DE2612172A1

DE2612172A1 - Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens zur regelung einer mehrzylindrigen brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2612172A1
Application number: DE19762612172
Authority: DE
Inventors: Joerg Dr Ing Abthoff; Dag-Harald Dip Huettebraeucker; Reiner Kreeb; Marijan Laszlo; Hans-Dieter Dipl Ing Schuster
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1976-03-23
Filing date: 1976-03-23
Publication date: 1977-09-29
Also published as: JPS52114819A; US4098252A

Description

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Vorfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Regelung einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Regelung einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine durch Zu- oder Abschalten eines oder mehrerer Zylinder mit einem in Ansaugsystem der Brennkraftmaschine vorgesehenen Drosselorgan.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind beispielsweise aus der DT-OS 2 255 350 bekannt, «it einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine mit einer Brennstoff-Kolbenpumpe pro Zylinder, wobei einzelne Kolbenpumpen stillsetzbar sind. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung haben den hauptsächlichen Nachteil, daß bei den Zu- und AbsehaItvorgang die Brennkraftmaschine einen Leistungssprung macht, auch wenn gamä.ß dieser bekannten Vorrichtung beim Stillsetzen der Kolbenpumpen deren geförderte Kraftstoff«enge im Vergleich zur Pumpenkapazität gering ist. Dieser Leistungssprung ist jedoch insbesondere bei einer in ein Kraftfahrzeug eingebauten Brennkraftmaschine nicht tragbar. Auch soll beider bekannten Vorrichtung der Schaltpunkt, für die Stillsetzung der Kolbenpumpen abhängig sein von der Stellung eines Fahrpedals und der Drehzahl der Brennkraftmaschine, was einen erheblichen Aufwand erfordert.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand die Brennkraftmaschine so durch Zu- oder Abschalten von Zylindern zu regeln, daß LeietungssprUnge der Brennkraftmaschine vermieden werden.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß gleichzeitig

mit dem Zu- oder Abschalten des oder der Zylinder die Stellung

des Drosselorgans sprunghaft so verändert wird, daß die Leistung

der Brennkraftmaschine im wesentlichen unverändert bleibt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, daß die Leistung der Brennkraftmaschine auch dann kontinuierlich veränderbar ist, wenn durch das Zu- oder Abschalten von Zylindern ein einzelner Leistungsfaktor sprunghaft verändert wird. Weitere Vorteile sind, daß alle eingeschalteten Zylinder immer dieselbe Leistung haben können und daß der Zu- und AbβchaItVorgang grundsätzlich bei Jeder Leistung der Brennkraftmaschine erfolgen kann.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem in einem Ansaugrohr einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine drehbar gelagerten Drosselorgan, auf dessen Drehachse außerhalb des Ansaugrohres ein Hebel befestigt ist, besteht in einem willkürlich betätigbaren Schwenkteil mit mindestens zwei, in seiner Umfangsrichtung sueinander versetzten Mitnehmern, von denen jeder bei einem Schwenken des Schwenkteils nacheinander durch Angriff am Hebel das Drosselorgan dreht, während bei einem Sprung des Hebels von einem Mitnehmer zum nächsten die Stellung des Drossel organs sich sprunghaft verändert, und in auf dem Schwenkteil angeordneten,bei dessen Schwenken betätigten Kontakten,die gleichzeitig mit jedem Sprung des Hebels von einem Mitnehmer zum nächsten das Zu- oder Abschalten des oder der Zylinder steuern.

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Diese erfindungsgemäße Vorrichtung benötigt einen nur sehr geringen Aufwand, da in das übliche Regelungsgestänge der Brennkraftmaschine lediglich das Schwenkteil mit den Mitnehmern eingebaut werden auß, auf dem »ich gleichzeitig die Kontakte zur Steuerung des Zu- und Abgehaltene des oder der Zylinder befinden, wodurch sich einerseits der Vorteil eines geringen Aufwandes für diese Steuereinrichtung ergibt und andererseits sichergestellt ist, daß die sprunghafte Verstellung des Drosselorgans und das Zu- oder Abschalten das oder der Zylinder immer gleichzeitig erfolgt.

Weitere vorteilhafte=» Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Zeichnungsbeschreibung ausgeführt.

In der Zeichnung sind das erfindungsgemäße Verfahren und di· erfindungsgemäße Vorrichtung beispielsweise dargestellt. Dabei zeigen

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Seiten» ansicht,

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einer Draufsicht und

Fig. 3 ein Diagramm, in dem das erfindungsgemäße Verfahren für eine in ein Kraftfahrzeug eingebaute Brennkraftmaschine schematisch dargestellt ist.

In Fig. 1 ist eine Achtzylinder-Brennkraftmaschine in V-Anordnung gezeigt, deren beide Zylinderblöcke 9 und 10 mit den Zylindern 1 bis 8 .schematisch dargestellt sind. Über ein Ansaugrohr 11 und Saugrohr«· 12 bis 19, jeweils eins für jeden Zylinder 1 bis 8, wird diesen Verbrennungsluft zugeführt. Über acht getrennte Einspritzleitungen 20 bis 27, die von nicht näher dargestellten Kolbenpumpen einer Einspritzpumpe 28 gespeist werden, wird in die Saugrohrp 12 bis 19 getrennt Brennstoff eingespritzt.

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Im Ansaugrohr 11 ist ein als Drosselklappe ausgebildetes Drosselorgan 29 angeordnet, das In geschlossener Stellung dargestellt ist. Das Drosselorgan 29 ist auf einer Drehachse JO gelagert, auf

der außerhalb des Ansaugrohres 11 ein Hebel 31 befestigt ist. Eine Zugfeder 32 am Hebel 31 sucht das Drosselorgan 29 in geschlossener Stellung zu halten.

Auf einer Achse 33 iet ein Schwenkteil 3*· schwenkbar gelagert, das Über ein Pedal 35« beispielsweise das Fahrpedal eines Kraftfahrzeuges, und ein Gestänge 36 willkürlich betätigt werden kann. Alu Schwenkteil 3*» sind drei In Umfange richtung zueinander versetzte als Stabe ausgebildete Mitnehmer 37, 38 und 39 angeschweißt. Diese greifen bei einer Schwenkbewegung des Schwenkteiles Jk in Richtung des Pfeiles kO nacheinander ai Hebel 31 an und öffnen da· Drosselorgan 29. Die Länge des Hebels 31 ist dabei so ausgelegt, daß dann, wenn der Mitnehmer 37 das Drosselorgan 29 in die völlig geöffnete Stellung gedreht hat, der Hebel 31 durch den Mitnehmer 37 freigegeben und das Drosselorgan 29 durch die Zugfeder 32 in Richtung Schließstellung zurückgedreht wird. Der Hebel 31 schlägt dabei an den Mitnehmer 38 an, der einen solchen Abstand vom Mitnehmer 37 hat, daß das Drosselorgan 29 im Augenblick des Anschlags des Hebels 31 am Mitnehmer 38 teilweise geöffnet ist. Bei eine* weiteren Schwenken des Schwenkteils Jk in Pfei!richtung ^O wird das Drosselorgan 29 wieder in die völlig geöffnete Stellung gedreht, wo dann der Hebel 31 durch den Mitnehmer 38 freigegeben wird. Die Zugfeder 32 dreht das Drosselorgan 20 zurück in Richtung SchiießsteJ lung, bis der Hebel 31 an dri tten Mitnehmer 39 anschlägt. Dessen Abstand vom Mitnehmer ist so festgelegt, daß das Drosselorgan 29 im Augenblick des Anschlags des Hebels 31 am Mitnehmer 39 weitgehend geöffnet bleibt, also einen größeren Öffnungswinkel aufweist als im Augenblick des Anschlags des Hebels 31 am Mitnehmer 38. Die günstigsten Werte für diese beiden Öffnungswinkel sind weiter unten erläutert. Bei einem weiteren Schwenken des Schwenkteils Ik in Pfeilrichtung kO wird das Dro8:-'"lorKHn 29 durch den Mitnehmer 39 bis zur völlig geöffneten Stellung gedreht.

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Konzentrisch zur Achse 33 sind auf des Schwenkteil Jk zwei
Schleifbahnen kl und kZ elektrisch leitend angeordnet, auf
denen je ein Schleifkontakt kj und kk schleift. Die Lange der Schleifbahn kl ist dabei so festgelegt, daß nur zwischen der in Fig. 2 dargestellten Endstellung des Schwenkteils Jk und dessen Stellung im Augenblick der Freigabe des Hebele 31 durch den Mitnehmer 37 elektrischer Kontakt zwischen der Schleifbahn k\ und dem Schleifkontakt kj besteht. Entsprechend besteht zwischen der Schleifbahn k2 und den Schleifkontakt kk elektrischer Kontakt nur zwischen der bezeichneten Endstellung und der Stellung des Schwenkteils Jk im Augenblick der Freigabe des Hebels 31 durch den Mitnehmer 38. Der Schleifkontakt kj ist über eine elektrische Leitung 4 5 mit zwei Elektromagneten 46 und 47 verbunden,
die zwei Ventile kB und k9 in den Einspritzleitungen 21 und 27 steuern. Dabei sind die Ventile 48 und 49 geschlossen, wenn in der Leitung 45 Strom fließt, die über die Einspritzleitungen

21 und 27 mit Brennstoff versorgten Zylinder 2 und δ sind also dann abgeschaltet. Der Schleifkontakt kk ist entsprechend über eine elektrische Leitung 50 mit zwei Elektromagneten 51 und 52 verbunden, die zwei Ventile 51 und 5k in den Einspritzleitungen

22 und 2k steuern. Diese sind geschlossen, wenn in der Leitung 50 Strom fließt, die über die Einspritzleitungen 22 und 2k
mit Brennstoff versorgten Zylinder 3 und 5 sind also dann abgeschaltet.

Die Brennkraftmaschine arbeitet somit nur mit den vier Zylindern 1, k, 6 und 7i solange das Drosselorgan 29 lediglich durch den Mitnehmer 37 betätigt wird. Dabei kann der gesamte Leitungsbereich dieser vier Zylinder 1, k, 6 und 7 von Leerlauf bis Vollast beliebig genutzt werden. Wenn der Hebel 31 vom Mitnehmer 37 zum Mitnehmer 38 überspringt, werden die beiden Zylinder 2 und 8 zugeschaltet, die Brennkraftmaschine arbeitet dann mit den sechs Zylindern 1, 2, k,6 7 und 8. Der oben genannte Öffnungswinkel,

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den dna Droaeelnrgsn 29 im Augenblick des Anschlgs des Hebels 11 am Mitnehmer 38 einnimmt, ist dabei so gewählt, daß die Leistung der Brennkraftmaschine im Sechszylinder-Betrieb in diesem Augenblick gleich oder nahezu gleich ist der Vollast-Leistung der Brennkraftmaschine im Vierzylinder-Betrjeb. Nachdem im Sechszylinder-Betrieb Vollast erreicht ist, springt der Hebel 31 vom Mitnehmer 38 zum Mitnehmer 39 über und die beiden restlichen Zylinder 3 und 5 werden zugeschaltet. Der Öffnungswinkel, den dan Drosselorgan 29 im Augenblick des Anschlags des Hebels 31 am Mitnehmer 39 einnimmt, ist so gewählt, daß die Leistung der Brennkraftmaschine im Achtzylinder-Betrieb in diesem Augenblick gleich oder nahezu gleich ist der Vollast-Leistung der Brennkraftmaschine im Sechszylinder-Betrieb. In den Bereich der Übergänge vom Vierzylinder-Betrieb zum Sechszylinder-Betrieb und von diesem zum Achtzylinder-Betrieb treten somit keine LeistungsSprünge auf, bei einer kontinuierlichen Bewegung des Fahrpedals 35 steigt die Leistung der Brennkraftmaschine kontinuierlich an.

In Fig. 3 ist schematisch gezeigt, wie eine derart geregelte Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug genutzt werden kann. Das Drehmoment M der Brennkraftmaschine ist über deren Drehzahl η aufgetragen. Neben dem Drehmoment M ist der jeweilige Öffnungswinkel 0 des Drosse1 organs 29 angegeben. Der Bereich 55 des Vierzylinder-Betriebs der Brennkraftmaschine ist durch die Vollastkurve 56, der Bereich 57 des Sechszylinder-Betriebs durch die Vollastkurve 58 und der Bereich 59 des Achtzylinder-Betriebs durch die Vollastkurve 60 nach oben begrenzt. Veiter ist eine Fahrwiderstandskurve 61 eingetragen.

Soll das Fahrzeug vom auf der Fahrwiderstandskurve 61 liegenden Punkt A im Bereich 55 des Vierzylinder-Betriebs zum Punkt B im Bereich 5? des Sechszylinder-Betriebs beschleunigt werden, so hat der Fahrer die Wahl, ob er sich mit dem Drehmoment der

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Brennkraftmaschine bei zwei abgeschalteten Zylindern begnügen oder ob er das Drehmoment der gesamten Brennkraftmaschine ausnutzen will. In ersten Fall bewegt er da» Fahrpedal 35 so weit, daß der Punkt C in Bereich des Sechszylinder-Betriebs erreicht wird, wobei das Drosselorgan 29 bei« Übergang vom Vierzylinderziu Sechszylinder-Betrieb, wie durch den Pfeil 62 angedeutet, von einem Öffnungswinkel von 90 auf einen Öffnungswinkel von etwa 30 zurückspringt. Die Brennkraftmaschine beschleunigt dann bis zur gewünschten Drehzahl, im Punkt D, von dem aus der Punkt B durch einfaches Zurückstellen des Drosselorgans 29 erreicht wird. Im zweiten Fall wird die Vollastkurve 60 des Bereichs des Achtzylinder-Betriebs im Punkt E erreicht, wobei das Drosselorgan 29 zweimal zurückspringt, und zwar zunächst wie beim ersten Fall beim Übergang vom Vierzylinder- zum Sechszylinder-Betrieb vom Öffnungswinkel 90° zum Öffnungswinkel von etwa 30 und dann beim Übergang vom Sechszylinder- zum Achtzylinder-Betrieb, wie durch den Pfeil 63 angedeutet, vom Öffnungewinkel 90 zu einen Öffnungswinkel von etwa 60 . Es wird dann auf der Vollastkurve 60 der Punkt F mit der gewünschten Drehzahl erreicht, von de« aus durch Zurücknahme des Fahrpedals 35 der Punkt B angesteuert wird. Um zu verhindern, daß debei einer der beiden Mitnahmer 37 und 38 von rückwärts am Hebel 31 anliegt, kann entweder vorgeschrieben werden, daß zunächst das

Fahrpedal 35 bis zu seiner Grundstellung zurückgenommen wird, also zunächst der Punkt G und dann erst der Punkt B angesteuert werden, oder der Hebel 31 wird mit einem einseitig wirkenden Gelenk (nicht dargestellt) versehen, der den Hebel 31 hex einer Belastung durch einen der Mitnehmer 37 oder 38 von rückwärts abknicken läßt.

Anstelle des dargestellten Einspritzsystemes kann natürlich jedes andere Einspritzsystem Verwendung finden. Die Ventile k8, 49 können als AbsperrventiLe oder als 3-Wege-Ventile mit Rückführung in den Rücklauf ausgebildet sein.

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Leerseite

Claims

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Ansprüche

:1 . / Verfahren zur Regelung einer mehrzyl indrigen Brennkraftmaschine durch Zu- oder Abschalten eines oder Mehrerer Zylinder mit einem im Ansaugsystem der Brennkraftmaschine vorgesehenen Drosselorgan, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Zu- oder Abschalten der Zylinder die Stellung des Droseelorgans (29) sprunghaft so verändert wird, daß die Leistung der Brennkraftmaschine im wesentlichen unverändert bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan (29) nacheinander durch mindestens zwei Mitnehmer (37, 38, 39) betätigt wird, wobei der Betätigung durch einen Mitnehmer (37, 38 oder 39) der Betrieb der Brennkraftmaschine mit einer bestimmten Zylinderzahl zugeordnet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zu- oder Abschalten des oder der Zylinder in an sich bekannter Weise durch An- oder Abschalten der Brennstoffzufuhr für diese Zylinder erfolgt, das in Abhängigkeit von der Stellung der Mitnehmer (37, 38, 39) oder eines mit ihnen verbundenen Teils gesteuert wird.

k. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3t dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Schwenken der Mitnehmer (37, 38, 39) von einer Nullstellung aus das Droselorgan (29) durch den ersten Mitnehmer (37) von einer geschlossenen in eine völlig geöffnete Stellung gedreht wird, dann durch Springen «in·· mit dem Drosselorgan (29) verbundenen Hebels (31) vom ersten (37) zum zweiten Mitnehmer (38) in ein«=» teilweise geöffnete Stellung zurückspringt, dann durch den zweiten Mitnehmer (38) in <lie völlig geöffnete Stellung gedreht wird, dann bei einem etwfi vorhandenen dritten Mitnehmer (39) durch Springen des Hebels (31) zu diesem in eine weitgehend geöffnete Stellung zurückspringt und dann durch diesen in die völlig geöffnete Stellung gedreht wird.

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5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 mit einem in einem Ansaugrohr einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine drehbar gelagerten Drosselorgan, auf dessen Drehachse außerhalb des Ansaugrohres ein Hebel befestigt ist, gekennzeichnet durch ein willkürlich betätigbares Schwenkteil (34) ait mindestens zwei in seiner Uefang«richtung zueinander versetzten Mitnehmern (37, 38, 39), von denen jeder bei einem Schwenken des Schwenkteils (3*0 nacheinander durch Angriff am Hebel (31) das Drosselorgan (29) dreht, während bei einem Sprung des Hebels (31) von einem Mitnehmer (37, 38 oder 39) zum nächsten die Stellung des Drosselorgans (29) sich sprunghaft verändert, und durch auf dem Schwenkteil (3*0 angeordnete, bei dessen Schwenken betätigte Kontakte (Schleif bahnen 41, 42, Schleifkontakte i»3, 44), die gleichzeitig mit jedem Sprung des Hebels (31) von einen Mitnehmer (37, 38, 39) zum nächsten das Zu- oder Abschalten des oder der Zylinder steuern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen ersten Mitnehmer (37), der das Drosselorgan (29) zwischen ekler geschlossenen und einer völlig geöffneten Stellung dreht, und einem zweiten Mitnehmer (38), der das Drosselorgan (29) zwischen einer teilweise geöffneten und einer völlig geöffneten Stellung dreht.

7- Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen dritten Mitnehmer (39), der das Drosselorgan (29) zwischen einer weitgehend und einer völlig geöffneten Stellung dreht.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7, gekennzeichnet durch einen elektrischen Schleifkontakt (43, Schleifbahn kl), durch dessen Unterbrechung gleichzeitig mit dem Sprung des Hebels (311 zwischen dem ersten (37) und zweiten Mitnehmer (38)

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ein oder mehrere Ventile (48, 49) gesteuert werden, die die Brennstoffzufuhr zu einem oder mehreren Zylindern (2,8) zu- oder abschalten.

Vorrichtung; nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen zweiten elektrischen Kontakt (kk, Schleifbahn 42) am Schwenkteil (3*0, durch dessen Unterbrechung gleichzeitig mit dem Sprung des Hebels (31) zwischen des zweiten (38) und dritten Mitnehmer (39) ein oder mehrere Ventile (53t gesteuert werden, die die Brennstoffzufuhr au einem oder mehreren weiteren Zylindern (3» 5) zu- oder abschalten.

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