DE3500774C2 - Einlaßsystem einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Einlaßsystem einer BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Einlaßsystem einer Brennkraftmaschine.
Ein Einlaßsystem einer Brennkraftmaschine ist aus der nachveröffentlichten
DE-OS 34 35 170 bekannt und weist folgende Bauteile
auf: Einen Einlaßkanal, der mit einer Drosselklappe ausgestattet
ist und sich an seinem stromabwärtigen Ende in einen
geraden Kanal, der wahlweise durch ein Steuerventil des geraden
Kanals unterbrechbar ist, und in einen schraubenförmigen Kanal
gabelt, einen Unterdruckstellantrieb, der das Steuerventil des
geraden Kanals von einer ersten, den geraden Kanal freigebenden
Stellung durch eine gegen eine Vorspannkraft aufgebrachte Unterdruckkraft
in eine zweite Stellung umschaltet, in der der
gerade Kanal unterbrochen ist, einen Unterdruckkanal, der den
Unterdruckstellantrieb mit einer Unterdruckmündung verbindet,
die in dem Einlaßkanal auf der stromabwärtigen Seite der Drosselklappe
mündet, ein Rückschlagventil, das in dem Unterdruckkanal
vorgesehen ist, so daß das Fluid darin nur in Richtung
der Unterdruckmündung strömen kann, ein Schaltventil, daß in
dem Unterdruckkanal zwischen dem Rückschlagventil und dem Unterdruckstellantrieb
vorgesehen ist, so daß dadurch wahlweise
der Unterdruckkanal verbunden ist oder der Unterdruckstellantrieb
zur Umgebung geöffnet ist und einen Regler, der das
Schaltventil steuert.
In der JP 58-28512(A) ist die Regelung eines Schaltventils eines
Einlaßsystems durch einen Regler beschrieben, die auf eine
Koordination des Einlaßunterdrucks und der Motordrehzahl so gestützt
ist, daß das Schaltventil den Unterdruckkanal verbindet,
wenn die Einlaßströmungsrate im Einlaßkanal, die aus der Koordination
des Einlaßunterdruckes und der Motordrehzahl berechnet
ist, geringer als ein vorbestimmter Wert ist, wobei der Einlaßunterdruck
in den Unterdruckstellantrieb so eingeleitet wird,
daß ein bis dahin maximaler Unterdruckwert in dem Unterdruckstellantrieb
durch ein Rückschlagventil so lange gehalten wird,
wie das Schaltventil den Unterdruckkanal verbindet, während das
Schaltventil den Unterdruckstellantrieb zur Umgebung öffnet,
wenn die Einlaßströmungsrate im Einlaßkanal, die aufgrund einer
Koordination des Einlaßunterdrucks und der Motordrehzahl berechnet
ist, so weit ansteigt, daß sie nicht geringer als ein
vorbestimmter Wert ist, wodurch der Unterdruckstellantrieb
freigegeben wird, so daß der gerade Kanal für einen freien
Strom von Einlaßluft freigegeben ist.
Da der Wert des Einlaßunterdruckes sich mit der Motordrehzahl
selbst für die gleiche Einlaßströmungsrate so verändert, daß
der Wert des Einlaßunterdruckes geringer wird, wenn die Motordrehzahl
geringer wird, ist in einer solchen herkömmlichen Regelung
des Steuerventils des geraden Kanals während des Motorbetriebes
bei geringer Last mit einer relativ geringen Motordrehzahl
der zum Betätigen des Unterdruckstellantriebes verfügbare
Einlaßunterdruck nicht ausreichend. Daher liegt das Steuerventil
des geraden Kanals instabil in einer wechselnden Zwischenöffnungsstellung,
wodurch ein instabiler Betrieb des Motors
verursacht wird, ohne daß sich ein besonderer, wünschenswerter
Effekt der Verbesserung der Verbrennungsleistung des Motors ergibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einlaßsystem einer
Brennkraftmaschine zur Steuerung eines Luft-Kraftstoff-Ansaugsystems
mit veränderbarer Verwirbelung zu schaffen, das
gute Laufleistungen der Brennkraftmaschine sowohl unter Last
als auch im Leerlauf sicherstellt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Einlaßsystem einer
Brennkraftmaschine gelöst, die folgende Bauteile umfaßt: Einen
Einlaßkanal, der mit einer Drosselklappe ausgestattet ist und
sich an einem stromabwärtigen Ende in einen geraden Kanal, der
wahlweise durch ein Steuerventil des geraden Kanals unterbrechbar
ist, und in einen schraubenförmigen Kanal gabelt, einen Unterdruckstellantrieb,
der das Steuerventil des geraden Kanals
von einer ersten, den geraden Kanal freigebenden Stellung durch
eine gegen eine Vorspannkraft aufgebrachte Unterdruckkraft in
eine zweite Stellung umschaltet, in der der gerade Kanal unterbrochen
ist, einen Unterdruckkanal, der den Unterdruckstellantrieb
mit einer Unterdruckmündung verbindet, die in dem Einlaßkanal
auf der stromwärtigen Seite der Drosselklappe mündet, ein
Rückschlagventil, das in dem Unterdruckkanal vorgesehen ist, so
daß das Fluid darin nur in Richtung der Unterdruckmündung strömen
kann, ein Schaltventil, das in dem Unterdruckkanal zwischen
dem Rückschlagventil und dem Unterdruckstellantrieb vorgesehen
ist, so daß dadurch wahlweise der Unterdruckkanal verbunden ist
oder der Unterdruckstellantrieb zur Umgebung geöffnet ist und
einen Regler, der das Schaltventil so steuert, daß der Unterdruckkanal
dann verbunden ist, wenn der Einlaßunterdruck über
einen bestimmten Schwellwert ansteigt, der dazu ausreicht, den
Unterdruckstellantrieb so zu betätigen, daß das Steuerventil
des geraden Kanals in die zweite, den geraden Kanal voll unterbrechende
Stellung umgeschaltet ist, und daß der Unterdruckstellantrieb
zur Umgebung geöffnet ist, wenn die Drosselklappe
um mehr als einen Schwellöffnungswert geöffnet ist.
Durch die oben genannte Regelung des Schaltventils, wird der
gerade Kanal durch das Steuerventil des geraden Kanals so geregelt,
daß er definitiv entweder voll unterbrochen ist oder voll
freigegeben ist, so daß ein stabiler Wirbel der Einlaßluft in
der Brennkammer unfehlbar über den ganzen Bereich vom Leerlaufbetrieb
bis zum Teillastbetrieb des Motors garantiert ist, bis
die Drosselklappe über einen vorbestimmten Schwellöffnungswert
geöffnet wird. Wenn die Drosselklappe über den vorbestimmten
Schwellöffnungswert geöffnet ist, ist es das Ziel, eine höhere
Motorausgangsleistung zu erhalten, wozu die Unterbrechung des
geraden Kanals definitiv beendet und somit ein Zustand mit gesteigertem
Motorabtrieb vorbereitet wird.
Wenn das Steuerventil des geraden Kanals so wie oben erwähnt
geregelt wird, um definitiv entweder einen voll unterbrochenen
geraden Einlaßkanal oder einen voll freigegebenen geraden Einlaßkanal
vorzusehen, kann eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum
Einspritzen von Kraftstoff in die Einlaßluft in vorteilhafter Weise
anhand eines festgelegten Grundkraftstoffeinspritzbetrages
basierend auf Motordrehzahl und Einlaßdruck und einer Abänderung
des Grundkraftstoffeinspritzbetrages zur aktuellen Kraftstoffeinspritzung
betrieben werden, denn je nachdem, ob das
Steuerventil des geraden Kanals in die erste Stellung oder die
zweite Stellung umgeschaltet ist, muß der aktuelle Kraftstoffeinspritzbetrag
relativ größer sein, wenn das Steuerventil des
geraden Kanals in der ersten Stellung steht, als in der zweiten
Stellung. Durch eine derartige Anordnung, ist ein Äußerst-Magerbetrieb
einer Brennkraftmaschine verfügbar, ohne daß sich
die Stabilität des Motorbetriebs in seinem Leerlauf- bis Teillastbereich
verschlechtert, während die Kraftentfaltung des Motors
im Vollastbereich sichergestellt ist.
Die Erfindung wird anhand ihrer bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei diese
Beschreibung und die Zeichnungen den Erfindungsgegenstand
jedoch nicht auf die Ausführungen und Darstellungen beschränken.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Brennkraftmaschine,
die mit einem Einlaßsystem, das einen geraden
sowie einen schraubenförmigen Kanal hat und durch ein
Steuerventil steuerbar ist, versehen ist,
Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Ansaugstutzen
des Motors von Fig. 1, wobei der Schnitt in einer im
wesentlichen zu einer Zylinderbohrung rechtwinkligen
Ebene verläuft,
Fig. 3 einen Ablaufplan für ein in einem Regler zur
Betätigung des Steuerventils für den Einlaßkanal
des Motors von Fig. 1 gespeichertes Programm und
Fig. 4 einen Ablaufplan für ein ebenfalls in dem Regler
gespeichertes Programm zur mit der Steuerung des angesaugten
Gemisches gleichzeitigen Steuerung des Luft/Kraftstoffverhältnisses
des Luft-Kraftstoffgemisches
und des Zündzeitpunkts.
Die in Fig. 1 gezeigte Brennkraftmaschine 1 (im folgenden
Motor genannt) hat einen Zylinderblock 2 mit einem Zylinderkopf
3. In einer im Zylinderblock 2 ausgebildeten Bohrung 4
bewegt sich ein Kolben 5 hin und her, der zusammen mit dem Zylinderkopf
3 einen Brennraum 8 bestimmt. Eine Zündkerze 9
bewirkt die Zündung des Kraftstoff/Luftgemischs (im folgenden
Gemisch genannt) und wird vom Verteiler 29 mit Zündenergie
gespeist, dem elektrische Energie von einer Zündspule
33 einer bekannten Zündeinrichtung 34 zugeführt wird.
Im folgenden wird zunächst auf die Ausbildung des Ansaugstutzens
des Motors 1, der einen geraden sowie einen schraubenförmigen
Einlaßkanal
aufweist, eingegangen. Der Ansaugstutzen 7 ist allgemein als
eine den Zylinderkopf 3 durchsetzende Bohrung ausgestaltet
und führt von seinem stromaufwärtigen Ende, das eine Öffnung
in der Seitenwand des Zylinderkopfs 3 darstellt, zu seinem
stromabwärtigen Ende, das eine Öffnung zum Brennraum 8
hin bildet. Das stromaufwärtige Ende des Ansaugstutzens 7
hat mit dem stromabwärtigen Ende eines Ansaugkrümmers 23
Verbindung, und in dem Teil des Zylinderkopfs 3, der den
Umfang des stromabwärtigen Endes des Ansaugstutzens 7 umschließt,
ist ein Ventilsitz 7a (Fig. 2) ausgebildet. Der
Schaft eines Einlaß-Tellerventils 6 bekannter Art ist in eine
in den Zylinderkopf 3 eingefügte Ventilführung eingesetzt;
der Kopf des Tellerventils 6 wirkt mit dem Ventilsitz 7a in
bekannter Weise zusammen, um die vom Ventilsitz umschlossene
Öffnung in ausgewählter Weise entweder zu verschließen, um
so den Ansaugstutzen 7 vom Brennraum 8 abzutrennen, oder
zu öffnen, um eine Verbindung zwischen dem Ansaugstutzen 7
und dem Brennraum 8 herzustellen. Im Zylinderkopf 3 sind eine
Auslaßöffnung, ein Auslaßventil und ein Sitz für dieses ausgebildet,
jedoch sind diese Bauteile nicht gezeigt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 wird die Gestalt des Ansaugstutzens
7 näher erläutert. Dieser Ansaugstutzen beginnt an
seinem stromaufwärtigen Ende insgesamt im wesentlichen geradlinig
und geht in seinem stromabwärtigen Teil mehr und mehr
in eine Krümmung über, bis er nahe diesem Ende im wesentlichen
gänzlich gekrümmt verläuft. An der Oberseite des Ansaugstutzens
7, d. h. an der dem Ventilsitz 7a gegenüberliegenden
Seite, ist eine in Längsrichtung sich erstreckende
Rippe oder Schaufel 10 ausgestaltet, deren eine Seitenfläche
zusammen mit der einen Seitenwand des Ansaugstutzens
7 einen ersten Kanal 11 und deren andere
Seitenfläche zusammen mit der anderen Seitenwand des Ansaugstutzens
7 einen zweiten Kanal 12 abgrenzt. Dieser
zweite Kanal 12 ist im wesentlichen auf seiner
Erstreckung vom stromaufwärtigen Teil des Ansaugstutzens 7,
in dem die Rippe 10 hauptsächlich beginnt, zu der vom Ventilsitz
7a umschlossenen, zum Brennraum 8 führenden Öffnung
gerade, so daß die angesaugte Gasströmung, d. h. das Gemisch,
die im Kanal 12 der Eintrittsöffnung des Stutzens 7
abwärts strömt, in den Brennraum 8 eintritt, ohne daß ihr
ein größerer Drall vermittelt wird. Dagegen führt der erste
Kanal 11 von der Eintrittsöffnung des Ansaugstutzens 7
in Schraubenform zu der Ventilsitzöffnung,
so daß der im ersten Kanal 11 stromab strömenden
Gasströmung ein recht erheblicher Drall oder Wirbel
vermittelt wird, mit dem sie in den Brennraum 8 eintritt.
Tatsächlich sind bei dieser Konstruktion die beiden
Kanäle 11 und 12 nicht völlig voneinander getrennt, da sich
die Rippe 10 nicht gänzlich durch den Ansaugstutzen 7 erstreckt,
was in den Zeichnungen nicht zu erkennen ist,
da die Rippe 10 nicht in der Schnittebene von Fig. 1 liegt,
jedoch stellt das keinerlei Problem dar.
Zur Regelung des Strömungswiderstands im zweiten Kanal
12, d. h. im geraden der beiden Ansaugkanäle, ist ein
Steuerventil 13 vorgesehen, das eine flügel-
oder schaufelartige, sich quer durch den geraden
Kanal 12 erstreckende Ventilklappe 13a aufweist, welche an
einem in einer Führung, die im Zylinderkopf 3 befestigt ist,
drehbar gelagerten Ventilschaft 14 fest angebracht ist. Am
herausragenden Ende des Ventilschafts 14 ist ein Antriebshebel
15 angebracht, so daß bei dessen Drehung durch ein noch
zu erläuterndes Antriebssystem der Ventilschaft 14 und damit
die Ventilklappe 13a gedreht werden, womit sich die Ausrichtung
dieser Ventilklappe 13a im zweiten Kanal 12 ändert,
der somit geöffnet oder geschlossen wird. In der einen
ihrer Stellungen schließt die Ventilklappe 13a den zweiten
Kanal 12 im wesentlichen völlig, bei einer Drehung der
Ventilklappe 13a, des Ventilschafts 14 usw. um 90° aus dieser
Stellung heraus läßt dagegen die Ventilklappe 13a den
Kanal 12 praktisch vollkommen offen.
Es soll nun der Betrieb, wenn der Motor läuft, betrachtet
werden. Wenn die Ventilklappe 13a des Steuerventils 13
in der den zweiten Kanal 12 im wesentlichen völlig verschließenden
Stellung ist, die im folgenden als erste Stellung
bezeichnet wird, dann strömt der größte Teil der durch
den Ansaugstutzen angesaugten Gasströmung im ersten,
schraubenförmigen Kanal 11 (bis auf einen kleinen Teil, der
unter der Rippe 10 aus dem oben angegebenen Grund hindurchtritt)
abwärts, und dieser Gasströmung oder diesem Gemisch
wird durch die schraubenförmig gekrümmte Gestalt des ersten
Kanals 11 eine relativ starke Drall- oder Verwirbelungsbewegung
auferlegt, mit der sie durch die Ventilsitzöffnung
in den Brennraum 8 eintritt. Demzufolge wird durch
das Wirbeln des Gemischs im Brennraum 8 die scheinbare
Flammengeschwindigkeit in diesem Brennraum 8 erhöht, so daß im
Brennraum 8 eine relativ hohe Verbrennungsgeschwindigkeit
vorliegt. Dagegen ist bei dieser Betriebsweise der der Gasströmung
im Ansaugstutzen 7 als Ganzes entgegengesetzte Widerstand
ziemlich hoch.
Wird dagegen die Ventilklappe 13a des Steuerventils
13 aus der ersten Stellung heraus um 90° gedreht, um den
zweiten Kanal 12 im wesentlichen völlig zu öffnen,
was im folgenden als zweite Stellung bezeichnet wird,
dann fließt ein großer Anteil des durch den Ansaugstutzen
7 strömenden Gemischs im zweiten Kanal 12 abwärts,
wenngleich ein geringer Teil auch noch im ersten Kanal
11 strömen wird (und auch ein gewisser Anteil unter der Rippe
10 durchtritt), und dem im zweiten, geraden Kanal 12
strömenden Gemisch wird keinerlei starke Wirbel- oder Drallbewegung
bei seinem Durchtritt durch die Ventilsitzöffnung
in den Brennraum 8 hinein vermittelt, da der Kanal 12
gerade verläuft. Dem geringeren Anteil der Ansaugströmung,
der noch im ersten Kanal 11 abwärts strömt, wird durch
dessen gekrümmte Gestalt ein gewisser Drall vermittelt. Insgesamt
wirbelt die dem Brennraum 8 zugeführte Ansaugströmung
jedoch nicht sehr, so daß die scheinbare Flammengeschwindigkeit
im Brennraum 8 niedriger als im oben beschriebenen Fall
ist. Ferner ist die Verbrennungsgeschwindigkeit relativ niedrig.
Jedoch ist bei dieser Betriebsweise der auf die Gemischströmung
im Ansaugstutzen 7 insgesasmt einwirkende Widerstand
viel geringer als im vorherigen Fall.
Es ist selbstverständlich, daß bei Verstellen der Ventilklappe
13a zu einer zwischen der ersten sowie zweiten Stellung
liegenden Stellung, womit der zweite, gerade Kanal
12 teilweise geöffnet wird, dann ein mittlerer Anteil des
im Ansaugstutzen 7 abwärts strömenden Gemischs im zweiten,
geraden Kanal 12 und ein anderer mittlerer Anteil
noch im ersten, schraubenförmigen Kanal 11 strömen wird,
wobei ein Teil von diesem Strom auch unter der Rippe 10
durchtritt. Während dem durch den geraden Kanal 12
strömenden Gemischanteil keinerlei starke Drallwirkung
bei seinem Durchtritt durch die Ventilsitzöffnung und in
den Brennraum 8 wegen der Geradlinigkeit dieses Kanals 12
vermittelt wird, erhält dagegen der im ersten Kanal 11
fließende Gemischstrom durch die gekrümmte Ausgestaltung
dieses Kanals 11 einen relativ starken Drall. Demzufolge
wird der in den Brennraum 8 eintretenden Gemischströmung
ein mittlerer Drall vermittelt, so daß die scheinbare
Flammengeschwindigkeit im Brennraum 8 zwischen den beiden
oben angeführten Extremfällen liegt. Die Verbrennungsgeschwindigkeit
ist ebenfalls auf einem Zwischenwert. Auch der
der Gasströmung im Ansaugstutzen 7 insgesamt auferlegte Strömungswiderstand
hat in diesem mittleren oder Zwischen-Betriebszustand
einen mittleren Wert.
Die Ventilklappe 13a wird über den Ventilschaft 14 und den
Antriebshebel 15 von einer Antriebsstange 17, die von einem
Unterdruckstellantrieb 16 ausgeht, verstellt. Der
Unterdruckstellantrieb 16 arbeitet in Abhängigkeit von einem
an ihn in ausgewählter Weise angelegten Unterdruck derart,
daß er die Ventilklappe 13a entweder in die oben erwähnte
zweite Stellung, in der sie den zweiten, geraden Kanal
12 im wesentlichen völlig öffnet, so daß ein großer Anteil
des angesaugten Gemischs im zweiten Kanal 12, ein
kleinerer Anteil im ersten Kanal 11 strömt, oder in
die erwähnte erste Stellung bewegt, in der die Klappe 13a
den geraden Kanal 12 nahezu vollständig schließt, so
daß ein großer Anteil des durch den Ansaugstutzen 7 angesaugten
Gemischs im ersten, schraubenförmigen Kanal 11 zum
Brennraum 8 strömt. Im einzelnen erfolgt die Verstellung so,
daß, wenn in einer (nicht gezeigten) Unterdruckkammer des
Unterdruckstellantriebs 16 ein Unterdruck, d. h. ein niedrigerer
absoluter Druck, herrscht, der größer ist als ein vorbestimmter
Wert, dann die Antriebsstange 17 die Ventilklappe 13a
in ihre erste, den geraden Kanal 12 sperrende Stellung
bewegt, und wenn andererseits in dieser Unterdruckkammer
des Unterdruckstellantriebs 16 ein höherer absoluter Druck, d. h.
ein Unterdruck, der niedriger ist als ein vorbestimmter Wert,
herrscht, dann bewegt die Antriebsstange 17 die Ventilklappe
13a in die zweite Stellung, in der sie den geraden
Kanal 12 öffnet.
An den Unterdruckstellantrieb 16 wird in ausgewählter
Weise ein Unterdruck zu seiner Betätigung über einen
von einer Öffnung a eines elektromagnetischen
Schaltventils 19 ausgehenden Unterdruckkanal 18 gelegt. Das
Schaltventil 19 hat zwei weitere Öffnungen b und c, von denen
die Öffnung b mit einer Unterdrucköffnung 25 in einem
Zwischenbehälter 24, der stromauf vom
Ansaugkrümmer 23 angeordnet ist, über eine Leitung 20, ein
Rückschlagventil 21 und eine weitere Leitung 22 verbunden
ist, so daß an der Öffnung b bei laufendem Motor 1 ständig
der im Ansaugkrümmer herrschende Unterdruck vorhanden ist.
Die weitere Öffnung c hat zur Atmosphäre Verbindung. Wenn
dem Schaltventil 19 keine elektrische Energie zu seiner
Betätigung zugeführt wird, dann sind die Öffnungen a und c
miteinander verbunden, während die Öffnung b zu keiner anderen
Öffnung Verbindung hat. Wird dagegen dem Schaltventil
19 elektrische Energie zugeführt, um es zu betätigen, so
werden die Öffnungen a und b miteinander verbunden, während
die Öffnung c zu keiner anderen Öffnung Verbindung hat. Das
Rückschlagventil 21 dient dazu, den negativen Druck in der
Unterdruckkammer des Unterdruckstellantriebs 16 zu bewahren,
so daß, wenn der Unterdruck im Zwischenbehälter 24 einmal
ausreichend groß geworden ist, d. h., ein ausreichend niedriger
absoluter Wert erreicht ist, um die Betätigung des Unterdruckstellantriebs
16 zu bewirken, wobei die Öffnungen a und b des
Schaltventils 19 miteinander verbunden sind,
dann der Unterdruckstellantrieb 16, selbst wenn anschließend
der Unterdruck im Zwischenbehälter 24 abfällt, d. h., der absolute
Druckwert ansteigt, und zwar auf einen Druck, der bei
Zufuhr zum Unterdruckstellantrieb 16 nicht zu dessen Arbeiten
führt, trotz allem in seinem Arbeiten fortfährt, solange die
Öffnungen a und b des Schaltventils 19 miteinander verbunden
bleiben, wobei durch die Wirkung des Rückschlagventils
21 der vorherige hohe Unterdruckwert innerhalb der Unterdruckkammer
des Unterdruckstellantriebs 16 erhalten bleibt.
Stromauf der Einlaßseite des Zwischenbehälters 24 ist eine
Drosselklappe 26 drehbar angeordnet; in den stromabwärtigen
Teil des Ansaugkrümmers 23 mündet eine Kraftstoff-Einspritzdüse
27, die, wenn sie von einem (nicht gezeigten) Zufuhrsystem
mit unter Druck stehendem Kraftstoff (Otto-Kraftstoff)
versorgt wird, bei ihrem Öffnen einen kurzen Strahl von eingespritztem
Kraftstoff in einer der gewünschten Einspritzmenge
entsprechenden Menge in den Ansaugkrümmer 23 richtet.
Ein elektronischer Regler 30 liefert die elektrischen
Steuersignale zum Öffnen und Schließen der Kraftstoff-Einspritzdüse
27, für die Betätigung des Schaltventils
19 und für die Regelung des Zündzeitpunkts durch die
Zündeinrichtung 34 sowie möglicherweise für den Betrieb anderer
Vorrichtungen. Dieser Regler 30 empfängt Eingangsinformationen
in bezug auf den Drosselklappen-Öffnungsgrad
von einem Gaspedal-Schwenkwinkelgeber 32, der auf die Bewegung
der Drosselklappe 26 anspricht, in bezug auf den Ansaugsystemdruck
von einem Ansaugsystemdruckgeber 31, der auf den
Druck im Zwischenbehälter 24 anspricht, und in bezug auf die
Motordrehzahl von einem (nicht gezeigten) Drehzahlfühler, der
am Verteiler 29 angebracht ist, wie auch möglicherweise
andere Informationen von weiteren Vorrichtungen. Auf der
Grundlage der empfangenen Informationen berechnet der
elektronische Regler 30, der in der bevorzugten Ausführungsform
gemäß der Erfindung einen Mikrocomputer enthält,
der entsprechend verschiedenen, in seinem Speicher gespeicherten
Programmen arbeitet, die Ausgangssignale für das
Öffnen und Schließen der Einspritzdüse 27, d. h. für die
Kraftstoffeinspritzung, für die Betätigung des
Schaltventils 19, also für die Steuerung des Steuerventils
13 in Einlaßkanal, und für die Steuerung
des Zündzeitpunktes durch die Zündeinrichtung 34.
Das Verfahren, gemäß welchem das Schaltventil
19 und damit das Steuerventil 13 in der
bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung gesteuert
werden, wird im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 3
erläutert, die einen Ablaufplan für ein im Regler
30 gespeichertes Unterprogramm zur Betätigung des
Schaltventils 19 zeigt. Dieses Unterprogramm ist ein
solches, das wiederholt durchgeführt wird und zwar entweder
als ein Teil des Hauptprogramms des Mikrocomputers des
elektronischen Reglers 30 oder gemäß Unterbrechungen,
die zu festgesetzten Zeitintervallen auftreten.
Nach dem Beginn des Unterprogramms von Fig. 3 wird im
Schritt 1 eine Entscheidung getroffen, ob der Wert eines
Flags F gleich Null ist oder nicht. Dieses Flag kennzeichnet
den gegenwärtigen Zustand des Steuerventils
13 für den Einlaßkanal, und wenn der Wert des Flags
F gleich Null ist, so bedeutet das, daß das Steuerventil
13 gegenwärtig im geschlossenen Zustand ist, so daß der
größte Teil des durch den Ansaugstutzen 7 angesaugten Gemischs
im ersten, schraubenförmigen Kanal 11 strömen
muß und diesem Strom ein relativ starker Drall durch die
gekrümmte Gestalt dieses Kanals 11 vermittelt wird,
womit die scheinbare Flammengeschwindigkeit im Brennraum 8
relativ hoch gehalten wird. Auch der Strömungswiderstand
im Ansaugstutzen 7 ist insgesamt relativ hoch. Zu dieser
Zeit wird also durch den Regler 30 dem Schaltventil
19 elektrische Energie derart zugeführt, daß dieses die Öffnungen
a und b miteinander verbindet, womit der Unterdruck
im Ansaugsystem über den Unterdruckkanal 18, 20 und 22 sowie
das Rückschlagventil 21 auf die Unterdruckkammer des
Unterdruckstellantriebs 21 einwirkt. Ist dagegen der Wert des
Flags F gleich Eins, so bedeutet das, daß das Steuerventil
13 derzeit im offenen Zustand ist, womit ein großer Anteil
des durch den Ansaugstutzen 7 strömenden Gemischs im geraden
Kanal 11 strömt, so daß dem Gemisch insgesamt
kein besonders starker Drall vermittelt wird. Damit wird
die scheinbare Flammengeschwindigkeit im Brennraum 8 relativ
niedrig gehalten, wie auch der Strömungswiderstand
im Ansaugstutzen 7 insgesamt relativ niedrig ist. Zu dieser
Zeit wird also dem Schaltventil 19 vom Regler 30
keine Energie zugeführt, so daß die Öffnungen a und c
miteinander verbunden sind, wobei über die Leitung 18 der
Atmosphärendruck an den Unterdruckstellantrieb 16 gelegt wird.
Wenn im Schritt 1 der Wert des Flags F gleich Null ist, dann
geht die Steuerung zum Schritt 2 weiter, während bei einem
Wert ungleich Null, d. h. gleich Eins, die Steuerung zum
Schritt 6 übergeht.
Im Schritt 2, der nur bei derzeit geschlossenem Zustand des
Steuerventils 13 erreicht wird, wird in den Speicher,
z. B. in den Speicher mit wahlfreiem Zugriff, des Reglers
30 ein Wert Thr eingelesen, der für den Ausgang des Gaspedal-Schwenkwinkelgebers
32, der die Stellung der Drosselklappe
26 abgibt, kennzeichnend ist. Dann geht die Steuerung
zum Schritt 3 weiter.
In diesem Schritt 3 wird darüber entschieden, ob der Wert
Thr größer ist als ein vorbestimmter Schwellöffnungswert Toffen
oder nicht. Wenn die Entscheidung JA lautet, so daß Thr
tatsächlich größer ist als Toffen, dann geht die Steuerung
zum Schritt 4 weiter. Lautet die Entscheidung dagegen NEIN,
weil Thr kleiner oder gleich Toffen ist, dann geht die Steuerung
zum Ende des Unterprogramms von Fig. 3 weiter, um zurückzukehren
und später dieses Unterprogramm erneut auszuführen.
Im Schritt 4, der nur erreicht wird, wenn der Drosselklappenöffnungswert
Thr größer ist als der vorbestimmte Schwellöffnungswert
Toffen, wird ein Steuerbefehl zum Öffnen des
Steuerventils 13 ausgegeben, d. h., es wird ein (nicht
gezeigtes) Flip-Flop vom Regler 30 so gesetzt, daß
die Zufuhr von elektrischer Energie zum Schaltventil 19
unterbrochen wird, womit dessen Öffnungen a und c miteinander
verbunden werden und dem Unterdruckstellantrieb 16 über
die Leitung 18 der Atmosphärendruck zugeführt wird. Damit
wird das Steuerventil 13 nun in die Offen-Stellung gebracht,
so daß ein großer Anteil des durch den Ansaugstutzen 7 angesaugten
Gemischs im geraden Kanal 12 strömt und dem Gemisch
insgesamt kein besonders starker Drall mehr vermittelt
wird. Insofern gehen die scheinbare Flammengeschwindigkeit
im Brennraum 8 und auch der Strömungswiderstand im Ansaugstutzen
7 insgesamt auf einen relativ niedrigen Wert herab.
Dann geht die Steuerung zum Schritt 5 weiter, in dem der Wert
des Flags F gleich Eins gesetzt wird, um den neuen, offenen
Zustand für das Steuerventil 13 anzugeben.
Anschließend geht die Steuerung zum Ende des Unterprogramms
von Fig. 3, um zurückzukehren und später dieses
Unterprogramm wieder auszuführen.
Andererseits wird im Schritt 6, der nur erreicht wird, wenn
festgestellt wird, daß mit dem Wert des Flags F ungleich
Null das Steuerventil 13 gegenwärtig im offenen Zustand
ist, in den Speicher, z. B. den RAM, des elektronischen
Reglers 30 ein Wert P eingelesen, der für den Ausgang
des Ansaugsystemdruckgebers 31, welchem der im Zwischenbehälter
24 herrschenden Druck zugeführt wird, kennzeichnend
ist, und dann geht die Steuerung zum Schritt 7 weiter.
In diesem Schritt 7 wird die Entscheidung getroffen, ob dieser
Wert P geringer ist als ein vorbestimmter Schwellwert
Pzu oder nicht. Lautet das Ergebnis der Entscheidung JA,
so daß P tatsächlich kleiner ist als Pzu, dann geht die
Steuerung zum Schritt 8 über. Wenn dagegen die Entscheidung
NEIN ist, so daß P größer oder gleich Pzu ist, dann geht
die Steuerung zum Ende des Unterprogramms von Fig. 3 weiter,
um zurückzukehren und dieses Unterprogramm später erneut
auszuführen.
Im Schritt 8, der nur erreicht wird, wenn P kleiner ist als
der vorbestimmte Schwellwert Pzu, wird ein Steuerbefehl
zum Schließen des Steuerventils 13 ausgegeben,
d. h. die oben erwähnte (nicht gezeigte) Flip-Flop-Schaltung
od. dgl. wird vom Regler 30 so gesetzt, daß
die Energiezufuhr zum Schaltventil 19 einsetzt, um dessen
Öffnungen a und b miteinander zu verbinden und den Ansaugkrümmer-Unterdruck
über die Leitungen 18, 20, 22 sowie das
Rückschlagventil 21 an die Unterdruckkammer des Unterdruckstellantriebs
16 zu legen. Damit wird das Steuerventil 13 in
den Schließzustand gebracht, so daß nun der größte Teil des
durch den Ansaugstutzen 7 angesaugten Gemischs im ersten,
schraubenförmigen Kanal 11 strömt, womit dieser Gemischströmung
ein besonders starker Drall vermittelt wird. Infolgedessen
beginnt die scheinbare Flammengeschwindigkeit im Brennraum
8, einen relativ hohen Wert anzunehmen, wobei auch der
Strömungswiderstand im Ansaugstutzen 7 insgesamt einen
relativ hohen Wert bekommt. Dann geht die Steuerung zum
Schritt 9 weiter, in dem das Flag F gleich Null gesetzt wird,
um den geschlossenen Zustand des Steuerventils
13 anzuzeigen. Anschließend geht die Steuerung zum
Ende des Unterprogramms von Fig. 3 weiter, um zurückzukehren
und später das Unterprogramm erneut auszuführen.
Dieses Steuerverfahren hat die Wirkung, den Zustand des
Steuerventils 13 von der Schließ- zur Offenstellung
zu ändern, wenn der Wert Thr für die Drosselklappenöffnung
des Motors ansteigt, so daß er größer wird als
der bestimmte Schwellöffnungswert Toffen, und hat andererseits
die Wirkung, den Zustand des Steuerventils 13 von
der Offen- zur Schließstellung zu ändern, wenn der Wert
des Drucks P im Ansaugsystem des Motors abfällt, so daß
er geringer wird als der vorbestimmte Schwellwert Pzu.
Anders ausgedrückt heißt das, daß die Steuerung des
Steuerventils 13 zur Offfenstellung in Übereinstimmung mit
dem Drosselklappen-Öffnungswert Thr ausgeführt wird, während
andererseits die Steuerung des Steuerventils 13 zur Schließstellung
in Übereinstimmung mit dem Ansaugsystemdruck P ausgeführt
wird. Während des Schließvorgangs für das Steuerventil
13, wenn, wie gesagt wurde, der Wert für den
Ansaugsystemdruck P des Motors abfällt, so daß er geringer
wird als der Schwellwert Pzu und damit ziemlich niedrig
sowie gewißlich ausreichend ist, um bei seinem Anlegen an
den Unterdruckstellantrieb 16 das Steuerventil 13 zu
schließen, wird der Magnetspule des Schaltventils 19
elektrische Energie zugeführt, um dessen Öffnung a mit der
Öffnung b zu verbinden. Das hat zum Ergebnis, daß der gegenwärtig
im Zwischenbehälter 24 herrschende Druck tatsächlich
über die Leitungen 18, 20, 22 sowie das Rückschlagventil 21
an die Unterdruckkammer des Unterdruckstellantriebs 16 gelegt
wird, womit das Steuerventil 13 mit Gewißheit zum Schließen
gebracht wird. Durch die Wirkung des Rückschlagventils
21 wird dieser negative Druck in der Unterdruckkammer des
Unterdruckstellantriebs 16 gehalten, so daß das Steuerventil
13 bestimmt in seinem Schließzustand bleibt, selbst
wenn der Drosselklappen-Öffnungswert Thr ansteigt, so daß
er ziemlich nahe an den vorgegebenen Schwellöffnungswert Toffen
kommt, was zu einem Öffnen des Steuerventils 13
führen würde, und der gegenwärtige tatsächliche Wert des
Ansaugsystemdrucks P unter den Minimalwert abfällt, der
für eine Betätigung des Steuerventils 13 ausreichend ist.
Damit wird sichergestellt, daß das Steuerventil 13 auf
Grund eines Mangels an Betätigungsunterdruck nicht vorzeitig
geöffnet wird.
Weil mit Bestimmtheit gewährleistet ist, daß der Befehl zum
Schließen des Steuerventils 13 (im Schritt 8 des Unterprogramms
von Fig. 3) nicht ausgegeben wird, bis der Wert P
des Ansaugsystemdrucks für den Motor definitiv auf einen
unter dem Schwellwert Pzu liegenden Wert abgefallen ist,
der bestimmt niedrig genug ist, bei Zufuhr zum Unterdruckstellantrieb
16 das Steuerventil 13 zu schließen, wird
sichergestellt, daß dieser Schließbefehl für das Steuerventil
13 prompt und wirksam ausgeführt wird, und demzufolge
wird gewährleistet, daß der Wert des Flags F, der vom Unterprogramm
von Fig. 3 gesetzt wird, immer in richtiger Weise
den tatsächlichen Offen- oder Schließzustand des Steuerventils
13 angibt. Wie ein kurzer Blick auf das Unterprogramm
von Fig. 4 zeigt, wird der Wert des Flags F an anderen Stellen
im Programm des Mikrocomputers des Reglers 30 verwendet,
um zu entscheiden, ob das Steuerventil 13 tatsächlich im
offenen oder geschlossenen Zustand ist, und deshalb ist es
von größter Bedeutung, daß der Wert des Flags F den tatsächlichen
Zustand des Steuerventils 13 richtig wiedergibt,
weil ansonsten gewisse, in hohem Maß unerwünschte Konsequenzen
eintreten können, wie schon früher ausgeführt worden ist.
Die Gewißheit für eine immer richtige Einstellung des Flags F
ist ein hervorzuhebender vorteilhafter Punkt des der Erfindung
zugrundeliegenden Gedankens.
Unter Bezugnahme auf das in Fig. 4 in einem Ablaufplan dargestellte
Unterprogramm wird ein besonderes und mögliches
Steuerungsverfahren durch den Regler 30 für die durch
die Kraftstoff-Einspritzdüse 27 einzuspritzende Kraftstoffmenge und für den von
der Zündeinrichtung 34 gelieferten Zündzeitpunkt für den
Motor 1 beschrieben. Diese Arten einer Steuerung werden hier
erläutert, um zu zeigen, daß der Wert des durch das Unterprogramm
von Fig. 3 gesetzten Flags F wirksam irgendwo im
Betrieb des Mikrocomputers des Reglers 30 verwendet
werden kann, um zu bestimmen, ob das Steuerventil 13
tatsächlich imm offenen oder geschlossenen Zustand ist, da,
wie oben gesagt wurde, auf diesen Wert des Flags F mit Gewißheit
vertraut werden kann.
Im Schritt 11 dieses Unterprogramms wird in den Speicher,
z. B. den RAM, des elektronischen Reglers 30 ein Wert
Ne eingelesen, der für die Drehzahl des Motors 1 kennzeichnend
ist. Dieser Wert kann aus einem Signal vom Verteiler 29,
wie es in Fig. 1 angedeutet ist, abgeleitet werden, und in
einem solchen Fall kann dieser Schritt 11 in der Tat darin
bestehen, von dem Signal vom Verteiler 29 bewirkte Unterbrechungszeiten
zu vergleichen. Dann geht die Steuerung zum
Schritt 12 weiter, in dem in den Speicher des Keglers
30 ein Wert P eingelesen wird, der für den Ausgang des Ansaugsystemdruckgebers 31, dem der im Zwischenbehälter 24
herrschende Druck zugeführt wird, kennzeichnend ist. Dieser
Schritt 12 führt also denselben Vorgang aus wie der Schritt 6
im Unterprogramm von Fig. 3, und in der Praxis können diese
Vorgänge in gewisser Weise kombiniert werden. Anschließend
geht die Steuerung zum Schritt 13 weiter.
In diesem Schritt 13 wird ein Grundwert Tb (Taub) für die im
nächsten kurzen Strahl durch die Einspritzdüse 27 in den
Ansaugkrümmer 23 einzuspritzende Kraftstoffmenge vom Regler
30 aus dem eingelesenen Ansaugsystemdruck P und der
eingelesenen Motordrehzahl Ne bestimmt. In typischer Weise
geschieht das durch einen Tabellensuchvorgang. Der Speicher,
z. B. ein Festwertspeicher, des elektronischen Reglers
hat eine Tabelle von Werten für diese einzuspritzende Grund-Kraftstoffmenge
Tb als eine Funktion des Ansaugsystemdrucks
P und der Motordrehzahl Ne gespeichert, und von dieser Tabelle
wird ausgelesen. Die Grundmenge ist eine einzuspritzende
Kraftstoffmenge, die dem optimalen Luft/Kraftstoff-Verhältnis
für das angesaugte Gemisch in dem Fall entspricht,
da das Steuerventil 13 geschlossen ist, womit
also ein maximaler Ansaugdrall mit relativ niedrigem Füllungsgrad
erzielt wird. Dann geht die Steuerung zum Schritt
14 über.
In diesem Schritt 14 wird wieder aus dem Ansaugsystemdruck
P und der Motordrehzahl Ne durch den Regler 30 ein
Grundwert Rb für den Zündzeitpunkt bestimmt. Auch das geschieht
in typischer Weise in einem Tabellensuchvorgang.
Der Speicher, z. B. ein ROM, des Reglers 30 enthält
eine Tabelle mit Werten für den Basis-Zündzeitpunkt als
eine Funktion des Ansaugsystemdrucks P und der Motordrehzahl
Ne, und von dieser gespeicherten Tabelle wird ausgelesen.
Der Basis-Zündzeitpunkt ist ebenfalls ein Zeitpunkt, der
dem optimalen Zündzeitpunkt in dem Fall entspricht, da das
Steuerventil 13 im geschlossenen Zustand ist. Dann
geht die Steuerung zum Schritt 15 weiter.
Im Schritt 15 wird entschieden, ob der Wert des Flags F,
der wie oben zu Fig. 3 erläutert wurde, in Übereinstimmung
damit, ob das Steuerventil 13 gegenwärtig in ihrem
geschlossenen Zustand ist oder nicht, gleich Null ist oder
nicht. Wegen der Erfüllung des Grundgedankens oder Prinzips
der Erfindung kann, wie im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert
wurde, auf den Wert des Flags F immer vertraut werden.
Wenn das Ergebnis der Entscheidung JA lautet, so daß das
Steuerventil 13 gegenwärtig tatsächlich geschlossen
ist, dann geht die Steuerung zum Schritt 20 weiter. Lautet
die Entscheidung dagegen NEIN, womit gegenwärtig das Steuerventil
13 im offenen Zustand ist, dann geht die Steuerung
zum Schritt 16 über.
Im Schritt 16 wird eine Korrekturgröße A für die einzuspritzende
Kraftstoffmenge in diesem Fall des geöffneten
Zustands des Steuerventils 13 bestimmt. In Abhängigkeit
von den besonderen Einzelheiten der Ausführung, die
hier nicht weiter erörtert werden, kann die Korrekturgröße
A für die Kraftstoffmenge eine Konstante sein, die entsprechend
den gewünschten Kennwerten für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis
des Motors 1 gewählt wird, oder sie kann entsprechend
nur dem Druck P im Ansaugsystem oder entsprechend nur
der Drehzahl Ne durch Auslesen von einem Vektor oder durch
Berechnen unter Verwendung einer Funktion od. dgl. bestimmt
werden. Auch kann sie entsprechend sowohl dem Druck P im
Ansaugsystem wie auch der Drehzahl Ne durch Auslesen aus
einer zweidimensionalen Tafel oder Tabelle bzw. durch Berechnen
unter Verwendung einer Funktion von zwei Variablen od. dgl.
bestimmt werden. Nach Festsetzen dieser Korrekturgröße
A für die einzuspritzende Kraftstoffmenge geht die Steuerung
zum Schritt 17 weiter.
In diesem Schritt 17 wird diese Korrekturgröße A für die
Kraftstoffmenge im Fall des geöffneten Zustands des
Steuerventils 13 zum Grundwert Tb für die im Fall des
geschlossenen Zustands des Steuerventils 13 einzuspritzende
Kraftstoffmenge addiert, um die tatsächliche Einspritzmenge
T (Tau) zu erhalten, die im Fall des geöffneten
Zustands des Steuerventils 13 zu verwenden ist. Dann
geht die Steuerung zum Schritt 18 weiter.
Im Schritt 18 wird eine Korrekturgröße B für den Zündzeitpunkt
in diesem Fall des geöffneten Zustands des Steuerventils
13 bestimmt. In Abhängigkeit von den besonderen
Einzelheiten der Ausführung, auf die hier nicht weiter eingegangen
werden soll, kann diese Korrekturgröße B für den
Zündzeitpunkt wiederum eine Konstante sein, die entsprechend
den gewünschten Kennwerten für den Zündzeitpunkt des Motors
1 gewählt wird, oder sie kann in Übereinstimmung mit nur
dem Ansaugsystemdruck P oder mit nur der Motordrehzahl Ne
durch Auslesen von einem Vektor oder durch Berechnen unter
Verwendung einer Funktion od. dgl. bestimmt werden. Ferner
kann sie in Übereinstimmung sowohl mit dem Ansaugsystemdruck
P wie auch mit der Motordrehzahl Ne durch Auslesen aus einer
zweidimensionalen Tabelle oder durch Berechnen unter Verwendung
einer Funktion mit zwei Variablen od. dgl. festgesetzt
werden. Nach der Bestimmung der Korrekturgröße B für den
Zündzeitpunkt geht die Steuerung zum Schritt 19 über.
Im Schritt 19 wird diese Zündzeitpunkt-Korrekturgröße B
für den Fall des Offenzustands des Steuerventils 13
vom Grundwert Rb für den Zündzeitpunkt im Fall des Geschlossenzustands
des Steuerventils 13 subtrahiert, um
den tatsächlichen Zündzeitpunkt R, der im Fall des Offenzustands
des Steuerventils 13 zu verwenden ist, zu
erlangen. Somit werden sowohl die richtige oder geeignete
Kraftstoff-Einspritzmenge T wie auch der richtige oder geeignete
Zündzeitpunkt R im Offenzustand des Steuerventils
bestimmt. Schließlich geht die Steuerung zum Ende
des Unterprogramms von Fig. 4 und zu irgendeinem anderen
Steuer-Unterprogramm, das die Einstellung der tatsächlichen
Kraftstoffeinspritzmenge und des tatsächlichen Zündzeitpunkts
ausführt, worauf hier nicht besonders eingegangen
wird, weiter.
Wenn dagegen der Steuerungsablauf im Schritt 20 anlangt,
dann wird bestimmt, daß das Steuerventil 13
im geschlossenen Zustand ist, und in diesem Fall werden die
bereits festgesetzten Werte für Tb für die im geschlossenen
Zustand des Steuerventils 13 einzuspritzende Kraftstoffmenge
und Rb für den Zündzeitpunkt im Geschlossenzustand
des Steuerventils 13 als passend so belassen, wie sie sind,
um sie für die Einspritzmenge und den Zündzeitpunkt zu verwenden.
Somit wird im Schritt 20 der Wert Tb als die zu
verwendende tatsächliche Kraftstoff-Einspritzmenge T bestimmt,
worauf die Steuerung zum Schritt 21 weitergeht. In diesem
Schritt 21 wird in gleichartiger Weise der Wert Rb als der
tatsächlich zu verwendende Zündzeitpunkt R bestimmt, und dann
geht die Steuerung wie vorher zum Ende des Unterprogramms von
Fig. 4 und zu einem anderen Steuer-Unterprogramm, das die
Einstellung für die tatsächliche Kraftstoffeinspritzung
und den tatsächlichen Zündzeitpunkt, wie vorher erwähnt
wurde, ausführt.
Durch den Steuervorgang des Unterprogramms von Fig. 4 werden
somit für die beiden Fälle der geschlossenen und des geöffneten
Steuerventils 13 geeignete Werte T für die
einzuspritzende Kraftstoffmenge und R für den Zündzeitpunkt
zur späteren Verwendung berechnet. Während dieses Steuervorgangs
wird der gemäß dem Unterprogramm von Fig. 3 festgesetzte
Wert für das Flag F als eine Angabe dafür benutzt,
ob das Steuerventil 13 tatsächlich geöffnet bzw.
geschlossen ist oder nicht. Die durch das Flag F gemäß der
Erfindung vermittelte Genauigkeit für diese Aufgabe ist von
höchster Bedeutung, um zu gewährleisten, daß durch das Unterprogramm
von Fig. 4 korrekte und geeignete Werte für
T und R berechnet werden.
Gemäß dem Steuerverfahren und der Steuervorrichtung, die
beschrieben wurden, wird also, wenn der Unterdruck im Ansaugkrümmer
geringer ist als der vorgegebene Schwellwert
Pzu und damit nicht ausreichend ist, um den den Unterdruckstellantrieb
16 enthaltenden Antriebsmechanismus zum Schließen
des geraden Kanals 12 richtig zu betätigen, ohne
Rücksicht auf den Drosselklappen-Öffnungswert der Befehl an
den Antriebsmechanismus zum Schließen des Steuerventils
13 nicht ausgegeben. Dieser Befehl wird nur dann ausgegeben,
wenn der Ansaugunterdruck ansteigt, so daß er über dem
vorbestimmten Schwellwert Pzu liegt, und das ist ein
Wert, der ausreichend ist, um den Unterdruckstellantrieb 16
zum Schließen des Steuerventils 13 in geeigneter
Weise zu betätigen. Damit wird gewährleistet, daß ein Mangel
an Unterdruck im Ansaugkrümmer für die Betätigung des
Unterdruckstellantriebs 16 niemals zu einem untauglichen oder
falschen Motorbetrieb führt und daß das Befehlssignal zum
Schließen des Steuerventils 13 immer prompt sowie korrekt
befolgt und niemals mißachtet wird. Auf diese Weise wird
sichergestellt, daß das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des dem
Motor zugeführten Gemischs niemals so mager ist, daß erhebliche
oder schwerwiegende Betriebsprobleme für den Motor
hervorgerufen werden, sondern vielmehr immer im wesentlichen
geeignet und passend ist. Auch wird die Möglichkeit eines
falschen Zündzeitpunkts, wie ein stark verzögerter Zündzeitpunkt,
ausgeschaltet, womit das Auftreten einer Fehlzündung
im Motor verhindert wird. Insofern wird die Leistungsfähigkeit
bzw. das Betriebsverhalten des Motors auf einem hohen
Wert gehalten, wie auch seine Betriebs- oder Lauffähigkeit
und sein Leerlaufbetrieb auf zufriedenstellenden Werten
bzw. Zuständen bleiben. Ferner werden eine gute Kraftstoffausnutzung
sowie eine gute Qualität für die Abgasemissionen
des Motors gefördert und begünstigt.
Gemäß der Erfindung mündet also das stromabwärtige Ende eines
Ansaugstutzens einer Brennkraftmaschine als eine parallele
Kombination eines schraubenförmigen zu seinem
stromabwärtigen Ende führenden Kanals
und eines gerade zu seinem stromabwärtigen Ende führenden
Kanals in einen Brennraum, wobei ein Steuerventil
in den Ansaugstutzen eingesetzt ist, das in
ausgewählter Weise die Anteile der Ansaugströmung durch den
geraden und den schraubenförmigen Kanal ändert. Das Steuerventil
wird von einem Antriebsmechanismus, wenn an diesen ein
ausreichender Unterdruck gelegt wird, so gesteuert, daß der
Anteil der Ansaugströmung durch den geraden Kanal minimiert
oder andererseits maximiert wird. Das Steuerventil
wird durch erfaßte Werte für die Motorbelastung und den Ansaugdruck
derart gesteuert, daß, wenn der die Motorbelastung
kennzeichnende Wert von unter einem vorgegebenen Lastwert
liegenden Wert über diesen Lastwert ansteigt, ein Befehl für
den Antriebsmechanismus zur Einstellung des Steuerventils
auf einen maximalen Anteil für durch den geraden
Kanal fließende Ansaugströmung ausgegeben wird, während,
wenn der für den Ansaugunterdruck kennzeichnende Wert von
unter einem vorgegebenen Unterdruckwert liegenden Wert über
diesen Unterdruckwert ansteigt, ein Befehl für den Antriebsmechanismus
zur Einstellung des Steuerventils auf
einen minimalen Anteil für durch den geraden Kanal fließende
Ansaugströmung ausgegeben wird.
Claims (2)
1. Einlaßsystem einer Brennkraftmaschine mit folgenden Bauteilen:
einem Einlaßkanal (23), der mit einer Drosselklappe (26) ausgestattet ist und sich an seinem stromabwärtigen Ende in einen geraden Kanal (12), der wahlweise durch ein Steuerventil (13) des geraden Kanals (12) unterbrechbar ist, und in einen schraubenförmigen Kanal (11) gabelt,
einem Unterdruckstellantrieb (16), der das Steuerventil (13) des geraden Kanals (12) von einer ersten den geraden Kanal (12) freigegbenden Stellung durch eine gegen eine Vorspannkraft aufgebrachte Unterdruckkraft in eine zweite Stellung umschaltet, in der der gerade Kanal (12) unterbrochen ist,
einem Unterdruckkanal (18, 20, 22), der den Unterdruckstellantrieb (16) mit einer Unterdruckmündung (25) verbindet, die in dem Einlaßkanal (23) auf der stromabwärtigen Seite der Drosselklappe (26) mündet,
einem Rückschlagventil (21), das in dem Unterdruckkanal (18, 20, 22) vorgesehen ist, so daß das Fluid darin nur in Richtung der Unterdruckmündung (25) strömen kann,
einem Schaltventil (19), das in dem Unterdruckkanal (18, 20, 22) zwischen dem Rückschlagventil (21) und dem Unterdruckstellantrieb (16) vorgesehen ist, so daß dadurch wahlweise der Unterdruckkanal (18, 20, 22) verbunden ist oder der Unterdruckstellantrieb (16) zur Umgebung geöffnet ist, und
einem Regler (30), der das Schaltventil (19) so steuert, daß der Unterdruckkanal (18, 20, 22) dann verbunden ist, wenn der Einnlaßunterdruck über einen bestimmten Schwellwert ansteigt, der dazu ausreicht, den Unterdruckstellantrieb (16) so zu betätigen, daß das Steuerventil (13) des geraden Kanals (12) in die zweite, den geraden Kanal (12) voll unterbrechende Stellung umgeschaltet ist und daß der Unterdruckstellantrieb (16) zur Umgebung geöffnet ist, wenn die Drosselklappe (26) um mehr als einen Schwellöffnungswert geöffnet ist.
einem Einlaßkanal (23), der mit einer Drosselklappe (26) ausgestattet ist und sich an seinem stromabwärtigen Ende in einen geraden Kanal (12), der wahlweise durch ein Steuerventil (13) des geraden Kanals (12) unterbrechbar ist, und in einen schraubenförmigen Kanal (11) gabelt,
einem Unterdruckstellantrieb (16), der das Steuerventil (13) des geraden Kanals (12) von einer ersten den geraden Kanal (12) freigegbenden Stellung durch eine gegen eine Vorspannkraft aufgebrachte Unterdruckkraft in eine zweite Stellung umschaltet, in der der gerade Kanal (12) unterbrochen ist,
einem Unterdruckkanal (18, 20, 22), der den Unterdruckstellantrieb (16) mit einer Unterdruckmündung (25) verbindet, die in dem Einlaßkanal (23) auf der stromabwärtigen Seite der Drosselklappe (26) mündet,
einem Rückschlagventil (21), das in dem Unterdruckkanal (18, 20, 22) vorgesehen ist, so daß das Fluid darin nur in Richtung der Unterdruckmündung (25) strömen kann,
einem Schaltventil (19), das in dem Unterdruckkanal (18, 20, 22) zwischen dem Rückschlagventil (21) und dem Unterdruckstellantrieb (16) vorgesehen ist, so daß dadurch wahlweise der Unterdruckkanal (18, 20, 22) verbunden ist oder der Unterdruckstellantrieb (16) zur Umgebung geöffnet ist, und
einem Regler (30), der das Schaltventil (19) so steuert, daß der Unterdruckkanal (18, 20, 22) dann verbunden ist, wenn der Einnlaßunterdruck über einen bestimmten Schwellwert ansteigt, der dazu ausreicht, den Unterdruckstellantrieb (16) so zu betätigen, daß das Steuerventil (13) des geraden Kanals (12) in die zweite, den geraden Kanal (12) voll unterbrechende Stellung umgeschaltet ist und daß der Unterdruckstellantrieb (16) zur Umgebung geöffnet ist, wenn die Drosselklappe (26) um mehr als einen Schwellöffnungswert geöffnet ist.
2. Einlaßsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Regler (30) weiterhin eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
(27) regelt, indem ein Grundkraftstoffeinspritzbetrag
aufgrund der Motordrehzahl und des Einlaßdruckes bestimmbar
ist und der Grundkraftstoffeinspritzbetrag zur aktuellen
Kraftstoffeinspritzung in Übereinstimmung damit abänderbar
ist, ob das Steuerventil (13) des geraden Kanals (12) in
die erste oder zweite Stellung geschalten ist, so daß er
bei Motorbetrieb mit dem in der ersten Stellung befindlichen
Steuerventil (13) des geraden Kanals (12) relativ größer
ist als bei Motorbetrieb mit dem in der zweiten Stellung
befindlichen Steuerventil (13).
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