DE3605600A1 - Antiblockierregelsystem fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Antiblockierregelsystem fuer kraftfahrzeuge

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Description

Die Erfindung betrifft ein Antiblockierregelsystem für Kraftfahrzeuge mit einer Vorrichtung zum automatischen Abkuppeln des Antriebsaggregates gemäß dem Obrbegriff des Patentanspruches 1.
Ein derartiges Antiblockierregelsystem ist in der EP-A 1 06 112 beschrieben. Dabei wird die Kupplung immer dann ausgekuppelt, wenn während der Bremsregelung durch ein zu starkes Motorschleppmoment (Schubbetrieb) ein zu starkes Zurückregeln des an den Radbremsen anliegenden Bremsdruckes erforderlich wäre. Schlimmstenfalls könnte das Motorschleppmoment so hoch sein, daß selbst bei drucklosen Radbremsen noch ein unzulässiger Radschlupf auftritt. Durch das Auskuppeln wird das Antriebsaggregat von den angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeuges getrennt und somit eine ungestörte Antiblockierregelung ermöglicht.
Aufgabe der Erfindung ist es das gattungsgemäße Antiblockierregelsystem mit Hinblick auf einen unzulässigen Radschlupf bei zu hohem Motorschleppmoment weiterzuentwickeln und die Vorrichtung zur automatischen Betätigung der Kupplung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird somit die Vorrichtung zur automatischen Abkuppeln bzw. Wiederankuppeln des Antriebsaggregates an die angetriebenen Räder vollständig in das Antiblockierregelsystem mit einbezogen, d. h., daß auch bei nicht betätigter Bremse der Radschlupf der angetriebenen Räder im Schubbetrieb des Kraftfahrzeuges erfaßt und bei Erreichen eines unzulässigen Radschlupfes eine Regelung des Einkuppelmomentes bzw. Motorschlupfmomentes erfolgt. um einen unzulässigen Radschlupf auszuschließen.
Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sindden Ansprüchen 2 bis 8 entnehmbar. So kann gemäß den Merkmalen der Ansprüche 3 und 4 zusätzlich zur Regelung des Motorschleppmomentes die Motordrehzahl angehoben werden. Zweckmäßig kann dabei zur Anhebung der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine ein sogenannter Leerlauf-Füllungsregler verwendet werden, der dann durch geringen steuerungstechnischen Mehraufwand im Falle eies zu hohen Motorschleppmomentes aufgesteuert wird. Derartige Leerlauf-Füllungsregler sind vielfach bekannt.
Die Kupplungsregelung kann entsprechend Anspruch 5 mittels einer Auswerteelektronik durchgeführt werden, in der ein Geschwindigkeitssignal des Kraftfahrzeuges, ein Regelsignal des Antiblockiersystemes, ein Leerlauf- sowie ein Drehzahlsignal des Antriebsmotors, ein Bremszustandssignal und ein Kupplungszustandssignal verarbeitet werden. Nach Maßgabe dieser Betriebsdaten wird dann die Kupplung entweder automatisch ausgekuppelt, eingekuppelt oder ein bestimmtes Kupplungsmoment eingeregelt. Eine zweckmäßige Ausbildung der Vorrichtung zum automatischen Betätigen der Kupplung ist in den Ansprüchen 6 bis 8 angeführt. Durch die hydraulische Trennung der automatischen Kupplungsbetätigung von der regulärenKupplungsbetätigung wird deren gegenseitige Betätigung nicht nachteilig beeinflußt. Ferner können gegebenenfalls unterschiedliche Betriebsmittel (z. B. zum Teil Bremsflüssigkeit, zum Teil Hydraulikfluid) trotz funktional einheitlicher Betätigungselemente verwendet werden. Durch ein bei automatischer Kupplungsbetätigung erzeugtes Rückstellmoment bleibt die Kupplungsbetätigungskraft, z. B. an einem von einer Bedienungsperson zu betätigenden Kupplungspedal, stets gleich, so daß die Bedienungsperson unabhängig vom tatsächlichen Kupplungszustand nicht beim Betätigen des Kupplungspedales verunsichert wird. Das Kupplungszustandssignal kann vorteilhaft von einem an den Primärkolben des Geberzylinders der Kupplung angeordneten Weggeber gemäß Anspruch 8 abgeleitet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zum automatischen Kuppeln des Antriebsaggregates eines Kraftfahrzeuges mit Antiblockierregelsystem.
Mit 10 ist das Steuergerät eines nicht näher dargestellten Antiblockierregelsystemes eines allradgetriebenen Kraftfahrzeuges dargestellt. Über je Rad 12 des Kraftfahrzeuges werden mittels geeigneter Raddrehzahlsensoren 14 die Raddrehzahlen und deren zeitliche Ableitung erfaßt und in dem Steuergerät 10 verarbeitet. Beim Auftreten eines unzulässigen Radschlupfes (Verzögerung) an einem oder mehreren Rädern 12 des Kraftfahrzeuges bei einem Bremsvorgang wird die Bremsregelung aktiviert und der an den Bremsen wirkende hydraulische Druck entsprechend vermindert bzw. geregelt. Derartige Antiblockierregelsysteme sind Stand der Technik und hinsichtlich deren Funktion wird auf die einschlägigen Veröffentlichungen verwiesen.
Von dem Regelgerät 10 des Antiblockier-Regelsystems wird bei auftretendem Radschlupf (auch ohne Bremsbetätigung im Schubbetrieb) über eine Leitung 16 ein Signal A abgeleitet, welches einer Auswerteelektronik 18 zugeleitet wird. Die Auswerteelektronik 18 besteht aus nicht dargestellten elektronischen Bausteinen zur Bildung einer logischen Verknüpfungsschaltung der noch zu beschreibenden Funktion. Der Auswerteelektronik 18 wird ferner ein Geschwindigkeitssignal V des Kraftfahrzeuges, ein Leerlaufsignal L einer als Antriebsmotor dienenden Brennkraftmaschine, die Drehzahl n der Brennkraftmaschine, sowie ein Bremszustandssignal B und ein Kupplungszustandssignal Ks zugeleitet. Das Bremszustandssignal B kann beispielsweise von einem Bremslichtschalter 20 am Hauptbremszylinder 22 der Betriebsbremse des Kraftfahrzeuges abgeleitet werden und jeweils anzeigen, wann die Bremse betätigt ist. Das Drehzahlsignal n gibt in digitaler oder analoger Form die Drehzahl der Brennkraftmaschine an. Das Leerlaufsignal L wird über einen Leerlaufgeber 24 an der willkürlich steuerbaren Drosselklappe 26 im Ansaugsystem 28 der Brennkraftmaschine abgeleitet. Das Leerlaufsignal steht dann an, wenn die Drosselklappe 26 geschlossen ist.
Die hydraulische Kupplungssbetätigung des Kraftfahrzeuges setzt sich im wesentlichen aus einem Kupplungspedal 30, einem Kupplungs- Geberzylinder 32 und einem Kupplungs-Nehmerzylinder 34 zusammen. Der Kolben 36 des Nehmerzylinders 34 wirkt auf eine Kupplungs-Ausrückgabel 38 zur Betätigung der nicht dargestellten, das Antriebsaggregat von den angetriebenen Rädern trennenden Hauptkupplung. Der Geberzylinder 32 und der Nehmerzylinder 34 sind über eine hydraulische Leitung40 miteinander verbunden. In die Leitung 40 ist ein Geberzylinder 42 eingeschaltet, der von einem Drucksteuerventil 44, beispielsweise einem Proportionalventil oder einem elektromagnetischen Taktventil, über eine Leitung 46 gespeist ist.
Der Geberzylinder 42 ist mit einem Primärkolben 48 und einem separaten, zweiten Kolben 50 versehen. Der Kolben 50 stützt sich mit einer Kolbenstange 52 an dem Primärkolben 48 ab, wobei die Leitung 46 in den zwischen den beiden Kolben 50, 48 gebildeten Ringraum 54 einmündet. Durch den Kolben 50 ist der Kupplungs-Geberzylinder 32 hydraulisch von dem Ringraum 54 bzw. dem Drucksteuerventil 44 getrennt. Bei einem von dem Drucksteuerventil 44 eingesteuerten hydraulischen Druck wird der Primärkolben 48 auf der Zeichnung nach rechts verschoben, wobei wie ersichtlich der Nehmerzylinder 34 im Sinne eines Ausrückens der Kupplung des Kraftfahrzeuges betätigt wird. Zugleich wird auf den Kolben 50 ein Rückstellmoment ausgeübt, welches das Kupplungspedal 30 in seine Ruhelage vorspannt. Durch Abstimmung der wirksamen Kolbenfläche des Kolbens 50 kann diese Rückstellkraft auf die reguläre Kupplungsbetätigungskraft abgestimmt werden.
An dem kegelstumpfförmigen Abschnitt des Primärkolbens 48 greift ein radial verschieblicher Stift 56 an, der Teil eines Weggebers 58 als Kupplungszustandssensor ist und zur Erzeugung eines Kupplungszustandssignals dient. Der Stift 56 tastet dabei einen Widerstand 60 zur Erzeugung eines veränderlichen Spannungssignales ab.
An der Ansaugleitung 28 der Brennkraftmaschine ist eine die Drosselklappe 26 umgehende Bypassleitung 64 mit einem deren Öffnungsquerschnitt steuernden Ventil 66 vorgesehen. Das Ventil 66 und die Bypassleitung 64 sind Teil einer Leerlauf-Füllungsregelung der Brennkraftmaschine.
Beim regulären Aus- und Wiedereinkuppeln der Kupplung über das Kupplungspedal 30 wird in der Auswerteelektronik 18 unter Erfassung des Kupplungszustandes und des Geschwindigkeitssignals V des Kraftfahrzeuges der Schleifpunkt der Kupplung ermittelt und in einen Speicher eingeschrieben. Der Kupplungs-Schleifpunkt liegt etwa dann an, wenn beim Anfahren des Kraftfahrzeuges das Kupplungspedal entlastet und die Räder 12 gerade zu rollen beginnen, bzw. ein entsprechendes Geschwindigkeitssignal V anliegt.
Wird bei fahrendem Kraftfahrzeug die Bremse betätigt und tritt ein unzulässiger Schlupf an den Rädern 12 auf, so gibt das Regelgerät 10 des im übrigen seine Antiblockier-Regelfunktion ausübenden Antiblockiersystemes ein Regelsignal A an die Auswerteelektronik, die wiederum das Drucksteuerventil 44 ansteuert. Dadurch wird zunächst Druck über die Leitung 46 dem Geberzylinder 42 zugeführt und die Kupplung des Kraftfahrzeuges automatisch ausgekuppelt bzw. das Antriebsaggregat von den angetriebenen Rädern 12 trieblich getrennt. Der hydraulische Druck kann dabei von einer separaten oder einer andere Betriebseinrichtungen des Kraftfahrzeuges bereits bedienenden Hydraulikpumpe 68 erzeugt werden, welche aus einem Reservoir 70 Hydraulikfluid fördert.
Nach dem Lösen der Bremse wird über das Regelgerät 10 zwar die Bremsdruckmodulation eingestellt, jedoch bleibt die den Radschlupf erfassende und auswertende Logik des Regelgerätes 10 in Funktion. Das Lösen der Bremse wird der Auswerteelektronik über das Bremszustandssignal B mitgeteilt und damit ein sofortiges Wiedereinkuppeln bis zum Schleifpunkt der Kupplung eingeleitet. Ab dem Schleifpunkt erfolgt ein getaktetes, gleitendes Wiedereinkuppeln mit langsam ansteigendem, zunehmendem Motorschleppmoment. Sollte dabei aufgrund eines sehr geringen Haftbeiwertes zwischen den angetriebenen Rädern 12 und der Fahrbahn ein Radschlupf auftreten, so wird es über das Antiblockierregelsignal A der Auswerteelektronik mitgeteilt und über das Drucksteuerventil 44 und den Geberzylinder 42 das Motorschleppmoment zurückgeregelt bzw. wieder ausgekuppelt. Diese Regelfunktion kann gegebenenfalls variabel erfolgen; d. h., daß abhängig vom Haftbeiwert der Fahrbahn schneller oder weniger schnell eingekuppelt wird. Die Logik kann dabei das durch die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges und die eingelegte Übersetzung zu erwartende maximale Motorschleppmoment als auch die Intensität des Schlupfsignals A (hohe Schlupf-Verzögerungswerte = geringer Fahrbahnhaftwert) verarbeiten.
Die Auswerteelektronik 18 ist ferner an die Gangschaltung des Kraftfahrzeuges angeschlossen und verarbeitet ein Übersetzungssignal i, wenn einer der niedrigen Gänge 1, 2 oder 3 eingelegt ist. Selbstverständlich können auch weitere Gänge erfaßt werden. In Verknüpfung mit dem Geschwindigkeitssignal V wird in der Auswerteelektronik errechnet, ob ein besonders hohes Motorschleppmoment beim Wiedereinkuppeln auftreten wird; gegebenenfalls steuert dann die Auswerteelektronik das Ventil 66 auf, wodurch automatisch ohne Betätigung der Drosselklappe 26 die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine auf z. B. 3000 min-1 angehoben wird. Dadurch wird das Motorschleppmoment verringert und der Regelaufwand sowie der Kupplungsverschleiß reduziert. Sobald das Kupplungszustandssignal Ks anzeigt, daß die Kupplung wieder voll eingerückt ist, wird über die Auswerteelektronik 18 auch die erhöhte Leerlaufdrehzahl zurückgesteuert. Es versteht sich, daß eine Drehzahlanhebung nur dann und nur soweit erfolgen darf, daß daraus keine Beschleunigung des Kraftfahrzeuges resultiert.
Auch unabhängig von der Betätigung der Bremse wird über einen Teil des Antiblockiersystems bzw. über die Regellogik des Regelgerätes 10 und das Regelsignal A die Kupplung bei unzulässigen Radschlupfwerten bis zum Schleifpunkt ausgekuppelt und dann getaktet wiedereingekuppelt, jedoch nur bis zu dem auf die Fahrbahn übertragbaren Motorschleppmoment. Ferner kann über das Ventil 66 die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine wie beschrieben angehoben werden. Der automatische Kupplungsvorgang und gegebenenfalls die Drehzahlanhebung können durch eine Warmlampe angezeigt sein, um die Bedienungsperson des Kraftfahrzeuges auf die extreme Betriebssituation aufmerksam zu machen.
Gegebenenfalls kann das Auskuppeln und das geregelte Wiedereinkuppeln auch noch abhängig von einem Verzögerungsgeber am Kraftfahrzeug gesteuert werden. Dann wird die Kupplung nur automatisch betätigt, wenn an der Auswerteelektronik 18 das Regelsignal A und zusätzlich ein nur eine geringe Fahrzeugverzögerung (geringer Haftbeiwert!) anzeigendes Signal A L anliegt.
Durch das vorbeschriebene System wird das Fahrverhalten eines Kraftfahrzeuges mit Antiblockierregelsystem weiter verbessert.

Claims (8)

1. Antiblockierregelsystem für Kraftfahrzeuge mit einer Vorrichtung zum automatischen Abkuppeln des Antriebsaggregates von den angetriebenen Rädern bei Antiblockierregelung, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiederankuppeln des Antriebsaggregates abhängig vom Schlupf der angetriebenen Räder erfolgt.
2. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Antiblockierregelung auch bei gelöster Bremse der Schlupf der angetriebenen Räder erfaßt und das Motorschleppmoment unter Vermeidung unzulässigen Radschlupfes geregelt ist.
3. Antiblockierregelsystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorschleppmoment ermittelt und bei hohem Motorschleppmoment dieses beim Wiederankuppeln des Antriebsaggregates durch automatisches Erhöhen der Motordrehzahl n verringert ist.
4. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Motordrehzahl n durch Aufsteuern eines Ventiles (66) eines Leerlauf-Füllungsreglers der Brennkraftmaschine erfolgt.
5. Antiblockierregelsystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung des Kraftfahrzeuges hydraulisch betätigt ist und das an diese Betätigung ein mit einer Druckquelle verbundenes Drucksteuerventil (44) angeschlossen ist, welches durch eine Auswerteelektronik (18) aktiviert ist, wobei die Auswerteelektronik zumindest die folgenden Betriebsdaten erfaßt: V = Geschwindigkeitssignal des Kraftfahrzeuges,
A = Antiblockierregelsignal bzw. Schlupfsignal
L = Leerlaufsignal Motor
n = Drehzahlsignal Motor
B = Bremszustandssignal und
Ks = Kupplungszustandssignal
6. Antiblockierregelsystem nach den Ansprüchen 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Drucksteuerventil (44) einen Geberzylinder (42) mit einem Primärkolben (48) speist, welcher Geberzylinder (42) zwischen einem Kupplungs- Geberzylinder (32) und einem Kupplungs-Nehmerzylinder (34) eingeschaltet ist, daß der Geberzylinder (42) einen zweiten Kolben (50) aufweist, der den Kupplungs-Geberzylinder (32) hydraulisch von dem Drucksteuerventil (44) und dem Kupplungs-Nehmerzylinder (34) trennt und der bei über das Drucksteuersignal ausgerückter Kupplung ein Rückstellmoment auf den Kupplungs-Geberzylinder (32) bzw. das Kupplungspedal (30) ausübt.
7. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellmoment etwa der Kupplungsbetätigungskraft gleich ist.
8. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärkolben (48) des Geberzylinders (42) mit einem Weggeber (58) zur Erzeugung des Kupplungszustandssignales (Ks) zusammenwirkt.
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