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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Motorlagers für ein Kraftfahrzeug. Überdies betrifft die vorliegende Erfindung ein Motorlager für ein Kraftfahrzeug.
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Motorlager dienen zur Befestigung bzw. Abstützung eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs an der Karosserie. Motorlager umfassen üblicherweise eine Arbeitskammer, die mit einem Fluid, insbesondere einem Öl, befüllt ist. Diese Arbeitskammer ist zumindest bereichsweise mit einem elastischen Material, beispielsweise einem entsprechenden Gummi, umgeben. Des Weiteren umfasst das Motorlager eine Ausgleichskammer, die über ein entsprechendes Ausgleichselement mit der Arbeitskammer verbunden ist. Bei unterschiedlichen Schwingungen des Antriebsaggregats und der Karosserie entstehen in der Arbeitskammer und der Ausgleichskammer unterschiedliche Drücke, die über das Ausgleichselement entsprechend ausgeglichen werden. Auf diese Weise können die Schwingungen zwischen dem Antriebsaggregat und der Karosserie gedämpft werden.
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Des Weiteren sind aktive Motorlager mit integrierter Schwingungsaktorik bekannt, welche in Kombination mit einem entsprechend ausgelegten Steuer- oder Regelalgorithmus eingesetzt werden, um unerwünschte Schwingungen durch gezielte Überlagerung mit einer Gegenschwingung auszulöschen. Solche Motorlager werden aktuell eingesetzt, um bestimmte unerwünschte akustische Effekte (z. B. bei Zylinderabschaltung, bei Hybridantrieben und Leerlaufunruhen) zu beseitigen. Weiterhin existieren adaptive Motorlager, die in einem breiten Einsatzbereich ihre Eigenschaften stufenlos verändern können. Dies wird beispielsweise durch den Einsatz spezieller Lagerfluide, wie beispielsweise magnetorheologische Flüssigkeiten, erreicht, mit deren Hilfe der Schwingungskomfort sowie die Fahrdynamik deutlich verbessert werden können.
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Die
DE 102 33 783 A1 beschreibt eine Steuerung für Lagerelemente, insbesondere für Lagerelemente zur Lagerung von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen, wobei wenigstens ein Lagerelement durch Ansteuerung hinsichtlich seines Federverhaltens und/oder Dämpferverhaltens veränderbar ist.
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Die
DE 103 24 245 A1 beschreibt ein hydraulisch bedämpftes Lager, insbesondere ein Motorlager, mit einem Elastomerkörper, der eine Hydraulikkammer begrenzt, die von einer ersten Membran in zwei mit Hydraulikmedium befüllte Teilkammern unterteilt ist, sowie mit einem elektrisch betätigten und geeignet ansteuerbaren Aktuator, mit welchem periodisch eine Kraft auf das Hydraulikmedium ausgeübt werden kann, wobei der Aktuator über eine zweite in einer Nebenkammer vorgesehene Membran oder über eine eine der Teilkammern begrenzende Membran auf das Hydraulikmedium einwirken kann. Bevorzugt kann der Aktuator wahlweise in eine erste, das Volumen der Teilkammer oder Nebenkammer verringernde Position gebracht und in dieser für eine längere Zeitspanne gehalten werden, oder entsprechend in eine zweite, das Volumen der Teilkammer oder Nebenkammer vergrößernde Position, oder es kann der Aktuator schwingend betrieben werden, wobei periodisch eine Krafteinwirkung auf das Hydraulikmedium durch eine abwechselnde Volumenvergrößerung und Volumenverringerung erfolgt.
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Die
DE 60 2004 002 417 T2 betrifft ein Antischwingungssystem für einen Motor, worin die Übertragung von Schwingungen von einem Motor zu einem Fahrzeugkörperrahmen unterdrückt wird, indem die Zufuhr von elektrischem Strom zu einem Aktuator einer aktiven Antischwingungslagerungsvorrichtung gesteuert/geregelt wird.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Einsatzbereich von Motorlagern zur Lagerung von Antriebsaggregaten für Kraftfahrzeuge auf einfache Weise zu erweitern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und durch ein Motorlager gemäß Patentanspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Motorlagers für ein Kraftfahrzeug, das eine Arbeitskammer aufweist, die mit einem Fluid gefüllt ist und die in einem ersten Teilbereich von einem elastischen Material und in einem zumindest zweiten Teilbereich von einem Stellelement begrenzt ist, wird das Stellelement mittels einer Stelleinheit in einem vorgegebenen Bereich bewegt und das Stellelement mittels der Stelleinheit in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs in zumindest eine vorgegebene Position bewegt, wobei diese Position außerhalb des vorgegebenen Bereiches ist, wobei das Stellelement in dieser Position für eine vorgegebene Zeitdauer gehalten wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, mittels dem Stellelement und der Stelleinheit des Motorlagers einen zusätzlichen Betriebszustand bzw. Schaltzustand bereitzustellen, in dem das Stellelement statisch in einer Position gehalten wird. Das Betreiben des Motorlagers in einem solchen Schaltzustand ist bei der Verwendung eines aus dem Stand der Technik bekannten Motorlagers nicht nahegelegt, da bei diesen Motorlagern das Stellelement fortlaufend dazu verwendet wird, entsprechende Gegenschwingungen zu erzeugen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann mit dem Motorlager zusätzlich eine Kraft bereitgestellt werden, mit der das Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs gegenüber der Karosserie abgestützt wird. Die bekannten guten akustischen Eigenschaften des Motorlagers können dabei weiterhin genutzt werden.
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Durch das Bereitstellen des zusätzlichen Betriebszustands des Motorlagers können bisher bestehende Probleme gelöst werden. Beispielsweise kann eine Schwingung des Antriebsaggregats bei dessen Start einfacher verringert werden. Zudem kann ein Stuckern des Kraftwagens effektiv unterdrückt werden. Überdies kann in Abhängigkeit von dem Wunsch des Fahrers eine sportlichere Abstimmung des Motorlagers bereitgestellt werden.
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Erfindungsgemäß wird das Stellelement mittels der Stelleinheit in zumindest eine Position außerhalb des vorgegebenen Bereichs bewegt und dort für eine vorgegebene Zeitdauer gehalten. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Motorlagern wird das Stellelement zwischen einem oberen und einem unteren Anschlag bewegt. Nun soll das Stellelement über diesen Bereich hinaus bewegt werden und dort für eine vorgegebene Zeitdauer gehalten werden. Dabei kann das Stellelement über einen ersten, oberen Anschlag oder über einen zweiten, unteren Anschlag bewegt und dort gehalten werden. Auf diese Weise können für eine vorgegebene Zeitdauer zusätzliche Betriebszustände mit dem Motorlager bereitgestellt werden.
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In einer Ausgestaltung wird der Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs von einem Fahrzeugführer vorgegeben. Beispielsweise kann der Fahrer durch Eingabe an einem Bedienelement einen „Sportmodus” auswählen. Infolge dieser Eingabe wird ein entsprechendes Steuersignal an die Stelleinheit übermittelt, woraufhin die Stelleinheit das Stellelement in die vorgegebene Position bewegt. In dieser Position kann das Stellelement gehalten werden bis der Betriebszustand des Kraftfahrzeugs von dem Fahrer durch eine entsprechende Eingabe geändert wird. Somit können auf einfache Weise besonders sportliche Fahrzeugeigenschaften bereitgestellt werden. Des Weiteren ist eine sportlichere Abstimmung des Motorlagers bei gleichzeitiger klassengerechter Akustik möglich, auch bei einer Zylinderabschaltung, die insbesondere bei großvolumigen Ottomotoren zu Einsatz kommen kann.
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In einer weiteren Ausführungsform wird der Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs mit zumindest einer Erfassungseinheit des Kraftfahrzeugs automatisch erfasst. Eine solche Erfassungseinheit kann beispielsweise als Sensor ausgebildet sein oder mehrere Sensoren umfassen. Damit kann der Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs beispielsweise durch die Fahrgeschwindigkeit, die Fahrbahneigenschaften, die Vorgaben des Fahrzeugführers oder dergleichen angepasst werden. In Abhängigkeit von dem erfassten Betriebsmodus kann das Stellelement mittels der Stelleinheit dazu verwendet werden, durch Erzeugung entsprechender Gegenschwingungen Schwingungen zwischen dem Antriebsaggregat und der Karosserie zu dämpfen. Zusätzlich kann mit dem Motorlager in Abhängigkeit von dem Betriebsmodus der zusätzliche Schaltzustand bereitgestellt werden, bei dem das Stellelement in einer Position festgehalten wird.
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Besonders bevorzugt wird das Stellelement vor einem Starten eines Antriebsaggregats des Kraftfahrzeugs in die zumindest eine vorgegebene Position bewegt und dort für eine vorgegebene Zeitdauer gehalten. Damit kann das Motorlager nicht nur während des Betriebs des Antriebsaggregats des Kraftfahrzeugs genutzt werden. Das Stellelement kann mittels der Stelleinheit vor dem Start bzw. dem Anlassen des Antriebsaggregats in die zumindest eine vorgegebene Position bewegt werden und dort gehalten werden. Das Stellelement kann in der vorgegebenen Position während der Zeitdauer des Startvorgangs gehalten werden. Als Stellsignal, infolge dessen das Stellelement in die vorgegebene Position bewegt wird, kann das Einschalten der Zündung verwendet werden. Ebenso kann das Signal aus einer Start-Stopp-Automatik verwendet werden. Auf diese Weise kann ein deutlich verbessertes Anstellverhalten des Motors erreicht werden. Dabei ist es auch denkbar, dass das Stellelement vor dem Abschalten des Antriebsaggregats in die zumindest eine vorgegebene Position bewegt wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung wird das Stellelement beim Erfassen eines Stuckerns des Kraftfahrzeugs in die zumindest eine vorgegebene Position bewegt und dort für eine vorgegebene Zeitdauer gehalten. Wenn mit einer Erfassungseinrichtung des Kraftfahrzeugs ein Stuckern, d. h. eine durch Fahrbahnunebenheiten angeregte und durch die Aggregats-Eigenschwingung verstärkte Fahrzeugschwingung, erfasst wird, kann ein entsprechendes Steuersignal ausgegeben werden, infolge dessen das Stellelement in die zumindest eine vorgegebene Position bewegt und dort gehalten wird. Auf diese Weise kann der Fahrkomfort erhöht werden.
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Bevorzugt wird zusätzlich zum Bewegen und Halten des Stellelements in der zumindest einen vorgegebenen Position eine Zylinderabschaltung des Antriebsaggregats unterdrückt. Insbesondere kann bei einem vom Fahrzeugführer gewählten „Sportmodus”, bei dem das Stellelement in die vorgegebene Position bewegt wird, zusätzlich eine Zylinderabschaltung unterdrückt werden. Auf diese Weise können bessere fahrdynamische Eigenschaften des Motorlagers erreicht werden.
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Das erfindungsgemäße Motorlager für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Arbeitskammer, die mit einem Fluid gefüllt ist und die in einem ersten Teilbereich von einem elastischen Material und in einem zumindest zweiten Teilbereich von einem Stellelement begrenzt ist, wobei das Stellelement mittels einer Stelleinheit in einem vorgegebenen Bereich bewegbar ist und wobei die Stelleinheit dazu ausgebildet ist, das Stellelement in Abhängigkeit von zumindest einem vorgegebenen Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs in zumindest eine vorgegebene Position zu bewegen und dort für eine vorgegebene Zeit zu halten.
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Die zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile und Weiterbildungen können in gleicher Weise auf das erfindungsgemäße Motorlager übertragen werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein Motorlager gemäß dem Stand der Technik in einer geschnittenen Seitenansicht; und
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2 ein erfindungsgemäßes Motorlager in einer geschnittenen Seitenansicht.
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Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
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1 zeigt ein Motorlager 10 gemäß dem Stand der Technik in einer geschnittenen Seitenansicht. Das Motorlager 10 dient zur Lagerung eines Antriebsaggregats eines Kraftfahrzeugs gegenüber einem Stützelement, insbesondere der Karosserie des Kraftfahrzeugs. Das hier nicht dargestellte Antriebsaggregats kann beispielsweise als Verbrennungsmotor oder Elektromotor ausgebildet sein. Das Motorlager 10 umfasst eine Arbeitskammer 12, die mit einem Fluid, insbesondere mit einem Öl gefüllt ist. Die Arbeitskammer 12 ist in einem ersten Teilbereich von einem elastischen Material 14, insbesondere einem Gummi umgeben. In einem zumindest zweiten Teilbereich ist die Arbeitskammer 12 von einem Stellelement 16 begrenzt.
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Das Stellelement 16 kann beispielsweise als Membran ausgebildet sein. Das Stellelement 16 kann mittels einer Stelleinheit 18 bewegt werden bzw. zu mechanischen Schwingungen angeregt werden. Die Ansteuerung der Stelleinheit 18 erfolgt über entsprechendes Signal einer Steuer- oder Regeleinrichtung. Damit können entsprechende Druckänderungen in der Arbeitskammer 12 erzeugt werden, mit denen Schwingungen zwischen einem Antriebsaggregat und der Karosserie gedämpft werden. Des Weiteren umfasst das Motorlager 10 eine Ausgleichskammer 20. Die Arbeitskammer 12 ist mit der Ausgleichskammer 20 über ein entsprechendes Hydraulikkanalsystem 22 verbunden. Mit dem Hydraulikkanalsystem 22 kann die Dämpfung des Motorlagers 10 angepasst werden.
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Zur Dämpfung von Schwingungen kann Stellelement 16 mittels der Stelleinheit 18 in einem vorgegebenen Bereich zwischen einem oberen Anschlag, der durch die Linie 24 gekennzeichnet ist, und einem unteren Anschlag, der durch die Linie 26 gekennzeichnet ist, bewegt werden.
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2 zeigt das erfindungsgemäße Motorlager 10 in einer geschnittenen Seitenansicht. Dabei ist das Stelleelement 16 in eine vorgegebene Position bewegt, die durch die Linie 28 veranschaulicht ist. In dieser Position kann das Stellelement 16 für eine vorgegebene Zeitdauer gehalten werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die vorgegebene Position oberhalb des oberen Anschlags, der durch die Linie 24 veranschaulicht ist, gehalten. In gleicher Weise kann das Stellelement 16 in einer Position, die sich unterhalb des unteren Anschlags, der durch die Linie 26 veranschaulicht ist, gehalten werden. Des Weiteren kann das Stellelement auch in einer vorgegebenen Position, die sich zwischen dem oberen und dem unteren Anschlag befindet, gehalten werden.
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In Abhängigkeit von einem Betriebsmodus des Kraftfahrzeugs kann ein entsprechendes Steuersignal erzeugt werden, infolge dessen das Stellelement 16 mit Stelleinheit 18 in die vorgegebene Position bewegt und dort für eine vorgegebene Zeitdauer gehalten wird. Ein solcher Betriebsmodus kann beispielsweise von dem Fahrer bzw. Fahrzeugführer vorgegeben werden. Beispielsweise kann er einen „Sportmodus” auswählen. Ebenso kann der Betriebsmodus automatisch mittels einer Erfassungseinheit automatisch erfasst werden. So kann beispielsweise mit der Erfassungseinheit ein Stuckern des Kraftwagens erfasst werden und daraufhin das Stellelement 16 in die vorgegebene Position verfahren werden und dort gehalten werden. Auch vor dem Start des Antriebsaggregats bzw. des Motors kann das Stellelement 16 in die zumindest eine vorgegebene Position bewegt werden und dort gehalten werden. Auf diese Weise kann das Anstellverhalten beim Motorstart deutlich verbessert werden.
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Dabei können auch mehrere Motorlager verwendet werden, um den Motor gegenüber der Karosserie abzustützen. Die einzelnen Stellelemente 16 der jeweiligen Motorlager 10 können mittels der jeweiligen Stelleinheit 18 separat voneinander angesteuert werden.
