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Dokumentenidentifikation DE3426697C3 15.09.1994
Titel Einrichtung zur Regelung der Drehzahl einer Brennkraftmaschine
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Berger, Joachim, 7064 Remshalden, DE
DE-Anmeldedatum 20.07.1984
DE-Aktenzeichen 3426697
Offenlegungstag 30.01.1986
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.12.1987
Date of publication of amended patent 15.09.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.09.1994
IPC-Hauptklasse F02D 17/04

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 18 17 291 ist eine Einrichtung zur Verbesserung der Abgasemission bei Brennkraftmaschinen, insbesondere von Kraftfahrzeugen bekannt. Bei der bekannten Einrichtung wird im Schiebebetrieb die Kraftstoffzufuhr unter bestimmten Bedingungen völlig unterbrochen. Auf Schiebebetrieb wird aus der Stellung dreier in Reihe geschalteter Schalter erkannt. Die Kraftstoffzufuhr wird immer dann unterbrochen, wenn das Gaspedal vollständig zurückgenommen, die Kupplung eingekuppelt und das Wechselgetriebe in einen der obersten Gänge geschaltet ist.

Aus der DE-OS 31 26 893 ist eine Leerlaufeinrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug bekannt. Ändert sich der Betriebszustand der Brennkraftmaschine vom "echten Leerlauf" zum Zustand "Belastung", wird also beispielsweise die Kupplung getreten und ein Gang eingelegt, so wird der Querschnitt eines zur Drosselklappe parallel liegenden Bypasses vom Leerlaufquerschnitt auf den Anfahrquerschnitt vergrößert.

Die Einrichtung nach der DE-OS 18 17 291 bezieht sich auf Schiebebetrieb von Brennkraftmaschinen, nicht jedoch auf den Leerlauffall. Die Einrichtung nach der DE-OS 31 26 893 hat den Nachteil, daß abhängig vom Kraftschluß zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe oder abhängig von der Stellung eines Schalters am Gashebel lediglich der Bypassquerschnitt des Bypasses vergrößert wird. In das Regelverfahren der Regeleinrichtung wird nicht eingegriffen. Damit wird den unterschiedlichen Bedingungen des echten Leerlaufes und des Überganges vom Leerlauf zu einsetzender Belastung nicht Rechnung getragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die nicht nur zwischen Leerlauf und zunehmender Belastung unterscheidet, sondern die auch dafür Sorge trägt, daß die Regeleinrichtung auf diese unterschiedlichen Betriebszustände optimal reagiert.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dazu wird abhängig vom Kraftschluß zwischen Brennkraftmaschine und Antriebssystem in das Regelverfahren selbst eingegriffen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den Vorteil, daß sich die Drehzahl im echten Leerlauf sehr weit absenken läßt, wobei durch den Eingriff ins Regelverfahren sichergestellt ist, daß die Stabilität der Regelung erhalten bleibt. Ein weiterer Vorteil der Einrichtung ist darin zu sehen, daß bei beginnender Belastung, die durch den Kraftschluß zwischen Brennkraftmaschine und Endantrieb des Antriebssystemes signalisiert wird, so in das Regelverfahren eingegriffen wird, daß die Regeleinrichtung ein gutes Einregelverhalten zeigt.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtungen sind durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung. Mit dem Bezugszeichen 10 ist in der Figur ein Schalter bezeichnet, die Bezugsziffer 11 trägt eine Feder oder ein ähnliches, verbindendes Bauelement, mit dem Bezugszeichen 12 ist ein Kupplungspedal der Brennkraftmaschine bezeichnet. Der Gangschalthebel der Brennkraftmaschine ist durch die Ziffer 13 gekennzeichnet. Die Bezugszeichen 14 und 16 bezeichnen jeweils einen Schalter, während die Bezugszeichen 15 und 17 jeweils eine Feder oder ein ähnliches, verbindendes Bauelement kennzeichnen. Eine Leerlaufregelung der Brennkraftmaschine trägt das Bezugszeichen 18. Ein Eingang der Leerlaufregelung 18 trägt das Zeichen 19. Eine Batteriespannung ist mit den Buchstaben UB abgekürzt. Die möglichen Stellungen des Gangschalthebels 13 sind mit Hilfe der Abkürzungen I, II, III sowie IV dargestellt. Die Stellungen des Gangschalthebels 13 entsprechen dabei den einzelnen Gangstufen der Brennkraftmaschine. Der Schalter 10 ist über die Feder 11 mit dem Kupplungspedal 12 derart verbunden, daß im eingekuppelten Zustand der Schalter 10 geschlossen ist, während beim Durchtreten des Kupplungspedals durch den Fahrer über die Feder 11 der Schalter 10 geöffnet wird. Der Gangschalthebel 13 ist zum einen über die Feder 15 mit dem Schalter 14, sowie zum anderen über die Feder 17 mit dem Schalter 16 verbunden. Befindet sich der Gangschalthebel 13 in der gezeichneten Leerlaufstellung, so sind die beiden Schalter 14 und 16 geöffnet. Wird hingegen durch den Fahrer der Gangschalthebel 13 in eine der dargestellten Schalthebelstellungen I bis IV bewegt, so wird dadurch wenigstens einer der beiden Schalter 14 und 16 geschlossen. Dies bedeutet, daß im Leerlauf der Brennkraftmaschine beide Schalter geöffnet sind, während in einer eingelegten Gangstufe der Brennkraftmaschine wenigstens einer der beiden Schalter 14 und 16geschlossen ist.

Der Schalter 10 ist an seinem einen Anschlußpunkt mit der Batteriespannung UB verbunden, während er ausgehend von seinem anderen Anschlußpunkt an die beiden Schalter 14 und 16 angeschlossen ist. Diese beiden Schalter 14 und 16 sind zueinander parallel geschaltet, so daß ihr jeweils anderer Anschlußpunkt auf einen gemeinsamen Verbindungspunkt und von dort zur Leerlaufregelung 18 geführt ist. Die Leerlaufregelung 18 ist des weiteren noch von anderen Eingangssignalen beaufschlagt, so z. B. von der Motortemperatur TM. Als Ausgangssignal erzeugt die Leerlaufregelung 18 ein Signal S, das direkt oder indirekt die Kraftstoffzumessung zur Brennkraftmaschine beeinflußt.

Insgesamt gibt es bei dem in der Figur dargestellten Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung vier Betriebszustände. Dargestellt ist in der Figur der eingekuppelte Betriebszustand der Brennkraftmaschine bei Leerlaufbetrieb, also der sogenannte "echte" Leerlauf. Dies bedeutet, daß der Schalter 10 geschlossen ist, die Brennkraftmaschine sich also in ihrem eingekuppelten Betriebszustand befindet, und daß die beiden Schalter 14 und 16 geöffnet sind, der Gangschalthebel 13 also in der Leerlaufstellung steht. In diesem Betriebszustand des echten Leerlaufs existiert kein Kraftschluß von der Brennkraftmaschine zu den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs. Aufgrund der genannten Schalterstellungen der Schalter 10, 14 und 16 liegt im Betriebszustand des echten Leerlaufs auch kein Signal am Eingang 19 der Leerlaufregelung 18 an. Tritt nun der Fahrer das Kupplungspedal 12 durch, so wird der Schalter 10 geöffnet. Da aber durch das Durchtreten des Kupplungspedals allein noch kein Kraftschluß von der Brennkraftmaschine zu den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs entsteht, gelangt auch in diesem Betriebszustand aufgrund der geöffneten Schalter 10, 14 und 16 kein Signal an den Eingang 19 der Leerlaufregelung 18. Legt nun der Fahrer bei durchgetretenem Kupplungspedal 12 und dadurch geöffnetem Schalter 10, den Gangschalthebel 13 in eine der dargestellten Stellungen I bis IV um, so wird dadurch einer der beiden Schalter 14 und 16 geschlossen. Dies bedeutet also, daß beim Einlegen einer Gangstufe durch den Fahrer aufgrund des geöffneten Schalters 10 immer noch kein Signal an den Eingang 19 der Leerlaufregelung 18 gelangt. Dies ist auch völlig korrekt, da in diesem Betriebszustand noch kein Kraftschluß von der Brennkraftmaschine zu den Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges besteht. Erst wenn der Fahrer des Kraftfahrzeuges das Kupplungspedal 12 nicht mehr durchdrückt, die Brennkraftmaschine also in ihren eingekuppelten Betriebszustand übergeht, entsteht ein Kraftschluß von der Brennkraftmaschine über die Kupplung und das Getriebe zu den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs, und der Betriebszustand "echter" Leerlauf wird verlassen. In diesem zuletzt beschriebenen Betriebszustand also bei eingelegter Gangstufe und nicht durchgetretenem Kupplungspedal ist der Schalter 10, sowie einer der beiden Schalter 14 und 16 geschlossen. Dies bewirkt, daß am Eingang 19 der Leerlaufregelung 18 ein Signal anliegt, das den Wert der Batteriespannung UB aufweist.

Von den vier dargestellten Betriebszuständen des in der Figur gezeigten Blockschaltbilds bewirkt demnach nur ein Betriebszustand ein Signal am Eingang 19 der Leerlaufregelung 18. Dieser eine spezielle Betriebszustand ist gekennzeichnet durch den Kraftschluß der Brennkraftmaschine mit den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs. Bei allen anderen drei Betriebszuständen existiert kein Kraftschluß, es wird deshalb auch kein Signal an den Eingang 19 der Leerlaufregelung 18 abgegeben.

Mit Hilfe des Signals am Eingang 19 der Leerlaufregelung 18 ist es nun möglich, die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine optimal an den Lastzustand der Brennkraftmaschine anzugleichen. Liegt am Eingang 19 der Leerlaufregelung 18 ein Signal der Größe der Batteriespannung UB an, besteht also Kraftschluß zwischen der Brennkraftmaschine und den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs, so wird von der Leerlaufregelung 18 ein Signal S erzeugt, das diesen Lastzustand der Brennkraftmaschine berücksichtigt. Dies kann z. B. in der Weise geschehen, daß die Leerlaufdrehzahl auf einen höheren Wert gesteuert wird. Liegt hingegen am Eingang 19 der Leerlaufregelung 18 kein Signal an, besteht also kein Kraftschluß zwischen der Brennkraftmaschine und den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs, ist also die Brennkraftmaschine unbelastet, so erzeugt die Leerlaufregelung 18 ein Ausgangssignal S, das diesen unbelasteten Betriebszustand der Brennkraftmaschine berücksichtigt. Dieses Ausgangssignal kann z. B. im Vergleich zum belasteten Betriebszustand der Brennkraftmaschine einen niedereren Wert annehmen, die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine also auf einen niederen Wert gesteuert werden.

Besonders vorteilhaft ist es nun, im belasteten bzw. unbelasteten Betriebszustand der Brennkraftmaschine nicht nur die Leerlaufdrehzahl auf bestimmte, vorgebbare Werte zu steuern, sondern auch die Regelung dieser Leerlaufdrehzahl nach verschiedenen Regelverfahren durchzuführen. Dadurch ist es z. B. möglich, im lastfreien Betriebszustand der Brennkraftmaschine die Leerlaufdrehzahl abzusenken, und gleichzeitig durch ein entsprechendes Regelverfahren die Stabilität der Regelung dieser Leerlaufdrehzahl zu erhöhen.

Insgesamt ist es möglich, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einrichtung die Leerlaufdrehzahl abhängig vom Lastzustand der Brennkraftmaschine zu steuern. Selbstverständlich ist die beschriebene Einrichtung dabei nicht an einen bestimmten Brennkraftmaschinentyp gebunden. Ebenfalls kann die Ausführung der Leerlaufregelung 18 auf verschiedene Weise durchgeführt werden, so z. B. in analoger Schaltungstechnik, digitaler Schaltungstechnik oder mit Hilfe eines entsprechend programmierten elektronischen Rechners usw. Auch die Ausführung der mechanischen Bauteile des in der Figur dargestellten Blockschaltbilds ist nicht nur auf die gezeigten Bauteile beschränkt, sondern es sind erfindungsgemäß auch entsprechende andere Bauteile möglich, mit deren Hilfe der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke realisiert werden kann.


Anspruch[de]
  1. 1. Einrichtung zur Regelung der Drehzahl einer Brennkraftmaschine zum Betrieb in einem Antriebssystem,
    1. - mit einer von Parametern abhängigen Leerlaufdrehzahlregelung
    2. - und Mitteln zur Erkennung des Kraftschlusses zwischen Brennkraftmaschine und Antriebssystem,

      dadurch gekennzeichnet, daß
    3. - abhängig vom Kraftschluß zwischen der Brennkraftmaschine und dem Endantrieb des Antriebssystems die Regelung der Leerlaufdrehzahl nach verschiedenen Regelverfahren durchgeführt wird.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftschluß mit Hilfe der Stellung des Kupplungspedales und des Gangschalthebels der Brennkraftmaschine erkannt wird.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im kraftschlüssigen Betriebszustand der Brennkraftmaschine der Gangschalthebel sich nicht in der Leerlaufstellung befindet und das Kupplungspedal nicht durchgetreten ist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im nichtkraftschlüssigen Betriebszustand der Brennkraftmaschine sich wenigstens der Gangschalthebel in der Leerlaufstellung befindet und/oder das Kupplungspedal durchgetreten ist.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im kraftschlüssigen Betriebszustand der Brennkraftmaschine die Leerlaufdrehzahl erhöht wird.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im nichtkraftschlüssigen Betriebszustand der Brennkraftmaschine die Leerlaufdrehzahl erniedrigt wird.






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