DE10233783B4

DE10233783B4 - Steuerung für Lagerelemente, insbes. Lagerelemente zur Lagerung von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE10233783B4
Application number: DE10233783A
Authority: DE
Inventors: Hans Jochen Dipl.-Ing. Stark; Thorsten Dipl.-Ing. Brobeil
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2022-07-26
Also published as: DE10233783A1

Abstract

Steuerung für Lagerelemente, insbesondere Lagerelemente (3) zur Lagerung von Brennkraftmaschinen (6) in Kraftfahrzeugen, wobei wenigstens ein Lagerelement (3) durch Ansteuerung hinsichtlich seines Federverhaltens (22) und/oder Dämpfungsverhaltens (23) veränderbar ist und ein Steuergerät (1) Betriebsparameter (10 bis 15) des Kraftfahrzeuges erfasst und hiervon abhängig das wenigstens eine Lagerelement ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) zusätzlich den aktuellen Fahrstil des Fahrers oder dessen verkehrssituationsbedingtes Handeln (SK) erfasst und abhängig hiervon ein Muster zur Ansteuerung des wenigstens einen Lagerelementes auswählt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für Lagerelemente, insbesondere für Lagerelemente zur Lagerung von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen.

Aus der DE 41 23 254 A1 ist bereits eine Steuerung für aktive Lagerelemente bekannt geworden, bei der die Lagerelemente abhängig von Betriebsgrößen so angesteuert werden, dass der von der Brennkraftmaschine erzeugte Körperschall bzw. die von der Brennkraftmaschine erzeugten Schwingungen weitestgehend ausgelöscht werden. Hierbei werden alle Schallübertragungswege berücksichtigt. Die Kennfelder, die abhängig von den Betriebsgrößen und aufgrund einer fahrzeugspezifischen Ausbildung der Schallübertragungswege eine weitestgehende Auslöschung des Schalls durch Ansteuerung der aktiven Lagerelemente ermöglichen, sind auf fahrzeugspezifischen Speicherbausteinen abgelegt.

Darüber hinaus sind verschiedene schaltbare Lagerelemente bekannt geworden, bei denen nicht der gesamte Schallübertragungsweg berücksichtigt wird, sondern die in der Weise angesteuert werden, dass die Schwingungen am Lagerelement selbst ein Minimum erreichen. So zeigt beispielsweise die DE 41 20 840 C1 ein steuerbares Motorlager, bei dem zwei aus Gummi bestehende Federelemente koaxial zueinander angeordnet sind. Das innere, härter ausgelegte Federelement weist einen Hohlraum auf, der durch ein druckbeaufschlagbares Fluid gefüllt werden kann. Ist der Hohlraum nicht befüllt, so wird das innere Federelement nicht wirksam und zwischen den Auflagern des Motorlagers wirkt nur das äußere, weichere Federelement. Durch Druckbeaufschlagung des Hohlraumes kann das innere Federelement zur Versteifung des Motorlagers hinzugeschaltet werden. Dies kann beispielsweise auf unebener Straße, beim Überfahren von Bordsteinen oder allgemein bei großen Relativbewegungen innerhalb des Motorlagers notwendig sein.

Die DE 34 48 169 C2 zeigt einen anderen Aufbau: hier sind zwei Federelemente aus Gummi zueinander in Reihe geschaltet, wobei eines der Federelemente – nämlich das weichere – durch eine (Reibungs-)Kupplung blockierbar ist. Ist die Kupplung geschaltet, so wirkt nur noch das zweite, härtere Federelement. Die Kupplung soll dann betätigt werden, wenn die Schwingungsamplitude im Lagerelement einen voreingestellten Grenzwert überschreitet.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Steuerung für Lagerelemente, insbesondere für Lagerelemente zur Lagerung von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen, zu schaffen, mit der das Schwingungs- und Geräuschverhalten einerseits und das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs andererseits verbessert sind.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass eine Minimierung der Schwingungsamplituden am Lagerelement oder eine Minimierung der Schallübertragung auf eine Fahrzeugkarosserie nicht ausreichend sind, um einen befriedigenden Geräusch-, Komfort- und Fahreindruck zu vermitteln. Vielmehr ist es erforderlich, bei der Ansteuerung der Lagerelemente einen Fahrstil des Fahrers oder dessen verkehrssituationsbedingtes Handeln zusätzlich zu berücksichtigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Hierbei wird vorgeschlagen, dass die Steuerung zusätzlich zu den bereits bekannten Betriebsparametern die Fahrweise, d.h. den aktuellen Fahrstil des Fahrers oder dessen verkehrssituationsbedingtes Handeln, erfasst und abhängig hiervon ein Muster zur Ansteuerung wenigstens eines Lagerelementes auswählt. Durch diese zusätzliche Einflussgröße kann die Lagerung der vom Lagerelement aufgenommenen Einrichtung (Brennkraftmaschine, Getriebe o. ä) an die Fahrsituation angepasst werden. Beispielsweise kann ein als Drehmomentstütze für die Lagerung der Brennkraftmaschine eingesetztes Lagerelement bei sportlicher Fahrweise so angesteuert werden, dass es eine hohe Steifigkeit aufweist. Die mit dieser Fahrweise verbundenen Fahrmanöver, beispielsweise Lastwechsel oder Spurwechsel, werden im Sinne einer Steigerung der Fahrdynamik und Agilität des Fahrzeuges dadurch positiv beeinflusst, dass die Brennkraftmaschine durch die nun steife Lagerung keine oder nur stark reduzierte Eigenbewegungen mehr ausführen kann.

Gleichzeitig ist es von Vorteil, dass durch die Ansteuerung des Lagerelementes abhängig von der aktuellen Fahrweise das Innengeräusch des Fahrzeuges an die Fahrweise angepasst wird. So ist es bei sportlicher Fahrweise durchaus gewünscht, beispielsweise von einer Brennkraftmaschine erzeugte Geräusche und Schwingungen im Innenraum des Fahrzeuges deutlicher wahrzunehmen als beispielsweise bei komfortorientierter Fahrweise. Durch die Ansteuerung des Lagerelementes im Sinne einer Erhöhung der Steifigkeit wird erfindungsgemäß die Geräuschübertragung des Aggregats, hier der Brennkraftmaschine, auf die Karosserie und damit in den Innenraum des Kraftfahrzeuges erhöht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

So wird vorgeschlagen, die Steuerung des Lagerelementes mit einer Steuerung zur Beeinflussung von Fahrwerkseintellungen oder mit einer Steuerung zur Beeinflussung der Geräuschgestaltung des Fahrzeuges zu kombinieren. In diesen Steuerungen muss die Fahrweise bereits durch einen Auswahlschalter bestimmt werden. Darüber hinaus unterstützt eine solche Steuerung der Lagerelemente die Steuerung zur Beeinflussung der Fahrwerkseinstellung oder die Steuerung zur Geräuschgestaltung des Fahrzeuges bei der Erfüllung ihrer Aufgabe.

Die Fahrweise kann selbstverständlich auch selbsttätig ermittelt werden. Ein Verfahren, bei dem eine Fahraktivitätsermittlungsfunktion eine den Fahrstil des Fahrers oder dessen verkehrssituationsbedingtes Handeln im Bezug auf die Steuerung des Kraftfahrzeuges bewertet und zu einer Größe „Fahraktivität" zusammenfasst ist beispielsweise in der DE-OS 39 22 051 beschrieben.

Von besonderem Vorteil ist es, als Lagerelement eine schaltbare Drehmomentstütze zu verwenden, die zur Abstützung einer Brennkraftmaschine oder eines Antriebsaggregates dient. Insbesondere kann das Gewicht der Brennkraftmaschine oder des Antriebsaggregates über konventionelle, passiven Lager abgestützt sein. Die Drehmomentstütze wirkt zwischen der Brennkraftmaschine oder dem Antriebsaggregates und der Karosserie und ist vor allem bei Wankbewegungen wirksam, die beispielsweise aus Lastwechseln der Brennkraftmaschine oder aus Stößen, die beim Überfahren von Bordsteinen auf die Karosserie überfragen werden, resultieren. Solche Stöße sollen sicher und ohne größere Bewegungen des Brennkraftmaschine oder des Antriebsaggregates abgefangen werden und benötigen hierzu eine eher steife Abstützung. Im normalen Betrieb hingegen soll die Drehmomentstütze keine Geräusche auf die Karosserie übertragen, wofür eine eher weiche Auslegung erforderlich ist. Über eine schaltbare Drehmomentstütze, die hinsichtlich ihrer Federwirkung und/oder ihrer Dämpfungswirkung veränderbar, d.h. schaltbar ist, können beide Anforderungen erfüllt werden. Schaltbar bedeutet hier, dass die Drehmomentstütze zwischen zumindest zwei Zuständen umschaltbar ist. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt; wo notwendig, können beliebig viele weitere Schaltzustände bis hin zu einer kontinuierlichen Einstellung hinzugefügt werden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand des in der einzigen Figur gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert: Es zeigen:
1 eine schematische Übersicht in Form eine Blockschaltbildes einer Vorrichtung zur Ansteuerung eines als Drehmomentstütze wirkenden Lagerelementes,
2 eine Aufsicht auf ein Antriebsaggregat mit einer Drehmomentstütze, und 3 eine Vorderansicht zu 2.
1 zeigt ein Steuergerät 1, das über eine Steuerleitung 2 auf ein Lagerelement 3 einwirkt.
In den 2 und 3 ist schematisch der Einbauort des Lagerelementes 3 gezeigt. Bei dem Lagerelement 3 handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel um eine Drehmomentstütze, die zusammen mit Motorlagern 4a, 4b und einem Getriebelager 5 die Abstützung eines aus Brennkraftmaschine 6 und angeflanschtem Getriebe 7 bestehenden Antriebsaggregates 8 bewirkt. Wie besonders in 3 zu erkennen, dienen die passiven Motorlager 4a, 4b zur Abstützung des Gewichts des Antriebsaggregates 8, während über die Drehmomentstütze 3 insbesondere Wankbewegungen des Antriebsaggregates 8 in den Lagern 4a, 4b und 5 gegenüber einer Karosserie 9 abgestützt werden.
Wie in 1 gezeigt, verarbeitet das Steuergerät 1 verschiedene Betriebsgrößen des Kraftfahrzeuges. Die Betriebsgrößen sind anhand von Gebern beispielhaft dargestellt: ein Geber 10 für die Fahrgeschwindigkeit v, ein Geber 11 für eine senkrechte Beschleunigung az des Fahrzeugsaufbaus, ein Geber 12 für den Lenkwinkel lw, ein Geber 13 für die Längsbeschleunigung ax des Fahrzeuges, ein Geber 14 für die Querbeschleunigung ay des Fahrzeuges und ein Geber 15, der direkt an der Drehmomentstütze 3 angeordnet ist, für die Auslenkung d der Drehmomentstütze 3.
Zusätzlich ist am Steuergerät 1 ein Eingang für in Signal SK vorgesehen, das die Fahrweise eines Fahrers charakterisiert. Die Größe SK wird dabei von einem Steuergerät 16 bereit gestellt, das zur Beeinflussung von Fahrwerkseinstellungen, hier gesamtheitlich mit 17 bezeichnet, vorgesehen ist. Mit dem Fahrwerksteuergerät 16 verbunden ist ein Wahlschalter 17 zur Auswahl zwischen den Einstellungen „Komfort", „Normal" und „Sport". Das Fahrwerksteuergerät 16 kann beispielsweise an den Fahrwerkseinstellungen 18 die Kräfte eines Stoßdämpfers, den Bremseneingriff, Federkräfte, Stabilisatormomente und andere Größen abhängig von verschiedenen Betriebgrößen des Kraftfahrzeuges und der Stellung des Wahlschalters 17 beeinflussen.
Im Ausführungsbeispiel wird die Größe SK auch an ein drittes Steuergerät 19 weiter gegeben, das zur Beeinflussung einer Geräuschgestaltung des Kraftfahrzeuges vorgesehen ist. Nur beispielhaft wirkt das dritte Steuergerät 19 hier auf eine Abgasanlage 20, in der eine steuerbare Klappe 21 zur Beeinflussung des Dämpfungsverhaltens der Abgasanlage 20 vorgesehen ist.
An der Drehmomentstütze 3 können Stelleinrichtungen 22 zur Beeinflussung der Federsteifigkeit und/oder Stelleinrichtungen 23 zur Beeinflussung der Dämpfung vorgesehen sein, wie diese an sich aus dem Stand der Technik bekannt sind. Beide Stelleinrichtungen 22, 23 werden durch die Steuerleitung 2 angesteuert, wobei eine getrennte Beeinflussung der Stelleinrichtungen 22, 23 möglich ist.

Claims

Steuerung für Lagerelemente, insbesondere Lagerelemente (3) zur Lagerung von Brennkraftmaschinen (6) in Kraftfahrzeugen, wobei wenigstens ein Lagerelement (3) durch Ansteuerung hinsichtlich seines Federverhaltens (22) und/oder Dämpfungsverhaltens (23) veränderbar ist und ein Steuergerät (1) Betriebsparameter (10 bis 15) des Kraftfahrzeuges erfasst und hiervon abhängig das wenigstens eine Lagerelement ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) zusätzlich den aktuellen Fahrstil des Fahrers oder dessen verkehrssituationsbedingtes Handeln (SK) erfasst und abhängig hiervon ein Muster zur Ansteuerung des wenigstens einen Lagerelementes auswählt.
Steuerung für Lagerelemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrstil des Fahrers oder dessen verkehrssituationsbedingtes Handeln (SK) durch einen Wahlschalter (17) zur Beeinflussung einer Fahrwerkseinstellung (18) oder einer Geräuschgestaltung (20) des Fahrzeuges bestimmt ist.
Steuerung für Lagerelemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrstil des Fahrers oder dessen verkehrssituationsbedingtes Handeln (SK) durch Auswertung von Betriebsgrößen des Kraftfahrzeuges bestimmt wird.
Steuerung für Lagerelemente nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem sportlich orientierten Fahrstil ausgehend von einem komfortorientierten Fahrstil das Federverhalten (22) des Lagerelementes in Richtung hohe Federsteifigkeit und das Dämpfungsverhalten (23) des Lagerelementes in Richtung hohe Dämpfung verstellt wird.
Steuerung für Lagerelemente nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (3) eine Drehmomentstütze einer Brennkraftmaschine (6) oder eines Antriebsaggregates (8) ist.