DE2750331A1

DE2750331A1 - Vorrichtung zum steuern der beschleunigung eines automobils

Info

Publication number: DE2750331A1
Application number: DE19772750331
Authority: DE
Inventors: Bernard Bertrand
Original assignee: Automobiles Peugeot SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA
Priority date: 1976-12-29
Filing date: 1977-11-10
Publication date: 1978-07-06
Also published as: IT1087259B; FR2376290B1; GB1574228A; JPS5385018A; US4316437A; FR2376290A1

Description

BEETZ-LAMPRECHT-BEETZ 8OOO München 22 - Steinsdorfstr. 1O TELEFON (O8S) 2372O1 - 33 73 44 - 39BS1O Telex B 32O48 -Telegramm Allpatent MOnohen

PATENTANWÄLTE

Dipl.·Ing. R. BEETZ Mn. Dlpl.-Ing. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. BEETZ Jr. DtPL-PHyS₁U-HEIDRICH

Dr.-lng.W. TIMRE Dipl.- Ing. J. SI ESFRIE D

62-27.5IßP

Io. Nov. 1977

AUTOMOBILES PEUGEOT, Paris, Frankreich

Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung eines Automobils

Die Erfindung bezieht eich auf eine Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung für ein Automobil, das von einem Verbrennungsmotor mit veränderlicher Verteilung gesteuert wird, d. h. einem Motor, der eine Nockenwelle hat, die in axialer Richtung beweglich ist und Nocken mit veränderlichem Profil aufweist, um den öffnungs- und den Schließungswinkel der Ventile sowie die Größe ihres Anhebens zu verändern.

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Bei den Motoren mit veränderlicher Verteilung erfolgt die axiale Verschiebung der Nockenwelle entweder stetig oder nach dem Prinzip Alles oder Nichts, in Abhängigkeit von den Bedingungen des Laufes des Motors, d. h. dem Drehmoment und/oder der Drehzahl.

Andererseits ist die Geschwindigkeit des Fahrzeuges der Einwirkung des Führers auf das Gaspedal unterworfen, das auf den öffnungswinkel einer Klappe einwirkt, die in der Speisezuleitung angeordnet ist, um mehr oder weniger die Menge der Luft-Kraftstoffmischung zu begrenzen, die in die Zylinder des Motors eingeführt wird.

Nun ist die Anwesenheit dieser Klappe nicht ohne Nachteil: Das schnelle öffnen oder Schließen der Klappe bewirkt brutale Variationen des Unterdruckniveaus, das in der Zuleitung herrscht; dies stört die Speisebedingungen des Motors. Es folgt daraus ein Anwachsen des Gehaltes der Auspuffgase an verschmutzenden Substanzen, vor allem Kohlenoxid, und unverbrannten Kohlenwasserstoffen, während der Übergangsphase im Betriebe des Motors.

Die Erfindung hat in der Hauptsache den Zweck, die Nachteile, die aus den Veränderungen des Unterdruckwertes in der Einlaßleitung, die auf die Anwesenheit der Gasklappe zurückzuführen sind, dank einer Vorrichtung zu vermeiden, die es möglich macht, die Menge der Luft-Kraftstoffmischung, die in die Zylinder eingeführt wird, nicht nur am Niveau einer in der Einlaßleitung sitzenden Klappe, sondern am Niveau der Einlaßventile in den Zylinder zu prüfen bzw. zu steuern.

Man verbessert auf diese Weise erheblich die Speisebedingungen des Motors in den Übergangsphasen sowohl bei

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Verzögerung als auch Wiederbeschleunigung.

Diese Vorrichtung macht es außerdem möglich, auf dem Niveau der Einlaßventile die Geschwindigkeit der Mischung, insbesondere bei Teillasten zu beschleunigen, was eine bessere Zubereitung der Mischung gewährleistet und die Verwendung von ärmeren Mischungen möglich macht.

Die Erfindung hat also den Zweck, eine Vorrichtung zur Steuerung der Beschleunigung für ein Automobil zu schaffen, das ein Gaspedal und einen Verbrennungsmotor aufweist, der mit einer axial verschiebbaren Nockenwelle versehen ist, der eine Vorrichtung für die axiale Verschiebung und ein Modulationsorgan für diese Vorrichtung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulationsorgan von der Stellung des Gaspedals abhängig ist.

Nach einem speziellen Kennzeichen der Erfindung ist die Vorrichtung zum axialen Verschieben der Nockenwelle mit einem Kolben versehen, der mit einem ortsfesten Zylinder zusammenwirkt, um eine Kammer zu bilden, die von dem Schmieröl des Motors gespeist wird und mit einem Ablauf über das erwähnte Modulationsorgan verbunden ist, das einen Schieber aufweist, der in veränderlicher Weise eine Ablauföffnung steuert, wobei der Schieber des Modulationsorgane s mit dem Gaspedal durch mechanische Mittel verbunden ist.

Nach einem anderen Kennzeichen der Erfindung umfaßt die Vorrichtung außerdem eine Druckkapsel, die an eine Druckquelle angeschlossen ist, welche für den Betriebszustand des Motors kennzeichnend ist; die bewegliche Membran dieser Kapsel ist mit dem Schieber des Modulationsorgans verbunden. Die mechanischen Verbindungsmittel des erwähnten Schiebers

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mit dem Gaspedal umfassen die Verbindungsstange des Schiebers und der Membran der Kapsel, eine Verlängerung der erwähnten Stange erstreckt sich darüber hinaus von der Membran und ist gelenkig an das Ende eines Schwinghebels angeschlossen, der seinerseits mit einem Arm des Gaspedals über ein elastisches Organ und eine Verbindungsstange verbunden ist.

Ein Beispiel einer Ausführung der Erfindung bildet den Gegenstand der folgenden Beschreibung, die sich auf die beigefügte Zeichnung bezieht, in der darstellen:

Fig. 1 ein Schema der gesamten erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 ein Schema einer zusätzlichen Vorrichtung, die es möglich macht, in der Einlaßleitung einen gewissen Unterdruck mit einem praktisch konstanten Niveau aufrechtzuerhalten.

Auf der Fig. 1 sieht man ein Ende einer Nockenwelle mit der Achse X-X, die einen Zapfen 2 trägt, der in einem Lager 3 dreht, das in dem Gehäuse 1 eines Motors sitzt. Die Nockenwelle ist weiterhin in an sich bekannter Weise durch andere Lagerzapfen und andere nicht dargestellte Lager gestützt und geführt.

Außerhalb des Zapfens 2 ist die Nockenwelle 1 in axialer Richtung durch einen zylindrischen Teil 5 verlängert.

Ein Zahnrad 6, das in üblicher Weise von der Kurbelwelle des Motors angetrieben ist, die nicht dargestellt wurde, trägt eine Nabe 7, die in dem Lager 3 dreht und

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hat eine innere Bohrung 8, die mit dem zylindrischen Teil der Nockenwelle zusammenwirkt.

Die Nabe 7 hat eine umlaufende Nut 9, in die ein Keil 10 eingreift, der an dem Gehäuse M durch eine Schraube 11 festgelegt ist. Dieser Keil hat die Aufgabe, das Zahnrad 6 in axialer Richtung festzulegen.

Am Ende des zylindrischen Teils der Nockenwelle 1 ist - durch eine Gewindemutter 12 blockiert - eine Gabel angeordnet und eine Feder 14 ist zwischen dieser Gabel und dem Zahnrad 6 zusammengedrückt.

Die Gabel 13 wird mittels zweier Zapfen 15 gedreht, die fest mit dem Ritzel 6 verbunden sind und länge deren sich die Gabel frei verschieben kann, aber ohne Spiel.

Die Nockenwelle 1 trägt Nocken wie 16, die in der Längsrichtung ein sich entwickelndes, also veränderliches Profil aufweisen. Auf jede Nocke 16 stützt sich eine Rolle 17, die von einem Ende eines Steuerhebels getragen wird, der schwenkbar auf einer Achse 19 sitzt. Das andere Ende dieses Steuerhebels wirkt mit dem Schwanzende eines Einlaß- oder Auslaßventils zusammen, die nicht dargestellt sind.

Die Achse 19 des Steuerhebels ist in den Halterungen, wie 20, festgelegt, die ihrerseits auf dem Gehäuse befestigt sind. Wie es an sich bekannt ist, ist diese Achse 19 hohl, ihre zentrale Ausnehmung 21, die von der Motorpumpe mit Ol unter Druck gespeist wird, wirkt als Schmierkanal für die Steuerhebel und die Lager der Nockenwelle. So empfängt das Lager 3 das unter Druck stehende 01, das aus dem Kanal 21 durch die Offnungen 22 und 23 austritt.

Die Öffnung 22 hängt außerdem über einen eingeschnürten Durchtritt 2k mit einer Öffnung 25 zusammen, die innerhalb 80982^/0597

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des Lagers in eine Kammer 26 mündet, die zwischen dem Zapfen 2 und der Nabe 7 des Zahnrades 6 vorgesehen ist. Die Kammer 26 ist über eine Leitung 27 mit einem Druckmodulator 28 verbunden.

Dieser letztere umfaßt in der Hauptsache ein zylindrisches Gehäuse 29, das eine abgestufte innere Bohrung aufweist, in der ein Schieber 31 gleitet, der einen ersten Kolben 32 und einen zweiten Kolben 33 von etwas größerem Durchmesser als der erste aufweist. Die Leitung 27 mündet in einer Kammer 34, die in der Bohrung 30 zwischen den Kolben 32 und 33 gebildet ist. Die Kammer 34 kann an dem ölvorrat 35 des Motors über eine Leitung 36 angeschlossen sein, während die Leitungen 37 und 38 das Lecköl sammeln, das aus den Enden des Modulators 28 austritt.

Der Kolbenschieber 31 ist durch eine Stange 39 verlängert, die an eine biegsame Membran 40 einer Unterdruckkapsel 41 angeschlossen ist, die mit der Membran eine Kammer 42 bildet. Diese letztere hängt über eine Leitung 4} mit der Ansaugöffnung 44 einer volumetrischen Pumpe 45 zusammen, die von dem Motor des Fahrzeuges angetrieben wird.

Die Leitung 43 steht über eine kalibrierte Öffnung mit der Atmosphäre in Verbindung. Sie kann auch mit der Atmosphäre über einen nicht eingeschnürten Kanal 47 in Verbindung stehen, der in normaler Weise über ein Elektroventil 48 geöffnet ist.

Die Stange 39 ist über die Membran 40 hinaus durch eine Stange 49 verlängert, die außerhalb der Kapsel 41 einen Zapfen 50 aufweist, der zwischen die Arme einer Gabel 51 eines Hebels 52 eingreift.

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Der Hebel 52 ist auf einer festen Achse 53 gelenkig gelagert und er ist über eine Feder 5¹* und eine Stange an einem Arm 56 fest mit dem Gashebel 57 des Fahrzeuges verbunden.

Ein elektrischer Kontakt 58, der in Reihe mit der Spule 59 des Elektroventils 48 liegt, ist dem Arm 56 zugeordnet und vorgesehen, um sich zu schließen, wenn das Gaspedal bis zum Boden durchgetreten wird.

In der soeben beschriebenen Vorrichtung hängen die Bedingungen für das Anheben der Ventile (Höhe, öffnungswinkel und Schließwinkel) von der axialen Stellung der Nockenwelle 1 ab.

Diese Stellung wird bestimmt durch das Gleichgewicht, das sich zwischen der Wirkung der Feder I¹J, der axialen, durch die Nocken ausgeübten Reaktion, die auf ihr Profil zurückzuführen ist, und den Schub, der durch den Öldruck ausgeübt wird, der in der Kammer 26 wirkt.

Dieser Öldruck wird von dem Modulator 28 geregelt und er verändert sich in Abhängigkeit von dem Druchlaßquerschnitt der Leitung 36, der von dem Kolben 33 des Kolbenschiebers 31 gesteuert wird.

Solange das Elektroventil 48 offen ist, ist die Stellung des Schiebers 31 nur der Wirkung der Feder 5** unterworfen .

Das Durchtreten des Pedals 57 führt dazu, den Schieber 31 bei Betrachtung der Figur nach rechts zu verschieben, wodurch sich mehr und mehr die Leitung 36 schließt. Darauf folgt ein Anwachsen des Druckes in der Kammer 26 und eine axiale Verschiebung der Nockenwelle 1 in dem

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Sinne, der eine größere öffnung sowohl hinsichtlich der Größe als auch der Dauer der Einlaßventile ergibt. Man erhält dann ein Anwachsen der Geschwindigkeit des Fahrzeuges.

Wenn das Pedal 57 vollkommen durchgetreten ist, bewirkt das Schließen des Kontaktes 58 das Schließen des Elektroventils 48 und die Pumpe 45 setzt die Kammer 42 unter Unterdruck. Dieser Unterdruck ist umso größer, wie die Drehzahl des Motors höher ist, was erlaubt, bei voller Last eine zusätzliche Verschiebung der Nockenwelle in Abhängigkeit von der Drehzahl zu erhalten.

Mit der Vorrichtung, die soeben beschrieben wurde, kann man also die Geschwindigkeit des Fahrzeuges beeinflussen, ohne die Gasklappe zu betätigen, so gut, daß die Einlaßleitung dauernd auf einem Druck bleibt, der in der Nähe des Atmosphärendruckes liegt, was es gut möglich macht, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen, die auf schnelle Änderungen im Niveau des Unterdruckes während der Übergangsphasen im Betrieb des Motors zurückzuführen sind.

Andererseits erfolgt bei Teillasten das Hindurchquetschen der Luft-Brennstoffmischung nicht mehr auf der Höhe der Gasklappe, sondern auf der Höhe des Einlaßventils, was eine bessere Vorbereitung der Mischung ergibt und die Verwendung von ärmeren Mischungen erlaubt.

Dennoch kann es wünschenswert sein, in der Einlaßleitung einen leichten Unterdruck zu halten,

wegen der Verbesserung der Verteilung der Güte der Mischung zwischen den unterschiedlichen Zylindern des Motors;

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um ein gutes Arbeiten des Vergasers sicherzustellen.

Deshalb kann die vorbeschriebene Vorrichtung zweckmäßigerweise durch einen Unterdruckregler vervollständigt werden, wie er in der Fig. 2 dargestellt ist.

Dieser Regler umfaßt im wesentlichen eine Oasklappe 60, die/der Einlaßleitung 61 angeordnet ist, ein wenig vor einer Abzweigleitung 62, die dazu bestimmt ist, den Unterdruck dem Vergaser des Motors zuzuführen.

Die Klappe 60 ist mit einer Membran 63 einer Unterdruckkapsel 64 verbunden, die mit der Einlaßleitung 61 durch eine mit einer kalibrierten öffnung 66 versehene Leitung in Verbindung steht.

Diese zusätzliche Vorrichtung macht es möglich, in der Leitung 61 einen leichten Unterdruck einzuhalten, dessen Wert im wesentlichen konstant ist, da jede Neigung zu einer Erhöhung des Unterdruckes sich in einer größeren öffnung der Oasklappe 6O auswirkt.

Der Unterdruck kann beispielsweise auf einen Wert in der Nähe von 100 mm Quecksilber eingestellt werden.

Man bewahrt auf diese Weise alle die Vorteile, die mit der Anwesenheit eines Unterdruckes in der Ansaugleitung verbunden sind, ohne die Nachteile in Kauf nehmen zu müssen, die von den schnellen Unterdruckänderungen hervorgerufen werden, die mit der Anwesenheit der klassischen Oasklappe verbunden sind, die unmittelbar von dem Gaspedal betätigt wird.

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Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Steuern der Beschleunigung eines Automobils, mit einem Gaspedal und einem Verbrennungsmotor mit einer axial verschiebbaren Nockenwelle für veränderliches Betätigen der Ventile, der ein Mittel zur Axialbewegung und ein Nodulationsorgan für dieses Axialbewegungsmittel zugeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß das Modulationsorgan (28) von der Stellung des Gaspedals (57) abhängig ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Mittel zur Axialbewegung der Nockenwelle einen Kolben umfaßt, der mit einem ortsfesten Zylinder zusammenwirkt, um eine von dem Schmieröl des Motors gespeiste Kammer zu bilden, die über das Modulationsorgan, das mit einem Schieber versehen ist, der eine Abflußöffnung steuert, mit dem Abfluß verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (31) des Modulationsorgans (28) mit dem Gaspedal (57) durch mechanische Mittel (39, *»9, 50, 51, 52, 55, 56) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, die außerdem eine druckempfindliche Kapsel aufweist, die an eine für den Betrieb des Motors repräsentative Druckquelle angeschlossen ist, wobei die bewegliche Membran dieser Kapsel mit dem Schieber des Modulators verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Verbindungsmittel des erwähnten Schiebers (31) mit dem Gaspedal (57) die Stange (39) der Verbin-

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dung des Schiebers mit der Membran (40) der Kapsel (4l) umfassen, eine Verlängerung (49) der erwähnten Stange sich über die erwähnte Membran hinaus erstreckt und gelenkig an das Ende eines Schwenkhebels oder Schwinghebels (52) angeschlossen ist, der seinerseits mit einem Arm (56) des Gaspedals (57) über ein elastisches Organ (5¹I) und eine Stange (55) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die erwähnte, für den Betrieb des Motors repräsentative Druckquelle eine volumetrische Pumpe ist, die mit der erwähnten Kapsel über eine Leitung verbunden ist, welche mit der Atmosphäre über eine kalibrierte Öffnung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Leitung (53) ebenfalls mit der Atmosphäre über ein Elektroventil (48) verbunden ist, das normalerweise offen ist, und dessen Betätigungsspule (59) mit elektrischem Strom über einen Kontakt (58) gespeist wird, der von dem Gaspedal (57) betätigt wird.

5. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem einen Druckregulator (60, 63, 64, 65) aufweist, der dazu bestimmt ist, einen ungefähr konstanten Unterdruck in der Einlaßleitung (61) des Motors aufrechtzuerhalten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeibhnet, daß der ünterdruckregulator eine Klappe (60) aufweist, die in der Einlaßleitung (61) ein wenig vor einer Abzweigleitung (62) liegt, die dazu bestimmt ist, den Unterdruck dem Vergaser des Motors zuzuführen, wobei die Klappe (60) mit einer Membran (63) einer Unterdruckkapsel (64) verbunden ist, die mit der Einlaßleitung (61) über eine Leitung (65) verbunden ist, die eine kalibrierte Öffnung (66) enthält.

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