DE3302845A1 - Arrangement for limiting the noise emission of the internal combustion engine of a motor vehicle - Google Patents
Arrangement for limiting the noise emission of the internal combustion engine of a motor vehicleInfo
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Abstract
Description
Fichtel & Sachs AG -G- Reg. 12Fichtel & Sachs AG -G- Reg. 12
Ernst-Sachs-Straße 62 Fall 837Ernst-Sachs-Strasse 62 Case 837
D-8720 Schweinfurt 1D-8720 Schweinfurt 1
Anordnung zur Begrenzung der Geräusehemission der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.Arrangement for limiting the noise emission of the internal combustion engine of a motor vehicle.
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.The invention relates to an arrangement for limiting the noise emission of an internal combustion engine of a motor vehicle, with a selectable adjustable adjusting device for the power of the internal combustion engine / which one has electrically controllable drive, by means of which the selected power setting can be changed, with a Speed sensor, which generates a speed signal proportional to the speed of the internal combustion engine, with a limit value generator, which one according to a predetermined limit value speed characteristic emits a limit value signal dependent on the speed signal and with one the drive the setting device depending on the control controlling the limit value signal.
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 GeräuschemissionThe noise emission of an automobile engine is highly dependent on the operating conditions of the engine and increases, for example, with increasing engine speed. The noise level is also determined by the power setting of the engine selected on the accelerator pedal or the like. In In a large number of operating situations, the selected power setting far exceeds the actual power requirement. For example, the motor is operated at excessive speed when the clutch is engaged while starting or a power setting is selected while driving, which admittedly reduces the noise emission
beträchtlich(? das verfügbare Motordrehmoment jedoch nur unwesentlich erhöht=considerable (? the available engine torque however only insignificantly increased =
Es ist bekannt, den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dadurch zu verringern, daßIt is known the fuel consumption of the internal combustion engine to reduce a motor vehicle in that
einer wählbar einstellbaren Leistungsstelleinrich- ; tung des Kraftfahrzeugs, beispielsweise der mittels desa selectable adjustable power control device; direction of the motor vehicle, for example by means of the
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.Accelerator pedal adjustable carburetor or injection pump; location is assigned an electric drive with which the the power setting preselected with the accelerator pedal can be changed. The extent of the change is dependent on a control ' determined by the engine speed. The control includes a 'limit value memory j. in which depending on the engine speed the values of the settings of the power setting device which are optimal in terms of fuel consumption are saved »The power setting selected on the accelerator pedal is, if it deviates from the optimal values, corrected according to the optimal values. On. this can reduce fuel consumption, but not noise emissions be kept below a predetermined level with certainty.
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«The object of the invention is to show a way how the noise emission of the internal combustion engine of a motor vehicle can be limited ? if the starting properties of the vehicle, especially when starting up an incline, and the driving comfort are not or only insignificantly impaired «
, Diese'^Aufgabe wird ausgehend von der eingangs näher erläuterten Anordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die"This" task is explained in more detail on the basis of the one explained at the beginning Arrangement according to the invention achieved in that the
Steuerung abhängig vom Dreh-Control depending on the turning
'■ zahlsignal ein der zeitlichen Drehzahländerung der Brennj kraftmaschine entsprechendes Beschleunigungssignal erzeugt • und daß die Steuerung eine Vergleichereinr'ichtung aufweist, The number signal generates an acceleration signal corresponding to the change in speed of the internal combustion engine over time and that the control system has a comparator device,
die das entsprechend einer vorbestimmten Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristik erzeugte Grenzwertsignal des Grenzwertgenerators mit dem Beschleunigungssignal vergleicht " und die Stelleinrichtung auf die gewählte Leistungseinstel-that according to a predetermined acceleration-speed characteristic compares the limit value signal generated by the limit value generator with the acceleration signal "and the setting device to the selected power setting
.2-.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.ment when the acceleration signal is smaller temporal change represented as the limit value signal and the setting device to a lower power than the selected power setting if the acceleration signal represents a greater change over time as the limit value signal and that the controller is designed so that it adjusts the speed to a predetermined maximum limit speed limited.
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.With such an arrangement, unnecessarily noisy operations are prevented. By limiting the engine acceleration and thus, when the clutch is engaged, the vehicle acceleration on the one hand and the limitation the engine speed on the other hand, it is achieved that the engine is always operated with a power setting, at which the noise emission remains within specified limits. For values of the speed and the change in speed over time, which are smaller than the limit values specified by the acceleration-speed characteristic, the acceleration behavior of the engine and thus of the motor vehicle exclusively through the manually specified power setting, determined for example the accelerator pedal. If the speed change values of the motor reach the limit values the acceleration-speed characteristic, the power setting is reduced. The speed changes thus only according to the "curve" of the acceleration-speed characteristic, until it reaches the maximum speed limit, which is not exceeded.
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. The limit value generator is preferably designed in such a way that it emits a limit value signal when the maximum limit speed is approached outputs which, with increasing speed, monotonically, preferably linearly decreasing values of the speed change over time represents. With such an acceleration-speed characteristic high speed values can also be set without the noise emissions increasing excessively which would impair driving comfort.
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.The maximum limit speed β at which the limit value signal expediently represents the value zero of the lateral speed change “ is preferably above the speed ρ at which the motor generates its maximum torque must be accelerated to the speed of its maximum torque for the maximum climbing ability of the motor vehicle.
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.The maximum speed change over time determined by the limit value signal of the limit value generator must be smaller than the maximum achievable speed change with unaffected engine output - In the simplest case, the Limit value generator in a lower speed range of the Acceleration-speed characteristic from a constant Grenzwerts.signal, which the acceleration characteristic of the motor follows until it reaches a predetermined Speed is the monotonically decreasing branch of the acceleration-speed characteristic achieved.
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-.The characteristic values for the maximum speed change over time and the maximum limit speed as well as the Speed at which the monotonically decreasing acceleration-speed characteristic begins to determine the driving comfort. These characteristic values are expediently selected or controlled depending on the gearshift position of the gearbox of the motor vehicle. With increasing Gear step, that is, with an increasing ratio of down.
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. DieThe maximum values of the speed change over time are the drive speed to the drive speed of the gearbox smaller and the maximum limit speed as well as the speed at which the monotonous decrease of the characteristic begins, smaller = the limit values of the speed change over time are preferably selected to be proportional to the gear ratios of the gearbox, so that in results in the same vehicle acceleration in each gear. the
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.Speeds at which the monotonous decrease in the acceleration-speed characteristic begins are expediently chosen so that during operation of the motor vehicle results in approximately the same value of the noise emission on a level road. For the gearbox neutral position, the maximum Limit speed expediently selected a minimum value that still ensures safe engine idling operation. In order to can unnecessarily accelerate the engine when the vehicle is stationary, e.g. when stopping at traffic lights or the like be prevented.
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 When shifting down the gearbox and when starting up, the engine should be able to accelerate relatively quickly, which corresponds to a comparatively high value of the change in speed over time. In a preferred embodiment, both the clutch function and the gear shift position are monitored for this purpose and the maximum value of the speed change specified by the limit value generator is increased if, for example, the starting state is signaled when the clutch is disengaged and 1st gear is engaged, or by a higher one when the clutch is disengaged and a change is made Gear to a lower gear the downshift of the transmission is detected. However, these measures essentially only increase the maximum value of the change in speed over time. The reduction in the limit value signal when the monotonically falling branch of the acceleration / speed characteristic is reached is, however, preferably retained. .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^LeunigungssignalIn the embodiment explained above, must through a sensor can be used to detect whether the clutch is engaged or disengaged. Such a sensor can be omitted, when the controller receives the acceleration signal
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-not dependent on the engine speed, but dependent on the driving speed multiplied by the transmission ratio of the gear set on the gearbox generated. When changing gear, the vehicle changes
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.speed nothing while using the gear ratio The speed value multiplied by the set gear changes = when shifting down, the motor can already accelerated rapidly to a speed value corresponding to the new gear shift position before engaging the clutch will.
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.A wide variety of Embodiments are used. The one from the controller The drive can be controlled mechanically or manually, for example via the accelerator pedal or a throttle twist grip Change the power setting of the carburetor or the injection pump. Likewise, in addition to a conventionally designed throttle valve carburetor or float valve carburetor in the intake path of the air-fuel mixture or an additional throttle valve adjustable by the drive can be provided in the exhaust gas path. In preferred Embodiments, the drive of the actuating device is switched into a positioning control loop, whose set position can be controlled as a function of the limit value signal of the limit value generator. The positioning control loop is controlled by a setpoint generator that can be set manually, for example by means of the accelerator pedal, as well alternately from the limit value generator, e.g. via a switch or the like controlled by the comparator controlled. Meshed control loops are also suitable, their reference variables from the limit value generator, in particular via a controller and the manually adjustable one Setpoint adjuster are supplied.
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-The limit generator can be a signal converter act ,, which the speed signal according to the predetermined acceleration-speed characteristic in transforms the limit value signal. However, if the control is designed as a microprocessor or the like, is the acceleration-speed characteristic expediently as a set of speed change data in a fixed
wertspeicher gespeichert.value memory saved.
Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen nähert erläutert werden. Es zeigt: 05In the following, exemplary embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to drawings. It shows: 05
Fig. 1 ein. Blockschaltbild einer Anordnung zur Begrenzung der Geräuschemission der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrζ eugs;Fig. 1 a. Block diagram of an arrangement for limiting the noise emission of the internal combustion engine Kraftfahrζ eugs;
Fig. 2 . ein Blockschaltbild einer in der Anordnung nach Fig. 1 verwendbaren Schaltungsvariahte.Fig. 2. a block diagram of a circuit variant which can be used in the arrangement according to FIG.
Fig. 3 und 4 Diagramme mit der zeitlichen Drehzahländerung3 and 4 are diagrams showing the change in speed over time
der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Drehzahl zur.Erläuterung der Wirkungsof the internal combustion engine as a function of the speed zur. Explanation of the effect
weise der Anordnung gemäß den Fig. 1 und 2.way of the arrangement according to FIGS. 1 and 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.Fig. 1 shows schematically an internal combustion engine 1, the A friction clutch 3 that can be engaged and disengaged and a multi-speed gearbox 5 is a not shown in detail Drive motor vehicle. With the clutch 3 disengaged, the gears of the gearbox 5 can be adjusted by means of a gearshift lever 7 can be changed.
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 dasThe power of the internal combustion engine 1 is set by an electric drive motor 9 / which is an adjusting device 11, shown here schematically as a throttle valve of a carburetor, drives. The drive motor 9 is Part of a positioning control circuit 13 consisting consisting of a controller 15 driving the motor 9, a position transmitter 17 which is coupled to the motor in a rotationally fixed manner, and a Comparator 19, which derives from a setpoint generator 21 compares the nominal position signal supplied via a changeover switch 23 with the actual position signal of the position transmitter 17 or the difference between these signals is supplied to controller 15 as an error signal. The position setpoint generator ■ 21 can be selected via an actuator 25, for example the
Gaspedal auf die gewünschte Leistung der BrennkraftmaschineAccelerator pedal to the desired power of the internal combustion engine
1 eingestellt. Der Positionier-Regelkreis 13 stellt die Stelleinrichtung 11 auf die der gewünschten Leistungseinstellung entsprechende Position»1 set. The positioning control circuit 13 provides the Adjusting device 11 to the desired power setting corresponding 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 DrehzahlgebersIn order to limit the noise emission of the internal combustion engine 1, can the internal combustion engine 1 depending on their. Speed and the change in speed per unit of time, the that is, their acceleration according to a predetermined acceleration-speed characteristic. The predetermined acceleration-speed characteristic is stored in a read-only memory 27 so that the the speed change values respectively assigned to the speed values depending on that proportional to the engine speed Signal from a speed sensor that detects the engine speed
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 des2 9 can be accessed. A differentiator derives from the speed signal of the speed sensor 29, which is proportional to the motor speed η, of the speed change over time dn / dt corresponding acceleration signal ή from. A comparator or comparator device 33 compares the acceleration signals supplied by the read-only memory 27 and the differentiating device 31. So far the acceleration signal of the differentiating device 31 represents a smaller change in speed over time than the acceleration signal of the read-only memory 27, the comparator device 33 switches the changeover switch 23 to the switching position shown in Fig. 1, in which the positioning control circuit 13 of the set on the setpoint generator 21, desired power setting follows. If the differentiating device supplies an acceleration signal, which represents a greater change in speed over time than the acceleration signal of the read-only memory 27, the comparator device 33 switches the changeover switch 23 to its other switching position in which the comparator 19 of the positioning control circuit 13 via a Controller 35 is connected to read-only memory 27. The controller 35 delivers depending on the acceleration signal of the
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.Read-only memory 27 sends a setpoint signal to the positioning control loop, with which it reduces the power setting of internal combustion engine 1 until the actual change in speed of internal combustion engine 1 over time corresponds to the value specified by the acceleration / speed characteristic. The internal combustion engine 1 is thus power-regulated as the speed increases in accordance with the predetermined, stored acceleration-speed characteristic. The power regulation takes place, as will be explained in more detail below, as a function of the gear position of the transmission, which is detected by a sensor 37, and as a function of the operating state of the clutch 3, that is, its engagement or disengagement state, which is determined by a sensor 39.
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 MjJ1113x er~ reicht ist. Die Drehzahländerung nimmt dann wieder ab, bis die maximale Drehzahl η des Motors erreicht ist.3 shows details of the acceleration-speed characteristic of the first gear of the transmission 5, that is to say of the gear with the greatest reduction ratio or the smallest ratio of the output speed to the input speed of the transmission. The speed n is shown on the abscissa and the change in the speed per unit of time, that is ή, is shown on the ordinate. 41 shows the speed change curve of a conventional motor vehicle operated in first gear with the engine at maximum power setting on flat terrain. The speed change of the engine increases with increasing rotational speed, to about η at a rotational speed, the maximum engine torque MJJ 1113x he ~ is sufficient. The speed change then decreases again until the maximum speed η of the motor is reached.
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.Lines 43 and 45 drawn in dashed lines qualitatively show the locations of constant noise emission in this diagram with increasing power setting of the engine. Line 45 is a larger service setting assigned as line 43. Curve 41 shows that the conventional engine set at maximum power areas of high noise emission reached when accelerating.
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- The acceleration-speed characteristic stored in the read-only memory 27 of the circuit according to FIG. 1 for the first gear is denoted by 47. The characteristic 47 limits the temporal speed change ή in a lower speed range up to a speed η - to a constant value ή ... In an overlying speed range between the speed η - and an upper limit speed n,,. a branch 49 of the characteristic that decreases monotonically linearly with increasing speed follows. The speed characteristic reaches the value zero at the upper limit speed η, Λ. Within the hatched
bibi
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.th diagram area delimited by the characteristic 47, the engine 1 is operated according to the desired power setting set on the accelerator pedal or actuator 25 (FIG. 1); Value of the speed change, the engine output is automatically reduced so that the speed change takes place in accordance with characteristic 47. In FIG. 3, a dashed line 51 shows the diagram of the change in speed of a motor vehicle driven in first gear and on flat terrain according to FIG. 1 at maximum power setting. The acceleration curve of the internal combustion engine remains in the entire speed range with a suitable choice of ή .., η 1 and n, .. below a predetermined value of the noise emission.
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-4 shows the characteristic 47 of the first gear in connection with a corresponding acceleration / speed characteristic 53 of the second gear and a corresponding characteristic 55 for the idling of the. Transmission. The limit values ή, n_ and n, are determined by
ei Jjei yy
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 konstantemeaningful index numbers. The acceleration limits ή., and n “at least of the first and second Gears are dimensioned in such a way that, taking into account the gear reduction, there is a constant in these gears
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.Vehicle acceleration results. The speed limits η and η j are, for example, at values of constant noise emission when the vehicle is operated on flat terrain, which is indicated by a dashed line 57. The upper limit speed n, - and n, 2 , as well as the higher gears, increases with the increasing ratio of the output speed to the input speed of the transmission, that is, with the increasing gear step. The upper limit speeds n, of the gears are all above the speed η (FIG. 3) assigned to the maximum engine torque M, in order to have the maximum engine torque available in every driving situation. The upper limit speed n, q for the idling position of the transmission is dimensioned in such a way that unnecessary acceleration of the engine is prevented, but proper idling operation of the engine is ensured.
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 ZurückschaltenWhen shifting down from a higher gear to a lower gear or when starting off, a comparatively high value for the limitation of the speed change is desired, which exceeds the values customary in other driving operations. In the arrangement according to FIG. 1, such driving situations are detected by the sensor 39 responding to the clutch operating position and linked to the gear position signal of the sensor 37 via an evaluation circuit (not shown in detail), for example the fixed value memory 27. The read-only memory 27 increases the acceleration limit value under the conditions of starting up or downshifting the transmission, as is shown in FIG. 4 by a dashed line 59 for the starting state in first gear. When the conditions "clutch disengaged" and "first gear engaged" are present, the read-only memory 27 outputs the acceleration limit value signal ή .. in the lower .Speed range, which is reduced to the value ή- according to characteristic 47 when the clutch is engaged. The monotonically decreasing characteristic 49 in the speed range between η 1 and n, 1 remains essentially unchanged. When switching back
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.from a higher gear to a lower gear, the above-mentioned logic circuit detects the disengagement of the Clutch as well as changing the gearshift position to the To increase the acceleration limit value of the respective lower gear.
Die vorstehend erläuterten Beschleunigungs-Drehzahl-Charakteristikkurven sind lediglich als, wenn auch bevorzugtes, Beispiel anzusehen. Andere Kurvenformen sind ebenfalls denkbar, insbesondere gekrümmte Kurven oder, wieThe acceleration-speed characteristic curves explained above are only to be regarded as an example, albeit a preferred one. Other waveforms are also conceivable, in particular curved curves or how
■ in Fig. 3 durch eine strichpunktierte Linie 61 dargestellt, durch Geradenstücke approximierte Kurvenverläufe.■ shown in Fig. 3 by a dash-dotted line 61, Curves approximated by straight lines.
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 derFig. 2 shows a variant embodiment of the arrangement according to Fig. 1, in which the components 101 to 111, 117, 127 to 133 and 137 reduced the with one by the number 100 each Components denoted by reference numbers correspond to those of FIG. In this respect, the. Explanation to Fig. 1 reference taken. In contrast to the embodiment according to FIG. 1, however, none is more responsive to the clutch position Sensor provided. The speed-proportional signal fed to the differentiating device 131 is generated with the aid of one that detects the output speed of the transmission 105 Tachometer 171 is generated, which is connected to the differentiating device 131 via a multiplier 173 is. The multiplier 173 is dependent on the sensor 137 on the gear position of the transmission controlled and multiplied the speed signal of the speed sensor 171 with the ratio corresponding to the gear position from the output speed to the input speed of the gearbox 105. When the clutch 103 is engaged, this corresponds to the differentiating device 131. speed signal of the speed of the internal combustion engine 101. When the Clutch 103 is the speed signal through the vehicle speed and the gear position of the transmission 105 is set. When shifting down the transmission 105 from a higher gear to a lower gear, the
Motor relativ rasch beschleunigt werden, ohne daß die Kupplungsfunktion überwacht werden müßte.Motor can be accelerated relatively quickly without the clutch function having to be monitored.
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1983
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