EP0027123B1

EP0027123B1 - Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Mitteln zur Leistungsregelung

Info

Publication number: EP0027123B1
Application number: EP80900770A
Authority: EP
Inventors: Hans Joachim Wendt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-04-20
Filing date: 1980-11-04
Publication date: 1985-03-27
Also published as: WO1980002309A1; US4480611A; EP0027123A1; DE2915927C2; DE2915927A1; ATE12423T1

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Mitteln zur Leistungsregelung mit mindestens einem Arbeitszylinder, an dem kopfseitig mindestens ein elektronisch gesteuertes Einlaßventil, eine elektronisch gesteuerte Brennstoffeinlaßeinrichtung und eine elektronisch gesteuerte Zündeinrichtung angeordnet ist, dessen Kolben mit einer zur Aufnahme der für den Kompressionshub notwendigen Kompressionsenergie dienenden den Kompressionsdruck speichernden Einrichtung in Wirkverbindung steht, der mittels Kraftübertragungsmitteln mit einer Antriebswelle verbunden ist, mit einem Temperaturgeber zur Messung der Zylindertemperatur als Steuergröße für eine programmierbare elektronische Regel- und Steuereinrichtung mit Mikroprozessor, die mit der Zündeinrichtung und über eine elektrische Leistungsschalteinrichtung mit der Brennstoffeinlaßeinrichtung und dem Einlaßventil in Wirkverbindung steht.
Eine derartige Hubkolben-Brennkraftmaschine ist bereits durch die DE-A-2 720 171 bekanntgeworden. Diese vorbekannte Hubkolben-Brennkraftmaschine arbeitet mit einem geschlossenen Hydraulikkreis, der funktional die bei Hubkolbenmotoren allgemein üblichen Kurbelwellen ersetzt. Hierdurch wird der Einsatz einer weitgehend elektronischen Ablaufsteuerung unter dem Gesichtspunkt der Minimierung der eingesetzten Zylinderzahl und der teilweisen Rückgewinnung der Bremsenergie bei weitgehendem Ersatz eines Getriebes ermöglicht. Durch die Entkopplung des Arbeitsprozesses und der sich gegenseitig bedingenden Leistungsparameter wie Drehzahl und Drehmoment wird eine flexible Betriebsweise ermöglicht. Diese bekannte Hubkolben-Brennkraftmaschine hat jedoch den Nachteil eines relativ aufwendigen Hydraulikkreises, der vor allem beim Bau von Motoren kleiner Leistungen und großer Stückzahlen wie z. B. Fahrzeugmotoren die Produktion durch die Verwendung von hydraulischen Komponenten verteuert. Ferner ist diesem Motor bei höheren Hub- oder Drehzahlen eine Grenze gesetzt, da der Wirkungsgrad mit höherer Flußgeschwindigkeit im Hydraulikfluid aufgrund der inneren Reibung abnimmt.
Eine Hubkolben-Brennkraftmaschine ohne Kurbelwelle ist ferner durch die FR-A-2 271 398 bekanntgeworden. Bei dieser Brennkraftmaschine ist die Kolbenstange zahnstangenartig ausgebildet und steht über ein Ritzel mit einer Abtriebswelle in Verbindung. Um den Kolben von seiner unteren Stellung wieder in seine obere Kompressionsstellung zu bringen, ist die Kolbenstange auf einer Feder abgestützt. Mittels eines Steuerungsgliedes wird durch die Kolbenstange bei entsprechend vorbestimmter Stellung des Kolbens im Zylinder ein Auslaßventil geöffnet. Ferner wird bei der Abwärtsbewegung des Kolbens in dessen unterem Bewegungsbereich ein Auslaßschlitz in der Zylinderwand freigegeben, um die Restverbrennungsgase ausströmen zu lassen. Ein besonderes Einlaßventil und eine Brennstoffeinspritzeinrichtung sind nicht vorgesehen. Es wird dem Brennraum vielmehr über eine Einlaßöffnung direkt ein Brenngasgemisch zugeführt. Bei dieser Hubkolben-Brennkraftmaschine ist zwar keine Kurbelwelle erforderlich. Der Arbeitsprozeß ist aber durch Konstruktion und Auslegung fest vorgegeben, da durch nicht veränderbare Spülvorgänge eine optimierte Variation von Leistungsparametern nicht möglich ist. Für eine veränderliche Kompression und eine damit verbundene gemischte Betriebsweise nach dem Otto- oder Dieselprinzip und somit Vielstoffähigkeit im gleichen Motor ist diese Hubkolben-Brennkraftmaschine nicht geeignet. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei Fehlzündungen die Federenergie verbraucht und es umständlich ist, den Kolben wieder in die Kompressionsstellung zu bringen.
Ferner ist ein Verbrennungskolbenmotor bekanntgeworden, bei dem der gesamte Nockenwellenmechanismus eines Viertakt-Ottomotors durch einen von einem Mikroprozessor gesteuerten Ventilantrieb ersetzt worden ist. Bei diesem Verbrennungskolbenmotor besteht zwar der Vorteil einer elektronisch gesteuerten Ventilsteuerung. Er besitzt jedoch immer noch den entscheidenden Nachteil, an eine aufwändige Kurbelwelle mit Mehrzylinderanordnung gebunden zu sein. Durch diesen Kurbelwellenkreis und der damit verbundenen Festlegung auf einen oberen und unteren Totpunkt ist eine veränderliche Kompression und die damit verbundene gemischte Betriebsweise Otto- oder Dieselbetrieb und somit Vielstoffähigkeit im gleichen Motor nicht möglich.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Hubkolben-Brennkraftmaschine zu schaffen, bei der unter Beibehaltung der Entkopplung des Arbeitsprozessors und der sich gegenseitig bedingenden Leistungsparameter wie Drehzahl und Drehmoment ein aufwendiger Hydraulikkreis vermieden und ein geringes spezifisches Baugewicht und Bauvolumen bei höherem Wirkungsgrad erzielt wird.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch eine zahnstangenartig ausgebildete Kolbenstange, die auf Abtriebsritzel einwirkt, von denen die einen Abtriebsritzel mittels Freilaufkupplungen mit Abtriebswellen und das andere Abtriebsritzel mit einem elektrischen Motor/Generator verbunden ist, der mittels eines wechselweise arbeitenden und mit der elektronischen Regel- und Steuereinrichtung verbundenen Leistungsschalters entweder als Startermotor zur erneuten Bewegung des Kolbens in die Kompressionsstellung, wenn nach der ersten Kompression durch Einwirkung der kompressionsspeichernden Einwirkung keine Zündung er folgte, sowie zur direkten elektronisch gesteuerten Beeinflussung des Kompressionsvorgangs als Elektro-Motor durch Zufuhr von zusätzlicher variabler Kompressionsenergie oder aber als Generator zur Gewinnung elektrischer Energie beim Arbeitshub des Kolbens dient, einer elektromechanischen Halteeinrichtung zum Festhalten des Kolbens in der unteren Position gegen den Druck der den Kompressionsdruck speichernden Einrichtung und einem Kolbenstellungsgeber zur kontinuierlichen Messung der Position des Kolbens als Steuergröße für die elektronische Regel- und Steuereinrichtung.
Eine derartige Hubkolben-Brennkraftmaschine bewirkt Vorteile wie Minimierung der Zylinderzahl, variable Kompression, gemischter Diesel- oder Ottobetrieb, Wegfall der Kurbelwelle und der damit verbundenen mechanischen Ventilsteuerung, teilweise Rückgewinnung der Bremsenergie, weitgehender Fortfall eines Getriebes usw. wie es bereits von der Hubkolben-Brennkraftmaschine mit hydraulischem Arbeitskreis bekannt ist. Die nach einem besonderen Merkmal der Erfindung vorgesehene einfache starrgeführte als Zahnstange ausgebildete Kolbenstange mit Abtriebsritzeln erhöht die Lebensdauer der Brennkraftmaschine und ermöglicht eine Vielzahl von räumlich unterschiedlichen Anordnungen der Arbeitszylinder. Neben der Vielstoffähigkeit beim Einsatz von flüssigen Kraftstoffen ermöglicht die erfingungsgemäße Brennkraftmaschine auch den Einsatz von gasförmigen Brennstoffen als Antriebsmittel. Sie ist überall dort anwendbar wo motorische Antriebsaggregate erforderlich sind, so z. B. als Antrieb für Fahrzeuge, Kräne, Bagger ud. dgl., bei denen das Antriebsaggregat für unterschiedliche Belastungen ausgelegt sein muß und Kraftstoffarten unterschiedlicher Spezifikation zur Verfügung stehen.
Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Arbeitszylinder der erfindungsgemäßen Hubkolben-Brennkraftmaschinen mit zugehörigen elektromechanischen Einrichtungen in einer schematischen Seitenansicht,
Fig. 2 eine weitere Darstellung des Arbeitszylinders nach Fig. 1 im Ausschnitt mit Kraftübertragungseinrichtungen in einer schematischen Seitenansicht,
Fig. 3 eine Hubkolben-Brennkraftmaschine in einer Ansicht von unten im Schnitt,
Fig.4a einen Freilauf für die Abtriebswelle in einer Seitenansicht im Schnitt,
Fig. 4b die Ausbildung des Schmiersystems für die Kolben/Zylinderanordnung,
Fig. 5 einen Schaltplan der elektrischen Einrichtung für den Verbrennungskolbenmotor,
Fig. 6a den Schaltplan eines Kolbenstellungsgebers und eines Temperaturgebers,
Fig. 6b die Verbindung von Zündspule und Zündverstärker in einer schematischen Ansicht,
Fig.7 ein Blockschaltbild der elektronischen Steuereinheit,
Fig. 8 das Schaltbild einer mehrstelligen Anzeigeeinheit,
Fig. 9 das Schaltbild eines mit dem Kolbenstellungsgeber und Temperaturgeber verwendeten Analog-Digital-Wandlers,
Fig. 10 das Schaltbild eines der elektronischen Steuereinheit zugeordneten Mikroprozessors,
Fig. 11 das Flußdiagramm des Motor-Startprogramms,
Fig. 12 das Flußdiagramm des Motor-Kompressionsprogramms,
Fig. 13 das Flußdiagramm des Motor-Arbeitshubprogramms,
Fig. 14 eine Ausbildung eines mechanischen Federspeichers zur Aufnahme von Bremsenergie in einer schematischen Ansicht,
Fig. 15 eine weitere Ausbildung der Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer kombinierten hydraulischen Feder-Bremsenergiespeicheranordnung in einer schematischen Seitenansicht.

In Fig. 1 ist der Aufbau des Verbrennungsteiles und der Elektromechanik der erfindungsgemäßen Hubkolben-Brennkraftmaschine schematisch am Beispiel eines Arbeitszylinders 1 mit Kolben 9 dargestellt.
Hierbei ist die mechanisch sehr einfache Form eines direkt einspritzenden Motors mit Gleichstromspülung (Fremdspülung) durch das Gebläse 31 durch das Einlaßventil 5 und den Auslaßschlitz 2a gewählt. Es ist jedoch für diesen Motor auch der Einsatz von Ein- und Auslaßventilen sowie der Einsatz einer Vergaseranlage anstelle der z. B. als elektronischer Einspritzeinrichtung ausgebildeten elektronisch steuerbaren Brennstoffeinlaßeinrichtung 4 möglich. Dennoch stellt die direkt einspritzende Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Einlaßventil 5 und Auslaßschlitzen 2a eine mechanisch sehr einfache Form einer Hubkolben-Brennkraftmaschine 10 mit gutem Wirkungsgrad dar.
Die Hubkolben-Brennkraftmaschine 10 besteht aus einem Zylinder 1 mit einem elektronisch gesteuerten Einlaßventil 5, einer elektronisch gesteuerten Brennstoffeinlaßeinrichtung 4, einer elektronischen gesteuerten Zündeinrichtung 6, die im Zylinderkopf 13 angeordnet sind und einem Temperaturgeber 3 zur Messung der Zylinderwandtemperatur. Der Zylinder 1 besitzt oberhalb der unteren Stellung des in ihm befindlichen beweglichen Kolbens 9 freiliegende Auslaßschlitze 2a. Der Kolben 9 ist auf seiner Unterseite gegen eine auf dem Zylinderboden 8 angeordnete Kompressionsfeder 7 abgestützt, die zur Aufnahme der für den Kompressionshub notwendigen Kompressionsenergie dient. Es können auch mehrere zu einer Kompressionsfederanordnung zusammengefaßte Kompressionsfedem 7 verwendet werden, um eine besondere Federkennlinie zu erzielen. Die mit dem Kolben 9 starr verbundene Kolbenstange 12 ist beidseitig als Zahnstange 12a ausgebildet und wird zwischen Abtriebsritzeln 14, 23 geführt. Am unteren Endabschnitt der Kolbenstange 12 befindet sich das Joch 17 für den Hubmagneten 18 der Halteeinrichtung 11 mit einer Magnetwicklung 18a. Dieser hat bei Einschaltung die Aufgabe, den Kolben 9 gegen den Druck der Kompressionsfeder 7 in der unteren Position zu halten. Ein als Sperrmagnet ausgebildetes Halteglied 22 dient dazu, bei Abschaltung der Hubkolben-Brennkraftmaschine 10 den Kolben 9 ständig gegen den Druck der Kompressionsfeder 7 zu halten. Ferner ist in Fig. 1 schematisch das für die Fremdspülung eingesetzte elektromotorische Luftgebläse 31 und die elektrische Einspritzpumpe 41 dargestellt.
Wie in Fig. 2 abgebildet, stehen mit der als Zahnstange 12a ausgebildeten Kolbenstange 12 Zahnräder in Verbindung, von denen eines als Abtriebsritzel 23 mit dem elektrischen Motor/ Generator 24 und das andere als Abtriebsritzel 14 mit der Abtriebswelle 15 verbunden ist.
In Fig. 3 ist ein Querschnitt durch das Gehäuse einer Hubkolben-Brennkraftmaschine 10a mit zwei Zylindern 1, 1a dargestellt. Die in Lagern 40, 40a; 40b, 40c abgestützte Abtriebswelle 15, 15a und die Antriebswelle 42 stehen mit den in den Zylindern 1,1a befindlichen Kolben 9 in Wirkverbindung. Für jeden der beiden Zylinder 1, 1a ist je ein in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneter elektrischer Motor/Generator 24 vorgesehen, der aufgrund einer wechselweise arbeitenden hier nicht näher dargestellten Leistungsschalterelektronik als Startermotor zur Bewegung des Kolbens 9 in die Kompressionsstellung oder als Generator beim Arbeitshub des Motors 10a eingesetzt werden kann. Zwei auf der Abtriebswelle 15, 15a den jeweiligen Zylindern 1, 1 a zugeordnete Freilaufkupplungen 16, 16a ermöglichen die Mitnahme der Abtriebswelle 15, 15a bei eintretendem Arbeitshub und geben die Abtriebsvelle 15, 15a bei gegenläufiger Kompressionsbewegung frei.
Ein Beispiel einer mit der Abtriebswelle 15,15a verbundenen Freikupplung 16, 16a ist in Fig.4a anhand eines mechanischen Klemmrollenfreilaufs 43 dargestellt. Bei diesem Klemmrollenfreilauf 43 sind die Klemmrollen 44 federgeführt zwischen der Abtriebswelle 15, 15a und dem Ab- .triebsaußenzytinder45 angeordnet.
Eine vorteilhafte Ausbildung des Druckölschmiersystems ist in Fig. 4b dargestellt, bei der seitlich in den Zylinderwänden 2 eingelassene Ölschmiernuten 46 über in der Zylinderwandung 2 ausgebildete Durchbrechungen 26 mit einer Druckölleitung 27 in Wirkverbindung stehen und eine im unteren Teil des Kolbens 9 ausgebildete Ringschmiernut 29 mit Drucköl versorgen und so den Raum zwischen Kolbenmantel 28 und Zylinderwandung 2 abdichten. Die Druckölversorgung erfolgt nach Öffnen des durch einen Hubmagneten 30a betätigten Druckölventils 30b von der Ölpumpe 30.
In Fig. 5 ist der elektronische Teil der Hubkolben-Brennkraftmaschine 10, 10a mit elektromechanischem Arbeitskreis dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus einem Schaltverstärker 32 für die Magnetwicklungen der Einlaßventile 5 und Hubmagneten 5a, 4a, 22a, 18, 30a der Zylinder 1,1a, der von der elektronischen Regel- und Steuereinrichtung 20 (Fig. 7) über den Anschluß 64 mit den Betätigungsbefehlen für die betreffenden Steuerteile versorgt wird.
Ferner ist ein Leistungsschalter 25 vorhanden, der seinerseits die Umschaltung eines jeden elektrischen Motor/Generators 24 für Zylinder 1, 1a von Generator- auf Motorbetrieb und umgekehrt bewirkt. Der Leistungsschalter 25 schaltet weiterhin die Elektromotoren für das Gebläse 31, die Ölpumpe 30 und die Einspritzpumpe 41 an oder aus. Dies geschieht durch von der elektronischen Regel- und Steuereinrichtung 20 herrührende Steuerbefehle, die über den Anschluß 63 in den Leistungsschalter 25 eingegeben werden. Als Motor/Generator 24 können beispielsweise Gleichstromaggregate verwendet werden, die entweder von einer gemeinsamen Starterbatterie 46 betrieben werden oder aber diese aufladen. Die Motoren für das Gebläse 31, die Ölpumpe 30 und die Einspritzpumpe 41 können ebenfalls als Gleichstrommotoren ausgeführt sein. In Fig. 6a und 6b ist der Kolbenstellungsgeber 34, der Temperaturgeber 3 und die Zündeinrichtung 6 dargestellt. Der Kolbenstellungsgeber 34 und der Temperaturgeber 3 werden von einem Trägerfrequenz-Generator 35 mit Wechselspannung betrieben. Ihre Signale werden analog gemessen und über einen Analog-Digitalwandler 36 über die Anschlüsse 65, 66 an den Mikroprozessor 20a der elektronischen Regel- und Steuereinrichtung 20 weitergeleitet. Als Kolbenstellungsgeber 34 wird hierbei die Wicklung des Hubmagneten 18 im Rahmen einer induktiven Wechselstrommeßbrücke eingesetzt. Der Zündverstärker 6a empfängt von dem Mikroprozessor 20a der nicht näher dargestellten elektronischen Regel-und Steuereinrichtung 20 ausgehend über den Anschluß 67 die Zündimpulse, verstärkt diese und leitet sie über den Ausgang 68 der Zündspule 6b an die Zündkerze 6c (Fig. 1) des jeweiligen Zylinders 1, 1a. Die elektronische Regel- und Steuereinrichtung 20 kann aus einem Mikroprozessor 20a ausgebildet sein (Fig. 7). Sie wird über einen Startschalter 37 ein- oder ausgeschaltet und steuert alle für den Betrieb der Hubkolben-Brennkraftmaschine 10, 10a wesentlichen Funktionen für die Zylinder 1,1a. Ein Betriebsartenschalter 47 ermöglicht hierbei die Wahl verschiedener Beschleunigungsfunktionen sowie die Angabe über den eingesetzten Kraftstoff und die gewünschte Betriebsart, beispielsweise Otto- oder Dieselbetrieb. Der Mikroprozessor 20a steht hierbei mit einer Anzeigeeinheit 51 in Verbindung, die neben den Eingabedaten über die gewünschte Beschleunigung, Kraftstoffart und Diesel- oder Ottobetrieb, die vom Hub- oder Drehzahlgeber 49 vorgegebenen Solldreh- oder Sollhubzahlen anzeigt. Ferner werden zusätzliche Daten wie zeitlich verbrauchte Kraftstoffmengen und bei Einsatz der Hubkolben-Brennkraftmaschine 10, 10a in Fahrzeugen erreichte Fahrgeschwindigkeit, Drehmoment, Motortemperatur und/oder Öltemperatur durch Öttempe raturgeber 50 zur Anzeige gebracht. Weitere In formationen wie z. B. Kraftstoffvorrat, Ölverbrauch bzw. Ölvorrat und evtl. Wartungsdaten können ebenfalls dargestellt werden. Ein Lagesensor 48 informiert den Mikroprozessor 20a bei Fahrzeugeinsatz darüber, ob sich das Fahrzeug in horizontaler, Berg- oder Tallage befindet. Dar aus resultierend wird es ermöglicht, ein optimales Anfahrmoment zu bestimmen. Der Zündverstärker 6a, der Leistungsschalter 25 und der Schaltverstärker 32 werden bei Betrieb mit den adressierten Steuersignalen des Mikroprozessors 20a versorgt. Diese Einheiten sind jeweils einem Zylinder 1, 1 a zugeordnet.
In Fig. 8 ist als Beispiel ein Schaltbild für die mit dem Mikroprozessor 20a in Wirkverbindung stehende mehrstellige Anzeigeeinheit 51 dargestellt. Die von dem Mikroprozessor 20a stammenden adressierten Anzeigesignale werden hierbei von integrierten Decoderbausteinen, z. B. vom Typ 9368 decodiert und sog. Sieben-Segmentanzeigen, z. B. vom Typ HA 1143 zugeleitet. Die Anzeigeeinheit 51 arbeitet direkt am Datenbus des Mikroprozessors 20a. Ein hier nicht näher dargestellter Adressdecoder gibt bei richtiger Adressierung den Dateninhalt des Datenbusses des Mikroprozessors 20a an die Anzeigeeinheit 51 weiter. Mit der vorliegenden Anzeigeeinheit 51 können Wortlängen bis zu 16 Bit dargestellt werden. Die Eingänge der Anzeigeneinheit 51 bestehen aus invertierbaren Hexpuffern, die den Datenbus nicht belasten. Die Ausgänge der Hexpuffer führen direkt auf die Benär-Hex-Decoderbausteine des Typs 9368, die die Umsetzung des Digitalcodes den Anzeigecode der nachgeschalteten Hexadezimal LED-Anzeigen vom Typ HA 1143 vornehmen. Somit kann der Dateninhalt des Datenbusses des Mikroprozessors 20a durch Sieben-Segmentziffernanzeigen dargestellt werden.
In Fig. 9 ist das Schaltbild eines der im Kolbenstellungsgeber 34 oder im Temperaturgeber 3 eingesetzten Analog-Digitalwandlers 36 dargestellt. Dieser Analog-Digitalwandler 36 ist vom Typ AD 363. Er besteht aus einem analogen Eingangsteil sowie aus dem Umsetzerteil- Sein digitales Ausgangssignal ist auf den Mikroprozessor 20a geschaltet. Die analogen Eingangssignale werden über die hoch- oder niederohmigen Eingänge auf den Multiplexer des Analog-Eingangs. teils geschaltet. Dieser fragt die Signalpegel an den Eingängen ab und speichert die Werte im Zwischenspeicher oder gibt dieses über die Schalteinheit an den nachgeschalteten Verstärker. Der Gleichstrom-Analogausgang des Verstärkers geht auf den eigentlichen AD-Konverter. Parallel hierzu ist das Signal am Komparator, der die Vergleichsspannung für den Umsetzvorgang im AD-Wandler 36 liefert. Ausgehend vom Ausgang des AD-Konverters geht das digitalisierte Signal auf ein Register, von dem aus es für den Datenbus des Mikroprozessors 20a bereit gestellt werden kann.
Der innere Aufbau des in der elektronischen Regel- und Steuereinrichtung 20 verwendeten Mikroprozessors 20a ist in Fig. 10 dargestellt. Der Mikroprozessor 20a ist vom Typ 8080. Er steht über einen Zweiweg-Datenbus 52 als Interface mit den nachgeschalteten Einheiten in Verbindung. Für die Adressierung ist ein Adreßbus 53 eingesetzt. Ein interner 8 Bit Datenbus 56 übernimmt den Datenverkehr zwischen den einzelnen Komponenten wie z. B. Registern 58 und Akkumulatoren 60, arithmetischer Rechnereinheit 59 usw. Der gesamte periphere Datenverkehr wird über den Zweiwege-Datenbus 52 abgewickelt. Der Datenbus wird zyklisch von der Zeit- und Steuereinheit 54 gesteuert und hängt über den Datenbus-Puffer 55 und Verriegelung am internen Datenbus 56 des Mikroprozessors 20a. Der zugehörige Adreßbus 53 wird für die periphere Adressierung vom Adreßpuffer 57 von Zeit- und Steuereinheit 54 über die Adreßverriegelung betrieben. Das Kernstück des Mikroprozessors 20a bildet die Zeit- und Steuereinheit 54, die die arithmetische Rechnereinheit 59, den dezimalen Abgleich 61, den Speicher und das Register 58 zyklisch steuert. Die intern abgespeicherte Befehlsstruktur des Mikroprozsessors 20a ist in dem Register 58 festgeiegt und abgespeichert. Die arithmetische Rechnereinheit 59 arbeitet über den Akkumulator 60 als Zwischenspeicher über den internen Datetnbus 56 mit dem Register 58 zusammen. Aus dem Register 58 empfängt sie die Programmablaufstruktur und bearbeitet die vorliegenden Arbeitsbefehle.
Die in dem Mikroprozessor 20a abgespeicherten Programmabläufe sind in den Flußdiagrammen gemäß den Fig. 11 und 13 dargestellt. Der Programmablauf gliedert sich in die drei Teilprogramme Motor-Startprogramm, Motor-Kompressionsprogramm und Motor-Arbeitshubprogramm. Die Programme sind hierbei so aufgebaut, daß sie zyklisch nach den Eingabedaten und Vorgabewerten den Arbeitsablauf der Zylinder 1, 1a aufeinander abstimmen und Motorleistung sowie Hub- oder Drehzahl auf die gewünschten Solldaten hinsteuern.
Ein zur Aufnahme von Bremsenergie beim Einsatz der Hubkolben-Brennkraftmaschine 10, 10a im Fahrzeugbetrieb zu verwendender mechanischer Federspeicher 70 ist in Fig. 14 dargestellt. Dieser Federspeicher70 steht über eine spezielle Kupplungsanordnung mit der in Fig. 3 schematisch dargestellten Antriebswelle 42 in Verbindung und wird beim Bremsvorgang zur Aufnahme von Bremsenergie über die elektronische Regel- und Steuereinrichtung 20 einerseits oder zur Abgabe von Beschleunigungsenergie andererseits eingesetzt. Weiterhin ist es möglich, alternativ über eine hydraulische Kupplung den in der DE-A-2 720 171 dargestellten hydraulischen Speicher für Bremsenergierückgewinnung in Verbindung mit der Hubkolben-Brennkraftmaschine 10, 10a zu betreiben.
Im folgenden wird anhand einer Ablaufbeschreibung dargestellt, wie die elektronisch gesteuerte Hubkolben-Brennkraftmaschine 10, 10a mit elektromechanischem Arbeitskreis innerhalb der verschiedenen Ablaufphasen arbeitet und mit Hilfe der elektronischen Regel- und Steuereinrichtung 20 mit optimalem Wirkungsgrad koordiniert und gesteuert wird.
Im Speicher des Mikroprozessors 20a der elektronischen Regel- und Steuereinrichtung 20 sind die vorgegebenen Betriebsdaten festgelegt. Diese Betriebsdaten bestehen aus den tabellarisch aufgespeicherten Werten für verschiedene Drehzahl-Drehmomentcharakteristiken und den zugehörigen Kraftstoffverbrauchsmengen. Diese Werte entsprechen mehreren vorgegebenen Kurven, die einerseits dem jeweils höchsten Leistungsverhalten, also somit dem höchsten Beschleunigungsverhalten entsprechen und daher die oberste Leistungs-Kraftstoffverbrauchsgrenze darstellen. Andererseits entspricht die unterste Kurve einem mäßigen Beschleunigungsverhalten bei minimiertem Kraftstoffverbrauch. Weitere parameter für die Aufbereitung des Kraftstoffgemisches und die Sicherung der Anlaufzündwilligkeit sind die Öl-und Zylinderwandtemperatur, die über die entsprechenden Sensoren der Öltemperaturgeber 50 und Temperaturgeber 3 die Gemischbildung des kalten und des betriebswarmen Motors optimieren. Im Fahrzeugeinsatz informiert ein elektronischer Lagesensor 48 über die notwendigen Mindestanfahrmomente bei Berg-, Tal- oder Horizontalfahrt. Ein Betriebsartenwahlschalter 47 informiert den Mikroprozessor 20a über die Betriebsart Otto- oder Dieselbetrieb, sowie über die Art des eingesetzten Kraftstoffes. Der Hub-oder Drehzahlgeber 49 dient hierbei als Sollvorgabe für die im Betrieb zu erreichende Drehzahl. Er kann jedoch im Fahrzeugbetrieb auch als Fahrgeschwindigkeitsgeber eingesetzt werden.
Die Hubkolben-Brennkraftmaschine 10, 10a ist durch die Möglichkeit, ohne Getriebe unter Last anzufahren, in der Lage, auf die beim Kurbelwellenaggregat notwendige Leerlaufdrehzahl zu verzichten. Nach Einschalten des Startschalters 37 ist die Brennkolbenmaschine 10, 10a betriebsbereit geschaltet. Hierzu werden gemäß Startprogramm nach Fig. 11 das Gebläse 31, die ÖIpumpe 30 und die Brennstoffeinlaßeinrichtung 4 eingeschaltet. Ferner wird das Halteglied 22 und der Hubmagnet 18 eingeschaltet und in Haltestellung gebracht. Sollte sich aus bestimmten Gründen, z. B. nicht erfolgter vorhergehender Zündung, der Kolben 9 nicht in der unteren Stellung befinden, wird er durch Einschalten des elektrischen Motor/Generators 24 und des Hubmagneten 18 in die untere Position gebracht. Nunmehr kann in der Brennkraftmaschine 10,10a das Kompressionsprogramm gemäß Fig. 12 ablaufen.
Mit der Einschaltung der Magnetwicklung 5a wird das zugehörige Einlaßventil 5 geöffnet und der Zylinderraum wird mit Frischluft durchspült. Aus den Vorgabewerten des Speichers des Mikroprozessors 20a wird ausgehend vom vorgegebenen Drehmoment sowie der Motortemperatur und der Ladeluftmenge, die aus Ladedruck und verfügbarem Zylindervolumen bestimmt wird, die notwendige Einspritzmenge ermittelt und der Einspritzzeitpunkt festgelegt. Aus der vorgegebenen Betriebszeit - Otto- oder Dieselbetrieb - wird der Einsatzzeitpunkt der Fremd-oder Eigenzündung ermittelt. Die hierdurch ermittelten Werte werden durch Speicherausgabe zur Verfügung gestellt. Durch Einschalten des Druckölventils 30b wird über die Druckölpumpe 30 die Ringschmiernute 29 des Kolbens 9 mit Schmieröl versorgt.
Mit dem Abschalten des Hubmagneten 18 und des Druckölventils 30b beginnt der eigentliche Kompressionsvorgang. Dies geschieht dadurch, daß die in der Kompressionsfeder 7 gespeicherte Energie den Kolben 9 in die Kompressionsstellung bringt. Der Hubmagnet 18, der gleichzeitig mit seiner Wicklung als Kolbenstellungsgeber 34 in eine Wheatston'sche Wechselstrommeßbrükke geschaltet ist, dient hierbei als Kolbenstellungsmeßsensor. Dieser verändert seinen Wechselstromwiderstand in Abhängigkeit der von der Kolbenstellung abhängigen Luftspaltgröße zwischen Magnetkern und Joch und erzeugt somit eine veränderliche Wechselspannung. Zu jeder Kolbenstellung gehört eine entsprechende Höhe der Eingangswechselspannung am Verstärker und Analog-Digitalwandler 36 nach Fig. 6. Somit ist der Mikroprozessor 20a der elektronischen Regel- und Steuereinrichtung 20 in der Lage, während des Kompressionsvorganges und des Arbeitshubes die Bewegung des Kolbens 9 im Zylinder 1, 1a zu erfassen. Es können hier jedoch auch andere Kolbenwegerfassungsverfahren wie z. B. Gleichstromwiderstandsmessung, magnetische, optische oder hochfrequente Abstandsmeßverfahren alternativ verwendet werden.
Der Mikroprozessor 20a ist seinerseits nunmehr in der Lage, den richtigen Einspritzzeitpunkt und den optimalen Zündzeitpunkt entsprechend den Vorgabedaten zu bestimmen. Dies geschieht durch Einschalten und Abschalten des Einspritzventils der Brennstoffeinlaßeinrichtung 4 sowie der Zündeinrichtung 6 bei Fremdzün. dung. Ob die Brennkraftmaschine 10, 10a gezündet hat und den Arbeitshub beginnt, erkennt die elektronische Regel- und Steuereinrichtung 20 an der Umkehrung des Bewegungsvorganges des Kolbens 9 für den Kolbenstellungsgeber 34. Sollte keine Zündung erreicht werden, so kann der elektronische Motor/Generator 24 gemäß Fig. 2 den Kolben 9 in die Startstellung zurückbringen, von wo aus ein erneuter Start- und Kompressionsvorgang erfolgen kann. Der Beginn des Arbeitshubes, gekennzeichnet durch die Umkehrung der Kolbenbewegung nach der Zündung, dient gleichzeitig für die Bestimmung des Startvorganges für den weiteren Zylinder 1 a, dessen Arbeitshubbeginn wieder im Anschluß hieran das Arbeitshubprogramm für den ersten Zylinder auslöst. Auf diese Weise arbeiten beide Zylinder 1, 1a durch den Programmablauf des Mikroprozessors 20a der elektronischen Regel-und Steuereinrichtung 20 miteinander auf die gleiche Antriebswelle 42. Es ist auch denkbar, zur Leistungssteigerung weitere Zylinder in diesem Programmablauf entweder parallel oder nacheinander zu verknüpfen. Als letzter Schritt des Arbeitshubprogramms ist das automatisch erfolgende Auslassen der heißen Abgase durch die Auslaßschlitze 2a vorgesehen.
Sollte im Fahrzeugeinsatz der Hubkolben-Brennkraftmaschine 10, 10a der Bremsenergiespeicher 39 gemäß Fig. 14 eingesetzt werden, wird dieser durch eine spezielle Kupplung 71 mit der Antriebswelle 42 beim Bremsvorgang verbunden. Die elektronische Regel- und Steuereinrichtung 20 benötigt in diesem Fall ein Signal vom Bremspedal, welches die Einleitung des Bremsvorganges mitteilt. Sie veranlaßt sodann das Einkuppeln des Federspeichers 70. Der Federspeicher 70 besitzt eine elektronische Meßeinrichtung, die der elektronischen Regel und Steuereinrichtung 20 angibt, wieviel Bremsenergie im Federspeicher 70 zur Verfügung steht. Im Falle der Beschleunigung wird der Federspeicher 70 sodann ebenfalls mit der Antriebswelle 42 durch die Kupplung 71 und die elektronische Regel- und Steuereinrichtung 20 verbunden, so daß die gespeicherte Energie an die Antriebswelle 42 abgegeben werden kann. Der Federspeicher 70 besitzt eine elektromagnetisch betätigbare Sperre 72, so daß die gespeicherte Energie beliebig lange erhalten bleiben kann. Diese Sperre 72 wird von der elektronischen Regel-und Steuereinrichtung 20 bei Bedarf freigegeben.
Die spezifische Wirkungsweise der elektronischen Regel- und Steuereinrichtung 20 gemäß Fig. 7 und 10 in Verbindung mit dem Leistungsschalter 25 und dem Schaltverstärker 32 gemäß Fig. 5 ist wie folgt. Der in Fig. 10 dargestellte handelsübliche Mikroprozessor 20a ist eine Einheit, die eine Wortlänge von 8 Bit benutzt. Das Register 58 stellt dabei den internen Speicher des Mikroprozessors 20a dar. Ein externer PROM-Speicher dient als Programmspeicher 62 des Mikroprozessors 20a (Fig. 7). Die arithmetische Rechnereinheit 59 ist der eigentliche Rechnerteil und die Zeit- und Steuereinheit 54 stellt die Zeitbasis und die Ablaufsteuerung dar. Der Zweirichtungs-Datenbus 52 sowie der Adreßbus 53 sind die Schnittstellen zu den peripheren Einheiten wie z. B. Schaltverstärker 32, Leistungsschalter 25 und Programmspeicher 62. Über diesen Datenbus 53 werden alle Eingabedaten adressiert, abgefragt und in das Register 58 eingelesen. Die Analog/Digitalwandler 36 gemäß Fig. 5, 7, 9 und der Lagesensor 48 arbeiten direkt auf diesen Datenbus 53. Ferner werden von hier die Anzeigeeinheit 51 gemäß Fig. 7 und 8 sowie auch der Zündverstärker 6a gemäß Fig. 7 angesteuert. Die als Flußdiagramm in den Fig. 11, 12 und 13 dargestellten Ablaufprogramme werden mit Hilfe des mikroprozessoreigenen Mikroprogramms und der damit verbundenen Befehlsstruktur in den Programmspeicher 62 des Mikroprozessors 20a eingegeben und ermöglicht somit die direkte Umsetzung des Ablaufsteuerprogramms für die Hubkolben-Brennkraftmaschine 10, 10a in die zu gehörigen Steuersignale der elektronischen Regel- und Steuereinrichtung 20, wie in der Fig. 7 dargestellt. Der Schaltverstärker 32 hat hierbei die Aufgabe, die von dem Mikroprozessor 20a über den Datenbus 56 herkommenden adressierten digitalen Steuerbefehle zu decodieren und in entsprechende Gleichstromschaltsignale für die Magnetwicklungen 5a, 4a, 22a, 18, 30a der Zylindersteuerung umzusetzen. Der Leistungsschalter 25 nach Fig. 5 und 7 dient dazu, die von dem Mikroprozessor 20a über den Datenbus 56 ausgehenden adressierten Steuersignal ebenfalls zu decodieren und in die Ein-, Aus- oder Umschaltsignale für die Motoren/Generatoren 24 und die Motoren für das Gebläse 31, die Ölpumpe 30 und die Einspritzpumpe 41 umzusetzen. In Fig. 15 ist eine als kombinierte hydraulische Feder- und Bremsenergie-Speicheranordnung 75 ausgebildete Einrichtung zur Bereitstellung der für einen Kompressionshub erforderlichen Kompressionsenergie dargestellt. An dem dem Kolben 9 abgewandten Endabschnitt der Kolbenstange 12 ist ein weiterer Kolben 77 ausgebildet, der in einem unteren Hydraulikzylinder 76 verschieblich gelagert ist. Der Hydraulikzylinder 76 steht mit einem Hydraulikkreis 91 in Wirkverbindung, dessen Hydraulikfluid 90 regelbar mit Druck beaufschlagbar ist. Der Hydraulikkreis 91 besteht aus einem Druckspeicher 83, in dem Hydraulikfluid 90 gegen eine Membran 89 drückt, Vorratsspeicher 82, 82a und einer Ölpumpe 78. Leitungen 87, 88 verbinden den Druckspeicher 83 und den Vorratsspeicher 82 mit dem Hydraulikzylinder 76. In dem Hydraulikkreis sind Ventile 79, 81, 85, 86 sowie in dem Druckspeicher 83 ein Drucksensor 84 vorgesehen, die mit der Regel- und Steuereinrichtung 20 bzw. dem Mikroprozessor 20a in Wirkverbindung stehen. Zwischen dem Vorratsspeicher 82 und dem Druckspeicher 83 ist die Ölpumpe 78 angeordnet, zu der parallel ein Beipaß 80 geschaltet ist. Die Ölpumpe 78 ist mit der Antriebswelle 42 des Motors verbunden und kann als Zahnradpumpe ausgebildet sein.
Die Rückgewinnung von Kompressionsenergie aus dem Bremsvorgang erfolgt mittels der Ölpumpe 78. Das Ventil 79 wird durch die Regel-und Steuereinrichtung 20 oder den Mikroprozessor 20a geschlossen, so daß der Beipaß 80 für den Fahrbetrieb außer Funktion ist. Das Ventil 81 wird geöffnet und die Ölpumpe 78 pumpt aus dem Vorratsspeicher 82 gegen den Druckspeicher 83 Hydraulikfluid 90. Der in dem Druckspeicher 83 befindliche mit der Regel- und Steuereinrichtung 20 bzw. dem Mikroprozessor 20a in Wirkverbindung stehende Drucksensor 84 ermittelt hierbei den notwendigen Speicherminimal-und maximaldruck und setzt die Ölpumpe 78 bei Druckunterschreitung entweder während eines Bremsvorganges oder während des normalen Motorbetriebs in Funktion. Soll aus dem Druckspeicher 83 Energie für den Kompressionsvorgang entnommen werden, so wird das Ventil 85 geöffnet und das Hydraulikfluid 90 drückt den Kolben 77 in dem unteren Hydraulikzylinder 76 nach oben, so daß der Kolben 9 in die Kompressionsstellung gelangt. Bei Arbeitshub wird umgekehrt das Ventil 85 geschlossen und das Hydraulikfluid 90 über das zu öffnende Ventil 86 in den Vorratsspeicher 82a rückgeführt. Mittels dieser kombinierten hydraulischen Feder- und Bremsenergie-Speicheranordnung 75 ist es möglich, zurückgewonnene Bremsenergie über den Kompressionsvorgang einzusetzen, so daß diese Kompressionsenergie dann nicht dem Arbeitshub entnommen werden muß. Steht keine Bremsenergie zur Verfügung, so wird die Kompressionsenergie über die Ölpumpe 78 wie auch bei der beschriebenen mechanischen Kompressionsfeder 7 aus dem Arbeitshub zurückgewonnen.

Claims

1. Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Mitteln zur Leistungsregelung mit mindestens einem Arbeitszylinder, an dem kopfseitig mindestens ein elektronisch gesteuertes Einlaßventil (5), eine elektronisch gesteuerte Brennstoffeinlaßeinrichtung (4) und eine elektronisch gesteuerte Zündeinrichtung (6) angeordnet ist, dessen Kolben (9) mit einer zur Aufnahme der für den Kompressionshub notwendigen Kompressionsenergie dienenden, den Kompressionsdruck speichernden Einrichtung in Wirkverbindung steht, der mittels Kraftübertragungsmitteln mit einer Antriebswelle (42) verbunden ist, mit einem Temperaturgeber (3) zur Messung der Zylindertemperatur als Steuergröße für eine programmierbare elektronische Regel- und Steuereinrichtung (20) mit Mikroprozessor (20a), die mit der Zündeinrichtung (6) und über eine elektrische Leistungsschalteinrichtung (21) mit der Brennstoffeinlaßeinrichtung (4) und dem Einlaßventil (5) in Wirkverbindung steht, gekennzeichnet durch eine zahnstangenartig ausgebildete Kolbenstange (12), die auf Abtriebsritzel (14, 14a; 23) einwirkt, von denen die einen Abtriebsritzel (14, 14a) mittels Freilaufkupplungen (16, 16a) mit Abtriebswellen (15, 15a) und das andere Abtriebsritzel (23) mit einem elektrischen Motor/Generator (24) verbunden ist, der mittels eines wechselweise arbeitenden und mit der elektronischen Regel- und Steuereinrichtung (20) verbundenen Leistungsschalters (25) entweder als Startermotor zur erneuten Bewegung des Kolbens (9) in die Kompressionsstellung, wenn nach der ersten Kompression durch Einwirkung der kompressionsdruckspeichernden Einrichtung keine Zündung erfolgte sowie zur direkten elektronisch gesteuerten Beeinflussung des Kompressionsvorgangs als Elektro-Motor durch Zufuhr von zusätzlicher variabler Kompressionsenergie oder aber als Generator zur Gewinnung elektrischer Energie beim Arbeitshub des Kolbens (9) dient, einer elektromechanischen Halteeinrichtung (11) zum Festhalten des Kolbens (9) in der unteren Position gegen den Druck der den Kompressionsdruck speichernden Einrichtung und einen Kolbenstellungsgeber (34) zur kontinuierlichen Messung der Position des Kolbens (9) als Steuergröße für die Regel- und Steuereinrichtung (20).

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Kolben (9) abgewandte Endabschnitt der Kolbenstange (12) bei Ruhestellung des Kolbens (9) in der unteren Position mit dem Joch (17) eines Hubmagneten (18) der Halteeinrichtung (11) lösbar verbunden und mit einem mittels eines Sperrmagneten (19) betätigbaren Haltegliedes (22) lösbar arretiert ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zylinder kopf (13) ein mit der elektronischen Regel- und Steuereinrichtung (20) in Wirkverbindung stehendes elektronisch steuerbares Auslaßventil ausgebildet ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich des Arbeitszylinders (1, la) in der Zylinderwandung (2) mindestens ein Auslaßschlitz (2a) ausgebildet ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regel- und Steuereinrichtung (20) eine elektrische Leistungsschalteinrichtung (21) aufweist, die aus einem mit den Magnetwicklungen (4a, 5a) des Einlaßventils (5) und der Brennstoffeinlaßeinrichtung (4) und Hubmagneten (18), der Arbeitszylinder (1, 1a) verbundenen Schaltverstärker (32) und einem Leistungsschalter (25) zum Schalten elektromotorischer Antriebe des Motor/Generator (24), eines Gebläses (31), einer Ölpumpe (30) und einer Einspritzpumpe (33) besteht.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung des Kolbenstellungsgeber (34) der Wicklung des Magneten (18) eine induktive Wechselstrombrücke zugeordnet ist, die über einen Verstärker und einen Signalwandler mit der elektronischen Regel- und Steuereinrichtung (20) verbunden ist.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenstel lungsgeber (34) und der Temperaturgeber (3) von einem Trägerfrequenzgenerator (35) mit Wechselspannung beaufschlagbar ist und über deren Verstärker ausgangsseitig analog gemessene Signale über jeweils einen Analog/Digitalwandler (36) an die elektronische Regel- und Steuereinrichtung (20) weiterleitbar sind

8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abtriebsritzel der Hubkolben Brennkraftmaschine (10, 10a) mittels einer von der elektronischen Regel- und Steuereinrichtung (20) betätigbaren Kupplung mit einem mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Energiespeicher (39) verbunden ist.

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher (39) als mechanischer Federspeicher (70) ausgebildet ist.

10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, da durch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher als Mittel eines von dem Abtriebsritzel (38) betä tigbaren Hydraulikmotors mit Druck beauf schlagtem hydraulischem Druckspeicher ausgebildet ist.

11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kompressionsdruckspeichernde Einrichtung als pneumatischer Speicher oder Federspeicher ausgebildet ist.

12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Federspeicher eine als Druckfeder ausgebildete Kompressionsfeder (7) verwendet wird, die zwischen dem Zylinderboden (8) und der Unterseite des Kolbens (9) angeordnet ist.

13. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Federspeicher eine Kompressionsfeder mit der Kolbenstange (12) verbunden ist.

14. Brennkraftmaschine nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Federspeicher als eine aus mehreren kompressionsenergiespeichernden Federn bestehende Kompressionsfederanordnung ausgebildet ist.

15. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Kolben (9) abgewandten Endabschnitten der Kolbenstange (12) ein Kolben (77) angeordnet und in einem unteren Hydraulikzylinder (76) verschieblich gelagert ist, der mit einem regelbar mit Druck beaufschlagten Hydraulikkreis (91) verbunden ist.

16. Brennkraftmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkreis (91) aus einem Druckspeicher (83), einem Vorratsspeicher (82) und einer Ölpumpe (78) besteht, die mittels Leitungen (87, 88) mit dem Hydraulikzylinder (76) verbunden sind und daß in dem Hydraulikkreis (91) zur Regelung der Druckbeaufschlagung des Kolbens (77) befindliche Ventile (79, 81, 85, 86) und der in dem Druckspeicher (83) befindliche Drucksensoren (84) mit der Regel- und Steuereinrichtung (20) oder dem Mikroprozessor (20a) verbunden sind.