DE3635775A1 - Antriebsschlupfregelvorrichtung fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsschlupfregelvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem über eine Drosselklappe vom Gaspedal gesteuerten Verbrennungsmotor, bei der zwischen das Gaspedal und die Drosselklappe ein kraftbetätigter Drossel­ klappenrücksteller an das Gasgestänge angeschlossen ist, welcher in Abhängigkeit von einem Antriebsschlupfsensor die vom Gaspedal in bestimmtem Maße geöffnete Drosselklappe zwangsläufig jeweils so weit schließt, daß ein Antriebs­ schlupf gerade vermieden wird, wobei zwischen dem Gaspedal und dem Drosselklappenrücksteller ein vorzugsweise als Koppelfeder ausgebildeter Rückstellkraftsimulator im Gasge­ stänge angeordnet ist und wobei der Drosselklappenrück­ steller einen Elektromotor aufweist, der über ein selbst­ hemmendes Getriebe und eine Freilaufkupplung auf die Drosselklappe derart einwirkt, daß er eine zwangsläufige Mitnahme der Drosselklappe in Schließrichtung bewirken kann, jedoch ein noch stärkeres Schließen der Drossel­ klappe beim Loslassen des Gaspedals nicht behindert.

Bei einer bekannten Antriebsschlupfregelung dieser Art besitzt der über das selbsthemmende Getriebe wirkende Elektromotor zwei Drehrichtungen und wird von einer mit dem Antriebsschlupfsensor verbundenen Antriebsschlupfsteuer­ schaltung derart beaufschlagt, daß er im Falle eines Antriebs­ schlupfes die Drosselklappe zwangsläufig so weit schließt, daß ein Durchdrehen eines der Antriebsräder vermieden wird. Ist dieses Ziel erreicht, kann der Elektromotor durch Um­ steuerung in die andere Drehrichtung die Drosselklappe auch wieder öffnen. Der eingebaute Freilauf sorgt dafür, daß beim Loslassen des Gaspedals die Drosselklappe noch stärker in Schließrichtung bewegt werden kann, als dies vom Antriebs­ schlupfsensor gefordert wird. Der Kraftfahrer wird also bei der Gaswegnahme durch die Antriebsschlupfregelvorrichtung nicht behindert.

Abgesehen davon, daß die bekannte Antriebsschlupfregelvorrich­ tung einen zwei entgegengesetzte Drehrichtungen aufweisenden Elektromotor erfordert, muß auch noch ein elektrischer End­ schalter vorgesehen sein, der kurz vor Erreichen der Drossel­ klappen-Leerlaufstellung betätigt wird und den Elektromotor dadurch anhält. Hierdurch wird eine Beschädigung des Betäti­ gungsgestänges vermieden.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Antriebsschlupf­ regelvorrichtung der eingangs genannten Gattung einfacher und sicherer zu gestalten.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Elektromotor nur in Drosselklappenrückstellrichtung antreib­ bar ist und in den Weg vom selbsthemmenden Getriebe bis zum Anschluß an das Gasgestänge eine von dem Antriebsschlupf­ sensor schaltbare Kupplung eingeschaltet ist, welche normaler­ weise ausgerückt ist, jedoch beim Erscheinen eines Antriebs­ schlupfsignals eingerückt wird.

Erfindungsgemäß wird also ein Elektromotor mit nur einer Drehrichtung verwendet, was die Sicherheit der Regelvor­ richtung erhöht. Gleichwohl kann aufgrund der schaltbaren Kupplung die Drosselklappe nach Beendigung einer Antriebs­ schlupfregelung wieder in ihre Normalstellung zurückgeführt werden, weil dann der vorzugsweise als Koppelfeder ausge­ bildete Rückstellkraftsimulator nicht mehr durch den Elektro­ motor beaufschlagt wird.

Da beim plötzlichen Öffnen der schaltbaren Kupplung die Koppelfeder das Sekundärgestänge schlagartig beschleunigen würde, ist es nach einer weiteren Ausführungsform bevor­ zugt, wenn in den Weg des Gasgestänges vom Anschluß des Drosselrückstellers bis zur Drosselklappe ein Dämpfungs­ element eingeschaltet ist. Insbesondere ist dabei das Dämpfungselement parallel zum Rückstellkraftsimulator, d. h. der Koppelfeder, geschaltet.

Das Dämpfungselement verhindert somit eine ungedämpfte, schlagartige Rückstellung der Drosselklappe in die dem Niederdrückzustand des Gaspedals entsprechende Öffnungslage.

Eine vorteilhafte praktische Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß das selbsthemmende Getriebe über die Freilaufkupplung und die schaltbare Kupplung bei eingerückter schaltbarer Kupplung und Antrieb des Elektromotors drehfest mit einem Betätigungsarm verbunden ist, der über ein Sekun­ därgestänge kraftschlüssig mit der Drosselklappe verbunden ist.

Weiter ist es zweckmäßig, wenn der Betätigungsarm über den vorzugsweise als Koppelfeder ausgebildeten Rückstell­ wegsimulator mit dem an das Gaspedal angeschlossenen Primärgestänge derart verbunden ist, daß beim Niedertreten des Gaspedals und der entsprechenden Beaufschlagung des Primärgestänges über den Rückstellwegsimulator das Sekun­ därgestänge in einem die Drosselklappe öffnenden Sinne betätigt wird.

Im allgemeinen ist vorgesehen, daß die Drosselklappe durch eine Rückstellfeder auf ihre Schließstellung zu vorgespannt ist.

Der bisher erforderliche Endschalter kann vermieden werden, wenn in eine der Kupplungen auch ein Überlastungsschutz in Drosselklappen-Schließrichtung eingebaut ist.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur eine schematische Prinzipdarstellung einer Antriebsschlupfregelvorrichtung zeigt.

Nach der Zeichnung wirkt das Gaspedal 21 eines Kraftfahrzeuges auf ein Primärgestänge 22, welches einen an einer Anschluß­ stelle 15 angelenkten Schwenkhebel 29 umfaßt. Von der An­ schlußstelle 15 erstreckt sich außerdem ein ebenfalls dort angelenkter Betätigungsarm 19 unter einem spitzen Winkel zum Schwenkhebel 29 in der Weise, daß der Schwenkhebel 29 und der Betätigungsarm 19 gemeinsam die Form eines V be­ sitzen. An das von der Anschlußstelle 15 abgewandte Ende des Betätigungsarms 19 ist das zur Drosselklappe 13 führende Sekundärgestänge 20 angeschlossen. Die Drosselklappe 13 ist durch eine Rückstellfeder 23 in die Leerlaufstellung vorge­ spannt.

In einem Abstand von der Anschlußstelle 15 sind der Schwenk­ hebel 29 und der Betätigungsarm 19 durch eine einen Rück­ stellkraftsimulator darstellende Koppelfeder 17 miteinander verbunden. Darüber ist zwischen dem Schwenkhebel 29 und dem Betätigungsarm 19 ein Dämpfungselement 16 angeordnet.

Aufgrund dieser Ausbildung führt ein Niedertreten des Gaspedals 21 dazu, daß das Primärgestänge 22 entsprechend bewegt und der Schwenkhebel 29 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt wird. Die Koppelfeder 17 nimmt hierbei den Betätigungsarm 19 eben­ falls entgegen dem Uhrzeigersinn mit, wodurch das Sekundär­ gestänge 20 bewegt und die Drosselklappe 13 unter Spannung der Feder 23 mehr oder weniger in Öffnungsrichtung verschwenkt wird.

Beim Loslassen des Gaspedals zieht die Rückstellfeder 23 die Drosselklappe 13 und über die Gestänge 20, 22 sowie die Koppel­ feder 17 auch das Gaspedal 21 in seine Ruhelage zurück.

Der Betätigungsarm 19 ist mit einer senkrecht von der Gelenkachse der Anschlußstelle 15 abzweigenden Schwenkwelle 24 drehfest ver­ bunden. Auf der Welle 24 sitzt eine schaltbare Kupplung 14, deren beide Kupplungshälften 14 a, 14 b durch einen ebenfalls auf der Welle 24 sitzenden Elektromagneten 25 in drehfesten Eingriff gebracht werden können. Eine nicht dargestellte Feder hält die beiden Kupplungshälften 14 a, 14 b bei nicht elektrisch beauf­ schlagtem Elektromagneten 25 außer Eingriff.

Die Welle 24 ist also bei ausgerückter Kupplung 14 an dieser Stelle unterbrochen.

Weiter ist im Anschluß an die Kupplung 14 eine Freilaufkupp­ lung 18 auf der Welle 24 angeordnet, während am Ende der Welle 24 ein Schneckengetriebe 12 vorgesehen ist, an dessen Schneckenrad ein Elektromotor angeschlossen ist. Der Elektro­ motor 11 weist nur eine Drehrichtung auf. Wird er angetrieben, so versetzt er die Freilaufkupplung in eine Drehbewegung ent­ sprechend dem Pfeil f. In dieser Richtung wird durch die dann sperrende Freilaufkupplung ein Drehmoment auf die beim Auftreten eines Antriebsschlupfes eingerückte Kupplung 14 übertragen, welche das Drehmoment an den Betätigungsarm 19 in entsprechendem Sinne weitergibt. Hierdurch kann die Drosselklappe 13 in Schließrichtung verstellt werden.

Der Elektromotor 11 und der Elektromagnet 25 werden durch eine Antriebsschlupfsteuerschaltung 26 beauf­ schlagt, die von einem Antriebsschlupfsensor 27 ange­ steuert wird, der auf einen beginnenden Schlupf an einem der schematisch dargestellten Antriebsräder 28 des Fahr­ zeuges anspricht.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Antriebsschlupfregel­ vorrichtung ist wie folgt:

Normalerweise ist die Schaltkupplung 14 geöffnet, so daß das Gaspedal 21 die Drosselklappe 13 über die Gestänge 20, 22 und die Koppelfeder 17 in üblicher Weise mehr oder weniger öffnen kann.

Tritt bei niedergetretenem Gaspedal und mehr oder weniger geöffneter Drosselklappe 13 ein Antriebsschlupf an einem der Antriebsräder 28 auf, so meldet dies der Antriebs­ schlupfsensor 27 an die Antriebsschlupfsteuerschaltung 26, welche an den Elektromagneten 25 ein Kupplungsschließ­ signal und an den Elektromotor 11 ein Drehsignal abgibt. Auf diese Weise wird vom Elektromotor 11 über das selbst­ hemmende Getriebe 12, die Freilaufkupplung 18, die Kupp­ lung 14, den Betätigungsarm 19 und das Sekundärgestänge 20 eine Schließbewegung auf die Drosselklappe 13 übertragen. Die Rückstellkraft der Rückstellfeder 23 ist wesentlich kleiner als die die Drosselklappenbetätigungskraft über­ tragende Koppelfeder 17.

Bei dieser zwangsläufigen Rückstellung der Drosselklappe 13 kann das Gaspedal 21 in seiner niedergedrückten Stellung gehalten werden, denn der Elektromotor 11 ist stark genug, um bei festgehaltenem Gaspedal und verschwenktem Schwenk­ hebel 29 die Kraft der Koppelfeder 17 zu überwinden.

Stellt nun aufgrund der stärker geschlossenen Drossel­ klappe 13 der Antriebsschlupfsensor 27 fest, daß das Durchdrehen der Antriebsräder 28 aufgehört hat, so ver­ schwindet das Antriebsschlupfsignal, und die Steuerschal­ tung 26 hält den Elektromotor 11 an und öffnet über den Elektromagneten 25 die Kupplung 14. Nunmehr kann die zuvor gespannte Koppelfeder 17 das Sekundärgestänge 20 und die Drosselklappe 13 wieder in die dem Niederdrück­ zustand des Gaspedals 21 entsprechende weiter geöffnete Lage zurückführen. Damit dies nicht zu schlagartig er­ folgt, dämpft das eingeschaltete Dämpfungselement 16 die entsprechende Öffnungsbewegung in der erforderlichen Weise.

Erfindungsgemäß ist in die Freilaufkupplung 18 auch ein Überlastschutz in Schließrichtung eingeschaltet, welcher dann wirksam wird, wenn die Drosselklappe 13 ihre Leer­ laufstellung erreicht hat und der Elektromotor 11 noch angetrieben sein sollte.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Freilaufkupplung 18 und die schaltbare Kupplung 14 als ein einheitliches Bau­ teil ausgebildet sind und auch noch der Überlastschutz mit in diese Baueinheit eingebaut ist.

Dadurch, daß die Drosselklappe 13 mittels des Elektro­ motors 11 nur in Schließrichtung zwangsweise verdreht werden kann, ist die Anordnung eigensicher. Durch den in die Freilaufkupplung eingebauten Überlastungsschutz entfällt der sonst in der Leerlaufstellung ansprechende Endschalter.

Erfindungsgemäß kann die Dämpfungskonstante des Dämpfungs­ elements 16 so groß gemacht werden, daß bei geöffneter Kupplung 14 die Öffnungsbewegung der Drosselklappe 18 im wesentlichen genauso langsam erfolgt wie die durch den Elektromotor 11 zuvor bewirkte Schließbewegung. Auf diese Weise ist ein periodisches Pendeln der Drosselklappe 13 um die optimale Einstellung herum möglich, indem die Kupp­ lung 14 und der Elektromotor 11 periodisch eingeschaltet werden.

• Bezugszeichenliste: 11 Elektromotor
  12 Getriebe
  13 Drosselklappe
  14 Kupplung
  14 a, 14 b Kupplungshälften
  15 Anschluß
  16 Dämpfungselement
  17 Rückstellwegsimulator
  18 Freilaufkupplung
  19 Betätigungsarm
  20 Sekundärgestänge
  21 Gaspedal
  22 Primärgestänge
  23 Rückstellfeder
  24 Schwenkhebel
  25 Elektromagnet
  26 Antriebsschlupfsteuerschaltung
  27 Antriebsschlupfsensor
  28 Antriebsräder

Claims (7)

1. Antriebsschlupfregelvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem über eine Drosselklappe vom Gaspedal gesteuerten Verbrennungsmotor, bei der zwischen das Gaspedal und die Drosselklappe ein kraftbetätigter Drosselklappenrücksteller an das Gasgestänge angeschlossen ist, welcher in Abhängig­ keit von einem Antriebsschlupfsensor die vom Gaspedal in bestimmtem Maße geöffnete Drosselklappe zwangsläufig je­ weils so weit schließt, daß ein Antriebsschlupf gerade vermieden wird, wobei zwischen dem Gaspedal und dem Drossel­ klappenrücksteller ein vorzugsweise als Koppelfeder aus­ gebildeter Rückstellkraftsimulator im Gasgestänge angeordnet ist und wobei der Drosselklappenrücksteller einen Elektro­ motor aufweist, der über ein selbsthemmendes Getriebe und eine Freilaufkupplung auf die Drosselklappe derart einwirkt, daß er eine zwangsläufige Mitnahme der Drossel­ klappe in Schließrichtung bewirken kann, jedoch ein noch stärkeres Schließen der Drosselklappe beim Loslassen des Gaspedals nicht behindert, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Elektromotor (11) nur in Drossel­ klappenrückstellrichtung antreibbar ist und in den Weg vom selbsthemmenden Getriebe (12) bis zum Anschluß (15) an das Gasgestänge eine von dem Antriebsschlupfsensor (27) schaltbare Kupplung (14) eingeschaltet ist, welche nor­ malerweise ausgerückt ist, jedoch beim Erscheinen eines Antriebsschlupfsignals eingerückt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den Weg des Gasgestänges vom Anschluß (15) des Drosselrückstellers bis zur Drossel­ klappe (13) ein Dämpfungselement (16) eingeschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Dämpfungselement (16) parallel zum Rückstellkraftsimulator (17) geschaltet ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das selbst­ hemmende Getriebe über die Freilaufkupplung (18) und die schaltbare Kupplung (14) bei eingerückter schalt­ barer Kupplung (14) und Antrieb des Elektromotors dreh­ fest mit einem Betätigungsarm (19) verbunden ist, der über ein Sekundärgestänge insbesondere einen Bowdenzug (20) kraftschlüssig mit der Drosselklappe (13) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Betätigungsarm (19) über den vorzugsweise als Koppelfeder ausgebildeten Rück­ stellkraftsimulator (17) mit dem an das Gaspedal (21) angeschlossenen Primärgestänge bzw. Bowdenzug (22) der­ art verbunden ist, daß beim Niedertreten des Gaspedals (21) und der entsprechenden Beaufschlagung des Primarge­ stänges bzw. des Bowdenzuges (22) über den Rückstellweg­ simulator (17) das Sekundärgestänge bzw. der Bowdenzug (20) in einem die Drosselklappe (13) öffnenden Sinne betätigt wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel­ klappe durch eine Rückstellfeder (23) auf ihre Schließ­ stellung zu vorgespannt ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in eine der Kupp­ lungen (14, 18) auch ein Überlastungsschutz in Drosselklappen- Schließrichtung eingebaut ist.