DE3546571A1 - Einrichtung zur vortriebsregelung an kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Vor­ triebsregelung an Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-PS 31 27 302 bekannt. Dabei handelt es sich um eine Antriebsschlupf­ regelung (ASR) für die angetriebenen Räder eines Fahrzeuges mit einer angetriebenen Achse, wobei jedem dieser Räder ein Schlupfkomparator zugeordnet ist, überschreiten beide angetriebenen Räder einen vorgegebenen Schlupfschwellwert, so wird das Ausgangsdrehmoment des Antriebsmotors ver­ mindert.

Eine Verminderung des Ausgangsdrehmomentes erfolgt unter bestimmten Fahrbedingungen auch, wenn nur ein angetriebenes Rad diesen vorgegebenen Schlupfwert überschreitet, wobei zusätzlich auf dessen Bremse eingewirkt werden kann.

Beispielsweise wird über eine Kurvenfahrt-Erkennungs­ einrichtung, die aus einem Meßgerät für die Fahrzeug- Querbeschleunigung mit nachgeschaltetem Komparator besteht, im Sinne einer Verringerung des Ausgangs-Dreh­ momentes eingegriffen, wenn nur ein Rad durchdreht und entweder niedrige Querbeschleunigung und hohe Fahrge­ schwindigkeit oder hohe Querbeschleunigung und niedrige Fahrgeschwindigkeit vorliegen.

Infolge des fest vorgegebenen Schlupfschwellwertes er­ folgt eine Antriebsschlupfregelung in Kurven früher als erforderlich, da hier infolge unterschiedlicher Drehzahlen der Fahrzeugräder diese Schlupfwerte viel früher erreicht werden als bei Geradeausfahrt.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die bekannte Ein­ richtung dahingehend zu verbessern, die Schlupfschwell­ werte den momentanen Bedingungen besser anzupassen, die Regelung zu verfeinern und den sicheren Fahrbereich da­ durch zu erweitern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst, wobei die Merkmale des Anspruchs 2 eine alternative Ausbildung der Einrichtung nach Anspruch 1 kennzeichnen.

Während die Festlegung des Schlupfschwellwertes bei der bekannten Vorrichtung einen Kompromiß zwischen optimaler Vortriebskraft und bester Seitenführungskraft darstellt, sind die Schlupfschwellwerte bei der erfindungsgemäßen Einrichtung bei Geradeausfahrt (geringe Querbeschleunigung) auf optimale Vortriebskraft und bei Kurvenfahrt (größere bis große Querbeschleunigung unter Berücksichtigung der Fahrgeschwindigkeit) auf gute Seitenführungskraft ausgelegt.

Das Querbeschleunigungssignal dient als Steuersignal für die Festlegung der Schwellen und bewirkt eine Beein­ flussung der logischen Prozesse, welche wiederum die Motormoment- bzw. Bremsmomentenregler beeinflussen. Dies bedeutet gegenüber einer festen Schlupfschwelle eine wesentliche Verbesserung der Einrichtung.

Die in der Verknüpfungsschaltung gewonnenen Signale können, wie den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen ist, in einfacher Weise dazu verwendet werden, einen zusätzlichen Allradantrieb (Antrieb der Räder einer weiteren Achse) zu schalten und damit die Sicherheit weiter zu erhöhen. Vor­ teilhafterweise können diese Signale auch dazu verwendet werden,die Verstellgeschwindigkeit des Leistungsstell­ gliedes bzw. zusätzlich die Anstiegsgeschwindigkeit des Bremsdruckes für die Radbremsen zu variieren, so daß die durch die Einrichtung vorgenommenen Eingriffe in den An­ trieb bzw. in die Bremsen weniger fühlbar werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unter­ ansprüchen zu entnehmen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels näher erläutert.

In der Zeichnung ist die bekannte Antriebsschlupfregel­ vorrichtung schematisch und nur soweit dargestellt, wie sie zum Verständnis erforderlich ist. In dem Kasten 1, dem als Eingangssignale die von den Rad-Drehzahlfühlern DF ermittelten Raddrehzahlsignale zugeführt werden, ist die Elektronik für die Antriebsschlupfregelung (im folgen­ den ′ASR′ genannt) untergebracht, soweit sie nicht, wie nachstehend beschrieben, gesondert dargestellt ist. Ein Ausgangssignal 1 a wirkt auf einen Drehmomentregler 2 ein, der im Sinne einer Leistungsverminderung auf das Steuerglied - hier als Drosselklappe 3 angedeutet - des nicht dargestellten Fahrzeugmotors einwirkt.

Die Wirkungsweise der ASR wird als bekannt vorausge­ setzt. Sie ist in der DE-PS 31 27 302 ausführlich be­ schrieben.

Der Querbeschleunigungsgeber 7, dem ein Tiefpaß 8 als Filter nachgeschaltet ist, und der Querbeschleunigungs­ komparator 9 sind Teil der ASR-Elektronik und an sich bekannt. Dem Querbeschleunigungskomparator 9 ist ein zweiter Querbeschleunigungskomparator 10, der auf einen höheren Schwellwert eingestellt ist, parallel geschaltet. Beiden Komparatoren wird als Eingangssignal das ge­ filterte Ausgangssignal des Querbeschleunigungsgebers 7 zugeführt. Die Ausgangssignale 9 a und 10 a der beiden Querbeschleunigungskomparatoren 9 und 10 werden einer Verknüpfungsschaltung 11 zugeführt, die nur schematisch als Kasten dargestellt ist.

Diese Verknüpfungsschaltung 11 erhält über eine Leitung 12 auch ein Ausgangssignal eines in der ASR-Elektronik 1 ent­ haltenen Fahrgeschwindigkeitskomparators und über ein ODER-Glied 13 ein ′ASR-Signal′ genanntes Signal. Das ODER-Glied ist über seine Eingänge mit den die Ausgangs­ signale 1 a für den Drehmomentenregler und 1 b für den Bremsmomentenregler 4 der ASR-Elektronik führenden Leitungen verbunden und erzeugt immer dann ein Ausgangssignal, wenn mindestens ein Ansteuersignal 1 a vorliegt.

Das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 13 wird auch dazu verwendet, über ein weiteres ODER-Glied 14 ein Schalt­ glied 15 zu aktivieren, durch welches ein Allradantrieb, genauer gesagt der Antrieb der Räder einer weiteren Achse, zugeschaltet wird. Durch das ASR-Signal geschieht dies immer dann, wenn mindestens ein Ansteuersignal für den Drehmomentenregler vorliegt.

Die Verknüpfungsschaltung 11 erhält nach dem bisher Ge­ sagten ein Fahrgeschwindigkeitssignal auf der Leitung 12, wenn ein vorgegebener Fahrgeschwindigkeitsschwellwert überschritten ist, ein erstes Querbeschleunigungssignal 9 a, wenn der dem Komparator 9 vorgegebene Schwellwert über­ schritten ist, ein zweites Querbeschleunigungssignal 10 a, wenn der dem Komparator 10 vorgegebene höhere Schwellwert überschritten ist, und das ASR-Signal aus dem ODER-Glied 13.

Bei einem einfachen Aufbau der Verknüpfungsschaltung 11 ist vorgesehen, daß die Ausgangssignale der Querbe­ schleunigungskomparatoren 9 und 10 direkt die Umschaltung der Schlupfschwellen in der ASR-Elektronik 1 bewirken. Von den nicht dargestellten drei Schlupfkomparatoren pro angetriebenem Rad ist dann der mit der kleinsten Schlupf­ schwelle aktiv, wenn kein Querbeschleunigungssignal vor­ handen ist. Dies wäre etwa bei Geradeausfahrt der Fall. Führt der Komparator 9 ein Ausgangssignal 9 a (kleine bis mittlere Querbeschleunigung), so wird anstelle des ersten nun der zweite Schlupfkomparator mit höherer Schlupf­ schwelle über die Leitung 11 a aktiviert. Tritt bei großer Querbeschleunigung ein Ausgangssignal 10 a des Komparators 10 auf, so wird von diesem der zweite Schlupfkomparator abgeschaltet und statt dessen der dritte mit der höchsten Schlupfschwelle über die Leitung 11 b aktiviert.

Bei einem aufwendigen Aufbau der Verknüpfungsschaltung kann beispielsweise vorgesehen sein, daß eine Aktivie­ rung der Schlupfkomparatoren bei entsprechendem Quer­ beschleunigungssignal nur dann erfolgt, wenn gleich­ zeitig ein ASR-Signal und/oder kein Signal des Fahr­ geschwindigkeitskomparators (kleine Geschwindigkeit unterhalb der vorgegebenen Schwelle) vorliegt. Diese Ver­ knüpfungen sind durch einfache logische Schaltglieder darstellbar.

Diese Ausgangssignale in einer der eben angegebenen Kombinationen können auch dazu verwendet werden, die Verstellgeschwindigkeit des Leistungsstellgliedes 3 des Fahrzeugmotors sowie die Bremsdruckanstiegsgeschwindigkeit in den Radbremsen 5 und 6 in ähnlicher Weise wie die be­ reits beschriebene Umschaltung der Schlupfschwellen umzu­ schalten, um diese den momentanen Bedingungen besser an­ passen zu können. Diese Signale sind in der Zeichnung durch unterbrochene Linien 11 c und 11 d dargestellt, die von der Verknüpfungsschaltung 11 ausgehen und auf den Drehmomentenregler 2 bzw. auf den Bremsmomentenregler 4 einwirken.

Es ist nicht immer sinnvoll, den Allradantrieb nur ein­ zuschalten, solange ein ASR-Signal vorliegt. Bei be­ stimmten Antriebskonzepten, beispielsweise bei Allrad­ antrieb ohne Zentraldifferential, ist es zweckmäßig, insbesondere bei kleinen Querbeschleunigungen, die Ab­ schaltung des Allradantriebes zur Vermeidung von Pendel­ schaltungen zu verzögern. Zu diesem Zweck ist in der Verknüpfungsschaltung 11 ein weiteres nicht dargestelltes logisches Schaltglied vorgesehen, dessen Ausgangssignal 11 e auf ein monostabiles Zeitglied 16 einwirkt und dieses bei der bestimmten Bedingung, beginnend mit dem Abfall des ASR-Signals, für eine vorgegebene Zeit aktiviert. Dessen Ausgangssignal wirkt über das ODER-Glied 14 auf das Schalt­ glied 15 ein, wodurch dessen Ansteuerdauer verlängert wird.

Es kann auch zweckmäßig sein, diese Abschaltverzögerung nicht durchzuführen, wenn beispielsweise kein Fahrge­ schwindigkeitssignal (niedrige Fahrgeschwindigkeit) und gleichzeitig hohe Querbeschleunigung (enge Kurve) vorliegen. Dies kann durch ein weiteres, ebenfalls nicht dargestelltes, logisches Schaltglied, welches als Tor­ schaltung für das Signal 11 e eingesetzt wird, einfach realisiert sein.

Claims (10)

1. Einrichtung zur Vortriebsregelung an Kraftfahr­ zeugen im Sinne der Verhinderung eines unerwünschten Durchdrehens der angetriebenen Fahrzeugräder, mit den Bewegungszustand der Fahrzeugräder ermittelnden Sensoren, mit aus den Signalen dieser Sensoren den Schlupf der angetriebenen Fahrzeugräder ermittelnden Vorrichtungen und mit einem auf einen vorgegebenen Schwellwert ansprechenden Schlupfkomparator für jedes angetriebene Fahrzeugrad, wobei das Ausgangs-Drehmo­ ment des Fahrzeugmotors verringert wird, wenn minde­ stens ein angetriebenes Fahrzeugrad zum Durchdrehen neigt, mit einem auf einen vorgegebenen Schwellwert ansprechenden Fahrgeschwindigkeitskomparator und mit einer die Querbeschleunigung des Fahrzeuges erfassenden Meßeinrichtung und einem auf einen vorgegebenen Schwell­ wert ansprechenden Querbeschleunigungskomparator, dadurch gekennzeichnet,

• - daß wenigstens ein zweiter, auf einen vorgegebenen weiteren Schwellwert ansprechender Querbeschleunigungs­ komparator (10) vorgesehen ist,
• - daß für jedes angetriebene Fahrzeugrad wenigstens ein auf einen weiteren vorgegebenen Schwellwert ansprechen­ der Schlupfkomparator vorgesehen ist,
• - und daß eine Verknüpfungsschaltung (11) vorgesehen ist, welche zumindest diesen auf den weiteren Schwellwert an­ sprechenden Schlupfkomparator anstelle des ersten Schlupf­ komparators aktiviert, wenn eine bestimmte Kombination der Ausgangssignale des Geschwindigkeitskomparators, eines der Querbeschleunigungskomparatoren (9, 10) und der An­ steuerungssignale (1 a) der Betätigungsvorrichtung (2) für das das Motorausgangs-Drehmoment beeinflussende Stellele­ ment (3) vorliegt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei zusätzlich die Radbremse eines angetriebenen Fahrzeugrades betätigt wird, wenn nur dieses Rad zum Durchdrehen neigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (11) alternativ einen dieser Schlupfkomparatoren pro angetriebenem Fahrzeugrad aktiviert, wenn in der bestimmten Signalkombination zusätzlich zum Eingangssignal (1 a) der Betätigungseinrichtung (2) für das das Motordrehmoment beeinflussende Stellelement (3) ein Eingangssignal (1 b) der Betätigungseinrichtung (4) für die Radbremsen der angetriebenen Fahrzeugräder (5, 6) vorliegt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (11) den weiteren Schlupf­ komparator aktiviert, wenn der zugeordnete Querbe­ schleunigungskomparator (9, 10) ein Ausgangssignal (9 a, 10 a) abgibt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (11) den weiteren Schlupf­ komparator aktiviert, wenn ein Ausgangssignal (9 a, 10 a) des zugeordneten Querbeschleunigungskomparators (9, 10) und wenigstens ein Eingangssignal (1 a) für die Be­ tätigungseinrichtung (2) vorliegen.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (11) den weiteren Schlupf­ komparator aktiviert, wenn der zugeordnete Querbe­ schleunigungskomparator (9, 10) und der Fahrgeschwindigkeits­ komparator ein Ausgangssignal (9 a, 10 a, 12) abgeben.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (11) den weiteren Schlupf­ komparator aktiviert, wenn Ausgangssignale (9 a, 10 a, 12) des zugeordneten Querbeschleunigungskomparators (9, 10) und des Fahrgeschwindigkeitskomparators und wenigstens ein Eingangssignal (1 a) der Betätigungseinrichtung (2) vorliegen.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (11) ein Stellelement (15) eines zuschaltbaren Allradantriebes aktiviert, wenn wenigstens ein Eingangssignal (1 a) der Betätigungsein­ richtung (2) vorliegt.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierung des zuschaltbaren Allradantriebes (15) durch ein Abschaltverzögerungsglied (16) verlängert wird.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschaltverzögerungsglied (16) nicht aktiviert wird, wenn der Querbeschleunigungskomparator (10) ein für große Querbeschleunigung signifikantes Ausgangs­ signal (10 a) abgibt und der Fahrgeschwindigkeitskomparator ein für kleine Fahrgeschwindigkeit signifikantes Aus­ gangssignal (12) abgibt.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, welche Ausgangs­ signale (11 c, 11 d) der Verknüpfungsschaltung im Sinne einer Veränderung der Verstellgeschwindigkeit des Leistungsstellgliedes (3) des Fahrzeugmotors sowie der Bremsdruckanstiegsgeschwindigkeit in den Radbremsen (5, 6) verarbeitet.