DE3217351C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Anhebung der Leerlaufdrehzahl einer Dieselbrennkraftmaschine, mit einem Stell­ glied zur Beeinflussung der Kraftstoffzufuhr, dessen Verstell­ weg in Leerlaufrichtung durch einen Leerlaufanschlag bzw. nach einem Startvorgang durch einen Startmengenanschlag begrenzbar ist.

Bei derartigen Anordnungen besteht das Problem, daß nach einem Start der kalten Brennkraftmaschine eine Erhöhung der Leerlaufdreh­ zahl so lange erfolgen muß, bis die Brennkraftmaschine warm ge­ laufen ist. Diese Erhöhung der Leerlaufdrehzahl wird bei bekannten Anordnungen durch eine elektronische Regelung erreicht.

Eine Anordnung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der DE-OS 30 14 058 bekannt. Dort wird zur Anhebung der Leerlaufdrehzahl bei kalter und/oder belasteter Brennkraftmaschine die Vorspannung der sogenannten Leerlauffeder durch Verstellen ihres Anschlags erhöht, indem Drehzahlimpulse über eine Schalteinrichtung einer logischen Einheit zugeführt werden, die ausgangsseitig mit dem die Vorspannung der Leerlauffeder verändernden Stellglied verbunden.

Eine derartige elektronische Regelung ist aber aufwendig und sehr teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ausschließlich eine mechanische Regelung ansprechende Anordnung zur Anhebung der Leerlaufdrehzahl zu schaffen, die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und preisgünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verstellung durch mehrere in Leerlaufrichtung hinter­ einander angeordnete Startmengenanschläge begrenzbar ist, von denen beginnend mit dem Startvorgang in bestimmten Zeitabständen nacheinander jeweils der dem Leerlaufan­ schlag entfernteste Startmengenanschlag aus dem Verstell­ weg des Stellglieds herausbewegbar ist.

Diese Ausbildung der Anordnung ermöglicht es, auf einfache Weise eine er­ höhte Leerlaufdrehzahl nach einem Startvorgang zu erhal­ ten, die entsprechend dem durchschnittlichen Erwärmungs­ verlauf der Brennkraftmaschine stufenweise bis zum Nor­ malbetrieb reduziert wird. Dabei kann das Stellglied der Verstellhebel der das Fördervolumen steuernden Regel­ stange einer Kraftstoffeinspritzpumpe, z. B. einer Diesel­ brennkraftmaschine sein.

Sind die Startmengenanschläge Rampen unterschiedlicher radialer Erstreckung eines schrittweise drehbar antreib­ baren Schwenkelements, wobei auch der Leerlaufanschlag eine Rampe des Schwenkelements sein kann, so sind nur wenige mechanische Bauteile und nur ein Antrieb dafür er­ forderlich.

Ist das Schwenkelement um 360° drehbar, so wird nach ei­ nem Ablauf des Startbetriebs automatisch wieder die Po­ sition eingenommen, von der aus ein neues Startintervall direkt wieder beginnen kann.

Ein nur geringer Platzbedarf wird dann benötigt, wenn das Schwenkelement eine in der Bewegungsebene des Ver­ stellhebels angeordnete Scheibe ist.

Eine Möglichkeit des Drehantriebs des Schwenkelements besteht in einem elektrischen Schrittmotor.

Ein wesentlich billigerer Drehantrieb wird durch einen Kurbelbetrieb erreicht, da er einen billigeren Linearan­ trieb ermöglicht.

Besitzt der Kurbeltrieb zwei im Winkel zueinander ange­ ordnete an ihrem einen Ende gelenkig miteinander verbun­ dene Hebel und ist er im Bereich der verbundenen Hebel­ enden mit dem Schwenkelement exzentrisch zu dessen Dreh­ achse verbunden, wobei die freien Hebelenden unabhängig voneinander etwa linear bewegbar antreibbar sind, so kann auf einfache Weise mit zwei Lineartrieben ein Drehantrieb des Schwenkelements in vier Stufen erreicht werden.

Dabei sind vorzugsweise die freien Hebelenden aufeinan­ der zu bzw. voneinander weg bewegbar.

Einfache billige Antriebe werden erreicht, wenn die freien Hebelenden durch ein elektromagnetisches Stellelement be­ wegbar sind. Dazu können die elektromagnetischen Stellele­ mente Klappankerrelais sein, an deren Klappankern jeweils ein freies Hebelende angelenkt ist.

Durch ungleiche Rückstellkräfte der beiden Klappanker kann der eindeutige Verlauf des Stellhebels in eine Schwenkrichtung sichergestellt werden.

Zur Übertragung der Kurbeltriebbewegung auf das Schwenk­ element kann der Kurbeltrieb im Bereich der miteinander verbundenen Hebelenden einen Kulissenzapfen besitzen, der in eine Kulissenführung des Schwenkelements ein­ greift.

Der Antrieb des Kurbeltriebs kann von einer Elektronik steuerbar sein, die einen durch den Startvorgang einschalt­ baren Impulsgeber aufweist, dessen Ausgang mit einer Zähl­ einheit verbunden ist, über deren ersten Ausgang ein erstes seine Ansteuerposition eine bestimmte Zeit beibehaltendes elektromagnetisches Stellelement und über deren zweiten Ausgang ein zweites seine Ansteuerposition eine bestimm­ te Zeit beibehaltendes elektromagnetisches Stellelement ansteuerbar sein kann. Dieser Antrieb kann durch einfache Serienbauelemente und damit billig realisiert werden. Da­ bei ist vorzugsweise vom Impulszähler das erste Stellele­ ment unmittelbar nach dem Startvorgang und dazu zeitversetzt vor Ablauf der Ansteuerzeit des ersten Stellelements das zweite Stellelement ansteuerbar, dessen Ansteuerzeit über die Ansteuerzeit des ersten Stellelements hinausreicht.

Ist im Masseanschluß der elektromagnetischen Stellelemente ein Temperaturschalter angeordnet, der sich oberhalb einer bestimmten Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine in Öffnungsposition befindet, so wird bei bereits warmer Brennkraftmaschine direkt die normale Leerlaufdrehzahl eingestellt. Dies ist z. B. erforderlich, wenn die Brenn­ kraftmaschine nach längerem Fahrbetrieb nur kurz ausge­ schaltet wurde und somit bei einem erneuten Startvorgang noch auf Betriebstemperatur ist. Eine für diesen Betriebs­ zustand zu hohe Leerlaufdrehzahl wird somit vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Dieselbrennkraftmaschine mit einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Anordnung in der Ansicht,

Fig. 3 und Fig. 3a ein Arbeitsablaufdiagramm der Anord­ nung nach Fig. 2 und

Fig. 4 eine elektrische Schaltung der Anord­ nung nach Fig. 2.

In Fig. 1 ist eine Dieselkraftmaschine 1 mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe 2 dargestellt. Zur Verstellung des Fördervolumens besitzt die Kraftstoffeinspritzpumpe 2 einen schwenkbaren Verstellhebel 3. Dieser Verstellhebel 3 besitzt einen Anschlagnocken 4, der an einem in gleicher Ebene wie der Verstellhebel 3 angeordneten als Scheibe ausgebildeten Schwenkelement 5 in Anlage bringbar ist. Dieses Schwenkelement 5 begrenzt den Schwenkweg des Ver­ stellhebels 3 in Leerlaufrichtung.

Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung besitzt das gleiche Schwenkelement 5 wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Es be­ steht aus einer um 360° drehbaren Scheibe, die an ihrer radial umlaufenden Peripherie gleichmäßig verteilt vier Rampen 6, 6′, 6′′, 6′′′ unterschiedlicher radialer Er­ streckung besitzt. Dabei sind die Rampen 6-6′′′ im Uhr­ zeigersinn von der Rampe 6 mit größter radialer Erstreckung nacheinander verkleinernd bis zur Rampe 6′′′ mit kleinster radialer Erstreckung ausgebildet.

Diese Rampe 6′′′ bildet gleichzeitig den Leerlaufanschlag bei Betrieb der Brennkraftmaschine 1 mit normaler Betriebs­ temperatur.

Zum Antrieb des Schwenkelements 5 dient ein Kurbeltrieb 7, der durch zwei Klappankerrelais 8 und 8′ betätigbar ist.

Der Kurbeltrieb 7 besteht aus zwei im Winkel zueinander angeordneten an ihrem einen Ende gelenkig miteinander verbundenen Hebeln 9 und 10. Im Anlenkpunkt der Hebel 9 und 10 ist ein hervorstehender Kulissenzapfen 11 des Kurbeltriebs 7 befestigt, der in eine diagonale Kulissen­ führung 12 des Schwenkelements 5 hineinragt.

Die freien Enden der Hebel 9 und 10 des Kurbeltriebes 7 sind gelenkig mit den einen Enden der Klappanker 13 und 13′ der Klappankerrelais 8 und 8′ verbunden. Die anderen Enden der als zweiarmige Hebel ausgebildeten Klappanker 13 und 13′ sind über eine Zugfeder 14 miteinander verbun­ den, so daß die Klappanker 13 und 13′ bei stromlosen Relais von den Relais weggeklappt sind, wie dies bei dem linken dargestellten Klappankerrelais 8 der Fall ist. Das rech­ te Klappankerrelais 8′ ist in strombeaufschlagter, den Klappanker 13′ anziehender Stellung dargestellt.

In völlig stromloser Stellung der Klappankerrelais 8 und 8′ befindet sich der Kulissenzapfen 11 am Punkt 15, der der Normalstellung bei Betriebstemperatur der Brennkraft­ maschine 1 entspricht.

Durch die dargestellte Anordnung der aneinander anliegen­ den Klappankerrelais 8 und 8′ sowie dem flach darauf an­ geordneten Kurbeltrieb und dem ebenfalls darauf flach an­ geordneten Schwenkelement 5 ergibt sich eine äußerst ge­ drungene Bauweise geringer Baugröße, so daß ein mögli­ cherweise auch nachträglicher Einbau im Kraftfahrzeug problemlos möglich ist.

Bei Beginn eines Startvorganges der kalten Brennkraft­ maschine 1 bewegt sich der Kulissenzapfen 11 vom Punkt 15 zum Punkt 16, nach bestimmtem Zeitablauf nach Punkt 17, wieder nach bestimmten Zeitablauf nach Punkt 18 und schließlich wieder zu Punkt 15. Dabei bewegt der in die Kulissenführung 12 ragende Kulissenzapfen 11 das Schwenk­ element 5 in vier 90°-Abschnitten insgesamt um 360°.

Die Klappankerrelais 8 und 8′ werden dazu von der in Fig. 4 dargestellten Elektronik entsprechend dem in Fig. 3 und 3a dargestellten Arbeitsablaufdiagramm an­ gesteuert.

Dabei ist Fig. 3 dem Klappankerrelais 8 und Fig. 3a dem Klappankerrelais 8′ zugeordnet. Über der Zeit ist in den Diagrammen die Schaltposition der Relais 8 und 8′ aufge­ tragen.

Vor einem Startvorgang befinden sich beide Klappanker 13 und 13′ in vom Relais 8 bzw. 8′ abgeklappter Stellung. Wird nun ein Startvorgang begonnen, so werden von einem Impulsgeber 19 Impulse einer als Binärzähler ausge­ bildeten Zähleinheit 20 zugeleitet. Diese Zähleinheit 20 gibt sofort ein Signal an das Klappankerrelais 8 weiter, das in seine angezogene Schaltstellung schaltet, wie zur Zeit T 1 im Diagramm 3 zu sehen ist. Diese Position wird für eine bestimmte Zeit beibehalten, da die Klappanker­ relais 8 und 8′ jeweils zeitlich anhaltend sind.

Bei kalter Brennkraftmaschine 1 ist der im Masseanschluß der Relais 8 und 8′ befindliche Temperaturschalter 21 geschlossen.

Mit Beginn des Startvorgangs beginnt auch die Zählein­ heit 20 aufzuzählen, um bei 2⁵ Impulsen ein Signal an das Klappankerrelais 8′ abzugeben, das dann in der Zeit T 1 in eine angezogene Schaltstellung schaltet.

Bei einem weiteren zeitlichen Ablauf wird bei der Zeit T 3 das Ende der Anhaltezeit des Klappankerrelais 8 er­ reicht, so daß der Klappanker 13 wieder in seine Aus­ gangsstellung abfällt.

Bei der Zeit T 4 ist auch die Anhaltezeit des Klappan­ kerrelais 8′ abgelaufen, so daß auch der Klappanker 13′ in seine Ausgangsstellung zurückkehrt und so die Leer­ laufposition bei normaler Betriebstemperatur erreicht ist.

Sollte die normale Betriebstemperatur vor Ablauf der beschriebenen Zeitfolge erreicht sein, so öffnet der abhängig von der Temperatur der Brennkraftmaschine 1 schaltende Temperaturschalter 21, wodurch die Klappan­ kerrelais 8 und 8′ nicht mehr stromdurchflossen sind und die Klappanker 13 und 13′ in ihre Ausgangsposition abfallen.

Claims (17)

1. Anordnung zur Anhebung der Leerlaufdrehzahl einer Diesel­ brennkraftmaschine, mit einem Stellglied zur Beeinflussung der Kraftstoffzufuhr, dessen Verstellweg in Leerlauf­ richtung durch einen Leerlaufanschlag bzw. nach einem Start­ vorgang durch einen Startmengenanschlag begrenzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellweg durch mehrere in Leerlaufrichtung hintereinander angeordnete Startmengen­ anschläge begrenzbar ist, von denen beginnend mit dem Start­ vorgang in bestimmten Zeitabständen nacheinander jeweils der dem Leerlaufanschlag entfernteste Startmengenanschlag aus dem Verstellweg des Stellglieds herausbewegbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied der Verstellhebel (3) der das Fördervolumen steuernden Regelstange einer Kraftstoffeinspritzpumpe (2) ist.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Startmengenanschläge Rampen (6, 6′, 6′′, 6′′′) unterschiedlicher radialer Erstreckung eines schrittweise drehbar antreibbaren Schwenkelements (5) sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leerlaufanschlag eine Rampe (6′′′) des Schwenk­ elements (5) ist.

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkelement (5) um 360° drehbar ist.

6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenkelement (5) eine in der Bewegungs­ ebene des Verstellhebels (3) angeordnete Scheibe ist.

7. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb des Schwenkelements ein elektri­ scher Schrittmotor ist.

8. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb des Schwenkelements (5) ein Kurbeltrieb (7) ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbeltrieb (7) zwei im Winkel zueinander angeordnete, an ihrem einen Ende gelenkig mitein­ ander verbundene Hebel (9, 10) besitzt und im Be­ reich der verbundenen Hebelenden mit dem Schwenk­ element (5) exzentrisch zu dessen Drehachse verbun­ den ist, wobei die freien Hebelenden unabhängig von­ einander etwa linear bewegbar antreibbar sind.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Hebelenden aufeinander zu bzw. von­ einander weg bewegbar sind.

11. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Hebelenden durch ein elektromagne­ tisches Stellelement bewegbar sind.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappanker (13, 13′) jeweils eines Klapp­ ankerrelais (8, 8′) an einem freien Hebelende ange­ lenkt ist.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft der beiden Klappanker (13, 13′) ungleich ist.

14. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbeltrieb (7) im Bereich der miteinander verbundenen Hebelenden einen Kulissenzapfen (11) aufweist, der in eine Kulissenführung (12) des Schwenkelements (5) eingreift.

15. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Kurbeltriebs (7) von einer Elek­ tronik steuerbar ist, die einen durch den Startvor­ gang einschaltbaren Impulsgeber (19) aufweist, dessen Ausgang mit einer Zähleinheit (20) verbunden ist, über deren ersten Ausgang ein erstes seine Ansteuerposition eine bestimmte Zeit beibehaltenes elektromagnetisches Stellelement und über deren zweiten Ausgang ein zwei­ tes, seiner Ansteuerposition eine bestimmte Zeit bei­ behaltendes elektromagnetisches Stellelement an­ steuerbar ist.

16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß vom Impulszähler (19) das erste Stellelement unmittelbar nach dem Startvorgang und dazu zeit­ versetzt vor Ablauf der Ansteuerzeit des ersten Stellelements das zweite Stellelement ansteuerbar ist, dessen Ansteuerzeit über die Ansteuerzeit des ersten Stellelements hinausreicht.

17. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Masseanschluß der elektromagnetischen Stell­ elemente ein Temperaturschalter (21) angeordnet ist, der sich oberhalb einer bestimmten Betriebstempera­ tur der Dieselbrennkraftmaschine (1) in Öffnungs­ position befindet.