DE3339053C2

DE3339053C2 - Vorrichtung zur Steuerung für eine Motor-Abgasbremse an Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3339053C2
Application number: DE3339053A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 7054 Korb Joppig; Bernhard 7066 Baltmannsweiler Peitz; Dieter Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Woschée
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1983-10-28
Filing date: 1983-10-28
Publication date: 1987-04-09
Also published as: US4557233A; DE3339053A1

Abstract

Eine Brennkraftmaschine für Nutzfahrzeuge hat in der Abgasleitung eine Abgasklappe, die zum Abbremsen des Fahrzeuges im Motorbrennbetrieb mittels Druckluft über eine Steuerleitung von einem Motorbremsventil geschlossen oder geöffnet wird. In der Steuerleitung ist ein Magnetventil angeordnet, das über einen an Klemme 15 des Zündschlosses und an Klemme D+ der Lichtmaschine führenden Stromkreis so gesteuert wird, daß die Abgasklappen beim Starten des Motors und im Leerlauf geschlossen sind. Hierdurch wird das Weißrauchen beim Kaltstart sowie Blaurauchen im Leerlaufbetrieb des Motors vermindert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung für eine Motor-Abgasbremse an Brennkraftmaschinen gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung (DE-OS 26 25 095) ist es bekannt, die Abgasklappen in der Abgasleitung über ein Motorbremsventil manuell zu schließen und zu öffnen und getrennt davon die geschlossenen Abgasklappen über ein Magnetventil in Abhängigkeit von der Motordrehzahl um einen bestimmten Betrag selbsttätig wieder zu öffnen, um so einen übermäßigen Anstieg des Abgasdruckes vor den Abgasklappen zu verhindern. Von Nachteil ist jedoch, daß die Vorrichtung eine andere Steuerung der Abgasklappen unabhängig vom Motorbremsbetrieb nicht zuläßt.
Desweiteren ist aus dem DE-GM 73 01 889 eine Vorrichtung zur Steuerung von Abgasklappen bekannt, bei der zur Verhinderung einer Weißrauchbildung die Klappen bei einem Kaltstart des Motors geschlossen und nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit über einen Zeitschalter wieder selbsttätig geöffnet werden. Diese Vorrichtung ist nur für eine Steuerung der Abgasklappen bei einem Kaltstart des Motors ausgelegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus der DE-OS bekannte Vorrichtung derart zu gestalten, daß außer für den Motorbremsbetrieb eine Steuerung der Abgasklappen zur Verhinderung einer Weißrauchbildung nach einem Kaltstart oder einer Blaurauchbildung im Leerlaufbetrieb erzielt wird.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß die Abgasklappen vor oder während des Kaltstartes der Brennkraftmaschine selbsttätig geschlossen werden, so daß der Weißrauch in der Abgasleitung gestaut und somit lediglich eine geringe Leckmenge nach außen abströmen kann. Beim weiteren Startvorgang arbeiten die Kolben der Brennkraftmaschine gegen den Staudruck der Abgase, wodurch in den Zylindern ein so hoher mittlerer Arbeitsdruck erreicht wird, daß die Zündung der Zylinder unmittelbar danach erfolgen kann und damit die Weißrauchbildung vermindert wird. Auf die gleiche Weise wird ebenfalls bei einem betriebswarmen Motor im Leerlaufbetrieb infolge der geschlossenen Abgasklappen die Blaurauchbildung unterdrückt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß diese Maßnahmen - bis auf die Steuerung - ohne zusätzliche Bauelemente mit der vorhandenen Motorbremse erzielt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt
Fig. 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Abgasklappen-Steuerung, bei der die Druckluftleitung am Vierkreisschutzventil der Bremslage angeschlossen ist,
Fig. 2 in einem Schaltbild die erfindungsgemäße Abgasklappen-Steuerung mit getrennten Steuerkreisen für das Motorbrems- und Magnetventil.
In Fig. 1 sind von einer Brennkraftmaschine zwei Abgasleitungen 1 und 2 dargestellt. In den Abgasleitungen 1 und 2 ist je eine Abgasklappe 3 und 4 angeordnet, die über pneumatisch betätigbare Stellzylinder 5 und 6 in Schließ- oder Offenstellung verstellt werden. Die Stellzylinder 5 und 6 sind über eine Druckluftsteuerleitung 7, in der ein manuell betätigbares Motorbremsventil 8 angeordnet ist, an ein Vierkreisschutzventil 9 der Druckluftbremsanlage angeschlossen. Das Vierkreisschutzventil 9 ist über eine Druckluftleitung 10 mit einer Druckluftquelle 11 verbunden. Die von der Druckluftquelle durch die Leitung 10 geförderte Druckluft wird vom Vierkreisschutzventil 9 über vier gegeneinander abgesicherte Anschlüsse auf die Verbraucher verteilt, womit die Druckluftbehälter 12 und 13 der Bremskreise I und II des Fahrzeuges und durch den Vorratsbehälter 14 andere Nebenverbraucher gemeint sind. Wie Fig. 1 zeigt, ist die Steuerleitung 7 mit dem Anschluß für den Vorratsbehälter 14 verbunden.
Das Motorbremsventil 8 ist als 3/2 Wegeventil mit einer Entlüftungs- und einer Durchfluß-Schaltstellung ausgeführt. In der Entlüftungsstellung sind die Stellzylinder 5 und 6 drucklos und die Abgasklappen 3 und 4 in der Abgasleitung geöffnet. Für den Motorbremsbetrieb wird das Motorbremsventil 8 in Durchflußstellung gebracht, so daß die Stellzylinder 5 und 6 über die Steuerleitung 7 mit Druckluft beaufschlagt werden und die Abgasklappen 3 und 4 in den Abgasleitungen 1 und 2 schließen.
Gemäß der Erfindung ist nun neben dem Motorbremsventil 8 in der Steuerleitung 7 ein 3/2-Wege-Magnetventil 15 als Stellelement angeordnet, über das die Abgasklappen 3 und 4 zur Verminderung der Weiß- und Blaurauchbildung der Abgase unabhängig von der Motorbremssteuerung verstellt werden können. Um einen einfachen Aufbau der Steuerleitung 7 für die getrennt arbeitenden Ventile 8 und 15 zu erreichen, hat die als Einzelleitung 7 a vom Vierkreisschutzventil 9 abführende Steuerleitung einen Leitungszweig 16 und einen Leitungszweig 17, die in ein Zweiwegeventil 18 münden, von dem die Steuerleitung 7 als Einzelleitung 7 b zu den Stellzylindern 5 und 6 abführt.
Die getrennte Steuerung der beiden Ventile wird dadurch erreicht, daß das Motorbremsventil 8 in den Leitungszweig 16 und das Magnetventil 15 im Leitungsteil 17 angeordnet ist. Das Zweiwegeventil 18 ist so aufgebaut, daß entweder nur Druckluft vom Motorbremsventil 8 über den Leitungszweig 16 oder nur Druckluft vom Magnetventil 15 über den Leitungszweig 17 zu den Stellzylindern 5 und 6 ausgesteuert werden kann.
Das Magnetventil 15 wird über einen Stromkreis 19 gesteuert, dem der Steuerstrom von der Batterie über eine Schalteinheit zugeleitet und über die Erregerwicklung 20 zum Anschluß D+ der Lichtmaschine oder über einen Masseschalter 21 zur Masse abgeleitet wird. Bei der Schalteinheit handelt es sich um das Zündschloß eines Fahrzeuges, an dessen in Zündstellung stromführender Klemme (15) der Stromkreis 19 angeschlossen ist. Der Masseschalter 21 wird vom Gaspedal aus geschaltet und ist in Leerlaufstellung geöffnet. Eine vor der Klemme D+ angeordnete Diode 22 sichert vor und während des Startvorganges die Masseverbindung des Stromkreises 19.
Im Stromkreis 19 ist weiterhin ein von der Kühlwassertemperatur beaufschlagter Thermoschalter 23 sowie ein mit dem Handbremshebel gekoppelter Lösedruckschalter 24 angeordnet, die dafür sorgen, daß ab einer bestimmten Kühlwassertemperatur z. B. +20° oder bei geöffneter Handbremse das Magnetventil 15 stromlos bleibt und somit die Abgasklappen nicht geschlossen werden können. Eine zwischen den Schaltern 23 und 24 angeordnete Kontrolleuchte zeigt dem Fahrer an, wenn die Abgasklappen 3 und 4 geschlossen sind.
Die Steuerung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 darin, daß das Motorbremsventil 8 über eine eigene Druckluftzuführleitung 26 wie bisher am Vierkreisschutzventil 9 und das Magnetventil 15 über eine eigene Druckluftzufuhrleitung 27 an die Druckluftleitung 10 vor dem Vierkreisschutzventil 9 angeschlossen ist. Ein in der Leitung 27 angeordnetes Überströmventil 28 ist auf einen geringfügig niederen Öffnungsdruck eingestellt, als das Vierkreisschutzventil 9. Gleichzeitig sichert das Überströmventil 28 die Druckluftanlage bei einem in der Druckluftzufuhrleitung 27 auftretenden Defekt. Durch das vorrangige Öffnen des Überströmventiles 28 wird erreicht, daß während des Startvorganges vor dem Druckaufbau an den Hauptverbrauchern ein brauchbarer Steuerdruck vorhanden ist.
Um zu verhindern, daß sich vor den geschlossenen Abgasklappen 3 und 4 ein zu hoher Abgasstaudruck aufbauen kann, sind in dem in Strömungsrichtung vor den Abgasklappen liegenden Abgasleitungsabschnitten Drucksonden 29 und 30 angebracht, die über eine Sondenleitung 31 mit einem am Magnetventil 15 angeordneten Druckwandlerschalter 32 verbunden sind, der bei einem bestimmten Staudruck die Steuerleitung 17 über das Magnetventil 15 entlüftet und damit die Abgasklappen 3 und 4 öffnet.
Beschreibung der Steuerung nach Fig. 1. Ausgegangen werden soll von einem stehenden Fahrzeug mit kaltem Motor. Die Schalter 21, 23 und 24 sind geschlossen. Für den Startvorgang wird nun das Zündschloß in die Zündstellung verstellt. Von der Klemme 15 fließt ein Steuerstrom über die Erregerwicklung 20 zur Masse ab. Das Magnetventil 15 wird in Durchflußstellung verschoben. Falls im Vorratsbehälter 14 ein Restdruck vorhanden ist, kann dieser über die Leitungen 7 a, 17 und 7 b die Stellzylinder 5 und 6 beaufschlagen, von denen aus dann die Abgasklappen 3 und 4 geschlossen werden. Falls im Vorratsbehälter 14 kein Restdruck vorhanden ist, erfolgt der Druckaufbau in der Steuerleitung 7 während des Startvorganges. Vom Drucklufterzeuger 11 aus wird Druckluft über die Leitung 10 zum Vierkreisschutzventil 9 gefördert, die von diesem über den Anschluß für den Vorratsbehälter 14 in den Steuerleitungsabschnitt 7 a ausgesteuert wird. Über den Leitungszweig 17 und das Magnetventil 15 gelangt die Druckluft zu den Stellzylindern 5 und 6, die daraufhin die Abgasklappen 3 und 4 schließen. Da während des Startvorganges das Gaspedal betätigt wird, öffnet der Schalter 21. Die Masseverbindung wird dann über den noch negativen Anschluß D+ der Lichtmaschine aufrechterhalten. Sobald der Startvorgang abgeschlossen ist und die Brennkraftmaschine im Leerlauf dreht, schließt der Masseschalter 21. Durch die Diode 22 wird der inzwischen positiv gewordene Anschluß D+ vom Stromkreis getrennt. Sobald nun das Kühlwasser eine bestimmte Temperatur erreicht hat oder das Fahrzeug durch Lösen der Handbremse in Gang gesetzt wird, öffnet der zuerst angesteuerte Schalter. Die Erregerwicklung 20 wird stromlos und verstellt das Magnetventil 15 in die Entlüftungsstellung. Dadurch fällt der Druck an den Stellzylindern 5 und 6 ab, die in ihre Ausgangslage zurückkehren und dabei die Abgasklappen 1 und 2 öffnen.
Bei stehendem Fahrzeug und betriebswarmen Motor sind die Schalter 21 und 24 geschlossen. Der als Multifunktionsschalter ausgebildete Thermoschalter 23 erreicht bei einer Kühlwassertemperatur von etwa 80°C wieder eine Schließstellung und ist somit ebenfalls geschlossen. Der Thermoschalter wird ebenfalls in Schließstellung gebracht. Es fließt nun ein Steuerstrom von Klemme 15 über den Stromkreis 19 zu dem vom Masseschalter 21 gesteuerten Masseanschluß, der das Magnetventil 15 in Durchflußstellung bringt, so daß die Abgasklappen 3 und 4 geschlossen werden. Das Blaurauchen des Motors wird verhindert.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung für eine Motor-Abgasbremse an Brennkraftmaschinen, deren Abgasklappen, die in einer gemeinsamen Abgasleitung angeordnet sind, von mit Druckluft beaufschlagbaren Stellzylindern gesteuert werden, die über eine Druckluftsteuerleitung mit einem Drucklufterzeuger oder einem Druckluftvorratsbehälter verbunden sind, wobei ein Leitungszweig der Druckluftsteuerleitung ein manuell betätigbares Motorbremsventil und ein weiterer Leitungszweig ein Magnetventil aufweist, welches unabhängig vom Motorbremsventil durch einen Motorbetriebsparameter steuerbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

- beide Leitungszweige (16, 17) münden in einem Zweiwegeventil (18), von dem die Steuerleitung (7) als Einzelleitung (7 d) zur Druckseite der Stellzylinder (5 und 6) abführt, wobei das Zweiwegeventil (18) so gesteuert wird, daß jeweils nur ein Steuerventil (8, 15) mit den Stellzylindern verbunden ist und

- das Magnetventil (15) ist in einem an Klemme (Kl. 15) des Zündschlosses angeschlossenen und mit der Klemme (D) der Lichtmaschine als Masse verbundenen Stromkreis (19) angeordnet, in dem ein vom Kühlwasser der Brennkraftmaschine beaufschlagter Thermoschalter (23) vorgesehen ist und

- es ist ein Masseschalter (21) vorgesehen, der in der Leerlaufstellung des Gaspedals den Stromkreis (19) schließt und

- in der Abgasleitung (1, 2) stromaufwärts der Abgasklappen (3, 4) sind Drucksonden (28, 29) angeordnet, die über eine Sondenleitung (30) mit dem Magnetventil (15) wirkungsverbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (7) an ein in der vom Drucklufterzeuger (11) zu den Verbrauchern führenden Druckluftleitung (10) vorgesehenes Verteilerventil z. B. das Vierkreisschutzventil (9) der Bremsanlage angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (15) in einer vom Motorbremsventil getrennten Druckluftzuführleitung (27) eingebaut ist, die in Druckluftströmungsrichtung vor dem Vierkreisschutzventil (9) an die Druckluftleitung (10) angeschlossen ist und in der ein Überströmventil (28) angeordnet ist.

4. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis (19) ein Lösedruckschalter (24) der Handbremse und vor (D) eine Diode (22) und der Masseschalter (21) angeordnet sind.