DE3210282C2

DE3210282C2 -

Info

Publication number: DE3210282C2
Application number: DE19823210282
Authority: DE
Inventors: Mitsutaka Kinoshita; Morio Endo; Tatsuro Nakagami; Nobuaki Murakami; Fumio Tamura; Yoshiaki Kyoto Jp Danno
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1981-03-23
Filing date: 1982-03-20
Publication date: 1991-11-28
Also published as: DE3210282A1; GB2101683B; GB2101683A; FR2502248B1; FR2502248A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor mit abschaltbaren Zylindern, bei dem den Zylindern über ein gemeinsames Drosselventil Luft zugeführt wird und sich mittels eines Steuergeräts mit einem Speicher ein Teil der Zylinder außer Betrieb setzen läßt, indem die Luftzufuhr zu diesen Zylindern aufgrund eines Umschaltsignals unterbunden wird, wobei in das Steuergerät eine für die Öffnungsstellung des Drosselventils und die Drehzahl des Motors charakteristische Größe eingegeben wird.

Die DE-AS 29 47 688 beschreibt eine Einrichtung zur Regelung einer mehrzylindrischen Brennkraftmaschine durch Zu- oder Abschaltung einer oder mehreren Zylinder. Mit dieser Einrichtung soll ein ruckfreier Übergang von dem einen Zylinderbetrieb in den anderen Zylinderbetrieb erfolgen, es sollen keine Lastsprünge auftreten, die zu einem solchen Rucken führen könnten. Eine Umschaltung von dem Minderzylinderbetrieb zu dem Mehrzylinderbetrieb erfolgt in einer Winkelstellung des Drosselventils, die 90° beträgt, d. h. bei voller Belastung und voll niedergedrücktem Gaspedal. In dieser Stellung des Gaspedals ist die Leistung des Motors dadurch, daß das Drosselventil vollständig geöffnet ist, maximal für diesen Minderzylinder- Bereich. Erst wenn diese maximale Öffnungsstellung des Drosselventils erreicht wird, wird auf den Mehr- oder Vollzylinder-Bereich umgeschaltet. Da in diesem Bereich eine Unstetigkeit durch sprungartige Leistungserhöhung auftritt, wird nach der DE-AS 29 47 688 das nunmehr maximal geöffnete Drosselventil um einen vorgegebenen Betrag schlagartig zurückgesetzt, d. h. geschlossen. Es treten Öffnungssprünge der Drosselklappe um 72° oder, in dem anderen Beispiel, um 48° auf. Wie sich aus diesen Angaben ergibt, liegt daher der wesentliche Aufgabenpunkt des Gegenstandes dieser Druckschrift darin, bei optimaler oder maximaler Leistungsentnahme des Motors im Minderzylinder- Betrieb eine Umschaltung in den Vollzylinder-Betrieb vorzunehmen, allerdings bei einem ruckfreien Übergang und bei einer sparsamen Betriebsweise, jedoch immer unter der Voraussetzung der maximalen Leistungsentnahme. Für diesen Zweck ist es unweigerlich erforderlich, daß das Drosselventil ein gesteuertes Stellglied, also ein empfindliches, zusätzliches Bauteil aufweist, um das Drosselventil sprungartig um einen großen Winkel zu schließen (vom Minderzylinder- Betrieb auf den Mehr- oder Vollzylinder-Betrieb) oder zu öffnen (von dem Mehr- oder Vollzylinder-Betrieb auf den Minderzylinder-Betrieb). Eine solche Änderung des Öffnungswinkels des Drosselventils wird der Bewegung des Drosselventils über das Gaspedal überlagert. Es können hierdurch erhebliche Störungen bei dem praktischen Betrieb auftreten.

Weiterhin sind Mehrzylindermotoren bekannt, bei denen man bei niedriger Belastung einen Teil der Zylinder von der Arbeit abschalten kann. Damit wird der Zweck einer besseren Brennstoffausnutzung, einer Verminderung giftiger Abgase und der Saugverluste und der Sparsamkeit verfolgt. Für die Außerbetriebsetzung eines Teils der Zylinder sind verschiedene Systeme bekannt, die in der US-PS 42 21 200, der US-PS 42 21 201 und der GB-PS 20 75 118 beschrieben sind. Nach einem System wird die für jeden Zylinder vorgesehene Kraftstoffzufuhr unterbunden. In vielen Fällen ist ein elektrisch gesteuertes Einspritzventil an den Verteilerrohren vorgesehen.

Die bekannten Motoren dieser Art haben den Nachteil, daß die Leistung Schwankungen unterworfen ist, sobald die Arbeit der abzustellenden Zylinder aussetzt. Dies führt bei Fahrzeugmotoren zum Stoßen und Rucken und damit zur Störung eines gleichmäßigen Fahrens. Die bekannten Umschaltsysteme erfordern außerdem komplizierte Steuerungsgeräte.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Mehrzylinder-Verbrennungsmotor mit abschaltbaren Zylindern anzugeben, bei dem eine Umschaltung zwischen einem Minderzylinder-Betrieb auf einen Mehr- oder Vollzylinder- Betrieb ruckfrei erfolgt, wobei ein störunempfindliches System eingesetzt wird, das keine zusätzlichen Stellglieder am Motor erfordert.

Diese Aufgabe wird bei einem Mehrzylinder-Verbrennungsmotor mit abschaltbaren Zylindern dadurch gelöst, daß das Steuergerät so ausgebildet ist, daß die Zurückschaltung auf eine geringere Anzahl von Zylindern sowie die Hochschaltung auf eine höhere Anzahl bis zur Gesamtzahl der Zylinder bei einem Betriebszustand erfolgt, bei dem in der Umschaltphase die Drehmomente beim Mehrzylinder- und Minderzylinderbetrieb im wesentlichen übereinstimmen, wobei das Drehmoment in der Umschaltphase bestimmt ist durch eine für die Drehzahl des Motors charakteristischen Größe und wobei die Öffnungsstellung des Drosselventils nicht beeinflußt wird, und daß in dem Speicher die Sollwerte der für die Drehzahl charakteristischen Größen, die den gleichen Drehmomenten im Mehrzylinder- und Minderzylinderbetrieb entsprechen, gespeichert sind und mit den Eingangssignalen für die charakteristischen Größen über eine Komperatorschaltung verglichen und das Umschaltsignal bei Erreichen der Sollwerte erzeugt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine graphische Darstellung der Leistungskurven zweier Betriebszustände, der Kreuzungspunkt der Kurven zeigt die Leistungsgleichheit bei einer bestimmten Öffnung des Drosselventils,

Fig. 2 schematisch eine erste Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 das Schaltschema des Steuergeräts,

Fig. 4 (a), (b) und (c) Diagramme der gemessenen Drücke in Einlaßverteilerrohr bei verschiedener Anzahl von aussetzenden Zylindern,

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform,

Fig. 6 den Schaltplan des Steuergeräts für die Ausführungsform gemäß Fig. 5,

Fig. 7 (a) bis (i) Zeitdiagramme der Signale für verschiedene Teile des in Fig. 6 dargestellten Stromkreises,

Fig. 8 ein Leistungsdiagramm von Betriebszuständen,

Fig. 9 eine dritte Ausführungsform,

Fig. 10 den Druckschalter für die Ausführungsform gemäß Fig. 9,

Fig. 11 ein Zeitdiagramm der Signale für verschiedene Teile des Stromkreises der Fig. 9,

Fig. 12 eine vierte Ausführungsform und

Fig. 13 Leistungskurven für ein Betriebsbeispiel mit der Ausführungsform gemäß Fig. 12.

Es folgt eine Erläuterung der Erfindung unter Bezugnahme auf das erste Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 3.

Bei einem Motor mit mehreren Zylindern, die über ein gemeinsames Drosselventil mit Luft versorgt werden, und der mit einem System versehen ist, das die Luftzufuhr zu den nicht arbeitenden Zylindern unterbricht, etwa mittels einer Einrichtung zur Stillsetzung der Einlaß- und/oder Auslaßventile, Einleitung atmosphärischer Luft, Rückführung von Abgas usw., gibt es einen Punkt (im folgenden Kreuzungspunkt genannt), bei dem, wie aus Fig. 1 ersichtlich, die Leistung bei Z₁-Betrieb, d. i. Vierzylinderbetrieb, übereinstimmt mit der Leistung bei Z₂-Betrieb, d. i. Zweizylinderbetrieb, wenn die Öffnungsstufe des Drosselventils auf eine bestimmte Motordrehzahl eingestellt wird. Dies kommt daher, daß im Fahrbereich mit reduzierter Öffnung des Drosselventils der Wirkungsgrad der Verbrennung beim Vierzylinderbetrieb abnimmt und der Saugverlust (pumping loss) zunimmt. Solche Nachteile sind beim Zweizylinderbetrieb geringer.

Man kann daher einen gleichmäßigen Übergang ohne Leistungsschwankung erreichen, wenn man die Umschaltung an einem Punkt vornimmt, bei dem die Leistungen unter Z₁- und Z₂-Betrieb bei gleicher Drosselventilöffnung und bei einer entsprechenden Motordrehzahl übereinstimmen. Dies ist der Fall beim dem Kreuzungspunkt der Leistungskurven, wie aus Fig. 1 ersichtlich.

Um dies zu erreichen, kann man einen Speicher vorsehen, in dem im voraus die dem Kreuzungspunkt entsprechenden Leistungen in Form von Parametern für Öffnungsstufe des Drosselventils, negativer Druck am Einlaßverteilerrohr u. dgl. für die entsprechende Drehzahl des Motors gespeichert werden. Hierbei wird der Motor mittels eines Kommandosignals, das aus dem Vergleich der Werte im Speicher mit den aktuellen Werten der Parameter gewonnen wird. Theoretisch wird also die Umschaltung am besten im Kreuzungspunkt durchgeführt, jedoch gibt es im praktischen Betrieb ein gewisses Pendeln. Man arbeitet deshalb im Bereich einer Hysteresis, so daß für die Umschaltung zwei Punkte a und b auf beiden Seiten des Kreuzungspunktes maßgebend sind.

Das Steuergerät für die Umschaltung von Z₁- auf Z₂-Betrieb und umgekehrt wird an Hand der Fig. 2 und 3 beschrieben.

Gemäß Fig. 2 ist das Steuergerät 5 für einen Vierzylindermotor 1 mit einem Magnetgeber 3 zur Erfassung des Rotationsimpulses des Motors verbunden. Der Magnetgeber 3 ist am Tellerrad 2 des im Gehäuse 4 befindlichen Schwungrads angeordnet. Als Fühler zur Feststellung der Leistung des Motors am Kreuzungspunkt ist der Drosselsensor 7 vorgesehen, der die Öffnungsstellung des Drosselventils 6 als Parameter weitergibt. Ein Differentialübertrager o. dgl., der an der Drehachse des Drosselventils 6 an ihrem beweglichen Teil angeordnet ist, kann hierfür verwendet werden. Das Ausgangssignal des Drosselsensors 7 wird zum Steuergerät 5 geleitet.

Wie aus dem Schaltbild der Fig. 3 ersichtlich, hat das Steuergerät 5 folgende Teile. Ein Speicher 8 für die Umschaltung, der als Eingabe die Drehzahl des Motors aufnimmt und die Belastunng beim Schaltpunkt für jede Drehzahl speichert, mit anderen Worten, die Leistung beim Punkt a der Fig. 1, wo vom Vierzylinderbetrieb auf den Zweizylinderbetrieb umgeschaltet wird in Abhängigkeit von der Öffnungsstellung des Drosselventils. Ein Speicher 9, der die Leistung für den Punkt speichert, wo die stillgelegten Zylinder die Arbeit wieder aufnehmen, mit anderen Worten die Leistung am Punkt b der Fig. 1 in Abhängigkeit von der Öffnungsstellung des Drosselventils 6. Die beiden Vergleicher 10 und 11 vergleichen die Ausgangssignale der Speicher 8 und 9 mit dem Ausgangssignal des Drosselsensors 7, der die Öffnungsstellung des Drosselventils 6 anzeigt. Der Vergleicher 10 ermittelt den Punkt, bei dem vom Vierzylinderbetrieb auf den Zweizylinderbetrieb umgeschaltet wird und der Vergleicher 11 ermittelt den Punkt, bei dem wieder zum Vierzylinderbetrieb zurückgeschaltet wird. Die Ausgangssignale der beiden Vergleicher 10 und 11 werden der Vorrichtung 12 zugeführt, welche die Anzahl der arbeitenden Zylinder bestimmt und ein Signal an die Vorrichtung 13 für die Stillsetzung der Ventile gibt. Als Vorrichtung 13 kann einen bekannte Vorrichtung zum Anhalten der Einlaß-Auslaß-Tätigkeit der Ventile verwendet werden. Eine solche Vorrichtung muß befähigt sein, den Zutritt von Luft vom Drosselventil in die stillgelegten Zylinder zu verhindern. Die Erfassungsvorrichtung für die Motorleistung am Kreuzungspunkt ist nicht auf den Drosselsensor 7, der die Öffnungsstellung des Drosselventils 6 feststellt, beschränkt. Man kann auch einen Drucksensor 14 verwenden, der den Druck im Einlaßverteilerrohr ermittelt. Im Fall eines Vierzylindermotors ist die Menge der Einlaßluft pro Zylinder und Zyklus ausgedrückt als totaler Lufteinlaß (Zahl der Zylinder×Zahl der Umdrehungen/2) und ist proportional dem Druck im Einlaßverteilerrohr. Es ist daher möglich, die Menge des Einlasses mit einem Luftstromsensor 15 zu ermitteln. Bei Verwendung des Drucksensors 14 oder des Luftstromsensors 15 werden die Leistungen am Kreuzungspunkt in Übereinstimmung mit den Werten der Sensoren in die Speicher 8 und 9 aufgenommen. Es ist ebenfalls möglich, die Drehzahl des Motors durch die Zündungsimpulse am Verteiler zu ermitteln.

Vorstehend wurde die Erfindung am Beispiel der Umschaltung von Vierzylinderbetrieb (Z₁=4) auf Zweizylinderbetrieb (Z₂=2) erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Vierzylindermotoren beschränkt und Z₁ und Z₂ können beliebige andere Zahlen bedeuten. Z. B. kann man einen Vierzylindermotor mit vier, drei oder zwei Zylindern arbeiten lassen.

Bei der zweiten Ausführungsform gemäß den Fig. 4 bis 8 haben die in ihrer Funktion identischen Teile die gleichen Bezugszeichen wie bei der vorigen Ausführungsform. Dies gilt auch für die weiteren Ausführungsformen.

Ausgehend davon, daß der Kreuzungspunkt existiert, haben die Erfinder eine theoretische Untersuchung der Motorzustände vorgenommen. Es wurde gefunden, daß die Kennzeichen des Kreuzungspunktes, d. h. des Punktes, wo die Leistungen des bei konstanter Drehzahl und bei gleicher Öffnungsstellung des Drosselventils arbeitenden Motors darin liegen, daß der Wert P₁ für den Druck im Einlaßverteilerrohr bei Z₁-Betrieb und der Wert P₂ für den Druck im Einlaßverteilerrohr in einfacher Weise bestimmt sind durch den Wert Z₂/Z₁ und den atmosphärischen Druck P₃, unbeeinflußt vom Verhältnis der Rotation, des Zylinderinhalts und der absoluten Zahl der Zylinder. Ob nun der Zylinderinhalt 1000 oder 2000 ccm oder die Zahl der Zylinder 6 oder 4 beträgt, haben die Drücke P₁ und P₂ beim Kreuzungspunkt den gleichen Wert, wenn das Verhältnis der Zylinderzahlen Z₂/Z₁ vor und nach dem Umschalten zwischen Z₁- und Z₂-Betrieb das gleiche bleibt.

Der Druck p im Einlaßverteilerrohr wurde gemessen bei einem Vierzylindermotor mit 2000 ccm Hubraum. Die Ergebnisse sind in den Fig. 4 (a), 4 (b) und 4 (c) dargestellt. In Abszissenrichtung ist die Drehzahl (U/p m) des Motors und in Ordinatenrichtung ist der Druck (mm Hg abs.) im Einlaßverteilerrohr aufgetragen, während der Motor so lief, daß Leistung und Öffnungsgrad des Drosselventils bei beiden Betriebsarten gleich waren. Die Fig. 4 zeigen die Ergebnisse beim Umschalten, und zwar (a) von 4 auf 2 Zylinder, (b) von 4 auf 3 Zylinder und (c) von 3 auf 2 Zylinder. Die Kurven zeigen, daß die Ergebnisse beim Umschalten von 4 auf 2 Zylinder mit der vorstehenden theoretischen Analyse gut übereinstimmen. Der Druck P₁ bei Vierzylinderbetrieb (Z₁=4) bleibt im wesentlichen konstant in einem Bereich zwischen 330 und 340 mm Hg abs. und der Druck P₂ bei Zweizylinderbetrieb (Z₂=2) bleibt ebenfalls im wesentlichen konstant in einem Bereich zwischen 560 und 570 mm Hg. In den Fällen (b) und (c) weichen die Ergebnisse von der theoretischen Analyse ab, wahrscheinlich weil am Einlaß irreguläre Intervalle auftraten.

Die Ergebnisse der theoretischen Analyse und der praktischen Versuche zeigen, daß die Drücke P₁ und P₂ im Verteilerrohr beim Kreuzungspunkt über einen weiten Drehzahlbereich konstante Werte beibehalten. Es ist daher möglich, die Umschaltung vom Z₁- zum Z₂-Betrieb und umgekehrt stoßfrei und ohne Leistungsschwankungen vorzunehmen, indem man den Druck im Einlaßverteilerrohr ermittelt. Das Steuergerät kann daher einfach aufgebaut sein, da es lediglich die Druckwerte verarbeitet.

Bei der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist bei einem Vierzylindermotor 1 ein Steuergerät 5 vorgesehen, das mit dem Einlaßverteilerrohr 18 über den Drucksensor 14 verbunden ist. Im Drucksensor 14 werden kontinuierlich die für den Druck P im Verteilerrohr gemessenen Werte in elektrische Signale umgeformt, die zum Steuergerät 5 weitergeleitet werden. Das Steuergerät 5 gibt an die Vorrichtung 13 ein Kommandosignal zur Zylinderabschaltung oder Inbetriebsetzung der abgeschalteten Zylinder. Diese Signale werden gebildet aus dem augenblicklichen Betriebszustand des Motors 1 und dem Druck P im Verteilerrohr.

Nach dem Schaltbild der Fig. 6 hat das Steuergerät 5 einen Vergleicher Comp 1, der im Vorhinein mit einer Referenzspannung V_ref2 versehen ist. Diese entspricht dem Druck P₂=580 mm Hg abs., bei dem vom Zweizylinderbetrieb auf den Vierzylinderbetrieb umgeschaltet wird. Diese Spannung wird mit dem Eingangssignal verglichen. Ein zweiter Vergleicher Comp 2 arbeitet mit der Referenzspannung V_ref1 und vergleicht diese mit dem Eingangssignal. Eine Logikschaltung von AND-Gatter 1, NOR-Gatter 1 und OR-Gatter 1 gibt ein Kommandosignal für die Abschaltung der Zylinder auf der Grundlage der von den Vergleichern Comp 1 und Comp 2 gelieferten Daten. Die Ausgabe des Steuergeräts 5 ist unbedingt "1", wenn das Eingangssignal kleiner als die Referenzspannung V_ref1 ist und "0", wenn das Eingangssignal größer als die Referenzspannung V_ref2 ist. Wenn das Eingangssignal einen Zwischenwert zwischen V_ref1 und V_ref2 annimmt, wird die Ausgabe in Abhängigkeit von der Situation variieren. Mit anderen Worten, wenn die Ausgabe des Steuergeräts "1" ist, weil die Ausgabe von NOR 1 "0" ist, dann wird die Ausgabe von AND 1 gleiche "1" und die Ausgabe bleibt "1". Wenn andererseits die Ausgabe des Steuergeräts "0" ist, wird die Ausgabe von AND 1 gleich "0" und die Ausgabe des Steuergeräts 5 bleibt bei "0".

Unter Arbeitsbedingungen mit Leistungsschwankungen, wie sie die Kurve A in Fig. 8 zeigt, wird das Drosselventil in der aus Fig. 7 (a) ersichtlichen Weise eingestellt. Hierzu dienen Signale, die in den Fig. 7 (d) bis (h) gezeigt sind. Hierbei wird ein Kommandosignal für die Stillsetzung der entsprechenden Zylinder, wie aus Fig. 7 (i) ersichtlich, weitergegeben und der Druck im Einlaßverteilerrohr entwickelt sich wie in Fig. 7 (b) gezeigt.

Die Referenzspannungen V_ref1 und V_ref2 der beiden Vergleicher Comp 1 und Comp 2 haben eine leichte Abweichung mit Bezug auf die tatsächlich gemessenen Drücke am Kreuzungspunkt oder bei etwa 10 mm Hg bei der vorliegenden Ausführungsform. Dies ist zur Vermeidung eines unstabilen Arbeitens infolge von Schwankungen im Motor, wie bei der ersten Ausführungsform.

Als Vorrichtung 13 zur Stillsetzung der Zylinder kann, wie bei der Beschreibung der ersten Ausführungsform erwähnt, ein Mechanismus verwendet werden, der die Tätigkeit der Einlaß- bzw. Auslaßventile unterbricht.

Bei der dritten Ausführungsform gemäß den Fig. 9 bis 11 sind anstelle der Drucksensoren Druckschalter VS1 und VS2 vorgesehen, die an einem vorbestimmten Punkt ein- und ausschalten. Transistoren Tr1 und Tr2 wirken als Vergleicher. Ansonsten entspricht diese Ausführungsform in wesentlichen Teilen den oben beschriebenen Ausführungsformen, so daß gleiche Bezugszeichen verwendet sind.

Wie aus Fig. 10 ersichtlich, schalten die Druckschalter VS1 und VS2 ein und aus bei Drücken von P₁=330 mm Hg und P₂=580 mm Hg am Kreuzungspunkt. Zur Vermeidung von Schwankungen im Motor 1 ist eine Hysteresis vorgesehen. Wenn das Drosselventil in der in Fig. 11 (a) gezeigten Weise betätigt wird, entstehen die in den Fig. 7 (b) bis (h) gezeigten Zustände und Signale, durch welche die Steuerung bewirkt wird.

Bei der Beschreibung der zweiten und dritten Ausführungsform wird erläutert, daß beim Umschalten zwischen dem Vierzylinderbetrieb (Z₁=4) und dem Zweizylinderbetrieb (Z2=2) die Beziehung Z₁=2 Z₂ besteht und daß der Einlaßtakt beim Z₁- und Z₂-Betrieb in regelmäßigen Intervallen erfolgt, bei Bedingungen, die nahezu die gleichen wie bei dem theoretischen Modell mit Drücken P₁=330 und P₂=580 im Einlaß beim Kreuzungspunkt sind.

Die vierte Ausführungsform (Fig. 12) betrifft die Umschaltung von vier auf drei und zwei Zylinder. In diesen Fällen bleiben, wie schon anhand der Fig. 4 (a), (b) und (c) erläutert, die Drücke P₁ und P₂ im Einlaßverteilerrohr nicht bei konstanten Werten, ausgenommen beim Schaltpunkt. Die Drücke entwickeln sich im Zusammenhang mit der Drehzahl des Motors, wie aus Tabelle 1 ersichtlich.

Tabelle 1

Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform für die Steuerung der Anzahl der Zylinder gemäß den Werten der Tabelle 1. Hierzu hat die zweite Ausführungsform (Fig. 5) zusätzlich einen Verteiler 20, der die Zündungsimpulse zur Ermittlung der Drehzahl in das Steuergerät 5 eingibt. Zur Ermittlung der Drehzahl können verschiedene Vorrichtungen verwendet werden, z. B. ein Magnetgeber 3 am Tellerrad 2 des Schwungrades, wie bei der ersten Ausführungsform (Fig. 2).

Die Leistung eines Motors dieser Konstruktion wird in den verschiedenen Bereichen, wie in Fig. 13 dargestellt, gesteuert. Durch die erfindungsgemäß vervollkommnete Steuerung wurden die früheren Unzulänglichkeiten beseitigt und man erreicht einen ruhigen, ruckfreien Lauf des Motors, da in der Phase der Umschaltung keine Leistungsschwankungen auftreten. Man erreicht dies dadurch, daß die Umschaltung von Z₁- zum Z₂-Betrieb und umgekehrt bei dem oder in Nähe des Kreuzungspunktes der Leistungskurven durchgeführt wird. Das Steuergerät kann verhältnismäßig einfach gebaut sein, da es nur die Werte für den Druck im Einlaß zu verarbeiten hat.

Claims

1. Mehrzylinder-Verbrennungsmotor mit abschaltbaren Zylindern, bei dem den Zylindern über ein gemeinsames Drosselventil Luft zugeführt wird und sich mittels eines Steuergeräts mit einem Speicher ein Teil der Zylinder außer Betrieb setzen läßt, indem die Luftzufuhr zu diesen Zylindern aufgrund eines Umschaltsignals unterbunden wird, wobei in das Steuergerät eine für die Öffnungsstellung des Drosselventils und die Drehzahl des Motors charakteristische Größe eingegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (5) so ausgebildet ist, daß die Zurückschaltung auf eine geringere Anzahl von Zylindern sowie die Hochschaltung auf eine höhere Anzahl bis zur Gesamtzahl der Zylinder bei einem Betriebszustand erfolgt, bei dem in der Umschaltphase die Drehmomente beim Mehrzylinder- (Z₁) und Minderzylinderbetrieb (Z₂) im wesentlichen übereinstimmen, wobei das Drehmoment in der Umschaltphase bestimmt ist durch eine für die Drehzahl des Motors charakteristische Größe und wobei die Öffnungsstellung des Drosselventils (6) nicht beeinflußt wird, und daß in dem Speicher (8, 9) die Sollwerte der für die Drehzahl charakteristischen Größen, die den gleichen Drehmomenten im Mehrzylinder- (Z₁) und Minderzylinderbetrieb (Z₂) entsprechen, gespeichert sind und mit den Eingangssignalen für die charakteristischen Größen über eine Komperatorschaltung (10, 11; Comp 1, Comp 2) verglichen und das Umschaltsignal bei Erreichen der Sollwerte erzeugt wird.

2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (5) elektrische Einrichtungen aufweist zur Speicherung bzw. Berechnung des Öffnungsgrades des Drosselventils (6) als charakteristische Größe, die einem Betriebszustand entspricht, bei dem die Leistungsabgaben vor und nach dem Umschalten im wesentlichen übereinstimmen als Funktion der Drehzahl, wobei die Steuerung der in Arbeit befindlichen Zylinder durch Vergleich des Signals für die Öffnungsstellung des Drosselventils (6) mit einem Signal der elektrischen Einrichtung erfolgt.

3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (5) elektrische Einrichtungen aufweist zur Speicherung bzw. Berechnung des Druckes im Einlaßverteilerrohr (18) als charakteristische Größe, die einem Betriebszustand entspricht, bei dem die Leistungsabgaben vor und nach dem Umschalten im wesentlichen übereinstimmen als Funktion der arbeitenden Zylinder und der Drehzahl, wobei der Vergleich des Signals für den Druck mit einem Signal der elektrischen Einrichtung zur Steuerung der Zahl der arbeitenden Zylinder dient.

4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (5) elektrische Einrichtungen aufweist zur Speicherung und Berechnung der Menge an Einlaßluft als charakteristische Größe, die einem Betriebszustand entspricht, bei dem die Leistungsabgaben vor und nach dem Umschalten im wesentlichen übereinstimmen als Funktion der arbeitenden Zylinder und der Drehzahl, wobei der Vergleich des Signals für die Luftmenge mit einem Signal der elektrischen Einrichtung zur Steuerung der Zahl der arbeitenden Zylinder dient.

5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetgeber (3) am Tellerrad (2) des Schwungrades zur Ermittlung der Drehzahl als charakteristische Größe angeordnet ist.

6. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drucksensor (14) am Einlaßverteilerrohr (18) angeordnet ist.

7. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drosselsensor (7) am Drosselventil (6) angeordnet ist.

8. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Druckschalter (VS 1, VS 2) am Drosselventil (6) angeordnet sind.

9. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftstromsensor (15) am Einlaßverteilerrohr (18) angeordnet ist.

10. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verteiler (20) zum Abgreifen und anschließenden Eingeben der Zündimpulse in das Steuergerät (5) als für die Drehzahl charakteristische Größe vorgesehen ist.

11. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (5) zwei Speicher (8, 9), zwei Vergleicher (10, 11) und eine Vorrichtung (12) zur Bestimmung der Anzahl der arbeitenden Zylinder aufweist.

12. Verbrennungsmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuergerät (5) an die mit Referenzspannung arbeitenden Vergleicher (10, 11) eine Logikschaltung angeschlossen ist.

13. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Vergleicher (10) den Punkt ermittelt, bei dem von dem Mehrzylinderbetrieb auf den Minderzylinderbetrieb umgeschaltet wird, und der andere Vergleicher (11) den Punkt ermittelt, bei dem auf den Mehrzylinderbetrieb umgeschaltet wird.

14. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (5) einen ersten Vergleicher (Comp 1) aufweist, in dem eine entsprechende Referenzspannung (V_ref2) gespeichert ist, die dem Punkt als Sollwert entspricht, bei dem vom Minderzylinderbetrieb auf den Mehrzylinderbetrieb umgeschaltet wird, wobei diese Referenzspannung mit dem Istwert verglichen wird, daß das Steuergerät (5) einen zweiten Vergleicher (Comp 2) aufweist, in dem eine Referenzspannung (V_ref1) gespeichert ist, die er mit dem Eingangssignal vergleicht, und daß eine Logikschaltung mit einem AND-Gatter, einem NOR-Gatter und einem OR-Gatter das Signal zur Umschaltung von dem Mehrzylinderbetrieb auf den Minderzylinderbetrieb entsprechend dem Vergleich der Vergleicher (Comp 1, Comp 2) erzeugt.