DE4140120A1 - Anordnung fuer kraftfahrzeuge mit antriebsschlupfregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung für Kraftfahr­ zeuge mit Antriebsschlupfregelung durch Bremseneingriff oder durch Bremsen- und Motoreingriff, mit einem Hydraulik­ aggregat, das während einer Regelung Hilfsdruck erzeugt, und mit elektronischen Schaltkreisen zur Steuerung der Hilfs­ druckerzeugung in Abhängigkeit von der Regelung.

Das Durchdrehen der Antriebsräder beim Anfahren oder Be­ schleunigen eines Fahrzeugs, das auch die Fahrstabilität ge­ fährdet, läßt sich durch Antriebsschlupfregelungssysteme ver­ hindern. Eine schnelle Reaktion auf Durchdrehtendenzen wird dabei durch einen Bremseneingriff erreicht, an den sich ein Motoreingriff, nämlich eine Reduzierung des Antriebsmomentes, anschließen kann.

Für die Bremsenbetätigung mit Hilfe einer hydraulischen Bremsanlage beim Auftreten von Antriebsschlupf wird eine Hilfsdruckquelle oder ein Hilfsdruckerzeuger benötigt. Aus Kostengründen möchte man möglichst ohne einen Druckmittel­ speicher auskommen und statt dessen eine Hydraulikpumpe ver­ wenden, die nur bei Bedarf, also beim Einsetzen einer Rege­ lung, eingeschaltet wird. Hierbei tritt das Problem auf, daß in ungünstigen Fällen ein ausreichender Hilfsdruck zum "Ab­ fangen" einer Durchdrehtendenz nicht schnell genug erzeugt wird. Dieser Nachteil macht sich insbesondere bei heckange­ triebenen Fahrzeugen bemerkbar, bei denen ein zu hoher An­ triebsschlupf bzw. ein zu lange dauerndes Durchdrehen der Rä­ der einen gefährlichen Fahrzustand, der sich in einem Über­ steuern des Fahrzeuges zeigt, zur Folge haben kann. Durch Überdimensionieren des Hydraulikaggregates und der zugehöri­ gen Schaltelemente oder durch Einbau eines nur für diese Si­ tuation benötigten Hydraulikspeichers läßt sich dieser Nach­ teil mindern.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen kosten­ günstigen Weg zur Beseitigung dieses Nachteils bekannter An­ triebsschlupfregelsysteme aufzuzeigen.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Aufgabe durch eine Anordnung der eingangs genannten Art zu lösen ist, deren Beson­ derheit darin besteht, daß mindestens ein Sensor und/oder Schaltkreise zur Ermittlung von Fahrsituationen, in denen eine Tendenz für ein Motorüberschußmoment und damit für über­ drehende Antriebsräder besteht, vorhanden sind und daß die Hilfsdruckerzeugung einschaltbar ist, sobald ein diese Tendenz wiedergebendes Signal einen Grenzwert überschreitet.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung wird die Winkelgeschwindigkeit der Drosselklappe des Antriebs­ motors oder die Geschwindigkeit der Gaspedalbetätigung gemes­ sen und zur Ermittlung einer Tendenz für das Motorüberschuß­ moment ausgewertet. Eine übermäßig heftige Betätigung des Gaspedals, ein sog. "Gasstoß" führt sofort zum Einschalten der Hydraulikpumpe, unabhängig davon, ob tatsächlich - an­ schließend - ein Überdrehen bzw. eine Überdrehtendenz der An­ triebsräder auftritt.

Ferner ist es erfindungsgemäß vorgesehen, durch Messen des Raddrehverhaltens bei Brems- und/oder Beschleunigungsvorgän­ gen den momentanen Reibbeiwert - Glatteis oder trockene Straße - zwischen Straße und Reifen abzuschätzen und beim Ermitteln der Tendenz für ein Motor­ überschußmoment zu berücksichtigen.

Erfindungsgemäß werden also die Notwendigkeit der Verwendung eines Druckmittelspeichers und die mit dem nicht ausreichend schnellen Ansteigen des Hilfsdrucks einhergehenden Probleme dadurch vermieden, daß ein Signal, das schon vor dem Auftre­ ten einer Durchdrehtendenz vorhanden ist, ausgewertet wird. Es handelt sich dabei um ein Signal, das nur auf die Gefahr einer Überdrehtendenz hinweist und auch auftritt, wenn die Antriebsschlupfregelung tatsächlich nicht in Funktion zu tre­ ten braucht. Es wird in Kauf genommen, daß in manchen Fällen die Hilfsdruckerzeugung unnötigerweise eingeschaltet wird. Nachteilige Auswirkungen auf die Regelung hat dies nicht zur Folge.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispiels anhand der beigefügten Abbildung hervor, die in schematischer Darstellung die wichtigsten hydraulischen, elektrischen und elektronischen Komponenten einer erfindungs­ gemäßen Anordnung wiedergibt.

Bei der schematisch dargestellten Anordnung handelt es sich um eine hydraulische Bremsanlage mit Blockierschutz- und An­ triebsschlupfregelung, abgekürzt ABS/ASR. Die Bremsanlage be­ sitzt zwei hydraulisch getrennte Bremskreise I, II. Als Bremsdruckgeber 1 wird hier ein aus einem Tandem-Haupt­ zylinder 2 und einem vorgeschalteten Unterdruck-Verstärker 3 bestehendes Aggregat verwendet.

An die beiden Bremskreise I, II sind die Fahrzeugräder VL, HR; VR, HL diagonal angeschlossen. In die Druckmittelleitungen sind elektrisch betätigbare Hydraulikventile 4 bis 13 einge­ schaltet. Es handelt sich vorzugsweise um 2/2-Wegeventile, von denen die in dem von dem Bremsdruckgeber 1 zu den Rad­ bremsen 14 bis 17 führenden Ventile 4, 6, 7; 5, 8, 9 im Ruhezu­ stand auf Durchlaß geschaltet sind und bei elektrischer Ansteuerung und Umschaltung den Durchfluß sperren. Die soge­ nannten Auslaß-Radventile 10 bis 13, die in einem von den einzelnen Radbremsen 14 bis 17 zu einem Druckausgleichsbe­ hälter 18 führenden Druckmittelweg 19 eingefügt sind, sind normalerweise gesperrt und geben bei elektrischer Ansteuerung den Durchfluß zu dem Druckausgleichsbehälter 18 frei. Die Verwendung solcher Einlaß-/Auslaßventilpaare 6, 10; 7, 11; 8, 12; 9, 13 für ABS/ASR-Systeme ist bekannt. Die Ventile 4, 5, über die jeweils gemeinsam eine Raddiagonale VL, HR; VR, HL angeschlossen ist, dienen als Trennventile und unterbrechen beispielsweise während eines Antriebsschlupf­ regelungsvorgangs den Druckmittelweg von einer Hilfsdruck­ quelle 20 zu dem Bremsdruckgeber 1.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zur Hilfsdruckversorgung an jeden Bremskreis I, II eine Hy­ draulikpumpe 21, 22 angeschlossen. Diese Pumpen verfügen über einen gemeinsamen elektrischen Antriebsmotor 23. Die Saugsei­ ten der beiden Pumpen 21, 22 sind an eine Kammer des Druckaus­ gleichsbehälters 18, die Druckseiten der Pumpen über Rückschlagventile 24, 25 an die Bremskreise I, II angeschlossen. Die Pumpen 21, 22 werden sowohl während einer Blockierschutz­ regelung zur Nachförderung des über die Auslaßventile 10, 11; 12, 13 abgeleiteten Druckmittels als auch während einer Antriebsschlupfregelung zur Betätigung der Bremsen an den an­ getriebenen Rädern, hier der Hinterräder HR, HL, eingesetzt.

Zu dem dargestellten ABS/ASR-Regelungssystem gehört schließ­ lich noch ein elektronischer Regler 26. In den elektronischen Schaltkreisen dieses Reglers 26 werden die mit Hilfe von Rad­ sensoren S₁ bis S₄ gewonnenen Informationen über das Drehverhalten der einzelnen Räder logisch verknüpft und - zu­ sammen mit weiteren Informationen - zur Erzeugung von Brems­ druckregelsignalen ausgewertet. Die Ausgänge A₁ bis A_n des Reglers 26 sind über nicht dargestellte elektrische Lei­ tungen mit den einzelnen Ventilen 4 bis 13 verbunden. Ein Ausgang A_H führt zu einem Schalter 27, mit dem der An­ triebsmotor 23 der Hilfsdruckquelle 20 ein- und aus schaltbar ist. Mit Hilfe der Ventile 4 bis 13 und des Schalters 27 wird der Bremsdruck während einer Blockierschutz- und einer An­ triebsschlupfregelung in Abhängigkeit von dem Drehverhalten der einzelnen Räder gesteuert.

Erfindungswesentlich ist ein Sensor S_D, mit dem die Winkel­ geschwindigkeit einer Drosselklappe 28 eines (nicht gezeig­ ten) Kraftfahrzeug-Antriebsmotors gemessen wird. Überschrei­ tet die Winkelgeschwindigkeit der Drosselklappe 28 einen vor­ gegebenen Schwellwert, wird unabhängig von dem Drehverhalten der Räder VL, HR, VR, HL, das mit den Radsensoren S₁ bis S₄ ermittelt wird, der Elektromotor 23 der Hydraulikquelle 20 eingeschaltet. Sobald die Trennventile 4, 5 geschlossen sind, erfolgt ein Druckaufbau an den Druckseiten der Pumpen 21, 22, so daß Druckmittel über die Rückschlagventile 24, 25 und über die Einlaßventile zu den Radbremsen gefördert werden kann. Durch entsprechende Ansteuerung der Einlaßventile 6 bis 9, bei Bedarf auch der Auslaßventile 10 bis 13, wird erreicht, daß während eines Antriebsschlupfregelungsvorgangs die Rad­ bremsen 14, 16 dem nicht angetriebenen Räder VL, VR drucklos bleiben, während durch Einsteuerung von Bremsdruck in die Radbremsen der angetriebenen Räder, hier in die Radbremsen 15, 17 der Hinterräder HR, HL, der Antriebsschlupf begrenzt wird. In den Schaltkreisen des Reglers 26 werden die An­ steuersignale, deren Dauer, Anzahl und Folge errechnet, die notwendig sind, um das gewünschte Raddrehverhalten zu er­ zielen.

Über einen weiteren Ausgang A_M des Reglers 26 wird außerdem ein Signal zum Eingriffin den Antriebsmotor des Fahrzeugs erzeugt, mit dem zur Antriebsschlupfregelung das Motormoment reduziert wird. Bei einer Anordnung, die sowohl durch Brem­ seneingriff als auch durch Motoreingriff den Antriebsschlupf regeln kann, wird zunächst durch den Bremseneingriff ein be­ sonders schnelles Ansprechen der Regelung erreicht. Daran schließt sich dann zur Entlastung der Bremse ein Motorein­ griff an. Der Zeitpunkt und die Dauer des Bremseneingriffs und des Motoreingriffs können in Abhängigkeit von der jeweils realisierten "Regelphilosophie" in weiten Grenzen variieren.

Anstelle eines Drosselklappensensors S_D kann auch die Bewe­ gung des Gaspedals (ein Pfeil 29 symbolisiert die Richtung der Betätigungskraft des Gaspedals) direkt oder indirekt ge­ messen und zum Erzeugen eines frühen Einschaltsignals A_H ausgewertet werden. Sollte eine solche ruckartige Gaspedalbe­ tätigung oder ein sogenannter "Gasstoß" keine Instabilität zur Folge haben, wird nach einer vorgegebenen Zeitspanne oder Filterzeit der Antriebsmotor 23 der Hydraulikquelle wieder ausgeschaltet. In diesem Falle wurde zwar rechtzeitig Energie für einen Bremseneingriff zur Verfügung gestellt, ein Ein­ griff in die Bremse ist tatsächlich jedoch nicht erfolgt, weil rechtzeitig die Einlaßventile 6 bis 9 oder die Auslaß­ ventile 10 bis 13 umgeschaltet wurden oder weil die Trenn­ ventile 4, 5 offen blieben und dadurch ein Abfließen des Druckmittels von der Druckseite der Pumpe über den Haupt­ zylinder 2 des Bremsdruckgebers 1 zum Druckausgleichsbehälter 8 zuließen.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Mehraufwand, nämlich die In­ stallation eines zusätzlichen Sensors S_D zum Erkennen einer Situation, in der ein Motorüberschußmoment auftreten kann, ist gering. Die dadurch erreichte Verbesserung der Regelung, nämlich die Erhöhung der Fahrstabilität in ungünstigen Si­ tuationen, ist erheblich. In manchen ABS-/ASR-Anlagen und Mo­ torsteuerungssystemen - z. B. zur Reduzierung der Schadstoff­ belastung - oder in Verbindung mit Fahrwerksregelungssystemen sind ohnehin Sensoren installiert, mit denen sich das ge­ wünschte Signal erzeugen läßt. In diesen Fällen ist praktisch kein zusätzlicher Aufwand erforderlich, um die erfindungs­ gemäß vorgeschlagene Verbesserung der Antriebsschlupfregelung zu erreichen.

Claims (3)

1. Anordnung für Kraftfahrzeuge mit Antriebsschlupfregelung durch Bremseneingriff oder durch Bremsen und Motorein­ griff, mit einem Hydraulikaggregat, das während einer Re­ gelung Hilfsdruck erzeugt, und mit elektronischen Schalt­ kreisen zur Steuerung der Hilfsdruckerzeugung in Abhän­ gigkeit von der Regelung, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens ein Sensor (S_D) und/oder Schalt­ kreise zur Ermittlung von Fahrsituationen, in denen eine Tendenz für ein Motorüberschußmoment besteht, vorhanden sind und daß die Hilfsdruckerzeugung einschaltbar ist, sobald ein diese Tendenz wiedergebendes Signal einen Grenzwert überschreitet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Winkelgeschwindigkeit der Dros­ selklappe (28) des Antriebsmotors oder die Geschwindig­ keit der Gaspedalbetätigung gemessen und zur Ermittlung der Tendenz für ein Motorüberschußmoment ausgewertet wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch Messen des Drehverhaltens der Fahrzeugräder (VR, VL, HR, HL) bei Brems- und/oder Beschleu­ nigungsvorgängen der momentane Reibbeiwert zwischen Straße und Reifen abgeschätzt und zum Ermitteln der Tendenz für ein Motorüberschußmoment ausgewertet wird.