DE3226491A1

DE3226491A1 - Druckregelsystem fuer ein druckluftleitungsnetz eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE3226491A1
Application number: DE19823226491
Authority: DE
Inventors: Tonegawa Matsuyama Saitama Hiroshi
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1981-07-17
Filing date: 1982-07-15
Publication date: 1983-02-10
Also published as: US4459085A; GB2110429A; GB2110429B; JPS5812861A; JPH025621B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Luftdruck-Regelsysteme und insbesondere auf ein System zur Regelung eines Drucks in einem Speicher, der in ein Luftleitungsnetz eines Kraftfahrzeugs einbezogen ist und von verschiedenen, eine Belastung darstellenden Abnehmern oder Verbrauchern, wie Druckluftbremseinrichtungen oder Druckluftaufhängungen bzw. -dämpfern, in Anspruch genommen wird.

Alle bekannten Druckregelsysteme der genannten Art sprechen bei der Regelung des Speicherdrucks allein auf diesen an. Ein an einem Kompressor angebrachtes Entlastungsventil ist mit dem Speicher über eine Druckrückführleitung, in der ein Regler angeordnet ist, verbunden. Wenn der Druck im Speicher über einen vorgegebenen Wert ansteigt, so wird der Regler geöffnet, um den Kompressor über das Entlastungsventil in einen Entlastung - oder Dekompressionszustand zu versetzen. Bei Abfallen des Speicherdrucks unter einen zweiten vorgegebenen Wert wird der

Regler geschlossen, so daß der Kompressor dazu gebracht wird, Zufuhrluft zu verdichten. Es ist allgemeine Praxis, ein Differential (Unempfindlichkeitsbereich) zwischen der ersten und zweiten Druckhöhe voreinzustellen, um ein Klappern oder Rattern des Reglers zu verhindern.

Der gesteuerte Betrieb des Kompressors erfolgt jedoch ohne jede Bezugnahme auf die Laufzustände des Motors, vielmehr besteht allein eine Beziehung zum Druck im Speicher. Demzufolge wird, während der Motor unter starker Last läuft, der Kompressor in sehr hohem Maße betrieben, wodurch der Betrieb des Fahrzeugs negativ beeinflußt werden kann oder wird.

Es ist insofern ein Ziel der Erfindung, die Steuerung eines Kompressors weitgehend nicht nur einem Druck im Speicher, sondern auch einer schwankenden Motorlast anzupassen, wodurch eine Motorbremswirkung erzeugt wird, um Luftdruckbremsen zu unterstützen und den Speicherdruck anzuheben, so daß die gesamte Brennstoffwirtschaftlichkeit verbessert, d.h. eine gesteigerte Brennstoffersparnis erzielt wird, und zwar jeweils bei Schwachlastbetrieb des Motors.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist darin zu sehen, ein im allgemeinen verbessertes Druckregelsyssem für ein Luftleitungsnetz eines Fahrzeugs zu schaffen.

Ein Druckregelsystem gemäß der Erfindung ist auf ein in ein Kraftfahrzeug (Kfz) eingebautes Druckluftleitungsnetz, das einen von einem Motor des Fahrzeugs angetriebenen Kompressor und einen mit diesem über eine Druckzuführleitung verbundenen Speicher aufweist, anwendbar. Ein Entlastungsdruckregelventil ist in der Lage, ein federbelastetes Einlaßventil fallweise in eine Offenstellung zu drücken. Eine Druckrückfuhrleitung verbindet den Speicher mit dem Entlastungsdruckregelventil. In der

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Druckrückfuhrleitung ist ein von einer Magnetspule betätigtes Ventil angeordnet, das die Verbindung zwischen Speicher und Entlastungsdruckregelventil sperren oder freigeben kann. Durch einen Lastfühler wird eine Motorbelastung, durch einen Druckfühler wird ein Druck im Speicher erfaßt. Für einen Starklast-Motorbetrieb wird das Magnetventil in einer ersten Regelart gesteuert, wobei es an einer ersten vorgegebenen Druckhöhe im Speicher während einer Druckerhöhung geöffnet und an einer zweiten

jQ vorbestimmten Druckhöhe, die um einen wesentlichen Wert geringer ist als die erste Druckhöhe, während einer Druckabsenkung geschlossen wird. Für einen Schwachlast-Motorbetrieb wird das Magnetventil in einer zweiten Regelart betätigt, wobei die zweite vorbestimmte Druckhöhe zumindest näher an der ersten vorbestimmten Druckhöhe liegt als in der ersten Regelart.

Erfindungsgemäß wird ein außergewöhnliches System offenbart, das einen Druck in einem Druckluftleitungsnetz eines Kfz in Abhängigkeit sowohl von einem in einem Speicher, der in das Leitungsnetz eingezogen ist, sich entwickelnden Druck wie auch von einer Motorbelastung steuert, so daß ein Kompressor für die Druckerzeugung so im Motor-Schwachlastzustand betätigt wird, wie wenn Druckluftbremsen angewendet werden, um eine Motorbremsung zur Unterstützung der Druckluftbremsen zu bewirken und den Speicherdruck zur Verminderung des Gesamt-EnergieVerbrauchs und damit das Brennstoffverbrauchs insgesamt zu erhöhen. Eine Druckrückfuhrleitung stellt eine Verbindung zwischen dem Speicher und einem Entlastungsdruckregelventil über ein Magnetventil her, das im Ansprechen auf einen Ausgang eines Motor-Lastfühlers sowie einen Ausgang eines Druckfühlers gesteuert wird. Bei Starklast-Motorbetrieb wird das Magnetventil bei einer ersten Druckhöhe während einer Druckerhöhung geöffnet und bei einer zweiten Druckhöhe, die hinlänglich niedriger ist als die erste Druckhöhe, während einer Druckabnahme geschlossen.

Bei Schwachlast-Motorbetrieb wird die zweite Druckhöhe so vorgewählt, daß sie mit der ersten Druckhöhe identisch oder im Wesentlichen identisch ist.

Weitere Ziele werden zusammen mit den oben genannten durch den Erfindungsgegenstand erreicht, der anhand einer Ausfuhrungsform im Zusammenhang mit den Zeichnungen erläutert wird. Es zeigen:

¹^ Fig. 1 ein Druckregelsystem für ein Kfz-Luftleitungsnetz, in das der Erfindungsgegenstand eingegliedert ist; Fig. 2a und 2b unterschiedliche Arbeitsweisen eines Steuergeräts für Motor-Starklast- und Schwachlas tbe trieb.

Da das Druckregelsyssem für ein Kfz-Druckluftleitungsnetz gemäß der Erfindung zahlreiche körperliche Ausgestaltungen in Abhängigkeit von der Umgebung und den Anforderungen in der Praxis annehmen kann, wurde eine beträchtliche Anzahl der hier gezeigten und beschriebenen Ausführungsform gefertigt, geprüft und in Gebrauch genommen, und alle diese haben in außerordenntlich zufriedenstellender Weise gearbeitet.

Ein Druckluftleitungsnetz, bei dem der Erfindungsgegenstand anwendbar ist, weist einen Kompressor 10 sowie einen Speicher 12 auf, die untereinander durch eine Druckzuführleitung 14 sowie eine Druckrückführleitung 16 verbunden sind. Vom Kompressor 10 über die Leitung 14 dem

Speicher 12 zugeführte, unter Druck stehende Luft wird in diesem gespeichert, um durch eine Druckförderleitung 18 verschiedenen, pneumatisch betätigten Verbrauchern, für die übliche Bremseinrichtungen, Trag-, Aufhänge- und Dämpfervorrichtungen sowie eine Automatik-Tür als

Beispiele genannt werden, zugeführt zu werden.

Der Kompressor 10 hat einen Zylinder 20, in dem ein Kolben 22 entsprechend der Bewegung einer Pleuelstange 24 hin- und herbewegbar ist. Antriebsseitig ist der Kompressor 10 mit einem (nicht gezeigten) Motor über eine Getriebesteuerung verbunden, so daß er wähend des Arbeitens des Motors dauernd betrieben wird. Am oberen Ende des Zylinders 20 ist ein Zylinderkopf 26 befestigt, der mit einer Ansaugöffnung 26a sowie mit einer Auslaßöffnung 26b, von der aus die Druckzuführleitung 14 sich zum Speicher 12 erstreckt, versehen ist. Die Ansaugöffnung 26a wird durch ein federbelastetes Einlaßventil 28, die Auslaßöffnung 26b wird durch ein federbelastetes Auslaßventil 30 versperrt oder freigegeben. Genau oberhalb des Einlaßventils 28 ist oben auf dem Zylinderkopf 26 ein Entlastungsdruckregelvantil 32 angeordnet, das über die Druckrückführleitung 16 mit dem Speicher 12 verbunden und so aufgebaut ist, daß es durch den von der Leitung 16 her wirkenden Druck das Einlaßventil 28 steuert. Wenn der Druck über einen vorgegebenen Wert hinaus ansteigt, dann öffnet das Entlastungsventil 32 zwangsläufig das Einlaßventil 28, so daß der Kompressor 10 in seinen Entlastungs- oder Dekompressxonszustand gebracht wird, wodurch der Förderdruck zum Speicher 12 eingeregelt wird.

Die druckseitige Verbindung zwischen Speicher 12 und Entlastungsventil 32 wird durch ein Magnetventil 34, das in der Druckrückführleitung 16 angeordnet'ist,geregelt.

Der Motor wird von einer Brennstoffpumpe 36, die an ihrer einen Seite einen Regler 38 trägt, mit Brennstoff versorgt. Die dem Motor zugeführte Brennstoffmenge wird durch eine Regelstange 40 entsprechend der Motorbelastung geregelt. Die Regelstange ist (in Fig. 1) nach rechts und links bewegbar, und zwar in Kopplung mit einem (nicht gezeigten) ³^ Gaspedal, wobei ihre Lage durch den Regler38 eingestellt wird.

Der von der Pumpe 36 vorragende Teil der Regelstange 40 ist von einem ortsfesten Lastfühler 42 umschlossen, der in Abhängigkeit von einer Lage der Regelstange 40 eine Motorbelastung erfassen kann und ein auf die erfaßte Belastung bezogenes elektrisches Signal erzeugt. Ein typisches Beispiel für einen solchen Fühler 42 ist ein Differentialübertrager· Der Lastfühler 42 kann nach Wunsch auch so ausgebildet sein, daß er eine Motorbelastung in Abhängigkeit von der Lage des Gaspedals erfaßt. 10

Am Speicher 12 ist ein Druckfühler 44 angebracht, der ein elektrisches, einen im Speicher 12 sich entwickelnden Druck kennzeichnendes Signal liefert.

Ein Steuergerät 46 empfängt Ausgangssignale vom Lastsowie Druckfühler 42 bzw. 44 und führt seinen Steuerausgang dem Magnetventil 34 zu, so daß dieses in der Weise eingeregelt wird, daß es mit der erfaßten Motorbelastung und dem erfaßten Speicherdruck übereinstimmt. Das Steuergerät 46 ist in zwei Auswahl-Arbeitsweisen zu betreiben, die durch geeignete übliche Mittel, für die Fig. 2a und 2b ein Beispiel geben, bestimmt werden. Während eines Motor-Starklastbetriebs wird nach der in Fig. 2a dargestellten Regelart gearbeitet, wobei der Anhebung des Speicherdrucks über einen Wert P₂ hinaus das Magnetventil 34 geöffnet und bei Abfallen des Speicherdrucks weiter als einen Wert P., geschlossen wird. Wie gezeigt ist, weisen im Motor-Starklastzustand der Ventilöffnungsdruck und der Ventilschließdruck einen beträchtlichen Unterschied zueinander auf. Andererseits wird während eines Motor-Schwachlastbetriebs nach der in Fig. 2b dargestellten Regelart gearbeitet, wobei, während der Speicherdruck absinkt, der Ventilschließdruck P^ nahezu gleich oder gleich dem Ventilöffnungsdruck" P₂ ist; wenn überhaupt ein Unterschied vorhanden ist, dann ist er weitaus geringer als im Fall des Starklastbetriebs.

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Im Betrieb wird, während der Motor mit starker Last arbeitet, der Druck im Speicher 12 progressiv erhöht. In dem Augenblick, da der Speicherdruck die Höhe P₂ erreicht, wird das Magnetventil 34 geöffnet, um die Druckverbindung vom Speicher 12 über die Druckrückführleitung 16 zum Entlastungsventil 32 freizugeben, und dieses Ventil 32 drückt dann das Einlaßventil 28 in die Offenstellung, so daß der Kompressor 10 in den Dekompressionszustand gebracht wird. Der Luftdruck im Speicher 12 wird dann bei irgendeinem Verbraucher abgebaut. Der Dekompressionszustand dauert jedoch an, bis der Speicherdruck auf die Höhe P^ abfällt, weil, wie erinnerlich ist, das Ventil 34 vom Steuergerät 46 in der in Fig. 2a gezeigten Weise gesteuert wird.

Wenn das Ausgangssignal vom Lastfühler 42 eine schwache Last angibt, wird die Regekrt des Steuergeräts 46 von der in Fig. 2a gezeigten in die in Fig. 2b gezeigte Weise umgeschaltet, so daß, wenn der Speicherdruck auf der aber niedriger als die Höhe P₂ ist, das Ventil 34 sofort geschlossen wird, um das Entlastungsventil 32 gegen den Speicher 12 hin abzusperren. Dann wird das Entlastungsventil 32 in eine Stellung zurückgeführt, in der das Einlaßventil 28 seine geschlossene Stellung zurückerlangt. Damit wird der Kompressor 10 aus seinem Dekompressionszustand in seinen Kompressionszustand gebracht. Im Fall einer Talfahrt des Fahrzeugs wird beispielsweise das Arbeiten des Kompressors 10 ein Ansteigen der Motorlast zur Folge haben, was eine MotorBremswirkung hervorruft. Auf diese Weise erfolgt die Lieferung von Druckluft zum Speicher 12, während die Brennstoffzufuhr zum Motor im Leerlaufzustand minimal oder praktisch Null ist, wodurch der gesamte Brennstoffverbrauch um eine

entsprechende Menge gesenkt wird.
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Das Ausführungsbeispiel ist in Anwendung auf einen Diesel-Motor gezeigt und beschrieben worden. Der Erfindungsgegenstand ist jedoch ebenfalls auf einen Benzinmotor anwendbar, wozu nur der auf die Motorbelastung ansprechende Lastfühler so ausgebildet und angeordnet zu werden braucht, daß er einen Ansaugkrümmer-Unterdruck des Motors erfaßt.

Wie sich insgesamt klar ergibt, bietet der Erfindungsgegenstand ein Druckregelsystem für ein Kfz-Druckluftleitungssystem, das einen Kompressor während eines Schwachlast-Motorbetriebs derart betätigt, wie wenn Luftdruckbremsen angewendet werden, wodurch die Bremsleistung des Fahrzeugs gesteigert wird, während ein Druck in einem Speicher angehoben wird, um den Gesarat-Brennstoffverbrauch des Motors herabzudrücken.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

2Q / 1-JDruckregelsystem für ein Druckluftleitungsnetz eines Kraftfshrzeugs mit einem von einem Motor angetriebenen, in das Leitungsnetz einbezogenen Kompressor und mit einem mit dem Kompressor über eine Druckzuführleitung verbundenen Speicher, gekennzeichnet

a) durch ein ein federbelastetes Einlaßventil (28) des Kompressors (10) fallweise in eine Offenstellung bewegendes Entlastungsdruckregelventil (32),

b) durch eine den Speicher (12) mit dem Entlastungsdruckregelventil (32) verbindende Druckrückführleitung

(16),

c) durch ein in der Druckrückführleitung (16) angeordnetes, die Verbindung vom Speicher zum Entlastungsdruckregelventil absperrendes und freigebendes Magnetventil (34),

d) durch einen auf die Motorbelastung ansprechenden Lastfühler (42),

—δι e) durch einen auf den im Speicher (12) sich entwickelnden Druck oder auf den Speicherdruck ansprechenden Druckfühler (44) und

f) durch ein Steuergerät (46), das das Magnetventil (34) im Ansprechen auf ein Ausgangssignal des Lastfühlers sowie ein solches des Druckfühlers in einer ersten Regelart für einen Starklast-Motorbetrieb,

wobei das Magnetventil bei einer ersten vorbestimmten Höhe des Speicherdrucks während einer Erhöhung dieses Drucks öffnet und bei einer zweiten vorbestimmten Höhe des Speicherdrucks, die um einen beträchtlichen Wert niedriger ist als die erste Höhe, während einer Druckabsenkung schließt, und in einer zweiten Regelart für Schwachlast-Motorbetrieb, wobei die zweite vorbestimmte Druckhöhe zumindest näher an der ersten vorbestimmten Druckhöhe liegt als in der ersten Regelart, steuert.
2. Druckregelsystem nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die zweite Druckhöhe mit der ersten übereinstimmt.
3. Druckregelsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Motor ein Dieselmotor ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor-Lastfühler (42) die Stellung einer Regelstange (40) einer dem Motor zugeordneten Brennstoffpumpe (36) abfühlt.
4. Druckregelsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Motor ein Gasolin-Motor ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor-Lastfühler den Unterdruck im Ansaugkrümmer abfühlt.