DE3407209A1

DE3407209A1 - Verfahren zur steuerung der leerlaufumdrehungszahl pro minute einer brennkraftmaschine, durch das die charakteristik des kraftstoffverbrauches der maschine verbessert werden kann

Info

Publication number: DE3407209A1
Application number: DE19843407209
Authority: DE
Inventors: Shumpei Niiza Saitama Hasegawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1983-02-28
Filing date: 1984-02-28
Publication date: 1984-08-30
Also published as: GB2135797A; DE3407209C2; JPS59158357A; GB8405114D0; US4553516A; GB2135797B; FR2541726A1; FR2541726B1

Description

-X-

Verfahren zur Steuerung der Leerlaufumdrehungszahl pro Minute einer Brennkraftmaschine, durch das die Charakteristik des Kraftstoffverbrauches der Maschine verbessert werden kann

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute von Brennkraftmaschinen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren dieser Art, durch das die Charakteristik des Kraftstoffverbrauches der Maschine verbessert werden soll, während die Maschine in einem Leerlaufzustand arbeitet.

Eine Brennkraftmaschine für selbstfahrende Fahrzeuge ist im allgemeinen angeordnet, um einen Wechselstromgenerator in Umdrehung zu versetzen, der eine elektrische Leistung an Einrichtungen, wie beispielsweise Heizeinrichtungen, Klimaanlagen und Beleuchtungssysteme,

gQ liefert, die in dem Fahrzeug vorgesehen sind und eine elektrische Last bewirken. Wenn bei einer derartigen Anordnung eine Einrichtung oder mehrere Einrichtungen, die eine elektrische Last bewirken, eingeschaltet werden, wird der Feldstrom des Generators durch die Wirkung eines in dem Generator vorgesehenen Reglers vergrößert, so daß der Generator arbeitet, um die eigene Ausgangsleistung

zu vergrößern. Während die Maschine in einem Leerlaufzustand arbeitet, kann jedoch das Phänomen auftreten, daß der Betrag der durch die die elektrische Last bewirkenden Einrichtungen geforderten elektrischen Leistung eine maximale Ausgangsleistung des Generators, die durch das Ausgangsdrehmoment der Maschine und die Umdrehungsgeschwindigkeit des Generators bestimmt wird, überschreitet. Dabei liefert eine in der Maschine vorgesehene Batterie eine elektrische Leistung an die die elektrische Last

IQ bewirkenden Einrichtungen, um das sich ergebende Defizit der elektrischen Leistung auszugleichen. Die Batterie kann daher zu sehr entladen werden, so daß ihre Lebensdauer verringert wird. Außerdem kann die sich ergebende Verminderung der Spannung der Batterie bewirken,

•^5 daß die Maschine schlechter startbar ist. Es können dadurch außerdem auch anderen Unannehmlichkeiten bewirkt werden.

Um die zuvor genannten Unannehmlichkeiten bzw. Nachteile 2Q zu beseitigen,wurde zB. in der japanischen Patentveröffentlichung 54-155317 ein Rückkopplungssteuerverfahren für die LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute vorgeschlagen, bei dem die gewünschte LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute auf einen solchen Wert eingestellt wird, daß der Generate tor eine elektrische Leistung einer Größe erzeugen kann, die groß genug ist,um die elektrischen Lasten, die durch die die elektrische Last bewirkenden Einrichtungen angelegt werden, zu kompensieren, und bei dem eine Luft/-Kraftstoff-Mischung an die Maschine in einer Menge ge-_Qn liefert wird, die der Differenz zwischen der gewünschten Leerlaufumdrehungszahl pro Minute und der tatsächlichen Umdrehungszahl pro Minute der Maschine entspricht. Auf diese Weise wird die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine auf die gewünschte LeerlaufUmdrehungszahl pro Mi- ^₁- nute in einem Rückkopplungsbetrieb gesteuert. Bei diesem Verfahren muß jedoch die gewünschte Leerlaufumdrehungs-

zahl pro Minute auf einen bestimmten hohen Wert eingestellt werden, so daß der Generator selbst dann eine ausreichende elektrische Leistung erzeugen kann, wenn alle die elektrische Last bewirkenden Einrichtungen gleichzeitig arbeiten, während die Maschine in einem Leerlaufzustand arbeitet. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine wird daher auf der genannten hohen gewünschten Leerlaufumdrehungszahl pro Minute selbst dann gehalten, wenn keine die elektrische Last bewirkende Einrichtung arbeitet. Dies führt zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch der Maschine.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Steuerung der Leerlaufumdrehungszahl pro Minute einer Brennkraftmaschine anzugeben, durch das der Wechselstromgenerator so betrieben werden kann, daß er eine ausreichende elektrische Leistung erzeugt, und durch das gleichzeitig die Maschine bei einer niedrigen Geschwindigkeit betrieben werden kann, ohne daß eine zu große Entladung der Batterie der Maschine bewirkt wird, während die Maschine im Leerlaufzustand arbeitet. Dadurch wird die Charakteristik des Kraftstoffverbrauches der Maschine während des Leerlaufbetriebes verbessert.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Leerlaufumdrehungszahl pro Minute einer Brennkraftmaschine, durch das vorteilhafterweise der Wert des in dem Wechselstromgenerator fließenden Feldstromes in einem vorbestimmten Bereich von Werten gesteuert werden kann, während die Maschine im Leerlaufzustand arbeitet. Dadurch kann die Steuerung der Leerlaufumdrehungszahl pro Minute der Maschine mit einer vergrößerten bzw. verbesserten Stabilität erfolgen.

AO
-Χ ι Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Leerlaufumdrehungszahl pro Minute einer Brennkraftmaschine, die eine Ausgangswelle, ein Betätigungsglied, durch das das durch die Maschine über die Ausgangswelle erzeugte Ausgangsdrehmoment veränderbar ist, und einen Wechselstromgenerator aufweist, der durch die Maschine über die Ausgangswelle betrieben wird, um sich mit dieser zu drehen,um eine elektrische Leistung einer Größe zu erzeugen, die dem Wert des in dem Generator fließenden Feldstromes und dessen Umdrehungsgeschwindigkeit entspricht.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren die folgenden Schritte auf: 15

a) Ermitteln eines Wertes eines Parameters, der den Feldstrom des Wechselstromgenerators anzeigt, der durch einen Regler in Antwort auf die an den Generator angelegte elektrische Last verändert wird; b) Bestimmen,, ob die Maschine in einem Leerlauf zustand arbeitet oder nicht;

c) Steuern des Betriebes des Betätigungsgliedes in Antwort auf den ermittelten Wert des Parameters, um das Ausgangsdrehmoment der Maschine zu verän-■ dem, um dadurch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine derart zu steuern, daß der Wert des Feldstromes des Wechselstromgenerators gleich einem vorbestimmten Wert wird, wenn bestimmt wird, daß die Maschine in dem Leerlaufzustand arbeitet.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird zusätzlich zu den bereits erwähnten Schritten (a) und (b) bestimmt, ob der ermittelte Wert des Parameters größer ist als erster vorbestimmter Wert oder nicht. Außer- dem wird bestimmt, ob derselbe ermittelte Wert kleiner ist als ein zweiter vorbestimmter Wert oder nicht, der

λΛ

kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert. Wenn bestimmt wird, daß die Maschine in einem Leerlaufzustand arbeitet, und wenn gleichzeitig der ermittelte Wert des Parameters größer ist als der erste vorbestimmte Wert, wird das Betätigungsglied derart gesteuert, daß das Ausgangsdrehmoment der Maschine vergrößert wird, um dadurch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine zu vergrößern. Wenn andererseits bestimmt wird, daß die Maschine in einem Leerlaufzustand arbeitet und wenn gleichzeitig der ermittelte Wert des Parameters kleiner ist als der zweite vorbestimmte Wert, wird das Betätigungsglied derart gesteuert, daß das Ausgangsdrehmoment der Ausgangswelle verkleinert wird, um dadurch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine zu verkleinern. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine wird daher derart gesteuert, daß der Wert des Feldstromes des Wechselstromgenerators in einem vorbestimmten Bereich gehalten wird, wenn bestimmt wird, daß die Maschine in dem Leerlaufzu-, stand arbeitet.

Die oben genannten Aufgaben, Vorteile und Ausführungsfor men der Erfindung gehen aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den Figuren hervor. Es zeigt:

Fig. 1 eine graphische Darstellung,

die die Beziehung zwischen der elektrischen Ausgangsleistung eines Wechselstromgenerators und der Umdrehungsgeschwindig-

QQ keit des Wechselstromgenerators

zeigt, wobei der Generator in einem herkömmlichen Betrieb arbeitet;
Fig. 2 eine Darstellung der gesamten An-

gg Ordnung eines Systems zur Steuerung

der LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute einer Brennkraftmaschine, das

• W * w

«I W ft <··»<*

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im Zusammenhang mit dem erfin

dungsgemäßen Verfahren anwendbar ist;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines beispielhaften Aufbaues einer in der Fig. 2

dargestellten Steuereinheit;

Fig. 4 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Ausgangsstrom eines Wechselstromgenerators und der Umdrehungsgeschwindigkeit des Genera

tors zeigt;

Fig. 5 einen Datenflußplan eines beispielhaften Steuerprogrammes zur Steuerung der LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute der Maschine gemäß dem erfindungsge

mäßen Verfahren, wobei das Steuerprogramm durch die Steuereinheit ausgeführt wird, die in den Figuren 2 und dargestellt ist;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines

Steuersystemes für die Ansaugluft, das als Betätigungsglied (Fig. 1) verwendbar ist;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines · Steuersystemes für das Luft/Kraftstoff-

Verhältnis, das als Betätigungsglied (Fig. 1) dient; und
Fig. 8 eine graphische Darstellung, die die

Charakteristik zwischen dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis und dem Ausgangsdreh

moment der Maschine 2eigt.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren im Zusammenhang mit den Figuren erläutert, die Ausführungs formen dieses Verfahrens zeigen.

-Tf-

In der Figur 1 sind beispielhaft eine herkömmliche Betriebsart eines Wechselstromgenerators (AC-Generator) und eine herkömmliche Art der Steuerung der Leerlaufumdrehungszahl pro Minute einer mit dem Generator ausgerüsteten Brennkraftmaschine dargestellt. Wenn alle die elektrische Last hervorrufenden Einrichtungen, die in dem Fahrzeug- installiert sind_r während des Leerlaufbetriebes mit einer niedrigen Geschwindigkeit der Maschine eingeschaltet werden, bewirkt die sich ergebende Zunahme bzw. Vergrößerung der elektrischen Last an der Maschine eine Zunahme bzw. Vergrößerung der an die Maschine angelegten Verzögerungslast, um die Umdrehungsgeschwindigkeit Ne der Maschine und demgemäß die Umdrehungsgeschwindigkeit NACG des Generators zu verkleinern, so lange das Ausgangsdrehmoment der Maschine konstant bleibt. Dabei wird der Feldstrom des Generators infolge der Wirkung eines in dem Generator vorgesehenen Reglers vergrößert. Der Betriebszustand des Generators wird folglich von einem Punkt A der Figur 1, bei dem keine elektrische Last an die Maschine angelegt ist, zu einem anderen Punkt C entlang einer durch einen Punkt unterbrochenen Linie a in die durch den Pfeil B in der Figur 1 dargestellten Richtung verschoben, indem der Generator seine maximale Ausgangsleistung erzeugen kann.. Wenn die geforderte elektrische Leistung, die diese elektrischen Lasten kompensieren soll, jedoch einen durch die unterbrochene Linie d gezeigten Wert annimmt, besteht noch ein Defizit an elektrischer Leistung und liefert eine in der Maschine vorgesehene Batterie daher elektrische Leistung an die die elektrische Last bewirkenden Einrichtungen, um ein derartiges Defizit . zu kompensieren. In dem Fall, in dem die Lieferung der elektrischen Leistung von der Batterie während einer beträchtlichen Zeit fortgesetzt wird, kann die Batterie zu stark entladen v/erden,was zu einer verkürzten Lebensdauer der Batterie führen kann. Es können noch andere Nachteile, wie eine verschlechterte Startfähigkeit

der Maschine verursacht werden, wenn die Maschine unter Ver wendung der unzureichend geladenen Batterie wieder gestartet wird, weil die Umdrehungsgeschwindigkeit eines durch die Batterie angetriebenen Startermotores abnimmt. In gleicher Weise zeigt die unterbrochene Linie e der Figur einen Wert der elektrischen Leistung an, der gefordert wird, wenn keine elektrische Last an der Maschine anliegt.

Um die obigen,Nachteile zu beseitigen, die während des

IQ Leerlaufbetriebes der Maschine verursacht werden, wurde in der japanischen Patentveröffentlichung 54-155317, auf die zuvor bereits Bezug genommen wurde, ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die gewünschte LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute Nf auf einen solchen Wert eingestellt wird,

₁g daß der Generator einen Betrag einer elektrischen Leistung erzeugen kann, der für die elektrischen Lasten ausreicht, wie dies in der Figur 1 dargestellt ist, und bei dem eine Luft/Kraftstoff-Mischung an die Maschine geliefert wird, deren Menge der Differenz zwischen der tat-

2Q sächlichen Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine und der gewünschten LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute Nf entspricht. Dadurch wird das Ausgangsdrehmoment der Maschine in Antwort auf die an diese angelegten Lasten, die eine Last einschließen, die durch den Generator angelßgt wird, verändert, um auf diese Weise die Umdrehungszahl pro Minute Ne der Maschine auf die gewünschte LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute Nf der Maschine in einem Rückkopplungsbetrieb zu steuern. Bei diesem Verfahren ändert sich der Betriebszustand des Generators

OQ infolge des Betriebes des Reglers des Generators zwischen den Punkten D und E entlang der durch einen Punkt unterbrochenen Linie f entsprechend der gewünschten Leerlaufumdrehungszahl pro Minute Nf in Antwort auf Änderungen der an den Generator angelegten elektrischen Last. _g5 Dadurch wird es ermöglicht, eine elektrische Leistung in

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einem Betrag zu erzeugen, der zwischen zwei Werte fällt, die in der Figur 1 durch die Symbole d und e angedeutet sind. Wie dies zuvor bereits festgestellt wurde, muß bei diesem vorgeschlagenen Verfahren die gewünschte Leerlauf-Umdrehungszahl pro Minute Nf der Maschine jedoch auf einen Wert eingestellt werden, der über einem bestimmten hohen Pegel liegt, um sicherzustellen, daß der Generator elektrische Leistung in einer Größe erzeugen kann, die ausreicht, um alle elektrischen Lasten selbst dann zu kompensieren, wenn alle Einrichtungen eingeschaltet werden, die die elektrische Last hervorrufen. Aus diesem Grunde wird die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine selbst dann, wenn der Generator von den elektrischen Lasten freigegeben wird, so gesteuert, daß sie den vorbestimmten Wert beibehält. Dadurch wird der Kraftstoffverbrauch der Maschine vergrößert, während sich die Maschine in einem Leerlaufzustand befindet.

Figuren 2 bis 5 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung. In der Figur 2 ist ein Steuersystem zur Steuerung der Leerlaufumdrehungszahl pro Minute einer Brennkraftmaschine dargestellt, das im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendet wird. Ein Ansaugrohr 11 der Maschine 10 weist eine in ihm ausgebildete Venturieinrichtung bzw. ein Venturirohr 11a und eine mit einer nicht dargestellten Kraftstoffpumpe verbundene Haupteinspritzdüse 12 auf, die sich in das Venturirohr 11a öffnet. Das Ansaugrohr 11 weist ein Luftfil-• ter 13 an einem Ort stromaufwärts von der Haupteinspritzdüse 12 auf, während ein Drosselventil 14 in dem Ansaugrohr 11 an einem Ort stromabwärts von der Haupteinspritzdüse 12 angeordnet ist. Das Drosselventil 14 weist einen ersten Hebel 14a, der einstückig mit ihm ausgebildet ist, und einen zweiten Hebel 14b auf, der von den Teilen 14 und 14a getrennt ausgebildet ist. Das Drosselventil ist so angeordnet bzw. aufgebaut, daß es durch die Drehbe-

A\Q

wegung der Hebel 14a und 14b um einen gemeinsamen Drehzapfen 14c geöffnet und geschlossen wird. Das eine Ende des ersten Hebels 14a ist mit einem Gaspedal (nicht dargestellt) über einen Draht 14d verbunden. Er wird daher ' um den Zapfen I4d gedreht, wenn das Gaspedal niedergedrückt wird, um das Drosselventil 14 unabhängig von der Winkelposition des zweiten Hebels 14b um einen Winkel zu öffnen, der dem Niederdrückgrad des Gaspedales entspricht. Wenn der erste Hebel 14a mit seinem anderen Ende gegen den zweiten Hebel 14b stößt, wird eine weitere Drehung des ersten Hebels 14a im Uhrzeigersinn (Fig. 2) durch den zweiten Hebel 14b verhindert. Der zweite Hebel 14b ist so angeordnet, daß dann, wenn der zweite Hebel 14b am ersten Hebel 14a anliegt, eine Drehung des zweiten Hebels 14b entgegen dem Uhrzeigersinn eine entsprechende Verschiebung des ersten Hebels 14a entgegen dem Uhrzeigersinn bewirkt, um das Drosselventil zu öffnen.

Das Bezugszeichen 20 bezeichnet ein Betätigungsglied, das im wesentlichen ein Steuerventil 21 und zwei Solenoidventile 22 und 23 enthält, die normalerweise geschlossen sind. Das Betätigungsglied 20 soll die Ventilöffnung des Drosselventiles 14 steuern, während die Maschine in einem Leerlaufzustand arbeitet, um dadurch die Menge einer Luft/Kraftstoff-Mischung zu steuern, die an die Maschine 10 geliefert wird. Das■Steuerventil 21 weist eine mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Kammer 21a, eine Steuerkammer 21b, die mit dem Inneren eines Rohres 24 in Verbindung steht, ein Diaphragma bzw. eine Membran 21c, die die Kammern 21a und 21b an ihren gegenüberliegenden Seiten bestimmt und mit dem zweiten Hebel 14b des Drosselventiles 14 über ein Verbindungsglied 25 verbunden ist-, und eine Feder 21d auf, die die Membran 21c in eine Richtung drückt, daß bewirkt wird, daß das Drosselventil 14 in Richtung auf seine völlig geschlossene Position verschoben wird.

* ■ * t

Das Solenoid-Ventil 22 weist eine erste öffnung 22a, die mit dem Rohr 24 in Verbindung steht, eine zweite öffnung 22b, die über ein Vakuum-Ansaugrohr 26 mit dem Ansaugrohr 11 an einem Ort stromabwärts vom Drosselventil 14 in Verbindung steht, einen Ventilkörper 22c, der zwischen der ersten öffnung 22a und der zweiten öffnung 22b angeordnet ist, eine Feder 22d, die den Ventilkörper 22c in Richtung auf §3 ine geschlossene Position drückt, und ein Solenoid 22e auf, das mit einer Steuereinheit 80 verbunden ist,

IQ um durch diese so angesteuert zu werden, daß es den Ventilkörper 22c im erregten Zustand in Richtung auf seine geöffnete Position vorspannt. Das Solenoid-Ventil 23 weist andererseits eine erste öffnung 23a, die mit dem Rohr in Verbindung steht, eine zweite öffnung 23b, die über ein mit dem Atmosphärendruck in Verbindung stehendes Rohr 27 mit der Atmosphäre in Verbindung steht, einen Ventilkörper 23c, der zwischen der ersten Öffnung 23a und der zweiten öffnung 23b angeordnet ist, eine Feder 23d, die den Ventilkörper 23c in Richtung auf seine geschlossene

on Position drückt, und ein Solenoid 23e auf, das mit der Steuereinheit 80 verbunden ist, um durch diese so angesteuert zu werden, daß es im erregten Zustand den Ventilkörper 23c in Richtung auf die geöffnete Position drückt.

Das Bezugszeichen 30 bezeichnet einen Wechselstromgenerator (AC), der eine Y-förmige Ankerwicklung 31, eine Feldwicklung 32, Dioden 33, 34 und 35, deren Anoden mit der Ankerwicklung 31 verbunden sind, und Dioden 36, 37, aufweist , deren Anoden geerdet sind. Der Wechselstrom-

OQ generator 30 weist einen Ausgangsanschluß 30a auf, der mit den Kathoden der Dioden 33, 34, 35 und mit einem Eingangsanschluß 40a eines Reglers 40 verbunden ist. Der Wechselstromgenerator 30 weist einen Feldstrom-Eingangsanschluß 30b auf, der mit der Feldwicklung 32 und

nc einem Ausgangsanschluß 40b des Reglers 40 verbunden ist.

Der Wechselstromgenerator 30 ist an eine nicht dargestell-

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te Kurbelwelle der Maschine 10 über eine Leistungsübertragungseinrichtung, wie beispielsweise eine nicht dargestellte Riemenscheibe, derart verbunden, daß er elektrische Leistung erzeugt, wenn er bei einer Drehung der Maschine 10 durch diese angetrieben wird.

Bei dem Regler 40 handelt es sich beispielsweise um einen Kohlesäulenregler, der einen Eingangsanschluß 40a, einen Ausgangsanschluß 40b, eine Kohlesäule 41, die den Eingangsanschluß 40a mit dem Ausgangsanschluß 40b verbindet, eine Druckfeder 42, die die Kohlesäule 41 andauernd in eine solche Richtung drückt, daß der Widerstandswert der .Kohlesäule 41 verringert wird, eine Spule 43, die mit ihrem einen Ende mit dem Eingangsanschluß 4 0a und mit ihrem anderen Ende geerdet ist, und einen Kern 44 auf, der durch die Spule 43 verläuft. Wenn ein elektrischer Strom vom Generator 30 oder einer Batterie 50 in die Spule 43 fließt, wird der Kern 44 erregt, um die Feder 42 elektromagnetisch anzuziehen, um den Widerstandswert der Kohlesäule 41 zu vergrößern. Auf diese Weise kann der Regler über seinen Ausgangsanschluß 40b einen elektrischen Strom an die Feldwicklung 32'des Wechselstromgenerators 30 liefern, dessen Wert bei einer Verkleinerung des Spannungswertes am Eingangsanschluß 40a vergrößert wird.

Der Anodenanschluß der Batterie 50 ist mit dem Äusgangsanschluß 30a des Generators 30 und mit elektrischen Lasten 60, wie beispielsweise Scheinwerferlampen, einer Heizeinrichtung und einer Klimaanlage, verbunden, die eingeschaltet werden, wenn Schalter 61 geschlossen werden.

Ein Ermittlungskreis 70 weist beispielsweise einen Operationsverstärker 71, einen Widerstand 72, dessen eines Ende mit dem Eingangsanschluß 30b des Generators 30, dem

Ausgangsanschluß 40b des Reglers 40 und dem Eingang des Verstärkers 71 verbunden ist, und dessen anderes Ende geerdet ist, und einen Analog-Digital-Wandler 73 (A/D-Wandler) auf, der mit dem Ausgang des Verstärkers 71 verbunden ist. Der Kreis 70 kann die Anschlußspannung des Widerstandes 72 ermitteln, die dem Wert des in die Feldwicklung 32 des Generators 30 fließenden Feldstromes entspricht, und an die Steuereinheit 80 ein digitales Signal liefern, das die ermittelte Anschlußspannung anzeigt. Alternativ zum dargestellten Aufbau kann der Kreis 70 einen Widerstand aufweisen, der in Reihe zu den Anschlüssen 40b und 30b geschaltet ist, um den Feldstrom des Generators 30 zu ermitteln.

An die Steuereinheit 80 werden ein Signal, das die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine 10 anzeigt, von einem Sensor 91 für die Umdrehungszahl pro Minute (Ne) der Maschine und ein Ein-Aus-Signal von einem Schalter 92 des Gaspedales angelegt, wobei der Schalter 92 ein Ein-Signal erzeugen kann, wenn der Betrag des Niederdrückens des Gaspedales (nicht dargestellt) Null ist, d.h., wenn sich das Drosselventil 14 in der völlig geschlossenen Position befindet. Die Steuereinheit 80 kann den Wert des Feldstromes des Generators-30 bestiir.-men und auf der Grundlage der sich ergebenden Bestimmung arbeiten, um eines der Solenoide 22e, 23e des Betätigungsgliedes 20 zu erregen oder um beide Solenoide 22e, 23e zu entregen, wie dies nachfolgend beschrieben werden wird.

Die Figur 3 zeigt den Aufbau eines elektrischen Kreises

in der Steuereinheit 80 der Figur 2. Die Steuereinheit 80 enthält einen Zentralprozessor (CPU) 81, einen Speicher 82 mit wahlfreiem Zugang (RAM-Speicher), der 3g die sich ergebenden Werte der verschiedenen durch den Zentralprozessor 81 durchgeführten Berechnungen usw.

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zeitweise speichert, einen Festwertspeicher 83 (ROM-Speicher) ,der ein Steuerprogramm usw. speichert, auf das später Bezug genommen wird und das in dem Zentralprozessor 81 ausgeführt wird, einen Eingangszähler 84, der mit dem Sensor 91 für die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine verbunden ist, und eine Ein-Ausgabe-Einheit 85 (I/O-Einheit) . Diese Elemente 81-85 sind miteinander über einen Bus 86 verbunden, über den Signale zwischen den Elementen ausgetauscht werden können. Die Steuereinheit 80 weist außerdem ein Pegelverstellglied auf, dessen Ausgang mit der Ein-Ausgabe-Einheit 85 verbunden ist und dessen Eingang mit dem Kreis 70 und mit dem Schalter 92 des Gaspedales' verbunden ist. Außerdem weist die Steuereinheit 80 einen Steuerkreis 88 auf, dessen Eingang mit der Ein-Ausgabe-Einheit 85 verbunden ist und dessen Ausgang mit den Solenoiden 22e und 23e verbunden ist.

Das soweit im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 beschriebene Steuersystem arbeitet folgendermaßen. Der Wechselstromgenerator 30 wird durch die Maschine 10 in Drehung versetzt, während er arbeitet, um in der Ankerwicklung 31 einen dreiphasigen induzierten Strom zu erzeugen. Der auf diese Weise erzeugte induzierende Strom wird durch die Dioden 33 bis 88 einer Vollweg-Gleichrichtung unterworfen und danach an die Batterie 50 angelegt, um diese aufzuladen. Andererseits beginnt der Regler 40 nach dem Einschalten des nicht dargestellten Zündschalters der Maschine einen elektrischen Strom von der Batterie als Feldstrom an die Feldwicklung 32 über die Kohlesäule 41d zu übertragen, um den Generator 30 wirksam zu schalten. Wenn die erzeugte Spannung des Generators 30 bei einer Zunahme der Umdrehungsgeschwindigkeit Ne der Maschine vergrößert wird, erscheint die vergrößerte elektromagnetische Kraft in der Spule 43 und dem Kern 44 des Reglers 40, wodurch die Druckfeder 42 stärker elektro-

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magnetisch angezogen wird. Die Druckkraft der Druckfeder 42, die auf die Kohlesäule 41 wirkt, verringert sich, um den Widerstandswert der Kohlesäule 41 zu vergrößern, wodurch der Wert des an die Feldwicklung 32 anzulegenden Feldstromes verringert wird. Andererseits wird der Feldstrom vergrößert, wenn die erzeugte Spannung des Generators 30 abnimmt. Auf diese Weise wird die erzeugte Spannung auf einen konstanten Wert geregelt. Erfindungsgemäß wird der Wert des Feldstromes gesteuert, während die Maschine in einem Leerlaufzustand arbeitet, wie dies nachfolgend erläutert werden wird.

Der Feldstrom vom Regler 40, dessen Wert auf die oben beschriebene Weise vergrößert oder verkleinert wird, bewirkt eine entsprechende Vergrößerung oder Verkleinerung der Spannung am Widerstand 72 des Ermittlungskreises 70. Diese Spannung wird als ein den ermittelten Feldstrom anzeigendes Signal über den Operationsverstärker 71 und den Analog-Digital-Wandler 73 an die Steuereinheit 80 in der Form eines digitalen Signales angelegt.

Gemäß Figur 3 wird an den Eingangszähler 84 der Steuereinheit 80 ein die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine anzeigendes Signal, das nachfolgend als TDC-Signal bezeichnet wird, von dem Sensor 91 für die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine angelegt. Der Eingangszähler 84 zählt das Zeitintervall zwischen einem vorangehenden Impuls des TDC-Signales und einem augenblicklichen Impuls dieses Signales, das von dem Sensor 91 an ihn angelegt wird. Sein gezählter Wert bzw. sein Zählwert Me ist daher proportional zu dem reziproken Wert der tatsächlichen Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine. Der Eingangszähler 84 liefert den gezählten Wert Me über den Bus 86 an den Zentralprozessor 81. Andererseits werden die Pegel des den Wert des Feldstromes

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anzeigenden Signales von dem Ermittlungskreis 70 und des Ein-Aus-Signales von dem Schalter 92 des Gaspedales, das den geöffneten und geschlossenen Zustand des Drosselventiles 14 anzeigt, auf einen vorbestimmten Pegel durch das Pegelverstellglied 87 verschoben und dann an den Zentralprozessor 81 über die Ein-Ausgabe-Einheit 85 und dem Bus 86 angelegt.

Der Zentralprozessor 81 der Steuereinheit 80 führt das in dem ROM-Speicher 83 gespeicherte Steuerprogramm, das nachfolgend erläutert wird, folgendermaßen aus. Der Zentralprozessor arbeitet in Abhängigkeit von dem TDC-Signal von dem Sensor 91 für die Umdrehungszahl pro Minute der Maschine und dem Ein-Aus-Signal von dem Schalter 92 des Gaspedales, um zu bestimmen, ob die Maschine in einem Leerlaufzustand arbeitet oder nicht. Wenn bestimmt wird, daß die Maschine in einem Leerlaufzustand arbeitet, vergleicht der Zentralprozessor 81 den Wert des Signales für den Wert des Feldstromes mit einem ersten vorbestimmten Wert und einen zweiten vorbestimmten Wert, die zuvor in dem ROM-Speicher 34 für die Anwendung während des Leerlaufbetriebes der Maschine gespeichert wurde, und legt dann ein Steuersignal, das der sich ergebenden Bestimmung entspricht, an die Solenoide 22e, 23e des Betätigungsgliedes 20 der Figur 2 über den Bus 86, die Ein-Ausgabe-Einheit 85 und den Steuerkreis 88 der Figur 3 an, um eines der Solenoide 22e und 23e zu erregen oder um beide Solenoide zu entregen, um den Wert des Feistromes in einem Bereich zwischen dem ersten vorbestimmten Wert und dem zweiten vorbestimmten Wert in einer Weise zu halten, die nachfolgend erläutert werden wird.

Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen dem Ausgangsstrom IACG des Wechselstromgenerators 30 und der Umdrehungsgeschwindigkeit NACG des Generators. Wie dies in der Figur 4 dargestellt ist, nimmt der Ausgangsstrom IACG zu, wenn die

Umdrehungsgeschwindigkeit NACG, die proportional zur Umdrehungsgeschwindigkeit Ne der Maschine ist, zunimmt. Der Strom IACG nimmt auch zu, wenn der Wert des Feldstromes IF, der in der Feldwicklung 32 des Generators 30 fließt, zunimmt. Wenn der abgeschätzte Lastfeldstrom IFmax in der Feldwicklung 32 fließt, wird der abgeschätzte Ausgangsstrom, der von der Umdrehungsgeschwindigkeit NACG abhängt, durch den Wechselstromgenerator 30 erzeugt, wie dies durch die ununterbrochene Linie in der Figur 4 angedeutet ist.

In Figur 4 zeigt die obere durch einen Punkt unterbrochene Linie die Beziehung zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit NACG des Generators 30 und den ersten vorbestimmten Werten 11 und die untere durch einen Punkt unterbrochene Linie die Beziehung zwischen der Umdrehungsgeschwindigkeit NACG und dem zweiten vorbestimmten Wert 12 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die unterbrochene Linie der Figur 4 zeigt eine Charakteristik zwisehen der Umdrehungsgeschwindigkeit und dem Ausgangsstrom des Generators 30, die erreicht wird, wenn die Maschine 10 mit einer minimalen Last belastet wird, d.h., wenn die Maschine frei von allen elektrischen Lasten 60 der Figur 2 ist und mit einer minimalen Last, wie diejenige, die durch die Kraftstoffpumpe angelegt wird, belastet ist, die für einen ununterbrochenen Betrieb der Maschine gefordert wird, wenn diese sich in einem Leerlaufzustand befindet.

Gemäß der Ausführungsform der Erfindung wird der Wert des Feldstromes IF während des Leerlaufbetriebs der Maschine 10 auf einem Wert gehalten, der zwischen den ersten vorbestimmten Werten 11 und den zweiten vorbestimmten Werten 12 liegt. Dies entspricht dem schrägschraffierten Bereich der Figur 4. Der Wert des Feldstromes IF kann als ein Barometer betrachtet werden, das die Größe der an den Generator 30 ange-

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legten Last direkt anzeigt, die wiederum zur Maschinenlast als Verzögerungsdrehmoment hinzuaddiert wird. Der Wert IP kann als ein Steuerparameter zur Steuerung des Betätigungsgliedes 20 verwendet werden, das das Ausgangsdrehmoment der Maschine steuert. Der Wert IF des Feldstromes kann vorteilhafterweise auch in einer einfachen Weise genau ermittelt werden, da er sich ununterbrochen zwischen dem Wert Null und dem abgeschätzten Wert IFmax des Lastfeldstromes in Antwort auf Änderungen der an den Generator 30 angelegten Last ändert. Erfindungsgemäß wird daher die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine in Antwort auf die Größe der an den Generator 30 angelegten elektrischen Last gesteuert, während die Maschine in einem Leerlaufzustand arbeitet, um einen geforderten Betrag der Ausgangsleistung vom Wechselstromgenerator 30 zu erhalten. Auf diese Weise kann die Erfindung zwei widersprüchliche Anforderungen, d.h. die Lieferung einer ausreichenden elektrischen Leistung vom Generator 30 und die Verringerung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine auf einen gewünschten Wert wegen eines sparsamen bzw. geringen Kraftstoffverbrauches der Maschine gleichzeitig erfüllen.

Figur 5 zeigt einen Datenflußplan des Steuerprogrammes, das von dem Zentralprozessor 81 der Figur 3 ausgeführt wird, um die Leerlaufumdrehungszahl pro Minute der Maschine zu steuern. Das vorliegende Programm kann entweder synchron mit der Drehung der Maschine oder zu vorbestimmten Zeitintervallen ausgeführt werden. Zuerst wird beim Schritt (1) bestimmt, ob der Schalter 92 für das Gaspedal der Figur 2 eingeschaltet ist oder nicht. Wenn die Antwort "Nein" lautet, wird bestimmt, daß die Maschine nicht in einem Leerlaufzustand arbeitet und die Ausführung des vorliegenden Programmes wird daher beendet. Wenn die Antwort auf die Frage beim Schritt (1) "Ja" lautet, wird beim Schritt (2) bestimmt, ob die Umdrehungs-

Sb

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geschwindigkeit Ne der Maschine kleiner ist als ein vorbestimmter Wert N1 (z.B. 1000 U/min) oder nicht. Wenn die Bestimmung beim Schritt (2) eine negative Antwort bewirkt, wird festgestellt, daß die Maschine nicht in einem Leerlaufzustand arbeitet,und das Programm wird daher beendet. Wenn dagegen beim Schritt (2) eine positive Antwort erhalten wird, wird festgestellt, daß die Maschine in einem Leerlaufzustand arbeitet und das Programm schreitet zum Schritt (3) fort. Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute der Maschine in einem vorbestimmten Bereich variiert wird. Aus diesem Grunde wird der vorbestimmte Wert N1 daher auf einen Wert eingestellt, der geringfügig größer ist als ein herkömmlich eingestellter Wert der LeerlaufUmdrehungszahl pro Minute. Dies bedeutet, daß der Wert auf einen solchen Wert eingestellt wird, daß, wenn der Wert des Feldstromes zwischen dem ersten vorbestimmten Wert und dem zweiten vorbestimmten Wert gehalten wird, auf die später noch Bezug genommen wird, die geforderte Ausgangsleistung vom Generator 30 selbst dann geliefert werden kann, wenn einemaximale elektrische Last an den Generator 30 angelegt wird. Beispielsweise wird der Wert auf 1000 U/min eingestellt, wie dies oben bereits festgestellt wurde.

Beim Schritt (3) wird bestimmt, ob der Wert des Feldstromes IF des Generators 30 größer ist als der erste vorbestimmte Wert 11 oder gleich dem ersten vorbestimmten Wert 11 ist oder nicht. Der erste vorbestimmte Wert 11 wird beispielsweise auf einen Wert eingestellt, der 0,95 mal so groß ist oder geringfügig kleiner ist als der abgeschätzte Lastwert IFmax des Feldstromes des Generators 30 (Figur 4). Der Grund dafür, daß der erste vorbestimmte Wert 11 auf einen Wert eingestellt wird, der geringfügig kleiner ist als der Wert IFmax besteht darin, daß ein Spielraum zwischen den Werten IFmax und n die Mög--

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lichkeit verringern kann, daß der Wert IF des Feldstromes den Wert IFmax überschreiten kann. Dadurch wird eine stabile Steuerung des Feldstromes IF erreicht. Wenn die Antwort auf die Frage des Schritte (3) "Nein" lautet, schreitet das Programm zum Schritt (4) fort, um zu bestimmen, ob der Wert des Feldstromes IF kleiner ist als der zweite vorbestimmte Wert 12 oder gleich dem zweiten vorbestimmten Wert 12 ist. Der zweite vorbestimmte Wert 12 wird beispielsweise auf einen Wert eingestellt, der 0,85 mal so groß ist wie der abgeschätzte Lastwert IFmax des Feldstromes oder der um einen Betrag kleiner ist als der abgeschätzte Lastwert IFmax des Laststromes (Fig.4), der so bemessen ist, daß zwischen den ersten und zweiten vorbestimmten Werten 11, 12 eine unempfindliche Zone besteht, um ein Rattern bzw. Rütteln der Maschinendrehung zu verhindern. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes (4) "Nein" lautet, schreitet das Programm zum Schritt (5) fort, bei dem die Solenoide 22e, 23e des Betätigungsgliedes 20 beide durch die Steuereinheit 80 entregt wer- den, um die normalerweise geschlossenen Solenoid-Ventile 22, 23 geschlossen zu halten, so daß der Druck in der Steuerkammer 21b des Steuerventiles 21 (Figur 2) aufrechterhalten wird, um die Membran 21c in einer dann eingenommenen Position zu halten. Dadurch wird die Ventilöffnung des Drosselventiles 14 aufrechterhalten.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes (3) "Ja" lautet, d.h., wenn bestimmt wird, daß der ermittelte Wert des Feldstromes größer ist als der erste vorbestimmte Wert 11 oder gleich dem ersten vorbestimmten Wert 11 ist, schreitet das Programm zum Schritt (6) fort, um die Ventilöffnung des Drosselventiles 14 um einen vorbestimmten Betrag zu vergrößern. Dabei liefert der Zentralprozessor 81 der Steuereinheit 80 ein Signal an das Solenoid 22e über den Bus 86, die Ein-Ausgabe-Einheit 85 und den Steuerkreis 88, um das Solenoid 22e

-Μι während einer vorbestimmten konstanten Zeitperiode T, die unabhängig von der Differenz ( >0) zwischen dem von dem Kreis 70 ermittelten Wert des Feldstromes und dem ersten vorbestimmten Wert 11 eingestellt wird, oder während einer vorbestimmten Zeitperiode T¹ zu erregen, die auf einen Wert eingestellt wird, der dieser Differenz entspricht. Die erste öffnung 22a und die zweite öffnung 22b des Solenoid-Ventiles 22 werden daher miteinander während der vorbestimmten Zeitperiode T oder T' verbunden, um den negativen Druckdes Ansaugrohres 11 in der Steuerkammer 21b des Steuerventiles 21 herzustellen, um den Innendruck der Kammer 21b zu verringern. In Antwort auf diese Änderung des Innendruckes der Steuerkammer 21b wird die Membran 21c in eine Richtung verschoben, in der die Feder 21d zusammengedrückt wird, um eine Verschiebung des Verbindungsgliedes 25 und des zweiten Hebels 14b zu bewirken. Dabei wird die Öffnung des Drosselventiles 14 vergrößert, um das Ausgangsdrehmoment der Maschine 10 zu vergrößern. Die Membran 21c nimmt dann eine neue Gleichgewichtsposition ein, nach dem die Ventilöffnung des Drosselventiles 14 sich um einen Betrag vergrößert hat, der der oben genannten Zeitperiode T oder T¹ entspricht. Die Zeitperiode T oder T¹ wird vorzugsweise auf einen Wert eingestellt, der kleiner ist als die Periode, mit der das Steuerprogramm wiederholt ausgeführt wird. Als Folge des oben beschriebenen Betriebes wird der Arbeitszustand des Generators 30 beispielsweise von einem Punkt a in Richtung auf einen anderen Punkt a¹ verschoben, wie dies in der Figur 4 durch das Symbol χ angedeutet ist.

Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes (4) "Ja" lautet (Figur 5), d.h., wenn bestimmt wird, daß der Wert des Feldstromes IF kleiner ist als der zweite vorbestimmte Wert 12 oder gleich dem zweiten vorgestimmten Wert 12 ist, schreitet das Programm zum Schritt (7) fort, um

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zu bestimmen, ob die Umdrehungsgeschwindigkeit Ne der Maschine kleiner ist als ein vorbestimmter unterer Grenz- ' wert N2 (z.B. 500 U/min) oder gleich dem vorbestimmten unteren WertN2 ist oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes (7) "Nein" lautet, wird die Ventilöffnung des Drosselventiles 14 um einen vorbestimmten Betrag beim Schritt (8) verkleinert. Danach wird die auf diese Weise verkleinerte Ventilöffnung des Drosselventiles 14 aufrechterhalten. Dabei liefert der Zentralprozessor 81 der Steuereinheit 80 ein Signal an das Solenoid 23e über den Bus 86, die Ein-Ausgabe-Einheit 85 und den Steuerkreis .88, um das Solenoid 23e während der vorbestimmten Zeitperiode T oder T^f zu erregen. Dementsprechend werden die erste Öffnung 23a und die zweite Öffnung 23b des Solenoid-Ventiles 23 während der vorbestimmten Zeitperiode T oder T¹ miteinander verbunden, um den Atmosphärendruck in der Steuerkammer 21b aufzubauen, um den inneren Druck dieser Kammer 21b zu vergrößern. Dann wird die Ventilöffnung des Drosselventiles 14 in der umgekehrten Weise wie die zuvor beschriebene verkleinert, um das Ausgangsdrehmoment der Maschine 10 zu verkleinern. Dabei wird der Betriebszustand des Generators 30 beispielsweise von einem Punkt b in Richtung auf einen anderen Punkt b¹ verschoben, wie dies in der Figur 4 durch kleine Kreise angedeutet ist.

Wenn andererseits die Antwort auf die Frage des Schrittes (7) "Ja" lautet, schreitet das Programm zum Schritt (5)fort, bei dem die Öffnung des Ventiles 14, so wie sie ist , beibe-

QQ halten wird, um eine Abnahme der Umdrehungsgeschwindigkeit Ne der Maschine, d.h. der Umdrehungsgeschwindigkeit NACG des Generators 30, die sich aus einer Verkleinerung der Öffnung des Drosselventiles 14 ergibt ,nicht zu bewirken. Dies erfolgt daher, weil eine weitere Abnahme der Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine einen andauernden, glatten Leerlaufbetrieb der Maschine verhindern bzw. selbst ein Abwürgen der Maschine bewirken könnte. Alternativ kann

das Steuerprogramm so beschaffen sein, daß es zum Schritt (6) fortschreitet, wenn die Antwort auf die Frage des Schrittes (7) "Ja" lautet, um dadurch die Umdrehungsgeschwindigkeit Ne der Maschine zu vergrößern und diese beständig über dem vorbestimmten unteren Grenzwert N2 zu halten.

Obwohl bei der oben beschriebenen Ausführungsform der Wert des Feldstromes so gesteuert wird, daß er in den

IQ vorbestimmten Bereich zwischen den ersten und zweiten vorbestimmten Werten 11, 12 fällt, während die Maschine in einem Leerlaufzustand arbeitet, kann der Wert des Feldstromes alternativ auch auf einen einzigen vorbestimmten Wert, beispielsweise auf den ersten vorbestimm- 5 ten Wert 11 gesteuert werden. In diesem Fall kann beim Schritt (4) der Figur 5 eine alternative Bestimmung getroffen werden, ob der Wert des Feldstromes IF kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert 11 oder nicht.. Dies erfolgt an der Stelle der oben genannten Bestimmung,

2Q ob der Wert IF kleiner ist als der zweite vorbestimmte Wert 12 oder nicht.

Obwohl das verwendete Betätigungsglied in der oben beschriebenen Ausfuhrungsform die Menge einer Luft/Kraftstoffmichung steuern kann, die an die Maschine geliefert wird_f können außerdem andere Einrichtungen, wie beispielsweise ein Steuersystem für die Ansaugluft und ein Steuersystem für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis alternativ als Betätigungsglied verwendet werden, sofern

QQ es das Ausgangsdrehmoment der Maschine steuern kann.

Figur 6 zeigt ein Steuersystem 100 für zusätzliche Luft als ein weiteres Beispiel eines Betätigungsgliedes. Ein Steuerventil 100¹, das normalerweise geschlossen ist, bildet ein wesentliches Element des Steuersystemes 100 und ist so angeordnet, daß es durch den Steuerkreis 88

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1. der Steuereinheit 80 angesteuert wird, um sich zu öffnen, um die Atmosphäre mit dem Ansaugrohr 11 zu verbinden. Das Steuerventil 100 weist ein Verbindungsrohr 101, das mit der Atmosphäre in Verbindung steht, ein Vakuum-Ansaugrohr 102, das mit dem Ansaugrohr 11 an einem Ort stromabwärts vom Drosselventil 14 in Verbindung steht, einen Ventilkörper 103, der zwischen den Rohren 101 und 102 angeordnet ist, einer Feder 104, die den Ventilkörper in Richtung auf seine geschlossene Position drückt, und ein Solenoid 105 auf, das· so angeordnet ist, daß es durch ein Steuerimpulssignal von der Steuereinheit 80 erregt wird, um den Ventilkörper 103 in Richtung auf seine geöffnete Position zu bewegen. Während des Leerlaufbetriebes der Maschine vergrößert sich das Ausgangsdrehmoment der Maschine bei einer Vergrößerung der Menge der an die Maschine 10 gelieferten zusätzlichen Luft. Der Feldstrom IF kann daher dadurch, daß die Menge der zusätzlichen Luft so gesteuert wird, daß das an das Steuerventil 100' vom Steuerkreis 88 der Steuereinheit 80 gelieferte Steuerimpulssignal eine Impulsdauer aufweist, die in Antwort auf den Wert des Feldstromes des Generators 30 der Figur 2 geändert wird, in einem vorbestimmten Bereich oder auf einen vorbestimmten Wert gesteuert werden, während die Maschine sich in einem Leerlaufzustand befindet.

Figur 7 zeigt als weiteres Beispiel für das Betätigungsglied ein Steuersystem 120 für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis, das an dem Vergaser 121 der Maschine befestigt ist. Eine Schwimmerkammer 121a des Vergasers 121 steht mit einer Leerlauföffnung 15 an einem Ort stromabwärts vom Drosselventil 14 über eine Haupteinspritzdüse 121b und ein Kraftstoffreservoir 122a einer Belüftungseinrichtung 122 in Verbindung. Ein Belüftungsrohr 122b, dessen unteres Ende Ausström- bzw. Ablaßlöcher 12 2c aufweist, ist in das Kraftstoffreservoir 122a eingeführt

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und steht mit der Atmosphäre über eine Hauptluftdüse 122d in Verbindung.Ein zusätzliches Belüftungsrohr 122e erstreckt sich von einem oberen Ende des Belüftungsrohres 122b, wobei sein eines Ende eine zusätzliche Luftdüse 122f aufweist, die so angeordnet ist, daß ihr Querschnittsbereich durch einen Ventilkörper 123a eines Steuerventiles 123 für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesteuert wird. Das Steuerventil 123 weist ein Diaphragma bzw. eine Membran 123b auf, die eine negative Druckkammer 123d und eine Druckkammer 123e für den Atmosphärendruck an ihren gegenüberliegenden Seiten bestimmt und mit dem Ventilkörper 123a verbunden ist. Die Membran wird andauern durch eine Feder 123c in eine Richtung gedrückt, in der die zusätzliche Luftdüse 122f geschlossen wird. Ein Solenoid-Ventil 125, das normalerweise geschlossen ist, ist quer zum Vakuum-Ansaugrohr 124 angeordnet. Dieses verbindet die Vakuumkammer 123d mit dem Ansaugrohr 11. Das Bezugszeichen 126 bezeichnet ein Verbindungsrohr, das mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Bei dem oben beschriebenen Steuersystem 120 für das Luft/ Kraftstoff-Verhältnis wirkt ein Vakuumdruck oder ein negativer Druck, der in dem Ansaugrohr 11 vorherrscht, auf das Innere des Kraftstoffreservoirs 122a über die Leerläuföffnung 15," um zu bewirken, daß Einströmluft durch die Düsen 122d, 122f in das Kraftstoffreservoir 122a eingeführt wird und mit dem darin befindlichen Kraftstoff gemischt wird. Der Betrag der mit dem Kraftstoff zu mischenden Zuströmluft wird durch Vergrößern oder Verkleir· nern des Querschnittsbereiches der Düse 122f durch das Steuerventil 123 gesteuert. Eine Vergrößerung dieses Betrages bewirkt, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis schwächer bzw. ärmer wird. Andererseits weist die Maschine 10 eine Charakteristik zwischen dem Luft/ Kraftstoff-Verhältnis und dem Ausgangsdrehmoment auf, wie sie beispielsweise in der Figur 8 dargestellt ist.

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Das Ausgangsdrehmoment der Maschine 10 kann daher durch Steuern des Wertes des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses einer an die Maschine 10 gelieferten Luft/Kraftstoffmischung in Antwort auf den ermittelten Wert des Feldstroms des Generators 30 (Figur 2) durch das Steuersystem 120 gesteuert werden, das wiederum durch die Steuereinheit 80 gesteuert wird, während die Maschine in einem Leerlaufzustand arbeitet. Auf diese Weise wird es ermöglicht, daß der Feldstrom oder die Leerlaufumdrehungszahl pro Minute der Maschine in derselben Weise gesteuert wird wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen. An der Stelle des oben beschriebenen Systemes kann alternativ auch ein Kraftstoffeinspritzsystem angewendet werden, um das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu steuern. Ein derartiges System kann beispielsweise durch die Steuereinheit 80 angesteuert werden und einen geforderten Betrag des Kraftstoffes an das Ansaugrohr 11 der Maschine in Antwort auf den ermittelten Wert des Feldstromes zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, d.h. der Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine/Während des Leerlaufbetriebes der Maschine liefern.

- Leerseite -

Claims

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Patentanwälte Dipl.-Ing. H. WEickMANN^XfiPL^HYs. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Drying. H. LiSKA, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel

ν.Pk.

8000 MÜNCHEN 86 £8. FtiÜ. ί*'θ4

POSTFACH 860 820

MDHLSTRASSE 22

Honda Giken . S™·?"»«

Kogyo Kabushiki Kaisha ^legrammpaten^hckmann München No. 27-8, Jingumae 6-chome
Shibuya-ku, Tokyo, Japan

Verfahren zur Steuerung der Leerlaufumdrehungszahl pro Minute einer Brennkraftmaschine, durch das die Charakteristik des Kraftstoffverbrauches der Maschine verbessert werden kann

Patentansprüche

My Verfahren zur Steuerung der Umdrehungsgeschwindigkeit einer Brennkraftmaschine während des Leerlaufbetriebes der Maschine, wobei die Maschine eine Ausgangswelle, ein Betätigungsglied, das betätigbar ist, um das durch die Maschine über die Ausgangswelle erzeugte Ausgangsdrehmoment zu ändern, einen Wechselstromgenerator, der über die Ausgangswelle der Maschine angetrieben wird, um sich mit dieser zu drehen, und der eine elektrische Leistung in einer Größe erzeugen kann, die einem Wert des in ihm fließenden Feldstromes und der Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine entspricht, und einen Regler aufweist, der den Wert des Feldstromes des Wechselstrom-

generators in Antwort auf eine an. den Wechselstromgenerator angelegte elektrische Last ändern kann, gekennzeichnet durch die Schritte:

a) Ermitteln eines Wertes eines Parameters, der

den Feldstrom des Wechselstromgenerators(30)anzeigt;

b) Bestimmen, ob die Maschine (10) in einem Leerlauf zustand arbeitet oder nicht; und

c) Steuern des Betriebes des Betätigujigsgliedes (20) in Antwort auf den ermittelten Wert des Parameters, um das Ausgangsdrehmoment der Maschine (TO) zu verändern, um dadurch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine (10) derart zu steuern, daß der Wert des Feldstromes des Wechselstromgenerators (30) gleich einem vorbestimmten Wert wird, wenn bestimmt wird, daß die Maschine (10) im Leerlaufzustand arbeitet.
2. Verfahren nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schritt'(c) der ermittelte Wert des Parameters mit einem vorbestimmten Wert, verglichen wird, der dem vorbestimmten Wert des Feldstromes entspricht, das Betätigungsglied derart gesteuert wird, daß das Ausgangsdrehmoment der Ausgangswelle vergrößert wird, um die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine (10) zu vergrößern, wenn bestimmt wird,- daß der ermittelte Wert des Parameters größer ist als sein vorbestimmterWert, und Steuern des Betätigungsgliedes .(20) derart, daß das Ausgangsdrehmoment verkleinert wird, um die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine (10) zu verkleinern, wenn bestimmt wird, daß der ermittelte Wert des Parameters kleiner ist als sein vorbestimmter Wert.
3. Verfahren nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, da_ß der Wert des Feldstromes auf einen Wert eingestellt wird, der in der Nähe eines abgeschätzten Wertes des

Feldstromes des Wechselstromgenerators (30) liegt, aber kleiner als dieser ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmt wird, ob die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine (10) größer ist als ein vorbestimmter unterer Grenzwert oder nicht, wenn bestimmt wird, daß die Maschine in dem Leerlaufzustand arbeitet, und daß das Betätigungsglied (20)so gesteuert wird, daß der Wert des Feldstromes beim Schritt (c) nur dann auf den vorbestimmten Wert gebracht wird, wenn bestimmt wird, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine größer ist als der vorbestimmte untere Grenzwert.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied ein Steuersystem (120) zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses einer an die Maschine (10) Luft/Kraftstoff-Mischung aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied ein Steuersystem (21) zur Steuerung der Menge der an die Maschine (10)gelieferten Luft/-Kraftstoff-Mischung aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied ein Steuersystem (100) zur Steuerung der Menge von Luft, die zusätzlich an die Maschine (10)geliefert wird, aufweist.
8. Verfahren zur Steuerung der Umdrehungsgeschwindigkeit einer im Leerlaufbetrieb arbeitenden· Brennkraftmaschine, wobei die Maschine eine Ausgangswelle, ein Betätigungsglied, das betätigbar ist, um das über die Ausgangswelle der Maschine erzeugte Ausgangsdrehmoment zu verändern, einen Wechselstromgenerator, der über die Ausgangswelle durch die Maschine angetrieben wird, um

sich mit dieser zu drehen, und der eine elektrische

Leistung einer Größe erzeugen kann, die einem Wert des in dem Wechselstromgenerator fließenden Feldstromes und der Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine entspricht, und einen Regler aufweist', der den Wert des Feldstromes des Wechselstromgenerators in Antwort auf die an den Wechselstromgenerator angelegte elektrische Last ändern kann, insbesondere nach Patentanspruch 1, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: a) Ermitteln eines Wertes eines den Feldstrom des Wechselstromgenerators (30) anzeigenden Parameters;

b) Bestimmen, ob die Maschine in einem Leerlaufzustand arbeitet oder nicht; c) Bestimmen, ob der ermittelte Wert des Parameters größer ist als ein erster vorbestimmter Wert oder nicht;

d) Bestimmen, ob der ermittelte Wert des Parameters kleiner ist als ein zweiter vorbestimmter Wert, der kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert, oder nicht;

e) Steuern des Betriebes des Betätigungsgliedes (20) derart, daß das Ausgangsdrehmoment der Maschine (10) vergrößert · wird, um die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine (10) zu vergrößern, wenn beim Schritt (b) bestimmt wird, daß die Maschine im Leerlaufzustand arbeitet und wenn gleichzeitig beim Schritt (c) bestimmt wird, daß der ermittelte Wert des Parameters größer ist als der erste vorbestimmte Wert; und

f) Steuern des Betätigungsgliedes (20) derart, daß das Ausgangsdrehmoment verkleinert wird, um die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine zu verkleinern, wenn

beim Schritt (b) bestimmt wird, daß die Maschine (10) im Leerlaufzustand arbeitet und wenn gleichzeitig beim Schritt (d) bestimmt wird, daß der ermittelte Wert des Parameters kleiner ist als der zweite vorbestimmte Wert, um dadurch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine derart zu steuern, daß der Wert des Feldstromes des Wechselstromgenerators (30) in einem vorbestimmten Bereich gehalten wird, wenn bestimmt wird, daß die Maschine im Leerlaufzustand arbeitet.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste vorbestimmte Wert des Parameters und der zweite vorbestimmte Wert des Parameters auf Werte eingestellt werden, die nahe an einem Wert liegen, jedoch kleiner sind als dieser, der einen abgeschätzten Lastwert des Feldstromes des Wechselstromgenerators (30) entspricht.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem bestimmt wird, ob die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine (10) größer ist als ein vorbestimmter unterer Grenzwert oder nicht, wenn bestimmt wird, daß die Maschine (10) im Leerlaufzustand arbeitet, und daß das Betätigungsglied (20) gesteuert wird, um den Wert des Feldstromes nur dann in dem bei den Schritten

(e) und (f) bestimmten Bereich zu halten, wenn bestimmt wird, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschine (10) größer ist als der vorbestimmte untere Grenzwert.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied ein Steuersystem (120) zur Steuerung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses der an die

Maschine (10) gelieferten Luft/Kraftstoff-Mischung aufweist.
12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Betätigungsglied ein Steuersystem (21) zur Steuerung der Menge der an die Maschine (10) gelieferten Luft/Kraftstoff-Mischung aufweist.
13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied ein Steuersystem (100) zur Steuerung der Menge der zusätzlich an die Maschine (10) gelieferten Luft aufweist.