DE10055738A1 - Leerlauf-Drehzahlanhebung - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Anhebung der Leerlaufdrehzahl eines Verbrennungsmotors, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, wobei der Verbrennungsmotor unter anderem zumindest eine Pumpe, wie Lenkhelfpumpe, in einem Kraftfahrzeug antreibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anhebung der Leerlaufdrehzahl eines Verbrennungsmotors, wobei der Verbrennungsmotor unter anderem eine Pumpe, wie Lenkhelfpumpe, in einem Kraftfahrzeug antreibt.

Vorrichtungen zur Anhebung der Leerlaufdrehzahl sind bekannt. Sie weisen eine Pumpe, wie Lenkhelfpumpe, auf und ein von der Pumpe mit Druckmittel versorgtes Lenkhilfesystem, wobei auf der Hochdruckseite zwischen Pumpe und Lenkhilfesystem, meist an der Pumpe selbst, ein Drucksensor, wie z. B. ein Druckschalter, angebracht ist. Wird nun im Leerlauf des Verbrennungsmotors, wobei der Verbrennungsmotor eben noch nicht viel Leistung abgeben kann, das Lenkhilfesystem durch Drehen des Lenkrades bis zum Anschlag betätigt, so werden durch Verstellen des Lenkventils und Einströmen des unter Druck stehenden Druckmediums in die eine Lenkzylinderseite als auch Ausströmen des rücklaufenden Druckmediums aus der anderen Lenkzylinderseite der Lenkzylinderkolben und die damit gekoppelten gelenkten Fahrzeugräder so lange verstellt; bis der Lenkzylinder und damit das gesamte Lenkhilfesystem seinen Endanschlag erreicht. Dadurch wird im Endanschlag der Druckmittelstrom durch die Lenkung blockiert, wobei der Druck auf der Druckseite auf seinen maximalen Wert ansteigt, bis das Druckbegrenzungsventil im Lenkhilfesystem, meist in der Lenkhelfpumpe angeordnet, den maximalen Druck begrenzt und den Druckmittelstrom der Pumpe - meist intern in der Pumpe - dem Ansaugbereich der Pumpe wieder zuführt.

Dabei kann die durch den hohen Druck von der Pumpe aufgenommene Leistung die Leistung des sich im Leerlauf befindenden, die Pumpe antreibenden Verbrennungsmotors überschreiten, so daß der Verbrennungsmotor abgewürgt werden kann, wenn nicht vor Überschreiten der Leistungsgrenze des Verbrennungsmotors ein Druckschalter den ansteigenden Druck an die Motorsteuereinheit einer Motorelektronik signalisiert und diese die Leerlaufdrehzahl und damit die abgebbare Leistung des Verbrennungsmotors erhöht, so daß dieser die Lenkhelfpumpe auch bei maximalem Druck im Leerlauf betreiben kann, ohne abgewürgt zu werden.

Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß ein separater Druckschalter oder ein sonstwie gearteter Drucksensor benötigt wird und daß außerdem der Endanschlag des Lenkhilfesystems erst dann signalisiert werden kann, wenn er bereits erreicht worden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Anhebung der Leerlaufdrehzahl zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung zur Anhebung der Leerlaufdrehzahl eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen, wobei der Verbrennungsmotor unter anderem zumindest eine Pumpe, wie Lenkhelfpumpe, antreibt, und wobei zur Anhebung der Leerlaufdrehzahl ein Signal eines eventuell im Fahrzeug schon vorhandenen Lenkwinkelsensors benutzt werden kann.

Bevorzugt wird dabei die Ausführung einer Vorrichtung, die aus dem Lenkwinkel die Lenkwinkelgeschwindigkeit ableiten und verwenden kann.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Vorrichtung den Lenkwinkel und/oder den Lenkradwinkel in Verbindung mit der Lenkwinkelgeschwindigkeit und/oder der Drehgeschwindigkeit des Lenkrades verwenden.

Eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung kann das Signal mit Berücksichtigung der Motorik des Fahrers verwenden.

Eine bevorzugte Vorrichtung kann zumindest eines der Signale oder eine Kombination der Signale zur Vorausbestimmung eines Erreichens eines Endanschlages der Lenkung verwenden.

Eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung sieht vor, daß die Signale der Lenkung zur Vorausbestimmung eines Druckanstieges im Lenkhilfesystem verwendbar sind.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung kann aus dem Lenkwinkelsignal und/oder dem Lenkradwinkelsignal die Lenkwinkelgeschwindigkeit und/oder Drehgeschwindigkeit des Lenkrades herleiten.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung kann ein Steuersignal generieren und eine Motorsteuereinheit des Verbrennungmotors die Leerlaufdrehzahl erhöhen, wenn das Steuersignal vorliegt.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung kann das Steuersignal von einer Steuereinheit generiert werden, der zumindest eines der Signale vorliegt.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuereinheit und die Steuereinheit zur Generierung des Steuersignals getrennte Baueinheiten sind.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuereinheit und die Steuereinheit zur Generierung des Steuersignals eine gemeinsame Baueinheit bilden.

Eine bevorzugte Vorrichtung kann das Steuersignal auf Basis der Signale und/oder der Vorausbestimmung des Endanschlages der Lenkung und/oder des Druckanstieges in dem Lenkhilfesystem an die Motorsteuereinheit des Verbrennungsmotors weiterleiten.

Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung durch einen plötzlichen Abfall der Drehwinkelgeschwindigkeit das Erreichen des Endanschlages der Lenkung oder das Anschlagen/Berühren der gelenkten Räder an ein Hindernis, welches zum Blockieren der Lenkbewegung führen kann, wie z. B. Bordsteinkante, erkennen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung der bekannten Bauart mit einem Druckschalter;

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Lenkwinkelsensor.

An einem Lenkhelfzylinder 1 einer Lenkhelfeinrichtung ist ein Gehäuse 2 angebracht, welches ein nicht dargestelltes Lenkventil enthält. Das Lenkventil wird durch die Lenksäule 3 mittels Lenkrad betätigt. Eine Lenkhelfpumpe 4 wird von einem Verbrennungsmotor 5 über einen Keilriemen 6 angetrieben. An der Lenkhelfpumpe 4 ist unter anderem ein Druckschalter 7 befestigt, der eine Signalleitung 8 zu einer elektronischen Auswerteeinheit 9 besitzt. Die elektronische Auswerteeinheit 9 wertet das Signal des Druckschalters 7 aus und gibt ein entsprechendes Steuersignal über eine Signalleitung 10 an eine Steuereinheit der Verbrennungsmotor-Elektronik 11, die unter anderem für die Leerlaufregelung des Verbrennungsmotors 5 zuständig ist. Wird nun im Leerlaufbetrieb des Verbrennungsmotors 5 die Lenkhelfeinrichtung über Lenkrad und Lenksäule 3 soweit betätigt, daß zum Beispiel die gelenkten Vorderräder 14 in den Endanschlag kommen, so steigt im Lenksystem, das heißt im Lenkzylinder 1, der Druck derart an, daß er innerhalb der Druckleitung 12 zur Lenkhelfpumpe seinen maximal Wert erreicht. Der Druckschalter 7, der jetzt ein elektrisches Signal bekommt, signalisiert entsprechend den Druckanstieg an die elektronische Auswerteeinheit 9, die wiederum mittels eines Steuersignals den Befehl zur Leerlaufdrehzahlerhöhung entsprechend einem Leerlaufdrehzahlprogramm an die Steuereinheit der Verbrennungsmotorelektronik 11 abgibt. Diese Systeme sind bekannt und gehören zum Stand der Technik, was bedeutet, daß z. B. die Hersteller von Lenkhelfpumpen unter anderem für diese Systeme Lenkhelfpumpen mit einem zusätzlichen Bauteil, nämlich dem Druckschalter 7, an die Kunden liefern.

Nun sind seit beträchtlicher Zeit auch Fahrzeuge auf dem Markt, die, wie z. B. Fahrzeuge mit elektronischen Fahrstabilisierungsregelungen, einen Lenkwinkelsensor besitzen, der in Verbindung mit Anti-Blockier-Systemen oder Anti- Schlupf-Systemen zusätzlich zu den Radumdrehungsgeschwindigkeiten auch den Lenkwinkel als auszuwertendes Signal für den jeweiligen Fahrzustand des Fahrzeuges benutzt. Bei Fahrzeugen, die mit einem Lenkwinkelsensor ausgestattet sind, bietet sich daher die Benutzung dieses Lenkwinkelsensors auch für das Erkennen eines Endanschlages des Servolenkungsystemes an.

Ein derartiges erfindungsgemäßes System zeigt Fig. 2. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Ziffern wie in Fig. 1 versehen, so daß sich eine Wiederholung der Beschreibung hier erübrigt. Der Unterschied zur Fig. 1 besteht darin, daß der Lenkwinkelsensor 15, der sich, wie hier dargestellt, z. B. an der Lenksäule vor dem Lenkventilsystem 2 befindet - je nach Fahrzeugbauart kann er sich auch irgendwo anders im System zwischen Lenkrad, Lenkzylinder oder gelenkten Rädern befinden - über die Signalleitung 16 ein Lenkwinkelsignal an die elektronische Auswerteeinheit 9 abgibt. Diese elektronische Auswerteeinheit 9 kann - je nach Auswerteprogramm - aus dem Lenkwinkelsensorsignal und der Zeit, über die dieses Lenkwinkelsensorsignal gemessen werden kann, auch Lenkwinkelgeschwindigkeiten und/oder Lenkwinkelbeschleunigungen ermitteln und daraus wiederum, entsprechend den benutzten Programmen, bestimmte Steuerbefehle über die Signalleitung 10 zur Verbrennungsmotorregelung 11 senden. Dabei kann über das Lenkwinkelsignal, über der Zeit ausgewertet, sowohl eine Auswirkung des Fahrerverhaltens bewertet werden als auch die über die gelenkten Räder 14 in das Lenksystem zurückgeführten Kräfte, die auch wiederum zu Veränderungen im Lenkwinkelgeschwindigkeitsverhalten führen können, so daß auch die äußeren Kräfte auf das Lenkungssystem ausgewertet werden können. So könnte zum Beispiel bei einer gleichmäßigen Lenkradbewegung durch den Fahrer, was einem gleichmäßigen Lenkwinkelsignalverlauf über der Zeit führt, ein plötzlicher Endanschlag der Servolenkung oder ein plötzliches Anstoßen des gelenkten Rades 14 gegen ein Hindernis, wie z. B. an einen Bordstein, zum Blockieren der Lenkbewegung und damit zu einer plötzlichen Verzögerung des Lenkwinkelsignals, über der Zeit gesehen, und damit zu einer schlagartig niedrigeren Lenkwinkelgeschwindigkeit führen, was darauf hindeutet, daß die äußeren Kräfte der Lenkung jetzt höher werden und damit der Druck im Lenksystem ansteigt und damit auch die Verbrennungsmotordrehzahl erhöht werden soll, um den Leistungsbedarf der Lenkhelfpumpe abdecken zu können, ohne daß der Verbrennungsmotor abgewürgt wird. Ebenso werden ruckartige Bewegungen am Lenkrad durch den Fahrer zu erhöhtem Kraftbedarf an der Lenkung und damit auch zu erhöhtem Druckbedarf führen, was wiederum bei entsprechender Leerlaufdrehzahl zu einer Nachregelung der Verbrennungsmotor-Leerlaufdrehzahl führen sollte. Ganz allgemein kann aus der Auswertung des Lenkwinkelsensorsignales, welches in derartigen Fahrzeugen quasi kostenfrei mitgeliefert wird, und durch Verarbeitung mittels entsprechender Programme, die die Motorik des Fahrerverhaltens und/oder die Kräftebedingungen der Servolenkung berücksichtigen können, eine Menge von Möglichkeiten hergeleitet werden. Der Vorteil ist dabei auch, daß die Servolenkungspumpe 4 ohne das störungsempfindliche und kostenverursachende Bauteil des Druckschalters installiert werden kann.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder in den Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Erfindung ist auch nicht auf das 1 die Ausführungsbeispiele der Beschreibung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen, in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und den Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen beziehungsweise Elementen oder Verfahrensschritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten beziehungsweise Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (14)

1. Vorrichtung zur Anhebung der Leerlaufdrehzahl eines Verbrennungsmotors, insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, wobei der Verbrennungsmotor unter anderem zumindest eine Pumpe, wie Lenkhelfpumpe, in einem Kraftfahrzeug antreibt, und mit zumindest einem in den Anmeldeunterlagen offenbarten Merkmal.

2. Vorrichtung zur Anhebung der Leerlaufdrehzahl eines Verbrennungsmotors, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anhebung der Leerlaufdrehzahl zumindest ein Signal eines Lenkwinkelsensors und/oder zumindest ein davon abgeleitetes Signal und/oder zumindest ein dieses repräsentierendes Signal verwendbar ist.

3. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkwinkelgeschwindigkeit abgeleitet werden kann und verwendbar ist.

4. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Lenkwinkelsignal und/oder dem Lenkradwinkelsignal die Lenkwinkelgeschwindigkeit und/oder Drehgeschwindigkeit des Lenkrades hergeleitet wird.

5. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkwinkel und/oder der Lenkradwinkel in Verbindung mit der Lenkwinkelgeschwindigkeit und/oder der Drehgeschwindigkeit des Lenkrades verwendbar ist.

6. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal mit Berücksichtigung der Motorik des Fahrers verwendbar ist.

7. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Signale oder eine Kombination der Signale zur Vorausbestimmung eines Erreichens eines Endanschlages der Lenkung verwendbar sind.

8. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der Lenkung zur Vorausbestimmung eines Druckanstieges im Lenkhilfesystem verwendbar sind.

9. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuersignal generiert wird und eine Motorsteuereinheit des Verbrennungsmotors die Leerlaufdrehzahl erhöht, wenn das Steuersignal vorliegt.

10. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal von einer Steuereinheit generiert wird, der zumindest eines der Signale vorliegt.

11. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuereinheit und die Steuereinheit zur Generierung des Steuersignals getrennte Baueinheiten sind.

12. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuereinheit und die Steuereinheit zur Generierung des Steuersignals eine gemeinsame Baueinheit bilden.

13. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal auf Basis der Signale und/ oder der Vorausbestimmung des Endanschlages der Lenkung und/oder des Druckanstieges in dem Lenkhilfesystem an die Motorsteuereinheit des Verbrennungsmotors weitergeleitet werden.

14. Vorrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen plötzlichen Abfall der Drehwinkelgeschwindigkeit das Erreichen des Endanschlages der Lenkung oder das Anschlagen der gelenkten Räder an ein Hindernis, welches zum Blockieren der Lenkbewegung führen kann, erkannt wird.