DE3100294A1

DE3100294A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3100294A1
Application number: DE19813100294
Authority: DE
Inventors: Haruhiko Yokosuka Kanagawa Iizuka; Fukashi Yokohama Kanagawa Sugasawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-01-10
Filing date: 1981-01-08
Publication date: 1982-01-14
Also published as: US4368700A; JPS5698539A

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit Zylinderteilbetrieb, die mit weniger als allen Zylindern arbeiten kann, wenn die Maschinenlast unter einem gegebenen Wert liegt.

Es ist allgemein bekannt und wünschenswert, den Wirkungs-. grad einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine dadurch zu erhöhen, dass die Anzahl der Zylinder vermindert wird, mit denen die Maschine bei bestimmten Maschinenarbeitsverhältnissen, insbesondere bei einer niedrigen Maschinenlast arbeitet. Dazu wurde bereits eine Steuereinrichtung vorgesehen, die eine Anzahl der Zylinder einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine dadurch ausser Betrieb setzt, dass sie die KraftstoffVersorgung bestimmter Zylinder unterdrückt oder die Arbeit der Ansaug- und Äuspuffventile gewählter Zylinder verhindert. Unter gegebenen Lastverhältnissen wird dadurch, dass einige der Zylinder der Maschine ausser Betrieb gesetzt werden, die Last an den übrigen in Betrieb bleibenden Zylindern erhöht, was zur Folge hat, dass sich ein höherer Energieumwandlungswirkungsgrad ergibt.

Es ist üblich, Abgas in die ausser Betrieb gesetzten Zylinder über ein Abgasrezirkulationsventil einzuführen, das bei gegebenen niedrigen Lastverhältnissen geöffnet werden kann, und zu verhindern, dass das eingeführte Abgas in die Zylinder strömt, die weiterarbeiten, indem ein Absperrventil verwandt wird, das sich in einer zeitlichen Beziehung zur öffnung des Abgasrezirkulationsventiles schliessen kann. Das hat die Wirkung, dass Pumpverluste in den ausser Betrieb gesetzten Zylindern unterdrückt werden und ein wirtschaftlicherer Kraftstoffverbrauch erreicht wird.

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Bei einer derartigen Brennkraftmaschine mit Zylinderteilbetrieb sollte das Absperrventil geschlossen werden, bevor sich das Abgasrezirkulationsventil öffnet, wenn der Betrieb der Maschine vom Zylindervollbetrieb, bei dem die Maschine mit allen Zylindern arbeitet, auf den Zylinderteilbetrieb umgeschaltet wird, bei dem die Maschine mit weniger als allen Zylindern arbeitet, und sollte sich gleichfalls das Absperrventil öffnen, nachdem sich das Abgasrezirkulationsyentil geschlossen hat, wenn der Betrieb der Maschine vom Zylinderteilbetrieb auf den Zylindervollbetrieb umgeschaltet wird. Um eine höhere Beschleunigung zu erzielen, muss die Zeitverzögerung der öffnung des Absperrventiles bezüglich des Schliessens des Abgasrezirklationsventiles relativ klein sein. Eine kleine Zeitverzögerung führt jedoch zu einer kleinen Zeitverzögerung der öffnung des Abgasrezirkulationsventiles bezüglich des Schliessens des Absperrventiles, wenn der Betrieb der Maschine vom Zylindervollbetrieb auf den Zylinderteilbetrieb umgeschaltet wird. Das führt dazu, dass die Gefahr besteht, dass das Absperrventil aus Gründen, die später beschrieben werden, offenbleibt, nachdem sich das Abgasrezirkulationsventil geöffnet hat, so dass das Abgas über das Absperrventil entweicht, was eine instable Arbeit der Maschine zur Folge hat, wenn der Maschinenbetrieb vom Zylindervollbetrieb auf den Zylinderteilbetrieb umgeschaltet wird.

Durch die Erfindung wird eine Brennkraftmaschine mit Zylinderteilbetrieb geliefert, bei der das Absperrventil in sehr kurzer Zeit nach dem Schliessen des Abgasrezirkulatxonsventiles geschlossen werden kann, so dass eine hohe Beschleunigung erzielt wird, wenn der Betrieb der Maschine vom Zylinderteilbetrieb auf den Zylindervollbetrieb umgeschaltet wird, und bei der das Absperrventil gleichfalls eine relativ grosse Zeitspanne vor dem öffnen des Abgasrezirkulationsventiles geschlossen werden kann, um sicherzustellen, dass das Abgas nicht über das Absperrventil entweichen kann.

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Die erfindungsgemässe Brennkraftmaschine umfasst eine erste und eine zweite Zylindereinheit,jeweils mit wenigstens einem Zylinder, einen Ansaugkrümmer, der in einen ersten und einen zweiten Ansaugkanal unterteilt ist, die zur ersten und zweiten Zylindereinheit jeweils führen, wobei im zweiten Ansaugkanal ein Absperrventil vorgesehen ist, einen Abgasrezirkulationskanal zum Einführen des Abgases in den zweiten Ansaugkanal, wobei im Abgasrezirkulationskanal ein Abgasrezirkulationsventil vorgesehen ist, und eine Steuereinrichtung, die ein erstes Steuersignal liefert und die zweite Zylindereinheit abschaltet, wenn die Maschinenlast unter einem vorbestimmten Wert liegt, wobei die Steuereinrichtung ein zweites Steuersignal bei Hochlastverhältnissen liefert. Das Abgasrezirkulationsventil wird über ein Abgasrezirkulationsventilbetätigungsglied betätigt, das das Abgasrezirkulationsventil normalerweise schliesst und auf ein erstes Antriebssignal ansprechend öffnet. Das Absperrventil wird über ein Absperrventilbetätigungsglied betätigt, das das Absperrventil normalerweise öffnet und auf ein zweites Antriebssignal ansprechend schliesst. Es ist eine Ventilantriebseinrichtung vorgesehen, die auf das erste Steuersignal anspricht und das zweite Antriebssignal unmittelbar sowie das erste Antriebssignal mit einer ersten bestimmten Zeitverzögerung erzeugt, um sicherzustellen, dass sich das Abgasrezirkulationsventil öffnet, nachdem sich das Absperrventil geschlossen hat. Das bewirkt, dass ein Entweichen des Abgases über das Absperrventil in die erste Zylindereinheit verhindert wird, wenn der Betrieb der Maschine vom Zylindervollbetrieb auf den Zylinderteilbetrieb umgeschaltet wird. Darüberhinaus spricht die Ventilantriebseinrichtung auf das zweite Steuersignal an, um das erste Antriebssignal unmittelbar zu unterbrechen und das zweite Antriebssignal mit einer zweiten bestimmten Zeitverzögerung zu erzeugen, so dass sichergestellt ist, dass sich das Absperrventil sofort nach dem Schliessen des Abgasrezirkulationsventiles Öffnet. Dadurch wird eine höhere Maschinen-

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beschleunigung erzielt, wenn der Betrieb der Maschine vom ZyIinderteilbetrieb auf den Zylindervollbetrieb umgeschaltet wird.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel liefert die Steuereinrichtung ein Ausgangssignal mit hohem Pegel bei niedrigen Lastverhältnissen und ein Ausgangesignal mit niedrigem Pegel bei hohen Lastverhältnissen. Die Ventilantriebseinrichtung umfasst eine Verzögerungsschaltung, an der ein Eingangssignal von der Steuereinrichtung liegt. Die Verzögerungsschaltung liefert ein Ausgangssignal mit hohem Pegel mit der ersten Zeitverzögerung bezüglich des Auftretens des Eingangssignales mit hohem Pegel von der Steuereinrichtung und ein Ausgangs signal mit niedrigem Pegel mit der zweiten Zeitverzögerung bezüglich des Auftretens des Eingangssignales mit niedrigem Pegel von der Steuerschaltung. Das erste Antriebssignal tritt dann auf, wenn wenigstens eines der Ausgangssignale von der Steuereinrichtung und der Verzögerungsschaltung einen hohen Pegel hat.

Die Verzögerungsschaltung kann eine Integrationsschaltung mit einem ersten Widerstand und einem Kondensator zum Integrieren des Signales von der Steuereinrichtung und eine Reihenschaltung aus einer Diode und einem zweiten Widerstand umfassen, um den Kondensator zu entladen. Um die Maschinenbeschleunigung zu erhöhen, kann der zweite Widerstand fehlen.

Ein besonders bevorzugter Gedanke der Erfindung besteht in einer Brennkraftmaschine, die eine erste und eine zweite Zylindereinheit jeweils mit wenigstens einem Zylinder, ein Absperrventil, das zwischen der ersten und der zweiten Zylindereinheit vorgesehen ist, einen Abgasrezirkulationskanal zum Rezirkulieren des Abgases in die zweite Zylindereinheit, ein Abgasrezirkulationsventil, das im Abgasrezirkulationskanal vorgesehen ist, und eine Steuereinrichtung umfasst, um die zweite Zylindereinheit ausser Betrieb zu

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setzen, wenn die Maschinenlast unter einem gegebenen Wert liegt. Es ist eine Einrichtung vorgesehen, die sicherstellt, dass das Abgasrezirkulationsventil öffnet, nachdem das Absperrventil geschlossen ist, wenn sich die Maschinenlast von einem hohen Wert auf einen niedrigen Wert ändert, und dass das Absperrventil direkt nach dem Schliessen des Abgasrezirkulationsventiles öffnet, wenn sich die Maschinenlast von einem niedrigen Wert auf einen hohen Wert ändert.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben:

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine bekannte Brennkraftmaschine mit Zylinderteilbetrieb.

Fig. 2 zeigt in einem Schaltbild den Aufbau der Ventilantriebsschaltung im einzelnen, die bei der in Fig. 1 dargestellten Maschine verwandt wird.

Fig. 3 zeigt Signalwellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 2 dargestellten Ventilantriebsschaltung .

Fig. 4 zeigt in einer grafischen Darstellung die normalen Kennlinien des Abgasrezirkulationsventiles und des Absperrventiles.

Fig. 5 zeigt in einem Schaltbild eine Ventilantriebsschaltung gemäss der Erfindung.

Fig. 6 zeigt bestimmte Signalwellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 5 dargestellten Ventilantriebsschaltung.

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Fig. 7 zeigt in einem Schaltbild ein abgewandeltes Beispiel der Verzögerungsschaltung in der Ventilantriebsschaltung, die in Fig. 5 dargestellt ist.

Bevor ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben wird, wird kurz eine bekannte in Fig. 1 dargestellte Brennkraftmaschine mit Zylinderteilbetrieb erläutert, um die bei dieser Maschine auftretenden Schwierigkeiten darzustellen.

In Fig. 1 ist ein Maschinenblock 10 dargestellt, der eine aktive Zylindereinheit mit drei Zylindern #1 bis #3, die immer arbeiten, und eine inaktive Zylindereinheit mit drei Zylinder #4 bis #6 enthält, die nicht arbeiten, wenn die Maschinenlast unter einem vorbestimmten Wert liegt. Luft wird in die Maschine über einen Luftansaugkanal 12 eingeführt, in dem ein Luftströmung smess er 14 und ein Drosselventil 16 vorgesehen sind, das in Arbeitsverbindung mit einem nicht dargestellten Fahrpedal steht, um den Luftstrom zur Maschine zu steuern. Der Ansaugkanal 12 steht stromabwärts vom Drosselventil 16 mit einem Ansaugkrümmer 18 in Verbindung, der in einen ersten und einen zweiten Ansaugkanal 18a und 18b unterteilt ist. Der erste Ansaugkanal 18a führt zu den aktiven Zylindern #1 bis #3, während der zweite Ansaugkanal 18b zu den inaktiven Zylinder #4 bis §6 führt.

Die Maschine weist einen Abgaskrümmer auf, der in einen ersten und einen zweiten Abgaskanal 20a und 20b unterteilt ist, die von den aktiven Zylinder #1 bis #3 und inaktiven Zylindern #4 bis §6 jeweils ausgehen. Der Abgaskrümmer 20 steht an seinem stromabwärts liegenden Ende mit einer Abgasleitung 22 in Verbindung, in der ein Abgassensor 24 vorgesehen ist, wobei sich ein Abgasreiniger 26 stromabwärts vom Abgassensor 24 befindet. Der Abgassensor kann in Form eines Sauerstoffsensors vorgesehen sein, der den Sauerstoffgehalt des Abgases überwacht und ein Signal liefert, das das Kraftstoff/Luftverhältnis

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angibt, mit dem die Maschine arbeitet. Der Abgasreiniger 26 kann in Form eines katalytischen Dreiwegwandlers vorge*- sehen sein, der eine Oxidation von HC und CO sowie eine Reduktion yon Nox bewirkt, um die Abgabe von Schadstoffen durch die Abgasleitung 22 so klein wie möglich zu halten.

Ein Abgasrezirkulationskanal 28 mündet mit einem Ende in den zweiten Abgaskanal 20b und mit dem anderen Ende in den zweiten Ansaugkanal 18b. Im Abgasrezirkulationskanal 28 ist ein Abgasrezirkulationsventil 30 vorgesehen, das öffnet, um eine Rezirkulation des Abgases vom zweiten Abgaskanal 20b in den zweiten Ansäugkanal 18b zu ermöglichen und dadurch Pumpverluste in den inaktiven Zylinder #4 bis #6 während des Zylinderteilbetriebes der Maschine so klein wie möglich zu halten. Das Abgasrezirkulationsventil 30 schliesst, um eine Abgasrezirkulation während des Zylindervollbetriebes der Maschine zu verhindern.

Das Abgasrezirkulationsventil 30 wird durch ein erstes pneumatisches Ventilbetätigungsglied 32 betätigt, das eine Membran, die in einem Gehäuse aufgespannt ist, so dass sie darin zwei Kammern auf den gegenüberliegenden Seiten der Membran begrenzt, und eine Betätigungsstange aufweist, die mit einem Ende in der Mitte an der Membran befestigt ist und mit dem anderen Ende in Arbeitsverbindung mit dem Abgasrezirkulationsventil 30 steht. Die Arbeitskammer 32a ist mit dem Auslass eines ersten Dreiwegsolenoidventiles 34 verbunden, das einen Aussenlufteinlass , der mit der Aussenluft in Verbindung steht,und einen Unterdruckeinlass aufweist, der über eine Leitung 36 mit dem zweiten Ansaugkanal 18b in Verbindung öteht. Das erste Solenoidventil 34 befindet sich normalerweise in einer Stellung, in der eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer 32a des ersten Ventilbetätigungsgliedes und der Aussenluft hergestellt.ist, um das Abgasrezirkulationsventil 30 zu schliessen. Während des

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Zylinderteilbetriebes der Maschine wird das erste Solenoidventil 34 in eine andere Stellung bewegt, in der eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer 32a des ersten Ventilbetätigungsgliedes und dem zweiten Ansaugkanal 18b hergestellt ist, wodurch das Abgasrezirkulationsventil 30 geöffnet wird.

Der zweite Ansaugkanal 18b ist an seinem Eingang mit einem Absperrventil 40 versehen, das normalerweise öffnet, um frische Luft durch den zweiten Ansaugkanal 18b in die inaktiven Zylinder #4 bis #6 strömen zu lassen. Das Absperrventil 40 schliesst sich, um den Strom frischer Luft zu den inaktiven Zylindern #4 bis #6 während des Zylinderteilbetriebes der Maschine zu blockieren. Das Absperrventil 40 kann in Form eines doppelseitigen Drosselklappenventiles mit zwei Ventilplatten ausgebildet sein, die im Abstand voneinander und parallel zueinander einander gegenüberliegen. Eine Leitung 48 mündet mit einem Ende im Ansaugkanal 12 irgendwo stromaufwärts vom Drosselventil 16 und mit dem anderen Ende im zweiten Ansaugkanal 18b, wobei das andere Ende zu dem Zwischenraum in einer Linie ausgerichtet ist, der zwischen den Ventilplatten begrenzt wird, wenn sich das Absperrventil 40 in seiner geschlossenen Stellung befindet. Luft im wesentlichen auf dem Atmosphärendruck wird durch die Leitung 48 in den Zwischenraum zwischen den Ventilplatten eingeführt, um sicherzustellen, dass das Abgas im zweiten Ansaugkanal 18b nicht in den ersten Ansaugkanal 18a entweichen kann, wenn das Absperrventil 40 schliesst.

Das Absperrventil 40 wird über ein zweites pneumatisches Ventilbetätigungsglied 42 betätigt, das im wesentlichen dem ersten Ventilbetätigungsglied 32 ähnlich ist. Die Arbeitskammer 4 2a des zweiten Ventilbetätigungsgliedes 42 steht mit dem Auslass eines zweiten Dreiwegsolenoidventils 44 in Verbindung. Das Solenoidventil 44 weist einen Aussenlufteinlass, der mit der Aussenluft in Verbindung steht, und einen Unterdruckeinlass auf, der mit einem Unterdruckbehälter 46 verbunden ist.

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Der Unterdruckbehälter 46 kann über ein Rückschlagventil mit dem Ansaugkanal 12 irgendwo stromabwärts vom Drosselventil 16 verbunden sein, so dass der Unterdruck im Unterdruckbehälter 46 auf einer Höhe über dem Unterdruck gehalten werden kann, der im Ansaugkanal 12 entwickelt wird.

Das zweite Solenoidventil 44 befindet sich normalerweise in einer Stellung, in der eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer 42a des zweiten Ventilbetätigungsgliedes und der Aussenluft hergestellt ist, um das Absperrventil 40 zu öffnen. Wenn die Maschine im Zylinderteilbetrieb arbeitet, wird das zweite Solenoidventil 44 in eine andere Stellung bewegt, in der eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer 42a des zweiten Ventilbetätigungsgliedes und dem Unterdruckbehälter 46 hergestellt ist, um das Absperrventil 40 zu schliessen.

Eine Einspritzsteuerschaltung 50 liefert synchron mit der Drehung der Maschine,die beispielsweise durch die Zündimpulse von einer Zündspule 52 wiedergegeben wird, ein Kraftstoffeinspritzimpulssignal A mit einer Impulsbreite, die proportional zum Luftströmungsdurchsatz ist, der vom Luftströmungsmesser 14 wahrgenommen wird, und die nach Massgabe eines das Kraftstoff/Luftverhältnis angebenden Signales vom Abgassensor korrigiert ist. Das Kraftstoffeinspritzimpulssignal A liegt direkt an den Kraftstoffeinspritzventilen g1 bis g3 zur Kraftstof f Versorgung der jeweiligen Zylinder #1 bis #3 und gleichfalls über eine Steuerschaltung 54 für den Zylinderteilbetrieb an den Kraftstoffeinspritzventilen g4 bis g6, um die jeweiligen Zylinder #4 bis #6 mit Kraftstoff zu versorgen. Jedes Kraftstoffeinspritzventil g1 bis g6 kann in Form eines EIN/AUS-Solenoidventiles vorgesehen sein, das sich für ein Zeitintervall öffnen kann, das der Impulsbreite des Kraftstoffeinspritzimpulssignales A entspricht.

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Die Steuerschaltung 54 für den Zylinderteilbetrieb bestimmt die Last, bei der die Maschine arbeitet, aus der Impulsbreite des Kraf tstof feinspritz impulssignales A und liefert ein Steuersignal für den Zylinderteilbetrieb, das einen hohen Pegel hat, wenn die Maschinenlast unter einem gegebenen Wert liegt, und das einen niedrigen Pegel bei Hochlastverhältnissen hat. Die Steuerschaltung 54 für den Zylinderteilbetrieb lässt darüberhinaus das Kraftstoffeinspritzimpulssignal A von der Einspritzsteuerschaltung 50 zu den Kraftstoffeinspritzventilen g4 bis g6 bei Hochlastverhältnissen durch und blockiert das Anliegen des Kraftstoffeinspritzimpulssignales A an den Kraftstoffeinspritzventilen g4 bis g6 bei niedriger Last.

Das Steuersignal für den Zylinderteilbetrieb der Maschine liegt an einer Ventilantriebsschaltung 56. Die Ventilantriebsschaltung 56 spricht auf ein Eingangssignal mit niedrigem Pegel von der Steuerschaltung 54 für den Zylinderteilbetrieb an, um das erste und das zweite Dreiwegsolenoidventil 34 und 44 in ihrer normalen Stellung zu halten, so dass das Abgasrezirkulationsventil 3 0 geschlossen und das Absperrventil 40 geöffnet ist. Wenn die Ventilantriebsschaltung 56 ein Eingangssignal mit hohem Pegel von der Steuerschaltung 54 für den Zylinderteilbetrieb empfängt, ändert sie die Stellung des ersten und des zweiten Dreiwegsolenoidventiles 34 und 44, so dass das Abgasrezirkulationsventil 30 geöffnet und das Absperrventil 40 geschlossen wird.

Die Ventilantriebsschaltung 56 wird im folgenden anhand der Fig. 2 näher beschrieben. Das Steuersignal für den Zylinderteilbetrieb liegt an einem Eingang eines ODER-Gliedes 62 und an einem Eingang eines UND-Gliedes 64. Das Steuersignal für den Zylinderteilbetrieb liegt gleichfalls über eine Verzögerungsschaltung 60, die in Form einer Integrationsschaltung dargestellt ist, am anderen Eingang des ODER-Gliedes 62 sowie am anderen Eingang des UND-Gliedes 64. Der Ausgang des ODER-Gliedes 62 ist über einen Widerstand mit der Basis eines Transistors 66 verbunden, dessen Emitter an Masse liegt und

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dessen Kollektor über die Wicklung 44a des zweiten Dreiwegsolenoidventiles 44 mit einer Spannungsqüelle +V verbunden ist. In ähnlicher Weise liegt der Ausgang des UND-Gliedes 64 über einen Widerstand an der Basis eines Transistors 68, dessen Emitter an Masse liegt und dessen Kollektor über die Wicklung 34a des ersten Dreiwegsolenoidventiles 34 mit der Spannungsquelle +V verbunden ist.

Wenn das Steuersignal für den Zylinderteilbetrieb vom niedrigen Pegel auf den hohen Pegel kommt, wie es durch die Signalwellenform 54a in Fig. 3 dargestellt ist, d.h. wenn der Betrieb der Maschine vom Zylindervollbetrieb auf den Zylinderteilbetrieb umgeschaltet wird, kommt das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 62 sofort auf seinen hohen Pegel, wie es durch die Signalwellenform 62a in Fig. 3 dargestellt ist, so dass der Transistor 66 durchschaltet und das Absperrventil 40 geschlossen wird. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 64 bleibt jedoch auf einem niedrigen Pegel, wie es durch"die Signalwellenform 64a in Fig. 3 dargestellt ist, da das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 60 noch unter einem Pegel liegt, der ausreicht, um das Ausgangssignal des UND-Gliedes 64 zu ändern, wie es durch die Signalwellenform 60a in Fig. 3 dargestellt ist. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 64 kommt auf seinen hohen Pegel eine Zeit T₁, nachdem das Steuersignal für den Zylinderteilbetrieb auf seinen hohen Pegel gekommen ist. Wenn das UND-Glied 64 ein Ausgangssignal mit hohem Pegel liefert, schaltet der Transistor 68 durch, so dass das Abgasrezirkulationsventil 3 0 geöffnet wird. Das hat zur Folge, dass das Abgasrezirkulationsventil 30 zum Zeitpunkt T₁ nach dem Schliessen des Absperrventiles 40 öffnet,und zwar ohne Rücksicht auf die Verzögerung in der Arbeit des ersten und zweiten Ventilbetätigungsgliedes 32 und 42. Das heisst mit anderen Worten, dass die Zeit T₁ die Verzögerung der öffnung des Abgasrezirkulationsventiles 30 bezüglich des Schliessen des Absperrventiles 40 wiedergibt, wenn der Betrieb der Maschine vom Zylindervollbetrieb auf den Zylinderteilbetrieb umgesähaltet wird.

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Wenn das Steuersignal für den Zylinderteilbetrieb vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel kommt, wie es durch die Signalwellenform 54a in Fig. 3 dargestellt ist, d.h. wenn der Betrieb der Maschine vom Zylinderteilbetrieb auf den Zylindervollbetrieb umgeschaltet wird, ändert sich das Aus gangs signal des UND-Gliedes 64 sofort auf den niedrigen Pegel , wie es durch die Signalwellenform 64a in Fig. 3 dargestellt ist, um das Abgasrezirkulationsventil 30 zu schliessen. Andererseits bleibt das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 62 auf einem hohen Pegel, wie es durch die Signalwellenform 62a in Fig. 3 dargestellt ist, da das Ausgangs signal der Verzögerungsschaltung 60 noch einen hohen Pegel hat, wie es durch die Wellenform 60a in Fig. 3 dargestellt ist. Das Ausgangssignal' des ODER-Gliedes 62 kommt eine Zeitspanne T_ nach dem Steuersignal für den Zylinderteilbetrieb auf den niedrigen Pegel. Wenn das ODER-Glied 62 ein Ausgangssignal mit niedrigem Pegel liefert, sperrt der Transistor 66, so dass das Absperrventil 40 geöffnet wird. Das Absperrventil 40 öffnet somit eine Zeit T- nach dem Schliessen des Abgasrezirkulationsventiles 30. D.h., dass die Zeit T₂ die Verzögerung der öffnung des Absperrventiles 40 bezüglich des Schliessens des Abgasrezirkulationsventiles 30 wiedergibt, wenn der Betrieb der Maschine vom Zylinderteilbetrieb auf den Zylindervollbetrieb umgeschaltet wird.

Bei einer derartigen herkömmlichen Brennkraftmaschine mit Zylinderteilbetrieb ist es üblich, das erste und das zweite Ventilbetätigungsglied 32 und 42 über verschiedene Uhterdruckquellen zu betreiben. Wie es beispielsweise in Fig. dargestellt ist, wird das erste Ventilbetätigungsglied 32 über den Unterdruck betrieben, der im zweiten Ansaugkanal 18b entwickelt wird, und wird das zweite Ventilbetätigungsglied 42 über den Unterdruck betrieben, der im Unterdruckbehälter 46 gehalten ist. Das erste Ventilbetätigungsglied 32 ist somit so ausgelegt, dass es das Abgasrezirkulationsventil 30 bei etwa -50 mmHg vollständig schliesst und bei etwa -100 mmHg vollständig öffnet, wie es durch die Kurve E in Fig. 4 dargestellt ist, wohingegen das zweite Ventil-

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betätigungsglied 42 so ausgebildet ist, dass es das Absperrventil 40 bei etwa -275 nunHg vollständig schliesst und bei etwa -225 mmHg vollständig öffnet, wie es durch die Kurve S in Fig. 4 dargestellt ist.

Es ist wünschenswert, die Beschleunigung der Maschine zu erhöhen, indem das Absperrventil 40 sobald wie möglich nach dem Schliessen des Abgasrezirkulationsventiles 30 geöffnet wird, wenn der Betrieb der Maschine vom Zylinderteilbetrieb auf den Zylindervollbetrieb umgeschaltet wird, d.h., die Zeit T, so kurz wie möglich zu wählen. Wenn die Zeit T„ bei einer derartigen herkömmlichen Ventilantriebsschaltung jedoch auf einen kleinen Wert festgelegt wird, wird die Zeit T₁ so kurz, dass die Gefahr besteht, dass das Abgasrezirkulationsventil 3 0 vor dem Schliessen des Absperrventiles 40 trotz der Verzögerungsschaltung 60 öffnet, wenn der Betrieb der Maschine vom Zylindervollbetrieb auf den Zylinderteilbetrieb umgeschaltet wird, da das Abgasrezirkulationsventil 30 über einen Unterdruck betrieben wird, der wesentlich kleiner als der Unterdruck ist, der zum Betreiben des Absperrventiles 40 verwandt wird, wie es aus Fig. 4 ersichtlich ist. Das führt dazu, dass das Abgas über das Absperrventil 40 in die Zylinder #1 bis #3 entweicht, was eine instabile Arbeit der Maschine zur Folge hat.

Erfindungsgemäss wird diese Schwierigkeit dadurch überwunden, dass eine Ventilantriebsschaltung vorgesehen wird, bei der die Zeiten T₁ und T₂ unabhängig voneinander festgelegt werden können. Das ermöglicht es, dass sich das Absperrventil 40 unmittelbar nach dem Schliessen des Abgasrezirkulationsventiles 30 öffnet, wenn der Betrieb der Maschine vom Zylinderteilbetrieb auf den Zylindervollbetrieb umgeschaltet wird, und dass sich das Abgasrezirkulationsventil 30 öffnet, nachdem das Absperrventil 40 vollständig geschlossen ist, wenn der Betrieb der Maschine vom Zylindervollbetrieb auf den Zylinderteilbetrieb umgeschaltet wird.

In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer Antriebsschaltung gemäss der Erfindung dargestellt. Der Schaltungsaufbau in Fig. 5 ist grundsätzlich der gleiche wie in Fig. 2, ausser dass der Widerstand 72, der zusammen mit dem Kondensator 74 eine Integrationsschaltung bildet, parallel zu einer Reihenschaltung einer Diode 76 und eines Widerstandes 78 geschaltet ist. Die in Fig. 5 und Fig. 2 gleichen Bauteile haben die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals beschrieben.

Der Kondensator 74 wird über den Widerstand 72 aufgeladen und über die Diode 76 ,den Widerstand 78 und den Widerstand 72 entladen. Der Widerstand 78 ist so gewählt, dass sich ein Widerstandsunterschied zwischen der Zeit T₁, die notwendig ist, damit das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 70 vom niedrigen Pegel auf den hohen Pegel ansteigt, und der Zeit T_ ergibt, die erforderlich ist, damit das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel kommt, wie es durch die Signalwellenform 70a in Fig. 6 dargestellt ist. Die Zeiten T- und T„ können unabhängig voneinander durch die Wahl der Widerstände 72 und 78 festgelegt werden.

Wenn sich das Steuersignal für den Zylinderteilbetrieb vom niedrigen Pegel auf den hohen Pegel ändert, wie es durch die Wellenform 54a in Fig. 6 dargestellt ist, kommt das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 62 sofort auf den hohen Pegel, wie es durch die Signalwellenform 62a in Fig. 6 dargestellt ist, so dass der Transistor 66 durchschaltet und dadurch das Absperrventil 40 geschlossen wird. Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 64 bleibt währenddessen auf dem niedrigen Pegel, wie es durch die Wellenform 64a in Fig. 6 dargestellt ist, da das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 70 noch einen niedrigen Pegel hat, wie es durch die Wellenform 70a in Fig. 6 dargestellt ist. Eine Zeit T₁ nach einer Änderung des Steuersignales für den Zylinderteilbetrieb auf den hohen

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Pegel kommt das Ausgangssignal des UND-Gliedes 64 gleichfalls auf einen hohen Pegel. D.h., dass sich das Abgasrezirkulationsventil 30 eine Zeit T₁ nach dem Sohliessen des Absperrventiles 40 ohne Rücksicht auf die Verzögerung in der Arbeit des ersten und des zweiten Ventilbetätigungsgliedes 32 und 42 öffnet, wenn der Betrieb der Maschine vom Zylindervollbetrieb auf den ZyIinderteilbetrieb umgeschaltet wird.

Wenn sich das Steuersignal für den Zylinderteilbetrieb vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel ändert, wie es durch die Wellenform 54a in Fig. 6 dargestellt ist, kommt das Ausgangssignal des UND-Gliedes 64 sofort auf den niedrigen Pegel, wie es durch die Wellenform 64a in Fig. 6 dargestellt ist, um das Abgasrezirkulationsventil 30 zu schliessen. Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 62 bleibt jedoch auf einem hohen Pegel, wie es durch die Wellenform 62a in Fig. 6 dargestellt ist, bis ein Zeitintervall T nach einer Änderung des Steuersignales für den Zylinderteilbetrieb auf den niedrigen Pegel abgelaufen ist. Wenn das ODER-Glied 62 ein Ausgangssignal mit niedrigem Pegel liefert, sperrt der Transistor 66, so dass das Absperrventil 40 öffnet. D.h., dass das Absperrventil 40 eine Zeit T₂ nach dem Schliessen des Abgasrezirkulationsventiles 30 öffnet, wenn der Betrieb der Maschine vom Zylinderteilbetrieb auf den Zylindervollbetrieb umgeschaltet wird.

Obwohl die Zeit T.. normalerweise auf einen Wert festgelegt ist, der grosser als der der Zeit T₂ ist, muss diese Bedingung nicht unbedingt erfüllt sein. Die Zeiten T₁ und T₂ können bezüglich der Verzögerungszeit, die durch die Art der Unterdruckquelle zum Betreiben des ersten und zweiten Ventilbetätigungsgliedes 32 und 42 bestimmt ist, der Charakteristiken des Abgasrezirkulationsventiles und des Absperrventiles und 40 und bezüglich anderer Verhältnisse festgelegt werden. Durch die Wahl der Widerstände 72 und 78 kann die Zeit T-auf einen geeigneten Wert festgelegt werden, um sicherzustellen, dass das Abgasrezirkulationsventil 30 öffnet, nachdem das Absperrventil 40 vollständig geschlossen ist, um

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zu verhindern, das Abgas über das Absperrventil 40 in die Zylinder #1 bis #3 entweicht, wenn der Betrieb der Maschine vom Zylindervollbetrieb auf den Zylinderteilbetrieb umgeschaltet wird. Die Zeit T₂ kann auf einen geeigneten Wert festgelegt werden, um zu erreichen, dass das Absperrventil 40 sofort nach dem Schliessen des Abgasrezirkulationsventiles 30 öffnet, um für die gewünschte Beschleunigung der Maschine zu sorgen, wenn der Betrieb der Maschine vom Zylinderteilbetrieb auf den Zylindervollbetrieb umgeschaltet wird.

Wenn die Beschleunigung der Maschine die grösste Bedeutung hat, kann der Widerstand 78 aus der Verzögerungsschaltung 70 weggelassen werden, wie es in Fig. 7 dargestellt ist.

Diese Anordnung erlaubt es, dass sich das Absperrventil 40 innerhalb einer Zeit öffnet, die kürzer als die Zeit ist, die bei der Anordnung gemäss Fig. 5 notwendig ist, wenn der Maschinenbetrieb vom Zylinderteilbetrieb auf den Zylindervollbetrieb umgeschaltet wird.

Im Obigen wurde die erfindungsgemässe Ausbildung in Verbindung mit einer Sechszylinder-Brennkraftmaschine beschrieben, wobei es sich jedoch versteht, dass diese Ausbildung auch ohne weiteres auf irgendeine Maschine mit Zylinderteilbetrieb anwendbar ist.

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Claims

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

A. GRUNECKER H. KINKELDEY

ο« -wo

W. STOCKMAIR K. SCHUMANN

P. H. JAKOB

om.-na

G. BEZOLD

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSK «3

8. Januar 1981 P 15 823-dg

Brennkraftmaschine

PATENTANSPRÜCHE

1/ Brennkraftmaschine, gekennz eichnet

durch

a) eine erste und eine zweite Zylindereinheit jeweils mit wenigstens einem Zylinder,

b) einen Ansaugkrümmer (18), der in einen ersten und einen zweiten Ansaugkanal (18a, 18b) unterteilt ist, die zu der ersten und der zweiten Zylindereinheit jeweils führen, wobei im zweiten Ansaugkanal (18b) ein Absperrventil (40) vorgesehen ist-,

c) einen Abgasrezirkulationskanal (28) zum Einführen des Abgases in den zweiten Ansaugkanal (18b), wobei im Abgasrezirkulationskanal ein Abgasrezirkulationsventil (30) vorgesehen ist,

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d) eine Steuereinrichtung (50, 54), die ein erstes Steuersignal liefert und die zweite Zylindereinheit ausser Betrieb setzt, wenn die Maschinenlast unter einem vorbestimmten Wert liegt, wobei die Steuereinrichtung ein zweites Steuersignal bei Hochlastverhältnissen liefert,

e) ein Abgasrezirkulationsventil-Betätigungsglied (34) zum Betätigen des Abgasrezirkulationsventiles .(30), wobei das Ventilbetätigungsglied (34) normalerweise das Abgasrezirkulationsventil (30) schliesst und auf ein erstes Antriebssignal ansprechend öffnet,

f) ein Absperrventilbetätigungsglied (44) zum Betätigen des Absperrventiles (40), wobei das Absperrventil-Betätigungsglied normalerweise das Absperrventil (40) öffnet und auf ein zweites Antriebssignal ansprechend schliesst, und

g) eine Ventilantriebseinrichtung, die auf das erste Steuersignal anspricht und das zweite Antriebssignal sofort und das erste Antriebssignal mit einer ersten bestimmten Verzögerungszeit (T₁) erzeugt, um sicherzustellen, dass sich das Abgasrezirkulationsventil öffnet,nachdem das Absperrventil geschlossen ist, wobei die Ventilantriebseinrichtung auf das zweite Steuersignal anspricht, um das erste Antriebssignal sofort und das zweite Antriebssignal mit einer zweiten bestimmten Verzögerungszeit (T₂) zu unterbrechen, um sicherzustellen, dass sich das Absperrventil direkt nach dem Schliessen des Abgasrezirkulationsventiles öffnet.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Steuereinrichtung (50, 54) ein Ausgangssignal mit hohem Pegel bei niedriger Last und ein Ausgangssignal mit niedrigem Pegel bei hoher Last liefert und dass die Ventilantriebseinrichtung
a) eine Verzögerungsschaltung (70),an der ein Eingangssignal von der Steuereinrichtung liegt, wobei die Verzögerungsschal- „, tung ein Ausgangssignal mit hohem Pegel mit der ersten Verzögerungszeit bezüglich des Auftretens des Eihgangssignales

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mit hohem Pegel von der Steuereinrichtung liefert und ein Ausgangssignal mit niedrigem Pegel mit der zweiten Verzögerungszeit bezüglich des Auftretens des Eingangssignales mit niedrigem Pegel von der Steuereinrichtung liefert,

b) eine Einrichtung, an der Eingangs signale von der Steuereinrichtung und von der Verzögerungsschaltung liegen, und die das erste Antriebssignal liefert, wenn beide Eingangssignale einen hohen Pegel haben, und

c) eine Einrichtung (62) umfasst, an der Eingangssignale von der Steuereinrichtung und der Verzögerungsschaltung liegen und die das zweite Antriebssignal liefert, wenn wenigstens eines der Eingangssignale einen hohen Pegel hat.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungsschaltung

(70) eine Integrationsschaltung mit einem Widerstand und einem Kondensator zum Integrieren des Signales von der Steuereinrichtung und eine Reihenschaltung aus einer Diode und einem Widerstand zum Entladen des Kondensators umfasst.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Verzögerungsschaltung

(70) eine Integrationsschaltung mit einem Widerstand und einem Kondensator zum Integrieren des Signales von der Steuereinrichtung und eine Diode zum Entladen des Kondensators umfasst.

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