DE3608791A1 - Vorrichtung zur steuerung der antriebsleistung eines fahrzeugmotors fuer kraftfahrzeuge mit vortriebsregelung - Google Patents
Vorrichtung zur steuerung der antriebsleistung eines fahrzeugmotors fuer kraftfahrzeuge mit vortriebsregelungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
für Kraftfahrzeuge mit Vortriebsregelung, zur
Steuerung der Antriebsleistung eines Fahrzeugmotors im
Regelfall in Abhängigkeit von elektrischen, von dem Raddrehverhalten
abgeleiteten Signalen, mit einem in den
Kraftübertragungsweg von einem Antriebssteuerpedal, z. B.
dem Gaspedal, zu einem Stellglied des Fahrzeugmotors, d. h.
der Drosselklappe eines Ottomotors, des Stellhebels eines
Dieselmotors oder dergleichen, eingefügten hydraulisch betätigbaren
Regelorgan, das über Mehrwegeventile an eine
Hilfsdruckquelle und an einen Druckausgleichsbehälter anschließbar
ist und das einen durch den Hilfsdruck verschiebbaren
Kolben aufweist.
Vorrichtungen dieser Art zur Vortriebs- oder Antriebsschlupfregelung
sind bereits bekannt. Sinnvollerweise
werden sie mit Blockierschutz-Systemen kombiniert, weil
auch für die Vortriebsregelung in der ersten Phase, d. h.
vor dem Eingriff in den Antriebsmotor bzw. vor der Reduzierung
der Antriebsleistung, die Bremsanlage zur
Regelung des Antriebsschlupfes verwendet werden kann.
Außerdem können Bauteile des Blockierschutzsystems,
beispielsweise die Radsensoren, die elektronischen Schaltkreise
zur Verarbeitung der Signale und das Hilfsenergie-
Versorgungssystem, auch für die Vortriebsregelung
eingesetzt werden.
In der DE-OS 30 21 116 ist ein solches kombiniertes
Blockierschutz- und Vortriebsregelungssystem beschrieben,
bei dem in dem Gestänge von dem Gaspedal zu der Drosselklappe
des Fahrzeugmotors ein Regelorgan zur Vortriebsregelung
eingefügt ist. In diesem Fall handelt es sich um
ein Schleppglied, das einen gegen die Kraft einer Rückstellfeder
in einem Zylinder geführten, durch Einsteuerung
von Hilfsdruck verschiebbaren Kolben enthält. Die Drosselklappe
wird über ein Gestänge, in das das Schleppglied
eingefügt ist, durch Druck geöffnet. Bei zu hohem Antriebsschlupf
wird Hilfsdruck hydraulisch eingesteuert,
dadurch die Länge des Schleppglieds und damit die Gesamtlänge
des Gestänges verringert, was eine Rückstellung der
Drosselklappe und damit eine Reduzierung der Antriebsleistung
des Fahrzeugmotors zur Folge hat. Nachteilig ist
unter anderem, daß die Drosselklappenrückstellung durch
stärkeres Niedertreten des Gaspedals zumindest teilweise
wieder rückgängig gemacht werden kann.
Eine andere bekannte Vorrichtung zur Schlupfbegrenzung
während des Vortriebs ist mit einem verstellbaren Anschlag
für das Gaspedal ausgerüstet (DE-OS 33 37 664). Auch in
diesem Fall wird als Stellorgan ein in einem Zylinder geführter
Kolben verwendet, der durch Einsteuerung von Druck
den Anschlag des Gaspedals begrenzen bzw. das Pedal zurückstellen
kann. In einem Ausführungsbeispiel dient ein
Balg, in den bei zu hohem Antriebsschlupf Hydrauliköl eingesteuert
wird, als verstellbarer Pedal-Anschlag. Nachteilig
ist, daß die Rückstellkraft in vollem Umfange auf
das Gaspedal übertragen wird, was bei schnell reagierenden
Systemen für den Fahrer sehr unangenehm sein dürfte.
Anstelle der hydraulisch betätigbaren Anordnungen kann
grundsätzlich auch ein Elektromotor als Regelorgan verwendet
werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die geschilderten
Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu überwinden
und eine Vorrichtung zur Steuerung der Antriebsleistung
eines Fahrzeugmotors zu entwickeln, bei der die
Rückwirkung der Regelung auf das Pedal zumindest stark gedämpft
ist und die bei Einsetzung der Regelung auch auf
noch stärkeres Niedertreten des Pedals nicht reagiert.
Außerdem wird eine sofortige Rückstellung der Drosselklappe
oder des Stellgliedes beim Freigeben des Gaspedals
oder bei Minderung der auf das Gaspedal ausgeübten Betätigungskraft
verlangt.
Es hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe in einfacher,
technisch fortschrittlicher Weise durch eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art gelöst werden kann, deren
Weiterbildung darin besteht, daß der Kolben des Regelorgans
in einem ortsfesten Gehäuse angeordnet ist, wobei
beide Stirnseiten des Kolbens Arbeitskammern begrenzen,
daß der Kolben über eine oder mehrere Federn einerseits
mit dem Antriebssteuerpedal und andererseits mit dem
Stellglied des Fahrzeugmotors verbunden und durch das Antriebssteuerpedal
verschiebbar ist, daß in der Ruhelage
die beiden Kammern an den Stirnflächen des Kolbens über
die Mehrwegeventile mit dem Druckausgleichsbehälter verbunden
sind, sowie daß ein vorgespanntes Rückschlagventil
zwischen den Kammern an den beiden Stirnseiten des Kolbens
vorhanden ist, welches in der Ruhelage des Regelorgans und
beim Lösen des Pedals, d. h. bei Reduzieren der Pedalbetätigungskraft,
durch einen an der Pedalseite angeordneten
Stößel geöffnet ist.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich durch
dosierte Einsteuerung von Druck in die Arbeitskammer, die
zur Rückstellung des Motor-Stellgliedes führt, der Antriebsschlupf
sehr exakt regeln. Eine Freigabe des Gaspedals
führt unter allen Bedingungen, insbesondere in
jeder Pedalstellung, sofort zur Zurückstellung des Regelgliedes.
Die Rückwirkung der Regelung auf das Gaspedal ist
so weit gedämpft, daß auch bei schnellen Druckschwankungen
und hoher Rückstellkraft die Reaktion des Pedals vom
Fahrer nicht als unangenehm empfunden wird; andererseits
wird ihm jedoch über das Pedal das Einsetzen der Regelung
signalisiert.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird bei Betätigung
des Antriebssteuerpedals eine Zugkraft auf den
Kolben und von diesem auf das Stellglied übertragen. Das
Pedal kann über eine Rückstellfeder mit dem Kolben verbunden
sein.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel liegt in der Ruhelage
der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Stößel an dem
Ventilglied des Rückschlagventils an und hält es offen,
wobei bei Betätigung des Antriebssteuerpedals gegen die
Kraft einer zweiten, schwachen Rückstellfeder zunächst ein
definierter Leerweg überwunden wird, der ein Abheben des
Stößels von dem Ventilglied bewirkt.
Die Mehrwegeventile lassen sich in Form von zwei 2/2-Wegeventilen
ausbilden, mit denen die Kolbenverschiebung
steuerbar ist. Eines der beiden Ventile ist in der
Ruhelage auf Durchlaß geschaltet, wodurch beide Kammern an
den Stirnseiten des Kolbens mit dem Druckausgleichsbehälter
verbunden sind, während das zweite Ventil, mit dem
zur Reduzierung der Antriebsleistung Hilfsdruck in die pedalseitige
Arbeitskammer des Kolbens einsteuerbar ist, in
der Ruhelage gesperrt ist.
Eine weitere Ausführungsart der Erfindung besteht darin,
daß die Pedalbetätigungskraft über eine Zugstange auf dem
Stößel und über Druckfedern auf den Kolben übertragbar
ist. Eine schwache Druckfeder ist vorgesehen, die den
Leerweg definiert, der bei Pedalbetätigung zunächst durchlaufen
wird und zum Abheben des Stößels von dem Ventilglied
führt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der
Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der Abbildungen
hervor. Es zeigt
Fig. 1 in schematischer, vereinfachter Darstellung
den Längsschnitt durch ein Stellorgan der
erfindungsgemäßen Art sowie - in symbolischer
Darstellung - die zugehörigen
Mehrwegeventile und andere zur Steuerung
der Motor-Antriebsleistung erforderliche
Bauteile, und
Fig. 2 in schematischer und vereinfachter Teildarstellung
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
Der grundsätzliche Aufbau sowie die Wirkungsweise einer
Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art ist besonders deutlich
aus Fig. 1 erkennbar. Als Stellorgan 1 dient in
diesem Falle ein in einem zylinderförmigen Gehäuse 2 axial
verschiebbar geführter Kolben 3, dessen beide Stirnseiten
Arbeitskammern 4, 5 begrenzen. Über eine Zugstange 6 wird
bei Betätigung eines Gaspedals 7 eine Zugkraft über eine
Feder 8 auf den Kolben 3 und von diesem über eine weitere
Zugstange 9 auf das Stellglied 10 eines Fahrzeugmotors
übertragen. Zwischen dem Pedal 7 und der Zugstange 6
einerseits und zwischen der Drosselklappe 10 und der Zugstange
9 können - was keiner Darstellung oder näheren Erläuterung
bedarf - Gestänge oder Bowdenzüge eingefügt sein.
Wie symbolisch angedeutet, ist das Gehäuse ortsfest - im
Gegensatz z. B. zu dem eingangs beschriebenen Schleppglied
- mit dem Fahrzeug verbunden.
Durch umlaufende Dichtungen 11, 12, 13 sind der Kolben in
dem zylinderförmigen Gehäuse 5 und die Druckstangen 6, 9 in
den Durchführungen durch die Stirnwände des dargestellten
Regelorgans abgedichtet, weil in diese Kammer Druckmittel
eingesteuert wird.
Zwischen der pedalseitigen Zugstange 6 und der Feder 8 befindet
sich eine Anordnung 14 zur Vorgabe eines definierten
Leerweges, der durch Anschläge 15, 16 begrenzt ist,
die nach Überwindung des Leerweges in Zugrichtung eine
starre Verbindung zwischen der Zugstange 6 und der Feder 8
hervorrufen. Eine schwache Rückstellfeder 17 stellt sicher,
daß die einzelnen Teile nach Freigabe des Pedales
7 die dargestellte Position einnehmen. An der Anordnung 14
ist ein Stößel 18 befestigt, der in der Ruhelage des
Regelorgans 1 an einem Ventilglied 19 eines durch eine
Feder 20 vorgespannten Rückschlagventils 21 anliegt und
das Ventil offen hält. Die Vorspannung durch die Feder 20
ist so ausgelegt, daß das Rückschlagventil nur durch den
Stößel 18, nicht jedoch durch den Druck in der Kammer 4
geöffnet werden kann.
Zur Steuerung des Regelorgans 1 sind in der Ausführungsart
nach Fig. 1 elektromagnetisch betätigbare Mehrwegeventile
22, 23 vorgesehen. Der zur Steuerung und Regelung erforderliche
Hilfsdruck wird über eine elektromotorisch angetriebene
Druckmittelpumpe 24 erzeugt, deren Saugseite in einen
Druckausgleichsbehälter 25 mündet. Vor Einsetzen der Vortriebsregelung
ist der Durchfluß durch das Ventil 22 gesperrt,
während das Ventil 23 die pedalseitige Kammer 4
des Regelorgans 1 in der gezeigten Ruhestellung mit dem
Druckausgleichsbehälter 25 verbindet. Die zweite Kammer 5
des Regelorgans 1 ist ständig mit dem Behälter 25 verbunden.
Die dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Bei Betätigung des Gaspedals 7 durch die Pedalkraft F wird eine Zugkraft in Richtung des Pfeiles 26 auf die Zugstange 6 übertragen. Zunächst wird der Leerweg zwischen den beiden Anschlägen 15, 16 überwunden. Der Stößel 18 hebt dadurch von dem Ventilglied 19 ab. Das Ventil 21 schließt. Daraufhin wird die Zugkraft über die Feder 8 auf den Kolben 3 und von diesem über die Zugstange 9 auf das Stellglied 10 übertragen.
Bei Betätigung des Gaspedals 7 durch die Pedalkraft F wird eine Zugkraft in Richtung des Pfeiles 26 auf die Zugstange 6 übertragen. Zunächst wird der Leerweg zwischen den beiden Anschlägen 15, 16 überwunden. Der Stößel 18 hebt dadurch von dem Ventilglied 19 ab. Das Ventil 21 schließt. Daraufhin wird die Zugkraft über die Feder 8 auf den Kolben 3 und von diesem über die Zugstange 9 auf das Stellglied 10 übertragen.
Wird der Antriebsschlupf zu groß, setzt die Vortriebsregelung
ein. Das 2/2-Wegeventil 23 unterbricht die Verbindung
der Arbeitskammer 4 zu dem Behälter 25. Durch
kurzzeitiges Umschalten des 2/2-Wegeventils 22 wird Druckmittel
dosiert in die Arbeitskammer 4 eingesteuert und
führt zur Verschiebung des Kolbens 3 in Richtung des
Pfeiles 46. Dadurch wird die Drosselklappe 10 um einen
bestimmten Betrag zurückgestellt und als Folge davon die
Antriebsleistung des Fahrzeugmotors reduziert. Durch kurzzeitiges
Zurückschalten des Mehrwegeventils 23 in die
dargestellte Durchlaßposition - Schaltzeitpunkt und Umschaltdauer
werden durch das nicht dargestellte elektronische
Steuerungssystem in Abhängigkeit von dem Drehverhalten
der Antriebsräder festgelegt - wird der Druck in
der Arbeitskammer 4 bei Bedarf wieder reduziert und dadurch
die Motorleistung erhöht.
Erhöht der Fahrer während eines Regelvorgangs seine Fußkraft
bzw. die auf das Pedal 7 wirkende Kraft F, besitzt
dies keinen Einfluß auf die Stellung des Stellgliedes 10,
da der Kolben 3 durch das über das Ventil 22 eingesteuerte
Druckmittel in der durch die Regelung vorgegebenen Position
festgehalten wird.
Nimmt jedoch zu irgendeinem Zeitpunkt der Fahrer den Fuß
von dem Gaspedal 7, wird über den Stößel 18 das Rückschlagventil
21 geöffnet, dadurch ein Druckmittelweg zu
dem Behälter 25 geöffnet und ein Druckausgleich herbeigeführt.
Die Drosselklappe, die hier als Stellglied 10
dient, wird in Richtung geringerer Motorleistung zurückgestellt.
Ein im Prinzip gleiches, in der Konstruktion abweichendes
Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 2. Bei Betätigung des Gaspedals
7 wird wiederum eine Zugkraft in Richtung des
Pfeiles 26′ auf eine Zugstange 35 übertragen, die axial
verschiebbar in einem ortsfesten Gehäuse 27 des Regelorgans
1′ geführt ist. Nach dem Überwinden eines Leerwegs
gegen die Kraft einer schwachen Druckfeder 28 findet ein
mit der Druckstange starr verbundener Flansch 29 ein
Widerlager an dem Ringflansch einer in dem Innenraum eines
Kolbens 30 angeordneten, axial verschiebbaren Scheibe 31.
Über eine Druckfeder 32 wird die von dem Pedal 7′ ausgeübte
Zugkraft auf den Radialflansch 33 des Kolbens 30
übertragen. Dadurch wird der Kolben, bezogen auf die Darstellung
nach Fig. 2, nach links verschoben. Über die mit
dem Kolben 30 starr verbundene Zugstange 34 wird die Zugkraft
von dem Kolben 30 auf das Stellglied 10′ in gleicher
Weise wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weitergeleitet.
Das Regelorgan 1′ besitzt wiederum eine pedalseitige Arbeitskammer
36 und eine zweite, von der zweiten Stirnseite
des Kolbens 30 begrenzte Arbeitskammer 37. Ein vorgespanntes
Rückschlagventil 45 besitzt die gleiche Funktion
wie das Ventil 21 in Fig. 1. Die Steuer- und Regelanordnung,
nämlich die Mehrwegeventile 22′, 23′, eine als Hilfsdruckquelle
dienende Pumpe 24′ sowie ein Druckausgleichsbehälter
25′ arbeiten in gleicher Weise wie die entsprechenden
Komponenten nach Fig. 1 und sind in gleicher
Weise hydraulisch geschaltet.
Zur Vortriebsregelung wird in die Arbeitskammer 36 Druck
eingesteuert, der den Kolben in Richtung des Pfeiles 46′
in Richtung zur Ruhelage zurückstellt und über die
Drosselklappe 10′ die Motor-Antriebsleistung reduziert.
Das Kopfende der Zugstange 35 dient gleichzeitig als
Ventil-Stößel 38, der genauso wie der Stößel 18 in Fig. 1
auf das Rückschlagventil 45 einwirkt, sobald das Gaspedal
7′ entlastet wird.
Die Kammern 39 und 40 im Inneren des Kolbens 30 sind über
eine Bohrung 41 in der Scheibe 31 miteinander verbunden,
so daß in beiden Kammern stets der gleiche Druck herrscht.
Eine dritte Kammer 42 im Innern des Kolbens 30 steht dagegen
über einen Durchlaß 43 mit der Kammer 37 und über
einen Auslaß 44 mit dem Druckausgleichsbehälter 25′ in
Verbindung.
Das beschriebene Regelorgan 1′ gemäß Fig. 2 zeichnet sich
unter anderem durch geringen Herstellungsaufwand und durch
einen kompakten Aufbau aus.
Claims (7)
1. Vorrichtung für Kraftfahrzeuge mit Vortriebsregelung,
zur Steuerung der Antriebsleistung eines Fahrzeugmotors
im Regelfall in Abhängigkeit von elektrischen,
von dem Raddrehverhalten abgeleiteten Signalen, mit
einem in den Kraftübertragungsweg von einem Antriebssteuerpedal,
z. B. dem Gaspedal, zu einem Stellglied
des Fahrzeugmotors, d. h. der Drosselklappe eines
Ottomotors, des Stellhebels eines Dieselmotors oder
dergleichen, eingefügten hydraulisch betätigbaren
Regelorgan, das über Mehrwegeventile an eine Hilfsdruckquelle
und an einen Druckausgleichsbehälter anschließbar
ist und das einen durch den Hilfsdruck
verschiebbaren Kolben aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kolben (3, 30)
des Regelorgans (1, 1′) in einem ortsfesten Gehäuse
(2, 27) angeordnet ist, wobei beide Stirnseiten des
Kolbens Arbeitskammern (4, 5, 37, 39) begrenzen, daß der
Kolben (3, 30) über eine oder mehrere Federn
(8, 17, 28, 32) einerseits mit dem Antriebssteuerpedal
(7, 7′) und andererseits mit dem Stellglied (10, 10′)
des Fahrzeugmotors verbunden und durch das Antriebssteuerpedal
(7, 7′) verschiebbar ist, daß in der Ruhelage
des Regelorgans (1, 1′) die beiden Kammern
(4, 5, 36, 37) an den Stirnflächen des Kolbens (3, 30)
über die Mehrwegeventile (22, 22′, 23, 23′) mit dem
Druckausgleichsbehälter (25, 25′) verbunden sind,
sowie daß ein vorgespanntes Rückschlagventil (21, 45)
zwischen den Kammern (4, 5, 36, 37) an den beiden
Stirnseiten des Kolbens (3, 30) vorhanden ist, welches
in der Ruhelage des Regelorgans (1, 1′) und beim Lösen
des Pedals (7, 7′), d. h. bei Reduzieren der Pedalbetätigungskraft,
durch einen an der Pedalseite angeordneten
Stößel (18, 36) geöffnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Betätigung des
Antriebssteuerpedals (7, 7′) eine Zugkraft auf den
Kolben (3, 30) und von diesem auf das Stellglied
(10, 10′) des Antriebsmotors übertragbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Antriebssteuerpedal
(7, 7′) über eine Rückstellfeder (8, 32) mit dem
Kolben (3, 30) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Ruhelage des
Regelorgans (1, 1′) der Stößel (18, 38) an dem Ventilglied
(19, 19′) des Rückschlagventils (21, 45) anliegt
und daß bei Betätigung des Antriebsteuerpedals (7, 7′)
gegen die Kraft einer zweiten, schwachen Rückstellfeder
(17, 28) ein definierter Leerweg durchlaufbar
ist, der ein Abheben des Stößels (18, 38) von dem
Ventilglied (19, 19′) wirkt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß als Mehrwegeventil
zwei 2/2-Wegeventile (22, 22′, 23, 23′) vorgesehen
sind, mit denen die Kolbenverschiebung
steuerbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das eine
2/2-Wegeventil (23, 23′) in der Ruhelage auf Durchlaß
geschaltet ist und beide Kammern (4, 5, 36, 37) an den
Stirnseiten des Kolbens (3, 30) mit dem Druckausgleichsbehälter
(25, 25′) verbindet, während mit dem
zweiten 2/2-Wegeventil (22, 22′), das in der Ruhelage
gesperrt ist, zur Reduzierung der Antriebsleistung
Hilfsdruck in die pedalseitige Arbeitskammer (4, 36)
des Kolbens (3, 30) einsteuerbar ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Pedalbetätigungskraft
über eine Zugstange (6, 35) auf den
Stößel (18, 38) und über Druckfedern (8, 32) auf den
Kolben (3, 30) übertragbar ist.
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DE3608791A1 true DE3608791A1 (de) | 1987-09-17 |
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