DE3126893C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Leerlaufeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Eine derartige Leerlaufeinrichtung ist aus der DE-PS 19 17 401, F 02 m 3/06, in der Weise bekannt, daß eine zugleich das Leistungsstellglied der Brennkraftma­ schine darstellende Drosselklappe bei relativ niedrigen Saugrohrunterdrücken ihre erste Leerlaufstellung einnimmt, bei der also der vorgegebene Minimalwert des Ansaugquerschnitts im Saugrohr auftritt, während bei höheren Saugrohrun­ terdrücken, wie sie beim Schubbetrieb eines Fahrzeugs auftreten, über einen unterdruckbetätigten Stellmotor die Drosselklappe in die einen etwas größeren Ansaugquerschnitt freigebende zweite Leerlaufstellung bewegt wird. Damit nun beispielsweise bei gelöster Kupplung oder in Neutralstellung befindlichem Getriebe der Stellmotor nicht verhindert, daß die Drosselklappe in ihre erste Leerlaufstellung bewegt wird, sieht die bekannte Einrichtung in der Unterdruck­ leitung zwischen Saugrohr und Stellmotor einen Schalter vor, der beispielsweise vom Getriebe her so angesteuert wird, daß bei in Neutralstellung befindlichem Getriebe, also dann, wenn kein Gang eingelegt ist, durch Unterbrechung dieser Unterdruckleitung der Stellmotor wirkungslos gemacht wird. Bei diesem Stand der Technik ist also die erste Leerlaufstellung der Drosselklappe dem Leerlauf, dagegen die zweite Leerlaufstellung dem Schubbetrieb zugeordnet.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Leerlaufeinrichtung für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die es gestattet, im Leerlauffall, d. h. bei unterbrochenem Antriebsstrang (Abtriebs-Kraftübertragung) zwischen Brennkraftma­ schine und Last, z. B. angetriebenen Fahrzeugrädern, die Maschine mit einer Leer­ laufdrehzahl zu betreiben, die niedriger als die übliche Leerlaufdrehzahl liegt, also beispielsweise bei 500 U/min, ohne daß die sonst auftretenden Anfahrschwierigkei­ ten in Kauf genommen werden müssen. Es handelt sich also um eine derart niedrige Leerlaufdrehzahl, daß normalerweise ein Anfahren, also ein Hochfahren der Ma­ schine unter Last, zum Abwürgen der Maschine führen würde. Wie sich nämlich ge­ zeigt hat, ist der Kraftstoffverbrauch im Leerlauf umso niedriger, je niedriger die Leerlaufdrehzahl ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Während bei dem behandelten Stand der Technik die beiden hier interessierenden "Leerlaufstellungen" der Drosselklappe einerseits eine Anfahr-Leerlaufstellung (für den Fall der unterbrochenen Abtriebs-Kraftübertragung) und andererseits eine Schubstellung (nämlich für unbetätigten Gashebel und von der Last, also beispiels­ weise dem Fahrzeug, her angetriebener Brennkraftmaschine) darstellen, unterschei­ det die Erfindung zwischen einer reinen Leerlaufstellung mit minimaler Drehzahl und einer Anfahrstellung der drosselnden Einrichtung, die außer als Drosselklappe auch beispielsweise als Ventil ausgebildet sein kann. Während beim Stand der Tech­ nik ferner der beispielsweise vom Gangwechselgetriebe her betätigte Schalter in der Unterdruckleitung dazu dient, im echten Leerlaufbetrieb - also nicht bei Schub­ betrieb - auf jeden Fall die erste Leerlaufstellung der Drosselklappe herzustellen, und während ferner bei dieser bekannten Einrichtung erst bei höheren Drehzahlen und damit verbundenen höheren Unterdrücken die Möglichkeit geschaffen wird, daß die Drosselklappe in die zweite Leerlaufstellung bewegt wird, sieht die Erfindung unabhängig von dem jeweiligen Unterdruck im Ansaugrohr dann eine Vergrößerung des Ansaugquerschnitts und damit eine Erhöhung der Leerlaufdrehzahl auf einen anfahrstabilen Wert vor, wenn die Brennkraftmaschine durch irgendeinen Befehl der Bedienungsperson gleichsam in Fahrbereitschaft gebracht wird. Unter einem anfahrstabilen Wert wird ein solcher verstanden, der die beim Anfahren trotz Be­ tätigung des Gashebels auftretende Drehzahlverringerung zuläßt. Dieser Befehl kann gemäß Patentanspruch 2 in der Betätigung des Gangwechselgetriebes beste­ hen, also bei einem handbetätigten Getriebe im Einlegen eines Vorwärts- oder Rückwärtsgangs; bei einem automatischen Getriebe gilt das Entsprechende, d. h. ein Signal wird nur dann nicht erzeugt, wenn der Schalthebel in der Stellung "neu­ tral" bzw. "0" liegt. Eine andere Möglichkeit zur Signalerzeugung besteht gemäß Patentanspruch 3 in der Ausnutzung der Kupplungsbetätigung, beispielsweise durch den Fahrer eines Fahrzeugs. Auch ein Gaspedalschalter kann hierzu dienen.

Als drosselnde Einrichtung im Sinne der Erfindung kann, wie in der DE-PS 19 17 401, eine zugleich das Leistungsstellglied der Maschine darstellende Drosselklappe dienen. Es ist aber auch möglich, in einem Bypass zu der das Leistungsstellglied der Maschine darstellenden Drosselklappe eine zusätzliche drosselnde Einrichtung, also beispielsweise ein Ventil, anzuordnen, wie dies im Prinzip aus der US-PS 39 64 457, F 02 d 1/04, bekannt ist.

Angesichts der bei der Erfindung vorliegenden niedrigen Leerlaufdrehzahl im sta­ tionären Betrieb wird in aller Regel der Einsatz einer Leerlaufdrehzahl-Regelung erforderlich sein. Diese wird zweckmäßigerweise einen PI-Regler enthalten, wie dies im einzelnen in der DE-PS 29 19 135, F 02 d 37/02, beschrieben ist. In Anwen­ dung bei der erfindungsgemäßen Leerlaufeinrichtung erhält der Leerlaufdrehzahl­ regler dann einen zwischen der Leerlaufdrehzahl und der Anfahrdrehzahl umschalt­ baren Sollwertgeber, und bei Leerlaufdrehzahl wird der Zündzeitpunkt durch den Regler auf einen verbrauchsoptimalen Wert vorverlegt, dagegen bei Anfahrdrehzahl auf einen Wert zurückverlegt, der einen größeren Fangbereich der Regelung sicher­ stellt.

Wie bereits eingangs bemerkt, erfolgt bei Leerlaufdrehzahl der Betrieb der Brenn­ kraftmaschine mit einem fetten Gemisch, also einer Luftzahl λ zwischen 0,8 und 0,9. Dagegen wird die Maschine bei höheren Drehzahlen aus Verbrauchs- und Ab­ gaszusammensetzungsgründen mit einem mageren Gemisch, also einer Luftzahl von mindestens 1,1, betrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figur erläu­ tert, die schematisch den Fall eines in einem Bypass zum Leistungsstellglied der Maschine liegenden Ventils als drosselnde Einrichtung wiedergibt.

Im Ansaugrohr 1 der Brennkraftmaschine 2 liegt in üblicher Weise als Leistungs­ stellglied die Drosselklappe 3, die bei einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine mit dem Gaspedal in Verbindung steht. Parallel zu der Drosselklappe 3 liegt in dem Bypass 4 das Ventil 5, dessen Steuereinheit 6, wie durch die Leitung 7 angedeutet, Signale von dem abtriebsseitig an die Brennkraftmaschine 2 angeschlossenen Getriebe 8, hier einem Schaltgetriebe mit dem Handhebel 9, erhält.

Bei nicht betätigtem Gaspedal befindet sich die Drosselklappe 3 in ihrer Leerlauf­ stellung, in der sie nur einen sehr kleinen Ansaugquerschnitt im Ansaugrohr 1 de­ finiert. Dieser Querschnitt ist so bemessen, daß sich eine sehr niedrige Leerlauf­ drehzahl einstellt. Da das Ventil 5 bei nicht eingelegtem Gang im Getriebe 8 geschlossen ist, bestimmt allein der durch die Drosselklappe 3 definierte Ansaug­ querschnitt die der Maschine 2 zugeführte Luft- bzw. Gemischmenge, d. h. die Füllung der Brennräume der Maschine.

Sobald in diesem Ausführungsbeispiel die Bedienungsperson aber einen Getriebe­ gang einlegt, wird über einen entsprechend angeordneten Kontakt im Getriebe 8 ein Signal an die Steuereinheit 6 gegeben, die daraufhin das Ventil 5 öffnet, so daß nunmehr der resultierende Ansaugquerschnitt im Ansaugsystem 1, 4 größer und demgemäß auch die Drehzahl der Maschine erhöht ist. Die so erzielte Vergrö­ ßerung des Ansaugquerschnitts ist im Hinblick auf die Erhöhung der Drehzahl auf einen Wert vorgegeben, bei dem Anfahrschwierigkeiten vermieden sind.

Das den Übergang von der Leerlauf- auf die Anfahrdrehzahl auslösende Signal kann verständlicherweise auch auf anderem Wege gewonnen werden. Beispielsweise kann eine besondere, von der Bedienungsperson vor dem Anfahren zu betätigenden Taste oder dergleichen vorgesehen sein, die das definierte Signal erzeugt.

Sollte der Fangbereich des Reglers nicht ausreichen, kann dieser so ausgelegt werden, daß auch ein bestimmter Leerlaufdrehzahlabfall, d. h. ein Überschreiten des Fangbereichs, ein den Übergang zur Anfahrdrehzahl (mit größerem Fangbe­ reich) auslösendes Signal hervorruft.

Claims (6)

1. Leerlaufeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraft­ fahrzeug, mit zumindest einer den Ansaugquerschnitt der Maschine bestimmen­ den drosselnden Einrichtung sowie einer Ansteuerung für diese, die nur bei unbetätigtem Gashebel und unterbrochener Abtriebs-Kraftübertragung von der Maschine die drosselnde Einrichtung in einer einem vorgegebenen Minimalwert des Ansaugquerschnitts zugeordneten ersten Leerlaufstellung fixiert, wobei für die drosselnde Einrichtung bei bestehender Kraftübertragung eine zweite Leerlaufstellung vorgesehen ist, die einem etwas größeren vorgegebenen Wert des Ansaugquerschnitts zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Minimalwert des Ansaugquerschnitts im Hinblick auf eine derart niedrige Leerlaufdrehzahl vorgegeben ist, daß diese bei Zuführung eines fetten Gemischs nur bei unterbrochener Kraftübertragung stabil ist, während der etwas größere Wert des Ansaugquerschnitts im Hinblick auf eine Anfahr-Drehzahl vorgegeben ist, die bei Zuführung eines mageren Gemischs das Anfahren zuläßt, und daß die Ansteuerung (6) die drosselnde Einrichtung (5) in die zweite Leerlauf­ stellung beim Eintreffen eines Signals für das Bevorstehen eines Anfahrvorgangs bewegt.

2. Leerlaufeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal in einem der Maschine (2) nachgeschalteten, in der Kraftübertragung liegenden Gangwechselgetriebe (8) bei Einlegen eines Gangs erzeugt wird.

3. Leerlaufeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal in einer in der Kraftübertragung liegenden Kupplung erzeugt wird.

4. Leerlaufeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal durch einen Gashebelschalter erzeugt wird.

5. Leerlaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die drosselnde Einrichtung (5) in einem Bypass (4) zu einer das Leistungsstellglied der Maschine (2) darstellenden Drosselklappe (3) liegt.

6. Leerlaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ansteuerung einen verstellbaren Anschlag für eine zugleich das Leistungsstellglied der Maschine darstellende Drosselklappe enthält.