DE4335804C2

DE4335804C2 - Vorrichtung zur unabhängigen Verstellung brennraumindividueller Drosselklappen

Info

Publication number: DE4335804C2
Application number: DE4335804A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Semet; Hans Heiss
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1993-10-20
Filing date: 1993-10-20
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2013-10-21
Also published as: DE4335804A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur unab hängigen Verstellung brennraumindividueller Drosselklap pen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 38 10 750 A1 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung ist in jedem zum Brennraum eines Zylinders führenden Saugrohr eine saugrohr- bzw. brennraumindividuelle Dros selklappe angeordnet. Um die individuellen Verhältnisse im Bereich der einzelnen Brennräume zu berücksichtigen, sind die einzelnen brennraumindividuellen Drosselklappen in unterschiedliche Stellungen verschwenkbar. Die Verstellung der einzelnen Drosselklappen wird in Abhän gigkeit von verschiedenen Betriebsgrößen der Brennkraft maschine bzw. des Kraftfahrzeuges, wie z. B. in Abhängig keit vom Betätigungswinkel des Gaspedals, den einzelnen Zylinderdruckwerten oder der Brennkraftmaschinentempera tur, geregelt. Die Art der Regelung der Stellung der Drosselklappen und auch der Einspritzmenge des Kraftstof fes ist bei der bekannten Vorrichtung derart ausgelegt, daß sich bei jeder Betriebsweise der Brennkraftmaschine ein optimales Luft-Kraftstoff-Verhältnis in jedem Brenn raum ergibt. Weitere Funktionen werden durch die Regelung der bekannten Vorrichtung nicht realisiert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur unab hängigen Verstellung brennraumindividueller Drosselklap pen zu schaffen, bei der während eines Anfahrvorganges die Leistung der Brennkraftmaschine gezielt dosiert wird, um ein zu hohes Beschleunigen durch gleichzeitiges Öffnen aller Drosselklappen zu verhindern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Öffnung der brennraumindividuellen Drosselklappen wird mit zunehmendem Betätigungswinkel des Gaspedals nacheinander begonnen. Insbesondere ausgehend von einem Betätigungswinkel von 0% des Gaspedals wird zumindest die Öffnung der ersten brennraumindividuellen Drossel klappe in Abhängigkeit vom Betätigungswinkel des Gaspe dals begonnen. Der Verlauf der Öffnungswinkel der brenn raumindividuellen Drosselklappen nachdem die Öffnung be gonnen wurde, wird vorzugsweise in Abhängigkeit vom Betä tigungswinkel des Gaspedals vorgenommen.

Mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wird verhindert, daß insbesondere bei Anfahrvorgängen durch gleichzeitiges Öffnen sämtlicher Drosselklappen eine starke Beschleuni gung hervorgerufen wird, die insbesondere bei stop- and go-Betrieb unerwünscht ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist der Ge genstand des Patentanspruchs 2.

Eine auf eine zuvor geöffnete Drosselklappe folgende zu öffnende Drosselklappe wird erfindungsgemäß erst dann ge öffnet, wenn die zuvor geöffnete Drosselklappe einen vor gegebenen Öffnungswinkel erreicht oder überschreitet. Mit dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird die Öffnung einer Drosselklappe nicht nur in Abhängigkeit vom Betäti gungswinkel des Gaspedals, sondern auch in Abhängigkeit von dem Öffnungswinkel zumindest einer zuvor geöffneten Drosselklappe vorgenommen. Somit kann die Leistung der Brennkraftmaschine besonders gleichmäßig dosiert werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist der Gegenstand des Patentanspruchs 3.

Erfindungsgemäß sind zumindest bei Erreichen eines maxi mal möglichen Betätigungswinkels des Gaspedals, d. h. bei vollständigem Durchtreten des Gaspedals, alle Drossel klappen auf den maximal möglichen Öffnungswinkel einge stellt. Mit dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung steht dem Fahrer auf Wunsch auch die volle Leistung der Brenn kraftmaschine zur Verfügung.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Vierzylindermotor mit vier brennraumindi viduellen Drosselklappen,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel zur sequentiel len Betätigung der Drosselklappen und

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel zur sequentiel len Betätigung der Drosselklappen.

In Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine mit beispielsweise vier Zylindern dargestellt. Zu den Brennräumen der vier Zylinder führen vier brennraumindividuelle Saugrohre IS. Am Eingang der Brennräume sind in den brennraumindividu ellen Saugrohren IS jeweils ein Einspritzventil EV zum Einspritzen des Kraftstoffes in die Brennräume ange bracht. Weiterhin sind in den brennraumindividuellen Saugrohren IS vor den Brennkammern der Zylinder jeweils eine Drosselklappe DK1, DK2, DK3 und DK4 angeordnet. Die vier brennraumindividuellen Saugrohre IS werden in einem gemeinsamen Saugrohr GS zusammengeführt, über das Frischluft herangeführt wird.

Weiterhin ist in Fig. 1 ein Steuergerät SG vorgesehen, mit dem vier Elektromotoren EM zur Ansteuerung der Dros selklappen DK1 bis DK4 verbunden sind. Die Elektromotoren EM sind jeweils mit einer Drosselklappe DK (DK1 bis DK4) über eine Steuerleitung (vgl. strichpunktierte Linien) verbunden. Weiterhin sind die Einspritzventile EV über Steuerleitungen (vgl. strichpunktierte Linien) an dem Steuergerät SG angeschlossen. Das Steuergerät SG enthält noch weitere Ausgangssignale A zur Ansteuerung verschie dener Stellglieder der Brennkraftmaschine sowie Eingangs signale E, in denen beispielsweise der Betätigungswinkel GPW des Gaspedals GP enthalten ist.

In den Fig. 2 und 3 ist dargestellt, auf welche Weise das Steuergerät SG in Abhängigkeit vom Betätigungswinkel GPW des Gaspedals GP den Elektromotor EM ansteuert, um einen vorgegebenen Öffnungswinkel DKW der einzelnen Drosselklappen DK1 bis DK4 zu erreichen. Sowohl der Öffnungswinkel DKW als auch der Betätigungswinkel GPW sind in diesem Beispiel in % dargestellt. Beispielsweise entsprechen 100% des Öffnungswinkels DKW einem Öffnungs winkel von 90°.

Ergänzend sei darauf hingewiesen, daß die unterschiedli chen Einstellungen der Drosselklappen DK1 bis DK4 an stelle durch einen Elektromotor EM auch rein mechanisch, z. B. durch unterschiedliche Hebelgetriebe oder Kurven scheiben, erreicht werden können.

Im Diagramm der Fig. 2 ist auf der Abszisse der Betäti gungswinkel GPW und auf der Ordinate der Öffnungswinkel DKW dargestellt. Die vier Kennlinien sind vorgegebene Verläufe des Öffnungswinkels DKW der Drosselklappen DK1 bis DK4 in Abhängigkeit vom Betätigungswinkel GPW. Die Öffnung der Drosselklappe DK1 beginnt bereits bei einem Betätigungswinkel GPW, der nur geringfügig größer als 0% ist, wogegen die Öffnung jeder weiteren Drosselklappe DK2 bis DK4 erst dann beginnt, wenn die jeweils zuvor neu ge öffnete Drosselklappe einen Öffnungswinkel DKW_S erreicht bzw. überschritten hat. Dieselbe Vorgehensweise des Be ginns einer Öffnung einer Drosselklappe ist auch in Fig. 3 dargestellt.

Fig. 2 und Fig. 3 unterscheiden sich darin, wann bzw. zu welcher Bedingung jeweils eine Drosselklappe in ihren ma ximal möglichen Öffnungswinkel DKW eingestellt ist.

In Fig. 2 werden die maximal möglichen Öffnungswinkel DKW = 100% nacheinander erreicht. Beispielsweise wird der Öffnungswinkel von 100% einer Drosselklappe dann er reicht, wenn die nachfolgende Drosselklappe den Schwell wert DKW_S zumindest nahezu erreicht hat. Der maximal mög lichen Öffnungswinkel DKW = 100% kann aber auch dann eingestellt werden, wenn ein vorgegebener Betätigungswin kel GPW erreicht wurde.

In Fig. 3 sind die Verläufe der Öffnungswinkel DKW aller Drosselklappen DK1 bis DK4 derart vorgegeben, daß sämtli che Drosselklappen DK1 bis DK4 bei dem maximalen Betäti gungswinkel GPW von 100% erst den maximalen Öffnungswin kel DKW von 100% gleichzeitig erreichen.

Die vorgegebenen Verläufe des Öffnungswinkels DKW der Drosselklappen DK1 bis DK4 nach Fig. 2 haben den Vorteil, daß eine gleichmäßige und langsame Dosierung der Leistung der Brennkraftmaschine von 0% bis 100% des Betätigungs winkels GPW des Gaspedals GP erreicht werden, wogegen die Verläufe in Fig. 3 insbesondere bei kleineren Betäti gungswinkels GPW die Leistung dosieren, jedoch mit größe rem Betätigungswinkel GPW eine stärkere Leistung der Brennkraftmaschine zulassen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird einerseits insbesondere bei Anfahrvorgängen eine verminderte Lei stung der Brennkraftmaschine bewirkt, jedoch auf Wunsch des Fahrers die maximale Leistung zur Verfügung gestellt. Aufgrund der unterschiedlichen Luft-Füllungen der einzel nen Zylinder wegen der unterschiedlich geöffneten Dros selklappen werden vorzugsweise der Zündwinkel und das Kraftstoff-Luft-Verhältnis der Einzelzylinder in Abhän gigkeit vom Betätigungswinkel des Gaspedals oder der zu erst geöffneten Drosselklappe zylinderselektiv korri giert, um möglichst geringe Abgasemissionen zu errei chen.

Claims

1. Vorrichtung zur unabhängigen Verstellung brenn raumindividueller Drosselklappen in den zu den Brennräumen der einzelnen Zylinder führenden Saug rohren einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen mit einem Steuergerät, das in Abhängigkeit vom Betätigungswinkel des Gaspedals die Drosselklappen getrennt ansteuert und auf unterschiedliche Öff nungswinkel einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Drosselklappen (DK1, . . ., DK4) mit zunehmendem Betätigungswinkel (GPW) des Gaspedals (GP) mit zeitlichem Abstand nacheinander erfolgt und die Öffnung zumindest der ersten Drosselklappe (DK1) gleichzeitig mit der Betätigung des Gaspe dals (GP) beginnt.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Öffnung einer nach einer zuvor geöffneten Drosselklappe (DK1, DK2, DK3) zu öff nenden Drosselklappe (DK2, DK3, DK4) beginnt, wenn der Öffnungswinkel (DKW) der zuvor geöffneten Drosselklappe (DK1, DK2, DK3) größer oder gleich einem vorgegebenen Öffnungswinkel (DKW_S) ist.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest bei Erreichen des maximal möglichen Betätigungswinkels (GPW = 100%) des Gaspedals (GP) alle Drosselklappen (DK1, . . ., DK4) auf den maximal möglichen Öffnungswinkel (DKW = 100%) eingestellt sind.