Regeleinrichtung für die Leerlauf-Drehzahl einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine

Beschreibung

[0001] 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 Schritt 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 Ionenstrommessung 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.

[0002] 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.

[0003] 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 anhand von Signalen zumindest eines am Fahrzeug angeordneten Beschleunigungssensors ermittelt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Laufruhe anhand von Signalen zumindest eines im Fahrzeug-Innenraum vorgesehenen Geräuschsensors ermittelt werden. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

[0004] 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.

[0005] 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.

[0006] 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 angeordneten Beschleunigungssensors ermittelt. Das Fahrzeug kann somit über einen oder mehrere Beschleunigungssensoren, beispielsweise am Lenkrad oder an der Sitzschiene oder an anderen geeigneten Stellen der Karosserie verfügen. Übersteigen nun die von dem oder den Beschleunigungssensoren ermittelten Meßwerte im Brennkraftmaschinen-Leerlauf einen vorprogrammierten Schwellwert, so wird von der Steuerungselektronik der Brennkraftmaschine eine andere Leerlaufdrehzahl angefahren, worauf die sich damit einstellenden Sensorsignale ermittelt werden. 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, d. h. mit den niedrigsten Beschleunigungspegeln der Beschleunigungssensoren 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, d. h. der die geringsten Beschleunigungspegel an den Beschleunigungssensoren hervorruft.

[0007] Analog kann mit dem im Fahrzeug-Innenraum herrschenden Geräuschpegel verfahren werden. 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 können als Geräuschsensoren auch bereits im Fahrzeug-Innenraum vorhandene Mikrophone, z. B. von der Freisprecheinrichtung eines Autotelefons, verwendet oder mitverwendet werden.

[0008] Selbstverständlich ist es möglich, die bislang beschriebenen Ermittlungsverfahren miteinander zu kombinieren, d. h. die Laufruhe sowohl anhand von Signalen eines Beschleunigungssensors als auch anhand von Signalen eines Geräuschsensors zu ermitteln. Durch ein geeignetes Rechenprogramm kann dann ein für das gesamte Leerlaufempfinden optimaler Kompromiß gefunden werden, wenn die jeweils individuell ermittelten günstigsten Drehzahlwerte voneinander differieren. 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.

[0009] 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.

[0010] 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, insbesondere Beschleunigungssensorsignale einen Schwellwert überschreiten - die Leerlaufdrehzahl verändert wird, um einen im Hinblick auf die Laufruhe günstigeren Drehzahlwert zu erzielen.

[0011] 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.

Ansprüche

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 am Fahrzeug angeordneten Beschleunigungssensors ermittelt wird.

2. 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.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei nicht eindeutigen Laufruhe-Meßwerten mit einem Rechenprogramm unter Berücksichtigung weiterer Randbedingungen ein günstiger Kompromißwert für die Leerlauf-Drehzahl ermittelt wird.

4. Regeleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Regeleinheit für die Ermittlung des Leerlauf-Drehzahlwertes selbstlernend arbeitet.

5. Regeleinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Regeleinheit für die Ermittlung des Leerlauf-Drehzahlwertes mit einem aktiven Schallabsorptionssystem verknüpft ist.