DE102010025019A1 - Hydraulic power steering device for motor car, has controller ensuring correspondence between high and low power levels depending on operating state of combustion engine of motor car and/or vehicle speed - Google Patents

Hydraulic power steering device for motor car, has controller ensuring correspondence between high and low power levels depending on operating state of combustion engine of motor car and/or vehicle speed Download PDF

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Abstract

The device has an electric pump coupled with a pump drive motor operated in a defined high power level or in a defined low power level. A controller is provided to control the pump drive motor and ensures correspondence between the high power level and the low power level depending on an operating state of an internal combustion engine of a motor car and/or vehicle speed. A data map of the low power stage and/or the high power stage is predetermined. An independent claim is also included for a method for controlling an electrical pump drive motor of a hydraulic power steering device.

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Servolenkeinrichtung, sowie ein Verfahren zur Steuerung des elektrischen Pumpenantriebsmotors einer solchen hydraulischen Servolenkeinrichtung.The invention relates to a hydraulic power steering device, as well as a method for controlling the electric pump drive motor of such a hydraulic power steering device.

Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, den elektrischen Pumpenantriebsmotor einer hydraulischen Servolenkeinrichtung in unterschiedlichen Leistungsstufen zu betreiben, nämlich in einer definierten hohen Leistungsstufe und in einer definierten niedrigen Leistungsstufe. Des Weiteren ist bekannt, den elektrischen Pumpenantriebsmotor nach Bedarf auch in einer weiteren definierten mittleren Leistungsstufe zu betreiben, die zwischen der hohen und der niedrigen Leistungsstufe liegt.According to the prior art, it is known to operate the electric pump drive motor of a hydraulic power steering device in different power levels, namely in a defined high power level and in a defined low power level. Furthermore, it is known to operate the electric pump drive motor as needed in a further defined average power level, which is between the high and the low power level.

WO 2004/108503 A1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Pumpenantriebsmotors einer Servolenkeinrichtung, bei dem eine hohe Leistungsstufe (A), eine niedrige Leistungsstufe (B) und eine dazwischen liegende mittlere Leistungsstufe (C) für den Betrieb des Pumpenantriebsmotors vorgesehen sind. Ein Umschalten zwischen diesen Leistungsstufen kann in Abhängigkeit der Stromaufnahme des Pumpenantriebsmotors erfolgen. Die mittlere Leistungsstufe stellt eine Zwischenstufe zwischen diesen beiden anderen Betriebsarten des Motors dar und erlaubt eine flexiblere Anpassung der Pumpenleistung an die jeweils herrschenden Anforderungen im Fahrtbetrieb. Das Verfahren gemäß WO 2004/108503 A1 setzt sich zum Ziel, den Bedienungskomfort, insbesondere bei wechselnden Fahrtsituationen und -bedingungen, zu verbessern. WO 2004/108503 A1 discloses a method for controlling an electric pump drive motor of a power steering apparatus, wherein a high power stage (A), a low power stage (B) and an intermediate middle power stage (C) are provided for the operation of the pump drive motor. Switching between these power levels can be done depending on the power consumption of the pump drive motor. The middle power stage is an intermediate between these two other modes of operation of the engine and allows a more flexible adjustment of the pump power to the prevailing requirements in driving operation. The method according to WO 2004/108503 A1 sets itself the goal to improve the ease of use, especially in changing driving situations and conditions.

Ein weiteres Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Pumpenantriebsmotors einer Servolenkeinrichtung mit insgesamt drei Leistungsstufen ist aus WO 2007/028453 A1 bekannt. Neben einer definierten hohen Leistungsstufe (C) und einer definierten niedrigen Leistungsstufe (B) ist des Weiteren eine definierte zusätzliche Leistungsstufe (A) für den Pumpenantriebsmotor vorgesehen, bei der die Drehzahl des Motors gegenüber der niedrigen Leistungsstufe (B) nochmals verringert ist. Unter bestimmten Voraussetzungen, die eine Beeinträchtigung der Fahrsicherheit ausschließen, wird der Pumpenantriebsmotor in der zusätzlichen Leistungsstufe (A) betrieben. Hierdurch kann der Energieverbrauch der Servolenkvorrichtung auf kostengünstige Weise gesenkt werden.Another method for controlling an electric pump drive motor of a power steering device with a total of three power levels is off WO 2007/028453 A1 known. In addition to a defined high power level (C) and a defined low power level (B), a defined additional power level (A) for the pump drive motor is also provided, in which the speed of the motor is reduced again compared to the low power level (B). Under certain conditions, which preclude any impairment of driving safety, the pump drive motor is operated in the additional power stage (A). Thereby, the power consumption of the power steering apparatus can be lowered in a cost effective manner.

Im Zusammenhang mit einer Verminderung des CO2-Ausstosses besteht bei Kraftfahrzeugen die Tendenz, Verbrennungsmotoren mit einer Start-/Stopp-Funktionalität auszustatten. Dies bedeutet, dass der Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs abgeschaltet wird, wenn das Fahrzeug eine vorbestimmte Geschwindigkeit (zum Beispiel 25 km/h) unterschreitet oder gar zum Stillstand kommt. Typische Betriebssituationen hierfür sind das Abbremsen vor einer (Ampel-)Kreuzung oder das Anhalten des Fahrzeugs vor einer roten Ampel. Der Start-/Stopp-Modus vermindert infolge des abgestellten Motors dessen Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen.In the context of a reduction in CO 2 emissions, there is a tendency in motor vehicles to provide internal combustion engines with start / stop functionality. This means that the internal combustion engine of the motor vehicle is switched off when the vehicle falls below a predetermined speed (for example 25 km / h) or even comes to a standstill. Typical operating situations for this are braking in front of a (traffic light) intersection or stopping the vehicle in front of a red traffic light. The start / stop mode reduces fuel consumption and pollutant emissions due to the parked engine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Servolenkeinrichtung und ein Verfahren zur Steuerung des elektrischen Pumpenantriebsmotors einer solchen Servolenkeinrichtung anzugeben, in Anpassung an die Start-/Stopp-Funktionalität des Verbrennungskraftmotors.The invention has for its object to provide a hydraulic power steering device and a method for controlling the electric pump drive motor of such a power steering device, in adaptation to the start / stop functionality of the internal combustion engine.

Die Aufgabe wird durch eine hydraulische Servolenkeinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1, und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.The object is achieved by a hydraulic power steering device with the features of claim 1, and by a method having the features of claim 2. Advantageous developments of the invention are defined in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße hydraulische Servolenkeinrichtung eignet sich für den Betrieb in einem Kraftfahrzeug, und umfasst eine Pumpe und einen elektrischen Pumpenantriebsmotor. Der Pumpenantriebsmotor ist mit der Pumpe gekoppelt und kann wahlweise in einer definierten hohen Leistungsstufe und in einer definierten niedrigen Leistungsstufe betrieben werden. Zur Ansteuerung des Pumpenantriebsmotors ist eine Steuerung vorgesehen, die einen Wechsel zwischen der hohen Leistungsstufe und der niedrigen Leistungsstufe in Abhängigkeit eines Parameters, der den Betriebszustand eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst, gewährleistet.A hydraulic power steering device according to the invention is suitable for operation in a motor vehicle, and comprises a pump and an electric pump drive motor. The pump drive motor is coupled to the pump and can be operated either in a defined high power level and in a defined low power level. For controlling the pump drive motor, a controller is provided which ensures a change between the high power level and the low power level in response to a parameter that detects the operating state of an internal combustion engine of the motor vehicle and / or a vehicle speed.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Steuerung des elektrischen Pumpenantriebsmotors einer hydraulischen Servolenkeinrichtung, wobei der Pumpenantriebsmotor wahlweise in einer definierten hohen Leistungsstufe und in einer definierten niedrigen Leistungsstufe betrieben werden kann. Der Wechsel zwischen der hohen Leistungsstufe und der niedrigen Leistungsstufe funktioniert in gleicher Weise wie bei der erfindungsgemäßen hydraulischen Servolenkeinrichtung, nämlich in Abhängigkeit des Parameters, der den Betriebszustand eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst.The inventive method is used to control the electric pump drive motor of a hydraulic power steering device, wherein the pump drive motor can be operated either in a defined high power level and in a defined low power level. The change between the high power level and the low power level works in the same way as in the hydraulic power steering device according to the invention, namely as a function of the parameter which detects the operating state of an internal combustion engine of the motor vehicle and / or a vehicle speed.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, dass der Pumpenantriebsmotor dann in der definierten niedrigen Leistungsstufe betrieben wird, wenn entweder der Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs infolge der Start-/Stopp-Funktionalität ausgeschaltet worden ist, oder wenn ein anderer Parameter, wie insbesondere die Fahrzeuggeschwindigkeit, einen vorbestimmten Wert annimmt. Die beiden genannten Möglichkeiten, wonach der Pumpenantriebsmotor in der definierten niedrigen Leistungsstufe betrieben wird, haben die Gemeinsamkeit, dass bei dem damit einhergehenden Fahrtzustand des Fahrzeugs eine geänderte Charakteristik für die Lenkkraftunterstützung möglich ist. Bei vorübergehend abgeschaltetem Verbrennungsmotor und/oder bei entsprechend niedrigen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs ist lediglich eine verminderte Lenkkraftunterstützung durch die Servolenkeinrichtung erforderlich, was den Betrieb des Pumpenantriebsmotors in der definierten niedrigen Leistungsstufe möglich macht.An essential feature of the invention is based on the idea that the pump drive motor is then operated in the defined low power level when either the engine of the motor vehicle has been turned off due to the start / stop functionality, or if another parameter, in particular the vehicle speed , assumes a predetermined value. The two possibilities mentioned, according to which the pump drive motor in the Operated defined low power level, have the common feature that in the associated driving condition of the vehicle, a modified characteristic for the steering assistance is possible. With temporarily shut down internal combustion engine and / or at correspondingly low speeds of the vehicle only a reduced power steering by the power steering device is required, which makes the operation of the pump drive motor in the defined low power level possible.

Der Betrieb des Pumpenantriebsmotors in der definierten niedrigen Leistungsstufe, was wie vorstehend erläutert bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor der Fall sein kann, führt zu einer verminderten Stromaufnahme durch den Pumpenantriebsmotor. Dies steht in Einklang mit einer beschränkten Kapazität der Fahrzeugbatterie, wenn der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist. Des Weiteren führt der Betrieb des Pumpenantriebsmotors in der definierten niedrigen Leistungsstufe auch zu einer verminderten Geräuschentwicklung, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist. Im Ergebnis ist der Pumpenantriebsmotor für den Fahrer auch bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor weniger deutlich bzw. gar nicht wahrnehmbar.The operation of the pump drive motor in the defined low power level, which, as explained above, may be the case with the internal combustion engine switched off, leads to a reduced power consumption by the pump drive motor. This is consistent with a limited capacity of the vehicle battery when the engine is shut down. Furthermore, the operation of the pump drive motor in the defined low power level also leads to a reduced noise, which is particularly advantageous when the engine is switched off. As a result, the pump drive motor is less noticeable to the driver even when the internal combustion engine is switched off.

Die Erfindung eignet sich ebenfalls für einen Einsatz bei Hybrid-Fahrzeugen, die in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich rein elektrisch angetrieben werden können. Bei rein elektrischem Antrieb eines Hybrid-Fahrzeugs ist der Verbrennungsmotor bereits abgestellt. Falls nun das Hybrid-Fahrzeug eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit unterschreitet, kann bezüglich des Pumpenantriebsmotors von der hohen Leistungsstufe in die niedrige Leistungsstufe gewechselt werden, was zu den vorstehend genannten Vorteilen führt, nämlich verminderte Stromaufnahme und geringere Geräuschentwicklung. Anders ausgedrückt, kann bei Hybrid-Fahrzeugen, wenn diese rein elektrisch angetrieben werden, als Parameter für den Wechsel von der hohen in die niedrige Leistungsstufe die Geschwindigkeit des Fahrzeugs herangezogen werden.The invention is also suitable for use in hybrid vehicles, which can be driven purely electrically in a certain speed range. With purely electric drive of a hybrid vehicle, the internal combustion engine is already turned off. If now the hybrid vehicle falls below a predetermined vehicle speed can be changed with respect to the pump drive motor from the high power level to the low power level, which leads to the aforementioned advantages, namely reduced power consumption and lower noise. In other words, in hybrid vehicles, when driven purely electrically, the speed of the vehicle can be used as a parameter for the change from the high to the low power level.

Der Betrieb des Pumpenantriebsmotors in der hohen bzw. niedrigen Leistungsstufe kann dadurch gewährleistet sein, dass für eine jeweilige Leistungsstufe ein Datenkennfeld für die Drehzahl des Pumpenantriebsmotors mit den Eingangsgrößen Lenkwinkelrate und Fahrzeuggeschwindigkeit vorliegt, wobei im jeweiligen Betriebszustand des Pumpenantriebsmotors das dazugehörige Datenkennfeld geeignet ausgelesen wird. Zweckmäßigerweise können diese Datenkennfelder im Voraus durch Vorgaben des Fahrzeugherstellers bestimmt sein, so dass die Datenkennfelder lediglich geeignet auszulesen sind, um den Pumpenantriebsmotor anzusteuern. Dies hat den Vorteil einer hohen Ansprechgeschwindigkeit der Servolenkeinrichtung auf geänderte Fahrtbedingungen.The operation of the pump drive motor in the high or low power level can be ensured that for a respective power level, a data map for the speed of the pump drive motor with the input variables steering angle rate and vehicle speed, in the respective operating state of the pump drive motor, the associated data map is read out suitable. Appropriately, these data maps can be determined in advance by specifications of the vehicle manufacturer, so that the data maps are only suitable to read to control the pump drive motor. This has the advantage of a high response speed of the power steering device to changed driving conditions.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann das Datenkennfeld für die niedrige Leistungsstufe unter Berücksichtigung des Datenkennfelds für die hohe Leistungsstufe rechnerisch bestimmt werden. Das Datenkennfeld für die hohe Leistungsstufe kann vorbestimmt sein, wobei die Motordrehzahl des elektrischen Pumpenantriebsmotors in Abhängigkeit der Eingangsgrößen Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkrate durch Fahrtversuche festgelegt wird. Das Datenkennfeld für die definierte niedrige Leistungsstufe kann dadurch erzeugt werden, dass die Werte des Datenkennfelds für die definierte hohe Leistungsstufe jeweils mit einem Faktor multipliziert werden, der kleiner 1 ist. Hierdurch kann der Entwicklungsaufwand beim Festlegen des Datenkennfelds für die definierte niedrige Leistungsstufe vorteilhaft vermindert werden.In an advantageous embodiment of the invention, the data map for the low power level can be determined by calculation taking into account the data map for the high power level. The data map for the high power level may be predetermined, wherein the engine speed of the electric pump drive motor is determined as a function of the input variables vehicle speed and steering rate by driving tests. The data map for the defined low power level can be generated by multiplying the values of the data map for the defined high power level by a factor that is less than one. As a result, the development effort in setting the data map for the defined low power level can be advantageously reduced.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann ein Wechsel zwischen der niedrigen und der hohen Leistungsstufe wenigstens teilweise durch allmähliches Ändern der Drehzahl des Pumpenantriebsmotors erfolgen. Alternativ ist auch ein Drehzahlsprung für den Pumpenantriebsmotor möglich. Dies gewährleistet eine ”sanfte” (d. h. für den Fahrer unmerkliche) Anpassung der Drehzahl des Pumpenantriebsmotors, wenn ein Wechsel zwischen den beiden Leistungsstufen stattfindet. Der Drehzahlsprung für den Pumpenantriebsmotor kann zum Beispiel dann vorteilhaft sein, wenn das Fahrzeug abrupt zum Stillstand gelangt und entsprechend plötzlich eine geänderte Lenkkraftunterstützung einstellbar ist. Abweichend hiervon ist es in Abhängigkeit der Fahrtbedingungen auch möglich, die Drehzahl in Form einer Rampenfunktion vorzunehmen.In an advantageous embodiment of the invention, a change between the low and the high power level can at least partially be done by gradually changing the speed of the pump drive motor. Alternatively, a speed jump for the pump drive motor is possible. This ensures a "smooth" (i.e., unnoticeable to the driver) adjustment of the speed of the pump drive motor when a change occurs between the two power levels. The speed jump for the pump drive motor may be advantageous, for example, when the vehicle abruptly comes to a standstill and suddenly a changed power steering assistance is adjustable. Notwithstanding this, it is also possible depending on the driving conditions to make the speed in the form of a ramp function.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer Ausführungsform in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically below with reference to an embodiment in the drawing and will be described in detail with reference to the drawing.

Es zeigen:Show it:

1 ein Datenkennfeld für die Drehzahl eines Pumpenantriebsmotors in Abhängigkeit der Eingangsgrößen Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkwinkelrate, für einen Normalbetrieb des Fahrzeugs, 1 a data map for the rotational speed of a pump drive motor as a function of the input variables vehicle speed and steering angle rate, for a normal operation of the vehicle,

2 einen vergrößerten Teilbereich des Datenkennfelds von 1 für den Bereich von geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten, und 2 an enlarged partial area of the data map of 1 for the range of low vehicle speeds, and

3 ein erfindungsgemäßes Datenkennfeld, bei dem infolge eines Betriebs in einer definierten niedrigen Leistungsstufe die Motordrehzahl des Pumpenantriebsmotors im Vergleich zum Datenkennfeld gemäß 2 jeweils vermindert ist. 3 an inventive data map, in which as a result of operating in a defined low power level, the engine speed of the pump drive motor in comparison to the data map according to 2 each is reduced.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Datenkennfeldern erläutert, wobei in den 1–3 Beispiele für solche Datenkennfelder dargestellt sind.The invention will be explained with reference to data maps, wherein in the 1 - 3 Examples of such data maps are shown.

Die Erfindung kommt bei einer hydraulischen Servolenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Einsatz, welche Servolenkeinrichtung eine Pumpe und einen mit der Pumpe koppelbaren elektrischen Pumpenantriebsmotor aufweist. Der Pumpenantriebsmotor kann wahlweise in einer definierten hohen Leistungsstufe und in einer definierten niedrigen Leistungsstufe betrieben werden.The invention is used in a hydraulic power steering device for a motor vehicle, which power steering device has a pump and an electric pump drive motor that can be coupled to the pump. The pump drive motor can be operated either in a defined high power level and in a defined low power level.

1 zeigt ein Datenkennfeld für die Motordrehzahl n des Pumpenantriebsmotors, als Funktion der Eingangsgrößen Fahrzeuggeschwindigkeit v und Lenkrate φ •. Ein solches Datenkennfeld ist dahingehend zu verstehen, dass für jedes Wertepaar bestehend aus Fahrzeuggeschwindigkeit und Lenkrate eine bestimmte Motordrehzahl n vorliegt. Anders ausgedrückt, wird die Drehzahl des Pumpenantriebsmotors in Abhängigkeit der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit v und der Lenkrate φ geeignet gewählt. Bei dem Datenkennfeld von 1 besteht eine Tendenz dahingehend, dass die Motordrehzahl n mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit v abnimmt. Dies entspricht dem Umstand, das bei höherer Geschwindigkeit des Fahrzeugs lediglich eine geringere Lenkkraftunterstützung erforderlich ist. Eine weitere Tendenz besteht dahingehend, dass mit zunehmender Lenkrate φ • die Motordrehzahl n ansteigt. Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass bei einem ”schnelleren” Drehen am Lenkrad auch eine größere Lenkkraftunterstützung bereitzustellen ist, wozu die Motordrehzahl n entsprechend größere Werte annimmt. Es versteht sich, dass das in 1 gezeigte Datenkennfeld nur beispielhaft zu verstehen ist, wobei die Motordrehzahl n auch andere Werte als in 1 dargestellt annehmen kann. 1 shows a data map for the engine speed n of the pump drive motor, as a function of the input variables vehicle speed v and steering rate φ •. Such a data map is to be understood that for each pair of values consisting of vehicle speed and steering rate, a certain engine speed n is present. In other words, the rotational speed of the pump drive motor is appropriately selected depending on the current vehicle speed v and the steering rate φ. In the data map of 1 there is a tendency that the engine speed n decreases with increasing vehicle speed v. This corresponds to the fact that at higher speed of the vehicle only a lower power steering assistance is required. Another tendency is that the engine speed n increases with increasing steering rate φ. This takes into account the fact that with a "faster" turning the steering wheel and a greater power steering assistance is to provide, for which the engine speed n correspondingly larger values. It is understood that in 1 shown data map is only to be understood as an example, wherein the engine speed n other values than in 1 can assume.

Das Datenkennfeld gemäß 1 kann im Wege von Fahrtversuchen ermittelt werden. Dies bedeutet, dass für bestimmte Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit v bzw. der Lenkrate φ • ein bestimmter Wert für die Motordrehzahl n vorgegeben wird, um dadurch ein bestimmtes Verhalten der hydraulischen Servolenkeinrichtung zu erzielen. Zum Verständnis der Erfindung ist von Bedeutung, dass das Datenkennfeld von 1 dem so genannten Normal-Betriebsmodus entspricht, während dessen das Fahrzeug normalen Fahrtbedingungen im Straßenverkehr unterworfen ist. Ein Bereich des Datenkennfelds von 1 für kleine Fahrzeuggeschwindigkeiten ist in 2 vergrößert gezeigt.The data map according to 1 can be determined by means of driving tests. This means that for certain values of the vehicle speed v or the steering rate φ • a specific value for the engine speed n is predetermined, thereby achieving a specific behavior of the hydraulic power steering device. To understand the invention, it is important that the data map of 1 corresponds to the so-called normal operating mode, during which the vehicle is subjected to normal driving conditions in traffic. An area of the data map of 1 for small vehicle speeds is in 2 shown enlarged.

Wie eingangs bereits erläutert, werden moderne Fahrzeuge vermehrt mit einer Start-/Stopp-Funktionalität ausgerüstet, die nachstehend als ”Eco-Modus” bezeichnet wird. Im Eco-Modus wird der Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs abgeschaltet, zum Beispiel beim Stillstand des Fahrzeugs vor einer roten Ampel und/oder beim Unterschreiten einer vorbestimmten Geschwindigkeit, was beim Ausrollen vor einer roten Ampel der Fall sein kann. Der Eco-Modus führt infolge des abgestellten Verbrennungsmotors zu signifikanten Einsparungen beim Kraftstoffverbrauch und zu verminderten Schadstoffemissionen. Beim Unterschreiten eines vorbestimmten Werts für die Bordnetzspannung im Eco-Modus wird der Eco-Modus verlassen und der Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs erneut gestartet bzw. in Betrieb gesetzt.As already explained, modern vehicles are increasingly equipped with a start / stop functionality, which will be referred to as "Eco Mode" below. In the Eco mode, the internal combustion engine of the motor vehicle is switched off, for example when the vehicle is at a stop in front of a red traffic light and / or falls below a predetermined speed, which may be the case when taxiing in front of a red traffic light. The Eco mode leads to significant savings in fuel consumption and reduced emissions due to the parked engine. When falling below a predetermined value for the vehicle electrical system voltage in the Eco mode, the Eco mode is left and the internal combustion engine of the motor vehicle is restarted or put into operation.

Die Erfindung steht in enger Wechselbeziehung mit dem vorstehend genannten Eco-Modus: In diesem Modus ist lediglich eine verminderte Lenkunterstützung bereitzustellen. Des Weiteren ist zu beachten, dass das Bordnetz des Fahrzeugs bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor lediglich eine beschränkte Kapazität aufweist, um Zusatzaggregate, zum Beispiel in Form des Pumpenantriebsmotors, anzutreiben. Diesen Umständen wird erfindungsgemäß dadurch Rechnung getragen, dass der Pumpenantriebsmotor in Abhängigkeit eines Parameters im Vergleich zum Normal-Betriebsmodus, in dem der Pumpenantriebsmotor mit einer hohen Leistungsstufe betrieben wird, im Eco-Modus mit einer verminderten Drehzahl betrieben wird. Der vorstehend genannte Parameter kann durch den Betriebszustand des Verbrennungsmotor des Verbrennungsmotors definiert sein. Anders ausgedrückt, erfolgt für den Pumpenantriebsmotor ein Wechsel zwischen der hohen Leistungsstufe und einer verminderten niedrigen Leistungsstufe in Abhängigkeit davon, dass der Verbrennungsmotor ausgeschaltet bzw. abgestellt ist.The invention is closely related to the above-mentioned Eco mode: in this mode, only reduced steering assistance is to be provided. Furthermore, it should be noted that the on-board network of the vehicle with the internal combustion engine has only a limited capacity to drive additional units, for example in the form of the pump drive motor. According to the invention, these circumstances are taken into account by operating the pump drive motor at a reduced speed as a function of a parameter in comparison to the normal operating mode in which the pump drive motor is operated at a high power level. The aforementioned parameter may be defined by the operating state of the internal combustion engine of the internal combustion engine. In other words, for the pump drive motor, a change occurs between the high power stage and a reduced low power stage, depending on whether the engine is turned off.

Falls der Verbrennungsmotor im Eco-Modus abgeschaltet wird, wird ein entsprechendes Signal über den CAN-Bus an eine Steuerung ausgesendet, mittels der der Pumpenantriebsmotor angetrieben wird. Infolgedessen wird der Pumpenantriebsmotor in der definierten niedrigen Leistungsstufe, d. h. mit verminderter Motordrehzahl angetrieben. Ein Datenkennfeld für eine dergestalt verminderte Motordrehzahl mit einer definierten niedrigen Leistungsstufe ist in dem Diagramm von 3 dargestellt. Das Datenkennfeld gemäß 3 wird vorzugsweise durch Fahrtversuche ermittelt und anschließend in einer Speichereinheit abgelegt, so dass ein Abrufen bzw. Auslesen von Kennwerten aus diesem Datenkennfeld beim Betrieb des Fahrzeugs ohne Weiteres möglich ist.If the combustion engine is switched off in the Eco mode, a corresponding signal is sent via the CAN bus to a controller, by means of which the pump drive motor is driven. As a result, the pump drive motor is driven at the defined low power level, ie at a reduced engine speed. A data map for a thus reduced engine speed with a defined low power level is shown in the diagram of FIG 3 shown. The data map according to 3 is preferably determined by driving tests and then stored in a memory unit, so that a retrieve or readout of characteristics from this data map during operation of the vehicle is readily possible.

Ein Vergleich des Diagramms von 3 mit dem Diagramm von 2 verdeutlicht, dass bei einer vergleichbaren Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. Lenkrate die Motordrehzahl n einen geringeren Wert annimmt. Der Betrieb des Pumpenantriebsmotors mit verminderter Motordrehzahl im Eco-Modus ist an die Tatsache angepasst, dass in Folge des abgeschalteten Verbrennungsmotors die Bordnetzspannung des Fahrzeugs nicht durch einen Generator in Form der Lichtmaschine gespeist wird. Entsprechend belastet eine verminderte Stromaufnahme des Pumpenantriebsmotors die Fahrzeugbatterie in geringerem Maße. Die verminderte Motordrehzahl des Pumpenantriebsmotors in seiner definierten niedrigen Leistungsstufe wirkt sich ebenfalls vorteilhaft auf das Geräuschverhalten der Servolenkeinrichtung aus.A comparison of the diagram of 3 with the diagram of 2 illustrates that at a comparable vehicle speed or steering rate, the engine speed n assumes a lower value. The operation of the pump motor with reduced engine speed in the Eco mode is adapted to the fact that as a result of the disconnected combustion engine, the vehicle electrical system voltage of the vehicle is not powered by a generator in the form of the alternator. Accordingly, a reduced power consumption of the pump drive motor loads the vehicle battery to a lesser extent. The reduced engine speed of the pump drive motor in its defined low power level also has an advantageous effect on the noise behavior of the power steering device.

Der Pumpenantriebsmotor wird mit dem Datenkennfeld gemäß 3 dann angesteuert, wenn der Verbrennungsmotor abgeschaltet ist und sich das Fahrzeug im Eco-Modus befindet. Wie vorstehend erläutert, wird dann der Pumpenantriebsmotors im Vergleich zum Normal-Betriebsmodus mit verminderter Motordrehzahl angetrieben, was der verminderten erforderlichen Lenkunterstützung Rechnung trägt und sich vorteilhaft auf die Geräuschentwicklung und dem Stromverbrauch auswirkt.The pump drive motor is connected to the data map in accordance with 3 then activated when the internal combustion engine is switched off and the vehicle is in Eco mode. As explained above, the pump drive motor is then driven at a reduced engine speed compared to the normal operating mode, which takes into account the reduced steering assistance required and has a beneficial effect on noise and power consumption.

Ergänzend oder alternativ zur Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors kann der Pumpenantriebsmotor auf Grundlage des Datenkennfelds von 3, d. h. mit einer definierten niedrigen Leistungsstufe angesteuert werden, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs einen vorbestimmten Wert unterschreitet, zum Beispiel beim Ausrollen vor einer roten Ampel. Dies bedeutet, dass der Parameter, der einen Wechsel für den Pumpenantriebsmotor von der hohen Leistungsstufe in die niedrige Leistungsstufe herbeiführt, durch die Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. ein Unterschreiten eines vorbestimmten Werts für die Fahrzeuggeschwindigkeit gebildet wird.In addition or as an alternative to the dependency on the operating state of the internal combustion engine, the pump drive motor may be based on the data map of 3 , ie be controlled with a defined low power level when the speed of the vehicle falls below a predetermined value, for example, when rolling out in front of a red traffic light. This means that the parameter which causes a change for the pump drive motor from the high power stage to the low power stage is formed by the vehicle speed or a falling below a predetermined value for the vehicle speed.

Der Übergang für die Motordrehzahl des Pumpenantriebsmotors zwischen der definierten hohen Leistungsstufe gemäß dem Datenkennfeld von 1 und der definierten niedrigen Leistungsstufe gemäß dem Datenkennfeld von 3 kann wenigstens teilweise durch allmähliches Ändern der Drehzahl erfolgen. In Abhängigkeit von den Fahrtbedingungen kann ein solcher Wechsel auch durch einen Drehzahlsprung geschehen. Die Art des Wechsels zwischen diesen beiden Leistungsstufen erfolgt jeweils in Abhängigkeit der herrschenden Fahrtbedingungen und der hierbei erforderlichen Lenkunterstützung.The transition for the engine speed of the pump drive motor between the defined high power level according to the data map of 1 and the defined low power level according to the data map of 3 can be done at least partially by gradually changing the speed. Depending on the driving conditions, such a change can also be done by a speed jump. The type of change between these two power levels takes place in each case depending on the prevailing driving conditions and the necessary steering assistance.

Das Datenkennfeld gemäß 3 für die definierte niedrige Leistungsstufe kann in gleicher Weise wie das Datenkennfeld von 1 auf Grundlage von Fahrtversuchen ermittelt werden. Die geringeren Werte für die Motordrehzahl in Bezug auf das Datenkennfeld von 3 können geeignet in Abstimmung mit einem gewünschten Geräuschverhalten des Pumpenantriebsmotors während des Eco-Modus bzw. in Abhängigkeit der zulässigen Stromaufnahme aus dem Bordnetz erfolgen. Alternativ hierzu ist es auch möglich, das Datenkennfeld gemäß 3 auf Grundlage des Datenkennfelds von 1 rechnerisch zu bestimmten, indem die jeweiligen Kennwerte des Datenkennfelds von 1 mit einem Faktor multipliziert werden, woraus dann ein entsprechender Wert für das Datenkennfeld von 3 resultiert.The data map according to 3 for the defined low power level can be used in the same way as the data map of 1 be determined on the basis of driving tests. The lower values for the engine speed relative to the data map of 3 can be done suitably in coordination with a desired noise behavior of the pump drive motor during the Eco mode or as a function of the permissible current consumption from the electrical system. Alternatively, it is also possible to use the data map according to 3 based on the data map of 1 determined by the respective characteristics of the data map of 1 multiplied by a factor, from which then a corresponding value for the data map of 3 results.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2004/108503 A1 [0003, 0003] WO 2004/108503 A1 [0003, 0003]
  • WO 2007/028453 A1 [0004] WO 2007/028453 A1 [0004]

Claims (7)

Hydraulische Servolenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Pumpe, und einen mit der Pumpe koppelbaren elektrischen Pumpenantriebsmotor, der wahlweise in einer definierten hohen Leistungsstufe und in einer definierten niedrigen Leistungsstufe betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ansteuerung des Pumpenantriebsmotors eine Steuerung vorgesehen ist, die einen Wechsel zwischen der hohen Leistungsstufe und der niedrigen Leistungsstufe in Abhängigkeit eines Parameters, der den Betriebszustand eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst, gewährleistet.Hydraulic power steering device for a motor vehicle, comprising a pump, and an electric pump drive motor coupled to the pump, which is selectively operable in a defined high power level and in a defined low power level, characterized in that for controlling the pump drive motor, a control is provided, the one Change between the high power level and the low power level in response to a parameter that detects the operating condition of an internal combustion engine of the motor vehicle and / or a vehicle speed guaranteed. Verfahren zur Steuerung des elektrischen Pumpenantriebsmotors einer hydraulischen Servolenkeinrichtung insbesondere nach Anspruch 1, wobei der Pumpenantriebsmotor wahlweise in einer definierten hohen Leistungsstufe und in einer definierten niedrigen Leistungsstufe betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wechsel zwischen der hohen Leistungsstufe und der niedrigen Leistungsstufe in Abhängigkeit eines Parameters, der den Betriebszustand eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst, erfolgt.Method for controlling the electrical pump drive motor of a hydraulic power steering device, in particular according to claim 1, wherein the pump drive motor is operated selectively in a defined high power level and in a defined low power level, characterized in that a change between the high power level and the low power level depending on a parameter , which detects the operating state of an internal combustion engine of the motor vehicle and / or a vehicle speed takes place. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hohe Leistungsstufe und/oder die niedrige Leistungsstufe jeweils durch ein Datenkennfeld bestimmt sind, wobei beim Ansteuern des Pumpenantriebsmotors das entsprechende Datenkennfeld geeignet ausgelesen wird.A method according to claim 2, characterized in that the high power level and / or the low power level are each determined by a data map, wherein the corresponding data map is suitably read when driving the pump drive motor. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenkennfeld der niedrigen Leistungsstufe und/oder der hohen Leistungsstufe vorbestimmt ist.A method according to claim 3, characterized in that the data map of the low power level and / or the high power level is predetermined. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenkennfeld für die niedrige Leistungsstufe unter Berücksichtigung des Datenkennfelds für die Leistungsstufe rechnerisch bestimmt wird.Method according to one of claims 2 to 4, characterized in that the data map for the low power level is calculated taking into account the data map for the power level. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechsel zwischen der niedrigen und hohen Leistungsstufe wenigstens teilweise durch allmähliches Ändern der Drehzahl des Pumpenantriebsmotors oder durch einen Sprung der Drehzahl des Pumpenantriebsmotors erfolgt.Method according to one of claims 2 to 5, characterized in that the change between the low and high power level is at least partially by gradually changing the speed of the pump drive motor or by a jump in the speed of the pump drive motor. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprung der Drehzahl in Form einer Rampenfunktion erfolgt.A method according to claim 6, characterized in that the jump of the speed takes place in the form of a ramp function.
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