DE3108374A1

DE3108374A1 - "verbrennungsmotor mit abschaltbaren zylindern"

Info

Publication number: DE3108374A1
Application number: DE19813108374
Authority: DE
Inventors: Kichihiko Yokosuka Kanagawa Dohzono
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-03-07
Filing date: 1981-03-05
Publication date: 1982-03-04
Also published as: DE3108374C2; JPS56126642A; JPS6225858B2

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit abschaltbaren Zylindern, so dass nicht alle Zylinder des Motors in Betrieb stehen, wenn die Motorbelastung einen bestimmten Wert unterschreitet.

Um die Wirtschaftlichkeit von Mehrzylinder-Verbrennungsmotoren zu verbessern, ist es bekannt, die Anzahl der Zylinder zu reduzieren, die bei bestimmten Motorbetriebsbedingungen, insbesondere bei niedriger Motorbelastung _f Arbeit leisten. Zu diesem Zweck ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, die eine Anzahl der Zylinder von einem Mehrzylinder-Verbrennungsmotor ausser Betrieb setzt, indem die Kraftstoffzufuhr zu den gewissen Zylindern unterbunden oder der Betrieb der Ansaug- und Auslassventile der ausgewählten. Zylinder bei niedriger Belastung ausgeschaltet wird. Die Abschaltung gewisser Zylinder des Motor erhöht beim Betrieb die Belastung der verbleibenden Zylinder,und Folge davon ist , dass der Wirkungsgrad der Energieumsetzung verbessert wird.

Eine Schwierigkeit mit solchen geteilten bzw. mit abschaltbaren Zylindern versehenen Verbrennungsmotoren liegt darin, dass leicht ein nicht stabiler Motorbetrieb und stärkere Motorschwingungen während der geteilten Betriebsweise, wo der Motor nur mit dem ausgewählten Zylinder läuft und das Intervall, bei dem eine Verbrennung auftritt, länger wird, eintreten können. Dies ist insbesondere bei Betriebszuständen mit niedriger Drehzahl der Fall.

Um einen stabilen Motorbetrieb zu erhalten und Motorschwingungen zu unterdrücken, wurde schon vorgeschlagen, unabhängig von den Motorbelastungsverhältnissen die volle Motorbetriebsstellung mit sämtlichen arbeitenden Zylindern beizu-

behalten, wenn die Motordrehzahl einen bestimmten Wert unterschreitet. Dies führt jedoch zu Nachteilen hinsichtlich des Kraftstoffverbrauches, da der Motor bei niedrigen Drehzahlen stets im vollen Betrieb unabhängig von dem tatsächlichen Auftreten eines nicht stabilen Betriebszustandes gehalten ist.

Durch die Erfindung wird demgegenüber ein verbesserter Verbrennungsmotor mit abschaltbaren Zylindern geschaffen, bei dem der Motorbetrieb unabhängig von den Belastungsverhältnissen in einen vollständigen Betriebszustand umgeschaltet wird, wenn die MotorSchwingungsstärke einen zu einem instabilen Motorbetrieb führenden Wert überschreitet.

Der erfindungsgemässe Verbrennungsmotor weist eine erste und zweite Zylindereinheit auf, die jeweils wenigstens einen Zylinder enthalten. Eine von den Motorbetriebsver^ hältnissen abhängige Steuereinrichtung schaltet die erste Zylindereinheit ab, wenn die Motorbelastung einen bestimmten Wert unterschreitet. Eine Sensoreinrichtung ist vorgesehen und liefert ein für die Motorschwingung kennzeichnendes Signal. Die Steuereinrichtung hält die erste Zylindereinheit unabhängig von den Motorbelastungszuständen in Betrieb, wenn das für die Motorschwingung kennzeichnende Signal einen bestimmten zu einem instabilen Motorlauf führenden Wert überschreitet.

Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung so ausgebildet, dass sie den bestimmten Wert in einen hohen Wert über eine bestimmte Zeit ändert, nachdem das für die Motorschwingung kennzeichnende Signal den bestimmten Wert überschritten hat, und die erste Zylindereinheit über eine bestimmte Zeit

in Betrieb hält, nachdem besagtes Signal den bestimmten Wert überschritten hat. Dies erweist sich als wirksam, um ein Pendeln der Steuerung zu vermeiden.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische geschnittene Ansicht von einem erfindungsgemäss aufgebauten Verbrennungsmotor mit abschaltbaren Zylindern,

Fig. 2 ein Schaubild zur Darstellung der Änderung der Motorbetriebsweise entsprechend dem Ausgangssignal von einem bei dem Motor nach Fig. 1 verwendeten Schwingungssensor.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform von einem erfindungsgemäss aufgebauten Verbrennungsmotor mit abschaltbaren Zylindern gezeigt. Der Motor umfasst einen Motorblock 10, der eine die drei Zylinder #1 bis #3 umfassende inaktive Zylindereinheit und einedie drei Zylinder #4 bis #6 umfassende aktive Zylindereinheit enthält. Die Zylinder #1 bis #3 stehen ausser Betrieb, wenn die Motorbelastung unter einem bestimmten Wert liegt, während die Zylinder #4 bis §6 sich stets bei Lauf des Motors in Betrieb befinden. Der Kraftstoff wird in die einzelnen Zylinder #1 bis #6 über Kraftstoffeinspritzventile g1 bis g3 eingegeben.

Das Bezugszeichen 12 betrifft eine Steuerschaltung, die synchron zur Motordrehzahl ein Einspritzimpulssignal liefert, das proportional zu der von einem, nicht gezeigten Luftströmungsmessgerät erfassten Luftströmungsgeschwindigkeit ist und entsprechend dem Luft/Kraftstoffverhältnis berichtigt wird, das von einem nicht gezeigten Sensor für das Luft/Kraftstoffverhältnis erfasst wird. Das Einspritzimpulssignal wird den Kraftstoffeinspritzventilen g1 bis g6 zugeführt, die daher eine gesteuerte Kraftstoffmenge in die betreffenden Zylinder #1 bis §6 eingegeben. Wenn die Motorbelastung unter einen

bestiramten Wert abfällt, unterbindet die Steuerschaltung 12 die Zufuhr des Impulssignales zu den Einspritzventilen g1 bis g3, so dass die Zylinder #1 bis #3 ausser Betrieb gesetzt werden und der Motorbetrieb von der Vollbetriebsstellung in eine geteilte Betriebsstellung geändert wird, indem nur die restlichen Zylinder #3 bis #6 in Betrieb verbleiben.

Die Luft wird in den Motor durch eine Luftansaugpassage 14 eingeführt, in der ein Drosselventil 16 vorgesehen ist, das in Antriebsverbindung mit dem nicht gezeigten Gaspedal zur Steuerung der Luftströmung zum Motor steht. Die Änsaugpassage 14 ist abstromseitig vom Drosselventil 16 in eine erste und zweite Ansaugpassage 14a und 14b unterteilt. Die erste Ansaugpassage 14a führt zu den Zylinder #1 bis §3 und die zweite Ansaugpassage 14b zu den Zylindern #4 bis #6. Die erste Ansaugpassage 14a weist an ihrer Eingangsstelle ein Unterbrechungsventil 18 auf, das sich normalerweise in der geöffneten Stellung befindet, so dass Frischluft in die Zylinder #1 bis #3 einströmen kann. Das Unterbrechungsventil 18 schliesst sich , um die Zufuhr von Frischluft zu den Zylinder #1 bis #3 zu unterbinden, während sich der Motor in der geteilten Betriebsstellung befindet.

Des weiteren weist der Motor einen Auslassverteiler 20 auf, der in eine erste und zweite Auslasspassage 20a und 20b unterteilt ist. Die erste Auslasspassage 20a geht von den Zylindern #1 bis #3 und die zweite Auslasspassage 20b von den Zylindern #4 bis #6 ab. Der Auslassverteiler 20 ist an seinem abstromseitigen Ende mit einem Auslassrohr 22 verbunden. Das Auslassrohr 22 enthält einen Abgasreiniger 24, der die Emission von .schädlichen Anteilen im Abgas durch das Auslassrohr 22 minimiert.

Eine Abgasrückführpassage 26 (EGR) ist vorgesehen und mündet mit ihrem einen Ende in die erste Auslasspassage 20a, während

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ihr anderes Ende sich in die erste Ansaugpassage 14a öffnet. Die EGR-Passage 26 enthält ein Abgasrückführventil 28, das im geöffneten Zustand eine Rückführung der Abgase von der ersten Auslasspassage 20a in die erste Ansaugpassage 14a erlaubt, um die Pumpverluste an den inaktiven Zylindern #1 bis #3 während der geteilten Betriebsweise des Motors zu minimieren. Das Abgasrückführventil 28 ist während der vollständigen Motorbetriebsweise geschlossen, um eine Abgasrückführung zu verhindern.

An einer Seite des Motorblockes 10 ist ein Schwingungssensor 30 angeordnet. Der Schwingungssensor 30 liefert an die Steuerschaltung 12 ein Signal, das für die am Motorblock 10 auftretende Grosse der Schwingungen kennzeichnend ist , vgl. Wellenform 30a in Fig. 2. Wenn die Schwingungen einen bestimmten Wert A (Fig. 2),der den Minimalwert darstellen kann, ab dem ein nicht stabiler Motorbetrieb eintritt, während der geteilten Betriebsweise (SEM) des Motors überschreitet, veranlasst die Steuerschaltung 12, dass der Motor die volle Betriebsweise (FEM) einnimmt, indem wieder das Einspritzimpulssignal den Kraftstoffeinspritzventilen g1 bis g3 zugeführt, das Abgasrückführventil 28 geschlossen und das Unterbrechungsventil 18 geöffnet werden.

Um ein Pendeln der Steuerung zu vermeiden, ändert die Steuerschaltung 12 den bestimmten Wert A in einen hohen Wert B (Fig. 2) über eine geeignete Zeit t nach der Umschaltung des Motors in die volle Betriebsstellung und hält die volle Betriebsstellung über eine bestimmte Zeit T gemäss Fig. 2 bei.

Bei der erfindungsgemässen Anordnung erfolgt die Umschaltung des Motorbetriebs in die volle Betriebsstellung unabhängig von den Motorbelastungsverhältnissen, wenn das Schwingungs-

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Q

niveau einen zu einem instabilen Motorbetrieb führenden Wert überschreitet. Daher wird der Bereich,innerhalb dem der Motor in der geteilten Betriebsstellung arbeiten kann, im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren mit abschaltbaren Zylindern breiter und ergibt sich daher eine bessere Kraftstoffausnutzung.

Claims

PATENTANWÄLTE

A. GRÜNECKER

pe». 'β

H. KINKEUDEY W. STOCKMAIR

OR-IMG. - AeS (CACTEO*

K. SCHUMANN

0« FSl NAT .

P. H. JAKOB

G. BEZOLD

DR PSt NB-

MOTOR COMEAJTC, LIMITED 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanaeawa-ken, Japan .

8 MÜNCHEN

MAXlMlUAtMSTRASSE

5.» März 1981 P 15 959-Wco.

Verbrennungsmotor mit abschaltbaren Zylindern

PATENTANSPRÜCHE

1/ Verbrennungsmotor mit abschaltbaren Zylindern, g e -> ennzeich.net durch

a) eine erste und zweite Zylindereinheit, die jeweils wenigstens einen Zylinder enthalten;

b) eine Sensoreinrichtung (30), die ein für die Motorschwingung kennzeichnendes Signal liefert; und

c) eine in Abhängigkeit von den Motorbelastungsverhältnissen arbeitende Steuereinrichtung (12), die die erste Zylindereinheit ausser Betrieb setzt, wenn die Motorbelastung unter einem bestimmten Wert liegt,und die die erste
Zylindereinheit unabhängig von den Motorbelastungsverhältnissen in Betrieb hält, wenn das für die Motorschwingung kennzeichnende Signal einen bestimmten Wert überschreitet.

TELEFON (OBS) 39 3ββ3

TELEX OB-2O38O

TELEGRAMME MQNAPAT

TELEKOPIERER
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Steuereinrichtung so ausgelegt ist, dass sie den bestimmten Wert in einen hohen Wert über eine bestimmte Zeit ändert, nachdem das für die Motorschwingung kennzeichnende Signal den bestimmten Wert überschritten hat, und die erste Zylindereinheit über eine bestimmte Zeit in Betrieb hält, nachdem das für die Motorschwingung kennzeichende Signal den bestimmten Wert überschritten hat.