DE10254595A1 - Internal combustion engine operational control system for use in road vehicle uses electronic system to keep engine speed and power output below given thresholds in various situations to reduce noise - Google Patents

Internal combustion engine operational control system for use in road vehicle uses electronic system to keep engine speed and power output below given thresholds in various situations to reduce noise Download PDF

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Abstract

The operational control system for the internal combustion engine enables the throttle valve angle to vary with respect to the position of the accelerator pedal. Electrical controls are used in place of a mechanical linkage. The electronic system is used in a road vehicle to keep engine speed and power output below given thresholds in various situations to reduce noise. Throttle valve opening may be reduced to e.g. 50% of full opening to reduce air intake noise and exhaust noise for a given period of time.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einem Leistungsstellglied in Form einer Drosselklappe, wobei eine Motorsteuerung einen Drosselklappenwinkel in Abhängigkeit von einer Lastanforderung aufgrund einer Betätigung eines Fahrpedals durch einen Fahrer einstellt, wobei die Einstellung des Drosselklappenwinkels mechanisch unabhängig von der Stellung des Fahrpedals durchgeführt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle with a power actuator in the form of a throttle valve, one Engine control a throttle valve angle depending on a load request due to an activity of an accelerator pedal by a driver, the setting of Throttle valve angle mechanically independent of the position of the accelerator pedal carried out is, according to the generic term of claim 1.

Bei Kraftfahrzeugen mit Brennkraftmaschinen dürfen für die Zulassung vorgegebene Grenzwerte für Geräuschemissionen nicht überschritten werden. Diese Grenzwerte sind für bestimmte Betriebssituationen definiert. Trotz regelmäßiger Überwachung der Fahrzeuge innerhalb seiner Entwicklungszeit kann es vorkommen, daß kurz vor dem Serienlauf plötzlich unerwartet hohe Außengeräuschwerte gemessen, die eine verkehrsrechtliche Zulassung des Fahrzeuges wegen nicht Einhaltung der akustischen Grenzwerte gefährden. Dies hängt beispielsweise damit zusammen, daß die parallele Motorentwicklung zur Einhaltung der motorischen Zielwerte in der Regel mit einer akustischen Verschlechterung einher geht. Entgegenwirkende Bauteiländerungen erfordern dann Zeit sowie Kosten und stehen den gewünschten motorischen Zielwerten häufig nicht positiv gegenüber.In motor vehicles with internal combustion engines allowed to for the Approval limits for noise emissions are not exceeded. These limits are for defined certain operating situations. Despite regular surveillance of vehicles within its development period, that short suddenly before the series run unexpectedly high outside noise levels measured, which is due to a traffic registration of the vehicle do not endanger compliance with the acoustic limit values. This depends, for example together with the fact that parallel engine development to meet the engine target values usually accompanied by an acoustic deterioration. Counteracting component changes then require time and costs and are the desired motor target values are often not positive towards.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor gesetzliche Außengeräuschgrenzwerte weitgehend unabhängig von gewünschten motorischen Zielwerten einhalten zu können.The present invention lies the task is based on a motor vehicle with an internal combustion engine statutory external noise limit values largely independently of desired to be able to meet motor target values.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a Procedure of the above Kind with the features characterized in claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß für eine vorbestimmte Zeitspanne der Drosselklappenwinkel auf einen vorbestimmten Wert unterhalb eines maximalen Drosselklappenwinkels bei maximaler Öffnung begrenzt wird, wenn das Fahrpedal bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit vollständig betätigt wird.For this purpose, it is provided according to the invention that for a predetermined Time period of the throttle valve angle to a predetermined value limited below a maximum throttle valve angle at maximum opening when the accelerator pedal is at a predetermined speed Completely actuated becomes.

Dies hat den Vorteil, daß eine Verringerung des Ansaugmündungsgeräusches von Fahrzeugen bei für eine Außengeräuschmeßstrecke vorgegebenen Bedingungen ohne zusätzliche Bauteilkosten und unter Beibehaltung der Agilität bei Lastanforderung durch einen Fahrer erzielt wird. Dadurch kann insbesondere bei der zulassungsrelevanten Außengeräusch-Meßfahrt, jedoch auch im üblichen Betrieb des Kraftfahrzeuges eine Geräuschemission entsprechend reduziert werden Zur weiteren Einschränkung der Betriebsbedingungen, bei denen eine Begrenzung der Öffnung der Drosselklappe erfolgt, muß als zusätzliche, notwendige Bedingung für die Begrenzung des Drosselklappenwinkels ein 2. oder 3. Gang eines Getriebes des Kraftfahrzeuges gewählt sein.This has the advantage that a reduction in Intake mouth noise from Vehicles at for an outside noise measurement section given conditions without additional component costs and under Maintaining agility is achieved by a driver when a load is requested. This can in particular for approval-relevant external noise test drives, however also in the usual Operation of the motor vehicle reduces noise accordingly For further limitation the operating conditions in which a limitation of the opening of the Throttle valve must be used as additional necessary condition for limiting the throttle valve angle a 2nd or 3rd gear one Gearbox of the motor vehicle can be selected.

Beispielsweise beträgt der vorbestimmte Wert des Drosselklappenwinkels, auf den begrenzt wird, 40% bis 60%, insbesondere 50%, des maximalen Drosselklappenwinkels bei maximaler Öffnung, die vorbestimmte Zeitspanne 1 Sekunde bis 3 Sekunden, insbesondere 1,3 Sekunden, und die vorbestimmte Geschwindigkeit 48 km/h bis 52 km/h, insbesondere 50 km/h.For example, the predetermined value is of the throttle valve angle to which is limited, 40% to 60%, in particular 50% of the maximum throttle valve angle at maximum opening, the predetermined time period 1 second to 3 seconds, in particular 1.3 Seconds, and the predetermined speed 48 km / h to 52 km / h, especially 50 km / h.

Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung.Other features, advantages and advantageous configurations the invention result from the dependent claims, as well from the following description of the invention.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, durch gezielte Drosselklappenöffnung zur Ansauggeräuschreduktion Zeit und Kosten bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor einzusparen. Grundlage der erfindungsgemäßen Geräuschreduktion sind die Zusammenhänge zwischen Drosselklappenöffnung, Motordrehmoment und Ansaugmündungsgeräusch unter den Randbedingungen bei einer zulassungsrelevanten Außengeräusch-Meßfahrt. Bei dieser Außengeräusch-Messung fährt das Fahrzeug mit einer konstanten Geschwindigkeit von 50 km/h an die Meßstrecke heran. Am Beginn der 20m langen Meßstrecke wird mittels Fahrpedal Vollgas gegeben und das Außengeräusch gemessen. Die maximale Motordrehzahl bei der Durchfahrt übersteigt in der Regel nicht 50% der Nenndrehzahl (ca. 3.000 U/min). In diesem unteren Drehzahlbereich ist für den Aufbau des maximal zur Verfügung stehenden Motormomentes eine 100%-ige Drosselklappenöffnung jedoch nicht erforderlich. Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, in dieser Betriebssituation den Drosselklappenwinkel beispielsweise auf 50% zu begrenzen, wobei sich in diesem unteren Drehzahlbereich das Motormoment und damit das Beschleunigungsvermögen des Kraftfahrzeuges nicht ändert. Auf das Ansaugmündungsgeräusch und damit auf das Außengeräusch hat diese Begrenzung allerdings einen positiven, d.h. reduzierenden Einfluß. Bei höheren Drehzahlen (außerhalb der Meßstrecke) wird dann wieder eine weitere Öffnung der Drosselklappe erlaubt, um die Fahrzeugdynamik nicht zu verschlechtern.According to the invention, it is provided by targeted throttle opening for suction noise reduction Time and cost in developing motor vehicles with internal combustion engines save. The basis of the noise reduction according to the invention are the relationships between the throttle valve opening, Engine torque and intake muzzle noise below the boundary conditions for an approval-relevant external noise test run. With this outside noise measurement does that Vehicle at a constant speed of 50 km / h measuring distance approach. At the beginning of the 20m long measuring section, the accelerator pedal is used Full throttle and the outside noise measured. The maximum engine speed when passing through does not usually exceed 50% of the nominal speed (approx.3,000 rpm). In this lower speed range is for building the maximum available standing engine torque a 100% throttle opening not mandatory. It is therefore proposed according to the invention in this Operating situation, the throttle valve angle, for example, to 50% limit, the engine torque and with it the acceleration ability of the motor vehicle does not change. On the intake muzzle noise and with it on the outside noise this limitation, however, is a positive, i.e. reducing Influence. At higher Speeds (outside the measuring section) then there will be another opening the throttle valve allows so as not to deteriorate the vehicle dynamics.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die folgende, auf die Außengeräusch-Meßfahrt abgestimmte Verfahrensweise vorgesehen. Fährt das Kraftfahrzeug im 2. bzw. 3. Gang in einem Geschwindigkeitsbereich von 50 km/h ± 3% und wird ausgehend von dieser Geschwindigkeit das Fahrpedal voll getreten, was ein entsprechendes Eingangssignal für die Motorsteuerung in Form einer Lastanforderung liefert, so wird die Drosselklappe nur ca. 50% geöffnet. Dies ist möglich, da die Steuerung der Drosselklappe mittels eines sogen. E-Gas erfolgt, d.h. die Einstellung des Drosselklappenwinkels durch die Motorsteuerung ist mechanisch unabhängig von der Stellung des Fahrpedals. Der Begrenzungswert für die Drosselklappenöffnung wird unterschiedlich gewählt, d.h. je nach Motor an diesen angepaßt. Die Begrenzung bleibt lediglich 1,3 Sekunden aktiv, da dann die Meßstrecke bereits durchfahren ist. Durch die Tatsache, daß bei den Einfahrdrehzahlen in die akustische Meßstrecke dennoch das für diesen Betriebspunkt maximal mögliche Motordrehmoment auf die Räder übertragen wird und danach ohnehin die Drosselklappe voll geöffnet wird, ist subjektiv keine Einbuße in der Fahrzeugagilität zu bemerken. Insgesamt ergibt sich dann beim Gasgeben bzw. Beschleunigen, d.h. Lastanfordern durch einen Fahrer mittels des Fahrpedals, ein zweifach gestufter Zeitverlauf der Drosselklappenöffnung, der für den Fahrer jedoch nicht bemerkbar ist. Die Geräuschemission in der Anfangsphase der Beschleunigung wird jedoch erheblich reduziert.In a particularly preferred embodiment, the following procedure, which is coordinated with the external noise test run, is provided. If the motor vehicle drives in the 2nd or 3rd gear in a speed range of 50 km / h ± 3% and the accelerator pedal is fully depressed based on this speed, which provides a corresponding input signal for the engine control in the form of a load request, the throttle valve only about 50% open. This is possible because of the tax tion of the throttle valve by means of a so-called. E-gas occurs, ie the setting of the throttle valve angle by the engine control is mechanically independent of the position of the accelerator pedal. The limit value for the throttle valve opening is selected differently, ie adapted to it depending on the engine. The limitation remains active for only 1.3 seconds since the measuring section is then already passed. Due to the fact that the maximum possible engine torque for this operating point is transmitted to the wheels at the entry speeds into the acoustic measuring section and the throttle valve is then fully opened anyway, there is no subjective loss of vehicle agility. Overall, when accelerating or accelerating, ie requesting a load from a driver using the accelerator pedal, there is a two-stage time course of the throttle valve opening, which, however, is not noticeable to the driver. However, the noise emission in the initial phase of acceleration is significantly reduced.

Claims (5)

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einem Leistungsstellglied in Form einer Drosselklappe, wobei eine Motorsteuerung einen Drosselklappenwinkel in Abhängigkeit von einer Lastanforderung aufgrund einer Betätigung eines Fahrpedals durch einen Fahrer einstellt, wobei die Einstellung des Drosselklappenwinkels mechanisch unabhängig von der Stellung des Fahrpedals durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für eine vorbestimmte Zeitspanne der Drosselklappenwinkel auf einen vorbestimmten Wert unterhalb eines maximalen Drosselklappenwinkels bei maximaler Öffnung begrenzt wird, wenn das Fahrpedal bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit vollständig betätigt wird.Method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle with a power actuator in the form of a throttle valve, wherein an engine control system sets a throttle valve angle as a function of a load request due to an operator actuating an accelerator pedal, the throttle valve angle being set mechanically independently of the position of the accelerator pedal, characterized in that for a predetermined period of time the throttle valve angle is limited to a predetermined value below a maximum throttle valve angle at maximum opening when the accelerator pedal is fully operated at a predetermined speed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche, notwendige Bedingung für die Begrenzung des Drosselklappenwinkels ein 2. oder 3. Gang eines Getriebes des Kraftfahrzeuges gewählt sein muß.A method according to claim 1, characterized in that as additional necessary condition for limiting the throttle valve angle a 2nd or 3rd gear one Gearbox of the motor vehicle must be selected. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert des Drosselklappenwinkels, auf den begrenzt wird, 40% bis 60%, insbesondere 50%, des maximalen Drosselklappenwinkels bei maximaler Öffnung beträgt.Method according to at least one of the preceding Expectations, characterized in that the predetermined value of the throttle valve angle, which is limited to 40% to 60%, especially 50%, of the maximum throttle valve angle at maximum opening is. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Zeitspanne 1 Sekunde bis 3 Sekunden, insbesondere 1,3 Sekunden, beträgt.Method according to at least one of the preceding Expectations, characterized in that the predetermined time period 1 second to 3 seconds, in particular 1.3 Seconds. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Geschwindigkeit 48 km/h bis 52 km/h, insbesondere 50 km/h, beträgt.Method according to at least one of the preceding Expectations, characterized in that the predetermined speed 48 km / h to 52 km / h, in particular 50 km / h.
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