EP0806560B1 - Regeleinrichtung für die Leerlauf-Drehzahl einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine - Google Patents

Regeleinrichtung für die Leerlauf-Drehzahl einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine Download PDF

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EP0806560B1
EP0806560B1 EP97105087A EP97105087A EP0806560B1 EP 0806560 B1 EP0806560 B1 EP 0806560B1 EP 97105087 A EP97105087 A EP 97105087A EP 97105087 A EP97105087 A EP 97105087A EP 0806560 B1 EP0806560 B1 EP 0806560B1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
    • F02D41/1498—With detection of the mechanical response of the engine measuring engine roughness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1015—Engines misfires

Definitions

  • the invention relates to a control device for the idle speed of a a vehicle driving internal combustion engine, one with regard to the smooth running is set to a favorable speed value.
  • the smooth running of the internal combustion engine is determined and then by an electronic control unit the idle speed to between Two limit values are set such that the smoothness of the Internal combustion engine optimal or the uneven running of the internal combustion engine is minimal.
  • the type of uneven running can be recorded be multi-layered, for example it is possible to determine the round trip times to determine the internal combustion engine crankshaft or differential quotients of this, besides an ion current measurement in the combustion chamber is proposed, however, pressure fluctuations or light intensity fluctuations can also occur can be evaluated in the combustion chamber, these can also and other specific sizes in the exhaust pipe of the internal combustion engine are determined become.
  • US-A-5,418,858 discloses detection and control of the vibrations which be caused by an internal combustion engine. Depending on measured values, the are detected by means of acceleration sensors and / or noise sensors in US-A-5,418,858 an intervention in the bearing of the internal combustion engine instead. In this known control system, expensive additional sensors are accordingly in the Motor vehicle required.
  • the object of the invention is to provide a control device that meets these requirements .
  • the smoothness is determined according to claim 1.
  • the aim is for vehicles powered by internal combustion engines to achieve such an idle quality of the engine that of the vehicle occupants do not have the internal combustion engine operating at idle more perceived by vibrations and / or noises can. That of the internal combustion engine, of the exhaust system and others Vibrations generated by vehicle powertrain units may thus not in the resonance frequency of the vehicle body. It has It has been shown that on every single copy of a vehicle targeted adjustment or trimming of the idle speed of this condition can do justice, however this is for a large series because of the existing ones Series spreading is of course not optimally possible. In the In practice, vehicles with idling problems can often be crucial improve if the idle speed changes by a few percent becomes.
  • the smoothness according to the invention is based on Signals at least one in the vehicle - Determined interior noise sensor.
  • the whole can be available standing idle range, which is defined by lower and upper limits for the Idle speed can be limited, be driven through, one electronic control unit for the idle speed that speed value with the best idle quality, seeks out. It is therefore measured which is actually noticeable for vehicle occupants Change in idle speed, followed by that speed value is set for the feeling of smoothness of the vehicle occupants is optimal.
  • noise sensors or Microphones can, for example, the noise level in the vehicle interior measured on the vehicle seat and / or on the other seats at idling speed become.
  • the regulation can then take place as already explained, i. H. an electronic control unit for determining the most favorable idle speed value causes the electronic control unit of the internal combustion engine to different speed values in the available idle speed range approach and evaluates the resulting or adjusting noise level.
  • the speed value is set at which the lowest noise level results. In doing so existing as noise sensors in the vehicle interior Microphones used in the hands-free system of a car phone or used.
  • a computer program for provided a most favorable compromise value for the idling speed be if there are ambiguous smooth running measured values based on the sensor signals surrender.
  • other boundary conditions are also taken into account.
  • Such additional boundary conditions are, for example, the optimal consumption Called operation, d. H. in particular the lowest possible Idle speed.
  • consideration can also be given to the Exhaust emissions or, for example, the state of charge of a battery. So with additional power requirements of additional units, such as air conditioning and / or various electrical consumers temporarily a higher, comfort-optimized idling speed using the same procedures can be found by simply no deviation of the speed value down, d. H. allowed to lower values and the control range if necessary upwards, d. H. is expanded to higher speed values.
  • the electronic control unit can preferably be used to determine the In terms of smooth running, the most favorable idle speed value is self-learning work. This means that once an optimal speed value has been found is started up first - if the sensor signals, exceed a threshold - the idle speed is changed to a more favorable in terms of smoothness Achieve speed value.
  • the electronic control unit for determining the idle speed value still with an active sound absorption system like it for example is known from DE 42 26 885 A1.
  • this electronics determines the disturbing frequencies in idle mode, calculates another idle speed value that is no longer disturbing and controls this in the control electronics of the internal combustion engine.
  • this and a number of other details may vary be designed without leaving the content of the claims. Always can the increasing demands on the idle quality of von Internal combustion engine driven vehicles, especially those that are offered in widely varying engines, without expensive additional measures be met in a simple manner.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für die Leerlauf-Drehzahl einer ein Fahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine, wobei ein im Hinblick auf die Laufruhe günstiger Drehzahlwert eingestellt wird. Beschrieben ist eine derartige Leerlauf-Drehzahl-Regeleinrichtung in der DE 32 31 766 A1. Dabei wird die Laufruhe der Brennkraftmaschine ermittelt und anschließend von einer elektronischen Steuereinheit die Leerlaufdrehzahl auf einen zwischen zwei Grenzwerten liegenden Wert derart eingestellt, daß die Laufruhe der Brennkraftmaschine optimal bzw. die Laufunruhe der Brennkraftmaschine minimal ist. Dabei kann lt. dieser Schrift die Art und Weise der Laufunruhe-Erfassung vielschichtig sein, so ist es beispielsweise möglich, die Umlaufzeiten der Brennkraftmaschinen-Kurbelwelle zu ermitteln bzw. Differentialquotienten hiervon, daneben wird eine lonenstrommessung im Brennraum vorgeschlagen, es können aber auch Druckschwankungen oder Lichtintensitätsschwankungen im Brennraum ausgewertet werden, ferner können diese und andere spezifische Größen im Abgasrohr der Brennkraftmaschine ermittelt werden.
Zwar ist es anhand dieser Größen durchaus möglich, die Laufruhe bzw. Laufunruhe der Brennkraftmaschine zu ermitteln, jedoch sind diese genannten Verfahren teilweise äußerst aufwendig bzw. nicht hinreichend genau. Insbesondere ist jedoch die Brennkraftmaschine nicht allein ausschlaggebend für das Laufruhe- bzw. Laufunruhe-Empfinden im Fahrzeug. Für dieses Empfinden sind noch weitere Faktoren von Bedeutung, so beispielsweise das Zusammenwirken der Brennkraftmaschine mit einem angekoppelten Getriebe bzw. mit der dazwischen angeordneten Kupplung. Ferner relevant ist die Art und Weise der Aufhängung der Brennkraftmaschine im Fahrzeug selbst.
Die US-A-5,418,858 offenbart eine Erfassung und Regelung der Vibrationen, die von einer Brennkraftmaschine hervorgerufen werden. Abhängig von Meßwerten, die mittels Beschleunigungssensoren und/oder Geräuschsensoren erfaßt werden, findet bei der US-A-5,418,858 ein Eingriff in die Lagerung der Brennkraftmaschine statt. Bei diesem bekannten Regelsystem sind demnach teure zusätzliche Sensoren im Kraftfahrzeug erforderlich.
Da es letztendlich nicht ein Ziel ist, eine möglichst laufruhige Brennkraftmaschine selbst zu schaffen, sondern ein möglichst optimales Laufruhe-Empfinden im Fahrzeug, welches von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Regeleinrichtung aufzuzeigen, die diesen Anforderungen gerecht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Laufruhe gemäß Anspruch 1 ermittelt wird. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
Es wird angestrebt, bei von Brennkraftmaschinen angetriebenen Fahrzeugen eine solche Leerlaufqualität der Brennkraftmaschine zu erreichen, daß von den Fahrzeuginsassen die im Leerlauf arbeitende Brennkraftmaschine nicht mehr anhand von Vibrationen und/oder Geräuschen wahrgenommen werden kann. Die von der Brennkraftmaschine, von der Abgasanlage und anderen Aggregaten des Fahrzeug-Antriebsstranges erzeugten Schwingungen dürfen somit nicht in der Resonanzfrequenz der Fahrzeug-Karosserie liegen. Es hat sich gezeigt, daß an jedem einzelnen Exemplar eines Fahrzeuges durch gezieltes Einstellen bzw. Trimmen der Leerlaufdrehzahl dieser Bedingung gerecht werden kann, jedoch ist dies für eine Großserie wegen der vorhandenen Serienstreuungen selbstverständlich nicht optimal möglich. In der Praxis lassen sich tatsächlich oft Fahrzeuge mit Leerlaufproblemen entscheidend verbessern, wenn die Leerlaufdrehzahl um einige Prozent verändert wird.
Genau dies wird nun erfindungsgemäß von einer Regeleinrichtung übernommen, welche die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine selbsttätig in einem vorgegebenen Rahmen nach oben oder nach unten verstellt und über geeignete Sensoren die beste Leerlaufqualität feststellt. Dieser dann günstigste Drehzahlwert im Hinblick auf die Laufruhe wird dann von der Steuerungselektronik für die Brennkraftmaschine beibehalten.
Da es - wie bereits erläutert - gilt, das Laufruhe-Empfinden für die Fahrzeug-Insassen zu optimieren, wird erfindungsgemäß die Laufruhe anhand von Signalen zumindest eines im Fahrzeug - Innenraum vorgesehenen Geräuschsensors ermittelt.
Insbesondere kann der gesamte zur Verfügung stehende Leerlaufbereich, der durch untere und obere Grenzwerte für die Leerlaufdrehzahl begrenzt sein kann, durchfahren werden, wobei eine elekronische Regeleinheit für die Leerlauf-Drehzahl denjenigen Drehzahlwert mit der besten Leerlaufqualität, heraussucht. Gemessen wird somit die tatsächlich für die Fahrzeug-Insassen spürbaren Auswirkung einer Änderung der Leerlauf-Drehzahl, wobei anschließend derjenige Drehzahlwert eingestellt wird, der für das Laufruhe-Empfinden der Fahrzeug-Insassen optimal ist.
Mittels eines oder mehrerer Geräuschsensoren bzw. Mikrophone kann im Fahrzeug-Innenraum der Geräuschpegel beispielsweise am Fahrzeugsitz und/oder an den anderen Sitzen bei Leerlaufdrehzahl gemessen werden. Die Regelung kann dann wie bereits erläutert erfolgen, d. h. eine elektronische Regeleinheit für die Ermittlung des günstigsten Leerlauf-Drehzahlwertes veranlaßt die elektronische Steuereinheit der Brennkraftmaschine, verschiedene Drehzahlwerte im zur Verfügung stehenden Leerlauf-Drehzahlbereich anzufahren und wertet die sich damit ergebenden bzw. einstellenden Geräuschpegel aus. Letztlich eingestellt wird derjenige Drehzahlwert, bei dem sich der niedrigste Geräuschpegel ergibt. Dabei werden als Geräuschsensoren bereits im Fahrzeug-Innenraum vorhandene Mikrophone von der Freisprecheinrichtung eines Autotelefons, verwendet oder mitverwendet.
Auch kann ein Rechenprogramm für einen günstigsten Kompromißwert für die Leerlauf-Drehzahl vorgesehen sein, wenn sich anhand der Sensorsignale nicht eindeutige Laufruhe-Meßwerte ergeben. Insbesondere können bei einem derartigen Rechenprogramm auch weitere Randbedingungen berücksichtigt werden.
Als derartige weitere Randbedingungen sei beispielsweise der verbrauchsoptimale Betrieb genannt, d. h. insbesondere eine möglichst niedrige Leerlaufdrehzahl. Daneben kann auch Rücksicht genommen werden auf die Abgasemissionen oder beispielsweise auf den Ladezustand einer Batterie. So kann bei zusätzlichem Leistungsbedarf von Zusatzaggregaten, wie Klimaanlage und/oder diversen elektrischen Verbrauchern vorübergehend auch eine höhere, komfortoptimierte Leerlaufdrehzahl nach den gleichen Verfahren gefunden werden, indem lediglich keine Abweichung des Drehzahlwertes nach unten, d. h. zu niedrigeren Werten hin gestattet und der Regelbereich ggf. nach oben, d. h. zu höheren Drehzahlwerten hin erweitert wird.
Bevorzugt kann die elektronische Regeleinheit für die Ermittlung des im Hinblick auf die Laufruhe günstigsten Leerlauf-Drehzahlwertes selbstlernend arbeiten. Dies bedeutet, daß ein einmal gefundener optimaler Drehzahlwert zunächst angefahren wird, ehe - wenn die Sensorsignale, einen Schwellwert überschreiten - die Leerlauf-drehzahl verändert wird, um einen im Hinblick auf die Laufruhe günstigeren Drehzahlwert zu erzielen.
Schließlich kann die elektronische Regeleinheit für die Ermittlung des Leerlaufdrehzahlwertes noch mit einem aktiven Schallabsorptionssystem, wie es beispielsweise aus der DE 42 26 885 A1 bekannt ist, verknüpft sein. Insbesondere kann dessen Rechenkapazität zur Anwendung kommen. Hierbei stellt diese Elektronik die störenden Frequenzen im Leerlaufbetrieb fest, berechnet einen anderen nicht mehr störenden Leerlauf-Drehzahlwert und steuert diesen in die Steuerungselektronik der Brennkraftmaschine ein. Jedoch kann dies sowie eine Vielzahl weiterer Details durchaus abweichend gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Stets können die in Zukunft steigenden Anforderungen an die Leerlaufqualität von von Brennkraftmaschinen angetriebenen Fahrzeugen, insbesondere solchen, die in stark variierenden Motorisierungen angeboten werden, ohne teurere Zusatzmaßnahmen auf einfache Weise erfüllt werden.

Claims (4)

  1. Regeleinrichtung für die Leerlauf-Drehzahl einer ein Fahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine, wobei ein im Hinblick auf die Laufruhe günstiger Drehzahlwert eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufruhe anhand von Signalen zumindest eines im Fahrzeug-Innenraum vorgesehenen Geräuschsensors ermittelt wird, wobei der Geräuschsensor das Mikrophon der Freisprecheinrichtung eines Autotelefons ist.
  2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß in besondere bei nicht eindeutigen Laufruhe-Meßwerten mit einem Rechenprogramm unter Berücksichtigung weiterer Randbedingungen ein günstiger Kompromißwert für die Leerlauf-Drehzahl ermittelt wird.
  3. Regeleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Regeleinheit für die Ermittlung des Leerlauf-Drehzahlwertes selbstlernend arbeitet.
  4. Regeleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Regeleinheit für die Ermittlung des Leerlauf-Drehzahlwertes mit einem aktiven Schallabsorptionssystem verknüpft ist.
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