DE3605600C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Antiblockierregelsystem für ein Kraftfahrzeug
mit einer Vorrichtung zum automatischen Abkuppeln des Antriebsaggregates
von den angetriebenen Rädern bei Antiblockierregelung, gemäß
dem Oberbegriff 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.
Wird die Bremse des Kraftfahrzeuges entlastet und damit die Antiblockierregelung
eingestellt, so wird auch die Kupplung wieder eingerückt.
Die Betätigung der Kupplung kann in nicht näher dargestellter
Weise hydraulisch erfolgen.
Beim Gegenstand der DE-OS 33 09 712 ist zum gleichen Zweck ein
Kupplungs-Nehmerzylinder vorgesehen, der zwei Arbeitskammern aufweist,
wobei die eine Arbeitskammer mit der herkömmlichen Kupplungsbetätigung
und die zweite Arbeitskammer mit einer Blockierschutz-Ventileinheit
verbunden ist. Die Kupplung wird somit nur betätigt, wenn das Antiblockierregelsystem
in Betrieb ist. Ferner kann eine Verunsicherung der
Bedienungsperson des Kraftfahrzeuges dadurch auftreten, daß bei durch
die automatische Betätigung ausgerückter Kupplung das Kupplungspedal
leer durchgeht.
Zwar zeigen die DE-OS 31 43 479 bzw. die DE-AS 24 29 301 bereits
Kraftfahrzeuge mit Antiblockierregelungssystem und einer Vorrichtung,
die zusätzlich einen unzulässigen Schlupf an den angetriebenen Rädern
des Kraftfahrzeuges aufgrund des Motorschleppmomentes vermeiden soll.
Dabei wird jedoch nicht die Kupplung des Kraftfahrzeuges betätigt,
sondern der Motor bis zum Verschwinden des Schlupfsignales beschleunigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäße Antiblockierregelsystem
mit Vorrichtung zum automatischen Abkuppeln des Antriebsaggregates
derart weiterzubilden, daß ein Schleudern bei extrem geringen Fahrbahnhaftwerten
zuverlässig vermieden und eine für den Fahrzeugführer gewohnte,
ungestörte Kupplungsbetätigung unabhängig von der Regelungsfunktion
sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches
1 gelöst. Demgemäß wird die Kupplung auch dann automatisch betätigt,
wenn keine Antiblockierregelung erfolgt. Insbesondere aber wird
durch die Anordnung eines zusätzlichen Geberzylinders, der den
Kupplungs-Geberzylinder hydraulisch von dem Drucksteuerventil und dem
Kupplungs-Nehmerzylinder trennt, eine entkoppelte Betätigung geschaffen,
die einerseits die Regelungsfunktion über die Auswerteelektronik
und andererseits eine ungestörte Kupplungsbetätigung durch den Fahrzeugführer
sicherstellt. Besonders vorteilhaft ist dabei, daß der Fahrzeugführer
stets die Kupplung treten kann, wobei er durch das Rückstellmoment
eine reguläre Kupplungsbetätigung vorgetäuscht bekommt. Dies
stellt sicher, daß der Fahrzeugführer nicht von der Regelungsfunktion
verunsichert wird.
Gemäß Anspruch 2 kann die Rückstellkraft zweckmäßig gleich der
Kupplungsbetätigungskraft sein. Durch die Merkmale des Anspruches 3
wird die Regelungsfunktion bzw. das Anfahren des Schleifpunktes der
Kupplung wesentlich verbessert. Im Selbstlerneffekt kann dieser
Schleifpunkt, der sich bekanntlich abhängig vom Abnutzungsgrad des
Kupplungsbelages verändert, jeweils über die Auswerteelektronik erfaßt
und für die nachfolgende Regelungsfunktion verarbeitet werden. Der
Kupplungs-Schleifpunkt kann somit immer schnell angefahren werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden näher erläutert.
Die schematische Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zum automatischen
Abkuppeln 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 Kupplungsbetätigung 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 Leitung 40
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 Warnlampe 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 (3)
1. Antiblockierregelsystem für Kraftfahrzeuge mit einer Vorrichtung
zum automatischen Abkuppeln des Antriebsaggregates von den angetriebenen
Rädern bei Antiblockierregelung, wobei die Kupplung
des Kraftfahrzeuges hydraulisch betätigt ist und an diese Betätigung
ein mit einer Druckmittelquelle verbundenes Drucksteuerventil
angeschlossen ist, welches durch eine Auswerteelektronik
aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) über die Drehzahl-Sensoren des Antiblockierregelsystem auch bei gelöster Bremse der Schlupf der angetriebenen Räder erfaßt und bei vorgegebenen Schlupf die Kupplung betätigt wird,
- b) das Drucksteuerventil (44) einen Geberzylinder (42) mit einem Primärkolben (48) speist und der Geberzylinder (42) zwischen einem Kupplungs-Geberzylinder (32) und einem Kupplungs- Nehmerzylinder (34) eingeschaltet ist,
- c) 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 Drucksteuerventil ausgedrückter Kupplung eine Rückstellkraft auf den Kupplungs-Geberzylinder (32) bzw. das Kupplungspedal (30) ausübt.
2. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückstellkraft etwa der Kupplungsbetätigungskraft gleich
ist.
3. Antiblockierregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Primärkolben (48) des Geberzylinders (42) mit einem Weggeber
(58) zur Erzeugung eines Kupplungszustandssignales (KS) zusammenwirkt.
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