DE3151136C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1, insbesondere eine Anordnung, welche die Regelung der Leerlaufdrehzahl nach einer Zeitdauer beginnt, wenn der Motor­ betrieb vom Startzustand in den Leerlaufzustand wechselt.

Aus der DE-OS 30 20 618 ist eine Regelanordnung mit geschlossener Schleife bekannt, um die Leerlaufdrehzahl auf einen Soll-Wert zu regeln, indem die Menge der Luft oder die Menge des in den Motor einzuführenden Luftbrennstoffgemisches in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Soll-Wert und der Ist-Leerlaufdrehzahl ein­ gestellt wird. Die Regelanordnung beendet die Regelung der Leer­ laufdrehzahl, wenn ein Antriebszustand (eingelegter Gang) durch eine Leerlauffeststellanordnung festgestellt wird.

Die Leerlauffeststellanordnung enthält einen Getriebe-Leer­ laufschalter zum Erzeugen eines Signals, wenn der Gang­ schalthebel des Getriebes sich in der Leerlaufstellung be­ findet, einen Drosselventil-Leerlaufschalter, der durch ei­ nen Drosselhebel betätigt wird, und einen Fahrzeuggeschwin­ digkeitsfühler, der bei Unterschreiten einer Geschwindig­ keitsschwelle ein Signal abgibt. Die Leerlauffeststellan­ ordnung nimmt den Leerlaufzustand des Motors bei Vorliegen dieser drei Signale an.

Da der Getriebe-Leerlaufschalter in dem Getriebe angeordnet ist, hat er einen komplizierten und teuren Aufbau. Bei einge­ legtem Gang erzeugt er ein Antriebsbetriebssignal, das die Regelung der Leerlaufdrehzahl beendet. Wenn nun die Kupplung ohne Betätigen des Gaspedals etwas eingerückt wird, fällt die Motordrehzahl ab, da die Drehzahlregelung abgeschaltet ist, was ein Absterben des Motors bewirken kann.

Weiterhin wird bei der bekannten Anordnung bereits während des Anlassens mit der Regelung der Leerlaufdrehzahl begonnen, was aufgrund der festgestellten Soll-Ist-Abweichung in ei­ nem bei nicht betätigem Gaspedal ungewollten und danach zu Regelschwingungen führenden Öffnen des Drosselventils resul­ tiert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zum Regeln der Leerlaufdrehzahl zu schaffen, die ohne Getriebe­ leerlaufschalter die Bedingungen für die Regelung des Leer­ laufs verbessert.

Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnungen be­ schrieben. Hierbei zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Motors mit Regelanordnung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Vergasers und dessen Zubehör,

Fig. 3 eine Vorderansicht einer Betätigungseinrichtung für den Vergaser,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Betätigungseinrichtung,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des inneren Aufbaus der Betätigungseinrichtung,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeug­ geschwindigkeitsfühlers,

Fig. 7 ein elektrisches Schaltbild der Regelschaltung nach der Erfindung und

Fig. 8 eine graphische Darstellung der Ausgangssignale der Komparatoren in der Regelschaltung.

Gemäß Fig. 1 ist ein auf einem Fahrzeug angebrachter Verbrennungsmotor 1 mit einer Ansaugverzweigung 2, einem Vergaser 3, einem Luftreiniger 4, einer Zündspule 5 und Zündkerzen 6, die mit der Zündspule 5 verbunden sind, versehen. Eine Betätigungseinrichtung 8 zum Betätigen eines Drosselventils in dem Vergaser ist an der Seiten­ wand des Vergasers 3 gelagert. Die Betätigungseinrichtung 8 enthält einen Leerlauffühlerschalter. Das von dem Leer­ lauffühlerschalter in der Betätigungseinrichtung 8 er­ zeugte Leerlaufsignal wird zu einer Regelschaltung 10 über eine Leitung 9 gesandt. In Synchronismus mit den Zündimpulsen erzeugte Impulse werden auch der Regel­ schaltung 10 über eine Leitung 11 zugeführt. Der Ausgang der Regelschaltung 10 ist mit der Betätigungseinrichtung 8 durch eine Leitung 12 verbunden.

Ein Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 13 ist mit einer Achse eines Vorderrads 14 durch ein Geschwindigkeitsmesser­ seil 15 verbunden. Das Ausgangssignal des Fahrzeug­ geschwindigkeitsfühlers 13 wird der Regelschaltung 10 über eine Leitung 16 zugeführt.

Gemäß Fig. 2 ist eine Drosselwelle 17 eines Drosselventils 18 drehbar an dem Vergaser 3 angebracht, wobei ein Ende der Drosselwelle 17 an dem inneren Ende einer Feder 19 festgelegt ist, die eine Federkraft auf die Drosselwelle 17 ausübt, um das Drosselventil 18 zu schließen. Ein Seilverbinder 20 und ein Hebel 21 sind an der anderen Seite der Drosselwelle festgelegt.

Gemäß Fig. 3 und 4 ist die Betätigungseinrichtung 8 an einem Halter 24 befestigt, der fest an dem Vergaser 3 angebracht ist. Ein Ende eines Beschleunigungsseils 22, das mit dem Beschleunigungsfußhebel des Fahrzeugs ver­ bunden ist, ist an dem Seilverbinder 20 befestigt. Die Betätigungseinrichtung enthält einen Stab 23, der in Wir­ kungsverbindung mit einem Flansch 25 des Hebels 21 gemäß Fig. 3 steht.

Gemäß Fig. 5 ist der Stab 23 drehbar in einem Lager 27 angebracht und in ein Lager 28 geschraubt. Der Stab 23 ist axial einstückig an einem Zahnrad 32 angebracht. Der Stab besteht aus Metall und die Lager 27 und 28 und das Zahnrad 32 bestehen aus Kunststoff zur elektrischen Isolation gegenüber dem Körper der Betätigungseinrich­ tung 8. Eine Klemme 30 ist an dem Körper der Betätigungs­ einrichtung über eine Isolierplatte 29 festgelegt. Eine an der Klemme 30 befestigte Bürste steht in Verbindung mit dem Umfang des Stabes 23.

Das Zahnrad 32 greift in ein Ritzel 33 ein, das fest an einer Welle 34 angebracht ist, deren anderes Ende fest an einem Zahnrad 35 angebracht ist, das in ein Ritzel 36 eingreift. Das Ritzel 36 ist an einer Welle 37 des Motors 38 festgelegt.

Gemäß Fig. 6 enthält der Fahrzeuggeschwindigkeits­ fühler 13 einen zylindrischen Kern 39 mit Spulen 40, die in Reihe geschaltet und mit einem Klemmenpaar 41 verbunden sind, wobei ein Rotor 43 an einer Welle 42 festgelegt ist, die mit einem Geschwindigkeitsmesserseil 15 über ein Gelenk 44 verbunden ist. Die Drehung des Rotors 43 erzeugt somit eine Ausgangsspannung an den Klemmen 41 entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit.

Gemäß Fig. 7 enthält die Regelschaltung 10 einen Kreis 50 zum Erzeugen eines Motordrehzahlsignals, einen Kreis 51 zum Erzeugen eines Motordrehzahlanstiegsignals, der eine ungenügende Motordrehzahl feststellt, einen Kreis 52 zum Erzeugen eines Motordrehzahlabfallsignals, der eine übermäßige Motordrehzahl feststellt, Oszillatoren 53 und 54, einen Betätigungsregelkreis 55 für die Leer­ laufdrehzahlregelung, einen Kreis 56 zum Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals, einen Kreis 57 zum Erzeugen eines Leerlaufsignals, einen Kreis 58 zum Feststellen der Motordrehzahl und ein UND-Verknüpfungs­ glied 59.

Der Kreis 50 zum Erzeugen des Motordrehzahlsignals wird mit Impulsen von der Zündspule 5 gespeist, was das Schalten eines Transistorschaltkreises mit Widerständen 60, 61 und 62 und einem Transistor 63 bewirkt. Der Kollektor des Transistors ist mit einer positiven Spannungsquelle über einen Widerstand 64 und mit einem Integrierkreis, der Widerstände 65 und 67 und einen Kondensator 66 enthält, verbunden.

Der Ausgang des Kreises 50 zum Erzeugen des Motordreh­ zahlsignals ist mit einem nichtinvertierenden Eingang eines Komparators 70 des Kreises 51 zum Erzeugen eines Motordrehzahlanstiegssignals und mit einem invertierenden Eingang eines Komparators 75 des Kreises 52 zum Erzeugen eines Motordrehzahlabfallsignals verbunden. Der inver­ tierende Eingang des Komparators 70 ist mit einem Spannungs­ teiler mit den Widerständen 68 und 69 verbunden und dessen Ausgang ist mit einem UND-Verknüpfungsglied 71 verbunden. Der Ausgang des UND-Verknüpfungsglieds 71 ist mit einem UND-Verknüpfungsglied 72 zum Erzeugen eines Motordrehzahlanstiegssignals verbunden. Der nicht­ invertierende Eingang des Komparators 75 ist mit einem Spannungsteiler mit den Widerständen 73 und 74 verbunden und dessen Ausgang ist mit einem UND-Verknüpfungsglied 76 verbunden. Der Ausgang des UND-Verknüpfungsglieds 76 ist mit einem UND-Verknüpfungsglied 77 zum Erzeugen eines Motordrehzahlabfallsignals verbunden. Die Oszillatoren 53 und 54 enthalten jeweils Inverter 78, 79, 83 und 84, Widerstände 80, 81, 85 und 86 und Kondensatoren 82 und 87. Impulse von dem Oszillator 53 werden dem UND-Ver­ knüpfungsglied 71 zugeführt und Impulse von dem Oszillator 54 werden dem UND-Verknüpfungsglied 76 zugeführt. UND-Verknüpfungsglieder 72 und 77 sind mit einem Ausgang des UND-Verknüpfungsglieds 59 verbunden.

Der Betätigungsregelkreis 55 für die Leerlaufdrehzahl­ regelung enthält pnp-Transistoren 88 und 89 und npn- Transistoren 90 und 91, die miteinander in Brückenform verbunden sind. Der Motor 38 ist zwischen die Kollektoren von zwei Transistorenpaaren geschaltet. Der Betätigungs­ regelkreis 55 enthält des weiteren ein Transistorenpaar 98 und 99 und Widerstände 92 bis 97 zum Anlegen von Spannungen an jeden Transistor. Die Basis des Transistors 98 ist mit einem Ausgang des UND-Verknüpfungsglieds 72 verbunden und die Basis des Transistors 99 ist mit einem Aus­ gang des UND-Verknüpfungsglieds 77 verbunden.

Der Ausgang des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers 13 ist mit einer Diode 100 des Kreises 56 zum Erzeugen eines Fahr­ zeuggeschwindigkeitssignals verbunden, der wiederum mit einem invertierenden Eingang eines Komparators 103 über einen Widerstand 101 verbunden ist. Ein Kondensator 102 und ein Widerstand 114 sind auch mit dem invertierenden Eingang des Komparators verbunden. Der nichtinvertierende Eingang des Komparators 103 ist mit einem Spannungs­ teiler mit den Widerständen 104 und 105 verbunden. Der Ausgang des Komparators 103 ist mit einem der Eingänge des UND-Verknüpfungsglieds 59 verbunden.

Der Kreis 57 zum Erzeugen eines Leerlaufsignals enthält einen Leerlauffühlerschalter 106, der durch das Ende des Stabes 23 und den Endteil 25 des Hebels 21 gebildet ist. Ein Anschluß des Schalters 106 ist geerdet und der andere An­ schluß ist mit der Spannungsquelle über einen Widerstand 108 und mit der Basis des Transistors 109 verbunden. Der Kollektor des Transistors 109 ist mit der Spannungsquelle über einen Wider­ stand 107 und mit einem der Eingänge des UND-Verknüpfungs­ glieds 59 verbunden.

Im Betrieb werden den Zündimpulsen proportionale Impulse dem Kreis 50 zum Erzeugen des Motordrehzahl­ signals zugeführt. Die Drehung des Vorderrades 14 bewirkt eine Drehung des Rotors 43 des Fahrzeuggeschwindigkeits­ fühlers 13 und erzeugt ein Ausgangssignal (Wechselstrom) proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit an den Klemmen 41 (Fig. 6). Wenn der Beschleunigungsfußhebel zur Beschleunigung des Motors niedergedrückt wird, wird der an der Drosselwelle 17 festgelegte Endteil 25 des Hebels 21 von dem Ende des Stabs 23 gelöst, was ein Öffnen des Leerlauffühlerschalters 106 bedeutet.

Dem Kreis 50 zum Erzeugen eines Motordrehzahlsignals zuge­ führte Impulse schalten den Transistor 63 ein und aus. Die Spannung an dem Anschluß des Kondensators 66 ändert sich umgekehrt proportional zur Motordrehzahl. Die Spannung des Kondensators 66 wird den Komparatoren 70 und 75 zugeführt. Wenn die Eingangsspannung des Komparators 70 höher als die untere Grenzbezugsspannung an dem invertierenden Eingang ist, was eine niedrige Motordrehzahl bedeutet, wird ein hochpegeliges Ausgangs­ signal dem UND-Verknüpfungsglied 71 zugeführt. Das UND-Verknüpfungsglied 71 erzeugt Impulse entsprechend den Eingangsimpulsen von dem Oszillator 53, die dem UND-Verknüpfungsglied 72 zugeführt werden. Wenn die Eingangsspannung des Komparators 75 unter die obere Grenzbezugsspannung an dem nichtinvertierenden Eingang abfällt, was bedeutet, daß die Motordrehzahl hoch wird, wird ein hochpegeliges Ausgangssignal dem UND-Verknüpfungs­ glied 76 zugeführt. Das UND-Verknüpfungsglied 76 erzeugt Impulse, die dem UND-Verknüpfungsglied 77 gleichartig zum Betrieb des UND-Verknüpfungsglieds 71 zugeführt werden.

Gemäß Fig. 8 ist V - β die untere Grenzbezugsspannung am invertierenden Eingang des Komparators 70 und V + β ist die obere Grenzbezugsspannung am nichtinvertierenden Eingang des Komparators 75. Der Komparator 70 erzeugt deshalb ein hochpegeliges Ausgangssignal bei der Motor­ drehzahl N - α entsprechend der Spannung V - β und der Komparator 75 erzeugt ein Ausgangssignal bei der Motor­ drehzahl N + α entsprechend der Spannung V + β. Demgemäß ist ein Bereich α ± β ohne Regelung an beiden Seiten einer gewünschten Leerlaufdrehzahl N vorgesehen.

Das Motordrehzahlsignal von dem Motordrehzahlfühler 13 wird dem Komparator 103 über die Diode 100 zugeführt. Wenn das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal einen vorbe­ stimmten Pegel des Eingangssignals an dem nichtinver­ tierenden Eingang des Komparators 103 übersteigt, wechselt das Ausgangssignal des Komparators 103 von einem hohen Pegel auf einen niedrigen Pegel. Der Wechsel des Ausgangssignals wird bei niedriger Fahrzeuggeschwindig­ keit, beispielsweise 3 km/h, ausgeführt.

Wenn der Drehzahlfühlerschalter 106 ausgeschaltet ist, d. h. wenn der Hebel 21 von dem Stab 23 gelöst ist, wird der Transistor 109 eingeschaltet, so daß sich das Leerlaufsignal auf der Leitung 9 auf einem niedrigen Pegel befindet. Wenn jedoch der Leerlauffühlerschalter 106 eingeschaltet ist, ist der Transistor 109 ausge­ schaltet, so daß das Leerlaufsignal auf einen hohen Pegel geht.

In dem Kreis 58 zum Feststellen der Motordrehzahl wird das Ausgangssignal des Kreises 50, das der Motordrehzahl proportional ist, an den invertierenden Anschluß eines Komparators 110 angelegt. Der Komparator 110 vergleicht das Eingangssignal mit einer Bezugsspannung an dem nichtinvertierenden Eingang, die von einem Spannungsteiler mit den Widerständen 112 und 113 zugeführt wird. Wenn die Motordrehzahl eine vorbestimmte Drehzahl ent­ sprechend der Bezugsspannung übersteigt, ändert sich das Ausgangssignal des Komparators 110 auf einen hohen Pegel, der dem UND-Verknüpfungsglied 49 über einen Widerstand 111 zugeführt wird. Die vorbestimmte Drehzahl ist beispielsweise 300 U/min.

Die UND-Verknüpfungsglieder 72 und 77 erzeugen ein hochpegeliges Ausgangssignal nur dann, wenn das von dem UND-Verknüpfungsglied 59 zugeführte Eingangssignal sich auf einem hohen Pegel befindet. Das UND-Ver­ knüpfungsglied 59 erzeugt ein hochpegeliges Ausgangs­ signal, wenn alle Eingangssignale von dem Kreis 56 zum Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssignals, dem Kreis 57 zum Erzeugen eines Leerlaufsignals und dem Kreis 58 zum Feststellen der Motordrehzahl sich auf hohen Pegeln befinden. Die Bedingungen sind wie folgt:

• A. Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist niedriger als eine vorbestimmte Geschwindigkeit,
• B. der Hebel 21 berührt das Ende des Stabs 23 (Leer­ laufzustand) und
• C. die Motordrehzahl ist höher als die vorbestimmte Drehzahl.

Unter diesen Bedingungen erzeugt das UND-Verknüpfungsglied 59 ein hochpegeliges Ausgangssignal, wodurch die UND-Ver­ knüpfungsglieder 72 und 77 die Leerlaufdrehzahl regeln.

Wenn die Motorleerlaufdrehzahl niedriger als die Drehzahl N - α (Fig. 8) ist, erzeugt der Komparator 70 ein hochpegeliges Ausgangssignal, welches das UND-Ver­ knüpfungsglied 71 betätigt, um Impulse zu erzeugen. Die Impulse werden der Basis des Transistors 98 über das UND-Verknüpfungsglied 72 zugeführt, um periodisch den Transistor einzuschalten. Als Ergebnis werden die Transistoren 88 und 91 eingeschaltet, so daß ein Strom durch den Transistor 88, den Motor 38 und den Transistor 91 fließt, wodurch eine Drehung des Motors 38 in einer Richtung bewirkt wird. Die Drehung des Motors wird auf den Stab 23 über die Zahnräder 36, 35, 33 und 32 übertragen, so daß der Stab 23 vorgeschoben wird, um den Hebel 21 zu verschieben. Das Drosselventil 18 wird somit gedreht, um die Motorleerlaufdrehzahl zu erhöhen.

Wenn die Motorleerlaufdrehzahl die Drehzahl N + α über­ schreitet, erzeugt der Komparator 75 ein hochpegeliges Ausgangssignal, so daß der Transistor 99 in gleich­ artiger Weise wie der Kreis 51 eingeschaltet wird. Die Transistoren 89 und 90 werden somit eingeschaltet und der Motor 38 wird veranlaßt, sich in Gegenrichtung zu drehen, so daß der Stab 23 zurückgezogen wird. Das Drosselventil 18 wird geschlossen, um die Motor­ leerlaufdrehzahl zu verringern. Die Motorleerlauf­ drehzahl wird somit automatisch auf der gewünschten Leer­ laufdrehzahl N gehalten.

Die Bedingungen, bei denen die oben beschriebene Regelung der Leer­ laufdrehzahl nicht durchgeführt wird, sind wie folgt:

• D. Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist höher als ein vorbestimmter Wert und das Ausgangssignal des Kreises 56 wechselt auf einen niedrigen Pegel oder
• E. der Motor wird beschleunigt und der Leerlauf­ fühlerschalter 106 wird geöffnet, so daß das Leer­ laufsignal auf einen niedrigen Pegel geht, oder
• F. die Motordrehzahl ist niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl, unterhalb der eine Regelung der Leerlaufdrehzahl nicht vorgesehen ist, wobei sich das Ausgangssignal des Kreises 58 zum Feststellen der Motordrehzahl auf einem niedrigen Pegel befindet.

Bei Vorliegen jeder einzelnen dieser Bedingungen geht das Ausgangssignal des UND-Verknüpfungsglieds 59 auf einen niedrigen Pegel, wodurch die Regelung der Leerlauf­ drehzahl beendet wird.

Claims (3)

1. Anordnung zum Regeln der Leerlaufdrehzahl eines Verbrennungs­ motors (1) für ein Fahrzeug, mit einer Betätigungseinrichtung (8) zum Einstellen eines Drosselventils (18) des Motors ent­ sprechend einer Soll-Leerlaufdrehzahl, mit einem Fahrzeugge­ schwindigkeitsfühler (13), der eine Ausgangsspannung in Ab­ hängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit erzeugt, mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal-Erzeugungskreis (56), der einen ersten vorgegebenen logischen Pegel (H) erzeugt, wenn die Aus­ gangsspannung des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers (13) einen vorbestimmten Wert (3 km/h) unterschreitet, mit einem Leer­ laufsignalerzeugungskreis (57), der einen zweiten vorgegebe­ nen logischen Pegel (H) erzeugt, wenn das Drosselventil (18) im Leerlaufzustand ist, mit einem Drehzahlsignal-Erzeugungs­ kreis (50), der eine Ausgangsspannung proportional zur Motor­ drehzahl erzeugt, mit einer Einrichtung (51, 52, 55) zum Regeln der Leerlaufdrehzahl und zum Abgeben von Stellsignalen für die Betätigungseinrichtung (8), gekennzeichnet durch einen Drehzahlfeststellkreis (58), der das Ausgangssi­ gnal des Drehzahlsignal-Erzeugungskreises (50) empfängt und einen dritten vorgegebenen logischen Pegel (H) er­ zeugt, wenn das Ausgangssignal einen vorbestimmten Wert (300 l/min) überschreitet, und durch eine Verknüpfungs­ anordnung (59), die bei Vorliegen des ersten (H) und des zweiten (H) und des dritten vorgegebenen logischen Pegels (H) ein den Leerlaufzustand feststellendes und die Regeleinrichtung (51, 52, 55) aktivierendes Signal erzeugt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsanordnung ein UND-Gatter (59) um­ faßt.

3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlfeststellkreis (58) einen Komparator (110) umfaßt, dem die Ausgangsspannung des Drehzahlsi­ gnal-Erzeugungskreises (50) und eine Bezugsspannung ent­ sprechend dem vorbestimmten Wert von vorzugsweise 300 (l/min) zugeführt werden.