaufzustand des Motors nach einem Kaltstart bezeichnen, z. B. ein Kühlwassertemperatur-Signal T , ein Motordrehzahl-Signal U/min u. dgl., sowie einen Parameter, der den Verlangsamungszustand des Motors bezeichnet, z. B. ein Ansaugvakuum-Signal B , ein Motordrehzahl-Signal U/min, ein Drosselklappenöffnungs-Signal TH_Q, und einen Parameter,

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der den Normalfahrzustand des Motors bezeichnet, z. B. ein Mischungsverhältnis-Signal O₂, das das Mischungsverhältnis des dem Motor zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemischs bezeichnet. Diese Signale werden in der in der Tabelle 1 angegebenen Weise erfaßt.

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TABELLE 1

erfaßter Wert	Erfassungs-Position	Fühlelement
Kühlwassertempera- tur-Signal T y w	Kühlwassermantel des Motors	Temperaturfühler
Motordrehzahl- Signal U/min	Kurbelwelle des Motors	Kurbelwinkelfühler
Ansaugvakuum B	stromab liegende Seite der Drosselklappe im Hauptluftkanal	Halbleiter-Druckfühler
Drosselklappen öffnungsgrad- Signal TH_Q	Drosselklappe des Hauptluft-Saug kanals	Mikroschalter (Leerlauföffnungs- Fühler)
Mischungsverhältnis- Signal O₂	Abgasrohr	Sauerstoffkonze ηtra- tions-Fühler

OO OJ OO CD

Bei Empfang der in der Tabelle 1 bezeichneten Eingangssignale erzeugt die Rechnereinheit 90 Steuerausgangssignale entsprechend der folgenden Tabelle 2.

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TABELLE

Betriebszustand	Steuerungsart
Warmlaufen nach Kaltstart	Ein dem momentanen Betriebszustand entsprechendes Signal wird aus dem in der Computereinheit 90 befindlichen Speicher abgeleitet und dem Magnet-Umschaltventil 58 zugeführt.
normale Reise geschwindigkeit	Das Mischungsverhältnis-Signal 0- vom Sauerstoffkonzentra- tion-sfühler wird mit einem Bezugssignal verglichen, und es wird ein Signal erzeugt, um das Kraftstoff-Luft- Mischungsverhältnis in das stöchiometrische Mischungsver hältnis umzuwandeln.. Dieses Signal wird den Magnet- Unischaltventilen 38, 52 zugeführt.
Fahrgeschwindig keitsverminderung	Ein dem momentanen Zustand entsprechendes Signal wird von dem Speicher in der Computereinheit 90 abgeleitet und dem Magnet-Umschaltventil 58 zugeführt.

OO CO OO CD

Nachstehend wird erläutert, wie die Magnet-Umschaltventile 38, 52 und 58 nach Maßgabe verschiedener Motorßetriebszustände arbeiten.

Warmlaufen nach Kaltstart:

Beim Anlassen und Warmlaufen eines Motors muß das Mischungsverhältnis des dem Motor zugeführten Gemischs so geregelt werden, daß das Gemisch zum Zeitpunkt des Anlassens besonders fett ist und allmählich magerer wird, bis das Warmlaufen beendet ist. In diesem Fall werden das Kühlwassertemperatur-Signal T und das Motordrehzahl-

Signal U/min von dem Kühlwassertemperatur-Fühler bzw. dem Kurbelwinkel-Fühler erzeugt und der Computereinheit 90 als Eingangssignale zugeführt.

Wenn beide Signale gemeinsam den Anlaßzustand des Motors bezeichnen, übermittelt die Computereinheit 90 keine Steuersignale an die Magnet-Umschaltventile 38, 1> 2, sondern nur an das Magnet-Umschaltventil 58. Dieses Steuersignal wird aus einem Speicher (z. ü. einem Festwertspeicher) ausgelesen, der in der Computereinheit 90 vorgesehen ist. Der Speicher speichert die mit Hilfe verschiedener Kühlwassertemperatur-Signale T bestimmten Mischungsverhältnisse und das Motordrehzahlsignal U/min. Dabei ist der Wert des im Speicher gespeicherten Mischungsverhältnisses klein, d. h. das Gemisch ist fett, wenn die Kühlwassertemperatur und die Motordrehzahl niedriger sind. Daher ist das zeitliche Verhältnis zwischen der Zeitdauer, in der der bewegliche Anker 66 des Magnet-Umschaltventils die obere Lage einnimmt, und der Zeiteinheit größer zum Zeitpunkt des Anlassens des Motors als in einer anderen Motorbetriebsart. D. h., das dem Magnet-Umschaltventil 58 zugeführte Signal nimmt die Form von Rechteckimpulsen unter einer Einschaltdauer-

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Steuerung an. Das Einschaltdauer-Verhältnis, d. h. die Zeitdauer der elektrischen Stromzuführung relativ zu der gesamten Zeitdauer in jedem Zyklus, ist zum Zeitpunkt des Anlassens des Motors groß. Infolgedessen wird in dem Magnet-Umschaltventil 58 der Ventilsitz 72 durch das Luftregelventil 68 geschlossen, während der Ventilsitz 74 durch das Kraftstoffregelventil 70 geöffnet wird, so daß dem Hilfs-Gemischkanal 84 durch den Hilfs-Kraftstoffkanal 88 Kraftstoff zugeführt wird.

Wenn dann die Motortemperatur und die Motordrehzahl ansteigen, liest die Computereinheit 90 den Wert aus, der dem Zustand der erhöhten Temperatur und Drehzahl entspricht, und zwar aus dem in der Einheit 90 vorhandenen Speicher, und dieses Signal wird ebenfalls dem Magnet-Umschaltventil 58 zugeführt. Das Tastverhältnis dieses Signals, d. h. das Verhältnis der Zeitdauer der Stromzufuhr zur gesamten Zeitdauer in jedem Zyklus, ist kleiner als dasjenige des zum Zeitpunkt des Anlassens zugeführten Signals, so daß die Luftzufuhrmenge durch den Ventilsitz 72 entsprechend erhöht wird, um das in dem Hilfs-Gemischkanal <S4 strömende Gemisch magerer zu machen.

Damit wird das durch den Hilfs-Gemischkanal 84 strömende Gemisch allmählich magerer, während sich der Motor erwärmt, bis dec Motor vollständig warmgelaufen ist. Zum Zeitpunkt der Beendigung des Warmlaufens wird das Magnet-Umschaltventil 58 vollständig entregt, weil das Tastverhältnis des Signals 0 % wird, so daß der Ventilsitz 74 durch das Kraftstoffregelventil 70 geschlossen wird. In dieser Phase hört somit die Zufuhr des Kraftstoff-Luft-Gemischs durch den HiLfs-Gemi schkanal 84 auf.

Diese Arbeitsweise geht vollständiger aus der Erläuterung in Verbindung mit Fig. 2 hervor. In Fig. 2 bezeichnet eine VollinLenkurve A die Einschaltdauer des dem Magnet-Um-

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schaltventil 58 zugeführten Steuersignals, und die Strichlinienkurve B bezeichnet das Mischungsverhältnis dos vom Vergaser 10 zugeführten Gemischs. Wenn die Kühlwasserternperatur unter 25 C liegt, muß ein fettes Gemisch aufrechterhalten werden. In dieser Phase ist die Einschaltdauer des an das Magnet-Umschaltventil 58 angelegten Signals 100 %, und der Anker 66 des Ventils 58 hat seine obere Lage, so daß aus dem Hilfs-Kraftstoffkanal 82 nur Kraftstoff zugeführt wird. Wenn die KÜhlwassertemperatur über 25 C steigt, nimmt die Einschaltdauer des das Hagnet-Umschaltventil 58 beaufschlagenden Signals allmählich ab und wird auf 0 % gesenkt, wenn die Kühlwassertemperatur auf 60 C steigt. D. h., die Einschaltdauer wird allmählich proportional zu dem Temperaturanstieg innerhalb des Bereichs zwischen 25 und 60 ⁰C verringert. Wenn die Kühlwassertemperatur auf 60 C gestiegen ist, schließt das Magnet-Umschaltventil 58 den Ventilsitz 74, so daß die Zufuhr von Hilfs-Gemisch durch den Ventilsitz 74 aufhört. Daher wird das Mischungsverhältnis des aus dem Vergaser 10 zugeführten Gemischs nach Maßgabe dieser Einschaltdauer-Anderung geändert.

Normaler Fahrbetrieb:

Während des normalen Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs muß das Mischungsverhältnis auf einem Pegel eingeregelt und gehalten werden, der dem stöchiometrischen Verhältnis angenähert ist. In diesem Fall wird die Sauerstoffkonzentration im Abgassystem durch den Sauerstoff-Fühler erfaßt, so daß der Computer-Einheit 90 ein Signal O₂ zugeführt wird. Dann unterbricht die Computereinheit 90 die Zufuhr des Signals zu dem Magnet-Umschaltventil 58 und beginnt die Magnet-Umschaltventile 38, 52 mit Steuersignalen zu beaufschlagen. Diese Steuersignale sind Rechteckimpulse, die durch einen Vergleich des Signals Op vom Sauerstoffkonzentrations-Fühler mit einem Bezugssignal

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erhalten werden, das den stöchiometrischen Fühler darstellt und die Form eines Einschaltdauer-Steueusignals annimmt. Wenn daher das vom Vergaser 10 zugeführte Gemisch fetter als das stöchiometrische ist, wird die Dauer der elektrischen Energiezufuhr zum Magnet-Umschaltventil 38 verkürzt, um die Zeitdauer zu verlängern, in der die Hilfs-Hauptkraftstoffdüse 36 durch das Magnet-Umschaltventil 38 geschlossen ist. Das Magnet-Umschaltventil 52 empfängt ein Signal, das erhalten wird durch Umkehr des dem Magnet-Umschaltventil 38 zugeführten Signals in einem Inverter, so daß"das Magnet-Umschaltventil 52 den Hilfs-Leerlauflufteinlaß 50 länger öffnen kann. Infolgedessen wird die durch die primären Haupt- und Leerlauf-Kraftstoffkanäle 26, 4-0 zugeführte Kraftstoffmenge vermindert, so daß das Ist-Mischungsverhältnis dem stöchiometrischen Verhältnis angenähert wird. Wenn dagegen das vom Vergaser zugeführte Gemisch magerer als das stöchiometrische ist, findet der umgekehrte Vorgang statt, um das Mischungsverhältnis dem stöchiometrischen Verhältnis anzunähern.

Dieser Vorgang wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert. Dabei bezeichnet der zwischen Vollinien·liegende Bereich C die Einschaltdauer des dem Magnet-Umschaltventil 38 zugeführten Signals, während der zwischen Strichlinien liegende Bereich D das Mischungsverhältnis des vom Vergaser zugeführten Gemischs wiedergibt.

Wie bereits erwähnt, wird das dem Magnet-Umschaltventil 52 zugeführte Signal durch Invertieren des dem Magnet-Umschaltventil 38 zugeführten Signals erhalten. Das Magnet-Umschaltventil wird innerhalb des Bereichs D mit einer Einschaltdauer von z. B. zwischen 30 und 70 % entsprechend der Abweichung des Signals vom Sauer stofffühler relativ zum Bezugssignal gesteuert. Infolgedessen wird

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das Mischungsverhältnis so eingeregelt, daß es sich dem vorbestimmten Mischungsverhältnis von z. B. 14 und 16 (vgl. den Bereich D) nähert.

Fahrgeschwindigkeits-Verminderung:

Wenn der Motor verlangsamt oder abgebremst wird, wird ein abrupter Anstieg des Unterdrucks nach jeder Drosselklappe 16, 18 des Vergasers 10 erzeugt, so daß die Verbrennung in der Brennkammer des Motors instabil wird, wodurch unerwünschterweise der Gehalt an unverbrannten brennbaren Stoffen im Abgas erhöht wird. Daher muß zu Beginn der Verlangsamung die Verbrennung durch Zufuhr eines fetteren Gemischs stabilisiert werden. Ferner muß das Gemisch mit fortschreitender Verlangsamung allmählich magerer gemacht werden. In diesem Fall empfängt die Computer-Einheit 90 daher das Motordrehzahl-Signal U/min vom Drehzahl-Fühler, das Drosselklappen-Öffnungsgrad-Siynal TH_Q vom Mikroschalter und das Saugvakuum-Signal B vom Vakuum-Fühler. Wenn das Saugvakuum-Signal B , das Ürosselklappen-Öffnungsgrad-Signal TH_Q und das Motordrehzahl-Signal U/min miteinander den Verlangsamungszustand des Motors anzeigen^ unterbricht die Computer-Einheit 90 die Zufuhr des Steuersignals zu den Magnet-Umschaltventilen 38, 52 und führt das Signal nur dem Magnet-Umschaltventil 58 zu. Das diesem zugeführte Signal wird aus dem in der Computer-Einheit 90 enthaltenen Speicher (z. B. einem Festwertspeicher = ROM) ausgelesen. Der Speicher speichert Mischungsverhältnisse für verschiedene Drehzahl-Signale U/min und verschiedene Vakuum-Signale B . Insbesondere ist dabei der Wert des aus dem Speicher ausgelesenen Mischungsverhältnisses kleiner, d. h. das Gemisch ist fetter, wenn die Motordrehzahl höher ist, und das Ansaugvakuum ist größer (dem absoluten Vakuum angenähert).

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Daher ist zu Beginn der Verlangsamung das Verhältnis /wischen der Zeitdauer, in der der Anker 66 des Magnet-Umschaltventils 58 die obere Lage einnimmt (vgl. Fig. I),- und der Gesamtzeitdauer jedes Zyklus groß. D. h., zu Beginn der Verlanqsamung ist das Verhältnis zwischen der Dauer der Stromzufuhr zu dem Magnet-Umschaltventil und der Gesamtzeitdauer jedes Zyklus lang, so daß das Hagnet-Umschaltventil 58 so wirkt, daß es den Ventilsitz 72 durch das Luftrcgelventil 68 schließt und den Ventilsitz 74· durch das Kraftstoffregelventil 70 öffnet, so daß dem Hilfs-Gemischkanal 8A- durch den Hilfs-Kraftstoffkanal 88 Kraftstoff zugeführt wird.

Mit fortschreitender Verlangsamung nimmt die Motordrehzahl allmählich ab, und das Saugvakuum wird gesenkt (nähert sich Atmosphärendruck); dann liest die Computer-Einheit 90 den Wert des Mischungsverhältnisses aus, das diesem Zustand verminderter Motordrehzahl und verringerten Saugvakuums entspricht, und dieses Signal wird dem Magnet-Umschaltventil 58 als Steuersignal zugeführt. Die Einschaltdauer dieses Signals ist kleiner als diejenige des Signals, das zu Beginn der Ver.langsamung zugeführt wird, so daß der Luftdurchsatz durch den Ventilsitz 72 entsprechend steigt, um das durch den Hilfs-Gemischkanal 8^ strömende Gemisch mager zu machen. Damit wird das durch den Hilfs-Gemischanal 84- strömende Gemisch allmählich in Übereinstimmung mit der fortschreitenden Verlangsamung mager gemacht, bis die Verlangsamung beendet ist.

Nach Beendigung der Verlangsamung wird die Stromzufuhr zu dem Magnet-Umschaltventil 58 unterbrochen, oder die Einschdltdauer des das Ventil 58 beaufschlagenden Signals wird auf 0 % verringert, so daß der Ventilsitz T\ durch das Kraftstoffregelventil 70 geschlossen und infolgedessen durch den Hilf s-Gemischkanal 84- kein Gemisch zugeführt wird .

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Dieser Vorgang wird unter Bezugnahme auf Fig. ^ erläutert üie Vollinie E bezeichnet die Einschaltdauer des Steuersignals, das dem Magnet-Umschaltventil 58 zugeführt wird, während die Strichlinie F das Mischungsverhältnis des vom Vergaser 10 zugeführten Gemischs bezeichnet. Während der Verlangsamung ist die Einschaltdauer des das Mciynel-Umschaltventil 5S beaufschlagenden Signals 100 %, wenn das Saugvakuum einen Wert von -600 mm Hg annimmt, so daß der Anker 66 des Magnet-Umschaltventils 58 die obere Lage einnimmt, damit der Hilfs-Kraftstoffkana1 82 nur Kraftstoff zuführen kann. Die Einschaltdauer wird allmählich vermindert, während der Pegel des Saugvakuuniifällt, und geht schließlich auf 0 % zurück, wenn d.is Saugvakuum bis auf -250 mm Hg fällt. Damit wird die Einschaltdauer proportional zu der Änderung des Saugvakuums innerhalb des Bereichs zwischen -600 mm Hg und -250 mm Hg vermindert. Wenn das Saugvakuum auf -250 mm Hg fäLlt, bewirkt das Magnet-Umschaltventil 58 ein Schließen des Ventilsitzes 7^, so daß die Zufuhr des Hili'sgemischs unterbrochen wird. Infolgedessen wird das Mischungsverhältnis des Gemischs aus dem Vergaser 10 entsprechend der Änderung der Einschaltdauer geändert.

Wie erläutert, wird gemäß der Erfindung das Mischungsverhältnis des in dem HiI f s-Gemi schkanal 8A- strömenden Gemischs entweder beim Warmlaufen nach einem Kaltstart oder bei Verlangsamung oder in beiden Fällen entsprechend den Parametern geändert, die verschiedene Zustände des Motors angeben, so daß die Gemischzufuhr optimiert wird.

Ferner ergeben sich bei der Erfindung folgende Vorteile aufgrund der Tatsache, daß sich der Hilfs-LuftkanaL 60 und der Hilf s-Kraf tstof f kanal 82 stromaufwärts von dein Ventilsitz des Kraftstoffventils öffnen.

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Normalerweise muß das Mischungsverhältnis entlang einer Charakteristik geändert werden, die durch eine Vollinle G von Fig. 5 bezeichnet ist, und zwar in dem Zeitraum zwischen dem Anlassen und der Beendigung des Warmlaufens des Motors. Insbesondere wird in der Anfangsperiode S /wischen dem Anlassen und dem Erreichen einer stabilen Zündung die Kraftstoffzufuhrmenge erhöht, und nach dem Erreichen der .stabilen Zündung wird die Kraftstoff zufuhrmenge auf die Hälfte vermindert. Anschließend wird die Kraftstoffzufuhrmenge allmählich in der Endperiode W verringert, bis das Warmlaufen beendet ist. Das Zeichen I bezeichnet den durch die Leerlaufbohrung kk zugeführten Kraftstoff.

Aus flg. 5 ist ersichtlich, daß in dem Zeitraum W zwischen dem Erreichen einer stabilen Zündung und dem Ende des Warmlaufens eine genaue und feinfühlige Kraftstoffregelung erforderlich ist. Zu diesem Zweck sind nach der Erfindung der Hilfs-Luftkanal 80 und der Hilfs-Kraftstoffkanal 82 so ausgebildet, daß sie sich oberhalb des Ventilsit/es 74 des Kraftstoffventlls öffnen.

Da nämlich der Hilfs-Luftkanal 80 sich nach oberhalb des Ventilsitzes 74 öffnet, bewirkt er eine bestimmte Steuerung des unterhalb der Drosselklappe 18 erzeugten Unterdrucks , der den Hilfs-Kraftstoffkanal 82 beaufschlagt. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, schließt das Luftregelventil 68 den zugehörigen Ventilsitz 72 im Magnet-UmschaJtventiJ 58, wenn die Einschaltdauer des Steuersignals 100 % Ist, so daß der unterhalb der Drosselklappe 18 erzeugte Unterdruck den Hilfs-Kraftstoffkanal 82 direkt durch den Ventilsitz 74 beaufschlagt, so daß die Kraftstoff menge Qr, dem Motor zuführbar ist. Wenn dann die

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Einschaltdauer des Steuersignals allmählich abnimmt, schwingt der Anker 66 des Magnet-Umschaltventils 58 nach oben und unten entsprechend der Einschaltdauer, um den Luftdurchsatz durch den Ventilsitz 7¹+ entsprechend zu erhöhen, so daß das den Hi Lfs-Kraftstoffkanal 82 beaufschlagende Vakuum geregelt wird. Damit wird der aus dem Hilfs-Kraftstoffkanal 62 zugeführte Kraftstoff durchsatz entsprechend der Kurve H von I ig. 6 nach Maßgabe der Änderung der Einschaltdauer geändert. Da die Einschaltdauer zum Zeitpunkt des Anlassens des Motors 100 % ist, wird der Kraftstoff mit dem Durchsalz Q~ zugeführt. Wenn dann die stabile Zündung erreicht, ist, wird der Kraftstoffdurchsatz auf Q„/2 vermindert. In dieser Phase ist die Einschaltdauer ca. 78 %; und wenn der Kraftstoff durchsatz auf Q_f/4- vermindert wird, ist die Einschaltdauer ca. 50 %. In dem Zeitraum W nach Erreicher» der stabilen Zündung bis zum Ende des Warmlaufens erfolgt also die Kraftstoff rege lung mit der zwischen 78 % und 0 % sich ändernden Einschal tdauer. Es ist ersichtlich, daß damit eine genaue und feinfühlige Kraftstoffregelung erzielbar ist aufgrund eines vergleichsweise weiten Einschaltdauer-Bereichs, über den die Kraftstoffregelung durchgeführt wird.

Diese vorteilhafte Auswirkung wird selbstverständlich auch erzielt, wenn der Motor verlangsamt wird.

Wie angegeben, wird durch die Erfindung ein Hilfs-Kruftstoffsystem geschaffen, das sich zur stromab gelegenen Seite der Drosselklappe eines Vergasers öffnet; dieses System ist zusätzlich zum Hauptkraftstoff system und Leerlaufkraftstoffsystem des Vergasers vorgesehen, und das Mischungsverhältnis des durch den Hilfs-Kraftstoffkanal strömenden Gemische wird durch ein Magnetvenl. i J

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BAD ORIQiNAL

gesteuert, das nach Maßgabe entweder eines oder von . zwei Parametern arbeitet, die den Warmlauf.zustand nach dem KaLtstart und/oder die Verlangsamung des Motors bezeichnen. Infolgedessen wird das Mischungsverhältnis des aus dem Vergaser zum Motor geförderten'. Gemische' in jeder oder in beiden Betriebsarten des Warmlaufens nach einem Kaltstart und der Fahrgeschwindigkeits-Verminderung optimiert.

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■it-

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Claims

Ansprüche

- ein Teillastkraftstoffsystem zur Kraftstoffzufuhr aus der Schwimmerkammer in den Saugluftkanal um die Drosselklappe,

- wobei der Vergaser ein Kraftstoff-Luft-Gemisch mit vorbestimmtem Mischungsverhältnis aus dem vom Haupt- und vom Teillastkraftstoffsystem zugeführten Kraftstoff und der durch den Saugluftkanal strömenden Luft bildet, gekennzeichnet durch (a) ein im Hauptkraftstoff system angeordnetes Hauptkraftstoff steuerventil (38), das den Durchsatz des im Hauptkraftstoffsystem strömenden Kraftstoffs so steuert, daß das Mischungsverhältnis einem vorbestimmten Soll-Mischungsverhältnis nach Maßgabe eines Normalbetriebs-Parameters, der den Normalbetriebszustand einer Brennkraftmaschine bezeichnet, annäherbar ist;

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(b) ein in dem Teillastkraftstoffsystem angeordnetes Teillastkraftstoff Steuerventil (52), das den Durchsatz des im Teillastkraftstoffsystem strömenden Kraftstoffs so steuert, daß das Mischungsverhältnis dem vorbestimmten Soll-Mischungsverhältnis annäherbar ist;

(c) ein von dem Haupt- und dem Teillastkraftstoffsystem unabhängiges Hilfskraftstoffsystem, das den Kraftstoff aus der Schwimmerkammer (28) zu dein nach der Drosselklappe (18) liegenden Abschnitt des Sauyluftkanals (14) zuführt; und

(d) ein Hilfskraftstoffsteuerventil (58), das in dem Hilfskraftstoffsystem angeordnet ist und den Durchsatz des durch das Hilfskraftstoffsystem strömenden Kraftstoffs allmählich nach Maßgabe des Verlaufs des Warmlaufzustands des Motors nach einem Kaltstart oder/und der Verlangsamung des Motors verringert in Übereinstimmung mit einem Warmlaufparameter, der den Warmlaufzustand nach einem Kaltstart bezeichnet, oder/und einem Verlangsamungsparameter, der die Verlangsamung des Motors bezeichnet.

2. Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung für Vergaser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- daß das Hilfskraftstoffsystem und das Hilfskraftstoffsteuerventil (58) aufweisen:

(a) einen Hilfskraftstoffkenal (82), der eine Verbindung zwischen der Schwimmerkammer (28) und einem stromab von der Drosselklappe (18) befindlichen Abschnitt des Saugluftkanals (14) herstellt;

(b) einen Hilfsluftkanal (80), der den hinter der Drosselklappe (18) liegenden Abschnitt des Saugluftkanals (14) mit Luft speist;

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(c) ein Kraftstoffregelventil (70), das den Durchsatz des Kraftstoffs in dem Hilfskraftstoffkanal (82) regelt;

(d) ein Luftregelventil (68), das den Luftdurchsatz in dem Hilfsluftkanal (80) regelt; und

(e) eine Antriebseinheit, die das Kraftstoffregelventil (70) und das Luftregelventil (68) nach Maßgabe des Warmlaufparameters oder/und des Verlangsamungsparameters treibt.

3. Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung für Vergaser nach

Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

- daß der HiIfsluftkanal (80) an einen Zwischenabschnitt des Hilfskraftstoffkanals (82) angeschlossen ist.

k. Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung für Vergaser nach

Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

- daß der Hilfsluftkanal (80) einen Ventilsitz (72) aufweist, der von dem Luftregelventil (68) geöffnet und geschlossen wird, während der Hilf skraftstoffkanal (82) einen Ventilsitz (74·) aufweist, der von dem HilfsKraftstoff regelventil (70) geöffnet und geschlossen wird ,

- wobei der Hilfsluftkanal (80) mit dem Hilfskraftstoffkanal (82) an einem Abschnitt des letzteren stromaufwärts von dem Ventilsitz (74) des Kraftstoff regelventils (70) verbunden ist.

5. Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung für Vergaser nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

- daß die Antriebseinheit eine elektromagnetbetätigte Antriebseinheit mit einer Wicklung (64) und einem beweglichen Anker (66) aufweist,

und

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- daß das der elektromagnetbetätigten Antriebseinheit zugeführte Eingangssignal aus Ein-Aus-Impulsen unter Einschaltdauer-Steuerung besteht.

6. Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung für Vergaser nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Ein-Aus-Impulse die elektromagnetbetätigte Antriebseinheit so ansteuern, daß der Durchsatz des durch den Hilfskraftstoffkanal (82) strömenden Kraftstoffs allmählich nach Maßgabe des fortschreitenden Warmlaufens des Motors nach einem Kaltstart und einer fortschreitenden Verlangsamung des Motors vermindert wird»

7. Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung für Vergaser nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

- daß das Luftregelventil (68) an einem Ende des beweglichen Ankers (66), der einen Teil der elektromagnetbetätigten Antriebseinheit bildet, befestigt ist, während das Kraftstoffregelventil (70) an dem anderen Ende des beweglichen Ankers (66) befestigt ist.

8. Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung für Vergaser nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet,

- daß der Luftventil-Ventilsitz (72), das Luftregelventil (68), der bewegliche Anker (66), das Kraftstoff regelventil (70) und der Kraftstoff-Ventilsitz

im wesentlichen koaxial angeordnet sind.

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9. Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung für Vergaser nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

- daß der Luft-Ventilsitz (72), das Luftregelventil (68), der bewegliche Anker (66), die Wicklung (64) zum Treiben des beweglichen Ankers (66), das kraftstoff regelventil (70) und der Kraftstoff-Ventilsitz (74) in einem rohrförmigen Gehäuse (60) untergebracht sind .

10. Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung für Vergaser nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

- daß der Normalbetriebsparameter ein Mischungsverhältnis-Signal (0_?) ist, das von einem im Abgassystem der Brennkraftmaschine angeordneten Sauerstoff-Fühler abgeleitet ist,

- daß die Warmlaufparameter umfassen:

- ein Kühlwässertemperatur-Signal (T ) von einem

im Kühlwassermantel der Brennkraftmaschine angeordneten Kühlwassertemperatur-Fühler und

- ein Motordrehzahl-Signal (U/min) von einem auf der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angeordneten Drehzahl-Fühler,

- daß die Verlangsamungsparameter umfassen:

- das Motordrehzahl-Signal (U/min) ,

- ein Drosselklappenöffnungsgrad-Signal (TH₀) von einem Öffnungsgrad-Fühler, der der Drosselklappe zugeordnet ist, und

- ein Saugvakuum-Signal (B ) von einem im Saugluftkanal (14) angeordneten Vakuumfühler.

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11. Mischungsverhältnis-Regeleinrichtung für Vergaser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

- daß der Vergaser ein komplexer Vergaser mit

- einem Haupt-Saugluftkanal (12), der bei Normalbetrieb des Motors arbeitet, und

- einem Neben-Saugluftkanal (14), der im Hochdrehzahlbereich des Motors arbeitet,

ist,
und

- daß das Hilfskraftstoffsystem und das Hilfskraftstoffsteuerventil (58) dem Neben-Saugluftkanal (14) zugeordnet sind.

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