AT13336U1 - Verfahren zur Verminderung der motorseitigen ordnungsbasierten Schwingungsanregung bei einem Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der motorseitigen ordnungsbasierten Schwingungsanregung bei einem Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, mit folgenden Schritten:- Erfassen eines Referenzpegels der Motorschwingungen zumindest einer Problem verursachenden Motorordnung;- Nachverstellen der Zündwinkel für jeden Zylinder;- Erfassen von modifizierten Pegeln der Schwingungsanregungen der Problem verursachenden Motorordnung für jede Zündwinkelverstellung;- Auswählen zumindest eines Zylinders, dessen modifizierter Pegel der Schwingungsanregung der Problem verursachenden Motorordnung am effektivsten relativ zum Referenzpegel verringert ist;- Betreiben der Brennkraftmaschine mit nachverstelltem Zündwinkel bei zumindest einem ausgewählten Zylinder.

Description

österreichisches Patentamt AT13 336U1 2013-10-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der motorseitigen ordnungsbasierten Schwingungsanregung bei einem Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern.

[0002] Bei mit Brennkraftmaschinen angetriebenen Fahrzeugen kommt es in vielen Fällen zu mehr oder wenig ausgeprägten motorseitigen Schwingungsanregungen im Fahrzeug, welche von den Passagieren oft als sehr störend empfunden werden können. Beispielsweise kann im unteren Drehzahlbereich und in einem hohen Lastbereich ein auffälliges Längsruckein in Fahrtrichtung auftreten. Derartige Erscheinungen können beispielsweise auf eine Zündanregung zurückgeführt werden, wobei Resonanzerscheinungen bei bestimmten Motorordnungen auftreten können. Diese Motorordnungen werden hier als Problem verursachende Motorordnungen bezeichnet.

[0003] Aus den Veröffentlichungen DE 199 58 251 A1, EP 0 651 158 A1, DE 42 22 298 A1, DE 43 91 898 C2, DE 42 01 861 C1, JP 04-050446 A2 und DE 41 10 599 A1 ist es bekannt, zur Reduzierung von Schwingungen den Zündzeitpunkt aller Zylinder zu ändern.

[0004] Eine Spätverstellung der Zündung aller Zylinder wirkt sich aber nachteilig auf den Kraftstoffverbrauch und den Wirkungsgrad aus, wobei auch Überhitzungsprobleme auftreten können.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, auf möglichst Verbrauchs- sowie abgaseffiziente und motorschonende Weise eine Verminderung der motorseitigen Schwingungsanregungen zu erreichen.

[0006] Erfindungsgemäß wird dies durch folgende Schritte ermöglicht: [0007] a) Erfassen eines Referenzpegels der Motorschwingungen zumindest einer Problem verursachenden Motorordnung; [0008] b) Nachverstellen der Zündwinkel - vorzugsweise separat - für jeden Zylinder; [0009] c) Erfassen von modifizierten Pegel der Schwingungsanregungen der Problem verursa chenden Motorordnung für jede Zündwinkelverstellung; [0010] d) Auswählen zumindest eines Zylinders, dessen modifizierter Pegel der Schwingungs anregung der Problem verursachenden Motorordnung am effektivsten relativ zum Referenzpegel verringert ist; [0011] e) Betreiben der Brennkraftmaschine mit nachverstelltem Zündwinkel bei dem zumindest einen ausgewählten Zylinder.

[0012] Beispielsweise kann es sich bei der Problem verursachenden Motorordnung um die 1-te Motorordnung handeln.

[0013] Durch den individuellen Zündeingriff wird die Problem verursachende Motorordnung verstimmt und die Ordnungsanregung somit reduziert.

[0014] Die Nachverstellung des Zündwinkels kann empirisch oder in einer bestimmten Reihenfolge durchgeführt werden.

[0015] Das erfindungsgemäße Verfahren kann automatisch und computergesteuert durchgeführt werden, wobei zumindest die Schritte a) bis d) automatisiert durchgeführt werden können.

In weiterer Ausführung der Erfindung kann in Schritt b) eine Kombination von Zündwinkelverstellungen verschiedener Zylinder vorgenommen werden.

[0016] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Fig. näher erläutert.

[0017] Es zeigen [0018] Fig. 1 die Zündreihenfolge einer Acht-Zylinder-Brennkraftmaschine, 1 /4 österreichisches Patentamt AT 13 336 Ul 2013-10-15 [0019] Fig. 2 die Pegel bei zylinderindividueller Verstellung des Zündwinkels, [0020] Fig. 3 ein Gesamtpegel-Diagramm vor bzw. nach Anwendung des erfindungsgemäßen

Verfahrens und [0021] Fig. 4 die Pegel bei zylinderindividueller Verstellung des Zündwinkels bei einer Sechs-

Zylinder-Brennkraftmaschine.

[0022] In Fig. 1 ist die Zündreihenfolge einer Acht-Zylinder-Brennkraftmaschine dargestellt, bei welcher mittels eines Applikationseingriffes eine Reduktion der motorseitigen Schwingungsanregung im Fahrzeug erfolgen soll. Im vorliegenden Beispiel wird angenommen, dass im unteren Drehzahlbereich und im hohen Lastbereich ein auffälliges Längsruckein in Fahrtrichtung auftritt. Dieses Längsruckein konnte durch Frequenzanalysen auf eine Zündanregung zurückgeführt werden. Die Erfindung ist aber keineswegs auf eine bestimmte Zylinderanzahl beschränkt und lässt sich für jede Zylinderzahl und für jeden Motortyp einsetzen, bei dem eine zylinderselektive individuelle Verstellung des Zündwinkels möglich ist.

[0023] In einem ersten Schritt wird gemäß dem vorliegenden Verfahren die Quelle der für das Problem relevanten ersten Motorordnung detektiert. Dazu wird für jeden einzelnen Zylinder Z1 bis Z8 der Zündwinkel um definierte Werte, beispielsweise um 4 Grad Kurbelwinkel KW, nachverstellt und die jeweiligen Auswirkungen auf den Schwingungspegel in der ersten Ordnung (1. Ord.) beobachtet. Wie in Fig. 2 zu entnehmen ist, treten beispielsweise bei den Zylindern Z3 und Z7 für eine Zündwinkelverstellung die größten Verminderungen im Schwingungsverhalten der ersten Ordnung auf. Durch Zündwinkelverstellung kann die Ordnung verstimmt und damit die Ordnungsanregung reduziert werden. Dabei wird bei einer durch die Resonanzfrequenz bestimmten Drehzahl die erste Motorordnung "zerstört", indem die beiden für die erste Motorordnung relevanten Zylinder Z3 und Z7 auf "spät" verstellt werden.

[0024] Dadurch kann das Längsruckein in Fahrtrichtung ohne weitere Modifikationen wesentlich reduziert werden.

[0025] In Fig. 3 ist der Gesamteffekt des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielhaft in einem Gesamtpegel-Diagramm, in welchem der Schwingungspegel P in dB über der Drehzahl n aufgetragen ist, dargestellt. Mit der Kurve A ist dabei der Gesamtpegel im Ausgangszustand, mit B der Gesamtpegel nach Anwendung des Verfahrens, mit A1 die erste Motorordnung im Ausgangszustand und mit B1 die erste Motorordnung nach Anwendung des Verfahrens dargestellt. Deutlich ist zu erkennen, dass eine wesentliche Verbesserung des Pegels der ersten Motorordnung nach Anwendung des Verfahrens um etwa 8 dB eintritt.

[0026] Das beschriebene Verfahren kann selbstverständlich auch bei Motoren mit anderer Zylinderzahl, beispielsweise auch bei Sechs-Zylinder-Brennkraftmaschinen angewendet werden, wenn einzelne Zylinder auf Grund der Platzverhältnisse im Motorraum eine geänderte Luftführung besitzen. Dadurch wird eine deutliche 0,5-te Ordnung erzeugt. Im in Fig. 4 angeführten Beispiel wird das Verfahren bei einer Sechs-Zylinder Brennkraftmaschine angewendet, indem wieder für jeden Zylinder separat eine Zündwinkelverstellung vorgenommen wird. Wie in Fig. 4 ersichtlich, hat sich eine bestimmte Zündwinkelverstellung bei Zylinder Z2 eine deutliche Verbesserung der 0,5-ten Ordnung (0.5. Ord.) ergeben. 2/4

Claims (4)

1. österreichisches Patentamt AT13 336U1 2013-10-15 Ansprüche 1. Verfahren zur Verminderung der motorseitigen ordnungsbasierten Schwingungsanregung bei einem Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, mit folgenden Schritten: a) Erfassen eines Referenzpegels der Motorschwingungen zumindest einer Problem verursachenden Motorordnung; b) Nachverstellen der Zündwinkel - vorzugsweise separat - für jeden Zylinder; c) Erfassen von modifizierten Pegeln der Schwingungsanregungen der Problem verursachenden Motorordnung für jede Zündwinkelverstellung; d) Auswählen zumindest eines Zylinders, dessen modifizierter Pegel der Schwingungsanregung der Problem verursachenden Motorordnung am effektivsten relativ zum Referenzpegel verringert ist; e) Betreiben der Brennkraftmaschine mit nachverstelltem Zündwinkel bei zumindest einem ausgewählten Zylinder.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) die Zündwinkel empirisch nachverstellt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Schritte a) bis d) automatisiert durchgeführt werden.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) eine Kombination von Zündwinkelverstellungen verschiedener Zylinder vorgenommen wird. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 3/4