專利名稱：用于內(nèi)燃機(jī)的多功能反饋控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制供給內(nèi)燃機(jī)的混合物的反饋系統(tǒng)，該系統(tǒng)基本包括一個(gè)供給裝置，一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)，至少一個(gè)位于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中的氧傳感器，一個(gè)催化消音器和一個(gè)帶有電氣元件的中心控制裝置，這些電氣元件對(duì)來(lái)自氧傳感器的信號(hào)進(jìn)行加工，從而獲得連續(xù)控制混合物空燃比的控制信號(hào)。
裝有根據(jù)本自氧傳感器的信號(hào)值控制空燃比的裝置的控制系統(tǒng)是公知的。傳統(tǒng)的系統(tǒng)是用來(lái)改善從發(fā)動(dòng)機(jī)排氣總管中排出并在催化消音器中進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的污染物總量的。公知的內(nèi)燃機(jī)供給系統(tǒng)是一些開(kāi)放的循環(huán)系統(tǒng)，即，它們沒(méi)有與氧傳感器的信號(hào)相應(yīng)地進(jìn)行動(dòng)作以控制發(fā)動(dòng)機(jī)每一工作狀態(tài)的調(diào)節(jié)元件或調(diào)節(jié)元件系統(tǒng)，或者更準(zhǔn)確地說(shuō)，是根據(jù)工作狀態(tài)調(diào)節(jié)空燃比。這些公知的開(kāi)放循環(huán)系統(tǒng)是按儲(chǔ)存在記錄器中的發(fā)動(dòng)機(jī)工作曲線進(jìn)行工作的。
為了獲得一個(gè)近似的曲線，采用了將要裝設(shè)在大批量制造的轎車上的發(fā)動(dòng)機(jī)樣品。在將其安置在測(cè)試臺(tái)架上后，每一可能的工作狀態(tài)都被檢測(cè)，還要考慮到經(jīng)濟(jì)消耗，污染物水平及通常的性能正地確定出對(duì)于某種狀態(tài)的最佳燃料量。獲得了發(fā)動(dòng)機(jī)在n維上的工作曲線，其中工作狀態(tài)與送入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料量之間的關(guān)系是根據(jù)預(yù)定的參數(shù)確定(如負(fù)載、節(jié)氣門開(kāi)度、轉(zhuǎn)速、環(huán)境溫度、濕度、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度等等)。
近似的曲線可以記錄在電子或機(jī)械記錄器上(三維凸輪或類似器具)。
EP-A-0046305涉及到了一種控制內(nèi)燃機(jī)的系統(tǒng)，包括按照噴入的燃料流量及利用計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)的點(diǎn)火提前量來(lái)進(jìn)行工作的裝置，該計(jì)算機(jī)接收來(lái)自位于進(jìn)氣管路中的壓力傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)的角速度傳感器的信號(hào)。計(jì)算機(jī)計(jì)算出進(jìn)氣管路的空氣壓差△Pm和兩個(gè)連續(xù)運(yùn)動(dòng)之間的角速度差△N，確定出計(jì)算出的△Pm與△N的值之間的正確值，以便改變對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制值。
這種系統(tǒng)未能解決的主要問(wèn)題如下所述1.改變發(fā)動(dòng)機(jī)的控制值的正確值是基于儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中的發(fā)動(dòng)機(jī)工作曲線確定的;
2.設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管路中的氧傳感器的由計(jì)算機(jī)適當(dāng)處理過(guò)的信號(hào)級(jí)別具有改變計(jì)算出的△Pm和△N的值之間的正確值的功能;然而，這種修改不能精確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)的所有工作狀態(tài)的化油過(guò)程，只得到一個(gè)與城鬧市區(qū)工作狀態(tài)下的化學(xué)計(jì)算值極為接近的空燃比，以使催化消音器正常工作。
關(guān)于第一點(diǎn)，我們可以加入發(fā)動(dòng)機(jī)的工作曲線，它是通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試臺(tái)架上處于許多不同負(fù)載狀態(tài)以及預(yù)定環(huán)境狀態(tài)下測(cè)量新發(fā)動(dòng)機(jī)樣品的性能計(jì)算出的。而在各種路面上及不同環(huán)境狀態(tài)下按計(jì)時(shí)已工作成千上萬(wàn)公里的發(fā)動(dòng)機(jī)不再會(huì)有如同樣品發(fā)動(dòng)機(jī)那樣的情況。
目前使用控制空燃比曲線是出于以下的原因仍沒(méi)有有效的測(cè)量進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量的系統(tǒng);能夠控制燃料流動(dòng)的供給裝置有很寬的尺寸公差，從而出現(xiàn)太多的供給失誤;氧傳感器沒(méi)有適當(dāng)使用。
公知的測(cè)量空氣流量的系統(tǒng)十分不精確，特別顯著的是在對(duì)通過(guò)進(jìn)氣管路的空氣重量值估算上出現(xiàn)錯(cuò)誤。這使得這些系統(tǒng)不能供入適當(dāng)?shù)幕旌衔?。再有，目前廣泛使用的流量計(jì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有個(gè)不利的作用，因?yàn)檫@種流量計(jì)會(huì)引起負(fù)載損失。
關(guān)于第二點(diǎn)，我們只能把氧傳感器信號(hào)的兩個(gè)級(jí)別認(rèn)為在催化消音器正常起作用中要考慮的，第一級(jí)表示比化學(xué)計(jì)算值稀的空燃比，而第二級(jí)表示比化學(xué)計(jì)算值濃的空燃比，就好象表示氧傳感器值的曲線有一個(gè)與混合物的化學(xué)計(jì)算值相對(duì)應(yīng)的傾斜度。
基于類似曲線的一種調(diào)節(jié)會(huì)在計(jì)算機(jī)對(duì)可控制燃料流量的供給元件的修正效果產(chǎn)生不規(guī)則，這些修正效果具有從第一級(jí)到第二級(jí)的傳感器信號(hào)值的轉(zhuǎn)換頻率且反之亦然。再有，只使用氧傳感器二級(jí)的信號(hào)限制了傳感器有效能力，它是能提供更有用的信息而且到更大的程度的。事實(shí)上，傳感器不僅顯示以發(fā)動(dòng)機(jī)工作曲線的參數(shù)為基礎(chǔ)提供的混合物空燃比的錯(cuò)誤，而且即使送往發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料量正確，也能夠顯示由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作不適合而使燃料不充分汽化。實(shí)際上，顯示化油最終結(jié)果的氧傳感器顯示出了燃燒是如何發(fā)生的。
;安置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣總管上的一個(gè)氧傳感器測(cè)量出來(lái)自每一燃燒室所排出廢氣中氧的平均濃度。
這帶有某些缺點(diǎn)。
第一個(gè)缺點(diǎn)是，即使在混合物正常燃燒的情況下，如果在來(lái)自燃燒室的廢氣中氧的濃度平均值有任何的偏差，或一定程度的偏差，測(cè)量就不能證實(shí)。
還有一個(gè)更大的缺點(diǎn)發(fā)生在一個(gè)或多個(gè)燃燒室中的混合物沒(méi)有完全燃燒的情況下，例如，由于火花塞沒(méi)有工作或者定時(shí)閥門未能正確定時(shí)。在這些情況下，廢氣中的氧的濃度極高，不是由于混合物太稀，而是因?yàn)檠鯖](méi)有與碳?xì)浠衔锂a(chǎn)生化學(xué)結(jié)合。然而傳感器信號(hào)值卻顯示混合物過(guò)稀;連有該傳感器計(jì)算機(jī)就能使供給元件控制燃料流動(dòng)，使混合物變濃。如果點(diǎn)火失敗是由于混合物過(guò)稀，那么加濃混合物可以改善燃燒。然而，通?；旌衔锏募訚庖騼煞N原因被破壞其一是由于用失效的火花塞使點(diǎn)火問(wèn)題加重，其二是由于廢氣所包含的氧和碳?xì)浠衔镌诿恳还ぷ餮h(huán)中都在增加。在催化消音器中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)被高濃度的氧和碳?xì)浠衔锼淖?，結(jié)果是這種改變通過(guò)過(guò)熱得到實(shí)現(xiàn)，從而可能破壞消音器。
本發(fā)明的目的是克服這些缺陷。
如權(quán)利要求所述的本發(fā)明解決了內(nèi)燃機(jī)多功能反饋控制系統(tǒng)所出現(xiàn)的問(wèn)題，不需要用工作曲線，而是裝有自我調(diào)節(jié)裝置以控制發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)工作狀態(tài);在本發(fā)明所述的系統(tǒng)中，氧傳感器的信號(hào)被用來(lái)在發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)工作狀態(tài)下控制整個(gè)分油過(guò)程。
本發(fā)明所產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)大致如下，除了提供比EP-A-0046305所描述的系統(tǒng)更精確的調(diào)節(jié)之外，它不用發(fā)動(dòng)機(jī)的工作曲線，它可給駕駛員顯示出發(fā)動(dòng)機(jī)和催化消音器的故障，使空燃比適合于不同的工作狀態(tài)并防止爆震。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特性及目的可以參照附圖通過(guò)對(duì)最佳實(shí)施例的說(shuō)明更清楚地了解到。其中

圖1是表示氧傳感器的壓力值的圖表，通常用來(lái)控制內(nèi)燃機(jī)的排氣;
圖2是表示一臺(tái)裝有本發(fā)明所述控制系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸后視簡(jiǎn)圖;
圖3是表示裝有位于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的溫度和氧傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)的俯視簡(jiǎn)圖;
圖4是表示用于測(cè)量圖2所示系統(tǒng)中空氣流量的流量計(jì)的第一實(shí)施例的簡(jiǎn)圖;
圖5是表示用于測(cè)量圖2所示系統(tǒng)中空氣流量的流量計(jì)的第二實(shí)施例的簡(jiǎn)圖;
圖6是表示帶有一在截止位置截止旁通管路的閥門的快速空轉(zhuǎn)裝置簡(jiǎn)圖;
圖7是表示帶有一在開(kāi)啟位置打開(kāi)旁通管路的閥門的快速空轉(zhuǎn)裝置簡(jiǎn)圖;
圖8是表示進(jìn)氣管的一部分的簡(jiǎn)圖，其中有一個(gè)供傳感器插入的座，該傳感器用于測(cè)量節(jié)氣門后的真空度。
圖1的曲線表示氧傳感器信號(hào)值，所述的信號(hào)有兩個(gè)級(jí)別L1和L2，它們分別表示混合物的稀和濃的空燃比。應(yīng)該了解到，目前只有兩種壓力級(jí)別L1和L2是用來(lái)將空燃比校正到近于λ＝1的值，此值代表混合物的化學(xué)計(jì)量值。λ值被定義為“空氣系數(shù)”并且代表含在由供給裝置提供的混合物中的空氣量與要求達(dá)到化學(xué)計(jì)量值的空氣量的比率。按照一個(gè)已經(jīng)存在約二十年的慣例，代表“空氣系數(shù)”的橫座標(biāo)表示λ的減小。在公知的包含0.2V至0.8V之間的級(jí)別L1和L2的值的控制系統(tǒng)中，級(jí)別L1和L2之間轉(zhuǎn)換發(fā)生在λ＝1的相當(dāng)有限范圍內(nèi)。
經(jīng)使用者的實(shí)驗(yàn)證明，氧傳感器在整個(gè)傳感器信號(hào)值的曲線范圍之內(nèi)均能提供控制發(fā)動(dòng)機(jī)的有效指示。為了獲得足夠可靠的實(shí)驗(yàn)，傳感器信號(hào)曲線被分為一些有一定數(shù)量的部分。應(yīng)該注意，也可以在λ值位于預(yù)先定好的△λ值范圍之內(nèi)的過(guò)渡階段保持一個(gè)正確的燃燒，該△λ值包含一個(gè)更細(xì)的分組。
通過(guò)應(yīng)用適當(dāng)?shù)恼{(diào)整方法，即使λ值比較遠(yuǎn)離λ＝1，也可以減小該范圍以確保對(duì)燃燒的精確控制。
表示在圖2和圖3中的控制系統(tǒng)包括一個(gè)化油裝置1，該裝置基本上包括一個(gè)測(cè)量供給發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量的流量計(jì)以及一個(gè)或多個(gè)能夠控制燃料流量的供給元件17。后者可以是噴油器或化油器，它們的數(shù)量由發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)確定。
化油裝置1通過(guò)進(jìn)氣管路4連接到燃燒室3的進(jìn)氣閥門2上;每個(gè)燃燒室3帶有一個(gè)通向一根排氣管道6的排氣閥門5，該排氣管道開(kāi)口于一根裝有催化消音器7的排氣總管中，在該消音器之前插入地設(shè)有一個(gè)第一氧傳感器8。在每根進(jìn)氣管4中有一個(gè)第二氧傳感器8。
傳感器8與中心控制裝置9呈電氣連接，該裝置接收來(lái)自大量傳感器(未示出)的電氣信號(hào)。這些傳感器測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的角速度R.P.M.和溫度Tm，進(jìn)氣系統(tǒng)中吸入的空氣的溫度Ta、濕度U和壓力Pa以及影響發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和化油過(guò)程的類似參數(shù)。
第一溫度計(jì)10設(shè)置在每根排氣管路6中以測(cè)量經(jīng)閥門5來(lái)自燃燒室3的廢氣溫度，而第二溫度計(jì)11則位于催化劑12之后以測(cè)量來(lái)自消音器7經(jīng)氧化還原過(guò)程后的氣體溫度。
溫度計(jì)10和11均與裝置9的入口相連，以便向其發(fā)送相應(yīng)的電信號(hào)。其它位于化油裝置1中及節(jié)氣門13后的進(jìn)氣道4部分上的傳感器是象后面將要說(shuō)明的那樣連接到裝置9上的。
另外，有一個(gè)連接在裝置9的另一入口上的爆震傳感器14。
對(duì)于每一個(gè)燃燒室3，都有一個(gè)相應(yīng)的溫度計(jì)10，如果發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)每個(gè)燃燒室3都具有一供給裝置，與供給管道協(xié)同動(dòng)作這些傳感器與燃燒室3的數(shù)目相同。
圖4中所示的流量計(jì)是化油裝置1的一個(gè)整體部分。一個(gè)文杜里管15帶有一與空氣濾清器(未示出)相連的入口和一個(gè)與進(jìn)氣管路4相連的出口。
一個(gè)薄膜18將盒21分成兩個(gè)腔室19和20，它們被密封在盒中并分別與文杜里管15的喉部和位于所述喉部之前的管路的一側(cè)相連，所述連接由管件22和23實(shí)現(xiàn)。設(shè)置在腔室19中的一根彈簧24壓在薄膜18上，以限制其因文杜里管的喉部形成的真空△P而產(chǎn)生的移動(dòng)。薄膜18的位置傳感器25以不接觸的方式(電容傳感器或類似傳感器)測(cè)量薄膜18的位置并與裝置9相連，從而向其發(fā)送表示薄膜18位置的電信號(hào)。一個(gè)調(diào)整元件26用來(lái)調(diào)整彈簧24的加載，其螺紋擰入盒21的由腔室19確定的部分中。
裝置9上連有一個(gè)或多個(gè)噴射器27或者其它能夠控制燃料流量的供給元件17，以根據(jù)表示薄膜18位置的傳感器25的信號(hào)大小等級(jí)來(lái)控制供入混合物的空燃比。
圖5表示用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)吸入空氣流量的流量計(jì)的第二實(shí)施例;該流量計(jì)在一點(diǎn)上與圖4中的不同，就是一個(gè)片狀彈簧27壓在薄膜18上，彈簧27的加載通過(guò)調(diào)整螺釘28實(shí)現(xiàn)。
圖6和圖7表示截止閥門29分別位于旁通管路30的第一關(guān)閉位置及第二開(kāi)啟位置所構(gòu)成的一個(gè)快速空轉(zhuǎn)裝置;旁通管路30將一位于節(jié)氣門13之前的孔31與一位于同一個(gè)節(jié)氣門13之后的孔32連接起來(lái)。
截止閥門29與裝置9是呈電氣連接的，而裝置9則使之從第一位置移向第二位置，或者使之保持在第一與第二位置之間的某位置上，當(dāng)由初級(jí)溫度計(jì)11測(cè)得的溫度顯示催化劑12未起作用時(shí)，提供一個(gè)預(yù)定的低的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。
圖8表示測(cè)量位于節(jié)氣門13之后的進(jìn)氣管4的真空度的裝置。該裝置由通過(guò)管路34連接到位于節(jié)氣門13后的進(jìn)氣管4上的壓力傳感器33構(gòu)成;所述壓力傳感器33與裝置9相連，在作出壓力傳感器33的信號(hào)后比較與其彼此相伴的信號(hào)值，并根據(jù)具有預(yù)定頻率的計(jì)時(shí)器計(jì)算出梯度。
中心控制裝置9由電路和控制供給元件17的電子元件組成，供給元件能夠由控制信號(hào)控制燃料流動(dòng)。通常，這些功能目的在于將供入燃燒室3的混合物的空燃比保持在發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)工況的最佳值上。
精確且連續(xù)控制空燃比的原因有兩個(gè)一是使發(fā)生氧化還原反應(yīng)的催化消音器7消除污染能正確起作用;第二個(gè)更重要的新的原因是控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工況下的化油過(guò)程。
通常，裝置9可使供給元件17根據(jù)該元件的型式以不同的方式控制燃料的流動(dòng)以確定空燃比;在任何情況下，它都根據(jù)薄膜18的位置工作，并根據(jù)來(lái)自氧傳感器8的信號(hào)值修正空燃比。在用噴射器的情況下，裝置9確定出其開(kāi)啟的時(shí)刻;在用化油器的情況下，裝置9與一電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連并作用于后者以改變主噴口的通道面積、乳化空氣的噴射或者其它的確定燃料和/或乳化空氣量的噴射。
有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)基本上如下1.空轉(zhuǎn)狀態(tài);
2.在低和中負(fù)載下慢速運(yùn)轉(zhuǎn);
3.在高速且滿負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn);
4.瞬間加速狀態(tài);
5.瞬間減速并松開(kāi)油門踏板的狀態(tài);
這些狀態(tài)可以發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱時(shí)，也可以發(fā)生在通常的工作溫度下。
運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)由裝置9根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度Tm、角速度R.P.M，傳感器25指示的流量及進(jìn)氣管路4中的真空度的變化來(lái)辯認(rèn)。
在“靜止”運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，根據(jù)施加于發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)荷、溫度Tm、空氣流量以及其它列舉的參數(shù)，裝置9能夠按運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)確定出一個(gè)較濃或較稀的空燃比。在經(jīng)幾毫秒的間隔τ1之后，相當(dāng)于混合物通過(guò)化油裝置1供入燃燒室3，它被轉(zhuǎn)化為廢氣并圍繞住傳感器8的時(shí)間，加上傳感器8的響應(yīng)時(shí)間，傳感器8的信號(hào)值給裝置9指示出化油所確定的結(jié)果是正確還是錯(cuò)誤，在第一種情況下，裝置9確認(rèn)其對(duì)供給元件17的動(dòng)作;而在后一種情況下，它修改其動(dòng)作以獲得正確結(jié)果。
瞬間加速狀態(tài)伴隨著節(jié)氣門13的突然開(kāi)啟。隨著這種開(kāi)啟的第一個(gè)影響是作用在發(fā)動(dòng)機(jī)上的載荷發(fā)生變化，這可以通過(guò)一個(gè)校準(zhǔn)的電位計(jì)讀出的節(jié)氣門位置變化來(lái)判別，或通過(guò)節(jié)氣門13后的進(jìn)氣管路4中讀出的真空度變化來(lái)判別。
瞬間狀態(tài)的開(kāi)始可以通過(guò)壓力傳感器33識(shí)別。節(jié)氣門13的突然打開(kāi)伴隨著進(jìn)氣管路4中的壓力增加。如果在一預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)的壓力增加值超過(guò)規(guī)定的臨界值，該值是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)型式確定的，那么裝置9將會(huì)暫時(shí)增加加速狀態(tài)下的混合物濃度;這樣，緊隨著節(jié)氣門13的開(kāi)啟，所述裝置9驅(qū)動(dòng)供給元件17控制燃料供應(yīng)，以立即增加混合物的濃度。在時(shí)間間隔τ2之后，該時(shí)間間隔可以與τ1不同或相同，傳感器8告知裝置9加濃的結(jié)果。如果結(jié)果正確，裝置9確認(rèn)它對(duì)供給元件17的操作，若不對(duì)，則進(jìn)行修正以獲得期望的結(jié)果。
通過(guò)使用者的實(shí)驗(yàn)表明，比化學(xué)計(jì)算當(dāng)量比率稍濃的空燃比可以通過(guò)規(guī)定化油作用來(lái)保持，以使傳感器8工作在△λ區(qū)域。用這種方法適于加速的混合物可以通過(guò)附加一定量的加速用燃料而又不產(chǎn)生不好的排主效果來(lái)獲得，通過(guò)傳感器8，它可以在時(shí)間間隔τ2的末尾進(jìn)行檢驗(yàn)，附加量是否不足、足夠還是過(guò)剩。
所有這些均可由自調(diào)節(jié)裝置而獲得。例如如果裝置9發(fā)現(xiàn)在加速狀態(tài)下的附加燃料量過(guò)多，使得產(chǎn)生了過(guò)大的污染，下次裝置9發(fā)現(xiàn)了類似的加速情況，它就會(huì)給供給元件17發(fā)出控制信號(hào)以減小附加量而不等傳感器8的信號(hào)。這可以通過(guò)適當(dāng)?shù)碾娐帆@得，使得系統(tǒng)能對(duì)各種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的最佳介入進(jìn)行研究。自調(diào)節(jié)裝置記錄每一負(fù)載變化確定的燃料流量變化，發(fā)動(dòng)機(jī)的每一角速度及發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)工況變化，負(fù)載的變化參數(shù)及燃燒結(jié)果;對(duì)于每一個(gè)類似角速度的負(fù)載變化及工況變化，裝置9都通過(guò)直接的指令驅(qū)動(dòng)供給元件17，從而根據(jù)預(yù)定的類似結(jié)果獨(dú)立地確定出燃料流量的變化。
在通過(guò)松開(kāi)油門踏板瞬間減速期間，裝置9發(fā)出的控制信號(hào)控制供給元件17切斷燃料流動(dòng)，除非重新開(kāi)始發(fā)出控制信號(hào)，在接近空轉(zhuǎn)速度下再次向發(fā)動(dòng)機(jī)供油，從而不會(huì)出現(xiàn)紊亂的化油。
圖5中的測(cè)量空氣流量的流量計(jì)是特地為這個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。氣體流量計(jì)的一種型式最好是由彈性很好的片狀彈簧27加壓的薄膜18，并構(gòu)成一具有很低慣性和滯后現(xiàn)象的測(cè)量系統(tǒng)，它處于作用在薄膜18的兩側(cè)的壓力平衡之中;這樣，對(duì)于每一個(gè)所述壓力之間的差值△P，都有一個(gè)相應(yīng)的由傳感器25測(cè)得的薄膜18的位置。由于由傳感器25測(cè)得的薄膜18的位移是△P的線性函數(shù)，因而可以確定通過(guò)文杜里管15的空氣流量;這個(gè)量與△P的平方根成正比。一旦測(cè)量空氣流量的裝置被調(diào)整好，傳感器25的輸出信號(hào)值便指示出通過(guò)文杜里管15的空氣流量。
一個(gè)合適的不同的壓力傳感器可以用來(lái)代替薄膜18以測(cè)量從最小到最大量的范圍，其比率可以超過(guò)值的四十分之一。
能用相似的測(cè)空氣流量流量計(jì)解決問(wèn)題在于這一點(diǎn)，即如果最大與最小空氣量之間的比率是三十五比一，那么最大與最小的壓差△P之間的比率大約是一千比一;因此，必須讀出千分之一的比率。我們有從最大幾米到最小幾毫米H2O的△P的范圍。流量被設(shè)計(jì)成測(cè)量屬于幾毫米并經(jīng)受得住幾米的H2O壓力的薄膜18的移動(dòng)。
帶有薄膜的流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是如果其后由適當(dāng)?shù)膹椈蓧鹤?，例如如片狀彈?7，當(dāng)薄膜18位于第一平衡狀態(tài)，例如一毫米H2O的壓差△P便能使之移動(dòng)一毫米，因而表明流量計(jì)極為敏感。當(dāng)薄膜18處于第二平衡狀態(tài)時(shí)，在此彈簧具有大的壓力，例如需用幾百毫米H2O的壓差移動(dòng)薄膜一毫米。該測(cè)量裝置應(yīng)根據(jù)量的增加增大了其剛性。
帶有文杜里管的流量計(jì)測(cè)量出了空氣流的體積流量。要測(cè)定重量，它必須在文杜里管15的入口16處安裝一個(gè)溫度計(jì)和一個(gè)空氣壓力傳感器。
能用于非常精細(xì)的化油的空氣量的測(cè)量裝置已被實(shí)現(xiàn)?？諝饬髁康闹蹬c薄膜18的每一位置一一對(duì)應(yīng)，該位置由連接在裝置9上的傳感器25確認(rèn)，根據(jù)所確認(rèn)的位置向供給元件17發(fā)出控制信號(hào)以向發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)與空氣流量成比例的燃料量。如果需要，根據(jù)來(lái)自傳感器8的信號(hào)值，在時(shí)間間隔τ1和τ2的末尾，所有的為了保持正確混合比的修正均會(huì)做完。
通過(guò)將表示成基本功能的壓差△P的理論曲線與流量計(jì)的實(shí)際曲線相比較裝置9能夠?qū)α髁坑?jì)的錯(cuò)誤進(jìn)行確定和校正。在確定曲線上的一個(gè)或幾個(gè)異常之后，裝置9能夠校正曲線這樣，在系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間之后便自動(dòng)消除和改正了錯(cuò)誤。
可以根據(jù)流量計(jì)測(cè)得的空氣流量在文杜里管確定需供給的燃料流量的情況下做成一種裝置9用的電路和其他控制裝置。在理論上，文杜里管裝置應(yīng)遵循其基本規(guī)律運(yùn)行，但考慮到在發(fā)動(dòng)機(jī)的方式下，設(shè)置有薄膜18和進(jìn)氣歧管，文杜里管的曲線并不總是規(guī)則的，即曲線上的某些點(diǎn)需要加濃混合物，而在某些點(diǎn)則需要使之稀一些。傳感器8可辨別出曲線的這一特征。還可以制造出一種通過(guò)傳感器8發(fā)現(xiàn)在曲線的一些點(diǎn)具有不同于預(yù)定空燃比的測(cè)量值的特征來(lái)對(duì)文杜里管裝置的錯(cuò)誤進(jìn)行確認(rèn)和修正的電路。裝置9的電路可以用這種方式斷定如果我在給定的點(diǎn)經(jīng)過(guò)幾次發(fā)現(xiàn)比率較濃，因而需要稀釋它，當(dāng)我再次經(jīng)過(guò)這個(gè)點(diǎn)時(shí)不需要傳感器8告訴我就會(huì)去稀釋它。換句話說(shuō)，我會(huì)修正曲線并建立一條正確的曲線。
用作流量計(jì)的文杜里管裝置具有一個(gè)優(yōu)于帶有節(jié)流閥的流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，后者由于節(jié)流閥區(qū)域存在巨大的負(fù)載損失而影響發(fā)動(dòng)機(jī)，而一個(gè)適當(dāng)成形的文杜里管裝置只引起很小的負(fù)載損失并且增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的容積效率。
為了獲得在發(fā)動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)情況(加速、預(yù)熱等等)下的空燃比的變化，裝置9根據(jù)傳感器8和流量計(jì)的信息向供給元件17發(fā)出控制信號(hào)以增加混合物的濃度，而不需要任何工作曲線。
當(dāng)文杜里管裝置測(cè)量出空氣的質(zhì)量流量，記錄下這一流量，并了解到混合物的化學(xué)計(jì)算比率是14.7，那么被14.7除的質(zhì)量流量確定出供給發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料的質(zhì)量流量。當(dāng)了解到每一個(gè)在開(kāi)啟時(shí)刻提供已知量燃料的裝置的噴射器特性時(shí)，噴射器的開(kāi)啟時(shí)刻便被確定。在使用化油器的情況下調(diào)節(jié)器的位置也同樣被確定。
事實(shí)上沒(méi)有一個(gè)氣缸的狀態(tài)與另一個(gè)是相同的，用一個(gè)氧傳感器就可以讀出所有氣缸排放的平均值。
如果在每個(gè)燃燒室3的排氣導(dǎo)管6中設(shè)置一個(gè)氧傳感器8，傳感器8就會(huì)滾燙，被很熱的氣體包圍，但重要的是可以獲得對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的適合的控制。從而可以分辨出供入燃燒室3的混合物的濃和稀，并解決噴射器之間的尺寸不同及從中噴出的燃料流量不同的問(wèn)題，分辨出那些噴射器噴多了那些噴少了。
根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)基本上包括一臺(tái)由化油裝置1供給混合物的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中燃料和空氣量由進(jìn)入文杜里管裝置來(lái)計(jì)量。燃燒發(fā)生在燃燒室3中，且廢氣包圍住傳感器8。空燃比的控制通過(guò)由裝置9中的電子裝置發(fā)出的控制信號(hào)來(lái)獲得，該裝置9根據(jù)氧傳感器8輸來(lái)的信號(hào)值驅(qū)動(dòng)化油裝置1，從而使每個(gè)燃燒室3中均有正常的化油。
這樣例得到了一個(gè)反饋控制系統(tǒng)。
所有公知的車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)都要例如在滿負(fù)荷下將氧傳感器8關(guān)閉或者脫離控制。而根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)則是通過(guò)將其自身調(diào)整到發(fā)動(dòng)機(jī)的任何運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)。
事實(shí)上，每一個(gè)燃燒室3的每一根排氣管6都有一個(gè)氧傳感器8，這意味著化油過(guò)程可以一缸一缸地加以控制。
溫度計(jì)11最好設(shè)置在催化劑12之后以檢測(cè)消音器7的工作。如果氣缸中每一百次點(diǎn)火有一次由于火花塞沒(méi)裝好或定時(shí)閥門不正時(shí)而沒(méi)成功，氧傳感器8會(huì)在帶有大量二氧化碳的廢氣中由于有很多氧而發(fā)現(xiàn)稀混合物。由于傳感器8確認(rèn)大量的氧通過(guò)使用傳感器8而不用溫度計(jì)11，就能清楚得知異常的濃混合物以及未燃?xì)怏w到達(dá)消音器7。這現(xiàn)象趨于迅速增大并會(huì)損害催化消音器的有效運(yùn)轉(zhuǎn)。
通過(guò)在催化劑12的出口設(shè)置溫度計(jì)11(例如，一熱電偶)，如果氧傳感器8發(fā)現(xiàn)“稀”的混合物而溫度在增加，這就意味著存在點(diǎn)火失敗。通過(guò)來(lái)自溫度計(jì)11和來(lái)自傳感器8的兩個(gè)信號(hào)，就能得到對(duì)點(diǎn)火失敗以及定時(shí)閥門不正確的診斷。
這種設(shè)置，如果消音器7的溫度超過(guò)規(guī)定的溫度極限值，例如900度，一個(gè)與裝置9相連的聲音或光信號(hào)發(fā)生器(未示出)會(huì)給駕駛員一個(gè)消音器7處于危險(xiǎn)溫度狀態(tài)的警告，并勸告其減速以避免損壞消音器7及車輛。
在另一實(shí)施例中，聲音或光信號(hào)發(fā)生器在850度時(shí)發(fā)出第一次危險(xiǎn)警告。如果駕駛員沒(méi)有減速而溫度到達(dá)了900度，裝置9向供給元件17發(fā)出控制信號(hào)以減小其功率。事實(shí)上，裝置9被設(shè)計(jì)成以下述方式動(dòng)作，即如果催化消音器7的溫度計(jì)11的信號(hào)指示出溫度超過(guò)了規(guī)定極限，裝置9將發(fā)出一個(gè)控制信號(hào)，在將其發(fā)送給化油裝置1時(shí)，可以逐級(jí)減小功率。首先將功率減少某個(gè)百分比，如果溫度仍保持在高于極限，功率的減低過(guò)程持續(xù)到溫度低于危險(xiǎn)水平。
為了降低功率，可以用一個(gè)裝置節(jié)流進(jìn)氣管路4中的空氣流量，或者裝置9可以發(fā)出控制信號(hào)，讓供給元件17使混合物濃度變稀直至一個(gè)比率，例如每千克燃料有20-22千克空氣，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在低效狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，在發(fā)動(dòng)機(jī)的每一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下都有一傳感器8的信號(hào)，由此可以判斷出催化消音器7中的溫度增加是否由于操作不當(dāng)、點(diǎn)火故障或是定時(shí)閥門不適當(dāng)所致。如果傳感器8指示混合物過(guò)稀，而溫度計(jì)11的信號(hào)指示溫度過(guò)高，那么就說(shuō)明點(diǎn)火不正?；蜷y門定時(shí)不合適。
這也可以通過(guò)單獨(dú)的傳感器8，而將溫度計(jì)11置于催化劑12之后來(lái)實(shí)現(xiàn)。
這系統(tǒng)可診斷任何故障裝置9記錄下數(shù)據(jù)，使駕駛員可以用手工操作，并通知其點(diǎn)火或閥門定時(shí)有了問(wèn)題。
在裝置9接收到來(lái)自氧傳感器8和溫度計(jì)11的上述信號(hào)時(shí)采取的措施是獨(dú)到的功率在確定的危險(xiǎn)情況下被減小并做出診斷。裝置9顯示出什么原因?qū)е聹囟仍黾?。傳感?已讀出“稀”字，而溫度計(jì)11則顯示溫度增加。因而不需要按傳感器8的要求加濃混合物，而是使之保持在由流量計(jì)計(jì)算出的值上，而流量計(jì)則使發(fā)動(dòng)機(jī)處于良好合理的狀態(tài)，甚至在考慮污染情況下。裝置9顯示出運(yùn)轉(zhuǎn)不正常是由于來(lái)自至少一個(gè)燃燒室3的未燃燃料產(chǎn)生的，隨著點(diǎn)火失敗或者壓力不足，通知駕駛員需要進(jìn)行機(jī)械修理并指出故障類型，以及防止發(fā)動(dòng)機(jī)和消音器7遭損壞，并保持發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以便使車輛不致失控，例如在超車時(shí)。
由公知的采用發(fā)動(dòng)機(jī)操作圖的系統(tǒng)作出這一措施是不容易的，因?yàn)榍€是一個(gè)固定不變的系統(tǒng)。如果傳感器8顯示比率較稀，而催化劑12的溫度計(jì)指示溫度增加，這樣，系統(tǒng)是處在錯(cuò)誤，除非傳感器完全不工作，否則就無(wú)法驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。這會(huì)不可避免地增加污染物，即使溫度降低到不危險(xiǎn)的程度。
然而，在裝有能正確化油的流量計(jì)的系統(tǒng)中，裝置9可以對(duì)故障進(jìn)行完全診斷，并通過(guò)流量計(jì)簡(jiǎn)單地提供充分正確的化油過(guò)程以使車輛能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
每個(gè)氣缸設(shè)置一個(gè)傳感器8是用來(lái)進(jìn)行更精確地控制的，這個(gè)控制會(huì)取消向不點(diǎn)火或閥門調(diào)整失誤的氣缸的供給，防止催化劑起火或者氣缸的泄漏。發(fā)動(dòng)機(jī)能以減小功率的方式運(yùn)行且駕駛員能夠進(jìn)行手工操作而不會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)受到任何損害。
通過(guò)采用溫度計(jì)11和一個(gè)氧傳感器8能獲得上述的優(yōu)點(diǎn)，而通過(guò)向每一個(gè)氣缸提供一個(gè)傳感器8就能獲得更多優(yōu)點(diǎn)。還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)由測(cè)量來(lái)自每一燃燒室3氣體溫度的溫度計(jì)10提供。通過(guò)將溫度計(jì)10與用來(lái)測(cè)量并指示催化劑溫度的溫度計(jì)11一齊使用防止了消音器7的損壞。通過(guò)測(cè)量來(lái)自每一個(gè)燃燒室3的氣體溫度，就可以立即得知每個(gè)燃燒室中發(fā)生了什么。如果一個(gè)燃燒室3不點(diǎn)火或者閥門定時(shí)不對(duì)，來(lái)自氣缸的氣體溫度就會(huì)降低。通過(guò)聯(lián)系溫度的減少量便能很容易確定哪個(gè)氣缸有故障。用這種方法可以對(duì)每一燃燒室以及其它過(guò)程進(jìn)行完全地控制。
帶有傳感器8和溫度計(jì)11的系統(tǒng)也可以確定何時(shí)消音器7到達(dá)工作溫度。帶有催化消音器的車輛的一個(gè)最嚴(yán)重缺陷是在城鎮(zhèn)中的平均旅程沒(méi)有長(zhǎng)到足以使消音器達(dá)到工作溫度的程度，因?yàn)檫_(dá)到氧化還原反應(yīng)開(kāi)始溫度的時(shí)間是與平均旅行時(shí)間相聯(lián)系的。在旅行中的車輛消音器用幾分鐘不能達(dá)到催化溫度，因此重要的是要讓消音器7盡快達(dá)到工作溫度。
可以采用各種措施來(lái)迅速獲得消音器的高效率。一種方法是使排氣變得很熱，這可以通過(guò)讓發(fā)動(dòng)機(jī)用稀混合物運(yùn)轉(zhuǎn)或者通過(guò)延遲點(diǎn)火形成。
另一種方法是提高發(fā)動(dòng)機(jī)的低運(yùn)轉(zhuǎn)速度，直到消音器7達(dá)到工作溫度。這可以通過(guò)使用象圖6和7中所示的快速空轉(zhuǎn)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
還有一種方法是通知駕駛員催化劑沒(méi)有工作。
如果駕駛員意識(shí)到了這些指示，他可以使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在高的角速度上，在3000轉(zhuǎn)/分下催化劑會(huì)很快變熱。
一個(gè)連接到裝置9上的指示燈能顯示什么時(shí)候消音器開(kāi)始工作，例如它可以在溫度計(jì)11測(cè)量出低于催化劑開(kāi)始工作的溫度時(shí)閃亮。
該指示燈對(duì)于分析催化劑效率也非常有用。如果在反應(yīng)開(kāi)始時(shí)化油正常，CO和HC均被氧化到有損于剩余的氧。NOx隨后被減少。
顯示催化劑效率的指示燈也可以作出斷定。例如如果一年之前消音器在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后四十秒開(kāi)始有效工作，而現(xiàn)在需要一分半鐘以后，這意味著消音器惡化了。如果它一直不開(kāi)始工作則說(shuō)明它完全變質(zhì)了。
通常，由溫度計(jì)10和11測(cè)得的溫度與來(lái)自氧傳感器8的信號(hào)值一同顯示發(fā)動(dòng)機(jī)的任何故障。廢氣和催化了的氣體的溫度減小和來(lái)自傳感器8的信號(hào)值顯示稀的混合物，這意味著燃燒室3中因沒(méi)連接好火花塞、定時(shí)閥門沒(méi)適當(dāng)定時(shí)或者其它的原因而燃燒不完全。燃燒室的缺陷由顯示溫度降低的溫度計(jì)10來(lái)顯示。如果由溫度計(jì)11測(cè)得的溫度增加，由溫度計(jì)10測(cè)得的溫度不變，而傳感器8顯示有濃混合物，這意味著供給元件17中的一個(gè)沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)。這一故障由顯示混合物加濃的傳感器8來(lái)指示。很明顯這些指示均可以很容易地送達(dá)裝置9提示駕駛員或者得到一個(gè)正確的修正措施。發(fā)動(dòng)機(jī)的不能正常運(yùn)行的部分將被隔離，有問(wèn)題的部分會(huì)被指明。
公知的控制系統(tǒng)的中心控制裝置也有一個(gè)點(diǎn)火時(shí)間曲線，根據(jù)氧傳感器的值對(duì)點(diǎn)火提前進(jìn)行修正。
本發(fā)明的系統(tǒng)用了一個(gè)爆震傳感器14與裝置9相連來(lái)防止發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生爆震。如果爆震傳感器14安置在一個(gè)燃燒室3的外壁上，最大的點(diǎn)火提前將會(huì)保證每一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下不發(fā)生爆震，從而改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。
還設(shè)置一個(gè)自動(dòng)點(diǎn)火提前裝置，它可以增大發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前量。爆震傳感器14連接到裝置9上指示爆震，使點(diǎn)火裝置減小點(diǎn)火提前量以立即防止爆震;接著點(diǎn)火裝置再增加點(diǎn)火提前量。
也可以使發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火匯集到裝置9中而取消使用曲線，在起動(dòng)階段確立一個(gè)預(yù)定的點(diǎn)火提前量并在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后立即關(guān)閉回路。由于傳感器14可以在幾個(gè)工作循環(huán)后隨即識(shí)別出爆震，點(diǎn)火被提前到剛好不發(fā)生爆震為止。當(dāng)傳感器14顯示爆震時(shí)，裝置9延遲點(diǎn)火直到爆震停止。
通過(guò)改變點(diǎn)火，發(fā)動(dòng)機(jī)的λ系數(shù)可被改變。點(diǎn)火提前量可以受一個(gè)或多個(gè)傳感器8的信號(hào)的影響。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃機(jī)的多功能反饋控制系統(tǒng)，它包括一個(gè)裝有供給元件(17)能夠控制燃料流動(dòng)(噴油器或者化油器)的供給裝置(1)；一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)；一個(gè)帶有催化劑(12)以消除來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的污染物的催化消音器(7)；一個(gè)帶有電子元件的中心控制裝置(9)，這些元件根據(jù)對(duì)化油起作用的參數(shù)加工成電信號(hào)從而提供連續(xù)作用于所述供給元件(17)的控制信號(hào)；至少一個(gè)位于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中并且與中心控制裝置(9)電氣連接的氧傳感器(8)，其特征在于上述系統(tǒng)還包括一測(cè)量空氣流的空氣流測(cè)量裝置，所述測(cè)量裝置位于供給裝置(1)中，根據(jù)測(cè)得的空氣流向中心控制裝置(9)發(fā)送電信號(hào)；中心控制裝置(9)能夠加工來(lái)自氧傳感器(8)的信號(hào)，以便確定氧傳感器(8)的信號(hào)值與相應(yīng)混合物空燃比的值之間的相互對(duì)應(yīng)關(guān)系；通過(guò)這種對(duì)應(yīng)獲得了一個(gè)相應(yīng)的控制信號(hào)值，這值使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工作狀態(tài)下的混合物的空燃比達(dá)到最佳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于氧傳感器(8)設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)燃燒室(3)的排氣管(6)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于一個(gè)初級(jí)溫度計(jì)(11)設(shè)置在消音器(7)的催化劑(12)的出口處，初級(jí)溫度計(jì)與中心控制裝置(9)相連并向其發(fā)送電信號(hào)，其信號(hào)值表示來(lái)自催化劑(12)的氣體溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于設(shè)有一快速空轉(zhuǎn)裝置，它由中心控制裝置(9)根據(jù)初級(jí)溫度計(jì)(11)的信號(hào)值進(jìn)行控制，快速空轉(zhuǎn)裝置能夠縮短催化劑(12)的預(yù)熱時(shí)間并保持其處在起作用狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于快速空轉(zhuǎn)裝置包括一個(gè)從第一位置向第二位置移動(dòng)的可移動(dòng)元件(29)，可移動(dòng)元件(29)能使低速運(yùn)轉(zhuǎn)加速，在其移向第一位置時(shí)逐漸增加;可移動(dòng)裝置(29)與中心控制裝置(9)相連，使之從第一位置移到第二位置或者保持在第一與第二位置之間，從而在由初級(jí)溫度計(jì)(11)測(cè)得的溫度顯示催化劑(12)仍未工作時(shí)有一個(gè)預(yù)先設(shè)置的低轉(zhuǎn)速。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于還有一信號(hào)發(fā)生器，它與中心控制裝置(9)相連由溫度計(jì)(11)控制;對(duì)于由溫度計(jì)(11)測(cè)得的溫度值低于催化劑(12)開(kāi)始工作的溫度值時(shí)顯示出催化劑(12)處于不能工作的狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于還設(shè)有一聲音或光信號(hào)發(fā)生器，它與中心控制裝置(9)相連，在所述初級(jí)溫度計(jì)(11)顯示氣體溫度高于預(yù)定值時(shí)，向駕駛員發(fā)出消音器(7)處于很熱的危險(xiǎn)狀態(tài)的信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)由初級(jí)溫度計(jì)(11)測(cè)得的溫度高于第一預(yù)定溫度時(shí)，該預(yù)定溫度接近消音器(7)的危險(xiǎn)溫度，則聲音或者光信號(hào)發(fā)生器發(fā)出第一危險(xiǎn)信號(hào);;當(dāng)駕駛員沒(méi)有降低所需的功率且達(dá)到了消音器(7)的第二預(yù)定危險(xiǎn)溫度時(shí)，中心控制裝置(9)驅(qū)使供給裝置(1)分階段地減小發(fā)動(dòng)機(jī)的功率;首先中心控制裝置(9)將功率降低到第一預(yù)定量;如時(shí)溫度仍保持在高于第二預(yù)定溫度，中心控制裝置(9)再將功率降低一級(jí)，直到溫度值低于危險(xiǎn)值。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)中心控制裝置(9)收到來(lái)自氧傳感器(8)的顯示在排氣中含有過(guò)量濃度的氧的信號(hào)，同時(shí)，來(lái)自初級(jí)溫度計(jì)(11)的顯示溫度過(guò)高的信號(hào)時(shí)，所述裝置(9)限制化油以防止發(fā)動(dòng)機(jī)及消音器(7)被損壞，另外裝置(9)不讓發(fā)動(dòng)機(jī)停止，而是通過(guò)與之相連的適當(dāng)信號(hào)發(fā)生器顯示，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作異常是由于有未燃燃料從至少一個(gè)燃燒室(3)中泄漏出來(lái)的緣故。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于設(shè)置有一測(cè)量裝置來(lái)測(cè)量節(jié)氣門(13)后的進(jìn)氣管路(4)中的壓力變化，測(cè)量裝置包括測(cè)量進(jìn)氣管路(4)中的壓力值并由管道(34)連接到節(jié)氣門(13)后進(jìn)氣管路(4)部分上的壓力傳感器(33);所述壓力傳感器(33)與裝置(9)相連，在其加工壓力傳感器(3)的信號(hào)之后，與隨后的同樣信號(hào)值進(jìn)行比較并根據(jù)預(yù)定頻率的計(jì)時(shí)器計(jì)算出梯度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于對(duì)于高于根據(jù)工作狀態(tài)所確定的預(yù)定值的梯度，裝置(9)向供給元件(17)發(fā)出控制信號(hào)在瞬間狀態(tài)期間瞬時(shí)改變空燃比，在時(shí)間(τ2)后，其相應(yīng)于混合物由供給裝置(1)供入到燃燒室(3)中進(jìn)行燃燒以及包圍住氧傳感器(8)的時(shí)間再加上氧傳感器(8)的響應(yīng)時(shí)間，系統(tǒng)再次開(kāi)始其反饋系統(tǒng)的工作;這樣，裝置(9)根據(jù)來(lái)自空氣流測(cè)量裝置和氧傳感器(8)的信號(hào)向供給元件(17)發(fā)出信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于在每個(gè)燃燒室(3)的排氣導(dǎo)管(6)中均設(shè)有一個(gè)第二溫度計(jì)(10)，所述第二溫度計(jì)(10)與初級(jí)溫度計(jì)(1)共同作用來(lái)防止發(fā)動(dòng)機(jī)的消音器(7)或其它裝置(定時(shí)閥門或類似物)被損壞。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)第二溫度計(jì)(10)與相應(yīng)于排氣管路(6)的傳感器(8)以及位于消音器(7)之前的傳感器(8)共同獲得一個(gè)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)部分的工作故障的判斷;如果燃燒室(3)中的燃燒不完全，來(lái)自燃燒室(3)中的氣體的溫度便不是正常值;通過(guò)讀取氧傳感器(8)的信號(hào)值及由相應(yīng)于一個(gè)燃燒室(3)的溫度計(jì)(10)測(cè)得的溫度值，裝置(9)通過(guò)適當(dāng)?shù)难b置顯示出一個(gè)或多個(gè)氣缸處于損壞狀態(tài)并控制所有氣缸。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于位于消音器(7)之前的氧傳感器(8)，位于每個(gè)燃燒室(3)的排氣管路(6)中的氧傳感器(8)與每個(gè)燃燒室(3)排出的氣體的第二溫度計(jì)(10)以及消音器(7)的溫度計(jì)(11)共同向裝置(9)發(fā)出信號(hào)，其值顯示出發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)裝置的工作故障;通過(guò)加工所述信號(hào)，裝置(9)驅(qū)使供給元件(17)消除故障和/或使危險(xiǎn)降到最小。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于位于消音器(7)之前的氧傳感器(8)，和一個(gè)位于每個(gè)燃燒室(3)的排氣管路(6)中的氧傳感器(8)與每個(gè)燃燒室(3)排出的氣體的第二溫度計(jì)(10)以及測(cè)消音器(7)的初級(jí)溫度計(jì)(11)共同向裝置(9)發(fā)出信號(hào)，其值顯示出發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)裝置工作狀態(tài)的變化，通過(guò)加工所述信號(hào)，裝置(9)經(jīng)由與其相連的信號(hào)發(fā)生器顯示出故障來(lái)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于還設(shè)置帶有增加發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火提前量作用的自動(dòng)點(diǎn)火提前裝置，一個(gè)爆震傳感器(14)與裝置(9)相連，顯示爆震，使點(diǎn)火裝置減小點(diǎn)火提前量以便立即防止爆震，緊接著，點(diǎn)火裝置再次增加點(diǎn)火提前量。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所術(shù)的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于裝置(9)設(shè)置有自我調(diào)整裝置，記錄下由每一負(fù)載變化、發(fā)動(dòng)機(jī)的每一角速度、發(fā)動(dòng)機(jī)的每一可變的工作狀態(tài)，負(fù)載變化參數(shù)和燃燒結(jié)果所引起的空燃比的變化;對(duì)每個(gè)類似角速度及可變工作狀態(tài)的負(fù)載變化，裝置(9)通過(guò)直接指令驅(qū)動(dòng)供給元件(17)，根據(jù)前面的類似結(jié)果獨(dú)立確定出空燃比的變化。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于還有一個(gè)與裝置(9)相連的計(jì)時(shí)器，測(cè)量消音器(7)到達(dá)預(yù)定溫度的時(shí)間;如果沒(méi)有在預(yù)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)該溫度，根據(jù)負(fù)載、角速度及可變的工作狀態(tài)，裝置(9)由信號(hào)發(fā)生器顯示出催化消音器(7)失效。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于所述空氣流測(cè)量裝置包括一個(gè)文杜里管(15);一個(gè)薄膜(18)，它有文杜里管(15)喉部的真空作用在其上的第一側(cè)面，在文杜里管(15)的上述喉部之前部分上的壓力作用在其上的第二側(cè)面;一根彈簧(24、27)壓在薄膜(18)上，限制由作用在所述薄膜(18)的第一和第二側(cè)面上的壓力差(△P)導(dǎo)致的移動(dòng);還有一個(gè)薄膜(18)的位置傳感器(25)，它與裝置(9)相連并向其發(fā)送電信號(hào)，信號(hào)值表示出薄膜(18)的位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于薄膜(18)是一種氣體計(jì)量器，是一種具有低慣性和滯后的并且作用在薄膜(18)兩側(cè)的壓力成平衡的計(jì)量系統(tǒng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于彈簧(27)是片狀彈簧，其負(fù)載隨著薄膜(18)在空氣流量增加的方向上的移動(dòng)而增加，以測(cè)量在幾毫米H2O壓差下薄膜(18)的移動(dòng)，并能承受幾米H2O的壓差。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于薄膜(18)的位置傳感器(25)是一種非接觸型的，例如一種電容傳感器。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能反饋控制系統(tǒng)，其特征在于空氣流量測(cè)量裝置包括一能夠測(cè)量從小到大的空氣流量范圍的差動(dòng)壓力傳感器。
全文摘要
一種用于內(nèi)燃機(jī)的多功能反饋控制系統(tǒng)，包括一裝有供給元件能控制燃料流動(dòng)的供給裝置；一發(fā)動(dòng)機(jī)；一催化消音器；一中心控制裝置，根據(jù)對(duì)化油起作用的參數(shù)加減電信號(hào)；從而提供連續(xù)作用于所述供給元件的控制信號(hào)；至少一位于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中并且與中心控制裝置電氣連接的氧傳感器，一測(cè)量空氣流量的流量計(jì)，所述流量計(jì)位于供給裝置中，根據(jù)測(cè)得的空氣流量向中心控制裝置發(fā)送電信號(hào)；中心控制裝置加工來(lái)自氧傳感器的信號(hào)，以便確定氧傳感器的信號(hào)值與相應(yīng)混合物空燃比的值之間的相互對(duì)應(yīng)關(guān)系。
文檔編號(hào)F02D41/14GK1096564SQ93120828
公開(kāi)日1994年12月21日 申請(qǐng)日期1993年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月18日
發(fā)明者喬瓦尼·巴巴爾蒂 申請(qǐng)人:巴加蒂電子有限公司