DE19538334A1 - Vorrichtung zur bedarfsgerechten Betätigung einer von einer Brennkraftmaschine antreibbaren Unterdruckpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur bedarfsgerechten Betätigung ein er von einer Brennkraftmaschine antreibbaren Unterdruckpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Es ist allgemein bekannt, daß in Kraftfahrzeugen, speziell in solchen mit Dieselbrennkraft­ maschinen, Pumpen zur Erzeugung eines atmosphärischen Unterdruckes vorhanden sind, die mechanisch von einer solchen Brennkraftmaschine angetrieben werden. Der von einer derartigen Pumpe bereitgestellte Unterdruck wird beispielsweise für Bremskraftverstärker oder andere mit Unterdruck arbeitende Betätigungseinheiten, wie beispielsweise Kupp­ lungsstellvorrichtungen benötigt.

Nachteilig an dieser starren mechanischen Kopplung von Brennkraftmaschine und Unter­ druckpumpe ist, daß während der überwiegenden Betriebszeit eines solchen Kraftfahrzeu­ ges die Pumpe gegen den ohnehin schon auf sein Maximum evakuierten Unterdruckkreis arbeitet und so ihre Arbeitsleistung für ein nicht mehr zu verbesserndes Unterdruckniveau zur Verfügung stellt.

Aus der DE-OS 43 08 116 ist außerdem bekannt, elektrohydraulische oder rein elektrische Servolenkeinrichtungen mit einer Schaltvorrichtung zu versehen, bei denen die Servoun­ terstützung zwecks Minimierung des erforderlichen Energieaufwandes durch Ein- und Aus­ schalten des Elektroantriebes jeweils erst dann aktiviert wird, wenn bei Erreichen eines vor­ gegebenen Lenkmomentes eine Servounterstützung tatsächlich erforderlich wird.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zur be­ darfsgerechten Betätigung der von der Brennkraftmaschine antreibbaren Unterdruckpumpe vorzustellen. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, während Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den abhängigen Ansprüchen entnehmbar sind.

Erfindungsgemäß wird dem bekannten Unterdrucksystem ein Unterdrucksensor zugeord­ net, der den Druck in der Unterdruckleitung zwischen der Pumpe und dem Unterdruckver­ braucher ermittelt und einem Steuergerät signalisiert. Dieses Steuergerät ist außerdem mit einem Vorrichtungsbauteil über eine Steuer- oder Datenleitung verbunden, mit dem der Be­ darf an Antriebsenergie für die Pumpe reduzierbar ist. Sobald die Steuereinheit mittels des Drucksensors feststellt, daß der maximal benötigte Unterdruck in dem Unterdrucksystem erreicht wurde, löst dieses ein Signal aus, mit dem entweder eine zwischen dem Verbren­ nungsmotor und der Unterdruckpumpe angeordnete Kupplung öffnet, oder ein zwischen der Unterdruckpumpe und einem Rückschlagventil in der Unterdruckleitung angeordnetes Unterdruckventil geöffnet wird.

Im letzteren Fall bleibt die Unterdruckpumpe mechanisch mit der Brennkraftmaschine ver­ bunden, jedoch wird der von dieser Pumpe erzeugte Unterdruck, gegen den diese arbeitet, mittels des Unterdruckventils zur Umgebungsluft hin abgebaut. Sofern der Querschnitt der durch das genannte Ventil betätigten Öffnung groß genug gewählt ist, muß die Pumpe le­ diglich die Energie zur Überwindung ihrer inneren Reibung aufwenden.

Die vorgestellte Vorrichtung ermöglicht eine deutliche Kraftstoffeinsparung vor allem bei schneller Fahrt und nur geringer Unterdruckentnahme aus dem Unterdrucksystem, die die typische Betriebsweise bei Fahrten auf der Landstraße oder der Autobahn darstellt. Die An­ ordnung eines Unterdruckventiles zwischen der Pumpe und dem Rückschlagventil in der Unterdruckleitung ermöglicht so ohne großen Bauraum- und Kostenaufwand eine spürbare Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs eines derartigen Kraftfahrzeuges.

Die Erfindung läßt sich an Hand von zwei Ausführungsbeispielen erläutern, deren prinzipieller Aufbau in den Fig. 1 und 2 entnehmbar ist.

In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 1 eine Brennkraftmaschine bezeichnet, mit deren An­ triebswelle 6 eine Unterdruckpumpe 2 mechanisch antreibbar ist. Diese Unterdruckpumpe 2 ist Bestandteil eines Unterdrucksystems in einem Kraftfahrzeug, mit dem Unterdruckver­ braucher, wie beispielsweise Bremskraftverstärker oder Betätigungsvorrichtungen betätig­ bar sind. Zu diesen Unterdruckverbrauchern 4 führt eine Unterdruckleitung 3, in der ein Rückschlagventil 5 angeordnet ist. Zwischen diesem Ventil 5 und dem Unterdruckverbrau­ cher 4 ist ein Drucksensor 8 dargestellt, der den aktuellen Unterdruck in der Leitung 3 ermit­ telt und über eine gestrichelt dargestellte Datenleitung einem Steuergerät 9 mitteilt. Dieses Steuergerät 9 ist außerdem mit einem Stellglied an einer Kupplung 7 zwischen der Brenn­ kraftmaschine 1 und der Pumpe 2 verbunden, mit der die Verbindung zwischen diesen herstellbar bzw. aufhebbar ist.

Während des Betriebes der Brennkraftmaschine 1 wird bei geschlossener Kupplung 7 die Pumpe 2 in Betrieb gehalten, so daß in der Leitung 3 ein Unterdruck entsteht. Sobald der maximal benötigte Unterdruck erreicht und von dem Sensor 8 festgestellt wurde, wird durch das Steuergerät 9 ein Befehl an das Kupplungsstellglied abgegeben, so daß die Verbin­ dung zwischen der Brennkraftmaschine 1 und der Pumpe 2 geöffnet wird. Das in der Lei­ tung 3 befindliche Rückschlagventil 5 verhindert ein Abfall des Unterdrucks, dessen Niveau erst dann wieder abgesenkt wird, wenn Unterdruck durch einen Verbraucher 4 verbraucht wurde. Der so durch den Sensor 8 ermittelbare Druckanstieg in der Leitung 3 wird in dem Steuergerät 9 mit einem zuvor abgespeicherten Druckgrenzwert verglichen. Sobald der ak­ tuell ermittelte Druck den abspeicherten Druckwert überschreitet, wird von dem Steuergerät 9 ein Stellsignal zum Schließen der Kupplung 7 ausgelöst, so daß eine Wirkverbindung zwischen der Brennkraftmaschine 1 und der Pumpe 2 hergestellt wird. Der nun erfolgende Betrieb der Pumpe 2 sorgt so für eine erneute Absenkung des Druckniveaus in der Leitung 3.

In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvariante der Erfindung ist bei weitgehend identi­ schem Aufbau an Stelle der Kupplung 7 eine nicht lösbare Antriebsverbindung 6 zwischen der Brennkraftmaschine 1 und der Pumpe 2 vorgesehen. Außerdem ist in der Unterdrucklei­ tung 3 zwischen der Pumpe 2 und dem Rückschlagventil 5 ein Unterdruckbegrenzungs­ ventil 10 angeordnet, das über eine gestrichelt dargestellte Steuerleitung mit dem Steuerge­ rät 9 verbunden ist.

Während des Betriebes der Brennkraftmaschine 1 ist auch die Unterdruckpumpe 2 ständig in Betrieb. Um jedoch eine unnötige Unterdruckerzeugung zu verhindern, ist in der Unter­ druckleitung 3 zwischen der Pumpe 2 und dem Rückschlagventil 5 das Unterdruckbegren­ zungsventil 10 angeordnet, das von dem Steuergerät 9 immer dann geöffnet wird, wenn der Drucksensor 8 dem Steuergerät signalisiert, daß der in dem Leitungssystem maximal not­ wendige Unterdruck erreicht ist. Dadurch arbeitet die Pumpe bei ausreichend großem Öff­ nungsquerschnitt des Ventils 10 nur noch gegen die Überwindung ihrer inneren Reibung, so daß auch auf diese Weise eine deutliche Leistungs- und Kraftstoffeinsparung der Brennkraftmaschine erzielbar ist. Stellt das Steuergerät 9 mittels des Sensors 8 allerdings fest, daß der Unterdruck in der Leitung 3 zwischen dem Rückschlagventil 5 und den Unter­ druckverbrauchern 4 angestiegen ist, so wird durch das Steuergerät bei Überschreiten ei­ nes zuvor abgespeicherten maximalen Druckwertes das Ventil 10 erneut geschlossen, so daß die Pumpe 2 über das Ventil 5 den Unterdruck in dem Unterdrucksystem 3, 4 auf den maximal benötigen Unterdruck reduzieren kann.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur bedarfsgerechten Betätigung einer von einer Brennkraftmaschine (1) antreibbaren Unterduckpumpe (2), mit einer Unterdruckleitung (3) zu einem Unterdruckverbraucher (4) oder einem Un­ terdruckspeicher, sowie mit einem Rückschlagventil (5) in der Unterdruckleitung, gekennzeichnet durch einen Drucksensor (8) in der Unterdruckleitung (3) zwischen dem Rückschlagventil (5) und dem Unterdruckverbraucher (4), sowie durch ein Steuergerät (9), welches mit dem Sensor (8) und mit einem Bauteil (7, 10) über Steuer- oder Datenleitungen verbunden ist, mit dem der Bedarf an Antriebs­ energie für die Pumpe (2) reduzierbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (7) als auto­ matisch betätigbare und zwischen der Brennkraftmaschine (1) und der Pumpe (2) an­ geordnete Kupplung (7) ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (10) als Druckbegrenzungsventil ausgebildet ist, welches zwischen der Pumpe (2) und dem Rückschlagventil (5) in der Leitung (3) angeordnet ist.