DE3313038A1

DE3313038A1 - Mehrzylinder-brennkraftmaschine mit abschaltbaren zylindergruppen

Info

Publication number: DE3313038A1
Application number: DE19833313038
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing.(FH) Barho; Helmut Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Denz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-04-12
Filing date: 1983-04-12
Publication date: 1984-10-18
Also published as: US4550704A; IT1175993B; JPS59206633A; IT8420461A0; FR2544390A1; FR2544390B1; DE3313038C2

Description

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R.184 81

28. Januar 1983 ch/dö

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit abschaltbaren Zy linder gruppen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit abschaltbaren Zylindergruppen nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der DE-OS 29 ^2 851 ist eine Einrichtung zum Abschalten mindestens eines Zylinders einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebsparameter bekannt, bei der ein elektrischer Regler zum Regeln der Fahrgeschwindigkeit vorgesehen ist und bei der beim Zu- und Abschalten der Zylinder eine Korrektur- bewegung der Drosselklappen ausgeführt wird. Mit Hilfe dieser Maßnahme soll der Leistungssprung während des Umschaltens ausgeglichen werden. Eine ähnliche Einrichtung ist aus der DE-AS 29 ^7 688 bekannt, auch bei dieser Einrichtung führt bei der Zylinderumschaltung die als Regelorgan dienende Drosselklappe eine sprunghafte Stellungsänderung aus. Die Größe des Sprungs ist von der Maschinendrehzahl abhängig gemacht so, daß die Last und das Drehmoment der Maschine beim Zu- oder

Abschalten von Zylindern unverändert bleiben soll. Die sprunghafte Änderung der Drosselklappenstellung zu dem Zweck, die Leistung der Brennkraftmaschine beim Zu- oder Abschalten von Zylindern im wesentlichen unverändert zu halten, ist auch aus der DE-OS 26 12 172 bekannt. Die letztgenannte Veröffentlichung bewirkt dies mit einem besonderen Gestänge; die beiden erstgenannten Veröffentlichungen bedienen sich elektronischer Steuerungsorgane. Ein Nachteil der genannten Einrichtungen ist die einseitige Abnützung bestimmter Zylinder oder Zylindergruppen; ein weiterer Nachteil ist, daß die zugeschalteten Zylinder oder Zylindergruppen nach dem Umschalten erst warmlaufen müssen.

Einzelprobleme wurden mit den DE-OSen 27 2k 487 und 30 23 l80 angegangen. Bei der aus der DE-OS 27 2't k&7 bekannten Mehrzylinder-Brennkraftmaschine ist eine Einrichtung mit einem veränderbaren Schwellenwert versehen. Der Schwellenwert wird aus der Maschinendrehzahl gewonnen und von der Maschinenlast abhängig gemacht. Wenn die Maschinenlast beim Lauf der Maschine unter oder über dem veränderlichen Schwellenwert liegt, wird die Kraftstoffversorgung für einen Teil der Zylinder unterbrochen oder durchgeschaltet. Bei der aus· der DE-OS 30 23 l80 bekannten Brennkraftmaschine sollen die Anlaßeigenschaften und der WarmlaufVorgang verbessert werden dadurch, daß das Warmlaufen in jedem Fall mit der vollen Zylinderzahl erfolgt. Ist die Maschine dagegen warm, so wird auch bei Leerlauf ein Teil der Zylinder abgeschaltet. Auch diese beiden Veröffentlichungen schneiden jedoch nicht das Problem der einseitigen Abnützung eines Teils der Zylinder an. und berücksichtigen nicht das Kaltwerden der nicht

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benützten Zylinder. Bei der Brennkraftmaschine nach der DE-CS 3G 23 lOo wird allenfalls wieder auf die volle Zylinderzahl umgeschaltet, wenn die Gesamttemperatur der Maschine unter einen bestimmten Wert abgesunken ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß während des Betriebs der Maschine mit nur einem Teil der Zylinder die in Betrieb befindlichen Zylinder abwechselnd betrieben werden können. Zum einen werden dadurch alle Zylinder der Maschine im Mittel gleichmäßig abgenützt; zum anderen werden damit auch die gerade nicht zu Antriebszwecken benützten Zylinder warmgehalten. Durch den letztgenannten Vorteil wird einerseits ein Umschaltruck beim Zuschalten einer weiteren Zylindergruppe erheblich vermindert und andererseits eine große Kraftstoffeinsparung erzielt. Sin weiterer Vorteil ist, daß die erwähnten Verbesserungen ohne zusätzliche Aggregate erreicht werden können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten 2naßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Mehrzylinder-Brennkraftmaschine möglich.

Das Abwechseln der einzelnen Zylindergruppen erfolgt nicht abhängig von der Zeit, sondern abhängig davon, ob die Maschine eine vorbestimmte Zahl von Umdrehungen

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ausgeführt hat. Vorzugsweise erfolgt das Wechseln dann, wenn sowieso gerade ein Lastwechsel vorliegt.

Die Einführung von zwei Umschaltschwellen, von denen die Zu- oder Abschaltung weiterer Zylindergruppen abhängig gemacht wird, erlaubt eine genauere Steuerung der Umschaltbedingungen und ein Hystereseverhalten, das zur Beruhigung des Fahrverhaltens beiträgt. Einen weiteren Fahrkomfort bringt es, daß während eines bereits eingeleiteten Umschaltvorgangs eventuelle weitere Umschaltsignale unterdrückt werden und so ein ungewolltes Urnschalten während dieser Zeit verhindert wird.

Besondere Funktionsgeber sorgen dafür, daß die jeweils eingeschaltete Zylindergruppe oder die Zylindergruppen in Bezug auf Kraftstoffverbrauch und/oder Abgasverhalten mit den bestmöglichen Steuerwerten für Kraftstoffzumessung, Luftzumessung und Zündwinkel gesteuert werden und daß die Umschaltvorgänge ohne spürbaren Ruck erfolgen. Vorteilhafterweise wird ein sofortiges Umschalten aber dann bewirkt, wenn der Vollastschalter oder Leerlaufschalter geschlossen wird.

Die LeerlaufStabilisierung kann nach weiteren vorteilhaften Merkmalen der Erfindung'wirksam verbessert werden, i-^urch die Verwendung nur eines einzigen Luftmessers ist die gemessene Leerlaufluftmenge doppelt so groß wie bei den üblichen Maschinen, dadurch kann die zugemessene Kraftstoffmenge genauer dosiert werden, fladxirch, daß der Variationsbereich der Luftmenge verkleinert ist, kann ein einfacherer Luftmesser verwendet werden. Schließlich wird auch die Genauigkeit des Steuergeräts

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erhöht, weil die Erfassung der Luftmenge mit einer höherer Auflösung erfolgt.

Eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrads der Maschine wird dadurch erzielt, daß beim Zu- oder Abschalten von Zylindern oder ZyIIndergruppen Zusatzluft zur Verfügung gestellt und die Zusatzluftmenge zweckdienlich gesteuert wird. Mit Hilfe der Steuerung der Zusatzluftmenge kann die Anpassung des Drehmoments während der Umschaltvorgänge ohne Verbrauchsverluste zeitlich gedehnt und mit dadurch für den Fahrzeugführer fast unmerkbar gemacht werden. Ein bei einer Drehmomentverringerung durch Zündwinkelspätziehung beim Zuschalten der zweiten Zylindergruppe manchmal vorkommendes "Patschen" tritt nicht mehr auf. Schließlich ist bei einer Zusatzluftmengensteuerung eine einfachere Programmgestaltung für das Steuergerät möglich.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen, insbesondere die Auslösung der Umschaltung bei Teillast sowohl durch ein von einer Laständerung ausgelöstes Signal als auch durch ein Beschleunigungsoder Verzögerungssignal,.die beiden unterschiedlichen drehzahlabhängigen Lastschwellen bei der Teillastumschaltung und die Hystereseumschaltung zur Leerlaufstabilisierung, die Steuerung des Zündwinkels, des Füllungsgrads und der Luftmenge, sind aus der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung und den Ansprüchen zu entnehmen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Das Beispiel erscheint sehr aufwendig, da es

viele Funktionsblöcke enthält. In der Praxis erfolgt die Realisierung jedoch rein softwaremäßig durch Programmierung in einem bestehenden Steuergerät.

Figur 1 zeigt eine Übersichtsskizze einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit abschaltbaren Zylindergruppen. In Figur 2 sind das Steuergerät und seine Bausteine in einem Blockschaltbild dargestellt. Figur 3 ist ein Umschaltschwellen-Diagramm. Figur k zeigt ein Beschleunigungskennfeld und Figur 5 ein Verzögerungskennfeld. Die Figuren 6 bis 9 sind graphische Darstellungen, und zwar Figur 6 eines Einspritzzeit-Korrekturfaktors vor dem Umschalten, Figur 7 eines Korrekturwinkels vor dem Umschalten, Figur 8 des Korrekturwinkels nach dem Umschalten und Figur 9 des Korrekturfaktors nach dem Umschalten. Figur 10 ist eine Übersichtsskizze einer Leerlaufdrehzahl-Stabilisierung in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl. Figur 11 ist eine graphische Darstellung der Regelung der Zusatzluftmenge beim Zuschalten einer weiteren Zylindergruppe, Figur 12 ist eine entsprechende Darstellung, die beim Abschalten einer zugeschalteten Zylindergruppe gilt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Figur 1 ist eine Übersichtsskizze einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit abschaltbaren Zylindergruppen. Ein Motorblock 11 umfaßt eine erste Zylindergruppe 12, im Ausführungsbeispiel mit drei Zylindern, und eine zweite Zylindergruppe 13, im Ausführungsbeispiel ebenfalls mit drei Zylindern. Der Motorblock 11 umfaßt weiter einen Einlaßbereich I^ und einen Auslaßbereich 15· Der Einlaßbereich wird vorteilhafterweise durch

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eine Trennwand 20 in zwei Bereiche der Zylindergruppen unterteilt, sodaß eine Absaugung des vorgelagerten Kraftstoffes vor den in Betrieb befindlichen Zylindern durch die abgeschalteten Zylinder verhindert oder verringert wird. Weiter ist eine erste Einspritzventilgruppe l6 und eine zweite Einspritzventilgruppe 17 vorgesehen. Schließlich umfaßt der Motorblock 11

- ebenfalls in bekannter Weise - Zündvorrichtungen l8 mit einer Zündspule und eine Kraftstoffpumpe 19« Dem Einlaßbereich l4 in üblicher Weise vorgeschaltet ist eine Drosselklappe 21 mit einem Drosselklappensensor 22. Vor der Drosselklappe 21 ist ein Luftmengenmesser 23 angeordnet. Beim in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Serienschaltung aus Luftmengenmesser 23 und Drosselklappe 21 durch eine Zusatzluftvorrichtung 2k mit einem Leerlaufsteller 25 nach Art eines Bypasses überbrückt. Eingangsseitig ist der Luftmengenmesser 23 an einen Lufteinlaß 26 angeschlossen.

Zur Steuerung der Mehrzylinder-Brennkraftmaschine ist ein Steuergerät 27 vorgesehen, das auf elektronische Weise arbeitet. Eingänge des Steuergeräts 27 sind über die Leitung 28 mit dem Luftmengenmesser, über die Leitung 29 mit dem Drosselklappenschalter und über weitere Leitungen 31 mit den übrigen üblichen Sensoren verbunden. Als Ausgangsleitungen des Steuergeräts 27 sind in Figur 1 eine Verbindungsleitung 32 zum Leerlaufsteller 25, eine Leitung 33 zur ersten Ventilgruppe l6 und eine Leitung 3^ zur zweiten Ventilgruppe 17, eine Leitung 35 zur Pumpe 19 und eine Leitung 36 zur Zündvorrichtung 18.

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Das Steuergerät 27 und seine Bausteine sind in Figur 2 gezeigt. Außer dem Luftmengenmesser 23 sind noch ein Drehzahlsensor 37» der die Maschinendrehzahl mißt, und ein Temperatursensor 38, der die Maschinentemperatur mißt, vorgesehen. Die Maschinenlast ermittelt eine Meßvorrichtung 391 von der Eingänge mit dem Luftmengenmesser 23 und dem Drehzahlsensor 37 verbunden sind. Das Maschinenlastsignal aus der Meßvorrichtung 39 wird einer Schwellwertabfragevorrichtung 4l zugeführt. Die beiden Ausgänge der Schwellwertabfragevorrichtung 4l sind mit zugehörigen zwei Eingängen einer Signalsperre 42 verbunden. Zwei Ausgänge der Signalsperre 42 führen zu entsprechenden zwei Eingängen einer Abschaltvorrichtung 43.Der Abschaltvorrichtung 43 ist eine Umsteuervorrichtung 44 nachgeschaltet. Von der Umsteuervorrichtung 44 führen entsprechende Steuerleitungen - für die Einspritzzeit zu der ersten Einspritzventilgruppe l6 der ersten Zylindergruppe 12 und zu der zweiten Einspritzventilgruppe 17 der zweiten Zylindergruppe 13*

Weiter ist ein Zähler 45 vorgesehen, der eingangsseitig mit dem Drehzahlsensor 37 und ausgangsseitig mit einem Eingang der Umsteuervorrichtung 44 verbunden ist. Eine Kraftstoffzumessungsvorrichtung 46 ist eingangsseitig an die Maschinenlast-Meßvorrichtung 39 und ausgangsseitig an die Abschaltvorrichtung 43 angeschlossen. Das Steuergerät 27 umfaßt weiter 'eine Differenzbildungsvorrichtung 47, deren Steuereingang am Ausgang der Meßvorrichtung 39 für die Maschinenlast liegt. Ihr Ausgang ist mit einer Beschleunigungsabfragevorrichtung 48 verbunden. Die Beschleunigungsabfragevorrichtung 48 weist eine Schwellencharakteristik auf. Zwei ihrer Ausgänge sind entsprechenden Eingängen der Signalsperre 42

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verbunden· Ein einzelner Ausgang der Beschleunigungsabfragevorrichtung 48 ist an einen Eingang der Abschaltvorrichtung 43 angeschlossen. Eine Faktorbildevorrichtung 49 ist mit zwei ihrer Eingänge an zwei entsprechende Ausgänge der Signalsperre 42 und ausgangsseitig an einen Eingang der Kraftstoffzumessungsvorrichtung 46 angeschlossen. Weiter ist eine Erkennungsvorrichtung 51 vorgesehen, von der ein Eingang an den Ausgang der Faktorbildevorrichtung 49 und ein Ausgang an einen Eingang der Signalsperre 42 angeschlossen ist.

Eine Baugruppe 52 dient zum Bilden des Zündwinkels. Eine weitere Baugruppe 53 dient zur Leerlaufstabilisierung. Beide Baugruppen 52, 53 umfassen - wie weiter unten noch ausgeführt wird - einen gemeinsamen Baustein 56. In der Baugruppe 52 zur Zündwinkelbildung ist eine Zündwinkelbildevorrichtung 54 enthalten, die eingangsseitig mit der Maschinenlast-Meßvorrichtung 39 und der Drehzahl-Meßvorrichtung 37 verbunden ist und die ausgangsseitig an die Erkennungsvorrichtung 51 und an eine Zündungsendstufe 55 angeschlossen ist. Die Baugruppe zur Leerlaufstabilisierung umfaßt eine Leerlauf-Einstellvorrichtung 56 sowie eine Leerlauf-Schaltvorrichtung 57· Die Leerlauf-Einstellvorrichtung 56 ist - wie oben schon erwähnt - Bestandteil sowohl der Zündwinkelbildungsbaugruppe 52 als auch der LeerlaufStabilisierungsbaugruppe 53, einer ihrer Eingänge ist mit der Drehzahl-Meßvorrichtung 37, ein anderer ihrer Eingänge mit einem Ausgang der Leerlauf-Schaltvorrichtung 57 und ihr Ausgang mit einem Eingang der Zündungsendstufe 55 verbunden. Die Leerlauf-Schaltvorrichtung 57 liegt eingangsseitig an der Drehzahl-Meßvorrichtung 37 und der Temperatur-Meßvorrichtung 38 und ausgangsseitig an der Abschaltvorrichtung 43.

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Zwischen den Leerlaufsteller 25 und den im Steuergerät 27 üblicherweise vorhandenen Steuerwertgeber 58 für den Leerlaufsteller 25 ist eine Funktionsbildevorrichtung geschaltet. Die Funktionsbildevorrichtung 59 liegt eingangsseitig, wie erwähnt, an einem Ausgang des Steuerwertgebers 58 und weiter an den beiden ebenfalls schon erwähnten Ausgängen der Signalsperre 42. Ausgangsseitig liegt die Funktionsbildevorrichtung 59 an einem Eingang der Erkennungsvorrichtung 51 und - wie erwähnt - am Eingang des Leerlaufstellers 25.

Im folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen Mehrzylinder-Brennkraftmaschine beschrieben, wobei zur Erläuterung eine Reihe von Diagrammen mit herangezogen wird.

Bei der erfindungsgemäßen Mehrzylinder-Brennkraftmaschine erfolgen alle stationären Betriebszustände niederer Last, geringfügige Beschleunigungen bei niederer Last sowie Verzögerungen, die von einem Bereich größerer Last ausgehen, im Dreizylinder-Betrieb. Mittlere und starke Beschleunigungen sowie ein stationärer Betrieb bei größerer Last erfolgt beim geschilderten Ausführungsbeispiel im Sechszylinder-Betrieb.

Im folgenden werden für die Kennzeichnung der Umschaltrichtung bei der Zylinderumschaltung Indizes verwendet. Der Index "56" beispielsweise bedeutet "Umschaltung vom Dreizylinderbetrieb ("3") auf Sechszylinderbetrieb ("6")".

Zur Umschaltung vom Dreizylinder-Betrieb auf den Sechszylinderbetrieb wird zunächst eine drehzahlabhängige

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t ,,--Schwelle eingeführt. Im zugehörigen Diagramm in Figur 3 ist in Abhängigkeit von der Drehzahl n, gemessen in Umdrehungen pro Minute, das Lastsignal t , gemessen in Millisekunden, dargestellt. Die Bedeutung der drei Schwellen t , t g(n) und t g_(n) wird weiter unten erläutert. Der zugehörige Baustein in Figur 2 ist die Schwellwertabfragevorrichtung 4l. Wird die Brennkraftmaschine gerade im Dreizylinder-Betrieb gefahren und liegt das erfaßte Lastsignal t der Maschinenlast unter der Schwelle t ,/-, so wird der Dreizylinder-

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Betrieb beibehalten. Steigen die erfaßten t -Werte über

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diese Schwelle an, so wird von der Schwellwertabfragevorrichtung kl ein Umschaltsignal S_g abgegeben.

Weiter wird ein Beschleunigungskennfeld Δι „/· mit einer Abhängigkeit vom Lastsignal t und der Drehzahl η eingeführt. Dies ist in Figur k graphisch dargestellt, die zugehörige Baugruppe in Figur 2 ist die Differenzbildungsvorrichtung k7 und die ihr nachgeschaltete Beschleunigungs-Abfragevorrichtung 48. Ist im Dreizylinder-Betrieb die erfaßte Laständerung At zwischen einer alten

Last und einer neuen Last größer als ein im Steuergerät 27 programmierter vorgegebener Vert At „-(n, t^. ) des Kennfelds, so wird ebenfalls ein Umschaltsignal S„g ausgelöst. In diesem Fall findet - wie weiter unten noch ausgeführt wird - eine "sanfte" Umschaltung auf den Sechszylinder-Betrieb statt. Liegt jedoch die Laständerung &t_T mindestens um einen Wert At über den Werten &t_T „,- des Kennfelds, so ist eine starke Beschleunigung gegeben. Dann wird nicht "sanft" umgeschaltet, es werden vielmehr die stationären Werte des Zündwinkels (X und der Einspritzung t. beibehalten und die zweite Zylindergruppe "hart" zugeschaltet. Bei einer Betätigung des gebräuchlichen Vollastkontakts wird in gleicher Weise "hart" umgeschaltet.

Zur Umschaltung vom Sechszylinder-Betrieb auf den Dreizylinder-Betrieb wird mit Hilfe der Schwellwertabfragevorrichtung -il ermittelt, ob im Sechszylinder-Betrieb mit geringen Laständerungen die erfaßten t -Vierte unter eine Schwelle t /-„ absinken, fs wird dann ein Umschaltsignal Sg_- ausgelöst. Dies ist ebenfalls in Figur 3 gezeigt.

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Weiter ist mit den Bausteinen der Differenzbübungsvorrichtung -17 und Beschleunigungsabfragevorrichtung 48 ein Verzögerungskennfeld At.g.di, t ) vorgesehen - in Figur 5 dargestellt -. Wenn im Sechszylinder-Betrieb größere negative Werte als die im Kennfeld angegebenen negativen Werte fürzSt ,-_ auftreten, wird ein ümschaltsignal S,-„ ausgelöst und auf Dreizylinder-Betrieb zurückgeschaltet .

Um nun bei der Umschaltung von Dreizylinder-Betrieb auf Sechszylinder-Betrieb nach der Auslösung des Umschaltsignals S-/- den Umschaltruck möglichst klein zu halten, sind Maßnahmen zum "sanften" Umschalten vorgesehen. Sobald das Umschaltsignal S -und damit die Unischaltbedingung vorliegt, wird zunächst im Dreizylinder-Betrieb für den zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Lastsignal (Füllungsgrad) t. auf das größtmögliche Drehmoment gesteuert. Dazu wird von der stationären Anpassung über eine erste Zeitfunktion angefettet und gleichzeitig der Zündwinkel auf den zugehörigen Zündbestwert gezogen. Dies geschieht mit Hilfe der Faktorbildevorrichtung 49 und der Zündwinkelbildevorrichtung 54.

Entsprechend Figur 6 wird in der Faktorbildevorrichtung 49 ein Korrekturfaktor F„,-,(n) und entsprechend Figur 7 in der Zündwinkelbildevorrichtung 54 ein additiver Korrekturzündwinkel &>-c(n) gebildet. Der gesamte Regelvorgang dauert beim geschilderten Ausführungsbeispiel' etwa eine Sekunde. Die von der Kraftstoffzumessungsvorrichtung 46 abgegebene Impulszeit wird damit im wesentlichen aus der von der Maschinenlast-Meßvorrichtung 39 gegebenen Zeit t , dem Anreicherungsfaktor Fv

aus dem λ-Kennfeld und dem Korrekturfaktor F_/-.,(n,t)

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aus Figur δ gebildet; · der von der Zündwinkelbildevorrichtung 5^ an die Zündungsendstufe 55 gelieferte Zündwinkelwert 0( bestimmt sich aus dem aus dem Kennfeld gewonnenen Zündwinkelwert <X(n,t ) und dem additiven Korrekturfaktor d( ^-(n,t) atis Figur 7·

Sobald die zum maximalen Drehmoment gehörenden Werte erreicht sind, wird die zweite Zylindergruppe zugeschaltet und gleichzeitig der Zündwinkel auf einen sehr spaten Wert verstellt - dies ist in Figur 8 graphisch dargestellt - und auf einen neuen Abmagerungsfaktor ?„_r(-{.n) - wie in Figur 9 dargestellt - umgeschaltet. Nach der Verstellung des Zündwinkels und des Korrekturfaktors wird anschließend über eine zweite Zeitfunktion in etwa zwei bis vier Sekunden wieder auf eine stationäre Anpassung geregelt.

In den Figuren 6a und 7a sind die Werte des Korrekturfaktors F und des additiven Zündwinkels « für verschiedene Maschinendrehzahlen angegeben. In den Figuren 6b und 7b sind diese Vierte in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt; im Zeitpunkt t = Is findet die Zuschaltung statt. In den Figuren 8 und 9 sind die Korrekturwerte für verschiedene Maschinendrehzahlen nach der Umschaltung angegeben.

Eine Umschaltung vom Sechszylinder-Betrieb auf den Dreizylinder-Betrieb dann, wenn das Umschalt signal S^_ ausgelöst wurde, erfolgt ähnlich wie die Umschaltung vom Dreizylinder-Betrieb auf den Sechszylinder-Betrieb, jedoch in umgekehrter Reihenfolge. Zunächst wird das Drehmoment über eine Zeitfunktion reduziert dadurch, daß mit Hilfe eines Korrekturfaktors F.-^Cn) abgemagert

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und der Zündwinkel auf spät gezogen wird. Sobald die Werte für ein Drehmoment-Minimum erreicht sind, wird die zweite Zylindergruppe abgeschaltet. Gleichzeitig wird über einen Korrekturfalctor F,-_..(n) angefettet

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und ein additiver Korrekturwinkel 0(/-_(n) für den Zündwinkel geliefert. Auch diese Korrekturgrößen werden wieder über eine Zeitfunktion bis zur stationären Anpassung abgeregelt.

Zum Verhindern ungewollter Umschaltungen während der eben geschilderten laufenden Umschaltvorgänge ist die Signalsperre '^t2 vorgesehen. Unbeabsichtigte

Kückschaltvorgänge beispielsweise können durch Änderungen der Stellung der Drosselklappe 21 und die dadurch verursachten Änderungen des Lastsignals t_T auftreten, solche

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Änderungen werden durch unbewußte Reaktionen des Fahrers verursacht. Mit Hilfe der Signalsperre k2 werden die Signale der Umschaltbedingungen so lange unterdrückt, bis ein stationärer Dreizylinder-Betrieb oder Sechszylinder-Betrieb erreicht ist. Nur dann, wenn der Vollastschalter oder der Leerlaufschalter geschlossen ist oder wenn,- wie oben schon geschildert, eine volle Beschleunigung oder eine volle Verzögerung gefordert wird, wird direkt auf den stationären Sechszylinder-Betrieb öder Dreizylinder-Betrieb umgeschaltet.

Für den Fall, daß die Brennkraftmaschine über eine längere Zeit im Dreizylinder-Betrieb beispielsweise mit der ersten Zylindergruppe 12 gefahren wird und die zweite Zylindergruppe 13 während dieser Zeit abgeschaltet bleibt, kühlt die zweite Zylindergruppe 13 langsam ab, vor allem deshalb, weil Frischluft durchgepurnpt wird. ^T,.*ird die zweite Zylinclergrunpe dann bei einem erneuten

Betrieb mit sechs Zylindern wieder eingeschaltet, muß sie zunächst -warmlaufen und zeigt deshalb ein schlechtes Laufverhalten. Eine bekannte Möglichkeit zum Vermeiden dieses Nachteils ist, die abgeschaltete Zylindergruppe mit Abgas zu spülen. Dies bringt jedoch einen neuen Nachteil mit sich, nämlich die Erfordernis eines aufwendigen Steuermechanismus und zusätzlicher Aggregate. Bei der erfindungsgemäßen Steuerung der Zylinderabschaltung muß jedoch kein zusätzlicher Aufwand betrieben werden. Die beiden Zylindergruppen 12, 13 ■werden abwechselnd abgeschaltet, ein zu starkes Abkühlen wird dadurch vermieden. Vorteilhaft ist außerdem, daß durch das abwechslungsweise Abschalten die beiden Zylindergruppen gleichmäßig abgenützt werden.

Ein problemloses Wechseln der abgeschalteten Zylindergruppe wäre beispielsweise nach jedem Rückschaltvorgang S/-_ möglich nach folgendem Schema:

- geringe Last, Dreizylinder-Betrieb, erste Griippe 12 (oder zweite Gruppe 13) eingeschaltet,

- hohe Last, Sechszylinder-Betrieb, erste Gruppe 12 und zweite Gruppe 13 eingeschaltet,

- geringe Last, Dreizylinder-Betrieb, zweite Gruppe 13 (oder erste Gruppe 12) eingeschaltet.

Dieses Schema kann ohne weiteres dann angewendet werden, wenn bei häufigen Lastwechseln auch häufig aus dem Dreizylinder-ßetrieb in den Sechszylinder-Betrieb umgeschaltet wird und umgekehrt. Dann tritt kein stärkerer Ruck oder ein schlechteres Abgas- oder Verbrauchsverhalten auf.

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Nach einem längeren Dreizylinder-Betrieb, also bei geringer Last und bei kleinen Laständerungen, wäre das Umschalten aber als stärkerer Ruck spürbar. Außerdem würden durch zu häufiges Umschalten die Abgaswerte verschlechtert werden. Die Erfindung geht daher einen Schritt weiter, wie im folgenden beschrieben wird.

Es werden drei Umschaltbedingungen eingeführt, die teilweise voneinander abhängig sind:

- eine Umschaltung von einer Zylindergruppe auf eine andere Zylindergruppe erfolgt bei Lastwechsel,

- eine Umschaltung erfolgt nicht vor Ablauf einer vorbestimmten ersten Zahl von Maschinenumdrehungen,

- eine Umschaltung erfolgt spätestens dann, wenn eine vorbestimmte zweite, größere, Zahl von Maschinenumdrehungen vorliegt.

Wegen der ersten Wechselbedingung erfolgt der Zylindergruppenwechsel mit dem zugehörigen leichten Ruck nur dann, wenn ohnehin eine Drehmomentänderung gewünscht ist. Der Ruck ist dadurch nicht weiter spürbar. Damit der Wechsel nicht zu häufig erfolgt, wird nach einem vorangegangenen Umschaltvorgang erst eine bestimmte Anzahl von Maschinenumdrehungen abgewartet, bevor der nächste Wechsel zugelassen wird. Als günstig hat sich dafür eine Zahl von fünfhundert bis tausend Umdrehungen herausgestellt. Die erfolgten Maschinenumdrehungen sind leichter zu überwachen als eine vorgegebene Zeitspanne. Außerdem bestimmt die der Umdrehungszahl proportionale Zahl der Durchpumpvorgänge näherungsweise die Abkühlung

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der abgeschalteten Zylindergruppe. Schließlich ist eine Steuerung mit einem Umdrehungszähler einfacher zu realisieren. Verwirklicht ist dies im wesentlichen mit den schon beschriebenen Bausteinen Drehzahlsensor 37, Zähler 4 5 und Umsteuervorrichtung kk.

Das Leerlaufverhalten ist ein weiteres Charakteristikum für eine Brennkraftmaschine. Im Dreizylinder-Betrieb sind die Leerlaufeigenschaften einer Brennkraftmaschine üblicherweise ungünstiger als im Sechszylinder-Betrieb. Eine Leerlaufdrehzahlregelung, die über ein Stellglied die Leerlaufluftmenge im Dreizylinder-Betrieb regelt, kann zwar für eine Konstanz der Leerlaufdrehzahl sorgen, sie erfördert jedoch einen erheblichen Aufwand an Zusatzaggregaten und ein Steuergerät. Im erfindungsgemäßen Zylinderabschaltsystem ist dagegen eine Leerlaufdrehzahlstabilisierung ohne Zusatzaggregate mit nur geringem Programmaufwand möglich. Die Leerlaufdrehzahlstabilisierung ist mit der in Figur 2 skizzierten Leerlaufstabilisierungs-Baugruppe 53 mit der Leerlauf-Einstellvorrichtung 56 und der Leerlauf-Schaltvorrichtung 57 verwirklicht.

In Figur 10 ist skizziert, wie eine Leerlaufdrehzahl-Stabilisierung bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Drehzahl von achthundert Umdrehungen in der Minute und eine zugehörige Leerlaufl-uftmenge von 23m /h für eine der Zylindergruppen dargestellt. Zunächst soll Dreizylinder-Betrieb vorliegen.

In dieser einfachsten Version ist die Zusatzluftvorrichtung 24, die als Bypaß zur Drosselklappe wirkt - wie in Figur 1 dargestellt -, ein Zusatzluftschieber. Das bedeutet, daß die Leerlaufdrehzahl nicht durch Füllungsregelung vom Steuergerät stabilisiert wird. Die zweite Zylindergruppe läuft

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leer mit. Die vom Luftmengenmesser 23 gemessene Luftmengs ist daher doppelt so groß wie die von der in Betrieb befindlichen Dreizylinder-Gruppe benötigte Luft. Der Verlauf der luftgesanitmenge ist in Figur 10a, der jeweilige Verlauf für die beiden Zylindergruppen in Figur ICb und 10c dargestellt.

Sinkt nun die Drehzahl η durch eine zunehmende 3elasttmg der Maschine ab, so wird der Zündwinkel Ct, „ über eine im Steuergerät 27 mit Hilfe der Zündwinkelbildevorrichtung 5^ programmierte Drehzahlkennlinie für den Jreizylinder-Üetrieb auf einen früheren viert gezogen. Dies ist in Figur 1Oe gezeigt. Das Drehmoment M_n nimmt dann zu. Die Drehmomentzunähme ist in Figur 1Od skizziert. Durch die Drehmomentzunähme erfolgt damit zunächst eine Stabilisierung im Dreizylinder-Betrieb .

Steigt die Belastung noch weiter an und sinkt die Drehzahl dadurch unter einen vorgegebenen Wert n._mr ab, so wird die zweite Zylindergruppe zugeschaltet und gleichzeitig :ier Zündwinkel auf einen spaten Wert <m. r zurückgenommen. Dies ist wieder in Figur 1Oe gezeigt.

Sinkt die Maschinendrehzahl infolge einer weiter zunehmenden Belastung noch mehr ab, wird der Zündwinkel ex ,- wieder in dichtung auf einen früheren Vert verstellt. Dadurch steigt das Maschinen-Drehmoment - in Figur 1Od skizziert - noch weiter an. Je größer die Drehmomentzunähme im Vergleich zur Drehzahlabnahme ist, desto stärker ist die Stabilisierungswirkung.

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Nimmt die Maschinenbelastung nun wieder ab, so steigt die Drehzahl zunächst im Sechszylinder-Betrieb an. Wenn die Drehzahl über einen vorgegebenen Wert ng„ - der größer ist als der oben erwähnte Umschalt-Drehzahlwert n_/- - an, so wird die zweite Zylindergrxippe wieder abgeschaltet und gleichzeitig der Zündwinkel auf einen frühen Wert verstellt. Bei weiter abnehmender Drehzahl wird der Zündwinkel kontinuierlich in Richtung auf spätere Werte geschoben.

In den Figuren 1Od und 1Oe ist ein Bereich A für den Dreizylinder-Betrieb, ein Bereich B für den Sechszylinder-Betrieb und ein Hysteresebereich C angegeben. Im Hysteresebereich C findet entweder ein Dreizylinder-Betrieb oder ein Sechszylinder-Betrieb statt, je nachdem ob die Maschine in diesen Bereich von höheren oder von niedrigeren Drehzahlen gelangt. Durch das Hystereseverhalten wird ein dauerndes Umschalten vom Dreizylinderauf Sechsylinder-Betrieb und umgekehrt vermieden. Durch das Zuschalten der zweiten Zylindergruppe wird ein wesentlich stärkerer Stabilisierungseffekt erzielt als bei der Anwendung der üblichen negativen Zündwinkelkennlinie im Sechszylinder-Betrieb.

Die weiter oben schon erwähnte Tatsache, daß die vom Luftmengenmesser 23 gemessene Luftmenge für den Dreizylinder-Betrieb im Verhältnis gesehen doppelt so groß ist wie die zugehörige Luftmenge im herkömmlichen Sechszylinder—Betrieb, ist ein weiterer Vorteil. Das Steuergerät 27 arbeitet aus diesem Grund bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit höherer Genauigkeit als bisher üblich. Auch Übergangswiderstände in den Zuleitungen zum Luftmengenmesser 23 wirken sich weniger aus.

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• Der Warmlauf der Brennkraftmaschine soll grundsätzlich im Sechszylinder-Betrieb erfolgen. Um die Leerlaufdrehzahl trotzdem im gewünschten Bereich zu halten, sie also auf zu hohe Werte ansteigen zu lassen, wird hier der Zündwinkel nach spät gezogen. Oberhalb einer vorgegebenen Schwelle der mit Hilfe der Temperaturmeßvorrichtung 58 gemessenen Maschinentemperatur wird vom Sechszylinder-Betrieb auf Dreizylinder-Betrieb umgeschaltet und gleichzeitig der Zündwinkel auf einen frühen Wert verstellt. Erreicht die Maschinentemperatur' ihren Sollwert, wird der Zündwinkel auf die aus Figur 1Oe entnehmbaren Werte eingestellt.

Zusätzlich zu oder anstatt der oben beschriebenen Leerlaufstabilisierung über eine Zündwinkelverstellung ist bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine eine Leerlaufregelung über die Zusatzluftvorrichtung 2k und den Leerlaufsteller 25 möglich. Man bezeichnet dies als Füllungsregelung. Das Warmlaufen der Maschine erfolgt dann wegen des frühen Zündwinkels bei einem besseren Wirkungsgrad. Bei der betriebswarmen Maschine wird eine bessere LeerlaufStabilität bei günstigen Abgaswerten erreicht. Besonders günstige Betriebseigenschaften der Brennkraftmaschine ergeben sich dann, wenn zusätzlich zur Leerlaufregelung über die Füllungssteuerung unterhalb der Leerlaufsolldrehzahl die oben zu Figur 10 schon beschriebene Leerlaufstabilisierung über den Zündwinkel eingesetzt wird.

Die Füllungssteuerung durch eine Steuerung der Zusatzluft mit Hilfe der Zusatzluftvorrichtung 2k kann bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in günstiger Weise auch bei der Umschaltung vom Dreizylinder-Betrieb

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auf den Sechszylinder-Betrieb und umgekehrt verwendet ■werden. Die Zusatzluft wird dazu im Augenblick des Umschaltens entsprechend gesteuert, anschließend wird der Zündwinkel ausgeregelt. Mit diesen Maßnahmen ergibt sich ein weiterer Umschaltkomfort durch eine weitere Verminderung des Umschaltrucks und durch eine zeitliche Dehnung des Umschaltvorgangs. Außerdem können der Wirkungsgrad und das Abgasverhalten weiter verbessert werden. Die Funktion im einzelnen wird im folgenden beschrieben.

Bei der Zuschaltung der zweiten Zylindergruppe \iird nach dem Vorliegen des Umschaltsignals S_.- zunächst die Zusatzluftmenge vom bei Teillast noch gegebenen kleinen Wert hl, nach einer vorgegebenen Zeitfunktion

jn_ „ allmählich auf einen Größtwert itl. auf geregelt. i_/_2 *-* max

Dies ist in Figur 11 graphisch dargestellt. Ist dieser Maximalwert erreicht, so wird im Zeitpunkt X-./- die zweite Zylindergruppe zugeschaltet und gleichzeitig die Zusatzluftmenge schlagartig auf einen Kleinstwert

m_ . verringert. Anschließend wird nach einer neuen L mm

Zeitfunktion HL ^ wieder auf den Zusatzluftwert m_T aufgeregelt.

In Figur 12 ist die Umschaltung vom Sechszylinder-Betrieb auf den Dreizylinder-Betrieb graphisch skizziert. Der Umschaltvorgang erfolgt ähnlich wie bei der Umschaltung von drei Zylindern auf sechs Zylinder, nur in der umgekehrten Reihenfolge. Nach dem Vorliegen des Umschalt signals S_f--_ wird vom Zusatzluftwert m die Teillast ausgehend bis auf den

Minimalwert m . abgeregelt, bei der Umschaltung Lj mm

zum Zeitpunkt X,-„ wird die Zusatzluftmenge schlagartig

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J 3

3o

I Xi ,ν a

R,

auf einen Höchstwert m_ erhöht und anschließend

L max

allmählich wieder auf den Teillast-Zusatzluftwert iL. abgeregelt.

Es ist auch denkbar, daß die Steuerung der Zusatzluftmenge so erfolgt, daß im Dreizylinder-Betrieb bei geöffneter Drosselklappe (Leerlaufschalter nicht geschlossen) die Zusatzluftvorrichtung 24 immer maximal geöffnet ist und sie im Sechszylinder-Betrieb immer auf minimaler Öffnung bleibt. Dadurch entfallen die Auf- und Abregelfunktionen für den Stationärbetrieb und es wird nur noch umgeschaltet.

Die Füllungsgradsteuerung wird verwirklicht im wesentlichen mit drei Bausteinen, die in Figur 2 gezeigt sind. Es handelt sich um den Steuerwertgeber 58, die Funktionsbildevorrichtung 59 und den Leerlaufsteller 25 für die Zusatzluftvorrichtung 24. Zur Ansteuerung des Leerlaufstellers 25 wird üblicherweise eine Art Rechteckgenerator mit dem Tastverhältnis τ verwendet. Die Zusatzluftmenge Sl. ist dann proportional dem Tastverhältnis T . Die Funktionsbildevorrichtung 59 liefert die in den Figuren 11 und 12 dargestellten Steuerwerte für die entsprechende Änderung des Tastverhältnisses T und damit der Zusatzluftmenge itl bei der Zylinderumschaltung. Bei der Normalfunktion der Leerlauffüllungsregelung werden natürlich entsprechend dem Luftbedarf andere Tastverhältnisse t erzeugt.

Im Ausführungsbeispiel ist eine Brennkraftmaschine mit Benzineinspritzung als Ausführungsbeispiel gewählt, die Erfindung ist jedoch im Prinzip auch für Anlagen vom Vergasertyp geeignet, falls eine Vorrichtung

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I OUOO

besteht, für eine Zylindergruppe den Kraftstoff abzuschalten.

Weiterhin ist im Ausführungsbeispiel die Luftmenge als Lastsignal t, verwendet, es können jedoch ebenso beliebig andere Lastsignale t, , beispielsweise der Unterdruck oder die Drosselklappenstellung, verwendet werden.

Claims

18 4 81

28. Januar 1933 ch/dö

ROBERT BOSCH GWBH, 7COO STUTTGART 1

Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit abschaltbaren Zylindergruppen

Ansprüche

l.J Mehrzylinder-Brennkraf tmaschine , insbesondere für Kräftfahrzeuge, mit einer Mehrzahl von Zylindergruppen (12, 13) mit mindestens je einem Zylinder, bei der wenigstens eine Zylindergruppe in Abhängigkeit von mindestens einem Betriebsparameter abschaltbar ist, die eine elektrisch steuerbare Abschaltvorrichtung (43) zum Abschalten dieser Gruppe, Überwachungsmittel zum Überwachen der Betriebsparameter und von den Überwachungsmitteln "steuerbare Steuermittel zum Betätigen der Abschaltvorrichtung (^5) in Abhängigkeit von den Betriebsparametern und zum Betreiben der Zylinder umfaßt und bei der als uberwachungsmittel eine Vorrichtung zum Messen der liaschinenlast (39), vorzugsweise mit einem Luftmengenmesser (23) und einer Vorrichtung zum Messen der Maschinendrehzahl (37), und als Steuermittel eine Zündwinkelverstellvorrichtung (55) und eine Kraftstoffzumessungs-

— ¹J —

\J O \J

vorrichtung (46) und gegebenenfalls ein Leerlaufsteller (24, 25) mit verwendet sind, dadurch gekennzeichnet , daß als ein Steuermittel eine der Abschaltvorrichtung (43) nachgeschaltete Umsteuervorrichtung (44) zum Auswählen einer abzuschaltenden ZyIIndergruppe (12, 13) vorgesehen ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuervorrichtung (44) eingangsseitig mit der Abschaltvorrichtung (43) und ausgangsseitig mit den Zylindergruppen (12, 13) verbunden ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein eingangsseitig mit dem Drehzahlmesser (37) verbundener Zähler (45) zum Zählen der Umdrehungen der Maschine vorgesehen und die Umsteuervorrichtung (44) durch das Ausgangssignal des Zählers (45) mit steuerbar ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (45) zur Abgabe eines Steuersignals nach einer vorbestimmbaren Zahl von Maschinenumdrehungen vorgesehen ist.

5♦ Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als ein Steuermittel eine eingangsseitig mit der liaschinenlast-Meßvorrichtung (39) verbundene Schwell-wertabfragevorrichtung (4l) zum feststellen der Lage der Motorlast über/unter einem vorbestimmten '',-,''ert vorgesehen ist.

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.18

6. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als ein Steuermittel eine eingangsseitig mit der Maschinenlast-Meßvorrichtung (39) verbundene Differenzbildungs-Vorrichtung (47) zum Bilden der Differenz zweier aufeinanderfolgender Lastsignale vorgesehen ist.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als ein Steuermittel eine von der Differenzbildungs-Vorrichtung (47) gesteuerte Beschleunigungsabfrage-Vorrichtung (48) mit Schwellencharakteristik zum Erfassen so-wohl der i-'ifferenz der Last als auch der Drehzahl vorgesehen und ein Ausgang der Differenzbildungs-Vorrichtung (47) mit einem Eingang der Abschaltvorrichtung (43) verbunden ist.

S. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß als ein Steuermittel eine ,Verhinderungsvorrichtung (42) vorgesehen und die Verhinderungsvorrichtung (42) eingangsseitig mit Ausgängen der Schwellwertabfragevorrichtung (4l) und mit Ausgängen der Seschleunigungs abfragevorrichtung (48) und ausgangsseitig mit der Abschaltvorrichtung (43) verbunden ist.

9. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffzumessungsvorrichtung (46) eingangsseitig mit der Maschinenlast-Meßvorrichtung (39) und ausgangsseitig mit. der Abschaltvorrichtung (45) verbunden und durch wenigstens einen weiteren Parameter (Funktionsbildevorrichtung 49) ist.

-Z₁- R

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10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 8 oder 9> dadurch gekennzeichnet, daß als ein Steuermittel eine Zündivinkelbildevorrichtung (54) zum Bilden einer Regelfunktion für einen zeitabhängigen Zünd-winkel vorgesehen und die Zündwinlcelbildevorriclitung (54) eingangsseitig mit der Maschinenlast -Wellvorrichtung (59) ι mit der Drehzahl-Meßvorrichtung (37) und mit Ausgängen der Verhinderungsvorrichtung (i2) und ausgangsseitig mit der Zündwinkelverstellvorrichtung (55) verbunden ist.

11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als ein Steuermittel eine Faktorbildevorrichtung (49) zum Bilden eines Korrekturfaktors vorgesehen und die Faktorbildevorrichtung (49) eingangsseitig mit Ausgängen der Verhinderungsvorrichtung (42) und ausgangsseitig mit einem Eingang der Kraftstoffzumessungsvorrichtung (46) verbunden ist.

12· Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erkennungsvorrichtung (51) zum Erkennen der Beendigung der Regelfunktion vorgesehen und die Erkennungsvorrichtung (51) eingangsseitig an einen Ausgang der Zündivinkelbildevorrichtung (5i) und einen Ausgang der Faktorbildevorrichtung (49) und ausgangsseitig an einen Eingang der Verhinderungsvorrichtung (42) angeschlossen ist.

13. Drennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als ein Steuergerät zur Leerlaufstabilisierung eine Leerlaufiünstellvorrichtung (5ö) und eine Leerlauf-Schalt-

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vorrichtung (57) mit Hystereseverhalten vorgesehen sind und die Leerlauf-Schaltvorrichtung (57) eingangsseitig mit der Drehzahl-Heßvorrichtung (57) und ausgangsseitig mit der Leerlauf-Einstellvorrichtung (56) und der Abschaltvorrichtung (^3) und die Leerlauf-Einstellvorrichtung (56) ausgangsseitig mit der Zündwinkel-Verstellvorrichtung (55) verbunden ist.

lk. Brennkraftmaschine nach Anspruch 13 mit einer Temperaturmeßvorrichtung (5ö) zum Messen der Maschinentemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingang der Leerlauf-Schaltvorrichtung (57) an die Temperaturmeßvorrichtung (38) angeschlossen ist.

15· Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche ü bis lk, dadurch gekennzeichnet, daß als ein Steviergerat zur Steuerung des Füllgrads zwischen den Leerlaufsteller (25) und den zugehörigen Steuerwertgeber (58) für die Leerlaufeinstellung eine Funktionsbildevorrichtung (59) geschaltet ist und die Funktionsbildevorrichtung (59) durch die Verhinderungsvorrichtung mit steuerbar ist.

Ιο. Brennkraftmaschine nach Anspruch 151 dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang der Funktionsbildevorrichtung (59) mit einem Eingang der Srkennungsvorrichtung (51) verbunden ist.

17. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß als Einspritzventile (Io, 17) hochohmige Ventile verwendet sind.

OO ι ο υ ο υ

18

l8. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine einzige Drosselklappe (21) verwendet ist.

19· Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein einziger Luftmengenmesser (23) verwendet ist.

20. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer Mehrzahl von Zylindergruppen (12, 13) mit mindestens je einem Zylinder, bei der wenigstens eine Zylindergruppe in Abhängigkeit von mindestens einem Detriebsparametsr abgeschaltet wird, die eine elektrisch gesteuerte Abschaltvorrichtung (''i"?) zum Abschalten dieser Gruppe, Überwachungsmittel zum Überwachen der Betriebsparameter und von den Überwachungsrnitteln gesteuerte Steuermittel zum Betatigen der Abschaltvorrichtung (^3) in Abhängigkeit von den Betriebsparametern und zum Betreiben der Zylinder umfaßt und bei der als Überwachungsmittel eine Vorrichtung zum Messen der Maschinenlast t_r (39)» vorzugsweise mit einem Luftmengenmesser (23) und einer Vorrichtung zum Messen der Maschinendrehzahl η (57)» und als Steuermittel eine ZündwinkelverStellvorrichtung (55) und eine Xraftstoffzumessungsvorrichtung (■ib) und gegebenenfalls ein Leerlaufsteller (2±, 25) mit verwendet werden, dadurch gekennzeichnet , daß eine von der Maschinenlast t von der Maschinendrehzahl n. abhängige Schwelle t ς vorgesehen wird und wenigstens eine Zylindergruppe (12, 13) abhängig vom überschreiten der unteren (t .- ) Schwelle zugeschaltet wird.

21. Brennkraftmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Maschinenlast t von der Maschinendrehzahl η abhängige weitere Schwelle t ,-_ vorgesehen wird, die Schwelle t g_ über der Schwelle t_„g liegt und wenigstens eine Zylindergruppe (12, 13) abhängig vom Unterschreiten der oberen (t /■_) Schwelle abgeschaltet wird.

22. Brennkraftmaschine nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Maschinenlast &t_r erfaßt, ein von der Maschinenlast

JLi

t_T (39) und der Maschinendrehzahl η (37) abhängiges

Beschleunigungskennfeld vorgesehen und bei einer Laständerung, deren Wert größer als einer der vorgegebenen Werte Δΐ_γ _,-, At./-- ist, umgeschaltet wird.

23« Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einleiten der Zuschaltung abhängig von der Maschinenlast t_ und der Maschinendrehzahl η ein Anreicherungs·

Lj

korrekturfaktor F_£_zum Anfetten und ein Zündwinkelfaktor o<,/- zum Frühziehen gebildet und abhängig von der Zeit so verändert werden, daß innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne ein maximales Drehmoment erzeugt wird.

2k. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche bis 23» dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einleiten der Abschaltung abhängig von der Maschinenlast t

Lj

und der Maschinendrehzahl η ein Abmagerungsfaktor F,- -zum/Spätziehen gebildet und abhängig von der Zeit so verändert werden, daß innerhalb einer Vorgegebenen Zeitspanne ein minimales Drehmoment erzeugt wird.

/Abmagern und ein Zlindwi nkel korrekturf aktor Uc^

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OUOO

^R18

25· Brennkraftmaschine nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, daß erst nach dem Erreichen des maximalen Drehmoments die weitere Zylindergruppe (12, 13) zugeschaltet und gleichzeitig ein Zündwinkel auf einen spaten Wert &*/- verstellt und auf einen Abmagerungsfaktor F-,cc umgeschaltet wird und sodann durch Abregein der Korrekturgrößen F, (X. innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne die Betriebswert e auf stationäre Werte angepaßt werden·

26. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2^, dadurch gekennzeichnet, daß erst nach dem Erreichen des minimalen Drehmoments die weitere Zylindergruppe (12, 13) abgeschaltet und gleichzeitig der Zündwinkel auf einen frühen Wert K, umgeschaltet wird und sodann durch Aufregeln der Korrekturgrößen F,o< innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne die Betriebswerte auf stationäre Werte angepaßt werden.

27. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verhindern ■ ungewollter Umschaltungen während des eingeleiteten Umschaltvorgangs die Weiterleitung eines der eine Umschaltung auslösenden Signal S_^, S/-_ unterbrochen wird.

28. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche bis 27 mit einem Vollastschalter, dadurch gekennzeichnet, daß ein direktes Zuschalten in den stationären Betrieb mit maximaler Zylinderzahl unabhängig von sonstigen Bedingungen dann erfolgt, wenn der Vollastschalter geschlossen wird.

29· Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 20 bis 28 mit einem Leerlaufschalter, dadurch gekennzeichnet, daß ein direktes Abschalten mindestens einer Zylindergruppe in den stationären Betrieb unabhängig von sonstigen Bedingungen dann erfolgt, wenn der Leerlaufschalter geschlossen wird.

30. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 22 bis 291 dadurch gekennzeichnet, daß ein direktes Zuschalten dann erfolgt, wenn die Last änderung Lt^- über den maximalen Werten des Beschleunigungskennfeldes liegt.

31. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein direktes Abschalten dann erfolgt, wenn die Laständerung At^. _g unter den minimalen Werten des Beschleunigungskennfelds liegt.

32. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 20 bis 31» dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn nicht alle Gruppen (12, 13) in Betrieb sind, durch eine Umschaltung der Gruppen die in Betrieb befindlichen Gruppen nach einem Eintreten wenigstens einer vorgegebenen Bedingung (At , N-_) gewechselt werden.

33· Brennkraftmaschine nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung bei einem Lastwechsel At_T vorbestimmter Mindestgröße durchgeführt wird.

3^. Brennkraftmaschine nach Anspruch 33» dadurch gekennzeichnet, daß die Umdrehungen N der Maschine gezählt werden und die Umschaltung erst dann durchgeführt wird, wenn seit einem vorangegangenen Lastwechsel &t_T eine vorbestimmte Zahl von Umdrehungen N„_ erfolgt ist.

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oo ι ο υ ο υ

35· Brennkraftmaschine nach Anspruch 33 oder 3^t, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung nach Ablauf einer vorbestimmten Zahl von Umdrehungen N_„ zwangsläufig durchgeführt wird, wenn kein

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Lastwechsel A^_T eingetreten ist.

56. Drennkraftmaschine nach einem der Ansprüche bis 351 dadurch gekennzeichnet, daß zur Leerlaufstabilisierung im Betrieb mit einer abgeschalteten weiteren Gruppe (l2, 13) bei fallender Drehzahl η der Zündwinkel o( „ auf einen früheren Wert gezogen und so das von der Maschine gelieferte Drehmoment erhöht wird.

37· Drennkraftmaschine nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß beim Unterschreiten einer vor- · bestimmten Drehzahl n„/- eine weitere Zylinder gruppe (13, 12) zugeschaltet wird und gleichzeitig der Zündwinkel OC r so weit zurückgenommen wird, daß nach dem Zuschalten von der Maschine ein im wesentlichen gleiches Drehmoment wie vor dem Ztischalten geliefert wird.

3O. Drennkraftmaschine nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß bei weiterm Fallen der Drehzahl η der Zündwinkel C< ^ wieder auf einen früheren Wert gebracht wird.

39· Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß zur Leerlaufstabilisierung im Betrieb mit einer zugeschalteten weiteren Grupne (12, 13) bei steigender .-Drehzahl η

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der Zündwinkel W₁ ,- auf einen späteren Wert gezogen und so das von der Maschine gelieferte Drehmoment vermindert wird.

^O. Brennkraftmaschine nach Anspruch 39» dadurch gekennzeichnet, daß beim Überschreiten einer vorbestimmten Drehzahl ng, eine Zylindergruppe (I3i 12) abgeschaltet und gleichzeitig der Zündwinkel #. so weit vorgestellt wird, daß nach dem Abschalten von der Maschine ein im wesentlichen gleiches Drehmoment wie vor dem Abschalten geliefert wird.

kl. Brennkraftmaschine nach Anspruch ^0, dadurch gekennzeichnet, daß bei weiterem Ansteigen der Drehzahl η der Zündwinkel (X _ wieder auf einen

n3

späteren Wert gezogen wird.

k2. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche bis 4l, dadurch gekennzeichnet, daß bei noch kalter Maschine zum Warmlaufen alle ZyIIndergruppen (12, 13) eingeschaltet werden und erst beim Erreichen einer vorbestimmten Temperatur T, wenigstens eine Gruppe abgeschaltet wird.

^3· Brennkraftmaschine nach Anspruch ^2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leerlaufdrehzahl bei noch kalter Maschine durch eine Verstellung des Zündwinkels (X₇ auf einen spaten Wert im gewünschten Bereich gehalten wird.

kk. Brennkraftmaschine nach Anspruch h.2. oder 43, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Abschalten zunächst der Zündwinkel (X auf einen früheren Wert gestellt und

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I O U OO

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mit weiter zunehmender Maschinentemperatur T auf einen späteren Wert CX _ zurückgenommen wird.

k$. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche k2 bis kk mit einem Leerlaufsteller (25)_f dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Leerlaufstabilisierung durch eine Steuerung der Menge Q der Zusatzluft mit Hilfe des Leerlaufstellers (25) durchgeführt wird.

k6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 20 bis kj mit einem Leerlaufsteller (25)» dadurch gekennzeichnet, daß zum Verringern des Schaltrucks bei der Umschaltung der Zylindergruppen (12, 13) die Menge Q der Zusatzluft mit Hilfe des Leerlaufstellers (25) gesteuert wird und gegebenenfalls parallel dazu die Regelung des Zündwinkels (X und des Füllungsgrads t_T durchgeführt wird.

47. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4fc6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Zuschalten einer weiteren Zylindergruppe (12, I3) zum Einleiten und Durchführen des Umschaltvorgangs zunächst die Zusatzluftmenge bei Teillast nach einer ansteigenden Zeitfunktion SL _ allmählich auf einen Größtwert m_

l3 L max

erhöht wird, nach erreichen dieses Größenwerts die weitere Zylindergruppe (12, 13) zugeschaltet und gleichzeitig die Zusatzluftmenge auf einen Kleinstwert m_ . gesteuert und schließlich nach einer L mm

schwächer ansteigenden Zeitfunktion hL r auf den für den neuen Betriebszustand erforderlichen Wert der Zusatzluftmenge gesteuert wird.

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48. Brennkraftmaschine nach Anspruch 46 oder 47» dadurch gekennzeichnet, daß beim Abschalten einer weiteren Zylindergruppe (12, 13) zum Einleiten und Durchführen des Umschaltvorgangs zunächst die Zusatzluftmenge bei Teillast nach einer abfallenden Zeitfunktion ml c allmählich auf einen Kleinstwert m_

Lib L mxn

vermindert, nach Erreichen dieses Kleinstwerts die weitere Zylindergruppe (12, 13) abgeschaltet und gleichzeitig die Zusatzluftmenge auf einen Größtwert hl, gebracht und schließlich nach einer
M max ^ö

stärker abfallenden Zeitfunktion ro_ _ auf den für den neuen Betriebszustand erforderlichen Wert der Zusatzluftmenge gesteuert wird.

49. Brennkraftmaschine nach Anspruch 46 mit zwei Zylindergruppen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzluftmenge im Betrieb mit beiden Zylindergruppen auf ihren maximalen Wert gestellt wird.

50. Brennkraftmaschine nach Anspruch 46 mit zwei Zylindergruppen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzluftmenge im Betrieb mit nur einer Zylindergruppe auf ihren minimalen Wert gestellt wird.