DE2844532A1

DE2844532A1 - Regelvorrichtung fuer mehrzylinder- brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2844532A1
Application number: DE19782844532
Authority: DE
Inventors: Haruhiko Iizuka; Junichiro Matsumoto; Fukashi Sugasawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1977-10-14
Filing date: 1978-10-12
Publication date: 1979-04-19
Also published as: DE2844532C2; GB2006336B; GB2075119A; FR2406081A1; FR2406081B1; JPS5457022A; GB2006336A; GB2075119B

Description

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Nissan

- 5 BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit einer Regelvorrichtung für Brennkraftmaschinen, die im geteilten oder "split" - Betrieb laufen, bei dem im normalen oder Teillastbetrieb der Maschine nur ein Teil der Zylinder eingesetzt wird, während alle Zylinder mitarbeiten, wenn die Maschinenlast einen vorgegebenen Wert überschreitet, der sich als Funktion der Maschinendrehzahl ändert.

Ein derartiger geteilter Maschinenbetrieb ist in der US-PS 4 064 844 der Anmelderin beschrieben worden. Wie in dieser US-PS erläutert wird, hat es sich gezeigt, daß erhebliche Ersparnisse möglich sind, wenn es erreicht werden kann, einen derartigen geteilten Maschinenbetrieb durchzuführen, indem beispielsweise unter Teillastbedingungen eine 6-Zylinder-Maschine nur auf 3 Zylindern läuft. Die Ersparnis ergibt sich daraus, daß der Wirkungsgrad der einzelnen Zylinder verbessert wird, wenn deren Last erhöht wird, während bei einem Betrieb aller Zylinder die Last aller Zylinder im Teillastbetrieb absinkt.

Bei derartigen Systemen wird der Teilzylinderbetrieb verwendet, wenn die Maschine bei Drehzahlen oberhalb eines vorgegebenen Wertes und geringen Belastungsbedingungen arbeitet, während Vollzylinderbetrieb eingesetzt wird, wenn die Maschinenlast einen vorgegebenen Wert überschreitet. Vollzylinderbetrieb wird ebenfalls gewählt, wenn die Maschinendrehzahl unter einem vorgegebenen Wert liegt, unabhängig von der Maschinenlast, damit eine unerwünschte Konsequenz in Form eines rauhen Maschinenlaufs vermieden wird. Daher ist der Teilzylinderbetrieb bei bekannten Betriebsverfahren begrenzt durch einen Bereich bestimmter Maschinendrehzahlen

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- 6 und einer bestimmten Maschinenlast.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß Teilzylinderbetrieb auch bei Maschinendrehzahlen unterhalb derjenigen gewählt werden kann, bei der die herkömmlichen Systeme bereits zu Vollzylinderbetrieb übergehen, da bei niedriger Drehzahl ein rauher Maschinenbetrieb nicht eintritt, wenn die Maschinenlast innerhalb eines bestimmten Bereiches liegt, so daß die Grenzen des Teilzylinderbetriebs zur Erzielung weiterer Ersparnisse ausgedehnt werden können. Dieser bestimmte Bereich wird durch Grenzen festgelegt, die sich als Funktion der Maschinendrehzahl ändern. Wenn beispielsweise die Maschine im Leerlauf oder langsamen Fahrbetrieb bei niedrigen Drehzahlen läuft, ist der Maschinenbetrieb nur in akzeptablen Grenzen rauh.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine verbesserte Regelvorrichtung für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen zu schaffen, die eine erhöhte Brennstoffersparnis durch Ausdehnung der Grenzen des Teilzylinderbetriebs auf einen niedrigeren Bereich der Maschinendrehzahlen ermöglicht, wenn das Fahrzeug mit geringer Leistung bewegt werden kann, ohne daß der Lauf der Maschine in unangenehmer Weise rauh wird.

Im Zusammenhang mit der Erfindung hat sich gezeigt, daß ein rauher Maschinenlauf nicht eintritt, solange die Maschinenlast unter einem vorgegebenen Wert liegt, der sich als Funktion der Drehzahl unterhalb eines bestimmten Wertes ergibt. Insbesondere wird die Maschinenlast, unterhalb der Teilzeitbetrieb eingesetzt wird, gesenkt mit der Maschinendrehzahl, während diese unter den vorgegebenen Wert absinkt, während bei Maschinendrehzahlen über dem vorgegebenen Wert die Grenzen der Maschinenlast konstant sind, unabhängig von der Maschinendrehzahl.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Einrichtung vorgesehen, die die Maschinendrehzahl und die Maschinenleistung oder -last abtastet. Die abgetastete Maschinenlast wird mit einem Vergleichswert verglichen. Dieser Vergleichswert wird geändert als Funktion der abgetasteten Maschinendrehzahl, so daß für einen Bereich der Maschinendrehzahl, in denen ein rauher Maschinenlauf zu erwarten ist, die Maschinenlast, die einen Teilzylinderbetrieb gestattet, mit der Maschinendrehzahl abnimmt. Wenn die abgetastete Maschinendrehzahl oberhalb des höchsten Wertes dieses Bereiches liegt, wird Teilzylinderbetrieb gewählt, sofern die abgetastete Maschinenlast unterhalb eines vorgegebenen Wertes liegt. Wenn die Maschinendrehzahl abnimmt, wird der Teilzylinderbetrieb fortgesetzt, sofern die Maschinenlast kleiner als der veränderliche Vergleichswert ist. Vorzugsweise wird die Maschinenlast verglichen mit einem Satz von oberen und unteren Vergleichswerten in getrennten Komparatoren, so daß sich ein erstes Ausgangssignal ergibt, wenn die Ilaschinenlast oberhalb des oberen Bezugswertes läuft, sowie ein zweites Ausgangssignal, wenn die Last unterhalb des unteren Vergleichswertes liegt. Der Satz der Vergleichswerte wird konstant gehalten für einen höheren Bereich der Maschinendrehzahlen und veränderlich gestaltet als Funktion der Maschinendrehzahl in einem niedrigeren Bereich. Wenn die Maschinenlast zwischen dem hohen und dem niedrigen Vergleichswert liegt, wird der vorangegangene Zylinderbetrieb zur Erzielung Hysteresis-Wirkung aufrechterhalten. Dies dient dazu, ein unerwünschtes Pendeln zwischen Vollzylinderbetrieb und Teilzylinderbetrieb zu verhindern. Wenn die Maschinendrehzahl auf einen Wert unterhalb der unteren Grenze des zuvor erwähnten Maschinendrehzahlbereiches abnimmt, wir Vollzylinderbetrieb eingeschaltet, unabhängig von der Maschinendrehzahl.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

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Fig. 1 ist ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2a bis 2n sind grafische Darstellungen der Wellenformen an verschiedenen Punkten des

Schaltbildes der Fig. 1 ;

Fig. 3 ist eine Veranschaulichung zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Ausführungsform der Fig. 1;

Fig. 4 ist ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Im folgenden soll zunächst auf Fig. 1 der Beschreibung Bezu genommen werden. Fig. 1 zeigt ein Regelsystem für eine Brennkraftmaschine. Als Beispiel wird eine Brennkraftmaschine mit 6 Zylindern gewählt, bei der der zugeführte Brennstoff durch 6 einzelne Einspritz-Magnetventile gesteuert wird, die durch Magneten 1-1,1-2,1-3,1-4,1-5 und 1-6 betätigt werden. Diese Einspritzpumpen befinden sich beispielsweise an den jeweiligen Einlaßventilen der 6-Zylinder-Maschine zur Erzielung einer Zylinder-Zündung. Während ihrer Erregung öffnen die Elektromagneten ein Brennstoff-Einlaßventil, das Brennstoff von einer Brennstoffquelle mit konstantem Druck zuführt, so daß die im Bereich der Einlaßventile abgegebene Brennstoffmenge durch die Dauer der Ventilöffnung bestimmt wird, die wiederum von der Zeitdauer der Erregung der entsprechenden Ventilmagneten abhängt.

Bei einem Brennstoff-Einspritzsystem, wie es schematisch in Fig. 1 gezeigt ist, werden die Magnetventile der ersten drei Zylinder in der Zündfolge gleichzeitig erregt, während die Magneten der zweiten drei Zylinder in der Zündfolge in ähnlicher Weise gleichzeitig eingeschaltet werden. Der auf diese Weise in die Einlasse angrenzend, aber stromaufwärts der Einlaßventile jedes Zylinders abgegebene Brennstoff verweilt

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in der jeweiligen Position, bis der Zylinder mit dem Ansaughub beginnt. Diese Verweilzeit kann nicht größer als eine Kurbelwellenumdrehung sein, da die drei Zylinder, die gleichzeitig mit Brennstoff versorgt werden, in jedem Falle nacheinander gezündet werden.

Die Einspritz-Magnetventile 1-1,1-2 und 1-3 werden entsprechend Einspritzimpulsen erregt, die über einen Verstärker 14 von einer Steuereinheit 12 oder herkömmlichen Zündimpulseinheiten zugeführt werden und eine gleichzeitige Brennstoffzufuhr zu den ersten drei Zylindern bewirken. Die Dauer der Einspritzimpulse und damit die Öffnungszeit der Einspritz-Ventile wird durch die Steuereinheit 12 bestimmt, die verschiedene Betriebsparameter der Maschine einschl. der Luftaufnahme, der Maschinentemperatur und der Drosselklappen-Stellung abtastet und Einspritzimpulse synchron mit einem Zündimpuls erzeugt. Die Einspritzventile 1-4,1-5 und 1-6 werden durch dieselben Einspritzimpulse erregt, die den ersten drei Einspritzventile zugeführt werden, und zwar über eine UND-Schaltung und einen Verstärker 18, so daß sie Brennstoff zu den zweiten drei Zylindern gleichzeitig in der unten erläuterten Weise abgeben.

Ein Frequenz-Spannungs-Wandler 20 dient zur Aufnahme von Einspritzimpulsen, die von der Steuereinheit 12 zugeführt werden, und erzeugt ein Spannungssignal, das der Drehzahl der Brennkraftmaschine entspricht. Dieses Spannungssignal wird mit Hilfe von Komparatoren 22,24 und 26 mit verschiedenen Vergleichsspannungen V_ref(H), V_ref(M) und V_ref{L)verglichen. Die Spannungen V ^ ,„. und V ^ ,_>repräsentieren hohe und niedrige Spannungswerte entsprechend hohen und niedrigen Maschinendrehzahlen, während sich die Spannung V _f ,... auf einen mittleren Wert zwischen hoher und niedriger Spannung bezieht und einer vorgegebenen mittleren Maschinendrehzahl entspricht. Wenn das Spannungssignal des Frequenz-Spannungs-Wandlers 20 höher als der jeweilige Vergleichswert ist, liefert jeder Komparator ein hohes Spannungssignal.

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Eine VergleichsSpannungsquelle 28 ist zur Vorgabe von 6 unterschiedlichen Spannungswerten P„„,P„„,P„_r,P ,P und P_TT vorgesehen, die jeweils einem vorgegebenen Leistungswert

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der Maschine entsprechen. Die ersten drei Spannungswerte sind hohe Spannungswerte, deren jeweils einer an den invertierenden Eingang eines Hochspannungs-Komparators 30 gelangt. Die zweiten drei Spannungswerte sind niedrige Spannungswerte, deren jeweils einer in ähnlicher Weise an den nicht-invertierenden Eingang eines Niedrigspannungs-Komparators 32 gelangt. Die Vergleichsspannung Ρ_ΗΙτ/ die die höchste Spannung im höheren Spannungsbereich darstellt, gelangt an den Komparator 30 über einen elektronischen oder entsprechenden Schalter 34 entsprechend dem Ausgangssignal· des !Comparators 22. In gleicher Weise gelangt die Vergleichs spannung P_TtJ, die die

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höchste Spannung der niedrigen Spannungsgruppe ist, an den Komparator 32 über einen Schalter 36. Die auf diese Weise den Komparatoren 30 und 32 zugeführten Spannungen dienen als veränderliche Schwellwerte zum Vergleich mit einem Spannungssignal, das die Maschinenausgangsleistung widergibt. Da die Dauer des Einspritzimpulses repräsentativ für die Maschinenausgangsleistung ist, ist ein Impulsdauer-Spannungs-Wandler 38 mit dem Einspritzimpuls beaufschlagt und erzeugt eine derartige, für die Leistung der Maschine repräsentative Spannung. Wenn die Maschinendrehzahl über dem höchsten vor-5 gegebenen Wert liegt, wird die Maschinenleistung mit dem höchsten Schwellwert der höheren und niedrigeren Gruppe verglichen, und wenn die Maschinenleistung größer als der Schwellwert ist, der durch die Spannung P„_H widergegeben wird, wird der Ausgang des Komparators 30 auf einen hohen Spannungswert geschaltet, während wenn die Leistung niedriger als der der Spannung P „ entsprechende Wert ist, wird der Ausgang des Komparators 32 auf einen hohen Spannungswert geschaltet. Das hohe Spannungsausgangssignal des Komparators 30 gel·angt an den Eingang K einer Flip-Flop-Schaltung, der entsprechend der vorauslaufenden Flanke eines nachfolgenden Einspritzimpulses an seinem Zeit-Eingang C den komplementären Ausgang Q auf ein hohes Spannungsniveau schaltet.

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Dieser hohe Spannungszustand wird unterbrochen, wenn der Ausgang des Komparators 30 auf einen niedrigen Wert und derjenige des Komparators 32 dementsprechend auf einen hohen Ausgangswert geschaltet wird. Der Ausgangswert der Flip-Flop-Schaltung 40 ist mit der UND-Schaltung 16 verbunden, so daß die Einspritzimpulse von der Steuereinheit an die zweite Gruppe der Einspritzventile 1-4,1-5 und 1-6 gelangen, wenn der Komparator 30 auf einen hohen Ausgangswert geschaltet ist. In diesem Zustand werden alle Zylinder gezündet, so daß sich die volle Ausgangsleistung ergibt.

Wenn die Maschinendrehzahl in einen Bereich zwischen den vorgewählten hohen und mittleren Werten eintritt, die durch die Spannungswerte V „,„. und V ^/_M\ repräsentiert werden, werden die Leistungs-Vergleichswerte auf einen Satz von mittleren Werten geändert, die den Vergleichsspannungen P„_M und Pj_M entsprechen. Eine UND-Schaltung 42, deren invertierender Eingang mit dem Ausgang des Komparators 22 verbunden ist und deren weiterer Eingang mit dem Ausgangs des Komparators 24 in Verbindung steht, tastet diesen Maschinendrehzahlbereich ab und gibt ein Gatter-Steuersignal an Analog-Schalter 44 und 46 ab, so daß die Vergleichsspannungen P„„ und P _M den Komparatoren 30 und 32 zugeführt werden.

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Wenn die Maschinendrehzahl in einem Bereich zwischen den mittleren und niedrigen vorgegebenen Werten liegt, werden die Leistungs-Vergleichswerte auf einen Satz niedriger Werte umgeschaltet, die durch die Spannungen P„_T und Ρ_ΤΓ repräsentiert werden, die die niedrigsten Werte der Leistungs-Einstellbereiche darstellen. Dies geschieht durch eine UND-Schaltung 48, die ein Ausgangssignal liefert, wenn das Spannungssignal· des Frequenz-Spannungs-Wandlers zwischen den Vergleichsspannungen V _f. . und V ,- . liegt. Das Ausgangssignal der UND-Schaitung 48 wird an Schaiter 50 und 52 übertragen, so daß die Leistungs-Vergieichsspannungen P„_T und P_TT an die Komparatoren 30 und 32 gegeben werden.

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Wenn die Maschinendrehzahl unter den niedrigsten Einstellwert entsprechend der Vergleichsspannung V fΐτ\ abfällt, entsteht ein niedriges Spannungssignal am Ausgang des Komparators 26, das an einen invertierenden K-Eingang einer Flip-Flop-Schaltung 54 gelangt und dessen Ausgang Q auf hohe Spannung umschaltet. Dieses Ausgangssignal ist ein Anzeichen dafür, daß es angesichts der verringerten Maschinendrehzahl nicht angemessen ist, die Maschine im Teilzylinderbetrieb zu betreiben. Unabhängig von der Ausgangsleistung der Maschine gelangt das Signal der Flip-Flop-Schaltung 54 an die Rückstellklemme R der Flip-Flop-Schaltung 40, die ihrerseits unabhängig von dem zuvor herrschenden Zustand ein hohes Ausgangssignal am Q-Ausgang liefert, so daß die UND-Schaltung den Betriebszustand der Maschine auf vollen Betrieb der Zylinder umschaltet.

Im Interesse eines vollständigen Verständnisses der Arbeitsweise und der Merkmale der Erfindung soll anschließend auf Fig. 2a bis 2n Bezug genommen werden. Es soll davon ausgegangen werden, daß ein Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit oberhalb des hohen Drehzahl-Vergleichswertes H entsprechend der Spannung V f/_H\ gefahren ist, so daß die Komparatoren 22,24 und 26 sich in hohem Spannungszustand befinden. Folglich werden die Schalter 34 und 36 erregt, so daß die hohen Leistungs-Einstellwerte P„„ und P_TtI an die Komparatoren 30

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und 32 gelangen. Wenn das Fahrzeug mit relativ hoher Ausgangsleistung bis zu einem Zeitpunkt t.. (Fig. 2i) läuft, die grosser als der höchste Leistungswert entsprechend P„„ ist, befindet sich der Komparator 30 in dem hohen Ausgangszustand (Fig. 2j), so daß die Flip-Flop-Schaltung 40 auf hohem Ausgangswert verbleibt (Fig. 21). Wenn die Leistung des Fahrzeugs unter das Niveau P„_H abfällt, wird der Komparator 30 auf niedriges Spannungsniveau umgeschaltet. Der Komparator 32 bleibt jedoch unverändert auf seinem Ausgangszustand bis zu dem Zeitpunkt t₂ (Fig. 2k), bei dem die Fahrzeugleistung unter dem höchsten Wert des unteren Bereiches, nämliche P „ abfällt. Die Flip-Flop-Schaltung 40 wird getriggert

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auf einen niedrigen Q-Ausgangswert entsprechend der vorauslaufenden Flanke eines Einspritzimpulses b1 zu dem Zeitpunkt t.,, wobei die Impulsreihe in Fig. 2b zur Verdeutlichung in Richtung der Zeitachse gedehnt ist. Daher wird die UND-Schaltung 16 bis zum Zeitpunkt t~ ausgeschaltet, so daß der Maschinenbetrieb von Zylindervollbetrieb auf Zylinderteilbetrieb umgeschaltet wird. Während des Zeitraumes von t* bis t~ verbleibt der Ausgangszustand der Flip-Flop-Schaltung 40 unverändert, so daß der vorherige Betriebszustand aufrechterhalten wird. Dies führt zu einer Hysteresis-Wirkung, wenn die Fahrzeugleistung in den Bereich eintritt, der zwischen den hohen und niedrigen Leistungseinstellwerten liegt, so daß der vorherige Betriebszustand aufrechterhalten und ein ständiges Pendeln zwischen Zylindervolleistung und Zylinderteilleistung vermieden wird.

Zum Zeitpunkt t. ist die Maschinendrehzahl auf einen Wert unter dem höheren Bezugswert H abgefallen (Fig. 2a), so daß der Komparator 22 seinen Ausgangszustand von hohem auf niedrig ändert und die UND-Schaltung 42 erregt wird und ein hohes Ausgangssignal liefert (Fig. 2f), das bis zu dem Zeitpunkt t_fi bestehen bleibt, an dem die Fahrzeuggeschwindigkeit weiter auf einen Wert unter dem mittleren Vergleichswert M abgefallen ist. Während des hohen Ausgangszustandes der UND-Schaltung 42 sind die Schalter 44 und 46 eingeschaltet, so daß die Leistungs-Vergleichswerte auf einen Satz mittlerer Werte P„_M und P abgesenkt werden. Wenn die Fahrzeugleistung geringfügig unter P „ von t₂ bis t. verbleit, führt eine Absenkung des Leistungswertes zum Zeitpunkt t.

zu einem Eintritt der Maschinenleistung in die Hysteresis-Zone. Wenn die Leistungsabgabe unter einen Wert von P__M zum Zeitpunkt t₅ abfällt und der Kurve I in Fig. 2i folgt, tritt die Maschinenleistung zum Zeitpunkt t, in die Hysteresis-Zone ein und verbleibt dort bis zum Zeitpunkt t_, wobei der Komparator 32 auf niedrigen Ausgangswert während der Intervalle t. bis t₅ und t, bis t_? umgeschaltet und auf hohem Ausgangswert während des Intervalls t,- bis t_ß und von t~ an

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verbleibt (Fig. 2k). Unabhängig von dem Ausgangszustand des Komparators 32 verbleibt die Flip-Flop-Schaltung 40 zum Zeitpunkt t„ unverändert, wenn sie durch das Ausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung 54 zurückgestellt worden ist, während diese entsprechend dem Abfall der Fahrzeuggeschwindigkeit unter den unteren Einstellwert L zurückgestellt worden ist. Daher läuft die Maschine im Zylinderteilbetrieb in dem Intervall zwischen t_o und t_Q.

Wenn die Maschinenleistung der strichpunktierten Linie II in Fig. 2i folgt, kreuzt sie den höheren Einstellwert P„_T zum Zeitpunkt t_g, und folglich wird der Komparator 30 auf einen hohen Ausgangswert geschaltet (Fig. 2m). Die Flip-Flop-Schaltung 40 wird nunmehr entsprechend einem Einspritz-Steuerimpuls b2 zum Zeitpunkt t₇ getriggert (Fig. 2n), so daß die UND-Schaltung 16 eingeschaltet wird. Zum Zeitpunkt tg wird die Flip-Flop-Schaltung 54 getriggert entsprechend dem niedrigeren Drehzahleinstellwert L, durch den die Maschinendrehzahl hindurchgegangen ist. Die Flip-Flop-Schaltung 40 behält jedoch ihren hohen Ausgangszustand bei, und zwar unabhängig von dem Ausgangswert der Flip-Flop-Schaltung 54. Wenn daher die Maschinenleistung der Kurve II folgt, läuft die Maschine mit Zylinderteilbetrieb während des Intervalls t-, bis t-¹, und durch Senkung der Leistungs-Vergleichswerte ermöglicht es das System, die Maschine in Vollbetrieb zu betreiben, sobald der Leistungszustand bei niedrigeren Drehzahlen dies vorgibt, so daß unerwünschte Konsequenzen, wie ein unrunder Lauf der Maschine verhindert werden können. Bei dem bekannten System befinden sich die Leistungsbezugspunkte bei festen Werten, so daß der Zylinderteilbetrieb fortgesetzt wird, unabhängig davon, ob e±n derartiger- Betrieb zu einem rauhen Maschinenlauf führt, oder unterbrochen wird, bevor der Zustand eingetreten ist, der einen Vollbetrieb zur Vermeidung unerwünschter Konsequenzen notwendig macht.

Die zuvor erläuterte Arbeitsweise soll weiter anhand von Fig. 3 erläutert werden. Wenn die Maschinendrehzahl über dem

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höheren Einstellwert H liegt, gibt es eine Reihe von Betriebszuständen einschl. Voll- und Teilzylinderbetrieb in Abhängigkeit davon, ob die abgetastete Maschinenleistung über oder unter dem höheren oder tieferen Einstellwert P„„

bzw. P₁.„ liegt, sowie einen Hysteresis-Betrieb, bei dem

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der vorherige Betriebszustand fortgesetzt wird. Innerhalb des Drehzahlbereiches von mittleren bis hohen Werten werden die Leistungs-Vergleichswerte auf einen Satz von mittleren Werten P„ und P__M gesenkt und die Hysteresis-Zone ist ebenso verschoben. Der mittlere Leistungs-Vergleichswert P„_M dient zu dem Zweck der Festlegung einer oberen Grenze für den Teilzylinderbetrieb, über der die Maschine im Vollzylinderbetrieb läuft, so daß ein rauher Maschinenlauf verhindert werden kann. Da der rauhe Maschinenbetrieb mit grösserer Wahrscheinlichkeit bei reduzierter Maschinenleistung und niedrigen Drehzahlen eintritt, wird innerhalb des niedrigen bis mittleren Drehzahlbereichs der höhere Leistungs-Bezugswert weiter reduziert auf P„_T, so daß sich ein weiterer reduzierter oberer Grenzwert für den Teilzylinderbetrieb ergibt. Dies erfordert eine weitere Absenkung des unteren Leistungs-Vergleichswertes auf P₁T · Wenn der Leistungs-Vergleichswert nicht geändert wird, werden der Bereich des Teilzylinderbetriebs und damit die Brennstoffersparnis begrenzt auf Maschinendrehzahlen oberhalb des höheren Einstellwertes H. Bei Drehzahlen unter dem unteren Vergleichswert L wird der Betriebszustand der Maschine verschoben auf Vollzylinderbetrieb unabhängig von der Maschinenleistung.

Fig. 4 veranschaulicht eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 1. Bei der Ausführungsform der Fig. 1 werden die Leistungs-Vergleichswerte entsprechend der Maschinendrehzahl geändert. Die Maschinendrehzahl kann sich jedoch entsprechend einer bestimmten Maschinenleistung ändern. Wenn beispielsweise die Maschine im Leerlauf läuft, ist die Leistung erheblich abgesenkt, und dieser Zustand kann ohne weiteres durch Abtasten der Position der Drosselklappe, des Niedertretens des Bremspedals oder des Abfallens des Ansaug-

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unterdrucks unter einen vorbestimmten Wert ermittelt werden. Gemäß Fig. 4 liefert ein Leerlaufsensor oder ein Detektor 60 für eine niedrige Leistung ein hohes Spannungssignal an einen Schalter 62 zu dessen Einschaltung, wenn Leerlaufzustand abgetastet wird, und ein niedriges Spannungssignal außerhalb des Leerlaufzustandes. Dieses Signal gelangt an einen Inverter 64 und von diesem an einen Schalter 66, so daß wahlweise eine niedrige Vergleichsspannung L von einer Quelle 68 oder eine hohe Vergleichsspannung H von einer Quelle 70 an den invertierenden Eingang eines !Comparators 72 abgegeben und mit dem Ausgangssignal eines Frequenz-Spannungs-Wandlers 74 verglichen wird, der die Einspritzimpulse der Steuereinheit 12 aufnimmt, wie es bei dem Frequenz-Spannungs-Wandler 20 der ersten Ausführungsform der Fall ist. Der Komparator 72 erzeugt ein Ausgangssignal, wenn die Spannung am nicht-invertierenden Eingang höher als die Spannung am invertierenden Eingang ist und veranlaßt eine Flip-Flop-Schaltung 76 zur Änderung ihrer Binär-Stellung entsprechend der vorauslaufenden Flanke des folgenden Einspritzimpulses. Wie bei der vorangegangenen Ausführungsform ist ein Impulsdauer-Spannungs-Wandler 78 zur Abgabe eines für die Maschinenleistung repräsentativen Signals an den invertierenden Eingang eines Komparators 80 und den nicht-invertierenden Eingang eines Komparators 82 vorgesehen, so daß ein Vergleich mit niedrigen und hohen Leistungs-Vergleichssignalen erfolgt, die von Quellen 84 und 86 zugeführt werden. Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform liefert der Komparator 80 ein hohes logisches Ausgangssignal, wenn die Maschinenleistung niedriger als der vorgegebene Wert L ist, und der Komparator 82 liefert ein hohes logisches Ausgangssignal, wenn die Maschinenleistung höher als der vorgegebene höhere Wert H ist. Eine Flip-Flop-Schaltung 88 nimmt die Ausgangssignale der Komparatoren 80 und 82 an ihren Eingangsklemmen J und K auf und ändert den Zustand ihres Q-Ausgangs , nachdem Änderungen an den Eingängen J und K eingetreten sind, wie es bei der ersten Ausführungsform der Fall ist. Das besagt,

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daß die Flip-Flop-Schaltung 88 ein niedriges logisches Signal am Ausgang Q liefert, wenn an der Eingangsklemme J der Zustand von einem niedrigen auf einen hohen logischen Wert geändert wird, sofern der vorangegangene Zustand an der Klemme K niedrig war. Die UND-Schaltung wird durch ein niedriges Q-Ausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung 88 abgeschaltet, so daß Teilzylinderbetrieb ausgelöst wird. Wenn das Maschinendrehzahlsignal des Wandlers 74 unter den vorgegebenen Vergleichswert abfällt, erzeugt der Komparator 72 einen niedrigen logischen Ausgangswert, der an die invertierende Eingangsklemme der Flip-Flop-Schaltung 76 gelangt und deren Ausgang Q auf einen hohen logischen Wert umschaltet. Dieser Ausgangswert ist mit der Rückstellklemme der Flip-Flop-Schaltung 88 verbunden, wie es bereits bei der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist, so daß deren Q Ausgang auf einen hohen Ausgangswert zurückkehrt und die UND-Schaltung 16 wiederum eingeschaltet wird und Vollzylinderbetrieb auslöst. Daher wird der Rückkehrpunkt des Maschinenbetriebs von Teilzylinderbetrieb auf Vollzylinderbetrieb bestimmt durch den Vergleichswert, der durch ein Steuersignal des Detektors 60 für niedrige Leistung festgelegt wird, so daß bei einer Reduzierung der Maschinenleistung auf Leerlauf die Maschine in Vollzylinderbetrieb zurückkehrt, so daß ein rauher Maschinenbetrieb ausgeschaltet wird.

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Claims

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

D-8000 München 22 D-48OO Bielefeld

Triftstraße 4 Siekerwall 7

PG23-78048
St/ge

NISSAN MOTOR COMPANY, LTD.

No. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku,

Yokohama City, Japan

Regelvorrichtung für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen

PRIORITÄT: 14. Oktober 1977, Japan, No. 52-123359

PATENTANSPRÜCHE

( 1/ Regelvorrichtung für Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen, gekennzeichnet durch eine Abtasteinrichtung (20,74) zum Abtasten der Maschinendrehzahl, eine Abtasteinrichtung (38,78) zum Abtasten der Maschinenleistung, eine Einrichtung zum Inbetriebsetzen aller Zylinder, wenn die Maschinendrehzahl oberhalb eines vorgegebenen oberen Wertes (H) und die Maschinenleistung oberhalb eines hohen vorgegebenen Wertes (P_HH) liegt, und zum Abschalten einiger Zylinder, wenn die Maschinendrehzahl oberhalb des vorgegebenen Wertes (H) und die Maschinenleistung unterhalb des oberen Vergleichswertes (P_HH) liegt, und eine Einrichtung zum Inbetriebsetzen aller Zylinder, wenn die abgetastete Maschinendrehzahl unterhalb des vorgegebenen Wertes (H)

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und die MaschinenIeistung oberhalb des unteren vorgegebenen Wertes (P_HH) oder (P_HL> liegt.

2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, gekenn-

zeichnet durch eine erste Einrichtung (22-26,28,34, 36,44,46,42,48,50,52) zur Bildung eines Vergleichswertes, der als Funktion der abgetasteten Maschinendrehzahl innnerhalb eines vorgegebenen Bereiches veränderlich ist, einen ersten Komparator (30) zur Bildung eines Ausgangssignals, wenn die abgetastete Maschinenleistung größer als der Vergleichswert ist, einen zweiten Komparator (32) zur Bildung eines Ausgangssignals, wenn die abgetastete Maschinenleistung kleiner als der Vergleichswert ist, einen bistabilen Schalter (40) , der eine erste binäre Stellung entsprechend dem Ausgangssignal des ersten Komparators (30) zur Einschaltung aller Zylinder und eine zweite binäre Stellung entsprechend dem Ausgangssignal des zweiten Komparators (32) zum Abschalten einiger Zylinder einnimmt, und eine Einrichtung (54) zur Umschaltung des bistabilen Schalters (40) in die erste binäre Stellung, wenn die abgetastete Maschinendrehzahl niedriger als der untere Wert des vorgegebenen Drehzahlbereichs ist.

3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten Komparator (80) zur Lieferung eines Ausgangssignals, wenn die abgetastete Maschinenleistung oberhalb eines vorgegebenen Vergleichswertes liegt, einen zweiten Komparator (82) zur Lieferung eines Ausgangssignals, wenn die abgetastete Maschinenleistung unterhalb des Vergleichswertes liegt, einen bistabilen Schalter (88) , der eine erste binäre Stellung entsprechend dem Ausgangssignal des ersten Komparators (80) zur Einschaltung aller Zylinder und eine zweite binäre Stellung entsprechend dem Ausgangssignal des zweiten Komparators (82) zur Abschaltung einiger Zylinder einnimmt, eine Einrichtung (60) zum Abtasten der Anwesenheit eines Leerlaufzustandes der Maschine, einen dritten Komparator (32) zur Lieferung eines Ausgangssignals,

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wenn die abgetastete Maschinendrehzahl oberhalb eines niedrigen Vergleichswertes entsprechend der Anwesentheit von Leerlaufzustand oder eines hohen Vergleichswertes entsprechend der Abwesenheit von Leerlaufzustand liegt, und eine Einrichtung (76) zur Umschaltung des bistabilen Schalters in die erste binäre Stellung entsprechend dem Ausgangssignal des dritten Komparators.

"4. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η nzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung eines Vergleichswertes eine Einrichtung (28,34-52) zur Bildung eines Satzes von hohen und niedrigen Vergleichswerten umfaßt, die innerhalb eines bestimmten Bereiches variabel sind, und daß der erste und zweite Komparator (30,32) die hohen und niedrigen Vergleichswerte zum Vergleich mit einem der Maschinenleistung entsprechenden Signal aufnehmen.

5. Regelvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bildung des Vergleichswertes eine erste Vergleichsspannungsquelle (88) zur Bildung einer Anzahl von Vergleichswerten entsprechend einer vorgegebenen Maschinenleistung, eine zweite Spannungsquelle (V ^) zur Bildung einer Anzahl von Vergleichswerten entsprechend vorgegebenen Drehzahlen, eine Einrichtung zum Vergleichen der abgetasteten Maschinendrehzahl mit den Vergleichswerten zur Erzeugung eines unterschiedlichen Ausgangssignals bei Erreichen der einzelnen drehzahlrepräsentativen Vergleichswerte und eine Einrichtung (34-52) zur wahlweisen Anlegung einer Reihe von verschiedenen leistungsrepräsentativen Vergleichswerten von der ersten Vergleichsspannungsquelle an den ersten und zweiten Komparator entsprechend dem unterschiedlichen Ausgangssignal umfaßt.

6. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, g ekennzeichnet durch eine Steuereinheit (12) zur Lieferung von Brennstoff-Einspritzimpulsen an die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine und zur Abgabe von Brenn-

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stoff an die Zylinder, sowie dadurch, daß der bistabile Schalter (40,88) zur Änderung seiner Binärstellung die lMnspritzimpulse aufnimmt.

7. Regelvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Abstastung der Maschinendrehzahl einen Frequenz-Spannungs-Wandler (20,74) umfaßt, der die Einspritz-Impulse aufnimmt.

8. Regelvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g eken η zeichnet, daß die Einrichtung zur Lastabtastung einen Impulsdauer-Spannungs-Wandler (38,78) umfaßt.

9. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder in eine erste und eine zweite Gruppe unterteilt sind, daß die Zylinder der ersten Gruppe entsprechend den Einspritzimpulsen ständig einsetzbar sind und daß die Zylinder der zweiten Gruppe entsprechend den Einspritzimpulsen und der Anwesenheat der ersten Binärstellung des bistabilen Schalters einsetzbar sind.

90 9 816/0964