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(11) | EP 0 106 086 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Regelvorrichtung zur Regelung der Leistungsabgabe einer Brennkraftmaschine Control device for controlling the power of a combustion engine Appareil de régulation de la puissance d'un moteur à combustion |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung zur Regelung der Leistungsabgabe einer Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Mähdrescher, mit einer über die Regelvorrichtung steuerbaren Kraftstoffpumpe in Abhängigkeit von mindestens der die Drehzahl der Brennkraftmaschine und der Einstellung des Vergasers als Störgrößen, die einem Regelelement zugeführt werden un in Abhängigkeit von der Stellung eines manuell betätigbaren Schalters zum Ein- und Ausschalten eines Arbeitsorganes, wobei ein Rückführsignal zur Erfassung der Stellung eines Stellgliedes mit einem Sollwert verglichen wird und wobei bei Angleichung des Rückführsignales an den Sollwert ein Differenz-gleich-null-Signal ausgelöst wird.
[0002] Es ist bereits allgemein ein Informationssystem für eine Brennkraftmaschine bekannt, die hierzu Mikroprozessoren einsetzt, um entsprechende Funktionsstörungen zu erfassen (WO-A-8 201 354). Keines der bekannten Funktionselemente kann jedoch in das entsprechende Gerät ohne Verwendung eines besonderen Computerprogramms bzw. einer Software eingesetzt werden.
[0003] Es ist bereits eine Regelvorrichtung zur Regelung einer Brennkraftmaschine allgemein bekannt (US-A-3 911 -883), die mit einer elektronischen Steuervorrichtung zur Regelung der Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine ausgerüstet ist. Die elektronische Steuervorrichtung wird in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, der Stellung des Gaspedals und der Kraftstoffdurchflußrate gesteuert, so daß die Verbrennungskraftmaschine stets mit ausreichend Kraftstoff versorgt wird, um somit die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine den Arbeitsbedingungen entsprechend anpassen zu können.
[0004] Es ist außerdem eine Regelvorrichtung zur Regelung der Leistungsabgabe einer Brennkraftmaschine bekannt (GB-A-2 071 880), die mit einer über eine Regelvorrichtung steuerbaren Regelstange ausgestattet ist, die den Öffnungsgrad einer Drosselklappe in Abhängigkeit von verschiedenen Störgrößen, beispielsweise der Motordrehzahl oder der Fahrgeschwindigkeit, steuert. Ein manuell betätigbarer Schalter zum Ein- und Ausschalten einer Klimaanlage ist ebenfalls mit dem Regelkreis wirkungsmäßig verbunden. Durch die Regelvorrichtung wird in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme der Klimaanlage bei entsprechender Stellung des Schalters die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine erhöht. Wird beispielsweise die Klimaanlage eingeschaltet, so wird die Referenzspannung an den zugehörigen Komparatoren um einen festgelegten Betrag erhöht. Durch die Leistungsaufnahme der Klimaanlage wird der Sollwert der Motordrehzahl erhöht und somit die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine an die erhöhte Leistungsanforderung mit Rücksicht auf die Klimaanlage angepaßt. Hierzu ist jedoch eine sehr aufwendige elektronische Schaltung erforderlich.
[0005] Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Brennkraftmaschine unter Verwendung einer einfach gestalteten Regelvorrichtung derart zu steuern, daß das Kraftfahrzeug gleichbleibend angetrieben wird, wenn ein Zusatzaggregat ein- bzw. ausgeschaltet wird. Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Durch die vorteilhafte Ausbildung und Anordnung der Regelvorrichtung und die entsprechende Abnahme der Regelgröße an den Arbeitsorganen, insbesondere an der Entleerungsvorrichtung des Mähdreschers, wird sichergestellt, daß bei Zuschalten oder Abschalten der Entleerungsvorrichtung die Brennkraftmaschine sich den unterschiedlichen Leistungsbedingungen anpaßt, so daß der Mähdrescher stets mit der gleichen Geschwindigkeit angetrieben werden kann, um beispielsweise Erntegutverluste auszuschalten. Ebenso wird durch den gleichmäßigen Antrieb des Mähdreschers sichergestellt, daß auch bei einem angehängten Ladewagen Erntegut nicht aus dem Ladewagen herausgleiten kann, da dieser stets mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit von dem Mähdrescher gezogen wird. Ferner wird durch diese Anordnung sichergestellt, daß auch bei unterschiedlichen Erntegutsorten und damit verbundenen unterschiedlichen Belastungen für die Dresch-und Trennvorrichtungen des Mähdreschers eine ausreichende Leistungsabgabe zum Antrieb der einzelnen Arbeitsorgane sichergestellt wird, so daß der Mähdrescher sich stets gleichmäßig vorwärtsbewegt. Somit wird mit dieser Vorrichtung auch gewährleistet, daß beispielsweise ein mitfahrendes Ladefahrzeug zur Aufnahme des Erntegutes ohne weiteres mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Mähdrescher fahren kann, da keine sprunghafte Veränderung des Antriebes des Mähdreschers erfolgt.
[0006] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, daß eine hydraulisch betätigbare Kupplung eine Antriebsverbindung zwischen der einen Mähdrescher antreibenden Brennkraftmaschine und dem als Erntegut-Entleerungsvorrichtung ausgebildeten Arbeitsorgan herstellt und über das in Abhängigkeit von der Stellung des Schalters elektrisch betätigbare Stellventil beaufschlagbar ist. Ferner ist es vorteilhaft, daß die Kraftstoffpumpe der Regelvorrichtung einen Zahnstangentrieb aufweist, der die Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine steuert. Durch den Regelkreis wird sichergestellt, daß die einzelnen Störgrößen an der Stelle erfaßt werden, die für eine eventuelle Leistungsverminderung bei Zuschaltung der einzelnen Arbeitsorgane verantwortlich ist, und diese Störgrößen als Stellgröße zur Verstellung der Kraftstoffpumpe zur Verfügung gestellt werden, so daß unmittelbar in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme verschiedener Arbeitsorgane die Kraftstoffpumpe stets so eingestellt wird, daß die Brennkraftmaschine eine ausreichende Leistung zur Verfügung stellt. Hierdurch kann der Mähdrescher mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit angetrieben und den einzelnen Arbeitsorganen die entsprechende Motorleistung zur Verfügung gestellt werden.
[0007] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Kraftverstärkereinrichtung für einen Mähdrescher nach der Erfindung schematisch dargestellt. In der Zeichnung ist mit 10 eine Brennkraftmaschine eines in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellten Mähdreschers bezeichnet, die zum Antrieb der in der Zeichnung nicht dargestellten Laufräder und der übrigen Arbeitsorgane dient, beispielsweise einer Entleerungsvorrichtung 12. Die Brennkraftmaschine 10 ist hierzu über eine hydraulisch betätigbare Kupplung 14 und eine Antriebsvorrichtung 16 mit der Entleerungsvorrichtung 12 antriebsverbunden. Die hydraulisch betätigbare Kupplung 14 läßt sich über ein magnetgesteuertes Stellventil 18 ein- bzw. ausrücken.
[0008] Die Brennkraftmaschine 10 wird über eine zahnstangengesteuerte Kraftstoffpumpe 20 und somit mit einer regelbaren Durchflußrate mit Kraftstoff versorgt. Die Steuerung der Kraftstoffpumpe 20 erfolgt über ein magnetgesteuertes Stellglied 22, das ein Rückführstellglied aufweist. Die Kraftstoffpumpe 20 und das Stellglied 22 können als Baueinheit ausgebildet sein. Eine Regelvorrichtung 21 enthält ein elektronisches Regelelement 24, aus dem eine Regelgröße hervorgeht, die aus der Drehzahl der Brennkraftmaschine und aus der Gashebelstellung resultiert. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine 10 wird über einen Sensor 26 und die Stellung des Gashebels über einen nicht dargestellten Potentiometer erfaßt, die entsprechende Störgrößen aufnehmen, die dann dem Regelelement 24 zugeleitet werden.
[0009] Ein Schalter 28 ist zwischen einer Summiereinrichtung 30 und dem elektromagnetischen Stellventil 18 geschaltet und liefert somit in der Schließstellung des Schalters 28 eine Regelgröße an das Stellventil 18. Die Summiereinrichtung 30 erzugt ein Ausgangssignal, das sich aus der Summe der Signale von dem Schalter 28 und dem Regelelement 24 zusammensetzt. Eine Subtraktionseinrichtung 32 erzeugt eine Regelgröße, die eine Differenz zwischen dem Ausgangssignal aus der Summiereinrichtung 30 und dem Rückführungssignal aus dem Stellglied 22 darstellt.
[0010] Befindet sich die Entleerungsvorrichtung 12 in einer Ruhestellung, dann arbeitet der Regelkreis 21 auf konventionelle Weise und steuert die Geschwindigkeit der Brennkraftmaschine 10. Bei diesem Zustand wird die Brennkraftmaschine 10 auf einen Wert eingestellt, so daß die Brennkraftmaschine nicht mehr Leistung abgibt, als für den derzeitigen Betriebszustand zum Antrieb der einzelnen Aggregate notwendig ist. Die Regelung der Brennkraftmaschine 10 geschieht in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Wird jedoch der Schalter 28 geschlossen, um die Entleerungsvorrichtung 12 einzuschalten, so wird die Größe bzw. der Betrag der Regelgröße sofort nach oben verändert, so daß der Brennkraftmaschine 10 Kraftstoff mit einer größeren Durchflußrate zur Verfügung gestellt wird, um somit die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine zu erhöhen. Dadurch wird verhindert, daß die Fahrgeschwindigkeit des Mähdreschers herabgesenkt wird, wenn die Entleerungsvorrichtung 12 während der Fahrt des Mähdreschers zugeschaltet wird.
[0011] Die beschriebene Kraftverstärkervorrichtung läßt sich auch bei anderen landwirtschaftlichen, fahrbaren Geräten einsetzen, die über einen Motor bzw. eine Brennkraftmaschine angetrieben werden, um bei Zuschaltung eines weiteren Arbeitswerkzeuges stets die notwendige Antriebskraft zum Antrieb aller zugeschalteten Arbeitswerkzeuge zur Verfügung zu haben.
1. Regelvorrichtung zur Regelung der Leistungsabgabe einer Brennkraftmaschine (10)
für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Mähdrescher, mit einer über die Regelvorrichtung
steuerbaren Kraftstoffpumpe (20) in Abhängigkeit von mindestens der Drehzahl der Brennkraftmaschine
und der Einstellung des Vergasers als Störgrößen, die einem Regelelement (24) zugeführt
werden und in Abhängigkeit von der Stellung eines manuell betätigbaren Schalters (28)
zum Ein- und Ausschalter eines Arbeitsorganes (12), wobei ein Rückführsignal zur Erfassung
der Stellung eines Stellgliedes (22) mit einem Sollwert verglichen wird und wobei
bei Angleichung des Rückführsignales an den Sollwert ein Differenz-gleich-null-Signal
ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelelement (24) eine Störgröße bildet,
die einer Summiereinrichtung (30) zugeführt wird, der eine weitere Störgröße aus der
Stellung des Schalters (28) zur Betätigung des Stellventils (18) zugeführt wird, wobei
die aus der Summiereinrichtung (30) hervorgehende Störgröße einer Subtraktionseinrichtung
(32) zugeführt wird, die ein Rückführsignal aus dem Stellglied (22) zur Erfassung
der Stellung der Kraftstoffpumpe (20) erhält, wobei die Differenz des Rückführsignals
zu der Störgröße aus der Summiereinrichtung (30) die Regelgröße zur Steuerung der
Kraftstoffpumpe (20) ergibt, so daß bei entsprechender Stellung des Schalters in Abhängigkeit
von dem Arbeitseinsatz des Arbeitsorganes die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine
erhöht wird, um die Herabsetzung der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges zu verhindern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine hydraulisch betätigbare
Kupplung (14) eine Antriebsverbindung zwischen der einen Mähdrescher antreibenden
Brennkraftmaschine (10) dem als Erntegut-Entleerungsvorrichtung ausgebildeten Arbeitsorgan
(12) herstellt und über in Abhängigkeit von der Stellung des Schalters (28) elektrisch
betätigbare Stellventil (18) beaufschlagbar ist.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffpumpe
(20) der Regelvorrichtung (21) einen Zahnstangentrieb aufweist, der die Kraftstoffversorgung
der Brennkraftmaschine (10) steuert.
1. Control system for controlling the power output of an internal combustion engine
(10) for motor vehicles, in particular combine harvesters, having a fuel pump (20)
controllable through the control system (21) in dependence upon at least the speed
of the internal combustion engine and the adjustment of the carburettor as disturbance
variables which are fed to a control element (24) and in dependence upon the position
of a manually actuated switch (28) for switching a working unit on and off, a feedback
signal for detecting the position of a final controlling element (22) being compared
with a desired value and a difference-equal to-zero signal being emitted on matching
of the feedback signal to the desired value, characterised in that the control element
(24) forms a disturbance variable which is fed to an adding device (30) to which another
disturbance'variable is supplied from the position of the switch (28) for actuating
an operating valve (18), the disturbance 20 variable issuing from the adding device
(30) being fed to a subtraction device (32) receiving a feedback signal from the final
controlling element (22) for detecting the position of the fuel pump (20), the difference
of the feedback signal from the disturbance variable from the adding device (30) giving
the control quantity for controlling the fuel pump (20), so that when the switch (28)
is in the appropriate position, the power output of the internal combustion engine
is increased in dependence upon the working use of the working unit, so as to prevent
reduction of the travelling speed of the vehicle.
2. System according to claim 1, characterised in that a hydraulically actuated clutch
(14) establishes a driving connection between the internal combustion engine (10)
driving a combine harvester and the working unit in the form of a harvested material
discharge device (12) and can have fluid admitted to it through the medium of the
operating valve (18) which can be actuated electrically in dependence upon the position
of the switch (28).
3. System according to claims 1 and 2, characterised in that the fuel pump (20) of
the control arrangement (21) has a rack drive which controls the fuel supply of the
internal combustion engine.
1. Dispositif de réglage pour régler la puissance fournie par un moteur à combustion
interne (10) pour véhicules automobiles, en particulier pour moissonneuses-batteuses,
comportant une pompe à carburant (20) pouvant être commandée par l'intermédiaire du
dispositif de réglage (21) en fonction d'au moins la vitesse de rotation du moteur
à combustion interne et le réglage du carburateur, en tant que grandeurs d'influence
qui sont transmises à un élément de réglage (24) et en fonction de la position d'un
interrupteur (28) manoeuvrable manuellement pour connecter et déconnecter un organe
de travail, un signal de réaction étant comparé à une valeur prescrite pour capter
la position d'un organe de réglage (22) et un signal de différence égale à zéro étant
déclenché lors de l'égalisation du signal de réaction avec la valeur prescrite, caractérisé
en ce que l'élément de réglage (24) forme une grandeur d'influence qui est transmise
à un dispositif additionneur (30) qui reçoit une autre grandeur d'influence provenant
de la position de l'interrupteur (28) pour manoeuvrer une soupape de réglage (18),
la grandeur d'influence provenant du dispositif additionneur (30) étant transmise
à un dispositif soustracteur (32) qui reçoit un signal de réaction de l'organe de
réglage (22) pour détecter la position de la pompe à carburant (20), la différence
du signal de réaction par rapport à la grandeur d'influence provenant du dispositif
additionneur (30) fournissant la grandeur de réglage pour la commande de la pompe
à carburant (20), de sorte que, pour une position correspondante de l'interrupteur
(28), en fonction de l'utilisation de fonctionnement de l'organe de travail, la puissance
fournie par le moteur à combustion interne est augmentée pour empêcher la diminution
de la vitesse de déplacement du véhicule.
. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un embrayage (14) manoeuvrable
hydrauliquement produit une liaison cinématique entre le moteur à combustion interne
(10) entraînant une moissonneuse- batteuse et l'organe de travail conformé en dispositif
d'évacuation de produits de récolte (12) et peut être actionné par l'intermédiaire
de la soupape de réglage (18) manoeuvrable électriquement en fonction de la position
de l'interrupteur (28).
3.- Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pompe à
carburant (20) du dispositif de réglage (21) comporte un engrenage à crémaillère qui
commande l'alimentation en carburant du moteur à combustion interne (10).