DE3029321C2

DE3029321C2 - Vorrichtung zum Erfassen der Arbeitsweise der Drosselklappe eines Vergasers einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3029321C2
Application number: DE3029321A
Authority: DE
Inventors: Fujio Mitaka Tokyo Matsui
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-08-02
Filing date: 1980-08-01
Publication date: 1984-05-10
Also published as: JPS5623534A; GB2056687A; DE3029321A1; FR2463280B1; US4391250A; GB2056687B; FR2463280A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen der Arbeitsweise der Drosselklappe eines Vergasers, z. B. der Winkelgeschwindigkeit, insbesondere zum Zweck der Vermeidung der Abgabe von Schadstoffen bei einer Brennkraftmaschine.

In der US-PS 41 32 199 ist eine Anordnung zur Verringerung der Abgabe von Schadstoffen an die Umgebung mit einem Dreiwege-Katalysatorwandler beschrieben, zu der ein Sauerstoffühler gehört, mittels dessen der Sauerstoffgehalt der Abgase erfaßt wird, um ein elektrisches Signal als Maß für das Kraftstoff-Luft-Verhältnis des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches zu erzeugen. Diese Anordnung dient dazu, zu beurteilen, ob das durch den Sauerstofffühler erzeugte Rückkopplungssignal höher oder niedriger ist als der stöchiometrische Wert, um ein Fehlersignal zu erzeugen und das Kraftstoff-Lufi-Verhältnis des der Brennkraftmaschine zuzuführenden Genvsches entsprechend dem Fehlcrsignal zu regeln. Eine solche mit Rückkopplung arbeitende Regelanordnung neigt von Natur aus zum Pendeln; dies ist auf die Ansprechverzögerung des Sauerstoffühlers, die Regelverzögerung der Anordnung und dergl. zurückzuführen. Das Pendeln gibt Anlaß zu Schwankungen bzw. Abweichungen des eingeregelten Kraftstoff-Luft-Verhältnisses gegenüber dem stöchiometrischen Wert. Diese Abweichungen vergrößern sich während jeder Beschleunigung der Brennkraftmaschine, und der Regelvorgang wird unter diesen Umständen erheblich verzögert.

ίο Daher ist es dieser Anordnung zum Regeln der Abgabe von Schadstoffen nicht möglich, die gewünschte Verringerung des Anteils der schädlichen Bestandteile der Abgase herbeizuführen. Um die genannte Verzögerung auszugleichen, ist es erforderlich, bestimmte Betriebsparameter zu erfassen, z. B. die Winkelgeschwindigkeit, die Winkelbeschleunigung oder den öffnungswinkel der Drosselklappe des Vergasers.

Bekannt sind auch ein Verfahren und eine Einrichtung

zum Regeln des Luft-Brennstoff-Verhältnisses bei Verbrennungsmotoren, durch die Steuerparameter der Verbrennungsmotoren ermittelt werden soiien (DE-OS 26 21 310). Die bekannte Einrichtung arbeitet mit einer Regelschaltung, die mit einem Bezugssignal arbeitet, das dem stöchionieirischen Luft-Brennstoff-Verhältnis entspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, die Arbeitsweise der Drosselklappe quantitativ zu erfassen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Eine Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

J5 F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Regeln des Kraftstoff Luft-Verhältnisses eines Vergasers einer Brennkraftmaschine;

Fig.2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Haltckreises;

Fig. 2a ein Schaltbild eines Abtast- und Hal'ekreises: Fig. 2b ein Schallbild eines Abtastimpulsgencrators und

F i g. JA bis 31 jeweils die Wellenform eines an einem bestimmten Punkt der Schallung nach F i g. 2 erseheinenden Signals.

Gemäß Fig. 1 dient ein ll.iltekreis 1 dazu, Ausgangssignalc eines Saucrsioffühlcrs 2 und eines Drosselklappenfühlers 3 zu verarbeiten, um das Kraftstoff-Luft-Verhältnis in der nachstehend erläuterten Weise zu regeln. Der Vergaser 17 ist an eine Brennkraftmaschine 18 angeschlossen. Zu dem Vergaser gehören eine Schwimmerkammer 5, eine mit der Schwimmerkammer durch einen Hauptkraftstoffkanal 8 verbundene Düse 6 sowie eine durch einen Leerlaufkraftstoffkanal 10 mit der Schwimmerkammer 5 verbundene Leerlauföffnung 9. Luftkorrekturkanäle 11 und 12 erstrecken sich parallel zu einem Hauptlufteinlaß 13 bzw. einem Leerlauflufteinlaß 14. Ferner sind nach Bedarr ein- und ausschaltbare, elektromagnetisch betätigbare Ventile 4 zum Öffnen und Schließen der Korrekturluftkanäle 11 und 12 vorhanden. Der Einlaß jedes Magnetventils 4 sieht über ein Luftfilier 15 in Verbindung mit der Atmosphäre. Der Sauersioffühler 2 zum Ermitteln des Sauerstoffgehalts der Abgase ist in die Abgasleitung stromauf einem Dreiwegc-Katalysatorumwandler 16 eingebaut.

In Fig. 2 ist eine elektrische Einrichtung 3.4 in Verbindung mil dem Drosselklappenfühlcr3 dargestellt. Im Ansaugkanal des Vergasers ist im zugehörigen Venturi-

ohr 19 eine Drosselklappe 20 angeordnet, die mit dem »chleifkontakt 21 eines Potentiometers 22 verbunden st, an dem eine Spannung VHegt. Die durch den Schleifkontakt 21 abgegriffene Spannung wird über einen Ver- ;tärker 23 zwei Abtast- und Haltekreisen 24 und 25 lugeführt. Gemäß F i g. 2a gehören zu jedem Abtastind Haltekreis 24 und 25 ein Haltekondensator24a bzw. Via und ein ihm zugeordnetes Gatter 24i> bzw. 25b. Der Miiasl- und 1 l.iliekreis 24 isl an die Kingangsklemmcn :ines Operalionsverslärker-Komparators 30 über Reaiskontakte 26 bzw. 28 angeschlossen. Der Abtast- und Haltekreis 25 ist ebenfalls mit den Eingangsklemmen des Operationsverstärkers 30 über Relaiskontakte 27 und 29 verbunden.

An einen Abtastimpulsgenerator 34 ist ein Oszillator 33 zum Erzeugen einer Abtasiimpulsreihe angeschlossen. Gemäß F i g. 2b gehört zu dem Abtastimpulsgenerator 34 ein Spannungsteiler 34a mit einem Decodierer und monostabilen Multivibratoren 346 und 34c zum Erzeugen von in Fig.3 dargestellten Abtastimpulsen C und Abtastimpulsen D, zwischen denen eine Phasendifferenz von 180° besteht Die Abtastimpulse D und C werden jeweils an den Hinter- bzw. VorderP.anken der Impulse B erzeugt Die Abtastimpulse C werden dem Abtast- und Haltekreis 24 zugeführt, um das zugehörige Gaiter 24b zu betätigen, während die Impulse D dem Gatter 25b des Abtast- und Haltekreises 25 zugeführt werden. Das Ausgangssignal des Oszillators 33 wird gemäß F i g. 2 einem Relais 35 und über einen Inverter 36 einem weiteren Relais 37 zugeführt. Das Relais 35 dient da/u, den Kontakt 26 zu betätigen, der den Abtast- und Haltekreis 24 mit dem nicht invertierenden Eingang des Komparators 30 verbindet, und den Kontakt 29 zu betätigen, welcher den Abtast- und Haltekreis 25 mit dem invertierenden Eingang des Komparators 30 verbindet. Die Kontakte 28 und 27 sind gegenüber den Eingängen des Komparators 30 im Vergleich zu den Kontakten 26 und 29 umgekehrt geschaltet. Die Relais 35 und 37 dienen zur Bf tätigung der Kontakte bzw. Schalter 26, 29 bzw. 28,27.

In F i g. 3 gibt die Kurve A die durch das Potentiometer 22 erfaßte Spannung A wieder, die mit zunehmendem Öffnungswinkel der Drosselklappe 20 zunimmt. Dem Abtast- und Haltekreis 24 wird das Spannungssignal nach Fi g. 3A von dem Potentiometer 22 aus über den Verstärker 23 zugeführt; ferner werden diesem Abtust- und Haltekreis die Abtastinipulse Cdes Impulsgenerators 34 zugeführt, um die Alisgangsspannung F zu oiveugen. und der Ablast- und I laltekrcis 25 wird durch das Spannungssignal A des Potentiometers 22 über den Versiärl-er 23 und die Ab'.astimpulse Ddes Impulsgenerators 34 betätigt, um die Ausgangsspanniing F nach F i g. 3 zu erzeugen. Wenn das Gatter 24b bzw. 25i> jedes Abtast- und Haltekreises dadurch geöffnet wird, daß ihm durch den Abtastimpulsgenerator 34 gemäß F i g. 3 ein Impuls h mit einem hohen Pegel zugeführt wird, wird auf bekannte Weise der Kondensator 24.7 bzw. 25;i des betreffenden Abtast- und Haltekrtises mit der dem Potentiometer 22 über den Verstärker 23 entnommenen Spannung aufgeladen.

F i g. 3G zeigt die invertierte Wellenform des Signals am Ausgang des Inverters 36. Das Relais 35 wird durch die höhere Spannung h der Ausgangsimpulse des Oszillators 33 nach F i g. 3B betätigt, um die Kontakle 26 und 29 zu schließen, und das Relais 37 wird durch die höhere Spannung h der Ai,s~angsimpulse G betätigt, um die Kontakte 28 und 27 zu schließen. Somit vergleicht der Komparator 30 die Spannungen fund Fabwechselnd, so daß am Ausgang des Komparators die Ausgangsspannung nach F i g. 3H erscheint. Die Größe bzw. der Pegel des Ausgangsspannungssignals nach F i g. 3H ist der Spannungsteilbetrag Δ V der Ausgangsspannung A in Beziehung zu dem zeitlichen Abstand At zwischen den Impulsen C oder D, d. h. die Ausgangsspannung A wird differenziert. Somit kann die Winkelgeschwindigkeit der Drosselklappe 20 durch die Ausgangsspannung nach Fig.3H repräsentiert werden. Kommt die Drosselklappc zum Stillstand oder dreht sie sich in der entgegengesetzten Richtung, verschwindet die Ausgangsspannung des Komparators 30. Somit ist es möglich, die Winkelgeschwindigkeit und die Betätigungsdauer der Drosselklappe durch die Ausgangsspannung an der Ausgangsklemme 32 nach F i g. 2 quantitativ darzustellen.

Gemäß Fig.2 ist ein geerdeter Kondensator 31 an eine Diode 40 angeschlossen, die zwischen dem Komparator 30 und der Ausgangsklemme 32 mit einem Widerstand 41 parallelgeschaltet ist Der Vundensator 3t wird mil der Spitzenspannung aufgcladt-n. Wenn die Beschleunigung der Drosselklappe beendet wird, entlädt sich die Spannung, mit der der Kondensator 31 aufgeladen worden ist, über den Widerstand 41, und die Spannung verringert sich in der aus Fig.31 ersichtlichen Weise. Wenn die Ausgangsspannung an der Klemme 32 durch eine nicht dargestellte Differenzierungseinrichtung differenziert wird, kann die Winkelbeschleunigung der Drosselklappe 20 dargestellt werdin.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erfassen der Arbeitsweise der Drosselklappe eines Vergasers einer Brennkraftmaschine mit einem Meßwertumformer zum Umwandeln eines physikalischen Parameters der Arbeitsweise der Drosselklappe in eine elektrische Ausgangsspannung, gekennzeichnet durch einen Haltekreis (1) zum zeitlichen Konstanthalten eines Teilbetrags der Ausgangsspannung des Meßwertumformers (3), wobei der Haltekreis (1) einen Abtast/Haltekreis (24,25) mit einem Verknüpfungsglied (246,25b) und einen Impulsgenerator (34) zum Erzeugen eines Impulszugs enthält, um das Verknüpfungsglied (24b, 2Sb) so zu betätigen, daß der Abtast/Haltekreis (24, 25) die Ausgangsspannung des Meßwertumformers (3) hält, und durch einen Ausgangskreis (30) zum kontinuierlichen Erzeugen einer Ausgaegsspannung, die dem Teilbetrag entspricht, bis dieser Teilbetrag den 'wert Nuii animmt oder negativ wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekreis zwei Abtast- und Haltekreise (24,25) mit je einem Verknüpfungsglied (246, 25b) und einer Spannungshaliseinrichtung enthält, daß der Impulsgenerator zwei um 180° gegeneinander phasenverschobene Abtastimpulsreihen erzeugt und an die Verknüpfungsglieder so angeschlossen ist. daß die Abtast- und Haltekreise abwechselnd betätigt werden, daß der Ausgangskreis ein Operationsverstärker-Komp-.rator (?0) mit einem nicht invertierenden Eingang urH einem invertierenden Eingang ist, daß Relaiskontakte (5λ 28, 27, 29) zum Verbinden jedes Abtast- und Haltekreiscs mit dem nicht invertierenden Eingang und dem invertierenden Eingang in Parallelschaltung und eine Relaisanordnung (35, 37) zum Betätigen der Relaiskontakte synchron mit der Betätigung der zugehörigen Abtast- und Haltckrcisc vorgesehen sind und daß die Ausgangssignale der beiden Abtast- und Haltekrcise den beiden Eingängen des Operationsverstärker-Komparators mit einer festen Polarität zugeführt werden.