DE2401709C2

DE2401709C2 - Einrichtung zur Schlupfregelung von Fahrzeugrädern

Info

Publication number: DE2401709C2
Application number: DE19742401709
Authority: DE
Inventors: Herbert 8130 Starnberg Schröter; Albert 8000 München Schönenberger
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1974-01-15
Filing date: 1974-01-15
Publication date: 1983-08-18
Also published as: DE2401709A1

Description

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Die Erfindur "■, bezieht sich auf eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 19 05 553 oder der DE-OS 23 28 2Ζ<* bekannt.

Bekannte Einrichtungen zur Schlupfregelung von Fahrzeugrädern (DE-OS 19 05 553 und 23 28 229) arbeiten in der Weise, daß die Antriebs- bzw. Bremsleistung des betreffenden Rades bei Auftreten eines Schlupfvorganges herabgesetzt wird, indem der Leistungs-Sollwert entsprechend verringert wird. Anschließend wird der verringerte Sollwert in bestimmter zeitlicher Zuordnung nach einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf bis auf den unmittelbar vor Auftreten des Schlupfvorganges bestehenden Wert gesteigert. Diese Steigerung erfolgt somit unbeeinflußt von dem tatsächlich vorhandenen Reibwert zwischen dem betreffenden Rad und der Strecke, was zu einer unnötig langen Leistungsdrosselung oder zu einer unangemessenen starken Leistungsvergrößerung mit dadurch bedingtem erneuten Ausgleiten bzw. Schleudern des Rades führen kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art die Steigerung der Antriebsleistung nach Wiedergewin- 5ί nung des schlupffreien Zustandes besser an den tatsächlich vorhandenen Reibwert zwischen Rad und Strecke anzupassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelost

Die Erfindung wjrd nachstehend an Hand der Zeichnungen nähererläütert'Es zeigt -" ~

¹F i g. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaues der vorliegenden Einrichtung, und

F i g. 2 den zeitlichen Verlauf der mittels der Einrichtung nach Fig. I erfaßten und ausgewerteten Signalgrößen bei einem Ausgleitvorgang.

In Fig. 1 findet sich ein Rad 1 auf einer Unterlage 2 dargestellt Ein Schutzgerät 3 ist zur Auslösung von Gegenmaßnahmen gegen ein Ausgleiten des Rades 1 eingesetzt. In der Zeichnung ist symbolisch durch die drei von Schutzgerät 3 ausgehenden, auf die gesamte Einrichtung gerichteten Pfeile angedeutet, daß die Gegenmßnahmen des Schutzgerätes 3 in einer in Aufbau und Funktion bekannten Weise auf die Einrichtung einwirken können, wobei beispielsweise an eine Drehmoment- oder Leitungsbegrenzung, eine Bremsdrucksenkung oder an ein Sandstreuen gedacht ist Zum Empfang eines ein Ausgleiten des Rades 1 anzeigenden Signales ist das Schutzgerät 3 in der Regel mit einem an die Achse des Rades 1 gekoppelten Tachogenerator verbunden: der Übersichtlichkeit wegen sind diese weiteren Vorrichtungen nicht eingezeichnet.

Ein Steuergerät 4 regelt die Energieerzeugung der Antriebseinheit 5 über eine Regelleitung 6 und sorgt für die Übertragung einer bestimmten am Rad 1 anstehenden Leistung N. Diese Leistung N wird von einem Leistungsmesser 7 aufgenommen und in ein Leistungssignal π umgesetzt. Die Geschwindigkeit V des Fahrzeuges, welche gleich der Translationsgeschwindigkeit des Rades 1 ist. wird mittels eines Geschwindigkeitsmessers 8 erfaßt und in ein Geschwindigkeitssignal ν verwandelt. Die Einrichtung enthält weiterhin ein Signalgerät 9. welches in der Lage ist, die Kenngrößen der Bewegung des Rades 1 in enisprechende Informationssignale umzusetzen. In dem gewählten Beispiel soli das Signalgerät 9 so ausgerüstet sein, daß es aufgrund der von ihm über die Meßleitung 10 aufgenommenen Drehgeschwindigkeit Pdes Rades 1 ein Drehgeschwindigkeitssignal p. ein Drehbeschleunigungssignal b sowie auch weitere Informationssignale erzeugen kann, beispielsweise ein Zeitdauersignal t, welches durch die Zeitdauer Tdes Ausgleitvorganges bestimmt ist. und ein Differenzsignal d, welches von der Größe der beim Ausgleiten erreichten maximalen Differenz D der Drehgeschwindigkeiten vor und .- ach dem Ausgleiten abhängt.

Erfindungsgemäß ist ein V01 gabegerät 11 dem Steuergerät 4 vorgeschaltet, welches diesem ständig einen Vorgabewert /?» vorgibt. Unter der Annahme, daß der ggewählte Vorgabewert /?, kleiner oder gleich dem tatsächlichen Reibwert R ist. begrenzt das Steuergerät 4 die auf das Rad 1 gelangende Leistung auf Werte, die mit Sicherheit ein Ausgleiten des Rades 1 ausschließen.

Weiterhin ist dem Vorgabegerä! 11 erfindungsgemäß ein Rechner 12 vorgeschaltet, der über die Aufnahmeleitung 13 an das Signalgerät 9. über die Aufnahmeleitung 14 an den Geschwindigkeitsmesser 8 sowie über die Aufnahmeleitung 15 an den Leistungsmesser 7 angeschlossen ist. Über eine Rückleitung 16 und eine Steuerleitung 17 steht der Rechner 12 mit dem Vorgabegerät Il in Verbindung. Ein Programmgerät 20 ist dem Vorgabegerät 11 zugeschaltet.

Zur Erläuterung der Funktionen der erfindungsgemäßen Einrichtung und der Vorgänge bei dem entsprechenden Verfahren wird davon ausgegangen, daß das Rad 1 mit einer durch das Steuergerät 4 geregelten Leistung N .angetrieben wird, die gerade noch die Haftreibung zwischen derri Rad 1 und der Unterlage 2 gewährleistet (Fahren an der Reibwertgrenze). Hierzu erhalt das Steuergerät 4 zunächst einen gewählten Wert als Vorgabewert R_n auf Grund dessen es die Leistung N regelt. Der Rechner 12 verarbeitet die ihm zugehenden, vorstehend erläuterten Signale (Geschwindigkeitssignal

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ν, Leisiungssigna! η und Drehgeschwindigkeitssignal ρ) zunächst dahingehend, daß sie in geeigneter Weise gespeichert werden. Beispielsweise lassen sie sich darüber hinaus auch mit Hilfe von Schreibern festhalten. Hierbei können Darstellungen gewonnen werden, wie sie in F i g. 2 wiedergegeben sind.

Der Rechner 12 erhält ein aus dem Vorgabewert R, gebildetes Reibwertsignal r, über die Rückleitung 16. Gelangt zu einem Zeitpunkt fodas Rad 1 beim Rollen auf der Unterlage ^ in einen Bereich, wo der tatsächliche Reibwert R kleiner ist als der Vorgabewert R,-, so setzt ein Schleudern ein, daß sich in einer Zunahme der Drehgeschwindigkeit P d. h. als Drehbeschleunigung B von bestimmter Größe äußert, die von dem Signalgerät 9 zu einem Drehbeschleunigungssignal b verarbeitet r> wird. In bekannter Weise werden durch das Schutzgerät 3 die Gegenmaßnahmen gegen das Schleudern ausgelöst und beeinflussen den Ausgleitvorgang. Die Meßgeräte (Geschwindigkeitsmesser 8 und Leistungsmesser 7) sind weiterhin in Tätigkeit und liefern das Geschwindigkeitssignal ν und das Leistungssignal η an den Rechner 12. ebenso verfolgt das Signalgerät 9 die Bewegung ries Rades 1 und liefert die entsprechenden Informationssignale, d. h. das Drehgeschwindigkeitssigna! p. das Drehbeschleunigungssignal b sowie nach Beendigung des Schleudervorganges ein Zeitdauersignal t und ein Differenzsignal d Es ist bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch nicht unbedingt notwendig, daß alle diese Informationssignale erzeugt und verarbeitet werden. 1»

Zur Veranschaulichung der weiterhin ablaufenden Vorgänge dient die Fig. 2. In graphischer Darstellung finden sich dort einzelne, hier als elektrische Spannungen erscheinende Meß- und Informationssignale in ihrem zeitabhängigen Verlauf während eines Schleuder- r> Vorganges wiedergegeben.

Das Fahrzeug befindet sich in einer Phase zunehmender Geschwindigkeit V. wobei eine konstante Leistung yv auf das Rad gelangt und seine Drehgeschwindigkeit B proportional zur Geschwindigkeit V zunimmt, solange Haftreibung zwischen Rad und Unterlage vorliegt. Diese Verhältnisse sind durch den Verlauf der Kurven für die Signale π und ν bis zum Zeitpunkt ίο in der oberen graphischen Darstellung der Fig. 2 wiedergegeben. In der darunter gezeichneten Teilfigur findet sich das analoge Signal b für die Drehbesrhleunigung B des Rades und ebenso die zeitliche Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit Vdargestellt.

Im Zeitpunkt ίο beginnt das Rad zu schleudern, die Drehgeschwindigkeit P steigt rasch an. während die v> Zunahme der Geschwindigkeit Vnicht mehr so groß ist. da das schleudernde Rad nicht weiterhin die volle aufgeprägte Leistung übertragen kann. Nach einer kurzen Ansprechzeit bis zum Zeitpunkt U sorgt das Schutzgerät für eine Minderung der am Rad anstehen- > > den Leistung N als Gegenmaßnahme gegen den Schleudervorgang. Hierdurch sinkt das Signal η auf einen tieferen Wert; als Folge hiervon wiederum ist ein noch langsamerer Anstieg der Signalkurve ν für die Geschwindigkeit Vzu verzeichnen. Im Zeitpunkt h. führt t>o die Gegenmaßnahme dazu, daß das Rad ein Maximum dei Drehgeschwindigkeit erfährt und sich wieder dem Zustand der rollenden Reibung nähert. Im Zeitpunkt h wild dies erreicht, woraufhin der volle Kraftschluß zwischen Rad und Unterlage wiederhergestellt und bei zunächst noch niedrig geschalteler Leistung N eine entsprechende normale Zunahme der Gesehwindigkeil ^festzustellen ist, die siüh zum Zeitpunkt u verstärkt, wenn von der Fahrsteuerung die Leistung N erneut hochgeschaltet wird, erkennbar in der Vergrößerung des Leistungssignales n.

Die Schaltung des Signalgerätes 9 erlaubt es, die jeweilige Abweichung der momentanen Drehgeschwindigkeit B von einer Bezugsdrehgeschwindigkeit, z. B. von der vor dem Ausgleiten vorhandenen Drehgeschwindigkeit, festzustellen und insbesondere die Maximalabweichung, die im Zeitpunkt ti registriert wird, zu einem Differenzsignal dzu verarbeiten. Ebenso mißt das Signalgerät 9 die Zeitdauer Γ des Schleuder-Vorganges vom Zeitpunkt ίο bis zum Zeitpunkt h und erzeugt das entsprechende Zeitdauersignal t Die Informationssignale t und d werden zu geeigneter Zeit, beispielsweise unmittelbar nach Beendigung des Ausgleitvorganges im Zeitpunkt ti oder £4, abgerufen und dem Rechner 12 zugeleitet.

Der Rechner 12 wertet nach ihm zugrundeliegenden Programmen die Meß· und Informationssignale aus und erzeugt daraufhin Korrektursignale x, die den im Vorgabegerät 11 noch festgehaltene- jedoch nach dem Zeitpunkt ίο zu großen Vorgabewert /?i um einen bestimmten Betrag herabsetzen. Der Rechner 12 ist also in der Lage, beispielsweise auf einen Ausgleitvorgang, der durch einen hohen Anfangswert der Drehbeschleunigung "? (also auch des Drehbeschleunigungssignals b) und sehr kurze Zeitdauder T (entsprechend kleinem Zeitdauersignal t) in Abhängigkeit davon zu reagieren, bei welcher Geschwindigkeit Vdes Fahrzeuges und bei welcher am Rad 1 anstehenden Leistung N der Ausgleitvorgang ablief. Dies ist wesentlich und bestimmend für die Berechnung des Korrekturwertes für den Vorgabewert /?_t. Beispielsweise wird der Rechner 12 bei dem vorstehend charakterisierten Ausgleitvorgang (hohe Anfangsdrehbeschleunigung, kurze Zeitdauer, geringe Geschwindigkeit des Fahrzeuges und große Leistung am Rad) eine geringfügige Herabsetzung des Vorgabewertes /?_u signalisieren, da die Ursache des Ausgleitens mit hoher Wahrscheinlichkeit ii. dem gewählten Beispiel in einer engbegrenzten Glättestelle auf der Unterlage zu suchen ist. nach deren Überrollen im wesentlichen wieder der vorher zugrundeliegende Vorgabewert R, maßgebend ist. Mithin liegt der neu eingestellte Vorgabewert R_v zumindest in guier Näherung am tatsächlichen Reibwert R. so daß eine ausreichend genaue Reibwertmessung vorliegt. Wenn der vorstehend geschilderte Ausgleitvorgang dagegen beispielsweise bei geringer Leistung N und sonst gleichen Bedingungen abläuft, so legt der Rechner 12 einen größeren Korrekturwert fest. d. h. eine weilergehende Herabsetzung des Steuerreibwertes, als im vorigen Beispiel, da in dem jetzt betrachteten Fall ein erhebliches Absinken des tatsächlichen Reibwertes über einen "angeren Bereich die Ursache sein wird.

Mit dem auf diese Weise neu gewonnenen Steuerreibwert R, arbeitet dit erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung zunächst kurzzeitig weiter. Da es sein kann, daß der tatsächliche Reibwert R anschließend an diese Vorgänge größer ist oder erneut ansteigt, ist dem Vorgabegerät 11 uas Programmgerät 20 zugeordnet, das das Yoi gabegerat 11 veranlaßt, den Vorgabewert ,;β_Γ vom Einstellzeitpunkt des angeglichenen Vargabe-Twertes Ry an zu steigern. Hierdurch wird der Vorgabewert Ry wieder an die Reibwertgrenze hochgetastet.

Um die Zuverlässigkeit der Reibwertmessung zu erhöhen, ist es in Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens von Vorteil, weitere Zustandsgrößen im

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Betrieb der gesamten Einrichtung in das Verfahren einzubeziehen. Beispielsweise ist die Wechselwirkung zwischen den erfindungsgemäßen Maßnahmen einerseits und andererseits den Gegenmaßnahmen und/oder Steuermaßnahmen von Bedeutung, die das Schutzgerät \ 3 bzw. das Steuergerät 4 zur Unterdrückung des Ausgleitvorganges auslösen und regeln. Über geeignete Logikschaltungen im Rechner 12 können aus dem Steuergerät 4 und dem Schutzgerät 3 stammende zusätzliche Zustandssignale y und ζ erzeugt und in verarbeitet werden, die beispielsweise anzeigen, zu welchem Zeitpunkt die Drosselung der Antriebsleistung beendet wird oder in welchem Zeilraum die Sandstreuanlage in Tätigkeit ist. Entsprechende Übertragungsleitungen 18 und 19 sind in Fig. I zwischen dem Steuergerät 4 bzw. dem Schutzgerät 3 und dem Rechner 12 eingezeichnet. Hierdurch ist bei der erfindungsgemäßen Überwachung der Energieübertragung die Reibwcrtnicssung und 'korrektur in noch differenzierter Weise entsprechend den Verhältnissen und den sich abspielenden Vorgängen durchführbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Einrichtung zur Schlupfregelung von Fahrzeugrädern, bei der die tatsächliche Raddrehzahl mit einem veränderbaren Sollwert verglichen und mit dem =, daraus gewonnen Fehlersignal oer Radschlupf im regelnden Sinne beeinflußt wird, wobei der veränderbare Sollwert aus bestimmten Kenngrößen der Radbewegung ermittelt wird und die Antriebsleistung des betreffenden angetriebenen Rades bei ₍₀ Auftreten eines Schlupfvorganges herabgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Wiedergewinnung des schlupffreien Zustandes (Zeitpunkt f₃) ein Rechner (12) ein Korrektursignal (x) für eine Angleichung des Vorgabewertes (R_r) für , die Antriebsleistung an den tatsächlichen Reibwert (R) erzeugt und die angeglichene Antriebsleistung anschließend durch ein Programmgerät (20) nach einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf bis auf den unmittelbar vor Auftreten des Schlupfvorganges bestehender Wert gesteigert wird, wobei das rCörrektursignal (x) auf Grand der nach dem Zeitpunkt (ta) des Beginns eines Schlupfvorganges ermittelten Informationssignale über die Kenngrößen der Bewegung des schlupfenden Rades (p. b, t. d) »5 und von der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) und der Antriebsleistung (M)errechnet wird.