DE2525594C3 - Steuereinrichtung an einem Vergaser für Brennkraftmaschinen für Anlaß- und Kaltstartbetrieb - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine -steuereinrichtung an einem Vergaser für Brennkraftmaschinen für Anlaß- und Kaltstartbetrieb, die einen Steuerimpulse empfangenden Schrittmotor aufweist, der über Gestänge in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraft maschine die Luftklappe und die willkürlich einstellbare Hauptdrosselklappe in ihrer Bewegung beeinflußt.

Bei dieser bekannten Einrichtung (DE-OS 22 3 5 777) soll ein optimales Brennstoff-Luftgemisch für den Betrieb von Brennkraftmaschinen durch Steuerung des Luftzusatzes zu einer vorgegebenen Kraftstoff menge erzeugt werden. Die benotigle optimale l.uftmenge wird dabei durch eine entsprechende Einstellung der Hauptdrosselklappe zugeführt, die schrittweise mittels eines Schrittmotors verstellt wird. Der Schrittmotor wird hierfür durch eine elektronische Steuervorrichtung in Abhängigkeit von Bctiebsparametern der Verbrennungsmaschine gesteuert.

Auf die besonderen Probleme harn Anlaß insbeson derc Kaltstartvorgang geht diese Druck .chrift nicht ein ss Sie bietet fur solche Probleme daher auch keine Losung. Ei.-ic .ils Vordrosselklappe arbeitende luftklappe ist nicht vorgesehen

Eine andere Vergaseranordnung weist als Stellglied für die I iifiklappc eine temperaturabhängige Bimetall μ spirale auf ((ISPS 27 b2 VA) Diese wirkl über ein Gestänge und eine Kurvenscheibe auf die Hauptdrosselklappe einj In die Verbindung zwischen Gestänge und Kurvenscheibe (si eine Feder als nachgiebiges Glied eingeschaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei Verwendung eines Schrittmotors als Stellglied für die Luftklappe und die Hauptdrosselklappe ein Verbindungsgestänge aufweist, das den Anforderungen des Schrittmotors gerecht wird und seine Vorteile insoweit ausnützt, als bestimmte Stellvorgänge eingeleitet werden können, die ein besseres Anlassen der Brennkraftmaschine bei niederen Temperaturen gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Luftklappe mit dem Schrittmotor über ein elastisches Gestänge yerbunden ist, das eine Feder aufweist und einen mit der Antriebswelle des Schrittmotors fest verbundenen Hebel umfaßt, der über einen Anschlag an einem Gegenanschlag eines mit der Luftklappe formschlüssig verbundenen Hebels in kraftschlüssiger Anlage entgegen dem Öffnungssinn der Luftklappe gehalten ist, und daß ein weiterer auf de^r Antriebswelle des Schrittmotors schwenkbar gelagerter Hebel vorgesehen ist, der kraftschlüssig mit einem zweiten Anschlag am Hebel beim Anlassen der Brennkraftmaschine bei niederer Temperatur zusammenwirkt und der über ein Gestänge auf eine Kurvenscheibe als Schücßbegrenzungsanschiag für die Hauptdrosselklappe über eine elastische Verbindung kraftschlüssig im Sinne einer Verringerung der Schließbegrenzung einwirkt, wobei an der Kurvenscheibe ein mit dem Hebel einen Totgang aufweisenden Gestänge eingreift.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigt

F1 g. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 bis 4 jeweils eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1, aus der eine bestimmte Betriebsstellung ersichtlich ist;und

F i g. 5 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise der Vorrichtung nach F i g. 1 bis 4.

In Fig. 1 bis 4 erkennt man einen Ansaugkanal 1 eines Verbrennungsmotors, eine in dem Ansaugkanal gelagerte, zwischen einer Öffnur..jsstellung und einer Schließstellung drehbare Luftklappe 2 und eine mit der Luftklappe gekuppelte Betätigur.gswelle 3.

Gemäß Fig. 1 ist gleichachsig mit der Betätigungswelle 3 ein Schrittmotor 5 angeordnet, der an eine Schaltung 4 zum Erzeugen von Antriebsimpulsen angeschlossen 1-·. und dessen Antriebswelle 6 mit der Betätigungswelle i durch eine dazwischen angeordnete Torsionsfeder 7 verbunden ist; die Wellen 6 und 3 arbeiten miteinander über einen vorderen Mitnehmer 8 und einen von diesem durch einen Umfangsabstand getrennten hinteren Mitnehmer 9 zusammen, so daß die Betatigungswelle 3 nur gedreht wird, wenn die Antriebswelle 6 in der normalen Drehrichtung bzw. der Vorwartsrichtiing gedreht wird, d. h. gemäß F i g. I bis 4 im Uhrzeigersinn. Bei dem dargestellten Ausführungs beispiel sind die Betätigungsteile 3 und die Antriebs welle 6 jeweils mn einem radi.il nach außen ragenden Kurheiarm 10 bzw II versehen, die an ihren äußeren Enden so umgebogen sind, daß sie die schon genannten Mitnehmer 8 und 9 bilden Der ein·: Mitnehmer. 1 B. der Mitnehmer 9 ist mit einer Schraubt 12 versehen, die es ermöglich^ den Umfangsabstand zwischen den beiden Mitnehmern einzustellen. Die Achse der Luftklappe 2 trägt an ihrem äußeren Ende einen Kurbelarm 13, der durch eine Stange 14 mit einem Basisabschnitt des Kurbelarms 10 der Bcläiigungswelle 3 verbunden ist.

Auf den Aufbau der .Schaltung 4 zum Erzeugen von Antricbsimpulscn soll hier nicht näher eingegangen

werden; es sei jedoch bemerkt, daß diese Schaltung so ausgebildet ist, daß sie nacheinander in vier verschiedene Eletriebszustände gebracht werden kann, und zwar in Abhängigkeit davon, daß nachgewiesen wird, daß ein Zündschalter geschlossen worden ist, bzw. daß ein Anlaßschalter geschlossen worden ist, bzw. daß der Motor begonnen hat, mit vollständiger Verbrennung zu arbeiten bzw. daß der Motor fortfährt, mit vollständiger Verbrennung zu arbeiten; genauer gesagt, ist die Schaltung 4 so ausgebildet, daß bei dem ersten Betriebszustand der Schrittmotor 5 und daher auch die mit «hm verbundene Antriebswelle 6 in der Rückwärtsrichtung, d. h. gemäß den Zeichnungen entgegen dem Uhrzeigersinne, mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit gedreht wird, daß der Schrittmotor bei dem zweiten Betriebszustand zusammen mit der Antriebswelle 6 in der nosmalen Drehrichtung, d. h. im Uhrzeigersinne, mit einer der Motortemperatur entsprechenden verhältnismäßig hohen Drehgeschwindigkeit und während einer Zeitspanne von fester Länge gedreht wird, daß der Schrittmotor beim dritten Betriebszustand in der normalen Vorwärtsrichtung während einer Zeitspanne von fester Läng·· mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit gedreht wird, und daß der Schrittmotor schließlich bei dem vierten Betriebszustand in der normalen Vorwärtsrichtung mit einer der Motortemperatur entsprechenden, relativ niedrigen Geschwindigkeit gedreht wird. Durch diese Drehbewegungen in der Rückwärts- bzw. der Vorwärtsrichtung wird die Luftklappe 2 nacheinander in die aus der graphischen Darstellung in F i g. 5 ersichtlichen Stellungen gebracht. Genauer gesagt, bewirkt die Rückwärtsdrehung der Antiebswelle 6 bei dem erste,. Betriebszustand, daß die Luftklappe 2 aus einer Stellung entsprechend dem Punkt A in F i g. 5 in eine dem Punkt B entsprechende Stellung gedreht wird. Mit anderen Worten, die Luftklappe 2 wird zuerst aus ihrer vollständig geöffneten Stellung in ihre vollständig geschlossene Stellung gedreht, und während der hierauf folgenden weiteren Rückwärtsdrehung der Antriebswelle 6 wi. i zwar die Luftklappe 2 nicht weiter gedreht, doch wird die Torsionsfeder 7 aufgezogen b/w. gespannt, um eine große elastische Kraft zu erzeugen, so daß die Luftklappe 2 durch die in der Schließrichtung wirkende große elastische Kraft der Torsionsfeder 7 in ihrer vollständig geschlossenen Normalstellung gehal ten wird. Sobald dieser Betriebszustand herbeigefuhn worilen ist. gleich! sich die durch den Schrittmotor *> erzeugte Kraft mit der elastischen Kraft der Torsionsfeder 7 aus, d. h die Torsionsfeder wird nicht weiter gespannt, und gemäß Γ g. ¹J verlagert sich der Punks H zu dem Punkt C Die Antriebswelle 6 wird dann in der normaler Vorwärts!ichUing gedreht. Sob,ilil der /weite Betriebszustand erreicht wird, wird die Luftklappe 2 ,ms ihrer dem Punkt On i ig 5 entsprechenden Stellung in die dem Piii-kt l~> entsprechende Stellung gebucht Durch die Drehung der Antriebswelle f> in de; n> >rni,ilen Vorvt,11 Isrichtiing wird die Torsionsfeder 7 suinit etu.is gespannt, so dall sich die durch sie ausgeübte elastin he Krafl etwas verringert, und so dal! die I uftkl.ippe 2 im m) ihrer vollständig geschlossenen Stellung durch eine m der Schlicßrichtung wirkende elastische Kraft gehalten wirdi die der Motortemperatur entspricht. Bei dieser Stellung handelt es sich um die Anlaßstellung. Hierauf wird die Drehung der Antriebswelle 6 in der normalen Vorwärtsrichtung unterbrochen, so daß dieser Betriebszustand erhalten bleibt, wobei sich gemäß Fig.5 der Punkt D zu dem Pnkt E verlagert. Die nächste Drehung der Antriebswelle 6 in der normalen Vorwärtsrichtung bei dem dritten Betriebszustand bewirkt, daß sich die Luftklappe 2 aus ihrer dem Punkt E in Fig.5 entsprechenden Stellung in die dem Punkt F entsprechende Stellung bewegt Genauer gesagt, wird hierbei die Luftklappe 2 nicht nur von der genannten elastischen Kraft entlastet, sondern sie wird in der Vorwärtsrichtung bzw. der Öffnungsrichtung durch die Mitnehmer 9 und 8 gedreht, bis sie ihre Stellung für den Betrieb bei vollständiger Verbrennung erreicht hat. Beim Erreichen des nächsten bzw. des vierten Betriebszustandes verlagert sich gemäß Fig. 5 der Punkt F zu einem Punkt G. Mit anderen Worten, die Luftklappe 2 wird mit einer der jeweiligen Motortemperatur entsprechenden Geschwindigkeit allmählich weiter geöffnet und in eine Stellung für den normalen Betrieb des Motors gebracht.

Gemäß F i g. 1 ist in dem Ansaugkinal 1 auf bekannte Weise in der Strömungsrichtung hinter der Luftklappe 2 eine Hauptdrosselklappe 15 mit einer Achse 16 so drehbar gelagert, daß sie in eine öfHungsstellung bzw. eine Schließstellung gebracht werfen kann: mit der Achse 16 der Hauptdrosselklappe 15 arbeitet ein Nocken 18 zur Regelung des Betriebes mit erhöhter Leerlaufdrehzahl über einen Hebel 17 zusammen, und der Nocken 18 sitzt auf einer Achse 19. Im Vergleich zu bekannten Nocken erstreckt sich der Nocken 18 gemäß der Zeichnung im Uhrzeigersinn über einen etwas größeren Winkelbereich, und innerhalb dieses Bereichs ist ein niedrigen Temperaturen zugeordneter Nockenabschnitt 186 vorhanden, der sich an einen normalen Temperaturen zugeordneten Nockenabschnitt 18a anschließt und eine etwas größere Höhe hat als der Nockenabschnitt 18a. Der Betätigungshebel 17 weist an seinem freien Ende einen Betätigungsansatz bzw. ein Bewegungsabnahmeglied 17a auf. das in Berührung mit dem Nocken 18 steht.

Der Nocken 18 ist nicht in der üblichen Weise mit der Luftklappe 2. sondern mit der Antriebswelle 6 gekuppelt. Zu diesem Zweck ist ein Folgehebel 21. der gemäß F i g. 2 an seiner Vorderseite durch einen Anker

20 abgestützt werden kann, mit dem der Kurbelarm 11 versehen ist. auf der Antriebswelle 6 drehbar gelagert, so daß nur eine Drehung der Antriebswelle in der Rückwartsrichtung bzw gemäß Fig. 2 entgegen dem Uhrzeigersinn bewirken kann, das de. Folgehebel 21 durch den Ansatz 20 entgegen dem Uhrzeigersinne geschwenkt wird, und daß der Folgehebel 21 bei einer Drehung der Antriebswelle 6 in der normalen Vorwärtsrichtung dieser Drehbewegung nur unter der Wirkung seines Eigengewichts folgen kann, wobei er sich ebenfalls im Uhrzeigersinn bewegt; der Folgehebel

21 ist durch ein Gestängeglied 22 mit einem Kurbelaim 23 verbunden, der gegenüber der Achse des Nockens 18 iiacfi außen ragt. Der Kurbelarm ist mit dem Nocken 18 so verbunden, daß er sich gegenüber dem Nocken r.-ur in einer Richtung entgegen der Kraft einer zwischen dem Kurbelarm und dem Nocken ungeordneten Feder 24 bewegen kann, so daß eine Entlastung des Nockens möglich ist. Cier'äß Fig. 2 ist der Kurbelarm 17 mit einem Ansatz 25 zum Ausüben einer Druckkraft versehen, so daß es durch eine entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgende Drehung de* Ansatzes 25 möglich ist, den Kurbelarm 10 auf der Betätigungswelle 3 unter Vermittlung durch den Nocken 18 zu drehen, welcher dem Ansa.z 25 gegenübersteht und durch eine Stange 26 mit dem Kurbelarm 10 verbunden ist. so daß bei einer solchen Bewegung die Luftklappe 2 in

Öffnungsrichtung gedreht wird. Gemäß F i g. 2 ist am oberen Ende der Stange 26 eine mit totem Gang arbeitende Einrichtung 27 vorhanden, die zur Wirkung kommt, wenn eine zu große Kraft aufgebracht wird.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Anordnung wird im folgenden näher erläutert.

Nach dem Übergang aus dem in Fig.2 gezeigten Betriebszustand in den weiter oben genannten ersten Betriebszustand, bei dem der Schrittmotor 5 betätigt wird, um die Antriebswelle 6 in der Rückwärtsrichtung zu drehen, so daß gemäß Fig.5 der Punkt A zu dem Punkt B verlagert wird, um die Luftklappe 2 in ihri Normalstellung zu birngen, ergibt sich der zweite Betriebszustand, bei dem die Antriebswelle 6 in der normalen Vorwärtsrichtung um einen kleinen Winkelbetrag gedreht wird, so daß sich der Punkt B gemäß F i g. 5 über den Punkt Czu dem Punkt D verlagert, und Haß die Luftklappe in ihre Anlaßstelliing gebracht wird. Unter diesen Umständen befindet sich die Antriebswelle 6 innerhalb ihres überschüssigen Drehbereichs, innerhalb dessen die Mitnehmer 8 und 9 gemäß F i g. 3 etwas voneinander abgehoben sind, so daß der Nocken 18 zum Regeln des Leerlaufs mit erhöhter Drehzahl in einem das bis jetzt übliche Ausmaß überschreitenden Ausmaß entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, und zwar mit Hilfe des Ansatzes 20, des Folgehebels 21 und des Gestängegliedes 22 und Kurbelarmes 23, so daß der Nocken 18 eine Drehung über den für normale Temperaturen vorgesehenen Nockenabschnitt 18a hinaus ausführt und in eine Stellung gebracht wird, bei welcher der für niedrige Temperaturen vorgesehene Nockenabschnitt 186 zur Wirkung kommt, wie es in Fi g. 3 gezeigt ist, und daß daher die Hauptdrosselklappe 15 durch den niedrigen Temperaluren zugeordneten Nockenabschnitt 186 in eine Öffnungsstellung für den Leerlauf mil erhöhter Drehzahl gebracht wird, bei welcher die Häuptdfösselklappe 15 weiter geöffnet ist, als sie durch den normalen Temperaturen zugeordneten Nockenabschnitt 18,·? geöffnet würde, so daß sich das Kaltstartverhalten des Motors verbessert. Die vorstellenden Ausführungen gellen somit für das Anlassen des Motors bei tiefen Temperaturen. Wird der Motor bei einer normalen Temperatur angelassen, liegt der Punkt E₁ der die soeben beschriebene Anlaßstellung bezeiclv net. höher, als es in Fig.5 angedeutet ist. Mit anderen Worten, die Antriebswelle 6 ist weniger weit in ihren überschüssigen Drehwinkelbereich hinein gedreht worden, so daß der Nocken 18 gemäß F i g. 4 mit seinem für die kleineren öffnungswinkel der Luftklappe 2 vorgesehenen Abschnitt zur Wirkung kommt, so daß in diesem Fall der Drehwinkel des Nockens entsprechend kleiner ist, und so daß somit der für normale Temperaturen vorgesehene Nockenabschnitt 18a zur Wirkung kommt. Infolgedessen wird der Öffnungswinkel der Luftklappe verhältnismäßig klein.

Gemäß der Erfindung wird somit beim Anlassen des Motors bei niedriger Temperatur die Luftklappe 2 mit Hilfe der Antriebswelle 6 eingestellt, die über die der vollständig geschlossenen Stellung der Luftklappe entsprechende Stellung hinaus gedreht wird, wobei der Nocken 18 im wesentlichen entsprechend der Drehung der Antriebswelle gedreht wird, so daß der für niedrige Temperaturen vorgesehene Nockenabschnitt 186 in S"'"\ Arbeitsstellung gebracht wird, um den öffnungswinkel der Luftklappe für den Leerlauf bei erhöhter Drehzahl zu vergrößern, und um das Kaltstartverhalten des Motors zu verbessern, wobei es gleichzeitig möglich ist, die für das Warmlaufen des Motors benötigte Zeitspanne zu verkürzen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuereinrichtung an einem Vergaser für Brennkraftmaschinen für Anlaß- und Kaltstartbetrieb, die einen Steuerimpulse empfangenden Schrittmotor aufweist, der über Gestänge in Abhängigkeit von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine die Luftklappe und die willkürlich einstellbare Hauptdrosselklappe in ihrer Bewegung beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftklappe (2) mit dem Schrittmotor (5) über ein elastisches Gestänge verbunden ist, das eine Feder (7) aufweist und einen mit der Antriebswelle (6) des Schrittmotors (5) fest verbundenen Hebel (11) umfaßt, der über einen Anschlag (9) an einem Gegenanschlag (8) eines \5 mit der Luftklappe (2) formschlüssig verbundenen Hebels (10) in kraftschlüssiger Anlage entgegen dem Öffnungssinn der Luftklappe (2) gehalten ist, und daß ein weiterer auf der Antriebswelle (6) des Schrittmotors (5) schwenkbar gelagerter Hebel (21) vorgesehen ist, der kraftschlüssig mit einem zweiten Anschlag (20) am Hebe! (11) beim Anlassen der Brennkraftmaschine bei niederer Temperatur zusammenwirkt und der über ein Gestänge (22,23) auf eine Kurvenscheibe (18) als Schließbegrenzungsanschlag für die Hauptdrosselklappe (15) über eine elastische Verbindung (24) kraftschlüssig im Sinne einer Verringerung der SchlieQbegrenzung einwirkt, wobei an der Kurvenscheibe (18) ein mit dem Hebel (10) einen Totgang aufweisendes Gestänge (26) eingreift