DE3408002A1 - Einrichtung zur herabsetzung von fahrzeuglaengsdynamik-instabilitaeten - Google Patents
Einrichtung zur herabsetzung von fahrzeuglaengsdynamik-instabilitaetenInfo
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Description
VDO Adolf Schindling AG ~ X ~ Grafstraße 103
6000 Frankfurt/Main G-R Kl-kmD / 1752
29. Februar 198^t
Einrichtung zur Herabsetzung von Fahrzeuglängsdynamik-
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herabsetzung von Fahrzeuglängsdynamik-Instabilitäten nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Die Fahrzeuglängsdynamik-Instabilitäten äußern sich darin, daß beim willkürlichen Beschleunigen durch Betätigung des
Gaspedals außerdem unerwünschte periodische Beschleunigungsänderungen hervorgerufen werden. Die Beschleunigungen werden
auf den Fahrer übertragen, der damit eine unerwünschte Stellungsänderung des Gaspedals hervorruft. Das gesamte
Schwingungssystem, welches das Fahrzeug mit Elastizitäten im Antriebsstrang, zu beschleunigende Massen und Trägheitsmomente
sowie die Leistungsabgabe des Verbrennungsmotors entsprechend dem Betriebspunkt in der Drehmoment/Drehzahlkennlinie
und weitere Faktoren umfaßt, kann dynamisch instabil sein. Damit kann es zu einer aufklingenden Schwingung
kommen, bei der im Extremfall fast der gesamte Gaspedalstellweg unwillkürlich durchlaufen wird (Bonanza-Effekt).
Um dieser unerwünschten Erscheinung abzuhelfen, die insbesondere bei Verbrennungsmotoren mit steiler Drehmoment/
Drehzahlkennlinie auftritt, hat man bereits versucht, die
Längs-Schwingungen des Fahrzeug/Fahrersystems dadurch zu dämpfen, daß das Gaspedal über ein Verzögerungsglied
mit dem Steller in Verbindung steht, welcher das Kraftstoff-Luftgemisch des Verbrennungsmotors steuert.
Das Verzögerungsglied wurde insbesondere durch einen hydraulischen Dämpfer verwirklicht. - Nachteilig bei dieser
Dämpfungsmaßnahme ist, daß auch die willkürlich durch den Fahrer ausgelösten Verstellungen des Gaspedals ebenfalls nur
verzögert in entsprechende Positionen des Stellers umgesetzt werden. Durch diesen Dämpfer in der Verbindung zwischen
Gaspedal und Steller tritt somit eine unerwünschte Verzögerung im Ansprechverhalten des Verbrennungsmotors ein. Hinzu
kommen Abstimmungsschwierigkeiten des Dämpfers, da die in der Verbindung zwischen Gaspedal und Motor zu dämpfende
periodische Schwingung von dem Fahrzeugtyp und - bei gegebenen Fahrzeugtyp - von dem eingelegten Gang abhängt. Grundsätzlich
ist darüber hinaus diese bekannte Methode zur scheinbaren Verbesserung der Fahrzeuglängsstabilität wirkungslos,
wenn die störenden Anregungen der Schwingungen nicht über das Gaspedal eingeleitet werden, sondern an
anderen Stellen, beispielsweise durch Schalt- oder Kupplungsvorgänge oder Fahrbahn-Unebenheiten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, welche die schädlichen Auswirkungen
der Fahrzeuglängsdynamik-Instabilitäten unabhängig von der Angriffsstelle der Störeinflüsse wirksam vermindert, deren
Parameter unkritisch einstellbar sind und welche das Ansprech verhalten des Verbrennungsmotors auf willkürliche Gaspedalbetätigung
nicht spürbar verschlechtert.
Diese Aufgabe wird durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.
Die Lösung beruht auf dem Prinzip, daß aus der Motordrehzahl ein geeignetes Signal abgeleitet wird, welches zu dem
im Sinne einer Regelung auf minimalen Ruck des Fahrzeugs,
Steller des Kraftstoff-LuftgemischesVrückgeführt wird. Hierzu
werden die Drehzahländerungen des Motors erfaßt und wenn sie als störend, d.h. nicht durch den Fahrer willkürlich ausgelöst
erkannt werden, in gegenläufige Stellungsänderungen des Stellers umgesetzt. Willkürliche Gaspedaländerungen durch
den Fahrer werden jedoch durch die Einrichtung nicht dämpfend beeinflußt. Im einzelnen wird diese Dämpfung der Fahrzeuglängsdynamik-Instabilitäten
mit elektrischen Mitteln durchgeführt, indem von der Motordrehzahl eine elektrische Spannung
abgeleitet wird, welche anschließend differenziert und über einen Begrenzer-Verstärker übertragen wird.
Nach Anspruch 2 wird der Eingriff dieses Begrenzer-Verstärkers besonders zweckmäßig auf ca. 50 % des Arbeitsbereichs
der Verstellung des Stellers begrenzt. Damit ist eine sichere Kompensation von Störschwingungen gewährleistet, andererseits
wirkt sich die Kompansation nicht nachteilig bei willkürlichen Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgängen durch
den Fahrer aus.
Besonders zweckmäßig wird diese Einrichtung mit einer üblichen Einrichtung zur elektrischen Verstellung des Stellers
durch das Gaspedal kombiniert. Dabei erfolgt die Einkopplung des von dem Begrenzer-Verstärker abgegebenen Signals zweckmäßig
am Ausgang der Einrichtung zur elektrischen Verstellung des Stellers durch das Gaspedal (E-Gas). - Bei dieser Kombination
ist der Zusatzaufwand für die Einrichtung zum Herabsetzen der störenden Auswirkungen von Fahrzeuglängsdynamik-Instabilitäten
besonders niedrig, da die Verstellung des Stellers mit elektromechanischen Mitteln erfolgt.
- r-
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung
mit einer Figur erläutert, in der ein Signalflußbild der Einrichtung in Verbindung mit einer E-Gaseinrichtung dargestellt
ist:
In Fig. 1 ist ein Gaspedal (Fahrpedal) mit 1 bezeichnet,
dessen Stellung über einen elektrischen Stellungsgeber in ein elektrisches Stellungssignal umgewandelt wird. Dieses
Signal wird mit einem Verstärker 3 verstärkt und in eine entsprechende Position eines elektromechanischen Stellers
umgewandelt, welcher das Kraftstoff-Luftgemisch eines Verbrennungsmotors
5 bestimmt.
Mit dieser herkömmlichen Ε-Gas Einrichtung ist folgende Einrichtung zur Herabsetzung von Fahrzeuglängsdynamik-Instabilitäten
gekoppelt:
Mit einem drehbaren Element des Motors steht ein Drehzahlsensor 6 in Verbindung, der ein elektrisches Drehzahlsignal
entsprechend der Motordrehzahl liefert. Dieses Drehzahlsignal wird in einem Drehzahl-Spannungswandler in eine
proportionale Spannung umgesetzt. Diese Spannung wird in einem Differenzierglied 8, welches durch eine übliche Widerstandskondensatorkombination
realisiert sein kann, differenziert und einem Begrenzer-Verstärker 9 zugeführt.
Wie mit der in dem Begrenzer-Verstärker-Block angedeuteten
Kennlinie 10 dargestel.lt ist, verstärkt der Verstärker annähernd linear, solange seine Ausgangsspannung einen
vorgegebenen Spannungsbereich nicht überschreitet. Über diesen Bereich hinaus verstärkt der Verstärker aber nicht
mehr, sondern seine Ausgangsspannung wird konstant auf einem
maximalen Wert gehalten. Diese Begrenzerschaltung kann in üblicher Weise mit einer Zener-Diode realisiert werden.
Das Ausgangssignal des Begrenzer-Verstärkers wird an einer Koppelstelle 11 in den Signalflußweg der E-Gaseinrichtung
eingekoppelt.
Mit dieser Einrichtung werden periodische Schwingungen, die
auf Fahrzeuglängsdynamik-Instabilitäten zurückzuführen sind, wie es sich gezeigt hat praktisch vollständig ausgeregelt,
da jede Drehzahländerung des Motors eine gegenläufige Änderung der Stellerposition sofort hervorruft, so daß das
Kraftstoff-Luftgemisch im kompensierenden Sinne beeinflußt
wird. - Bei Betätigung des Gaspedals 1 hingegen, die eine gewünschte Änderung der Motordrehzahl durch Beeinflussung
des Kraftstoff-Luftgemischs über den Steller hervorrufen soll
wirkt der Begrenzer-Verstärker 9 begrenzend, so daß kein die Motordrehzahl kompensierendes Signal über die Koppelstelle
in den Steller 4 eingespeist wird. Der Fahrer merkt daher praktisch nicht, daß er mit einer Einrichtung zur Herabsetzung
der Fahrzeuglängsdynamik-Instabilitäten fährt.
Diese Einrichtung hat sich als besonders vorteilhaft in Verbindung
mit Dieselmotoren herausgestellt, die wegen ihrer weichen Aufhängung in dem Fahrzeug und ihrer Charakteristik
Fahrzeuglängsdynamik-Instabilitäten verursachen.
Claims (3)
- UDD Adolf Schindling AG Gräfstraße 1036DDD Frankfurt/Main G-R Hl-kmo / 1752 29. Februar 19Θ4Patentansprüche 3408002·. 1.1 Einrichtung zur Herabsetzung von Fahrzeuglängsdynamik-Instabilitäten, insbesondere Lastwechselrucken und unkontrolliertem, periodischen Gasgeben, mit Mitteln zum Verstellen der Auslenkung eines Stellers des einem Verbrennungsmotor des Fahrzeugs zuzuführenden Kraftstoffluftgemisches,dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Uerstellenein ein elektrisches Signal der Motordrehzahl, vorzugsweise eine Spannung, differenzierendes Differenzierglied (8) sowie ein an dessen Ausgang angeschlossener Begrenzer-Verstärker (9) vorgesehen sind, dessen Ausgangssignal in die Verstellung des Stellers (5) eingreift.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriff des Begrenzer-Verstärkers in die Verstellung des Stellers auf ca. 50 % des Arbeitsbereiches der Verstellung begrenzt ist. - 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Einrichtung zur elektrischen Verstellung des Stellers durch das Gaspedal vorgesehen ist, die additiv in Signalflußrichtung vor dem Steller in den Signalflußweg des Begrenzer-Verstärker-Ausgangs eingekoppelt ist.
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