DE3014842A1

DE3014842A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3014842A1
Application number: DE19803014842
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Etoh; Haruhiko Iizuka; Fukashi Sugasawa; Toshiaki Tanaka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-04-18
Filing date: 1980-04-17
Publication date: 1980-11-20
Also published as: JPS55139941A; IT1143935B; FR2454524B1; US4385600A; DE3014842C2; AU528345B2; CA1146240A; GB2046840B; AU5749380A; IT8048443A0; GB2046840A; FR2454524A1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung "bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine geteilter Bauart, die mit weniger als allen Zylindern arbeitet, wenn die Belastung der Brennkraftmaschine unterhalb eines gegebenen Wertes liegt, und insbesondere auf Verbesserungen bei einer solchen Brennkraftmaschine, bei der die Arbeitsweise der Brennkraftmaschine auf eine alle Zylinder benutzende Arbeitsweise in Abhängigkeit von einer schnellen Beschleunigung der Brennkraftmas chine schnell umgeschaltet wird.

Es ist allgemein bekannt, daß eine Brennkraftmaschine eine stärkere Kraftstoffverbrennung und damit eine größere KraftstoffWirtschaftlichkeit zeigt, wenn sie unter einer höheren Belastung läuft. Aufgrund dieser !Tatsache wurde bereits eine Brennkraftmaschine geteilter Bauart für Kraftfahrzeuge oder dergl. vorgeschlagen. Solche Brennkraftmaschinen geteilter Bauart umfassen eine aktive Zylindereinheit, die mindestens einen Zylinder aufweist und immer aktiv ist, sowie eine inaktive Zylindereinheit, die mindestens einen Zylinder aufweist und inaktiv ist, wenn die Belastung der Brennkraftmas chine unterhalb eines gegebenen Wertes liegt. Bei niedrigen Belastungen wird die Zuführung des Kraftstoffs zu der inaktiven ZyIindereinheit unterbrochen, so daß die Brennkraftmaschine nur mit der aktiven Zylindereinheit mit einer relativ größeren Belastung der aktiven Zylinder arbeitet, wodurch sich eine höhere Kraft-

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stoffwirtschaftlichkeit ergibt. Bei einer solchen Brennkraftmaschine ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, mit der die Arbeitsweise der Brennkraftmaschine zwischen ihrer Arbeitsweise mit allen Zylindern und nur mit den aktiven Zylindern in Abhängigkeit von den Kraftstoffeinspritzimpulsen umgeschaltet wird, die durch die Ansaugluftströmungsgröße bestimmt sind, die unmittelbar die Belastung der Brennkraftmaschine angibt.

Eine Schwierigkeit bei einer solchen Brennkraftmaschine ist die, daß die Geschwindigkeit, mit der die Arbeitsweise der Brennkraftmaschine auf ihre alle Zylinder benutzende Arbeitsweise ausgehend von ihrerArbeitsweise allein mit den aktiven Zylindern umgeschaltet wird, zu gering ist, um eine erforderliche Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine zu erreichen, wenn eine schnelle Beschleunigung der Brennkraftmaschine auftritt. Der Grund dafür liegt darin, daß die Ansaugluftströmungsgröße nicht mit dem Öffnungsgrad des Drosselventils während einer schnellen Beschleunigung zunimmt, sondern erst eine Zeit später nach dem schnellen öffnen des Drosselventils ansteigt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Brennkraftmaschine geteilter Bauart zu schaffen, die die festgestellten Nachteile der herkömmlichen Brennkraftmaschinen geteilter Bauart nicht mehr aufweist, sowie eine Einrichtung hat, mit der die Arbeitsweise der Brennkraftmaschine von ihrer nur die aktiven Zylinder benutzenden Arbeitsweise in eine alle Zylinder benutzende Arbeitsweise in Abhängigkeit von einer schnellen Beschleunigung der Brennkraftmaschine schnell umzuschalten ist.

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— D —

Gemäß einem "bevorzugten Gedanken der Erfindung hat eine Brennkraftmaschine mit ersten und zweiten Zylindereinheiten, die jeweils mindestens einen Zylinder haben, eine Steuereinrichtung, die auf die Belastung der Brennkraftmaschine anspricht, um die ersten und zweiten Zylindereinheiten bei Hochlastbedingungen aktiv zu schalten, und die zweite Zylindereinheit inaktiv zu schalten, wenn die Belastung der Brennkraftmaschine unterhalb eines bestimmten Wertes liegt. Ein Detektor für schnelle Beschleunigung ist vorgesehen, der auf eine schnelle Beschleunigung der Brennkraftmaschine anspricht, damit die Steuereinrichtung die ersten und zweiten Zylindereinheiten unabhängig von der Belastung der Brennkraftmas chine aktiv schaltet.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt:

Pig. 1 eine Steuereinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 2 verschiedene Ausführungsbeispiele für den

bis A-

Detektor für die schnelle Beschleunigung, der bei der in Fig. 1 gezeigten Steuereinrichtung zu benutzen ist.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einer Sechs-Zylinder-" Brennkraftmaschine geteilter Bauart erläutert wird, die drei aktive Zylinder, die immer aktiv sind, und drei inaktive Zylinder aufweist, die inaktiv sind, wenn die Belastung

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der Brennkraftmaschine unterhalt» einem bestimmten Wert liegt, ist darauf hinzuweisen, daß die Erfindung "bei allen Brennkraftmaschinen geteilter Bauart benutzt werden kann, die auch Brennkraftmaschinen mit Vergaser umfassen.

Wie in 3?ig. 1 gezeigt ist, erzeugt ein Impulsgenerator an seinem Ausgang Kraft stoff einspritz impulse einer Impulsbreite, die durch die AnsaugluftstrÖmungsgröße bestimmt ist, die ihrerseits indirekt die Belastung der Brennkraftmaschine angibt. Der Ausgang des Impulsgenerators 10 ist mit einer ersten Ventiltreiberschaltung 12 und auch mit einer zweiten Ventiltreiberschaltung 14- über eine Steuerschaltung 16 für die Brennkraftmaschine geteilter Bauart verbunden. Die erste Ventiltreiberschaltung 12 spricht auf die Kraftstoffeinspritzimpulse an, um eine erste Gruppe von Kr aft st of feinspritz ventil en g^, bis g, zu betätigen, die den jeweiligen aktiven Zylindern /1 bis #3 zugeordnet sind, um ihnen eine gesteuerte Kraftstoffmenge zuzuführen, die proportional der Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzimpulse ist. Die erste Ventiltreiberschaltung 12 kann einen Schalttransistor aufweisen, der auf die Kraftstoffeinspritzimpulse anspricht, um den Treiberstrom ein- und abzuschalten, der durch die erste Gruppe von Kraftstoffeinspritzventilen g^ bis g, fließt. Die zweite Ventiltreiberschaltung 14 ist in ihrem Aufbau im wesentlichen gleich der ersten'Ventiltreiberschaltung 12 und spricht auf die Kraftstoffeinspritzimpulse an, um eine zweite Gruppe von Kraftstoffeinspritzventilen g^ bis gg zu betätigen, die den jeweiligen inaktiven Zylindern bis $5 zugeordnet sind, um diesen eine gesteuerte Kraft-

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stoffmenge zuzuführen, die proportional der Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzimpulse ist.

Me Steuerschaltung 16 weist einen Belastungsdetektor auf, der die Impulsbreite der Kraftstoffeinspritzimpulse mit einem Bezugswert vergleicht, um ein Ausgangssignal niedrigen Pegels zu erzeugen, wenn die Impulsbreite unterhalb des Bezugswertes liegt, das heißt, bei niedrigen Belastungen, und ein Ausgangssignal hohen Pegels erzeugt, wenn die Impulsbreite oberhalb des Bezugswertes liegt, das heißt, bei hohen Belastungen. Der Ausgang des Belastungsdetektors 18 ist mit einem Eingang eines ODER-Gliedes 20 verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang eines Detektors 22 für eine schnelle Beschleunigung verbunden ist, der ein Signal hohen Pegels bei einer schnellen Beschleunigung der Brennkraftmaschine erzeugt.

Wie in Pig. 2 gezeigt ist, weist der Detektor 22 für die schnelle Beschleunigung einen Drosselschalter 220 auf, der einem Drosselventil SV zugeordnet ist, das in der Einlaßleitung IP der Brennkraftmaschine angeordnet ist, so daß dieser geschlossen wird, um eine Gleichspannung an den anderen Eingang des ODER-rGliedes 20 zu geben, wenn der Öffnungsgrad des Drosselventils TV über einem bestimmten Wert liegt. Andererseits kann der Detektor 22 für die schnelle Beschleunigung einen Drosselöffnungsfühler 222 haben, wie ein Potentiometer oder dergl., wie dieses in. Pig. 3 gezeigt ist, das den Öffnungsgrad des Drosselventils überwacht und ein Spannungssignal erzeugt, das dem Drosselöffnungsgrad entspricht. Das Ausgangssignal des Drosselöffnungsfühlers 222 wird an einen Vergleicher 224 gegeben, der ein Ausgangssignal hohen Pegels erzeugt, wenn das Aus-

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gangssignal des Drosselöffnungsfühlers 222 höher als eine Bezugsspannung ist. Wie in Pig. 4 gezeigt ist, kann das Ausgangssignal des Drosselöffnungsfühlers dem Vergleicher 224 über einen Verstärker 226 und eine Differenzierschaltung 228 zugeführt werden, wobei die Spannung am Ausgang der Differenzierschaltung 228 mit der Abfallgröße der Ausgangsspannung des Drosselöffnungsfühlers 222 abfällt.

Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, ist der Ausgang des ODER-Gliedes 20 mit einem Eingang eines UND-Gliedes 24 verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Impulsgenerators 10 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Gliedes 24 ist mit dem Eingang der zweiten Ventiltreiberschaltung 14 verbunden. Das MD-Glied 24 läßt die Kraftstoffeinspritzimpulse an die zweite Ventiltreiberschaltung 14 hindurch, wenn die Ausgangssignale des Belastungsdetektors 18 oder des Detektors 22 für die schnelle Beschleunigung hohen Pegel haben.

Es wird jetzt angenommen, daß das Drosselventil einen geringen Öffnungsgrad hat, und damit eine kleine Luftmenge der Brennkraftmaschine zugeführt wird, so daß die Ausgangssignale des Belastungsdetektors 18 und des Detektors 22 für die schnelle Beschleunigung niedrigen Pegel haben. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 20 hat daher einen niedrigen Pegel und es sperrt das UND-Glied 24, so daß dieses die Weitergabe der Kraftstoffeinspritzimpulse an die zweite Ventiltreiberschaltung 14 unterbricht. Daher erhalten die inaktiven Zylinder 5^4 bis #6 keinen Kraftstoff, so daß sie nicht arbeiten, und die Brennkraftmaschine arbeitet nur mit drei Zylindern.

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Wenn das Drosselventil schnell über den bestimmten Wert hinaus geöffnet wird, so wächst die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge nur langsam beim Beginn der schnellen Beschleunigung und wachst dann schneller mit ansteigender Drehzahl der Brennkraftmaschine. Venn der Detektor 22 für die schnelle Beschleunigung nicht vorgesehen ist, bleibt das Ausgangssignal des Belastungsdetektors 18 beim Beginn der schnellen Beschleunigung niedrig, und die Brennkraftmaschine wird daher in einerArbeitsweise mit nur drei Zylindern gehalten, bis die Ansaugluftströmungsgröße in einem solchen Haße ansteigt, daß der Belastungsdetektor 18 ein Ausgangssignal hohen Pegels abgibt. Das heißt, ohne den Detektor 22 für die schnelle Beschleunigung wird die Brennkraftmaschine von ihrer Arbeitsweise mit nur drei Zylindern auf ihre Arbeitsweise mit seeks Zylindern eine gewisse Zeit nach dem Auftreten der schnellen Beschleunigung umgeschaltet. Außerdem wird diese Umschaltung der Arbeitsweise der Brennkraftmaschine infolge des Auftretens einer Ansprechverzögerung des Fühlers verzögert, der die Ansaugluftströmungsgröße überwacht.

Bei der Erfindung ändert sich das Ausgangssignal des Detektors 22 für die schnelle Beschleunigung, auf seinen hohen Pegel gleichzeitig mit dem Zeitpunkt, wenn das Drosselventil sich. •über den bestimmten Vert hinaus öffnet. Das Ausgangssignal" des ODER-Gliedes 20 wird daher auf seinen hohen Pegel geändert, wodurch das MD-Glied 24- die Veitergabe der Kraftstoffeinspritzimpulse an die Kraftstoffeinspritzventils g^. bis g^- zuläßt. Dadurch, wird die Arbeitsweise der Brennkraftmaschine auf sechs Zylinder umgeschaltet. Das heißt, die Geschwindigkeit, mit der die Arbeitsweise der Brennkraftmas chine von den drei Zylindern auf die sechs Zylinder umgeschaltet wird, nachdem eine schnelle Beschleunigung auftritt, ist sehr hoch.

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Obwohl der Detektor 22 für die schnelle Beschleunigung hier als dem überwachungsfühler für die Ansaugluftströmungsgröße zugeordnet erläutert wurde, ist darauf hinzuweisen, daß er eine schnelle Beschleunigung auch nach Maßgabe der Größe, mit der das Gaspedal getreten wird, oder nach Maßgabe der Änderungsgröße bei der Verschiebung des Gaspedals oder des Drosselventils erfassen kann.

Bei Brennkraftmaschinen, bei denen ein Sperrventil vorgesehen ist, um die Strömung von Frischluft an die inaktiven Zylinder Φ^ bis #€> zuzulassen oder zu unterbrechen, um eine Temperaturverminderung der Abgase zu verhindern, kann das Ausgangssignal des Detektors für die schnelle Beschleunigung auch zum Steuern des öffnens und Schließens des Sperrventils benutzt werden.

Nach Maßgabe der Erfindung wurde eine Brennkraftmaschine geteilter Bauart erläutert, die einen Detektor für die schnelle Beschleunigung benutzt, um die Arbeitsweise der Brennkraftmaschine von ihrer nur die aktiven Zylinder benutzenden Arbeitsweise auf ihre Arbeitsweise mit allen Zylindern mit einer schnellen Ansprechempfindlichkeit auf eine hohe Beschleunigung umzuschalten. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einem besonderen Ausführungsbeispiel erläutert wurde, ist es selbstverständlich, daß viele inderungen, Modifikationen und Abänderungen innerhalb des Fachwissens eines Fachmannes liegen. Die Patentansprüche sollen daher alle diese Änderungen, Modifikationen und Abänderungen innerhalb des allgemeinen Erfindungsgedankens umfassen.

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Claims

PATH N TANWÄLTE

NISSAN MOTOR COMPANY, LIMITED
"2, Takara-cho, Kanagawa-ku,
Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan

Brennkraftmas chine

A. GRUNECKER

CJH¹L -INO

H. KINKELDEY

DTl-ING.

W. STOCKMAIR

DO INa-AeE(CALrCCHl

K. SCHUMANN

OR BfK NAT. · CXPL-FHYH

P. H. JAKOB

DlPL-ING.

G. BEZOLD

DR BERNAT ÖPL-CH&M

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

17. April 1980

P 14 960

Patentansprüche

Brennkraftmaschine mit ersten und zweiten Zylindereinheiten, die jeweils mindestens einen Zylinder haben, einer zu den ersten- und zweiten Zylindereinheiten führenden Einlaßleitung sowie einem in dieser angeordneten Drosselventil, gekennzeichnet durch:

a) eine Steuereinrichtung (16), die auf die Belastung der Brennkraftmaschine anspricht, um die ersten und zweiten Zylindereinheiten bei Hochlastzuständen aktiv zu schalten und die zweite Zylindereinheit inaktiv zu schalten, wenn die Belastung der Brennkraftmaschine unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, und

b) einen Detektor (22) für eine schnelle Beschleunigung, der auf eine schnelle Beschleunigung der Brennkraftmaschine

THLEFON (OSG) 32 38

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TELEX 06-39380

TELEQRAMME MONAPAT

anspricht, damit die Steuereinrichtung die ersten und zweiten ZyIindereinheit en unabhängig von der Belastung der Brennkraftmaschine aktiv schaltet.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e kennz e ichnet , daß die Steuereinrichtung (16) einen Impulsgenerator (10) zum Erzeugen von Impulsen, die proportional zur Luftströmungsgröße durch das Drosselventil sind, erste und zweite Kraft stoff Zuführungseinrichtungen (gz. bis gg)? die auf die Impulse des Impulsgenerators ansprechen, um eine Kraftstoffmenge, die proportional der Luftströmungsgröße ist, den erscen und zweiten Zylindereinheiten jeweils zuzuführen, und ein auf die Belastung der Brennkraftmaschine ansprechendes Steuerteil (24) aufweist, das die Impulsgabe an die zweite KraftstoffZuführungseinrichtung Cg₂J. bis gg) unterbricht, wenn die Luftströmungsgröße unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, und die Impulsgabe an die zweite Kraftstoffzuführungseinrichtung unabhängig von der Belastung der Brennkraftmaschine zuläßt, wenn der Detektor (22) für die schnelle Beschleunigung eine schnelle Beschleunigung erfaßt.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch g e kennz eichnet , daß der Detektor (22) für die schnelle Beschleunigung ein Steuersignal während der schnellen Beschleunigung der Brennkraftmaschine erzeugt und daß die Steuereinrichtung (16) einen Impulsbreiten-Detektor (18), der ein Steuersignal erzeugt, mit der Ausnahme, wenn die Impulsbreite der Impulse von dem Impulsgenerator (10) unterhalb einem gegebenen Wert liegt, und eine sowohl auf die Steuersignale von dem Impulsbreiten— Detektor als auch dem Detektor (22) für die schnelle Beschleunigung ansprechende Einrichtung (20) aufweist, mit

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der die Impulse an die zweite Kraftstoffzuführeinrichtung (g^ bis gc) weiterleifbar sind.
4-, Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (22) für die schnelle Beschleunigung das Steuersignal erzeugt, wenn der Öffnungsgrad des Drosselventils oberhalb eines bestimmten Wertes liegt.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Detektor (22) für die schnelle Beschleunigung das Steuersignal erzeugt, wenn ein dem Drosselventil, zugeordnetes Gaspedal um ein oberhalb eines bestimmten Wertes liegendes Haß getreten ist.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch g e kennz eichnet , daß der Detektor (22) für die schnelle Beschleunigung das Steuersignal erzeugt, wenn die Änderungsgröße im Öffnungsgrad des Drosselventils oberhalb eines bestimmten Wertes liegt.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Detektor (22) für die schnelle Beschleunigung das Steuersignal erzeugt, wenn die Änderungsgröße beim Treten eines dem Drosselventil zugeordneten Gaspedals oberhalb eines bestimmten Wertes liegt.

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