DE3621908A1 - Antriebsschlupfregelvorrichtung fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsschlupfregelvorrich­ tung mit einer auf ein beginnendes Durchdrehen wenigstens eines Antriebsrades ansprechenden Steuerschaltung, welche wenigstens ein den Antriebsschlupf reduzierendes Steuer­ signal an eine Drosselklappenverstellanordnung abgibt, die die Drosselklappe entsprechend in ihrer Lage festhält bzw. in Schließrichtung verstellt.

Es ist bereits bekannt, die Drosselklappen der Verbrennungs­ motoren von Kraftfahrzeugen rein mechanisch, elektromechanisch oder hydromechanisch zu steuern. Zur Antriebsschlupfregelung muß hierbei in den Betätigungsmechanismus für die Drossel­ klappe in dem Sinne eingegriffen werden, daß die Drossel­ klappe entgegen der vom Fahrer am Gaspedal vorgenommenen Einstellung so weit in Schließrichtung bewegt werden kann, daß ein beginnender Radschlupf unterbunden wird.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Antriebsschlupf­ regelvorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der Pedalreaktionskräfte im Antischlupfregelfall er­ niedrigt sind, im Kraftfahrzeug vorhandene Energiequellen genutzt und eine gewünschte Regelcharakteristik problemlos verwirklicht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß das Gaspedal einen hydraulischen Geberzylinder ansteuert, der über eine hydraulische Leitung mit einem die Drossel­ klappe betätigenden Nehmerzylinder verbunden ist, und daß die Drosselklappenverstellanordnung ein in die hydrau­ lische Leitung eingeschaltetes, elektromagnetisch betätig­ tes Schließventil umfaßt, welches durch die Steuerschal­ tung angesteuert ist.

Aufgrund dieser Ausbildung kann die Antischlupfregelung ein­ fach durch an die hydraulische Leitung zwischen dem Geber­ zylinder und dem Nehmerzylinder angeschlossene, von der Steuer­ schaltung beaufschlagte Ventile gesteuert werden, was nicht nur zu einer erheblichen Kostenreduzierung führt, sondern auch ein besonders betriebssicheres und exaktes Arbeiten der Antischlupfregelungsvorrichtung gewährleistet.

Damit beim Schließen des Schließventils im Antischlupfregel­ fall keine zu harte Bremswirkung auf das Gaspedal ausgeübt wird, sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, daß an das vor dem Schließventil vorhandene erste Leitungs­ teil ein Kolbenspeicher angeschlossen ist, dessen Rückstell­ feder so stark bemessen ist, daß er bei normalen Drossel­ klappenbetätigungen nicht anspricht, jedoch dann, wenn das Schließventil schließt und das Gaspedal weiter durchgetreten wird.

Damit für den Fall, daß der Fahrer bei geschlossenem Schließ­ ventil das Gas wegnimmt, eine entsprechende Bewegung der Drosselklappe in Schließrichtung möglich ist, ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, daß das Schließventil durch ein Rückschlagventil überbrückt ist, welches bei niedrigerem Druck im ersten Leitungsteil zwischen dem Schließventil und dem Geberzylinder öffnet.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß an dem zweiten Leitungsteil zwischen dem Schließventil und dem Nehmerzylinder ein an eine Druckquelle angeschlossenes erstes elektromagnetisch be­ tätigtes Öffnungsventil und ein an einen Rücklaufbehäl­ ter angeschlossenes zweites elektromagnetisch betätigtes Öffnungsventil angelegt sind, welche mit der Steuer­ schaltung verbunden und von dieser so beaufschlagt sind, daß sie bei geschlossenem Schließventil abwechselnd die für die Antriebsschlupfregelung erforderlichen Öffnungs- bzw. Schließsignale erhalten. Hierbei kann insbesondere auf eine im Fahrzeug ohnehin vorhandene hydraulische Druckquelle zurückgegriffen werden, z.B. die Hydraulik­ pumpe einer hydraulischen Bremsschlupfregelungsvorrichtung. Bei dieser Ausführungsform liefert die Steuerschaltung nicht nur das das Schließventil schließende Basis-Steuer­ signal, sondern zwei weitere Steuersignale für das ab­ wechselnde Öffnen der zwei Öffnungsventile. Auf diese Weise kann eine besonders empfindliche und feinfühlige Antriebsschlupfregelung durchgeführt werden.

Weiter ist es zweckmäßig, wenn zwischen das erste Öffnungs­ ventil und den zweiten Leitungsteil ein Differenzdruckbe­ grenzungs-Öffnungsventil geschaltet ist, welches normaler­ weise geschlossen ist, und erst bei einer Druckdifferenz in den beiden Leitungsteilen derart, daß der Druck im ersten Leitungsteil den Druck im zweiten Leitungsteil übersteigt, geöffnet wird. Aufgrund dieses speziellen Druckbegren­ zungsventils wird ein Einströmen von Hydraulik­ flüssigkeit in den Nehmerzylinder verhindert, wenn dort das durch die Gaspedalbetätigung vorgegebene Druckniveau erreicht ist. Auf diese Weise kann sich die Drosselklappe nicht über die vom Fahrer vorgegebene Position hinaus öffnen. Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur ein Blockschalt­ bild einer erfindungsgemäßen Antriebsschlupfregelvorrichtung zeigt.

Nach der Zeichnung ist an das Gaspedal 11 eines Kraftfahr­ zeuges mit einem Verbrennungsmotor ein hydraulischer Geber­ zylinder 12 angeschlossen, der über eine hydraulische Lei­ tung 13 mit einem Nehmerzylinder 15 verbunden ist, an den die Drosselklappe 14 des Vergasers des Verbrennungsmotors angekuppelt ist. Durch ein in die hydraulische Leitung 13 eingeschaltetes Schließventil 16 ist die Leitung 13 in ein erstes Leitungsteil 13 a und ein zweites Leitungsteil 13 b unterteilt. Beim normalen Fahren, d.h., wenn kein Antriebs­ schlupf vorliegt, befindet sich das Schließventil 16 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Öffnungsstellung, und beim Niedertreten des Gaspedals 11 bewirkt der im Geberzylinder 12 erzeugte Druck über die hydraulische Leitung 13 eine Druckzunahme im Nehmerzylinder 15, was eine entsprechende Verstellung der Drosselklappe 14 in öffnendem Sinne zur Folge hat. Die in den Nehmerzylindern vorhandenen Rückstell­ federn 12 a, 15 a bewirken im Falle des Loslassens des Gas­ pedals 11 eine Rückstellung des Gaspedals 11 und der Drossel­ klappe 14 in ihre Ruhelage.

An das erste Leitungsteil 13 a ist ein Kolbenspeicher 18 mit einer Rückstellfeder 19 angeschlossen, welche so stark ist, daß bei der vorstehend beschriebenen normalen Betätigung der Drosselklappe 14 im Kolbenspeicher 18 keine Volumen­ aufnahme erfolgt.

Das Schließventil 16 ist durch ein Rückschlagventil 20 überbrückt, welches so geschaltet ist, daß es öffnet, wenn der Druck im ersten Leitungsteil 13 b niedriger als im zweiten Leitungsteil 13 a ist.

An das zweite Leitungsteil 13 b sind außerdem ein erstes Öffnungsventil 22 und ein zweites Öffnungsventil 24 an­ geschlossen, die mit einer hydraulischen Druckquelle 21 bzw. einem hydraulischen Rücklaufbehälter 23 verbunden sind. Zwischen das erste Öffnungsventil 22 und das zweite Leitungsteil 13 b ist außerdem noch ein Druckdifferenz­ begrenzungs-Öffnungsventil 25 eingeschaltet, welches so­ wohl von dem Druck im ersten Leitungsteil 13 a als auch vom Druck im zweiten Leitungsteil 13 b beaufschlagt ist. Das Druckdifferenzbegrenzungs-Öffnungsventil 25 ist nor­ malerweise geschlossen, und öffnet erst, wenn im Leitungs­ teil 13 a ein höherer Druck vorliegt als im zweiten Leitungs­ teil 13 b.

Das Schließventil 16 und die Öffnungsventile 22, 24 sind elektromagnetisch betätigt, wobei die Elektromagneten über gestrichelt angedeutete Steuerleitungen mit einer Steuer­ schaltung 17 verbunden sind, die von einem Radschlupfsensor 26 ein Radschlupfsignal erhält, wenn an einem der nicht dargestellten Antriebsräder ein beginnender Radschlupf fest­ gestellt wird. In diesem Fall liefert die Steuerschaltung 17 ein erstes Steuersignal an den Elektromagneten des Schließ­ ventils 16, welches hierauf in die Schließrichtung umgeschal­ tet wird, so daß die Leitungsteile 13 a und 13 b und damit der Geberzylinder 12 und der Nehmerzylinder 15 voneinander getrennt sind.

Genügt diese Unterbrechung noch nicht zur Beseitigung des beginnenden Radschlupfes, so öffnet ein zweites Steuersignal das zweite Öffnungsventil 24, so daß der Druck im Nehmer­ zylinder 15 so lange abgebaut und damit die Drosselklappe 14 so weit geschlossen wird, bis der beginnende Radschlupf be­ seitigt ist. Nunmehr erhält das zweite Öffnungsventil 24 von der Steuerschaltung 17 wieder ein Schließsignal, während das erste Öffnungsventil 22 ein Öffnungssignal erhält, damit der Druck im Nehmerzylinder 15 wieder gesteigert und die Drosselklappe 14 wieder so weit geöffnet werden kann, daß der Radschlupf gerade wieder beginnt. Dann wiederholt sich das Spiel der Ventile 22, 24 in ent­ sprechender Weise. Der Druck im Nehmerzylinder 15 pendelt also um denjenigen Wert herum, der eingehalten werden muß, damit es gerade noch nicht zu einem Druchdrehen der An­ triebsräder kommt.

Sofern der Fahrer nach dem Schließen des Schließventils 16 das Gaspedal 11 weiter durchtritt, wird die entsprechende Bewegung durch eine entsprechende Volumenaufnahme des Kol­ benspeichers 18 sanft abgebremst. Vor dem Zurückschalten des Schließventils 16 in die geöffnete Stellung sollte durch entsprechende Software in der Ventilsteuerung ein Druckgleichgewicht zwischen den Leitungsteilen 13 a und 13 b hergestellt werden.

Sofern der Fahrer während eines Regelvorganges das Gas weg­ nimmt, erniedrigt sich der Druck im ersten Leitungsteil 13 a gegenüber dem Druck im zweiten Leitungsteil 13 b, was die Öffnung des Rückschlagventils 20 und einen entsprechenden Druckabbau im Nehmerzylinder 15 zur Folge hat. Nunmehr wird der Radschlupf beendet sein, und die Steuerschaltung 17 bringt die Öffnungsventile 22, 24 in die aus der Zeichnung ersichtliche Schließposition, während das Schließventil 16 wieder öffnet.

Das Druckdifferenzbegrenzungs-Öffnungsventil 25 hat den Zweck, daß bei einem niedrigeren hydraulischen Druck im ersten Leitungsteil 13 a gegenüber dem Druck im zweiten Leitungsteil 13 b auf jeden Fall die Verbindung zwischen dem ersten Öffnungsventil 22 und dem zweiten Leitungsteil 13 b unterbrochen ist, damit dann unter keinen Umständen von der Druckquelle 21 der Druck im Nehmerzylinder 15 erhöht werden kann.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine degressive Abregelcharakteristik durch einen nicht­ linearen Druckabbauverlauf erreicht werden kann. Auch ist es möglich, die Anzahl der erforderlichen Bowdenzüge ent­ sprechend zu reduzieren.

• Bezugszeichenliste 11 Gaspedal
  12 Geberzylinder
  12 a Rückstellfeder
  13 hydraulische Leitung
  13 a erstes Leitungsteil
  13 b zweites Leitungsteil
  14 Drosselklappe
  15 Nehmerzylinder
  15 a Rückstellfeder
  16 Schließventil
  17 Steuerschaltung
  18 Kolbenspeicher
  19 Rückstellfeder
  20 Rückschlagventil
  21 Druckquelle
  22 erstes Öffnungsventil
  23 Rücklaufbehälter
  24 zweites Öffnungsventil
  25 Druckdifferenzbegrenzungs-Öffnungsventil
  26 Radschlupfsensor

Claims (5)

1. Antriebsschlupfregelvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer auf ein beginnendes Durchdrehen wenigstens eines Antriebs­ rades ansprechenden Steuerschaltung, welche wenigstens ein den Antriebsschlupf reduzierendes Steuersignal an eine Drosselklappenverstellanordnung abgibt, die die Drossel­ klappe entsprechend in ihrer Lage festhält bzw. in Schließ­ richtung verstellt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaspedal (11) einen hydraulischen Geberzylinder (12) ansteuert, der über eine hydraulische Leitung (13) mit einem die Drosselklappe (14) betätigenden Nehmerzylinder (15) verbunden ist, und daß die Drosselklappenverstell­ anordnung ein in die hydraulische Leitung (13) einge­ schaltetes, elektromagnetisch betätigtes Schließventil (16) umfaßt, welches durch die Steuerschaltung (17) angesteuert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an das vor dem Schließventil (16) vorhandene erste Leitungsteil (13 a) der hydraulischen Leitung (13) ein Kolbenspeicher (18) angeschlossen ist, dessen Rückstellfeder (19) so stark bemessen ist, daß er bei normalen Drosselklappenbetätigungen nicht anspricht, jedoch dann, wenn das Schließventil (16) schließt und das Gaspedal (11) weiter durchgetreten wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schließventil (16) durch ein Rückschlagventil (20) überbrückt ist, welches bei niedri­ gerem Druck im ersten Leitungsteil (13 a) zwischen dem Schließventil (16) und dem Geberzylinder (12) öffnet.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zwei­ ten Leitungsteil (13 b) zwischen dem Schließventil und dem Nehmerzylinder (15) ein an eine Druckquelle (21) ange­ schlossenes erstes elektromagnetisch betätigtes Öffnungs­ ventil (22) und ein an einen Rücklaufbehälter (23) an­ geschlossenes zweites elektromagnetisch betätigtes Öff­ nungsventil (24) angelegt sind, welche mit der Steuer­ schaltung (17) verbunden und von dieser so beaufschlagt sind, daß sie bei geschlossenem Schließventil (16) ab­ wechselnd die für die Antriebsschlupfregelung erforderlichen Öffnungs- bzw. Schließsignale erhalten.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das erste Öffnungsventil (22) und den zweiten Leitungs­ teil (13 b) ein Differenzdruckbegrenzungs-Öffnungsventil (25) geschaltet ist, welches normalerweise geschlossen ist, und erst bei einer Druckdifferenz in den beiden Leitungsteilen (13 a, 13 b) derart, daß der Druck im ersten Leitungsteil (13 a) den Druck im zweiten Leitungsteil (13 b) übersteigt, geöffnet wird.