DE3302845A1

DE3302845A1 - Anordnung zur begrenzung der geraeuschemission der brennkraftmaschine eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE3302845A1
Application number: DE19833302845
Authority: DE
Inventors: Walter Dr. 8720 Schweinfurt Kurz; Günter 8721 Schwebheim Troch; Claus 8720 Schweinfurt Waker
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1983-01-28
Filing date: 1983-01-28
Publication date: 1984-08-02
Also published as: DE3302845C2

Description

Fichtel & Sachs AG -G- Reg. 12

Ernst-Sachs-Straße 62 Fall 837

D-8720 Schweinfurt 1

Anordnung zur Begrenzung der Geräusehemission der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Begrenzung der Geräuschemission einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer wählbar einstellbaren Stelleinrichtung für die Leistung der Brennkraftmaschine/ welche einen elektrisch steuerbaren Antrieb aufweist, mittels dem die gewählte Leistungseinstellung änderbar ist, mit einem Drehzahlgeber, der ein der Drehzahl der Brennkraftmaschine proportionales Drehzahlsignal erzeugt, mit einem Grenzwertgenerator, welcher ein nach einer vorbestimmten Grenzwert-Drehzahl-Charakteristik von dem Drehzahlsignal abhängiges Grenzwertsignal abgibt und mit einer den Antrieb der Stelleinrichtung abhängig von dem Grenzwertsignal steuernden Steuerung.

Die Geräuschemission eines Kraftfahrzeugmotors hängt stark von den Betriebsbedingungen des Motors ab und nimmt beispielsweise mit wachsender Motordrehzahl zu. Der Geräuschpegel wird ferner durch die am Gaspedal oder dergleichen gewählte Leistungseinstellung des Motors bestimmt. In einer Vielzahl Betriebssituationen übersteigt die gewählte Leistungseinstellung bei weitem den tatsächlichen Leistungsbedarf. Der Motor wird beispielsweise beim Einkuppeln während des Anfahrens mit überhöhter Drehzahl betrieben oder es wird während des Fahrbetriebs eine Leistungseinstellung gewählt, die zwar die Geräuschemission

beträchtlich(? das verfügbare Motordrehmoment jedoch nur unwesentlich erhöht=

Es ist bekannt, den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dadurch zu verringern, daß

einer wählbar einstellbaren Leistungsstelleinrich- ; tung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise der mittels des

Gaspedals einstellbaren Vergaser- oder Einspritzpumpenan- ; lage ein elektrischer Antrieb zugeordnet wird, mit dem die an dem Gaspedal vorgewählte Leistungseinstellung änderbar ist. Das Ausmaß der Änderung wird durch eine Steuerung abhängig' von der Motordrehzahl bestimmt. Die Steuerung umfaßt einen ' Grenzwert speicher j. in dem abhängig von der Motordrehzahl die Werte der hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs jeweils optimalen Einstellungen der Leistungseinstelleinrichtung gespeichert sind» Die an dem Gaspedal gewählte Leistungseinstellung wird, wenn sie von den optimalen Werten abweicht, entsprechend den optimalen Werten korrigiert. Auf. diese Weise kann zwar der Kraftstoffverbrauch verringert, nicht aber die Geräuschemission mit Sicherheit unter einen vorgegebenen Pegel gehalten werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg zu zeigen, wie die Geräuschemission der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs begrenzt werden kann_? wenn die Anfahreigenschäften des Fahrzeugs, insbesondere beim Anfahren an einer Steigung und der Fahrkomfort nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt werden sollen«

, Diese'^Aufgabe wird ausgehend von der eingangs näher erläuterten Anordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die

Steuerung abhängig vom Dreh-

'■ zahlsignal ein der zeitlichen Drehzahländerung der Brennj kraftmaschine entsprechendes Beschleunigungssignal erzeugt • und daß die Steuerung eine Vergleichereinr'ichtung aufweist,

die das entsprechend einer vorbestimmten Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik erzeugte Grenzwertsignal des Grenzwertgenerators mit dem Beschleunigungssignal vergleicht " und die Stelleinrichtung auf die gewählte Leistungseinstel-

.2-

lung stellt, wenn das Beschleunigungssignal eine kleinere zeitliche Änderung repräsentiert als das Grenzwertsignal und die die Stelleinrichtung auf eine kleinere Leistung als die gewählte Leistungseinstellung stellt, wenn das Beschleunigungssignal eine größere zeitliche Änderung.repräsentiert als das Grenzwertsignal und daß die Steuerung so ausgebildet ist, daß sie die Drehzahl auf eine vorbestinunte maximale Grenz drehzahl begrenzt.

Bei einer derartigen Anordnung werden unnötig Lärm verursachende Betriebsweisen verhindert. Durch die Begrenzung der Motorbeschleunigung und damit bei eingerückter Kupplung der Fahrzeugbeschleunigung einerseits und die Begrenzung der Motordrehzahl andererseits wird erreicht, daß der Motor stets mit einer Leistungseinstellung betrieben wird, bei welcher die Geräuschemission in vorgegebenen Grenzen bleibt. Bei Werten der Drehzahl und der zeitlichen Drehzahländerung, die kleiner als die durch die Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik vorgegebenen Grenzwerte sind, wird das Beschleunigungsverhalten des Motors und damit des Kraftfahrzeugs ausschließlich durch die manuell vorgegebene Leistungseinstellung, beispielsweise des Gaspedals bestimmt. Erreichen die Drehzahländerungswerte des Motors die Grenzwerte der Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik, so wird die Leistungseinstellung vermindert. Die Drehzahl ändert sich damit nur noch entsprechend der "Kurve" der Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik, bis sie die maximale Grenz djrehzahl erreicht, welche nicht überschritten wird.

Der Grenzwertgenerator ist bevorzugt so ausgebildet, daß er bei Annäherung an die maximale Grenzdrehzahl ein Grenzwertsignal abgibt, welches mit wachsender Drehzahl monoton, vorzugsweise linear abnehmende Werte der zeitlichen Drehzahländerung repräsentiert. Bei einer solchen Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik lassen sich auch hohe Drehzahlwerte einstellen, ohne daß die Geräuschemission übermäßig wachsen der der Fahrkomfort darunter leiden würde.

Die maximale Grenssdrehzahl _β bei dar äas Grenzwertsignal .zweckmäßigerweise den Wert Null der seitlichen Drehzahländerung repräsentiert„ liegt vorzugsweise über derjenigen Drehzahl _ρ bei der der Motor sein maximales Drehmoment erzeugt.. Die Vorteile einer solchen Charakteristik zeigen sich insbesondere beim Anfahren an Steigungen, wo der Motor für die maximale Steigfähigkeit des Kraftfahrzeugs auf die Drehzahl seines maximalen Drehmoments beschleunigt werden muß.

Die durch das Grenzwertsignal des Grenzwertgenerators festgelegte maximale zeitliche Drehzahländerung muß kleiner sein als die bei unbeeinflußter Motorleistung maximal erreichbare Drehzahländerung- Im einfachsten Fall gibt der Grenzwertgenerator in einem unteren Drehzahlbereich der Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik ein konstantes Grenzwerts.ignal ab, welchem die Beschleunigungs-Charakteristik des Motors folgt, bis er bei einer vorbestimmten Drehzahl den monoton abnehmenden Äst der Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik erreicht.

Die charakteristischen Werte für die maximale zeitliche Drehzahländerung und die maximale Grenzdrehzahl sowie.die Drehzahl, bei der die monoton abnehmende Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik beginnt, bestimmen den Fahrkomfort. Diese charakteristischen Werte werden zweckmäßigerweise abhängig von der Gangschaltstellung des Schaltgetriebes des Kr-aftfahrzeugs gewählt bzw. gesteuert. Mit zunehmender Gangstufe, das heißt mit wachsendem Verhältnis von Ab-.

triebsärehzahl zu Antriebsdrehzahl des Schaltgetriebes werden die Maximalwerte der zeitlichen Drehzahländerung kleiner und die maximale Grenzdrehzahl als auch die Drehzahl bei der die monotone Abnahme der Charakteristik beginnt, kleiner= Die Grenzwerte der zeitlichen Drehzahländerung sind bevorzugt proportional zu den Übersetzungsverhältnissen des Schaltgetriebes gewählt, so daß sich in jedem Gang die gleiche Fahrzeugbeschleunigung ergibt. Die

Drehzahlen, bei denen die monotone Abnahme der Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik beginnt, sind zweckmäßigerweise so gewählt, daß sich bei Betrieb des Kraftfahrzeugs auf ebener Straße etwa der gleiche Wert der Geräuschemission ergibt. Für die Getriebeleerlaufstellung wird als maximale Grenzdrehzahl zweckmäßigerweise ein Mindestwert gewählt, der noch sicheren Motorleerlaufbetrieb gewährleistet. Damit kann unnötiges Beschleunigen des Motors bei stehendem Kraftfahrzeug z.B. bei einem Ampelstop oder dergleichen verhindert werden.

Beim Zurückschalten des Schaltgetriebes und beim Anfahren soll der Motor relativ rasch beschleunigen können, was einem vergleichsweise hohen Wert der zeitlichen Drehzahländerung entspricht. In einer bevorzugten Ausführungsform wird hierzu sowohl die Kupplungsfunktion als auch die Getriebeschaltstellung überwacht und der durch den Grenzwertgenerator vorgegebene maximale Wert der Drehzahländerung erhöht, wenn beispielsweise bei ausgerückter Kupplung und eingelegtem 1. Gang der Anfahrzustand signalisiert wird oder bei ausgerückter Kupplung und Wechsel, von einem höheren Gang zu einem niedrigeren Gang das Zurückschalten des Getriebes erfaßt wird. Durch diese Maßnahmen wird jedoch im wesentlichen nur der maximale Wert der zeitlichen Drehzahländerung erhöht. Die Verringerung des Grenzwertsignals bei Erreichen des monoton abfallenden Asts der Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik wird jedoch vorzugsweise beibehalten . .j

Bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform muß durch einen Sensor erfaßt werden, ob die Kupplung eingerückt oder ausgerückt ist. Ein solcher Sensor kann entfallen, wenn die Steuerung das Besch^Leunigungssignal

nicht abhängig von der Motordrehzahl, sondern abhängig von der Fahrgeschwindigkeit multipliziert mit dem übersetzungsverhältnis des an dem Schaltgetriebe eingestellten Gangs erzeugt. Beim Wechseln des Gangs ändert sich die Fahrge-

schwindigkeit nichts während der mit dem übersetzungsverhältnis des eingestellten Gangs multiplizierte Drehzahlwert wechselt= Beim Zurückschalten kann damit der Motor bereits vor dem Einrücken der Kupplung rasch auf einen der neuen Gangschaltstellung entsprechenden Drehzahlwert beschleunigt werden.

Für die Leistungsstelleinrichtung können unterschiedlichste Ausführungsformen benutzt werden. Der von der Steuerung steuerbare Antrieb kann auf mechanischem Weg die manuell, beispielsweise über das Gaspedal oder einen Gasdrehgriff eingestellte Leistungseinstellung des Vergasers oder der Einspritzpumpe verändern. Ebenso kann zusätzlich zu einem herkömmlich ausgebildeten Drosselklappenvergaser oder Schwimmerventilvergaser im Ansaugweg des Luft-Kraftstoff-Gemisches oder im Abgasweg eine zusätzliche, von dem Antrieb verstellbare Drosselklappe vorgesehen sein. In bevorzugten Ausführungsformen ist der Antrieb der Stelleinrichtung in einen Positionier-Regelkreis geschaltet, dessen Soll-Position abhängig von dem Grenzwertsignal des Grenzwertgenerators steuerbar ist. Der Positionier-Regelkreis wird sowohl von einem manuell, beispielsweise mittels des Gaspedals einstellbaren Sollwertgeber als auch von dem Grenzwertgenerator wechselweise, z.B. über einen vom Vergleicher gesteuerten Umschalter oder dergleichen gesteuert. Geeignet sind auch vermaschte Regelkreise, deren Führungsgrößen von dem Grenzwertgenerator, insbesondere über einen Regler und dem manuell einstellbaren Sollwertgeber geliefert werden.

Bei dem Grenzitfertgenerator kann es sich um einen Signalwandler handeln,, der das Drehzahlsignal entsprechend der vorbestimmten Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik in das Grenzwertsignal umformt. Soweit die Steuerung jedoch als Mikroprozessor oder dergleichen ausgebildet ist, ist die Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik zweckmäßigerweise als Satz von Drehzahländerungsdaten in einem Fest-

wertspeicher gespeichert.

Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen nähert erläutert werden. Es zeigt: 05

Fig. 1 ein. Blockschaltbild einer Anordnung zur Begrenzung der Geräuschemission der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrζ eugs;

Fig. 2 . ein Blockschaltbild einer in der Anordnung nach Fig. 1 verwendbaren Schaltungsvariahte.

Fig. 3 und 4 Diagramme mit der zeitlichen Drehzahländerung

der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Drehzahl zur.Erläuterung der Wirkungs

weise der Anordnung gemäß den Fig. 1 und 2.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Brennkraftmaschine 1, die über eine ein- und ausrückbare Reibungskupplung 3 und ein mehrgängiges Schaltgetriebe 5 ein nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug antreiben. Die Gänge des Schaltgetriebes 5 können bei ausgerückter Kupplung 3 mittels eines Gangschalthebels 7 gewechselt werden.

Die Leistung der Brennkraftmaschine 1 wird von einem elektrischen Antriebsmotor 9 eingestellt/ welcher eine Stelleinrichtung 11,hier schematisch als Drosselklappe eines Vergasers dargestellt, antreibt. Der Antriebsmotor 9 ist Bestandteil eines Positionier-Regelkreises 13 bestehend aus einem den Motor 9 treibenden Regler 15, einem mit dem Motor drehfest gekuppelten Positionsgeber 17 und einem Vergleicher 19, welcher das aus einem Sollwertgeber 21 über einen Umschalter 23 zugefühfte Positions-Sollsignal mit dem Positions-Istsignal des Positionsg'ebers 17 vergleicht bzw. die Differenz dieser Signale als Fehlersignal an den Regler 15 liefert. Der Positions-Sollwertgeber ■ 21 wird wählbar über ein Stellglied 25, beispielsweise das

Gaspedal auf die gewünschte Leistung der Brennkraftmaschine

1 eingestellt. Der Positionier-Regelkreis 13 stellt die Stelleinrichtung 11 auf die der gewünschten Leistungseinstellung entsprechende Position»

Um die Geräuschemission der Brennkraftmaschine 1 zu begrenzen, kann die Brennkraftmaschine 1 abhängig von ihrer . Drehzahl und der Drehzahländerung pro Zeiteinheit, das heißt ihrer Beschleunigung entsprechend einer vorbestimmten Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik, begrenzt werden. Die vorbestimmte Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik ist in einem Festwertspeicher 27 gespeichert,so, daß die den Drehzahlwerten jeweils zugeordneten Drehzahländerungswerte abhängig von dem der Motordrehzahl proportionalen Signal eines die Motordrehzahl erfassenden Drehzahlgebers

2 9 abgerufen werden können. Eine Differenziereinrichtung leitet aus dem zur Motordrehzahl η proportionalen Drehzahlsignal des Drehzahlgebers 29 ein der zeitlichen Drehzahländerung dn/dt entsprechendes Beschleunigungssignal ή ab. Eine Komparator- bzw. Vergleichereinrichtung 33 vergleicht die von dem Festwertspeicher 27 und der Differenzlereinrichtung 31 gelieferten Beschleunigungssignale. Soweit das Beschleunigungssignal der Differenziereinrichtung 31 eine kleinere zeitliche Drehzahländerung repräsentiert als das Beschleunigungssignal des Festwertspeichers 27 schaltet die Vergleichereinrichtung 33 den Umschalter 23 in die in Fig. 1 dargestellte Schaltstellung, in der der Positionier-Regelkreis 13 der am Sollwertgeber 21 eingestellten, gewünschten Leistungseinstellung folgt. Liefert die Differenziereinrichtung ein Beschleunigungssignal, welches eine größere zeitliche Drehzahländerung repräsentiert als das Beschleunigungssignal des Festwertspeichers 27, so schaltet die Vergleichereinrichtung, 33 den Umschalter 23 in seine andere Schaltstellung um, in der der Vergleicher 19 des Positionier-Regelkreises 13 über einen Regler 35 mit dem Festwertspeicher 27 verbunden ist. Der Regler 35 liefert abhängig vom Beschleunigungssignal des

Festwertspeichers 27 ein Sollwertsignal an den Positionier-Regelkreis, womit dieser die Leistungseinstellung der Brennkraftmaschine 1 soweit mindert, bis die tatsächliche zeitliche Drehzahländerung der Brennkraftmaschine 1 dem von der Beschleunigungs-Drehzahi-Charakteristik vorgegebenen Wert entspricht. Die Brennkraftmaschine 1 wird damit bei wachsender Drehzahl entsprechend der vorbestimmten, gespeicherten Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik leistungsgeregelt. Die Leistungsregelung erfolgt, wie nachstehend noch näher erläutert wird, abhängig von der Gangstellung des Getriebes, die von einem Sensor 37 erfaßt wird und abhängig vom Betriebszustand der Kupplung 3, das heißt deren Einrück- bzw. Ausrückzustand, der von einem Sensor 39 ermittelt wird.

Fig. 3 zeigt Einzelheiten der Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik des ersten Gangs des Getriebes 5, das heißt des Gangs mit größtem Untersetzungsverhältnis bzw. kleinstem Verhältnis von Abtriebsdrehzahl zu Antriebsdrehzahl des Getriebes. Auf der Abszisse ist die Drehzahl n, auf der Ordinate die Änderung der Drehzahl pro Zeiteinheit, das heißt ή dargestellt. Mit 41 ist die Drehzahländerungskurve eines herkömmlichen, im ersten Gang bei maximaler Leistungseinstellung des Motors in ebenem Gelände betriebenen Kraftfahrzeugs dargestellt. Die Drehzahländerung des Motors nimmt mit wachsender Drehzahl zu, bis etwa bei einer Drehzahl η das maximale Motordrehmoment MjJ_1113x ^er~ reicht ist. Die Drehzahländerung nimmt dann wieder ab, bis die maximale Drehzahl η des Motors erreicht ist.

Gestrichelt eingezeichnete Linien 43 und 45 zeigen qualitativ in diesem Diagramm die Orte konstanter Geräuschemission mit wachsender Leistungseinstellung des Motors. Die Linie 45 ist einer größeren Le.istungs ein stellung zugeordnet als die Linie 43. Die Kurve 41 zeigt, daß der herkömmliche, auf maximale Leistung eingestellte Motor beim Beschleunigen Gebiete hoher Geräuschemission erreicht.

Mit 47 ist die in dem Festwertspeicher 27 der Schaltung nach Fig. 1 für den ersten Gang gespeicherte Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik bezeichnet. Die Charakteristik 47 begrenzt die zeitliche Drehzahländerung ή in einem unteren Drehzahlbereich bis zu einer Drehzahl η - auf einen konstanten Wert ή... In einem darüberliegenden Drehzahlbereich zwischen der Drehzahl η - und einer oberen Grenzdrehzahl n, ,. schließt sich ein monoton linear mit wachsender Drehzahl abfallender Ast 49 der Charakteristik an. Die Drehzahl-Charakteristik erreicht bei der oberen Grenzdrehzahl η, _Λ den Wert Null. Innerhalb des schraffier-

bi

ten, von der Charakteristik 47 umgrenzten Diagrammbereichs wird der Motor 1 entsprechend der am Gaspedal bzw. Stellglied 25 (Fig. 1) eingestellten, gewünschten Leistungs- einstellung betrieben, überschreitet die zeitliche Drehzahländerung ή des Motors mit wachsender Drehzahl η den durch die Charakteristik 47 vorbestimmten Wert der Drehzahländerung, so wird die Motorleistung selbsttätig vermindert, so daß die Drehzahländerung, entsprechend der Charakteristik 47 erfolgt. In Fig. 3 ist durch eine gestrichelte Linie 51 das Diagramm der Drehzahländerung eines gemäß Fig. 1 im ersten Gang und ebenen Gelände angetriebenen Kraftfahrzeugs bei maximaler Leistungseinstellung dargestellt. Die Beschleunigungskurve der Brennkraftmaschine bleibt im gesamten Drehzahlbereich bei geeigneter Wahl von ή.. , η ₁ und n, .. unter einem vorbestimmten Wert der Geräuschemission.

Fig. 4 zeigt die Charakteristik 47 des ersten Gangs im Zusammenhang mit einer entsprechenden Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik 53 des zweiten Gangs sowie einer entsprechenden Charakteristik 55 für den Leerlauf des . Getriebes. Die Grenzwerte ή, n_ und n, sind durch ent-

ei Jj

sprechende Indexziffern gekennzeichnet. Die Beschleunigungsgrenzwerte ή., und n„ zumindest des ersten und zweiten Gangs sind so bemessen, daß sich unter Berücksichtigung der Getriebeuntersetzung in diesen Gängen eine konstante

Fahrzeugbeschleunigung ergibt. Die Drehzahlgren2werte η und η j liegen beispielsweise bei Werten konstanter Geräuschemission bei Betrieb des Fahrzeugs in ebenem Gelände, die durch eine gestrichelte Linie 57 angedeutet ist. Die obere Grenzdrehzahl n, - und n, ₂, wie auch der höheren Gänge nimmt mit wachsendem Verhältnis von Abtriebsdrehzahl zu Antriebsdrehzahl des Getriebes, das heißt mit wachsender Gangstufe zu. Die oberen Grenzdrehzahlen n, der Gänge liegen sämtlich oberhalb der dem maximalen Motordrehmoment M, zugeordneten Drehzahl η (Fig. 3), um in jeder Fahrsituation gegebenenfalls das maximale Motordrehmoment zur Verfügung zu haben. Die obere Grenzdrehzahl n, q für die Leerlaufstellung des Getriebes ist so bemessen, daß unnötiges Beschleunigen des Motors verhindert, ordnungsgemäßer Leerlaufbetrieb des Motors jedoch sichergestellt wird.

Beim Zurückschalten von einem höheren Gang auf einen niedrigeren Gang oder beim Anfahren ist ein vergleichsweise hoher Wert der Begrenzung der Drehzahländerung erwünscht, der die im sonstigen Fahrbetrieb üblichen Werte übersteigt. Derartige Fahrsituationen werden bei der Anordnung gemäß Fig. 1 durch den.auf die Kupplungsbetriebsstellung ansprechenden Sensor 39 erfaßt und über eine nicht näher dargestellte Auswerteschaltung, beispielsweise des Festwert-Speichers 27 mit dem Gangstellungssignal des Sensors 37 verknüpft. Der Festwertspeicher 27 erhöht bei den Bedingungen des Anfahrens oder des Zurückschaltens des Getriebes den BeSiChleunigungsgrenzwert, wie dies in Fig. 4 durch eine gestrichelte Linie 59 für den Anfahrzustand im ersten Gang dargestellt ist. Bei Vorliegen der Bedingungen "Kupplung ausgerückt" und "Erster Gang eingelegt" gibt der Festwertspeicher 27 im unteren .Drehzahlbereich das Beschleunigungs-Grenzwertsignal ή.. , ab, welches beim Einrücken der Kupplung auf den Wert ή- entsprechend der Charakteristik 47 verringert wird. Die monoton abnehmende Charakteristik 49 im Drehzahlbereich zwischen η ₁ und n, ₁ bleibt im wesentlichen unverändert. Beim Zurückschalten

von einem höheren Gang auf einen niedrigeren Gang erfaßt die vorstehend erwähnte Logikschaltung das Ausrücken der Kupplung sowie den Wechsel der Gangsehaltstellung, um den Beschleunigungs-Grenzwert des jeweils niedrigeren Gangs zu erhöhen.

Die vorstehend erläuterten Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristikkurven sind lediglich als, wenn auch bevorzugtes, Beispiel anzusehen. Andere Kurvenformen sind ebenfalls denkbar, insbesondere gekrümmte Kurven oder, wie

■ in Fig. 3 durch eine strichpunktierte Linie 61 dargestellt, durch Geradenstücke approximierte Kurvenverläufe.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsvariante der Anordnung nach Fig. 1, bei der die Komponenten 101 bis 111, 117, 127 bis 133 und 137 den mit einer um jeweils die Zahl 100 verringerten Bezugszahl bezeichneten Komponenten der Fig. 1 entsprechen. Insoweit wird auf die. Erläuterung zu Fig. 1 Bezug genommen. Im Unterschied zur Ausführungsform nach Fig. 1 ist jedoch kein auf die Kupplungsstellung ansprechender Sensor vorgesehen. Das der Differenziereinrichtung 131 zugeführte drehzahlproportionale Signal wird mit Hilfe eines die Abtriebsdrehzahl des Getriebes 105 erfassenden Drehzahlgebers 171 erzeugt, welcher über eine Multipliziereinrichtung 173 mit der Differenziereinrichtung 131 verbunden ist. Die Multipliziereinrichtung 173 wird von dem Sensor 137 abhängig von der Gangstellung des Getriebes gesteuert und multipliziert das Drehzahlsignal des Drehzahlgebers 171 mit dem der Gangstellung entsprechenden Verhältnis von Abtriebsdrehzahl zu Antriebsdrehzahl des Getriebes 105. Bei eingerückter Kupplung 103 entspricht das der Differenziereinrichtung 131. zugeführte Drehzahlsignal der Drehzahl der Brennkraftmaschine 101. Bei ausgerückter Kupplung 103 wird das Drehzahlsignal durch die Fahrgeschwindigkeit und die Gangstellung des Getriebes 105 festgelegt. Beim Zurückschalten des Getriebes 105 von einem höheren Gang auf einen niedrigeren Gang kann damit der

Motor relativ rasch beschleunigt werden, ohne daß die Kupplungsfunktion überwacht werden müßte.

- Leerseite -

Claims

Fichtel & Sachs AG Reg. 12 128

Ernst-Sachs-Straße 62 Fall 837

D-8720 Schweinfurt 1

Anordnung zur Begrenzung der Geräuschemission der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.

Patentansprüche

I/ Anordnung sur Begrenzung der Geräuschemission einer Brennkraftmaschine (1) eines Kraftfahrzeugs, mit einer wählbar einstellbaren Stelleinrichtung (9, .11, 13, 21, 25) für die Leistung der Brennkraftmaschine, welche einen elektrisch steuerbaren Antrieb (9) aufweist, mittels dem die gewählte Leistungseinstellung änderbar ist, mit einem Drehzahlgeber (29), der ein der Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) proportionales Drehzahlsignal erzeugt, mit einem Grenzwertgenerator (27), welcher ein nach einer vorbestimmten Grenzwert-Drehzahl-Charakteristik von dem Drehzahlsignal abhängiges Grenzwertsignal abgibt und mit einer den Antrieb (9) der Stelleinrichtung (9, 11, 13, 21, 25) abhängig von dem Grenzwertsignal steuernden Steuerung (23, 27-35), dadurch

•5 gekennzeichnet, daß die

Steuerung (23, 27,-35) abhängig

von dem Drehzahlsignal ein der zeitlichen Drehzahländerung der Brennkraftmaschine (1) entsprechendes Beschleunigungssignal erzeugt und daß die Steuerung (23, 27-35) eine Vergleichereinrichtung (33) aufweist, die

w «ta

das entsprechend einer vorbestimmten Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik erzeugte Grenzwertsignal des Grenzwertgenerators (27) mit dem Beschleunigungssignal vergleicht und die Stelleinrichtung (9, 11, 13, 21, 25) auf die gewählte Leistungseinstellung stellt, wenn das Beschleunigungssignal eine kleinere zeitliche Änderung repräsentiert als das Grenzwertsignal und die die Stelleinrichtung (9, 11, 13, 21, 25) auf eine kleinere Leistung als die gewählte Leistungseinstellung stellt,.

wenn das Beschleunigungssignal· eine größere zeitliche Änderung repräsentiert als das Grenzwertsignal und daß die Steuerung (23, 27-35) so ausgebildet ist, daß sie die Drehzahl auf eine vorbestimmte maximale Grenzdrehzahl begrenzt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η- η - " zeichnet , daß der Grenzwertgenerator (27) bei Annäherung an die maximale Grenzdrehzahl ein Grenzwertsignal abgibt, welches mit wachsender Drehzahl monoton vorzugsweise linear abnehmende Werte der zeitlichen Drehzahländerung repräsentiert.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Grenzwertsignal bei der maximalen Grenzdrehzahl den Wert Null der zeitlichen Drehzahländerung repräsentiert.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die maximale Grenzdrehzahl oberhalb derjenigen Drehzahl liegt, bei der die Brennkraftmaschine (1) ihr maximales Drehmoment erzeugt.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Grenzwertgeneratof (27) für Drehzahlen kleiner als eine vorbestimmte Drehzahl, welche niedriger als die maximale Grenzdrehzahl ist, ein im wesentli-

chen drehzahlunabhängiges Grenzwertsignal abgibt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,, wobei die Brennkraftmaschine (1) das Kraftfahrzeug über ein Schaltgetriebe (5) mit mehreren Gängen antreibt, dadurch gekennzeichnet , daß der Grenzwertgenerator (27) so ausgebildet ist, daß er gesteuert von einer auf die Gangstellung des Schaltgetriebes (5) ansprechenden Steuerstufe (37) auf jeweils eine der Gangstellung zugeordnete Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik aus einem Satz vorgegebener Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristika einstellbar ist.

7. Anordnung nach Anspruch S_f dadurch g e k e η η -

zeichnet^ daß die maximale Grenzdrehzahl mit wachsendem Verhältnis von Äbtriebsdrehzahi zu Antriebsdrehzahl der Gänge des Schaltgetriebes (5) zunimmt.

ο Anordnung nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η ζ-β lehnet ₇ daß der maximale Wert der durch die Beschleunigungs-Drehzahl-Charakeristik vorbestimmten zeitlichen Drehzahländerung mit wachsendem Verhältnis von Abtriebsdrehzahl zu Äntriebsdrehzahi der Gänge des Schaltgetriebes (5) abnimmt»

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Brennkraftmaschine (1) das Kraftfahrzeug über ein Schaltgetriebe (5), welches über eine ein- und ausrückbare Kupplung (3) mit der Brennkraftmaschine (1) gekuppelt ist, antreibt, dadurch gekennzeichnet,, daß der Grenzwertgenerator (27) so ausgebildet istf daß er, gesteuert von einer auf die Ein- und Äusrückstellung der Kupplung (3) ansprechenden Steuerstufe (39)f den maximalen Wert der bei eingerückter Kupplung durch die Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik vorbestimmten seitlichen Drehzahländerung bei aus-

gerückter Kupplung (5) erhöht.

10. Anordnung nach Anspruch 9 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Grenzwertsignal für Drehzahlen unterhalb der vorbestimmten Drehzahl bei ausgerückter Kupplung (5) eine größere zeitliche Drehzahländerung repräsentiert als bei eingerückter Kupplung (5) .

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10_# dadurch gekennzeichnet , daß der Antrieb (9) der Stelleinrichtung (9, 11, 13, 21, 25) in einen Positionier-Regelkreis (13) geschaltet ist, dessen Sollposition . abhängig vom Grenzwertsignal des Grenzwertgenerators

(27) steuerbar ist.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (23, 27-35) eine, von der Vergleichereinrichtung (33) gesteuerte Umschalteinrichtung (23) aufweist, die den Positionier-Regelkreis (13) wechselweise mit dem Grenzwertgenerator (27) oder einem manuell einstellbaren Sollwertgeber (21, 25) koppelt.

13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Grenzwertgenerator (27) und den Positionier-Regelkreis (13) ein Regler (35) geschaltet ist.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Brennkraftmaschine (101) das Kraftfahrzeug über ein Schaltgetriebe (105) mit mehreren Gängen, welches über eine ein- und ausrückbare Kupplung (103) an die Brennkraftmaschine (101) gekuppelt ist, antreibt, dadurch g e kennzeichnet, daß ein Drehzahlgeber (171) das der Steuerung (127, 131) zur Erzeugung des

Beschleunigungssignals sugeführte Drehzahlsignal proportional zur Drehzahl an einem Abtriebsorgan des Schaltgetriebes (105) multipliziert mit dem überset- . zungsverhältnis des Ganges erzeugt» 05

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Grenzwertgenerator einen Festwertspeicher (27) für Sätze von Drehzahländerungsdaten umfaßt»

16. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerung (23, 27-351 127, 131) eine Differenziereinrichtung (31; 131) zur Erzeugung des der zeitlichen Drehzahländerung der Brennkraftmaschine entsprechenden Beschleunigungssignals aufweist.