DE2414480A1

DE2414480A1 - Verfahren und einrichtung zur anfahrschlupfsteuerung

Info

Publication number: DE2414480A1
Application number: DE19742414480
Authority: DE
Inventors: Helmut Fleischer; Eberhard Dipl Ing Schnaibel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-03-26
Filing date: 1974-03-26
Publication date: 1975-10-23
Also published as: GB1497816A

Description

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Mü/Hm 24 1 A480

Anlage zur
Patentanmeldung

Robert Bosch GmbH, 7 Stuttgart 1 Verfahren und Einrichtung zur Anfahrschlupfsteuerung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Anfahrschlupfstsuerung eines Fahrzeuges und auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Unter Anfahrschlupf versteht man bei Fahrzeugen die Differenz zwischen der Radumfangsgeschwindigkeit der angetriebenen Räder und der Geschwindigkeit des anfahrenden Fahrzeuges. Beim Rollen des Fahrzeuges liegt damit kein Schlupf vor, doch benötigt jedes Beschleunigen des Fahrzeuges eine gewisse Differenzgeschwindigkeit zxd-schen dem Radumfang und dem Fahrzeug selbst. Nimmt die Differenzgeschwindigkeit zu große Werte an und damit auch der Schlupf, so drehen die Räder durch. In diesem Fall läßt sich keine so große Beschleunigung

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mehr erzielen, die Haftung der Fahrzeugräder auf der Fahrbahn nimmt ab und damit wird auch die Beherrschung des Fahrzeuges durch den Fahrer schwieriger. Besonders bei leistungsstarken Motoren in entsprechend leichten Fahrzeugen ist die Gefahr des Durchdrehens beim Anfahren gegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es datier, ein Durchdrehen der Antriebsräder beim Anfahren zu vermeiden, d.h. den Schlupf zu begrenzen.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Frequenz einer Impulsfolge die Drehzahl wenigstems eines antreibenden Rades bestimmt, beim überschreiten einer Schlupfschwelle die Impulsfolge unterbrochen wird und nach erneutem Unterschreiten der Schlupfschwelle für eine einstellbare Zeitdauer die Frequenz der Impulsfolge teilbar ist.

Dieses Verfahren wird in einer Einrichtung in der Weise realisiert, daß einer Schwellwertstufe eine Impulssteuerschaltung zur Unterbrechung und Frequenzteilung einer Impulsfolge nachgeschaltet ist und die Impulssteuerschaltung wenigstens ein Zeitglied, sowie wenigstens einen Frequenzteiler enthält.

Mit diesem Verfahren und der dazugehörigen Einrichtung ist eine Begrenzung des. Schlupfes beim Anfahren sichergestellt. Neben der damit verbundenen besseren Haftung des Fahrzeugrades auf der Fahrbahn und einem stabilen Fahrverhalten trägt dies auch zur Schonung des Reifenprofiles bei.

Besonders vorteilhaft ist diese Einrichtung in Verbindung mit einem Antiblockier-Regelsystem, da in diesem Fall die Radumfangsgeschwindigkeiten ohnehin gemessen werden müssen.

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Zur Reduzierung der Drehzahl der antreibenden Räder kann in verschiedene für die Motordrehzahl maßgebende Bereiche eingegriffen werden. In erster Linie bietet sich hier ein Ändern der Drosselklappenstellung an. Besitzt die Antriebsmaschine eine Einspritzanlage, so empfiehlt sich eine Reduzierung der Einspritzmenge bzw. ein Aussetzen von ganzen Einspritzvorgangen. Es kann auch in die Zündung eingegriffen werden. Dies ist jedoch im Hinblick auf die Abgasemission unter Umständen nicht wünschenswert.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Fahrzeuganordnung mit für die Anfahrschlupfsteuerung wesentlichen Einrichtungen,

Fig. 2 eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Anfahrschlupfsteuerung,

Fig. 3 eine Schaltungseinzelheit von Fig. 2 zur Bildung der Schlupfschwelle und

Fig. k ein Impuls diagramm zur Schaltungsanordnung von Fig."

In Fig. 1 sind vier Räder Io bis 13 dargestellt, wobei jedes Rad einen Drehzahlimpuls geber 1*1 bis 17 besitzt. Eine mit 18 bezeichnete Brennkraftmaschine steht über eine Kurbelwelle 19 und ein Differential 2o mit den antreibenden Rädern Io und 11 in Verbindung. Von einer Zündanlage 22 führen Leitungen 23 bis 26 zu Zündkerzen 27 bis 30. Außerdem ist die Zündanlage 22 mit einem Eingang 32 einer Schaltungsanordnung zur Anfahrschlupfsteuerung 33 verbunden, zu der auch Leitungen 35 bis 38 von den einzelnen Drehzahlimpulsgebern I¹I bis 17 führen. Die Eingänge der

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Leitungen 35 bis 38 sind mit 4o bis 43 gekennzeichnet. Ein Ausgang 44 der Schaltungsanordnung zur Anfahrschlupfsteuerung 33 ist schließlich mit einer Einspritzeinrichtung 45 der Brennkraftmaschine 18 gekoppelt. Aus Gründen der Einfachkeit wurden das Getriebe und andere Hilfseinrichtungen in die Pig. I nicht eingezeichnet.

Fig. 2 ist die Schaltungsanordnung zur Anfahrschlupfsteuerung 33 dargestellt mit ihren Eingängen 32, 4o bis 43 und dem Ausgang 44.

Den Eingängen 4o und 41 folgt eine Höchstwertauswahlstufe 5o und ein Schlupfteiler 51· Den Eingängen 42 und 43 entsprechend eine Höchstwertauswahlstufe 52. Der Ausgang 53 des Schlupfteilers 51* sowie der Ausgang 54 der Höchstwert auswahlstufe 52 führen zu Eingängen 56 und 57 einer Schwellwertstufe 58. Ein Ausgang 59 der Schwellwertstufe 58 führt zu einem Eingang 6ο einer Impulssteuerschaltung 62 mit einem v/eiteren Eingang 63 und einem Ausgang 64. Der Eingang 63 dieser Impulssteuerstufe 62 ist mit dem Eingang 32 der Schaltungsanordnung zur Anfahrschlupfsteuerschaltung-identisch. Entsprechend führt der Ausgang 64 der Impulssteuerschaltung über einen Verstärker 66 zu dem Ausgang 44. Die Impulssteuerschaltung 62 beinhaltet eine flankenabfallgesteuerte monostabile Kippstufe 68, deren Eingang 69 mit dem Eingang 60 der Impulssteuerstufe 62 verbunden ist. Eine Leitung 7 ο führt vom Eingang 60 zu einem Eingang 71 eines ODER-Gatters 72 mit einem weiteren Eingang 73 und einem Ausgang 74, der widerum zum Ausgang 64 führt. Ein Ausgang 75 der monostabilen Kippstufe 68 ist mit einem Eingang ^eines NAND-Gatters 77 verbunden. Es besitzt zwei weitere Eingänge 78 und 79s sowie einen invertierenden Ausgang 80. Der L^:fn gang 78 des NAND-Gatters 77 ist direkt mit dem Eingang 63 der Impulssteuer-

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Schaltung 62 verbunden, während der Eingang 79 über eine als Frequenzteiler arbeitende bistabile Kippstufe 8l am Eingang 63 der Impulssteuerschaltung 62 angeschlossen ist. Der invertierende Ausgang 80 führt zu einem Eingang 82 eines AND-Gatters 83 mit einem weiteren Eingang 84 und einem Ausgang 85. Gekoppelt ist der Eingang 84 mit dem Eingang 63 der Impulssteuerschaltung 62 und der Ausgang 85 mit dem Eingang 73 des ODER-Gatters 77.

Fig. 3 zeigt die Stufen 5o, 51, 52 und 58 der Fig. 2. Gleiche Baugruppen und gleiche Anschlüsse sind hier entsprechend mit den gleichen Bezugszahlen versehen. Die Höchstwertauswahlstufe 5o enthält zwei für positive Signale an den Eingängen 4o und 41 leitende Dioden 9o und 91, deren Verbindungsleitung 92 über einen Widerstand 93 zu einem Hochpaß aus einem Widerstand 9^ und einem Kondensator 95 führt. Die Verbindungsleitung 92 ist direkt mit eivisn als Spannur.^st.-ir-jr arbeitenden Schlupfteiler verbunden. Er enthält die beiden Widerstände 96 und 97· Ein Verbindungspunkt 98 der beiden Widerstände 96 und 97 steht mit dem Ausgang 53 des Schlupfteilers 51 in Verbindung und dieser Ausgang 53 widerum mit einem Eingang der Schwellwertstufe58. Die beiden Eingänge 42 und 43 der Höchstwertauswahlstufe 52 für die Spannungswerte der Vorderräder sind über zwei Dioden loo und lol zu einem Knotenpunkt Io2 führt. Dieser Knotenpunkt Io2 ist der Verbindungspunkt zwischen zwei Widerständen Io3 und Io4 zwischen Plus und Minus. Ausgehend vom Knotenpunkt Io2 fürht ein Widerstand I06 zum Ausgang 54 der Höchstwertauswahlstufe 52. Schließlich ist dieser Ausgang 54 noch mit dem Eingang 57 der Schwellwertstufe 58 verbunden. Die Schwellwertstufe 58 bildet hier ein Operationsverstärker I08, dessen Pluseingang mit dem Eingang 56, und dessen Minuseingang mit dem Eingang 57 verbunden ist. Sein Ausgang Io9 ist mit dem Ausgang 59 der Schwellwertstufe 58 identisch,

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Die Höchstwertauswahlstufen 5o und 52 haben die Eingabe der jeweils höchsten Drehzahl in die Schaltungsanordnung zur Anfahrschlupfsteuerung 33 zur Aufgabe. Während die beiden Drehzahlgeber 14 und 15 an den antreibenden Rädern

10 und 11 in jedem Fall benötigt v/erden, ist bei den Vorderrädern 12 und 13 im Grunde genommen nur ein Drehzahlgeber 16 oder 17 erforderlich, da im normalen Anfahrfall ja beide Vorderräder die glsiche Drehzahl aufweisen. Im Beispiel sind jedoch an sämtlichen vier Rädern Io bis 13 Drehzahlgeber 14 und 17 eingezeichnet, um die ideale Kombination zwischen Blockierschutz und Anfahrsehlupfsteuerung deutlich zu machen.

Zur Erklärung der Wirkungsweise der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Anfahrschlupfsteuerung sei auf das Impulsdiagramm von Fig. 4 verwiesen . Hier ist in 4.1 die Gesamtheit der Zündimpulse angegeben, wie sie von der Zündspule geliefert wird. Diese Impulse liegen am Eingang der Schaltungsanordnung zur Anfahrschlupfsteuerung 33 an. Die Frequenz der Impulsfolge 4.1 wird durch die als Frequenzteiler arbeitende bistabile Kippstufe 81 halbiert entsprechend der Fig. 4.2. In 4.3 ist als Beispiel die Ausgangsspannung der Schwellwertstufe 58 angegeben» die positive Spannung charakterisiert hier einen zu großen Schlupf, was einem Durchdrehen der Antriebsräder Io und/oder

11 gleichkommt. 4.4. zeigt das Ausgangssignal der flankenabfallgesteuerten monostabilen Kippstufe 68, deren zeitlicher Spannungs verlauf variiert vier den kann. Das Ausgangssignal des NAND-Gatters 77 ist in 4.5 dargestellt.

Es negiert die Summe der Signale an den Eingängen 76 , 78 und 79. Fig. 4.6 zeigt das Ausgangssignal des AND-Gatters 83 und Fig. 4.7 schließlich das Ausgangssignal der Impulssteuerstufe 62 am Ausgang 64. Dieses Ausgangssignal nach 4.7 wird in einem nachfolgenden Verstärker 66 verstärkt und einer Einrichtung zur Benzineinspritzung 45 zugeführt.

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Da für eine große Beschleunigung ein bestimmter Schlupf erforderlich ist, müssen Maßnahmen getroffen v/erden, die Anfahrschlupfsteuerung erst ab einer gewissen Schlupfgröße wirksam werden zu lassen. Aus diesem Grund ist der Schlupfteiler 51 vorgesehen.

Die von den Drehzahlgebern 14 und 15 der beiden angetriebenen Räder 10 und 11 kommenden Spannungswerte werden über die Eingänge 40 und 41 der Höchstwertauswahlstufe 50 zugeführt. Die Schaltungsanordnungen der Höchstwertauswahl sind bereits aus Schaltungsariordnungen für den Blockierschutz bekannt. Um eine gewisse Differenz für die Drehzahlen der angetriebener., und der nichtangetriebenen Räder zu G:^halten_a bedient man sich in der Hochstwertauswahlstufe 52 eines Spannungsteilers. Mit ihm kann der Einsatzpunkt zusammen mit dem Schlupfteiler 51 der Anfahrschlupfregelung eingestellt und variiert werden.

Die für die Einspritzung zuständige Impulsfolge 4.7 weist im Falle der Überschreitung der SchlupfschwelIe eine Unterbrechung auf und daran im Anschluß eine Halbierung der Frequenz der Impulsfolge von 4.1. Dies hat den Vorteil eines v/eichen Einsatzes der erneuten Beschleunigung nach dem Ende des Durchdrehens, wenn ein überschreiten der Schlupfschwelle mit den durchdrehenden antreibenden Räder identisch ist. Eine Teilung der Frequenz von 4.1 muß nicht auf das einfache Verhältnis eins zu zwei beschränkt sein, außerdem nicht auf ein einmaliges konstantes Verhältnis. Im Falle der Regelung der Benzineinspritzung erweist sich jedoch das oben angegebene Verhältnis als zweckmäßig, da hier dann z.B. nach dem Ende des Durchdrehens nur jeder zweite Einspritztakt erfolgt.

Im einfachsten Fall könnte auch wie bereits obenangeführt in die Zündung eingegriffen werden. Dies käme jedoch Zündaussetzern gleich, die im Sinne kleiner Abgas-Emissionswerte nicht wünschenswert sind.

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Für die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung zur Anfahrschlupf regelung ist es unbedeutend, ob das als Addierstufe wirkende NAND-Gatter 77 in der gezeigten Weise in die Schaltungsanordnung eingefügt ist, oder ob es sich um ein AND-Gatter mit nachfolgendem Inverter handelt.

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Claims

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Ansprüche

( !./Verfahren zur Anfahrschlupfstöuerung eines Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz einer Impulsfolge die Drehzahl wenigstens eines angetriebenen Rades bestimmt, beim überschreiten einer Schlupfschwolle die Impulsfolge unterbrochen wird und nach erneuten Unterschreiten der Schlupfschwelle für eine einstellbare Zeitdauer die Frequenz der Impulsfolge teilbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Schlupfschwelle in einer Schwellwertstufe (58) gebildet wird, die err:t ab einer einstellbaren Differenz dreh zahl zwischen wenigstens einem angetriebenen Rad (10, 11) und wenigstens einem nichtangetriebenen Rad (12, 13) ein Aus gangs signal abgibt.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertstufe (58) eine Impulssteuersehaltung (62) zur Unterbrechung und Frequenzteilung der Impulsfolge nachgesehaltet ist und die ImupIsSteuersehaltung (62) wenigstens ein Zeitglied (68) sowie wenigstens einen Frequenzteiler (8l) enthält.

H. Einrichtung nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (59) der Schwellwertstufe (58) einmal direkt auf einem Ausgang (64) der ImpulsSteuersehaltung (62) durchschaltbar ist und parallel dazu auf einen

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Eingang (69) eines flankenabfallgesteuerten Zeitgliedes (58), und daß der Ausgang (75) des Zeitgliedes (68) und der des Frequenzteilers (8l) über eine Addierstufe (77) auf den Ausgang (64) der Impulssteuerschaltung (62)
gekoppelt ist.

5". Einrichtung nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß über einen Schlupfteiler (51) der Einsatz der Anfahrschlupfsteuerung einstellbar ist.

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