DE3620386A1 - Verfahren und vorrichtung zur motordrehmoment-regelung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Motordrehmoment-Regelung innerhalb eines Antriebs­ schlupf-Regelsystems für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem antreibbaren und bremsbaren Rad, dessen Drehverhal­ ten durch mindestens einen Sensor erfaßt wird, mit einer Regelvorrichtung, die aufgrund der Sensorsignale einen an­ triebsschlupfgeregelten hydraulischen Druck im Radzylinder erzeugt.

Es ist ein Blockierschutzsystem bekannt, das in der Druck­ mittelleitung zwischen Hauptzylinder und Radbremszylinder ein normalerweise offenes Einlaßventil und zwischen Rad­ bremszylinder und einem Druckmittel-Sammelbehälter ein normalerweise geschlossenes Auslaßventil aufweist. Während diese zwei Ventile die Hauptkomponenten des Blockier­ schutzsystems bilden, kann zur Vortriebsregelung der Rad­ bremszylinder zusätzlich über ein normalerweise geschlos­ senes drittes Ventil mit Druckmittel beaufschlagt werden.

Als Druckmittelquelle findet dabei der Druckmittelspeicher des Blockierschutzsystems Verwendung, wobei im Augenblick des Anfahrschlupfes unter vollem Speicherdruck stehendes Druckmittel über das dritte Ventil in den Radzylinder ein­ strömt und so ein augenblickliches Blockieren der Radbrem­ se bewirkt. Das Regelgerät zur Verarbeitung der Ausgangs­ signale der an den Fahrzeugrädern angeordneten Drehzahl­ fühler, über das die Ventile in der für die Brems­ schlupf- bzw. Vortriebsregelung erforderlichen Folge und Kombination ansteuerbar sind, gibt im Falle der Sensierung des Antriebsschlupfes auch ein elektrisches Signal an eine Vorrichtung zum Verstellen der Drosselklappe bzw. der Ein­ spritzpumpe des Fahrzeugmotors, damit eine Absenkung der Motorleistung bewirkt wird, da anderenfalls eine Überbe­ lastung der Radbremse und auch des Fahrzeugmotors erfolgen könnte.

Man hat auch bereits vorgeschlagen, zwischen dem Gaspedal und der Drosselklappe des Fahrzeugmotors ein steuerbares Schleppglied anzuordnen, dessen Steuerung mittels eines Hilfsdruckes erfolgt, mit dem die Rücklaufleitung beauf­ schlagt wird, wobei über die Rücklaufleitung, wie in den Druckmittel-Vorratsbehälter einmündet, der in den Radzy­ lindern herrschende Druck abgesenkt werden kann.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Vorrichtungen zur Vortriebsregelung für Fahrzeuge mit Blockierschutzsystemen besteht darin, daß die Beaufschlagung der Radzylinder mit dem ungeminderten Speicherdruck ein extrem schlagartiges Ansprechen der Radbremsen bewirkt, was der Fahrer des Fahrzeuges an abrupten und damit lästigen Bewegungen des Fahrzeugaufbaues verspürt.

Insbesondere hinsichtlich einer gewünschten Serienferti­ gung von Blockierschutzeinrichtungen, die mit Vortriebs­ regeleinrichtungen kombiniert sind, erweisen sich die be­ kannten Systeme als zu aufwendig und damit als zu teuer. Darüber hinaus bewirkt das schlagartige und mit hartem Druck Beaufschlagen der Radzylinder ein Schütteln des Wagenaufbaues während des Beschleunigungsvorganges auf rutschigem Untergrund.

Ein wesentlicher Teil der Aufgabenstellung ist es, die sowieso vorhandenen Betätigungsorgane für den Motor zu nutzen und diese mit einer Blockier- oder Bremsvorrichtung zu versehen. Der antriebsschlupfgeregelte Radzylinderdruck wird zur Bremsung und Blockierung der Betätigungsorgane genutzt. Damit wird der Gesamtaufbau des antriebsschlupf­ geregelten Motors und der Bereich seiner Regelungs- und Betätigungsorgane erheblich vereinfacht.

Ein weiterer, wesentlicher Teil der Aufgabenstellung be­ steht darin, daß dem Fahrer auf sehr einfache Weise eine Information gegeben wird, indem sich die der Fußkraft ent­ gegengerichtete Rückstellkraft erhöht. Am Fuß macht sich ein erhöhter Widerstand bemerkbar und zeigt dem Fahrer an, daß die Antriebsschlupfregelung arbeitet, daß sich das an­ getriebene Rad nahe der kritischen Durchdrehgrenze befin­ det und daß weiteres Durchtreten des Bremspedals ohne Effekt ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen der An­ sprüche 1 bis 5 hat demgegenüber den Vorteil, daß das elektronische Regelgerät zur Veararbeitung der Signale der Drehzahlfühler vergleichsweise preiswert herstellbar ist, da das Regelgerät die Drehmoment-Regelung des Fahrzeugmo­ tors nicht mit übernehmen muß. Die Umsetzung eines elek­ trischen Signals des elektronischen Regelgerätes in eine Stellbewegung für den Antrieb der Drosselklappe oder des Verstellorgans des Einspritzaggregates entfällt, da der geregelte Druck unmittelbar über ein hydraulisch beauf­ schlagtes Stellglied auf die Drosselklappe, das Gaspedal oder das Verstellorgan des Einspritzaggregates einwirkt.

Im übrigen kann die Einwirkung auf die Verstellbewegung des Drosselklappen- oder Einspritzpumpenverstellglieds nach einer bestimmten Charakteristik, beispielweise progressiv erfolgen.

Da der auf den Radzylinder einwirkende geregelte hydrau­ lische Druck beim Eintritt von Anfahrschlupf erfahrungs­ gemäß hohe Werte erreicht, gleichzeitig jedoch verhindert werden soll, daß diese Druckspitzen zu schlagartigen Ver­ stellbewegungen am Verstellorgan führen, kann in die von der Bremsleitung zum Verstellzylinder führende mit gere­ geltem Druck beaufschlagte Steuerleitung ein Druckschalt­ ventil, ein Druckbegrenzungsventil, ein Druckrückhalteven­ til, ein Druckstufenventil oder ein Druckgefälleventil eingeschaltet sein.

Vorzugsweise ist der Radzylinder der Radbremse des ange­ triebenen Fahrzeugrades über einen Druckmittelweg, bei­ spielsweise eine hydraulische Steuerleitung mit einem Stellzylinder verbunden, dessen Kolben über ein Verstell­ glied auf das Gaspedal, auf die Drosselklappe oder das Verstellorgan der Einspritzpumpe einwirkt, wobei der Kol­ ben von einer Feder im Rückstellsinne beaufschlagt ist.

ln einer bevorzugten Ausführungsform ist der Druckmodula­ tor über eine separate Druckleitung mit einem Bremsdruck­ geber, beispielsweise einem Bremshauptzylinder verbunden.

Um einen Druckabbau in der Bremsleitung oder dem Radzylin­ der bewirken zu können, ist der Druckmodulator zweckmäßi­ gerweise über eine Rücklaufleitung an einen Druckmit­ tel-Vorratsbehälter angeschlossen.

Bei einer besonders einfach aufgebauten Vorrichtung ist der Druckmodulator aus einem vom elektronischen Regler elektrisch ansteuerbaren Mehrwegeventil mit festgelegten Schaltstellungen, beispielsweise aus einem 3/2-Wegeventil gebildet.

Um eine besonders kompakte Ausführungsform zu ermöglichen, kann der sowohl mit dem Radzylinder als auch mit dem Stellzylinder verbundene Druckmodulator die Regelhydraulik des Antiblockiersystems, die elektromagnetisch betätigba­ ren Ventile für den Druckauf- und Druckabbau im Radzylin­ der das Bremskraftverstärkungs-Aggregat und das Druck­ schaltventil enthalten. Ebenso ist es auch möglich, den Druckmodulator und den Bremshauptzylinder zu einer inte­ gralen Einheit zusammenzufassen.

Durch die Erfindung wird folgender Sachverhalt technisch nutzbar gemacht:

Der Radzylinderdruck wird in Abhängigkeit vom Radverhalten mittels elektronischem Regler und Druckmodulator geregelt, d.h. verändert.

Der Radzylinderdruck ist also, mathematisch ausgedrückt, eine Funktion des Radverhaltens. Das Motordrehmoment bzw. die Motordrehzahl sollen sich bei der Antriebsschlupf-Re­ gelung entsprechend dem Radverhalten ändern. Das heißt, sie sollen entsprechend dem Radverhalten geregelt werden. Das Motordrehmoment bzw. die Motordrehzahl ist also bei der Antriebsschlupf-Regelung, mathematisch ausgedrückt, ebenfalls eine Funktion des Radverhaltens.

Da der Radzylinderdruck in geregelter Form die Funktion des Radverhaltens darstellt, wird er unmittelbar zur Regelung des Motordrehmoments herangezogen. Darin liegt der Grundgedanke der Erfindung.

Daraus ergibt sich, daß der elektronische Regler nicht mehr die Aufgabe der Regelung des Motordrehmoments oder der Motordrehzahl zu übernehmen braucht. Der elektroniche Regler kann daher einfacher und billiger gestaltet werden. Er übernimmt lediglich die Regelung des Radzylinderdrucks und regelt mittelbar über den Radzylinderdruck im Sinne der Erfindung auch den Motor.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglich­ keiten zu, zwei davon sind in der anhängenden Zeichnung rein schematisch näher dargestellt.

Die Vorrichtung zur Motordrehmoment-Regelung gemäß Fig. 1 besteht aus einer Hilfsdruckquelle 1, beispielsweise dem Hydrospeicher für die Druckmittelversorgung einer nicht näher dargestellten Antiblockier-Bremsanlage, einem nach­ geschaltetem Rückschlagventil 2, einem Druckmodulator 3, der den Druckmodulator mit dem Radzylinder 4 der Radbremse 5 verbindenden Bremsleitung 6, einer Steuerleitung 7, die die Bremsleitung 6 mit dem Stellzylinder 8 des Verstell­ gliedes 9 verbindet und dem Fahrzeugmotor 10 mit dem An­ saugstutzen 11 mit eingebauter Drosselklappe 12.

Im Falle, daß das mit der Bremsscheibe 29 fest verbundene Fahrzeugrad 13 in den Anfahr-Schlupfbereich gelangt, wird dieser Zustand von einem elektronischen Regler 14 regis­ triert, der über die elektrische Signalleitung 15 mit dem Sensor 16 verbunden ist, der in unmittelbarer Nähe der mit dem Fahrzeugrad 13 umlaufenden Zahnscheibe 17 ortsfest an­ geordnet ist. Der elektronische Regler 14 steuert nun über die Signalleitung 41 den Modulator 3 an, so daß sich ein für das Abbremsen des durchdrehenden Fahrzeugrades 13 ge­ rade ausreichender Bremsdruck in der Bremsleitung 6 und damit auch im Radzylinder 4 der Radbremse 5 aufbaut. Die­ ser Bremsdruck wird nun ab einer bestimmten Druckhöhe auch über die Steuerleitung 7 auf den Stellzylinder 8 übertra­ gen, dessen Kolben 18 gegen die Kraft der Feder 19 das Gaspedal 27 in seine Ruhestellung entgegen der Fußkraft F zurückstellt, weshalb die Drehzahl des Fahrzeugmotors 10 entsprechend abgesenkt wird. Gerät das Fahrzeugrad 13 anschließend wieder in die Beschleunigungsphase, dann sinkt der hydraulische Druck in der Bremsleitung (geregelter Druck) wieder auf den Ausgangsdruck ab, so daß die Feder 19 auch den Kolben 18 des Stellzylinders 8 wieder in seine Ausgangsstellung zurückschiebt, wobei das Gaspedal 27 wieder freigegeben wird und jede beliebige Stellung einnehmen kann. Das in die Steuerleitung 7 ein­ geschaltete Ventil 21 trägt dafür Sorge, daß nicht bereits jeder geringe Druckanstieg in der Bremsleitung 6 auf den Kolben 18 des Stellzylinders 8 einwirkt, sondern daß der Druck ein vorbestimmtes Niveau erreicht haben muß, um den Stellzylinder 8 beaufschlagen zu können.

Um eine unerwünscht rasche Rückstellung der Drosselklappe 12 zu Beginn der Anfahrschlupf-Regelung zu vermeiden, kann in die hydraulische Steuerleitung 7 zusätzlich eine Dros­ sel oder ein Stromregelventil eingebaut sein (nicht näher dargestellt).

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen dadurch, daß das Verstell­ glied 9 des Stellzylinders 8 über einen Bremsschuh oder ein Klemmglied 38 auf das Verstellorgan 36 für die Dros­ selklappe 12 einwirkt, wobei ein ortsfester Block 40 das Gegenlager bildet. Das Verstellorgan 36 wird im übrigen bei entlastetem Gaspedal 27 von der Rückzugsfeder 37 gegen den Anschlag 39 gezogen, wobei die Drosselklappe 12 ihre Schließstellung einnimmt.

Es sei noch erwähnt, daß auch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit einer Rückzugsfeder 32 ausgestattet sein kann, die das Verstellorgan 31 bzw. die Drosselklappe 12 im Schließsinne beaufschlagt. Außerdem ist der Druckmodulator 3 über eine Rücklaufleitung 25 mit dem Druckmittel-Vorratsbehälter 26 verbunden, so daß in der Bremslösephase Druckmittel aus der Steuerleitung 7 und aus der Bremsleitung 6 in den Behälter 26 zurückströmen kann. Das Bremspedal 28 ist außerdem mit dem Kolben eines Bremshauptzylinders 24 verbunden, so daß durch Niedertreten des Bremspedals 28 Druck über die Leitungen 42 und 6 unter Einschaltung des Druckmodulators 3 in der Radbremse 5 aufgebaut werden kann.

• Auflistung der Einzelteile  1 Hilfsdruckquelle
   2 Rückschlagventil
   3 Druckmodulator
   4 Radzylinder
   5 Radbremse
   6 Bremsleitung
   7 Steuerleitung (hydraulisch)
   8 Stellzylinder
   9 Verstellglied
  10 Fahrzeugmotor
  11 Ansaugstutzen
  12 Drosselklappe
  13 Fahrzeugrad
  14 elektronischer Regler
  15 Signalleitung (elektrisch)
  16 Sensor
  17 Zahnscheibe
  18 Kolben
  19 Feder
  21 Druckbegrenzungsventil, Druckreduzierventil
  23 Druckleitung
  24 Bremshauptzylinder
  25 Rücklaufleitung
  26 Druckmittel-Vorratsbehälter
  27 Gaspedal
  28 Bremspedal
  29 Bremsscheibe
  31 Verstellorgan
  32 Rückzugsfeder
  33 Anschlag
  34 Zwischenhebel
  35 Zwischenhebel
  36 Verstellorgan
  37 Rückzugsfeder
  38 Bremsschuh, Klemmglied
  39 Anschlag
  40 Abstützbock
  41 Signalleitung
  42 Bremsleitung

Claims (14)

1. Verfahren zur Motordrehmomentregelung innerhalb eines Antriebsschlupf-Regelsystems für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem antreibbaren und bremsbaren Rad, dessen Drehverhalten durch mindestens einen Sensor erfaßt wird, mit einer Regelvorrichtung, die aufgrund der Sensorsignale einen antriebsschlupfgeregelten hydraulischen Druck im Radzylinder erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der geregelte, d.h. veränderbare Radzylinderdruck bei Erreichen eines vorbestimmten Drucks über eine hydraulische Vorrich­ tung (8, 9, 18, 19) auf das Gaspedal (27) einwirkt und eine der Fußkraft (F) entgegengesetzte Rückstellkraft erzeugt.

2. Verfahren zur Motordrehmomentregelung, dadurch gekennzeichnet, daß der geregelte Rad­ zylinderdruck bei Erreichen eines vorbestimmten Drucks über eine hydraulische Vorrichtung (8, 9, 18, 19, 38) auf die Bewegung des Drosselklappen­ oder Einspritzpumpenverstellglieds (36) bremsend ein­ wirkt, so daß eine Drehzahlerhöhung des Fahrzeug­ motors (10) nur noch bei merklicher Erhöhung der Fuß­ kraft (F) möglich ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einwirkung auf die Verstell­ bewegung des Drosselklappen- oder Einspritzpumpenver­ stellglieds (31) progressiv erfolgt, wobei eine hohe Drehzahl eine hohe Rückstellkraft und eine geringe Drehzahl eine vergleichsweise geringe Rückstellkraft bewirkt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der geregelte Radzylinderdruck bei Erreichen eines vorbestimmten Drucks ein Blockie­ ren des Drosselklappen- oder Einspritzpumpenverstell­ glieds (31, 36) bewirkt, so daß eine Veränderung der Drehzahl über die Verstellung des Gaspedals (27) aus­ geschlossen ist, wobei der Blockierzustand beendet wird wenn der Radzylinderdruck ein bestimmtes Druck­ niveau unterschreitet.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß während des Blockierzu­ stands des Drosselklappen- oder Einspritzpumpenver­ stellglieds (31, 36) unabhängig von der Stellung des Bremspedals (28) der Fahrzeugmotor (10) auf seine Leerlaufdrehzahl heruntergeregelt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Radzylinder (4) der Radbremse (5) des angetriebenen Fahrzeugrades (13) über einen Druckmit­ telweg, beispielsweise eine hydraulische Steuerleitung (7) mit einem Stellzylin­ der (8) verbunden ist, dessen Kolben (18) über ein Verstellglied (9) auf das Gaspedal (27) oder das Gas­ pedalgestänge (31, 36) einwirkt, wobei der Kolben (18) des Stellzylinders (8) von einer Feder (19) im Rück­ stellsinne beaufschlagt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die hydraulische Steuerlei­ tung (7) ein den Druck im Stellzylinder (8) gegenüber dem geregelten Druck in der Bremsleitung (6) oder dem Radzylinder (4) schaltendes Ventil, beispielsweise ein Druckbegrenzungsventil (21), ein Druckrückhalte- oder Druckreduzierventil eingeschaltet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die hydraulische Steuerlei­ tung (7) ein den Druckmittelstrom im Stellzylinder (8) gegenüber dem geregelten Druck in der Bremslei­ tung (6) oder dem Radzylinder (4) beeinflussendes Ventil, beispielsweise ein Drosselventil eingeschal­ tet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß in die hy­ draulische Steuerleitung (7) ein Ventil mit festge­ legten Schaltstellungen, beispielsweise ein vom elek­ tronischen Regler (14) ansteuerbares 2/2-Wegeventil eingeschaltet ist, das eine Rückführung des Druckmit­ tels in den Druckmittelvorratsbehälter (26) gestattet.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmodulator (3) über eine Druckleitung (23) mit einem Bremsdruckgeber, beispielsweise einem Brems­ hauptzylinder (24) verbunden ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmodulator (3) über eine Rücklaufleitung (25) an einen Druckmittel-Vorratsbehälter (26) angeschlossen ist.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmodulator (3) ein vom elektronischen Regler (14) elektrisch ansteuerbares Mehrwegeventil mit festgelegten Schaltstellungen, beispielsweise ein 3/2-Wegeventil ist.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der sowohl mit dem Radzylinder (4) als auch mit dem Stellzylinder (8) verbundene Druckmodulator die Regelhydraulik der Antiblockieranlage, die elektro­ magnetisch betätigbaren Ventile für den Druckauf- und Druckabbau im Radzylinder (4) und das Bremskraftver­ stärkungs-Aggregat enthält.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmodulator (3), der Bremshauptzylinder (24) und das Druckbegrenzungsventil (21) eine inte­ grale Einheit bilden.