DE4416870A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Zufuhr von Brennstoff und Verbrennungsluft zu Verbrennungsmotoren - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Zufuhr von Brennstoff und Verbrennungsluft zu Verbrennungsmotoren

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zufuhr von Brennstoff und Verbrennungsluft zu Verbrennungsmotoren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
In modernen Kraftfahrzeugen werden üblicherweise Zünd- und Gemischbildungssysteme verwendet, die eine gemeinsame Steuerung und Regelung der Teilsysteme Zündung und Gemischbildung in Form einer digitalen Motorelektronik (DME), auch digitales Motormanagement genannt, aufweisen. Bei der Gemischbildung kommen entweder eine Zentraleinspritzung, bei der der Kraftstoff an nur einer Stelle eingespritzt und danach auf die Zylinder verteilt wird, oder eine Mehrpunkteinspritzung zum Einsatz, bei der für jeden Zylinder ein Einspritzventil vorgesehen ist. Das Zündsystem besteht in der Regel aus einer Kennfeldzündung mit Schließwinkelkennfeld, die durch eine Klopfregelung ergänzt sein kann. Die Verteilung der Zündspannung erfolgt dabei durch einen Hochspannungsverteiler oder verteilerlos.
Kern eines solchen kombinierten Zünd- und Gemischbildungssystems ist ein Steuergerät, das die von Sensoren gelieferten Daten mit Hilfe von Kennfeldern so verarbeitet, daß die Steuerimpulse für ein oder mehrere Einspritzventile und eine oder mehrere Zündspulen im Hinblick auf den momentanen Betriebszustand des Motors optimal sind. Dabei werden im Steuergerät die Einspritzzeit sowie der Schließ- und Zündwinkel mit Hilfe eines Mikrocomputers berechnet. Dieser umfaßt einen internen Taktgeber, einen Datenbus, einen Mikroprozessor (CPU), einen Festwertspeicher (ROM) und einen Betriebsdatenspeicher (RAM). Der Rechner ist üblicherweise über einen Analog-Digital-Wandler mit den analog arbeitenden Sensoren und über Endstufen mit Aktoren verknüpft, die als Stellglieder die Impulse des Steuergeräts empfangen.
Bei leichten Motoren mit kleinem Hubraum ist es üblich, zur Leistungssteigerung einen Abgas-Turbolader oder ein Rootsgebläse am Motor anzuflanschen, um durch Vorverdichtung der angesaugten Luft die Zylinderfüllung zu verbessern. Dann muß zusätzlich ein Ladedruckventil in den Steuer- und Regelkreis integriert werden. Den oft zitierten Vorteilen einer Leistungssteigerung durch Abgasturbolader (geringes Leistungsgewicht, geringere Klopfneigung etc.) steht vor allem der Nachteil des relativ trägen Ansprechens beim Beschleunigen aus niedrigen Drehzahlen (Turboloch) und der relativ geringen Leistungsausbeute des Motors bei niedrigen Drehzahlen (geringe Abgasgeschwindigkeit) gegenüber. Deshalb ist eine merkliche Leistungssteigerung meist nur im mittleren und oberen Drehzahlbereich möglich. Weil höhere Drehzahlen einen häufigeren Gaswechsel im Zylinder erzeugen, ist der Verbrauch von Turbomotoren in der Praxis oft genauso hoch und meist sogar höher als bei leistungsgleichen hubraumgrößeren Saugmotoren. Außerdem ist durch die Totzeit zwischen Gasgeben und Ansprechen des Laders einerseits sowie Gaswegnehmen und Verzögern des Laders andererseits kein feinfühliges Dosieren der Leistung möglich. Aufgrund dieser Charakteristik schießt der Turbomotor immer etwas über das gewünschte Ziel hinaus und der relativ hohe Verbrauch fällt wegen der schwierigen Leistungsdosierbarkeit auch dann an, wenn keine Spitzenleistung vom Motor abverlangt wird.
Wegen der dennoch unbestrittenen Vorteile der Turboaufladung wäre es daher wünschenswert, den Motor nur dann aufzuladen, wenn eine hohe Leistung gewünscht wird. Außerdem sollte die Reaktionszeit des Aufladesystems geringer als bisher üblich sein. Konstruktionsbedingt ist eine Zu- oder Abschaltung bei konventionellen Laderkonzepten aber nur durch unvertretbar hohen Aufwand möglich.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein regelbares Zünd- und Gemischbildungssystem der eingangs erwähnten Art durch Hinzufügen von Sensoren und Aktoren und deren Einbindung in die Motorregelung so weiterzubilden, daß eine Zu- und Abschaltung der Motoraufladung mit vorverdichteter Luft auf einfache Weise möglich ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Durch die Erfindung wird der Verbrauch des Motors reduziert, da eine Aufladung nur dann stattfindet, wenn eine hohe Leistung gewünscht und benötigt wird. Außerdem erfolgt die Aufladung gemäß der Erfindung mit nur sehr geringen Totzeiten mit Bezug auf das Kraftstoffeinspritzsignal, da die Druckluft für die Aufladung dem Verbrennungsmotor schlagartig schnell zur Verfügung steht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform als Beispiel unter Hinweis auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Zünd- und Gemischbildungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
In der Zeichnung werden die im folgenden aufgeführten Bezugszahlen für die jeweils zugeordneten Elemente der erfindungsgemäßen Zünd- und Gemischbildungsvorrichtung verwendet:
Bezugszeichenliste
1 Verbrennungsmotor
2 eine Steuereinrichtung, welche mindestens einen Prozessor oder Mikrocomputer zur digitalen Datenverarbeitung enthält
3 eine weitere Steuereinrichtung, welche mindestens einen Prozessor oder Mikrocomputer zur digitalen Datenverarbeitung enthält
4 eine Abgasleitung des Verbrennungsmotors 1
5 Kraftstofftank
6 Kraftstoffleitung
7 Kraftstoff-Förderpumpe
8 Sensor für den Einspritzdruck des Kraftstoffes
9 Einspritzventil eines Motorzylinders 34
10 Zündkerze des Motorzylinders 34
11 ein Bündel elektrischer Leitungen
12 Drosselklappenwinkel alpha
13 Zündspule für den einen Motorzylinder 34
14 Ansaugstutzen
15 Luftfilter
16 Drucklufteinlaßkanal
17 Luftverdichter
18 Druckluftspeicher
19 Sensor zur Messung des Luftdruckes in der Druckluftleitung 16 stromabwärts des Luftverdichters
20 Katalysator in der Abgasleitung 4
21 Beheizbare Lambda-Sonde
22 Bündel elektrischer Leitungen für die Heizung und das Lambda-Signal der Lambda-Sonde 21
23 Zündspule für einen weiteren Motorzylinder 35
24 Bündel elektrischer Leitungen für elektrische Signale, welche in Abhängigkeit von Stellungen einer Gaseinstellvorrichtung erzeugt werden
25 Drucklufteinlaß-Ventil
26 Ansaugkanal, welcher den Luftfilter mit dem Ansaugstutzen 14 strömungsmäßig verbindet
27 Drehzahlsensor zur Messung der Motordrehzahl oder Fahrzeuggeschwindigkeit
28 Heizung für die Lambda-Sonde
29 Sensor zu Lokalisierung der Kurbelwellenposition des Verbrennungsmotors 1
30 Sensor zur Messung der Motortemperatur
31 Sensor zur Messung des Öldruckes des Verbrennungsmotors
32 Einspritzventil für einen Motorzylinder 35
33 Zündkerze für den Motorzylinder 35
34 Motorzylinder
35 Weiterer Motorzylinder
36 Drosselklappe
37 Sensor zur Messung der Drosselklappenlage.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform dient die Zünd- und Gemischbildungsvorrichtung zur Steuerung und Regelung des Verbrennungsmotors 1, welcher zwei Zylinder 34 und 35 in V-Anordnung aufweist. Die beiden Zylinder 34 und 35 saugen Luft aus der Umgebung über den Luftfilter 15 und den sich anschließenden Ansaugkanal 26 in den Ansaugstutzen 14. Der zusätzliche Drucklufteinlaßkanal 16 enthält in Strömungsrichtung nacheinander den Verdichter 17, den Druckluftspeicher 18, den Druckluftsensor 19 und das Drucklufteinlaßventil 25. Der zusätzliche Drucklufteinlaßkanal 16 ist parallel zum Ansaugkanal 26 an den Ansaugstutzen 14 angeschlossen. Der Drucklufteinlaßkanal 16 zweigt unmittelbar nach dem Luftfilter 15 von dem Ansaugkanal 26 ab und mündet kurz vor dem Ansaugstutzen 14 wieder in ihn zurück, so daß über eine bestimmte Wegstrecke zwei parallele Luftwege 16, 26 vorhanden sind. Es ist aber auch möglich, den Drucklufteinlaßkanal 16 als einen vom Ansaugkanal 26 vollständig getrennten Kanal mit einem eigenen Luftfilter 15 auszubilden und ihn direkt an den Ansaugstutzen 14 anzuschließen.
Über die Kraftstoffleitungen 6 wird Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 5 mittels der Kraftstoff-Förderpumpe 7 zu den Einspritzventilen 9, 32 der Zylinder 34, 35 gefördert. Der Einspritzdruck-Sensor 8 meldet den momentanen Einspritzdruck über die Leitungen 11 an die Steuereinrichtungen 2, 3.
Je nach Einsatz des Motors 1 ist eine höhere Motorleistung in Abhängigkeit von einer bestimmten Position, Winkelstellung, Dreh- oder Translationsgeschwindigkeit oder -beschleunigung der Gasverstellvorrichtung 36 erwünscht. Die Gasverstellvorrichtung 36 kann direkt oder indirekt betätigbar sein. Direkt betätigbar sind Gaspedale, Gasdrehgriffe oder Gasschieber, die ihre Bewegung über einen Gaszug oder andere Mittel auf die Drosselklappe 36 des Motors übertragen und diese damit indirekt betätigen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Gasverstellvorrichtung 36 die Drosselklappe, deren Verstellwinkel durch den Drosselklappensensor 37, beispielsweise ein Drosselklappen-Potentiometer, erfaßt wird, das durch die elektrischen Leitungen 24 mit den Steuereinrichtungen 2, 3 verbunden ist.
Die Leitungen 11 verbinden den Verdichter 17, den Luftdrucksensor 19, und das Ventil 25 mit den Steuereinrichtungen 2, 3. Mit denselben Leitungen 11 stehen außerdem die beiden Einspritzventile 9, 32, der Einspritzdrucksensor 8 und die Kraftstoff-Förderpumpe 7 in elektrischer Verbindung, so daß alle genannten Sensoren und Aktoren von den Steuereinrichtungen 2, 3 betätigbar sind. Außerdem ist die Lambda-Sonde 21 des Katalysators 20, der sich in der Abgasleitung 4 der Zylinder 34, 35 befindet, über die Leitungen 22 mit den Steuereinrichtungen 2, 3 elektrisch verbunden.
Die Steuereinrichtungen 2, 3 enthalten je einen Mikrocomputer. Die eine Steuereinrichtung 2 sendet Zündimpulse an die Zündspule 13, welche in Abhängigkeit davon eine elektrische Zündspannung für die Zündkerze 10 des einen Zylinders 34 erzeugt, wie Fig. 1 zeigt. Die Steuereinrichtung 2 bildet zusammen mit den Aktoren Einspritzventil 9, Zündkerze 10 und Zündspule 13 und dem Sensor 31 für den Öldruck des Motors 1, dem Sensor 30 für die Motortemperatur und dem Sensor 29 für die Kurbelwellenpositionen einen separaten Steuerkreis für den einen Zylinder 34, wobei die Sensordaten für diesen einen Zylinder 34 in entsprechende Aktordaten, wie z. B. Zündzeitpunkt und Einspritzzeitpunkt, umgerechnet werden.
Entsprechend besteht die Aufgabe der anderen Steuereinrichtung 3 darin, den Steuerkreis für den anderen Zylinder 35 zu regeln. Wie Fig. 1 zeigt, steht die Zündspule 23 und die Zündkerze 33 dieses Zylinders 35 mit der anderen Steuereinrichtung 3 in elektrischer Verbindung. Zusätzlich hat diese andere Steuereinrichtung 3 eine redundante Funktion, um bei einem Defekt oder Ausfall der einen Steuereinrichtung 2 alle Zünd- und Gemischbildungsfunktionen für den einen Zylinder 34 zu übernehmen. Umgekehrt hat auch die eine Steuereinrichtung 2 eine redundante Funktion für die andere Steuereinrichtung 3.
In anderen Ausführungsformen der Erfindung können je nach Zylinderzahl und Bauart des Motors 1 mehr als zwei Steuereinrichtungen 2, 3 vorgesehen sein, wobei jeweils eine Steuereinrichtung die Zünd- und Gemischbildung für einen oder mehrere Zylinder selbständig regelt und/oder eine Steuereinrichtung bei Ausfall einer anderen Steuereinrichtung deren Funktionen übernimmt.
Im folgenden werden die Steuer- und Regelfunktionen der Zünd- und Gemischbildungsvorrichtung in bezug auf die Aufladung des Motors 1 beschrieben.
Der Verdichter 17, der mechanisch direkt oder elektrisch indirekt vom Motor 1 angetrieben wird, saugt Luft aus dem Ansaugkanal 26 in den Drucklufteinlaßkanal 16 und füllt den Druckluftspeicher 18, der mit dem Drucklufteinlaßkanal 16 in Verbindung steht, mit Druckluft. Der Luftdrucksensor 19 mißt den Luftdruck im Druckluftspeicher 18 und gibt ein entsprechendes elektrisches Signal über die Leitungen 11 an die Steuereinrichtungen 2, 3 ab. Während der Befüllung des Druckluftspeichers 18 halten die Steuerroutinen der Steuereinrichtungen 2, 3 das Ventil 25 geschlossen, so daß vom Drucklufteinlaßkanal 16 keine Luft in den Ansaugkanal 26 gelangen kann. Der Verdichter 17 bleibt solange eingeschaltet, wie der vom Luftdrucksensor 19 gemessene Druck unterhalb eines oberen Grenzdrucks po liegt. Bei Erreichen dieses Grenzdrucks sendet der Luftdrucksensor 19 über die Leitungen 11 ein elektrisches Signal an die Steuereinrichtungen 2, 3, die über dieselben Leitungen 11 Steuerimpulse an den Verdichter 17 senden, welche ihn abschalten.
Bei der speziellen Anwendung des Verbrennungsmotors und der Zünd- und Gemischbildungsvorrichtung bei einem Motorrad ist eine zusätzliche Aufladung des Verbrennungsmotors vor allem dann wünschenswert, wenn das Motorrad über das übliche Maß hinaus beschleunigt werden soll. Dann übt der Fahrer des Motorrads eine entsprechende Drehbeschleunigung auf einen Gasdrehgriff aus, welche durch einen Gaszug auf die Drosselklappe 36 des Motors übertragen wird. Das Drosselklappenpotentiometer 37 erfaßt die Winkelstellung der Drosselklappe 36 und sendet ein entsprechendes elektrisches Spannungssignal über die Leitungen 24 an die Steuereinrichtungen 2, 3. Aus der Änderung des Spannungssignals in bezug auf den internen Zeittakt der Mikrocomputer der Steuereinrichtungen 2, 3 berechnen diese Mikrocomputer die momentane Winkelbeschleunigung d²α/dt² der Drosselklappe 36. Diesen Wert vergleichen die Mikrocomputer der Steuereinrichtungen 2, 3 mit einem gespeicherten Winkelbeschleunigungs-Grenzwert d²α/dt²grenz und senden im Falle eines Überschreitens dieses Grenzwerts ein Öffnungssignal an das Ventil 25, das daraufhin öffnet. Nun strömt schlagartig verdichtete Luft aus dem Druckluftspeicher 18 des Drucklufteinlaß­ kanals 16 in den Ansaugstutzen 14 der Zylinder 34, 35. Dabei wird der momentane Druck im Druckluftspeicher 18 ständig vom Luftdrucksensor 19 erfaßt, welcher ein entsprechendes elektrisches Signal an die Steuerein­ richtungen 2, 3 sendet. Da hiermit zusätzliche Druckluft in die Zylinder 34, 35 eingeblasen wird, muß, damit es zu einer Leistungssteigerung durch Erhöhung der Motorfüllung kommt, auch mehr Kraftstoff in den Ansaugstutzen 14 eingespritzt werden. Dies geschieht dadurch, daß das elektrische Signal des Luftdrucksensors 19 und das elektrische Einspritzdrucksignal, das der Einspritzdrucksensor 8 den Steuereinrichtungen 2, 3 meldet, zueinander in Beziehung gesetzt und mit einem in den Steuereinrichtungen 2, 3 gespeicherten Richtwert verglichen werden. Bei Luftüberschuß durch Einblasen der Zusatzdruckluft erhält die Kraftstoff-Förderpumpe 7 ein Signal, den Einspritzdruck zu erhöhen und dadurch entsprechend mehr Kraftstoff zu fördern.
Nachdem der Druckluftspeicher 18 mindestens teilweise entleert ist und der vom Druckluftsensor 19 gemessene Druck unter den oberen Grenzdruck po oder einen unteren Grenzdruck pu abgefallen ist, erhält das Ventil 25 von den Steuereinrichtungen 2, 3 ein Schließsignal und der Verdichter 17 wird aktiviert, um den Druckluftspeicher 18 erneut zu befüllen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform könnte der Druckluftspeicher 18 von einer separaten Druckluftquelle anstelle des vom Motor angetriebenen Verdichters 17 mit Druckluft befüllt werden.
Obwohl bei der bevorzugten Ausführungsform ein Betrieb des Verdichters 17 nur dann vorgesehen ist, wenn das Ventil 25 geschlossen ist, könnte bei einer anderen Ausführung der Verdichter 17 auch bei geöffnetem Ventil 25 arbeiten.
Der Katalysator 20, welcher sich in der Abgasleitung 4 der Zylinder 34, 35 befindet, enthält die Heizvorrichtung 28. Die Lambda-Sonde 21 des Katalysators 20 mißt den Sauerstoffanteil des Abgases und sendet ein entsprechendes elektrisches Meßsignal über die elektrischen Leitungen 22 an die Steuereinrichtungen 2, 3, welche die Einspritzdauer und -menge so ändern, daß das Luftverhältnis Lambda ungefähr auf den Wert 1 geregelt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Lambda-Regelung in Abhängigkeit vom Öffnungs- oder Schließzustand des Ventils 25 zu- oder abschaltbar ist, so daß in den Steuereinrichtungen 2, 3 auch vom Idealwert 1 abweichende Kennlinien verwendet werden können.
In einer anderen Ausführungsform, bei der in der Abgasleitung 4 des Verbrennungsmotors 1 ein Katalysator 20 angeordnet ist, dessen Funktion in Abhängigkeit von einem Betriebswert der Vorrichtung wie insbesondere sein Füllungsgehalt an Abgaspartikeln und/oder dem jeweiligen Zustand des Brennstoff-Luftgemisches des Verbrennungsmotors 1 geregelt wird, sind elektronische Steuermittel 2, 3 vorgesehen, welche in Abhängigkeit von der Zufuhr von Zusatz-Verbrennungsluft 16 zum Verbrennungsmotor 1 jeweils dann die Regelung des Katalysators 20 abschalten, wenn die Zufuhr der Zusatz- Verbrennungsluft 16 eingeschaltet wird.
Auch wenn der Verbrennungsmotor 1 keinen Katalysator 20 und keine Lambda-Regelung aufweist, kann eine Regelung vorgesehen sein, welche in Abhängigkeit vom Zustand der Motorabgase im Motor-Abgaskanal 4 die Zufuhr von Luft und Brennstoff regelt. Diese Regelung kann beeinflußt oder gegebenenfalls zu- oder abgeschaltet werden, wenn die Zufuhr der Zusatz-Verbrennungsluft eingeschaltet wird.
Außerdem ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, daß ab einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder Motordrehzahl, die vom Drehzahlsensor 27 z. B. an der Kurbelwelle gemessen und an die Steuereinrichtungen 2, 3 gesendet wird, aus Sicherheitsgründen keine zusätzliche Drucklufteinblasung in die Zylinder 34, 35 mehr erfolgen kann.
Bei Ausfall oder Defekt eines Elements, beispielsweise eines der Sensoren oder eines der Stellglieder, wird von einem Mikrocomputer der Steuereinrichtungen 2 und 3 ein Notprogramm gestartet, so daß anstelle ausbleibender oder falscher Daten gespeicherte Ersatzwerte verwendet werden.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist das Drucklufteinlaß-Ventil 25 bei der Drosselklappe 36 angeordnet und es wird in Abhängigkeit von ihr gesteuert.

Claims (13)

1. Verfahren zur Zufuhr von Brennstoff und Verbrennungsluft zu einem Verbrennungsmotor, wobei mindestens die Zufuhrmenge des Brennstoffes in Abhängigkeit von der gewünschten Motorleistung mittels einer Gaseinstellvorrichtung eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Einstellgeschwindigkeit oder einer Veränderung der Einstellgeschwindigkeit, mit welcher die Gaseinstellvorrichtung (2, 3, 36) in Richtung auf eine größere Zufuhrmenge von Brennstoff und/oder Verbrennungsluft eingestellt wird, zur temporären Leistungssteigerung des Verbrennungsmotors (1) jeweils nur dann zusätzlich zur Verbrennungsluft (26) auch Druckluft (16) als Zusatz-Verbrennungsluft dem Verbrennungsmotor (1) automatisch zugeführt wird, wenn diese Einstellgeschwindigkeit oder Veränderung der Einstellgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert überschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatz-Verbrennungsluft (16) aus einem Druckluftspeicher (18) schlagartig schnell in den Verbrennungsmotor (1) übertragen wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr von Zusatz-Verbrennungsluft automatisch in Abhängigkeit von der Drehzahl (27) des Verbrennungsmotors (1) oder eines von ihm angetriebenen Elements jeweils dann gehindert wird zu starten, wenn diese Drehzahl über einem bestimmten oberen Grenzwert liegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Verbrennungsmotor (1), dessen Brennstoff­ und/oder Luftzufuhr in Abhängigkeit vom Zustand der Motorabgase im Motor-Abgaskanal (4) geregelt wird, diese Regelung beeinflußt, gegebenenfalls abgeschaltet wird in Abhängigkeit von der Zufuhr von Zusatz-Verbrennungsluft (16) jeweils dann, wenn die Zufuhr der Zusatz- Verbrennungsluft eingeschaltet wird.
5. Zünd- und Gemischbildungsvorrichtung für Verbrennungsmotoren, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Mitteln (2, 3, 36) zur einstellbaren Zufuhr von Brennstoff und Verbrennungsluft zu dem betreffenden Verbrennungsmotor (1), dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (16, 17, 18, 19, 25, 2, 3) zur Zufuhr von Druckluft als Zusatz-Verbrennungsluft zu dem Verbrennungsmotor (1) vorgesehen sind, durch welche in Abhängigkeit von der Einstellgeschwindigkeit oder einer Veränderung der Einstellgeschwindigkeit, mit welcher mittels einer Gaseinstellvorrichtung (2, 3, 36) die Zufuhrmenge von Brennstoff und/oder Verbrennungsluft in Richtung auf eine größere Zufuhrmenge eingestellt wird, zur temporären Leistungssteigerung des Verbrennungsmotors (1) jeweils nur dann zusätzlich zur Verbrennungsluft (26) auch Druckluft als Zusatz-Verbrennungsluft (16) dem Verbrennungsmotor (1) automatisch zugeführt wird, wenn diese Einstellgeschwindigkeit oder Veränderung der Einstellgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert übersteigt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Zusatz-Verbrennungsluft (16) speichernder Druckluftspeicher (18), mindestens ein den Druckluftspeicher (18) bedarfsweise mit dem Verbrennungsmotor (1) verbindendes Drucklufteinlaßventil (25) und ein Verdichter (17) zur Füllung des Druckluftspeichers (18) mit Druckluft vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehzahlsensor (27) vorgesehen ist, welcher die Drehzahl des Verbrennungsmotors (1) direkt (z. B. an der Kurbelwelle) oder indirekt (an einem vom Verbrennungsmotor angetriebenen Element) mißt und daß elektrische Steuermittel (2, 3) vorgesehen sind, welche in Abhängigkeit von einem Drehzahlsignal des Drehzahlsensors (27) das Starten der Zufuhr von Zusatz- Verbrennungsluft jeweils dann blockiert, wenn die Drehzahl über einem bestimmten oberen Grenzwert liegt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abgasleitung (4) des Verbrennungsmotors (1) ein Katalysator (20) angeordnet ist, dessen Funktion in Abhängigkeit von einem Betriebswert der Vorrichtung wie insbesondere sein Füllungsgehalt an Abgaspartikeln und/oder dem jeweiligen Zustand des Brennstoff- Luftgemisches des Verbrennungsmotors (1) geregelt wird, und daß elektronische Steuermittel (2, 3) vorgesehen sind, welche in Abhängigkeit von der Zufuhr von Zusatz- Verbrennungsluft (16) zum Verbrennungsmotor (1) jeweils dann die Regelung des Katalysators (20) abschalten, wenn die Zufuhr der Zusatz-Verbrennungsluft (16) eingeschaltet wird.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (17) von dem Verbrennungsmotor (1) antreibbar angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftdrucksensor (19) zur Messung des Druckes der Druckluft vorgesehen ist, wobei in Abhängigkeit vom gemessenen Luftdruck dieses Luftdrucksensors (19) der Verdichter (17) automatisch jeweils dann eingeschaltet wird, wenn der Luftdruck im Druckluftspeicher (18) unter einem vorbestimmten Mindestwert liegt.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Einstellgeschwindigkeit oder der Veränderung der Einstellgeschwindigkeit ein Sensor (37) vorgesehen ist, welcher in Abhängigkeit von einer von ihm gemessenen Lage, Geschwindigkeit oder Beschleunigung eines Einstellelements der Gasverstellvorrichtung (36) ein elektrisches Signal erzeugt, welches dann automatisch in ein elektrisches Signal zur Steuerung der Zufuhr der Druckluft (16) als Zusatz-Verbrennungsluft umgewandelt wird.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß für die Steuerung oder Regelung der Brennstoffzufuhr (5, 6, 7, 8, 9), der Verbrennungsluftzufuhr (26, 36), der Druckluft als Zusatz-Verbrennungsluft (16, 17, 18, 19, 25) und der Zündung (10, 13, 23, 33) des Brennstoffgemisches mindestens zwei redundante elektronische Steuereinrichtungen (2, 3) vorgesehen sind, welche je mindestens einen Prozessor oder Mikrocomputer zur digitalen Datenverarbeitung enthalten und welche sich bei Normalbetrieb die Steuer- oder Regelfunktionen hierfür aufteilen, jedoch bei einem Defekt oder Ausfall in einer der Steuereinrichtungen (2, 3) die andere Steuereinrichtung (3, 2) automatisch die Funktion oder Funktionen der defekten oder ausgefallenen Steuereinrichtung (2, 3) übernimmt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein sie steuernder Computer ein Notprogramm enthält, welches bei einem Defekt oder einem Ausfall in einem Teil der Vorrichtung automatisch gestartet wird und dadurch dann den Betrieb des Verbrennungsmotors (1) mit den dafür erforderlichen Grundfunktionen anhand von Ersatzwerten für die ausgefallenen Werte aufrechterhält.
DE4416870A 1994-05-13 1994-05-13 Verfahren und Vorrichtung zur Zufuhr von Brennstoff und Verbrennungsluft zu Verbrennungsmotoren Expired - Fee Related DE4416870C2 (de)

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