DE3248958C2 - Regelanordnung f}r einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Regelanordnung f}r einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges

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DE3248958C2 DE19823248958 DE3248958T DE3248958C2 DE 3248958 C2 DE3248958 C2 DE 3248958C2 DE 19823248958 DE19823248958 DE 19823248958 DE 3248958 T DE3248958 T DE 3248958T DE 3248958 C2 DE3248958 C2 DE 3248958C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Regelanordnung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Im allgemeinen wird ein Kraftfahrzeug durch einen einzelnen Verbrennungsmotor, wie einen Benzinmotor oder einen Dieselmotor, angetrieben und das Zylindervolumen des Verbrennungsmotors ist im Betrieb konstant. Da ein geringer spezifischer Brennstoffverbrauch des Verbrennungsmotors innerhalb eines engen Bereichs, der durch das Motordrehmoment und die Motordrehzahl bestimmt ist, begrenzt ist und da der Motor für ein Kraftfahrzeug unter weiten Antriebszuständen betrieben wird, wird die Brennstoffverbrauchskennlinie verschlechtert. Um diesen Nachteil zu vermeiden, gibt es einen Verbrennungsmotor mit mehreren Motoreinheiten, die entsprechend den Fahrzuständen des Fahrzeugs eingesetzt werden, um wirksam eine Leistung zu erzeugen, wodurch die Brennstoffverbrauchskennlinie verbessert werden kann. Die JP-OS 42-26 050 offenbart beispielsweise einen Verbrennungsmotor, bei dem zwei Motoreinheiten parallel angeordnet sind und die Leistungen der beiden Einheiten auf eine Ausgangswelle übertragen werden. Jede Motoreinheit wird entsprechend der Motorlast geregelt. Bei einer solchen Ausbildung ist es jedoch schwierig, die Motoreinheiten so einzusetzen, daß die Brennstoffverbrauchskennlinie bei jedem Zustand des Motorbetriebs verbessert wird.
Eine Regelanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ist aus der DE/WO 31 52 545 (nachveröffentlicht) bekannt.
Ausgehend vom obengenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Regelanordnung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine dem Fahrzustand möglichst genau angepaßte Betriebsweise der Motoren gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem Unteranspruch und den nachfolgenden Ausführungsbeispielen, die anhand von Abbildungen näher beschrieben sind. Hierbei zeigt
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht des Motors,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Regelanordnung für den Motor und
Fig. 3 und 4 graphische Darstellungen der Brennstoffverbrauchskennlinien des Motors.
Gemäß Fig. 1 enthalten die primäre Motoreinheit 6 und die Hilfsmotoreinheit 7 jeweils einen unabhängigen Zweizylindermotor mit einem unabhängigen Zündsystem. Eine Kurbelwelle 21 der primären Motoreinheit 6 wird durch den Betrieb von zwei Kolben 25 über Kolbenstangen 23 angetrieben und eine Kurbelwelle 22 der Hilfsmotoreinheit 7 wird über Kurbelstangen 24 durch den Betrieb von zwei Kolben 26 angetrieben. Ein Zahnrad 27 ist fest an der Kurbelwelle 21 angebracht. Die Kurbelwelle 22 ist mit einer Welle 29 über eine Elektromagnetpulverkupplung 28 verbunden. Ein an der Welle 29 befestigtes Zahnrad 30 greift in ein Ausgangszahnrad 31 ein, das in das Zahnrad 27 eingreift. Eine Ausgangswelle 32 des Ausgangszahnrads 31 ist an einem Schwungrad 33 befestigt, das eine Kupplung enthält, welche die Ausgangswelle 32 mit der Eingangswelle 34 des Getriebes kuppelt.
Gemäß Fig. 2 enthält die Regelanordnung ein Interface 40, dem verschiedene Signale zugeführt werden, einen arithmetischen Beurteilungskreis 41 zum Beurteilen der festgestellten Signale und zum Erzeugen entsprechender Betriebssignale, eine Regelschaltung 42 zum Antreiben von Betätigungseinrichtungen und eine Einstelleinrichtung mit mehreren Einstellknöpfen 50 zum Einstellen eines Betriebszustands von Hand. Der Regelkreis 42 erzeugt ein Regelsignal D zum Regeln der Elektromagnetpulverkupplung 28, ein Regelsignal S 1 zum Regeln eines Drosselventils des Vergasers 8 und ein Regelsignal S 2 zum Regeln eines Drosselventils des Vergasers 9. Mit den Kurbelwellen 21 und 22 der Motoreinheiten 6 und 7 verbundene Phasenabtaster 43 und 44 erzeugen jeweils Drehzahlsignale N 1 und N 2 und Phasensignale P 1 und P 2. Diese Signale werden dem Interface 40 zugeführt. Drosselventilstellungssignale R 1 und R 2 der Vergaser 8 und 9 werden ebenfalls dem Interface 40 zugeführt. Ein Fahrzeuggeschwindigkeitsabtaster 45, der an dem Gehäuse oder nahe dem Vorderrad angeordnet ist, erzeugt ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V und ein Gangstellungsabtaster 46 zum Feststellen einer Gangstellung (z. B. erster Gang, zweiter Gang . . .) ist an dem Getriebe vorgesehen und erzeugt ein Gangschaltsignal T. Ein durch das Gaspedal betätigter Beschleunigungsabtaster 47 erzeugt ein Beschleunigungssignal A, ein Bremsabtaster 48 des Bremspedals erzeugt ein Bremssignal B und ein Kupplungsabtaster 49 des Kupplungspedals erzeugt ein Kupplungssignal K. Diese Signale V, T, A, B und K werden dem Interface 40 zugeführt. An den Ansaugrohren der Vergaser 8 und 9 angebrachte Ladeabtaster 51 und 52 erzeugen Ansaugrohrdrucksignale R 1 und R 2, die auch dem Interface 40 zugeführt werden.
Im Betrieb werden die durch die Abtaster 43 bis 49 festgestellten Signale durch das Interface 40 umgesetzt oder eingestellt und dem arithmetischen Beurteilungskreis 41 zugeführt. Die Signale werden in dem arithmetischen Beurteilungskreis 41 unter Einstellzuständen beurteilt und mit vorgegebenen Konstanten verrechnet. Das Ergebnis wird dem Regelkreis 42 über das Interface 40 zugeführt. Der Regelkreis 42 erzeugt entsprechende Regelsignale D, S 1 und S 2 entsprechend den Befehlssignalen von dem Interface 40 zum Einrücken oder Ausrücken der Kupplung 28 und zum Regeln der Drosselventile der Vergaser 8 und 9. Die Gruppe der Einstellknöpfe 50 besteht aus vier Handeinstellknöpfen a, b, c und d. Durch Auswählen und Niederdrücken eines der Knöpfe werden Signale von den Abtastern 43 bis 49, 51 und 52 ausgewählt und kombiniert und dem arithmetischen Beurteilungskreis 41 von dem Interface 40 zugeführt. Die Kombinationen der Abtaster 43 bis 49, 51 und 52 durch Auswahl der Knöpfe a bis d sind wie folgt:
Knopfsignale
a.R 1, R 2, N 1, N 2, P 1, P 2, V, T, A, B, K, R- 1, R 2 b.R 1, R 2, N 1, N 2, P 1, P 2, T, A, R 1, -R 2 c.R 1, R 2, N 1, N 2, P 1, P 2, V, A, B, R 1-, R 2 d.R 1, R 2, N 1, N 2, P 1, P 2, R 1, R -2
Wenn der Druckknopf a niedergedrückt wird, werden Signale von allen Abtastern 43 bis 49, 51 und 52 dem arithmetischen Kreis 41 zugeführt, um beide Motoreinheiten 6 und 7 auf den am meisten bevorzugten Zustand zu regeln, wie nachfolgend beschrieben wird. Das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V ist im Leerlauf des Motors Null. Der arithmetische Kreis 41 erzeugt demgemäß ein Regelsignal D in Abhängigkeit von dem Signal V und den Phasensignalen P 1 und P 2, um die Elektronenmagnetpulverkupplung 28 einzurücken. Somit werden die Motoreinheiten 6 und 7 in Phase verbunden, um einen gewünschten Leerlaufbetrieb herzustellen. Um das Motordrehmoment beim Starten oder bei der Beschleunigung zu erhöhen, wird die kombinierte Leistung der ersten und der zweiten Motoreinheit 6 und 7 auf die Vorderräder übertragen. Der Betrieb zum Starten des Kraftfahrzeugs wird dadurch festgestellt, daß das Geschwindigkeitssignal V Null ist und daß das Verzögerungssignal A und das Gangschaltsignal erzeugt werden. Eine Beschleunigung im ersten bis dritten Gang wird durch das Gangschaltsignal T des Gangstellungsfühlers 46 festgestellt. Beim Starten oder einer Beschleunigung wird die Kupplung 28 eingerückt und der arithmetische Beurteilungskreis 41 erzeugt Regelsignale S 1 und S 2, um die Drosselventile der Vergaser 8 und 9 zu regeln und die Ventile in demselben Öffnungsgrad zu halten. Der spezifische Brennstoffverbrauch, der durch das Motordrehmoment und die Motordrehzahl bestimmt ist, befindet sich bei diesem Motorbetrieb in dem dritten Bereich der Fig. 4. Wenn das Kraftfahrzeug auf einer ebenen Straße mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (z. B. 50 km/h) oder an einer leichten Steigung fährt, wird nach einer Beschleunigung das Kraftfahrzeug nur durch die erste Motoreinheit 6 angetrieben, um die Brennstoffverbrauchskennlinie zu verbessern. Wenn das Gaspedal leicht losgelassen wird oder wenn der Schalthebel in den vierten Gang (Top oder Overtop) geschaltet wird, bedeutet dies, daß das Gangstellungssignal T und das Beschleunigungssignal A auf entsprechende Werte wechseln, welche diese Zustände darstellen. Entsprechend diesen Signalen hält der arithmetische Beurteilungskreis 41 mit der Erzeugung des Regelsignals D an, so daß die Kupplung 28 ausgerückt wird und nur das Ausgangsdrehmoment der ersten Motoreinheit 6 auf die Vorderräder 2 übertragen wird. Gleichzeitig wird das Drosselventil des Vergasers 8 in einen vorbestimmten Öffnungsgrad durch das Regelsignal S 1 geöffnet und das Drosselventil des Vergasers 9 wird durch das Regelsignal S 2 geschlossen. Andererseits befindet sich die zweite Motoreinheit 7 im Leerlaufzustand. Die Brennstoffverbrauchskennlinie bei diesem Motorbetrieb befindet sich im ersten Bereich der Fig. 4. Eine Einlauflastkurve B läuft durch einen Bereich D minimalen Brennstoffverbrauchs. Der Brennstoffverbrauch des Motors ist somit gering. Eine sehr schnelle Beschleunigung auf ebener Straße wird nur durch die erste Motoreinheit 6 ausgeführt. Beim Fahren an einer starken Steigung oder beim Überholen anderer Fahrzeuge muß jedoch das Motordrehmoment erhöht werden. Eine sehr starke Beschleunigung wird durch ein sehr starkes Niederdrücken des Gaspedals ausgeführt und ein Beschleunigungssignal A in Abhängigkeit von dieser Beschleunigung wird dem arithmetischen Beurteilungskreis 41 zugeführt. Das Regelsignal D wird erzeugt, so daß die Kupplung 28 eingerückt wird, um beide Motordrehmomente der ersten und der zweiten Motoreinheiten 6 und 7 zu kombinieren, um das Kraftfahrzeug zu beschleunigen. Gleichzeitig werden die Regelsignale S 1 und S 2 geändert, um die Drosselventile der beiden Vergaser 8 und 9 in denselben Öffnungsgrad zu öffnen. Die Zeitfolge der Erzeugung der Regelsignale D, S 1 und S 2 wird selbstverständlich in Abhängigkeit von der Größe der Beschleunigung geregelt, die durch Berechnen des Differentials des Beschleunigungssignals A (dA/dt) erhalten wird. In diesem Fall befindet sich die Brennstoffverbrauchskennlinie im zweiten Bereich der Fig. 3. Beim Fahren an einem starken Gefälle wird die Motorbremse betätigt. Dabei ist zu beachten, daß eine große Motorbremskraft ausgeführt wird, wenn das Zylindervolumen groß ist. Der arithmetische Beurteilungskreis 41 beurteilt einen Fahrbereich, in dem das Motorbremsen durch das Geschwindigkeitssignal V, das Gangstellungssignal T, das Beschleunigungssignal A, das Bremssignal B und die Ansaugrohrdrucksignale R 1 und R 2 ausgeführt werden soll, so daß die Regelsignale D, S 1 und S 2 des Regelkreises 42 erzeugt werden, um die Kupplung 28 einzurücken und die Vergaser 8 und 9 zum Ausführen des Motorbremsens zu regeln.
Wenn der Druckknopf b zum Verbessern des Brennstoffverbrauchs niedergedrückt wird, werden kombinierte Signale der Abtaster 43, 44, 46 und 47 über das Interface 40 dem arithmetischen Beurteilungskreis 41 zugeführt. Der arithmetische Beurteilungskreis 41 beurteilt hauptsächlich das Gangstellungssignal T und das Beschleunigungssignal A. Das Gaspedal wird beim Starten niedergedrückt und nur das Ausgangsmotordrehmoment der ersten Motoreinheit 6 wird auf die Vorderräder übertragen, so daß das Fahrzeug ruhig startet. Im Betrieb mit niedrigem Motordrehmoment arbeitet nur die erste Motoreinheit 6. Wenn das Gaspedal für ein sehr schnelles Starten oder eine Beschleunigung stark niedergedrückt wird, wird ein Beschleunigungssignal A erzeugt und Regelsignale D, S 1 und S 2 des Regelkreises 42 werden erzeugt, um die Ausgangsmotordrehmomente der ersten und der zweiten Motoreinheit 6 und 7 zu kombinieren, um die Beschleunigungskennlinie zu verbessern. Beim Fahren auf ebener Straße und beim Wechseln des Gangstellungssignals T in den vierten Gang wird das Regelsignal D trotz des Niederdrückens des Gaspedals abgeschaltet, um die Kupplung 28 auszurücken, so daß das Kraftfahrzeug nur durch die erste Motoreinheit 6 angetrieben wird.
Der Druckknopf c dient für die Sicherheit des Kraftfahrzeugs. Wenn der Druckknopf c niedergedrückt wird, werden das Geschwindigkeitssignal V des Geschwindigkeitsabtasters 45, das Beschleunigungssignal A des Beschleunigungsabtasters 47 und das Bremssignal B des Bremsabtasters 48 dem arithmetischen Beurteilungskreis 41 zugeführt. Die erste und die zweite Motoreinheit 6 und 7 werden durch das Beschleunigungssignal A geregelt, das durch Niederdrücken des Gaspedals erzeugt wird. Wenn das Gaspedal gering niedergedrückt wird, wird das Kraftfahrzeug durch die erste Motoreinheit 6 angetrieben. Wenn das Gaspedal 15 stark niedergedrückt wird, wird das Kraftfahrzeug durch das kombinierte Ausgangsmotordrehmoment der ersten und der zweiten Motoreinheit 6 und 7 angetrieben. Beim Fahren auf ebener Straße und beim Niederdrücken des Bremspedals während des Fahrens mit einer höheren Geschwindigkeit als eine vorbestimmte Geschwindigkeit werden das Geschwindigkeitssignal V und das Bremssignal B in Abhängigkeit davon erzeugt. Das Regelsignal D des Regelkreises 42 rückt die Kupplung 28 ein, um die zweite Motoreinheit 7 auf die Vorderräder zum Erhöhen des Bremsvorgangs zu schalten. Wenn das Bremssignal B durch Loslassen des Bremspedals ausgeschaltet wird oder wenn die Geschwindigkeit niedriger als ein vorbestimmter Geschwindigkeitswert ist, wird die zweite Motoreinheit 7 von der ersten Motoreinheit 6 abgeschaltet und das Kraftfahrzeug wird durch die erste Motoreinheit 6 angetrieben.
Wenn der Druckknopf d ausgewählt wird, befindet sich der Betriebsbereich im dritten Bereich der Fig. 4. Signale N 1, N 2, P 1 und P 2 der Phasenabtaster 43 und 44 werden dem arithmetischen Beurteilungskreis 41 zugeführt. Durch ein Signal von dem arithmetischen Beurteilungskreis 41 erzeugt der Regelkreis 42 ein Regelsignal D zum kontinuierlichen Einrücken der Kupplung 28. Die erste und die zweite Motoreinheit 6 und 7 werden wirksam auf die Vorderräder über das Getriebe geschaltet und der Verbrennungsmotor arbeitet mit einer bevorzugten Beschleunigungskennlinie und mit einem ausreichenden Motordrehmoment. Durch Niederdrücken des Gaspedals erzeugt der Regelkreis 42 Regelsignale S 1 und S 2, um die Vergaser 8 und 9 zu regeln, in denen die Drosselventile im selben Öffnungsgrad gehalten werden.
Mehrere Informationen von mehreren Abtastern werden entsprechend den Antriebszuständen des Fahrzeugs ausgewählt und mehrere Motoreinheiten werden durch die ausgewählten Informationen miteinander verbunden, so daß ein wirksames Ausgangsdrehmoment erzeugt werden kann.
Da der Fahrer von Hand ein bevorzugtes Antriebsmuster durch Betätigen der Auswahleinstelleinrichtungen auswählen und einstellen kann, kann das Fahrzeug entsprechend der Fahrtechnik des Fahrers gefahren werden.

Claims (2)

1. Regelanordnung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges mit mehreren unabhängigen Motoreinheiten einschließlich einer primären Motoreinheit und wenigstens einer Hilfsmotoreinheit, mit einer Ausgangswelle, mit einer Kupplung zum Übertragen der Ausgangsleistung der Motoreinheiten auf die Ausgangswelle und mit mehreren Abtastern zum Abtasten von Zuständen des Motorbetriebes und des Fahrzeuges, wobei Regeleinrichtungen zum Beurteilen von Signalen der Abtaster vorgesehen sind und Signale zum Regeln der Kupplung erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtungen (40, 41, 42) (auch) Signale zum Regeln der Drosselventile jeder Motoreinheit erzeugen und eine Wähleinrichtung (50) zum manuellen Anwählen der Signale und der Abtaster zum Anlegen ausgewählter Signale an die Regeleinrichtung vorgesehen ist, wodurch die Drosselventile und die Kupplung durch die Signale der Regeleinrichtungen (40, 41, 42) in Abhängigkeit von ausgewählten Antriebszuständen des Fahrzeuges geregelt werden.
2. Regelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wähleinrichtungen (50) mehrere von Hand betätigbare Knöpfe (a bis d) zum Auswählen einer Kombination der Signale aufweisen, die durch die Abtaster (45 bis 52) abgetastet worden sind.
DE19823248958 1981-09-09 1982-09-08 Regelanordnung f}r einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges Expired DE3248958C2 (de)

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