DE10227386B4 - Method for damping vibrations in the drive train of a drive machine - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Dämpfen von Schwingungen im Antriebsstrang einer Antriebsmaschine, vorzugsweise einer in elastischer Lagerung aufgehängten Brennkraftmaschine deren Betriebszustand von einem Motorsteuergerät anhand einer Leistungseingabe, Betriebs- und Ausführungsparametern des Motors und deren verbundener Aggregate erfasst und regelbar eingestellt wird, wobei zum Dämpfen der mechanischen Schwingungen im Antriebsstrang der Antriebsmaschine durch das Motorsteuergerät das wirkende Motormoment der Brennkraftmaschine geändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Motorsteuergerät – ein Grenzwert oder mehrere von momentanen Betriebszustand abhängige Grenzwerte für die maximale Motorverlagerung auslesbar abgelegt sind, – für das jeweilige Motormoment die in der elastischen Lagerung auftretende Motorverlagerung (Δs) erfasst wird, – beim Überschreiten des Grenzwertes der maximalen Motorverlagerung eine Wichtung der Parameter des momentanen Betriebszustandes des Motors oder/und des Fahrzeugs erfolgt und durch Ändern eines oder mehrerer Betriebsparameter das Motormoment bis zum Unterschreiten des Grenzwertes reduziert wird.Method for damping vibrations in the drive train of a drive machine, preferably a suspended in elastic bearing internal combustion engine whose operating state is detected and adjusted controllable by an engine control unit based on a power input, operating and execution parameters of the engine and their associated units, wherein for damping the mechanical vibrations in the drive train the engine is changed by the engine control unit the effective engine torque of the internal combustion engine, characterized in that in the engine control unit - a limit or more dependent on current operating condition limits for the maximum engine displacement are stored readable, - for the respective engine torque occurring in the elastic bearing engine displacement ( Δs) is detected, - when exceeding the limit value of the maximum engine displacement, a weighting of the parameters of the current operating state of the engine and / or of the vehicle takes place and by changing one or more operating parameters, the engine torque is reduced to below the limit value.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dämpfen von Schwingungen im Antriebsstrang einer Antriebsmaschine mit den im Oberbegriff des Patenanspruches 1 genannten Merkmalen.The invention relates to a method for damping vibrations in the drive train of a drive machine with the features mentioned in the preamble of
Vorbekannt ist aus der
Nachteilig bei diesem Verfahren zum Reduzieren der Schwingungen durch Zündwinkelverstellung ist, dass durch die Zündwinkelspätverstellung bei den aktuellen Motorkonzepten mit motornahen Katalysatoren die Temperatur des Katalysators deutlich erhöht wird, wodurch diese unzulässig starken thermischen Belastungen ausgesetzt sind. Dadurch können Zerstörungen am Monolithen auftreten, wodurch die Lebensdauer des Katalysators stark reduziert wird.A disadvantage of this method for reducing the vibrations by Zündwinkelverstellung is that the temperature of the catalyst is significantly increased by the Zündwinkelspätverstellung in the current engine concepts with close-coupled catalysts, causing these unacceptably high thermal loads are exposed. As a result, destruction of the monolith can occur, whereby the life of the catalyst is greatly reduced.
Aus der
Die deutsche Patentanmeldung
Die deutsche Patentanmeldung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Dämpfen von Schwingungen im Antriebsstrang einer Antriebsmaschine zu schaffen, bei dem mit geringen applikativen Aufwand eine hohe Dämpfungsqualität und damit ein verbesserter Fahrkomfort, bei gleichzeitigem Reduzieren des Kraftstoffverbrauches sowie Einhaltung der Emissionswerte und der Grenzwerte der thermischen Belastung des Katalysators, erreicht wird.The invention has for its object to provide a method for damping vibrations in the drive train of a prime mover, with low applicative effort high damping quality and thus improved ride comfort, while reducing fuel consumption and compliance with emission levels and limits of thermal stress of the catalyst is achieved.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention in a generic method by the characterizing features of
Dadurch, dass für das jeweilige Fahrerwunschmoment die in der elastischen Lagerung auftretende Motorverlagerung errechnet und mit einem Grenzwert für die maximale Motorverlagerung verglichen und beim Überschreiten des Grenzwertes der maximalen Motorverlagerung eine Wichtung der Parameter des momentanen Betriebszustandes des Motors oder/und des Fahrzeugs erfolgt und durch Ändern einer oder mehrerer Betriebsparameter das Motormoment bis zum Unterschreiten des Grenzwertes reduziert wird, wird ein Schwingen des Motors beziehungsweise ein Anschlagen in den Endstellungen der elastischen Lager der Motoraufhängung verhindert. Durch Verhindern des Schwingens beziehungsweise des Anschlagens des Motors an einem mechanischen Anschlag des elastischen Lagers wird gleichzeitig das Ausfedern des Motors und ein erneutes Anschlagen an der gegenüberliegenden Endstellung des elastischen Lagers vermieden. Damit werden Lastschläge und Rüttelschwingungen ausgeschlossen.Characterized in that for each driver's desired torque occurring in the elastic bearing engine displacement calculated and compared with a limit for the maximum engine displacement and exceeding the limit of the maximum engine displacement, a weighting of the parameters of the current operating state of the engine and / or the vehicle and by changing one or more operating parameters, the engine torque is reduced to below the limit, a swinging of the motor or a stop in the end positions of the elastic bearings of the engine mount is prevented. By preventing the swinging or striking of the motor to a mechanical stop of the elastic bearing the rebound of the motor and a renewed abutment at the opposite end position of the elastic bearing is avoided at the same time. Thus, load impacts and Rüttelschwingungen be excluded.
Durch die Wichtung der Parameter des momentanen Betriebszustandes des Motors und/oder des Fahrzeuges erfolgt ein Reduzieren des Motormomentes mittels dieser Parameter derart, dass einerseits die Spontanität und der Fahrkomfort in der Lastdynamik gewährleist und andererseits die Einhaltung der Emissionswerte und der Grenzwerte der thermischen Belastung des Katalysators bei einem optimalen Kraftstoffverbrauch gesichert wird. Durch einzelne oder gemeinsame Verstellung der Drosselklappenstellung, des Luft/Kraftstoff-Gemisches (Lambda-Wert), des Zündwinkels, der Ventilsteuerzeiten oder durch Zu- und Abschalten von Zylindern der Brennkraftmaschine wird entsprechend des jeweiligen momentanen Betriebszustandes des Motors das Motormoment so reduziert, dass ein Überschreiten des Grenzwertes der maximalen Motorverlagerung vermieden wird. Durch den Vergleich der ständig errechneten Motorverlagerung mit einer im Motorsteuergerät abgelegten Zielwegeänderung der Motorverlagerung wird das Fahrerwunschmoment dahingehend geändert, dass die tatsächliche Motorverlagerung an die Zielwegeänderung angepasst wird. Dadurch werden die auftretenden Schwingungen gedämpft.By weighting the parameters of the current operating state of the engine and / or of the vehicle, the engine torque is reduced by means of these parameters in such a way that On the one hand, to ensure spontaneity and ride comfort in the load dynamics and, on the other hand, to ensure compliance with the emission values and the limit values of the thermal load of the catalytic converter while optimizing fuel consumption. By individual or common adjustment of the throttle position, the air / fuel mixture (lambda value), the ignition angle, the valve timing or by switching on and off of cylinders of the engine, the engine torque is reduced in accordance with the respective current operating condition of the engine so that a Exceeding the limit of the maximum engine displacement is avoided. By comparing the constantly calculated engine displacement with a stored in the engine control unit target path change the engine displacement torque is changed to the effect that the actual engine displacement is adapted to the target path change. As a result, the vibrations occurring are damped.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben, sie werden in der Beschreibung zusammen mit ihren Wirkungen erläutert.Further advantageous embodiments are described in the subclaims, they are explained in the description together with their effects.
Anhand einer Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:Reference to a drawing, an embodiment of the invention will be described below. In the accompanying drawings show:
In
Durch Verstellen des Fahrpedals wird durch den Fahrer an den Motor die Anforderung zur Bereitstellung eines Wunschmomentes signalisiert, das zur Änderung der Fahrbedingungen führt. Eine schnelle und große Änderung des daraus resultierenden Motormoments bewirkt einen Laständerungssprung, der neben einer Schwingungsanregung auch den Fahrkomfort ändert. Bei sofortiger Wirkung des gewünschten Momentes würde der Motor in seinem elastischen Lager gegen den mechanischen Anschlag prallen und anschließend trotz des hohen Momentes aus der Vorspannung wieder ausfedern. Dieser Vorgang würde sich entsprechend des Momentüberschusses und der Dämpfungseigenschaften der Motorlagerung endlich oft wiederholen.By adjusting the accelerator pedal, the driver signals to the engine the request to provide a desired torque which changes the driving conditions. A rapid and large change in the resulting engine torque causes a load change jump, which also changes the driving comfort in addition to a vibration excitation. With immediate effect of the desired moment, the motor would bounce in its elastic bearing against the mechanical stop and then rebound again despite the high moment of the bias again. This process would finally repeat in accordance with the torque surplus and the damping characteristics of the engine mount.
Mittels an sich bekannter Sensoren wird der Betriebszustand des Motors und deren verbundener Aggregate sowie Betriebszustand des Fahrzeuges erfasst und die entsprechenden Werte einem Motorsteuergerät zugeführt. Die Regelung des Arbeitsmodus der Verbrennungskraftmaschine erfolgt über das Motorsteuergerät, so wie es beispielsweise in der
Erfindungsgemäß erfolgt ein Dämpfen der Schwingungen im Antriebsstrang einer Antriebsmaschine durch ein geregeltes Reduzieren der durch Laständerung in den elastischen Lagern auftretenden Motorverlagerung. Dabei kann als eine Möglichkeit zur Ermittlung der Verlagerung in den elastischen Lagern das von der Anmelderin vorgeschlagene Verfahren gemäß der
Im Motorsteuergerät ist der Grenzwert oder mehrere vom momentanen Betriebszustand abhängige Grenzwerte für die maximale Motorverlagerung auslesbar abgelegt. Die Grenzwerte können dabei zusätzlich abhängig von der Motorbeanspruchung und Motornutzungsdauer errechnet und im Motorsteuergerät auslesbar abgelegt sein. Damit werden den Alterungseffekten des Motors und der Motoraufhängung Rechnung getragen.In the engine control unit, the limit value or a plurality of limit values for the maximum engine displacement which are dependent on the current operating state are stored in readable form. The limit values can additionally be calculated as a function of the engine load and engine service life and stored in the engine control unit in a readable manner. This takes into account the aging effects of the engine and engine mount.
Für das jeweilige anliegende Motormoment wird im Motorsteuergerät die auftretende Motorverlagerung in der elastischen Lagerung errechnet oder gemessen. Im folgenden Schritt wird geprüft, ob das Motormoment und der daraus resultierende Weg der Motorverlagerung in dem elastischen Lager größer ist als ein zulässiger Grenzwert, bei welchen ein Schwingen und ein Anschlagen des Motors infolge des Lastwechsels an den mechanischen Anschlägen noch nicht erfolgt. Beim Überschreiten des Grenzwertes der maximal zulässigen Motorverlagerung erfolgt eine Wichtung aller Parameter des momentanen Betriebszustandes des Motors oder/und des Fahrzeugs und eine Änderung einer oder mehrer Betriebsparameter. Durch diese Änderung wird das Motormoment bis zum Unterschreiten des Grenzwertes reduziert. Dabei wird die Änderung der Motorverlagerung im Rahmen eines gespeicherten Änderungswert der Motorverlagerung bis zum Unterschreiten des Grenzwertes der maximalen Motorverlagerung geregelt.For the respective applied engine torque occurring engine displacement in the elastic bearing is calculated or measured in the engine control unit. In the following step, it is checked whether the engine torque and the resulting path of engine displacement in the elastic bearing is greater than an allowable limit at which vibration and impact of the engine due to the load change on the mechanical stops has not yet occurred. When the limit value of the maximum permissible engine displacement is exceeded, all parameters of the current operating state of the engine or / and of the vehicle are weighted and a change of one or more operating parameters takes place. This change reduces the engine torque until it falls below the limit value. In this case, the change in the engine displacement is controlled within a stored change value of the engine displacement to below the limit of the maximum engine displacement.
Die Wichtung der Parameter zum Reduzieren des Motormomentes erfolgt über einen im Motorsteuergerät installierte Drehmomentenregelung, in
Die Reduzierung der Motorverlagerung durch Verringern des Motormoments erfolgt durch das Verändern von einem oder vorzugsweise mehreren der oben angeführten Parameter durch das Motorsteuergerät.Reduction of engine displacement by reducing engine torque is accomplished by changing one or more of the above parameters by the engine controller.
Zur Dämpfung der Schwingungen im Antriebsstrang der Antriebsmaschine wird die ständig errechnete oder gemessene Motorverlagerung mit einer im Motorsteuergerät abgelegten Zielwegeänderung verglichen und durch Verändern des Motormomentes die tatsächliche Motorverlagerung an die Zielwegeänderung angepasst. Nach dem Erreichen einer vorgegebenen Abweichung von Fahrerwunsch- und Motormoment wird das Motormoment dem Fahrerwunschmoment diskret angeglichen. In
Bei ausgekuppelten Motor wirkt kein Moment an der Abtriebswelle. Dabei kann der Fall eintreten, dass infolge der im elastischen Lager wirkenden Vorspannung ein negativer Lastschlag eintritt. Das dabei wirkende Moment wird über das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls kompensiert, in dem über das Motorsteuergerät geregelt ein Moment angefordert wird, welches der im elastischen Lager wirkenden Vorspannung entgegenwirkt und die Motorverlagerung wieder auf die festgelegte Zielwegeänderung einregelt.When the engine is disengaged, there is no torque on the output shaft. In this case, the case may occur that due to the bias acting in the elastic bearing a negative load shock occurs. The thereby acting moment is also compensated by the inventive method in which regulated via the engine control unit, a torque is requested, which counteracts the bias acting in the elastic bearing bias and adjusts the engine displacement back to the specified target path change.
Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of used reference numbers
-
- ΔM.DELTA.M
- Änderung des FahrerwunschmomentChange of driver request torque
- ΔMsmax ΔMs max
- maximal zulässige Moment bei dem der Motor noch nicht an die Endanschläge der elastischen Motorlager anschlägtmaximum permissible torque at which the motor does not yet hit the end stops of the elastic motor bearings
- DKDK
- Drosselklappenpotentialthrottle potential
- Δs.DELTA.s
- Wegänderung der Motorverlagerung in dem elastischen LagerPath change of engine displacement in the elastic bearing
- ηη
- Wirkungsgradefficiency
- ηr η r
- errechneter Wirkungsgradcalculated efficiency
- ETAETA
- Wirkungsgradefficiency
- VVTVVT
- VentilsteuerzeitenValve timing
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- 2002-06-18 DE DE2002127386 patent/DE10227386B4/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130418 |
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