Vorrichtung zur Schlupfbegrenzung bzw. -verhinderung von angetriebenen Rädern eines Kraftfahrzeuges

Abstract

 O Bei einer Vorrichtung zur Schlupfbegrenzung bzw. - verhinderung von angetriebenen Rädern eines Kraftfahrzeugs mit einem durch ein bedienbares Leistungsstellorgan steuerbaren Brennkraftmaschine dient ein verstellbarer Anschlag für Leistungsstellorgan dazu, das Antriebsmoment der Brennkraftmaschine so zu korrigieren, daß der Schlupf auf das zulässige Maß reduziert wird.

Beschreibung

[0001] Vorrichtung zur Schlupfbegrenzung bzw. -verhinderung von angetriebenen Rädern eines Kraftfahrzeugs

[0002] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schlupfbegrenzung bzw. -verhinderung von angetriebenen Rädern eines Kraftfahrzeugs mit einer durch ein direkt bedienbares Leistungsstellorgan steuerbaren Brennkraftmaschine.

[0003] Die angetriebenen Räder eines Kraftfahrzeugs gehen in unerwünscht hohem Schlupf über, wenn der Kraftschluß zwischen Reifen und Fahrbahn kleiner als das jeweils wirkende Beschleunigungsmoment ist. Dieser Fall tritt sowohl beim "Gasgeben", d.h. der Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine, mit Hilfe des in der Regel als sogenanntes Gaspedal ausgebildeten Leistungsstellorgan, als auch beim "Gaswegnehmen", d.h. der Leistungsverminderung, auf. Es ist zwar für den letzteren Fall bekannt (DE-OS 31 37 161), die Drosselklappe bei Zurücknahme des Leistungsstellorgans zur Verminderung des Bremsmoments der Brennkraftmaschine zu öffnen und damit eine Freilaufwirkung zu erzielen, doch erfordert dies einen Eingriff in das übertragungsgestänge zwischen dem Leistungsstellorgan und der Drosselklappe.

[0004] Der Erfindung 3_:iegt=---dve Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne Eingriff in den übertragungsweg zwischen Leistungsstellorgan und dem die Leistung der Brennkraftmaschine bestimmenden Steuerorgan eine wirksame Schlupfbegrenzung bzw. -verhinderung gewährleistet. Bei dem zuletzt angesprochenen Steuerorgan handelt es sich im Falle einer Otto-Brennkraftmaschine in der Regel um die Drosselklappe, im Falle einer Diesel-Brennkraftmaschine um den Stellhebel der Einspritzpumpe.

[0005] Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen verstellbaren Anschlag für das Leistungsstellorgan, der dieses bei Auftreten von anormalem Schlupf aus der vorgewählten Lage in eine Lage verstellt, bei der die Räder den maximal zulässigen Schlupf besitzen.

[0006] Durch die direkte Wirkung des Anschlags auf das Leistungsstellorgan erhält der Fahrer selbst die Information über einen ggf. auftretenden unzulässigen Schlupf der angetriebenen Räder. Da der Anschlag jeweils die Stelle angibt, bei der der Schlupf gerade den maximal zulässigen Wert besitzt, kann der Fahrer dann jeweils in jeder Verkehrssituation die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine auf den jeweils extrem möglichen Wert einstellen. Das Kraftfahrzeug kann somit stets mit dem optimalen Vortrieb bzw. mit der optimalen Verzögerung betrieben werden.

[0007] Zwar ist es bekannt, direkt auf das Leistungsstellorgan einzuwirken. Zum einen erfolgt dies, um den Fahrer bei einer Störung der Brennkraftmaschine bzw. des Kraftfahrzeugs zu warnen (DE-AS 23 44 863 und DE-OS 25 55 429). Zum anderen erfolgt dies zu dem Zweck, eine vorgegebene Geschwindigkeit einzuhalten bzw. deren überschreiten zu verhindern (DE-PS 24 42 511 und DE-OS 26 30 071). In beiden Fällen fehlt jedoch jeder Zusammenhang mit dem jeweils vorliegenden bzw. zulässigen Antriebs- bzw. Verzögerungsmoment der Brennkraftmaschine.

[0008] Die konstruktive Ausführung der Erfindung kann verschieden sein. Neben der an sich aus der DE-PS 24 42 511 bekannten Ausführung eines elektrisch verstellbaren Anschlags kann der Anschlag auch hydraulisch betätigt sein. Dies bietet den Vorteil, daß relativ hohe Kräfte auch bei langzeitigem Einsatz störungsfrei auf das Leistungsstellorgan übertragen werden können. Wie bei dem bekannten Anschlag kann dabei das Leistungsstellorgan sowohl in Richtung einer Leistungsverminderung als auch einer Leistungsvergrößerung der Brennkraftmaschine verstellt werden. Dies wird beispielsweise mit Hilfe eines doppelt wirkenden, kraftschlüssig mit dem Leistungsstellorgan verbundenen Zylinder erreicht.

[0009] Wie an sich ebenfalls aus der DE-PS 24 42 511 bekannt, kann der Anschlag auch übersteuerbar sein. Konstruktiv läßt sich dies beispielsweise mit Hilfe einer federnden Lagerung des Anschlags erreichen, die ein überdrücken des Anschlags erlaubt.

[0010] Die Erfindung ist anhand der Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Schlupfbegrenzung bzw. -verhinderung der angetriebenen Räder eines Kraftfahrzeugs im Falle eines zu großen Vortriebs,

Fig. 2 eine Modifizierung der Vorrichtung von Fig. 1 und

Fig. 3 eine Modifizierung der Vorrichtung von Fig. 1, die auch bei einem zu großen Bremsmoment der Brennkraftmaschine wirksam ist.

[0011] Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung enthält als wesentliches Element einen Anschlag 1 für das 'Gaspedal 2 einer schematisch gezeigten Brennkraftmaschine 3, die ein Steuerorgan in Form einer Drosselklappe 4 besitzt. Ein schematisch dargestelltes übertragungsgestänge 5 setzt die Stellung des als Leistungsstellorgan dienenden Gaspedals 2 in eine entsprechende Stellung der Drosselklappe 4 um.

[0012] Der Anschlag 1 besteht aus einem Balg 6, der über ein Ventil 7 und eine Zuleitung 8 mit einem Speicher 9 für Hydrauliköl verbunden ist. Der Speicher 9 ist Bestandteil eines Zylinders 10, in dem ein Kolben 11 durch einen nicht dargestellten Antrieb beidseitig verschiebbar ist.

[0013] Die Steuerung des Antriebs für den Kolben 11 und des Ventils 7 erfolgt abhängig vom Schlupf der angetriebenen Räder des Kraftfahrzeugs. Hierzu wird in einem Vergleicher 12 die Drehzahl eines nicht angetriebenen Rades 13, beispielsweise an der Vorderachse und eines angetriebenen Rades 14 an der Hinterachse verglichen und bei einer vorgegebenen, für einen Schlupf typischen Drehzahldifferenz Steuersignale für den Antrieb des Kolbens 11 und des Ventils 7 ausgegeben.

[0014] Ist das Antriebsmoment der Brennkraftmaschine zu groß, so wird der Kolben 11 in der Fig. nach rechts bewegt. über das in der gezeichneten Stellung stehende Ventil 7 wird der Balg 6 befüllt und verstellt das entgegen der Kraft einer üblichen Rückstellfeder 15 ausgelenkte Gaspedal 2 in die Richtung, in der die Drosselklappe 4 eine Leistungsverminderung der Brennkraftmaschine 3 bewirkt. Diese Verstellung erfolgt soweit, bis der Schlupf unter seinem Grenzwert liegt. Die Vergleichseinrichtung 12 steuert dann das Ventil 7 in die andere Stellung und schaltet den Antrieb des Kolbens 11 um, so daß der Balg 6 nunmehr unter seiner eigenen Federwirkung entleert und der Kolben 11 in der entgegengesetzten Richtung bewegt wird.

[0015] Mit Hilfe des Gaspedals 2 kann nunmehr die Drosselklappe 4 im Sinne einer Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine 3 verstellt werden. Tritt nunmehr erneut ein zu großer Schlupf auf, so wird der vorhin beschriebene Vorgang erneut ausgelöst und das Gaspedal 2 mit Hilfe des Anschlags 1 erneut zurückgestellt.

[0016] Die Vorrichtung nach Fig. 2 ist gegenüber der von Fig. 1 lediglich in zweifacher Weise modifiziert. Zum einen wirkt der Anschlag 1' nur mehr mit Hilfe eines Kolbens auf das Gaspedal, d.h. es fehlt die selbstrückstellende Kraft. Diese kann jedoch durch Steuerung des Antriebs für den Kolben 11 in der Fig. nach links im Anschluß an die Reduzierung des Schlupfes erreicht werden. Zum anderen ist der Kolben 16 elastisch gelagert. Hierzu dient eine Kick-Down-Feder 17, die auf das Gaspedal 2 eine kleinere Kraft als der Kolben des Zylinders 16 ausübt. Damit ist es möglich, den Anschlag 1' zu übersteuern.

[0017] Schließlich zeigt Fig. 3 eine Vorrichtung, bei der eine Schlupfbegrenzung auch im Schubbetrieb gewährleistet ist. Hierzu dient ein doppelt wirkender, kraftschlüssig mit dem Gaspedal 2 verbundener Zylinder 19, mit dessen Hilfe eine definierte Bewegung des Gaspedals sowohl im Sinne einer Leistungsreduzierung der Brennkraftmaschine bei einem zu großen Antriebsmoment als auch im Sinne einer Leistungsvergrößerung bei einem zu großen Bremsmoment erzeugt werden kann. Die Steuerung des Zylinders 19 erfolgt mit Hilfe eines Ventils 20. Der Antrieb des Kolbens 11 wird jeweils in der Weise vorgenommen, daß er bei Auftreten eines unzulässigen Schlupfes mit einer Kraft beaufschlagt wird. Je nach Ursache des Schlupfes wird diese Kraft auf die eine oder andere Seite des Kolbens 21 im Zylinder 19 übertragen. Handelt es sich um einen Schlupf infolge eines zu großen Bremsmoments, so wird die Oberseite des Kolbens 21 mit Druck beaufschlagt und das Gaspedal 2 und damit die Drosselklappe 4 im Sinne einer Leistungserhöhung der Brennkraftmaschine verstellt (untere Stellung des Ventils 20). Handelt es sich hingegen um einen Schlupf infolge eines zu großen Antriebsmoments, so wird die Unterseite es Kolbens 21 mit Druck beaufschlagt und eine Bewegung von Gaspedal 2 und Drosselklappe 4 im entgegengesetzten Sinne vorgenommen (obere Stellung des Ventils 20). Ist hingegen kein anormaler Schlupf vorhanden, steht das Ventil in seiner Mittelstellung. Das Gaspedal 2 und die Drosselklappe 4 sind dann entsprechend dem Fahrwunsch frei beweglich.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Schlupfbegrenzung bzw. -verhinderung von angetriebenen Rädern eines Kraftfahrzeugs mit einer durch ein direkt bedienbares Leistungsstellorgan steuerbaren Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch einen verstellbaren Anschlag (1) für das Leistungsstellorgan (Gaspedal 2), der dieses bei Auftreten von anormalem Schlupf aus der vorgewählten Lage in eine Lage verstellt, bei der die Räder (14) den maximal zulässigen Schlupf besitzen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (1) hydraulisch gesteuert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (1) das Leistungsstellorgan (Gaspedal 2) in Richtung einer Leistungsverminderung und in Richtung einer Leistungsvergrößerung der Brennkraftmaschine verstellt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (1') mittels einer zusätzlichen Kraft übersteuerbar ist.

Zeichnung