DE3339020A1

DE3339020A1 - Schleuderverhinderungseinrichtung fuer ein fahrzeug auf raedern

Info

Publication number: DE3339020A1
Application number: DE19833339020
Authority: DE
Inventors: Shinji Asaka Saitama Kanemura; Shoji Saitama Tachikawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1982-10-27
Filing date: 1983-10-27
Publication date: 1984-05-03
Also published as: GB2129975A; GB2129975B; GB8328217D0; CA1201657A; US4545455A; AU2054383A; AU555863B2

Description

39 373

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA
Tokyo / JAPAN
5

Schleuderverhinderungseinrichtung für ein Fahrzeug

auf Rädern

Die Erfindung betrifft eine Schleuderverhinderungseinrichtung, mit der die Drehzahl eines Antriebsrades eines Fahrzeugs gesteuert wird.

In neuerer Zeit werden bei der Herstellung von auf Rädern laufenden Fahrzeugen wie Motorrädern oder Automobilen der Motorteil und das Chassis verbessert, um die Fahreigenschaften des Fahrzeugs auch auf schlechtem Untergrund wie schlammigen Straßen oder Straßen mit Schneeauflage zu verbessern. Die Reifentraktion, die es ermöglicht, die Umfangskraft am Antriebsrad in Vortriebskraft für das Fahrzeug umzusetzen, läßt sich bis zu einem gewissen Grad durch Verbesserung des Reifenprofils erhöhen. Trotz derartiger Verbesserungen tritt jedoch bei plötzlicher Beschleunigung des Fahrzeugs am Antriebsrad ein Schlupf auf, so daß es nicht möglich ist, die maximale Reifentraktion zu erzielen. Das Antriebsrad dreht sich dann weitgehend leer durch, so daß dadurch der mittlere Treibstoffverbrauch erhöht wird. Es ist bekannt, daß maximale Reifentraktion bei weichem Untergrund dann erzielt werden kann, wenn der Schlupf des Antriebsrades einen bestimmten Wert erreicht, beispielsweise 5 bis 10 %.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schleuder- oder Schlupfverhinderungseinrichtung für ein Fahrzeug auf Rädern zu schaffen, mit deren Hilfe der

Schlupf des Antriebsrades des Fahrzeugs auf einen Wert ausgesteuert wird, bei dem maximale Reifentraktion erzielt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird zur Lösung dieser Aufgabe eine Schleuderverhinderungseinrichtung für ein Fahrzeug auf Rädern geschaffen, welches ein Antriebsrad, ein getriebenes Rad, einen Motor, eine TreibstoffSteuereinrichtung zum Steuern der Zufuhr des Treibstoff-Luft-Gemisches zum Motor und eine Beschleunigungsvorrichtung, die mit der Treibstoff Steuereinrichtung durch einen Betätigungszug in Verbindung ist, aufweist, welche gekennzeichnet ist durch einen Drehzahlfühler am Antriebsrad, einen Drehzahlfühler am mitlaufenden Rad und eine Gaszugsteuereinrichtung, die mit den Drehzahlfühlern derart gekoppelt ist, daß sie den Gaszug im Sinne einer Verringerung der Treibstoff-Luft-Gemisch-Zufuhr von der Treibstoffsteuereinrichtung zum Motor verstellt, wenn das Drehzahlverhältnis von Antriebsrad zu mitlaufendem Rad einen bestimmten Wert übersteigt.

Im einzelnen wird die Erfindung nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schemabild eines Motorrades

mit Schleuderverhinderungseinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 den Querschnitt eines Gaszug-Steuer-

. mechanismus in der Schleuderverhin

derungseinrichtung ;

Fig. 3 einen Schnitt durch den Gaszugsteuermechanismus nach Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 ein Motorrad in Seitenansicht, in

dem eine modifizierte Schleuderverhinderungseinrichtung eingebaut ist;

Fig. 5 die Schleuderverhinderungseinrich

tung nach Fig. 4 in Blockschaltbilddarstellung;

Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Programms,

durch das bei der Schleuderverhin

derungseinrichtung nach Fig. 4 das übermäßige Schlüpfen oder der Schleudervorgang verhindert wird;

Fig. 7 einen Schnitt durch einen Vergaser

des Motorradmotors aus der Fig. 4;

Fig. 8 einen Schnitt durch einen Gaszug

steuermechanismus der Schlupfverhinderungseinrichtung nach Fig. 4;

und

Fig. 9 die geschnittene Seitenansicht eines Gaszugsteuermechanismus in einer anderen Ausführungsform für die

Schleuderverhinderungseinrichtung.

In der Fig. 1 ist ein Motorrad 11, in dem eine erfindungsgemäße Schleuderverhinderungseinrichtung eingesetzt wird, nur schematisiert dargestellt. An seinem Vorderrad ist ein Drehzahlfühler 12 auf der Vorderachse 13a angebracht, der die Drehzahl des mitlaufenden Vorderrades 13 feststellt. Der Vorderraddrehzahlfühler 12 hat einen ganz gewöhnlichen Aufbau und nimmt mit einem (nicht gezeigten) ersten Zahnrad auf der Achse des Vorderrades 13 dessen Drehzahl ab, die auf ein zweites, nicht gezeigtes Zahnrad, das mit dem ersten

kämmt, übertragen wird, das mit einer Tachowelle 15 verbunden ist, die sich folglich synchron mit dem Vorderrad dreht. Ein Drehzahluntersetzer 16 mit mehreren hintereinandergeschalteten Zahnrädern ist am Rahmen des Motorrades 11 befestigt. Das zweite Ende der Tachowelle 15 tritt in den Drehzahluntersetzer 16 ein. Von diesem geht auf seiner Ausgangsseite eine Verbindungswelle 17 aus, die zu einem Gaszugsteuermechanismus 19 führt, der nachfolgend noch genauer beschrieben wird. Die vom Vorderrad 13 durch den Vorderraddrehzahlfühler 12 abgenommene Drehzahl kommt also über den Drehzahluntersetzer 16 mit Hilfe der Verbindungswelle 17 zum Gaszugsteuermechanismus 19.

Auf der Hinterachse 22a des Motorrades 11 ist ein Hinterachsdrehzahlfühler 21 befestigt, der die Drehzahl des angetriebenen Hinterrades 22 aufnimmt. Er ist im Aufbau dem Vorderraddrehzahlfühler 12 gleich. Die Drehzahl des Hinterrades 22 wird dem Gaszugsteuermechanismus 19 über eine Ta-. chowelle 23, einen Drehzahluntersetzer 24 und eine weitere Verbindungswelle 25 zugeführt, welche mit dem Antrieb vom Vorderraddrehzahlfühler 12 her übereinstimmt.

Das Verhältnis der Untersetzungsverhältnisse im Drehzahluntersetzer 16 und im Drehzahluntersetzer 24 ist entsprechend einer optimalen Schlupfrate des Hinterrades 22 im Hinblick auf den zu befahrenden Untergrund festgelegt, und dieses Verhältnis ist z. B. 1 : 1,1 oder 1 : 1,15. Die Schlupfrate des Hinterrades 22 wird also nach Art und Verwendungszweck des Motorrades eingestellt. Genauer heißt das, wenn die Schlupfrate des Hinterrades 22 des fahrenden Motorrades 11 ihren Optimalwert hat, dann ist das Verhältnis der Drehzahlen des Vorderrades 13 und des Hinterrades 22 gleich dem Verhältnis des Reduktionswertes des Drehzahluntersetzers 16 zum Reduktionswert des Drehzahluntersetzers 24, so daß dann die Verbindungswellen 17 und 25 sich mit

derselben Drehzahl drehen. Schaut man in Richtung des Pfeils A in Fig. 1, so ist noch zu beachten, daß die Verbindungswelle 17 sich im Uhrzeigersinn, die Verbindungswelle 25 dagegen im Gegenuhrzeigersinn drehen. 5

Der Gaszugsteuermechanismus 19 wird nun anhand der Figuren 2 und 3 genauer beschrieben. Er weist ein im Schnitt rechteckig ausgebildetes, am Motorradrahmen befestigtes Gehäuse 27 auf mit einer oberen und einer unteren Wand 27a, 27b, Seitenwänden 27c, 27d und Endwänden 27e, 27f. Die gegenüberliegenden Seitenwände 27c und 27d weisen miteinander fluchtende gleichgroße Öffnungen 28, 29 auf. Eine Öffnung 30 ist in die oberen Wand 27a eingeformt, während die untere Wand 27b von einer Öffnung 31 durchsetzt ist.

Ein Innengehäuse 32 von Rechteckgestalt ist mit Abstand zum Gehäuse 27 darin eingepaßt. Das Innengehäuse 32 weist eine obere und eine untere Wand 32a, 32b, Seitenwände 32c, 32d und Endwände 32e, 32f auf. Es ist mit zueinander ausgerichteten Öffnungen 34, 35, die die Seitenwände 32c und 32d durchsetzen, ausgestattet. Durch die obere Wand 32a führt eine Öffnung 37, durch die untere Wand 32b eine Öffnung 38.

Im Innengehäuse 32 ist ein Differentialgetriebe 39 untergebracht, bestehend aus vier Kegelzahnrädern 40, 41, 42, 43 und einer Scheibe 44. Das Kegelzahnrad 40 hat eine Mittelnabe 40a, die in der Öffnung 34 des Innengehäüses 32 mittels einer Lagerbüchse 45 drehbar gelagert ist. Das Kegelrad 41 ist gleich aufgebaut wie das Kegelrad 40 mit Mittelnabe 41 a, die in der Öffnung 35 des Innengehäuses 32 mittels Lagerbüchse 46 gelagert ist. Die beiden Kegelräder 4 0 und 41 liegen koaxial zueinander und sind durch eine Welle 48 über jeweils ein Lager miteinander verbunden. Die Scheibe 44 ist drehbar auf der Welle 4 8 an ihrer Nabe 44a gehaltert. Die Scheibe 44 ist mit einem Paar einander diametral gegenüber-

stehender Lagerabschnitte 44b und 44c ausgestattet. Das Kegelzahnrad 42 ist einstückig mit einem Wellenabschnitt 42a versehen, der in dem Lagerabschnitt 44b der Nabe 44a der Scheibe 44 drehbar gelagert ist, so daß das Kegelrad um das Achsstück 42a drehbar ist. Das Kegelrad 42 kämmt mit den Kegelrädern 40 und 41. Das Kegelrad 43 ist an der Scheibe 44 an dessen Lagerabschnitt 44c mittels eines mit der Scheibe einstückigen Achsstückes 43a·drehbar gelagert. Das Kegelrad 43 kämmt mit den Kegelrädern 40 und 41. Die Achsstücke 42a und 43a der Kegelräder 42 und 43 liegen auf einer Linie. Die Scheibe 44 weist ein Paar rechteckiger Durchbrüche 44d, 44e für die Kegelräder 42, 43 auf.

Ein erster Gaszug 50 erstreckt sich durch die Öffnung 30 im Gehäuse 27 und die Öffnung 37 im Innengehäuse 32. Der Gaszug 50 ist mit einem Ende fest mit der oberen Wand 32a des Innengehäuses 32 verbunden, während sein anderes Ende am Gasdrehgriff 51 (Fig. 1) des Lenkers 52 des Motorrades

11 befestigt ist.
20

Auf die Naben 40a und 41a der Kegelzahnräder 40 und 41 sind Muttern 58a und 58b aufgeschraubt.

Die Tachowelle 17 ist mit der Nabe 40a des Kegelrades 40 koaxial verbunden. Gleiches gilt für die Tachowelle 25, die mit der Nabe 41a des Kegelrades 41 koaxial verbunden ist.

Die Scheibe 44 weist einen Ringteil 44f auf, der mit einer Fläche· 44g von den Lagerabschnitten 44b und 44c wegweist. Ein zweiter Gaszug 53 ist fest mit einem Ende der Scheibe 44 unmittelbar angrenzend an den Ringteil 44f und gegen die Fläche 44g verbunden. Der zweite Gaszug 53 erstreckt sich durch die Öffnung 38 des Innengehäuses 32 und die Öffnung des Gehäuses 27 und ist am anderen Ende mit einem Drosselventil 55 (Fig. 1) des Vergasers 56 des Motorrades 11 verbunden .

Wenn der Gasdrehgriff 51 betätigt wird, wird das Innengehäuse 32 gegenüber dem Gehäuse 27 in vertikaler Richtung (Fig. 1) verlagert. Die Vertikallänge der öffnungen 28 und 29 ist so bemessen, daß die Tachowellen 17 und 25 nicht das Gehäuse 27 berühren, wenn das Innengehäuse 32 durch Betätigen des Gasdrehgriffes 51 vertikal verschoben wird.

Es wird nun die Schleuderverhinderungseinrichtung in ihrer Wirkungsweise beschrieben.
10

(a) Wenn, wie oben beschrieben, die Schlupfrate des Hinterrades 22 des fahrenden Motorrades 11 den Optimalwert hat, dann ist das Verhältnis der Drehzahl des Hinterrades 11 zur Drehzahl des Vorderrades 13 auf dem Optimalwert, mit anderen Worten, es ist gleich dem Verhältnis vom übersetzungsverhältnis des Drehzahluntersetzers 24 zum übersetzungsverhältnis des Drehzahluntersetzers 16. Die Tachoseelen 17 und 25 drehen sich folglich in entgegengesetzten Richtungen mit gleicher Drehzahl. Damit drehen sich die einander gegenüberstehenden Kegelräder 40 und 41 mit derselben Geschwindigkeit in entgegengesetzten Richtungen, so daß die einander gegenüberstehenden Kegelräder 42, 43 sich lediglich um ihre Achsabschnitte 42a und 43a drehen. Die Scheibe 44 wird nicht zur Drehung veranlaßt, steht also still. In diesem Fall wird der Drosselwert des Drosselventils 55 durch den Gaszugsteuermechanismus 19 nicht gesteuert.

(b) Wenn die Schlupfrate des Hinterrades 22 über dem optimalen Wert liegt, liegt auch das Verhältnis zwischen Drehzahl des Hinterrades 22 und Drehzahl des Vorderrades 13 über dem Optimalwert. Die Tachoseele 25 läuft deshalb mit einer höheren Drehzahl als die Tachowelle 17, so daß die einander gegenüberstehenden Kegelräder 42 und 43 sich nicht nur um ihre eigenen Wellenabschnitte 42a, 43a drehen, sondem auch eine Winkelbewegung um die Welle 48 im Gegenuhrzeigersinn C (Fig. 3) gemeinsam mit der Scheibe 44 ausführen.

Diese Winkelbewegung der Scheibe 44 um die Welle 28 bewirkt/ daß das Drosselventil 55 sich vermittels des Gaszuges 53 in Schließrichtung bewegt und damit sich die Treibstoffzufuhr vermindert, so daß die Antriebskraft des Hinterrades 22 herabgesetzt wird. Obgleich also der Gasdrehgriff 51 in der vom Fahrer gewählten Stellung gehalten wird, betätigt der GaszugSteuermechanismus 19 automatisch über den zweiten Gaszug 53 den Drosselwert des Drosselventils 55 und verringert ihn, wenn das Hinterrad 22 übermäßig schleudert, so daß die Schlupfrate des Hinterrades 22 dann näher an den Optimalwert herangebracht wird.

(c) Wenn die Schlupfrate des Hinterrades 22 unter dem optimalen Wert liegt, dann befindet sich auch das Verhältnis der Drehzahl des Hinterrades 22 zur Drehzahl des Vorderrades 13 unter dem Optimalwert. Tachowelle 17 dreht sich dann mit höherer Drehzahl als die Tachowelle 25, so daß die einander gegenüberstehenden Kegelräder 42 und 43 nicht nur um ihre jeweiligen Achsabschnitte 42a und 43 sich drehen sondern auch eine Winkelbewegung um die Welle 48 im Uhrzeigersinne D (Fig. 3) zusammen mit der Scheibe 44 ausführen. Diese Winkelbewegung der Scheibe 44 um die Welle 48 bewirkt, daß das Drosselventil 55 über^den zweiten Gaszug 53 in Öffnungsrichtung verstellt und dessen Drosselwert vergrößert wird, so daß die Kraft des Hinterrades 22 ansteigt. Obgleich der Fahrer also den Gasdrehgriff 51 unverändert festhält, bewirkt der Gaszugsteuermechanismus 19 automatisch, daß über den zweiten Gaszug 53 der Drosselwert des Drosselventils erhöht wird, wenn die Schlupfrate des Hinterrades 22 unerwünscht klein ist, so daß auf diese Weise die Schlupfrate des Hinterrades 22 näher an den Optimalwert herangebracht wird.

Im Vergleich zu einem Drosselventilstellmechanismus, in dem ein Servomotor enthalten ist, der entsprechend der Differenz

zwischen den Drehzahlen von Vorder- und Hinterrad die Drosselstellung des Drosselventils steuert, ist der Gaszugsteuermechanismus 19 insoweit von Vorteil, daß das Drosselventil 55 schneller anspricht und damit der Schleuderverhinderungsvorgang exakter ausgeführt wird.

,Wenn angestrebt wird, die optimale Schlupfrate des Hinterrades 22 zu verändern, kann dies leicht dadurch erfolgen, daß die Zahnradkombinationen der Drehzahluntersetzer 16 und 24 verändert werden. Die Drehzahluntersetzer 16 und und die Fühlerwellen 15 und 23 können auch weggelassen werden, und statt dessen können die Drehzahlfühler 12 und 21 an Vorder- und Hinterrad so modifiziert werden, daß sie unmittel bar mit den jeweiligen Tachowellen 17 und 25 verbunden sind und sie mit bestimmten Drehzahlreduktionsverhältnissen antreiben .

Fig. 4 zeigt eine modifizierte Schlupfverhinderungseinrichtung an einem Motorrad 11. Auf der Vorderachse 13 ist ein Vorderraddrehzahlsensor 12 befestigt, der die Drehzahl des Vorderrades oder getriebenen Rades 13 des Motorrades 11 erfaßt, während auf der Hinterachse 22a ein Hinterraddrehzahlfühler 21 montiert ist, der die Drehzahl des Hinterrades oder getriebenen Rades 22 erfaßt. Es handelt sich dabei um gewöhnliehe Drehzahlsensoren, die ein Sinussignal erzeugen, dessen - Frequenz zur Drehzahl proportional ist.

Eine Steuereinheit 60 ist am Rahmen 11a des Motorrades 11 unter dem Sitz 11b befestigt und elektrisch leitend über Drähte mit den Fühlern 12 und 21 verbunden. Gleichstrommotor 61 (Fig. 5) ist leitend mit einer Ausgangsklemme der Steuereinheit 60 verbunden. Diese bestimmt aufgrund der Ausgangssignale des Vorder- und des Hinterradfühlers 12, 21 eine Schlupfrate r des Hinterrades 22. Die Steuereinheit steuert die Arbeitsweise des Motors 61 entsprechend der

Schlupfrate r. Die Batterie des Motorrades 11 dient als Speisung für die Steuereinheit 60.

Die Steuereinheit 60 wird nun eingehender in Verbindung mit der Fig. 5 beschrieben, die sie im Blockdiagramm wiedergibt. Ein Speicher 64 ist mit einer Sammelleitung 65 eines Zentralprozessors CPU 66, etwa eines Mikroprozessors, verbunden. Der CPU 66 arbeitet nach einem im Speicher 64 ge- speicherten Programm. Das Ausgangssignal des Vorderraddrehzahlfühlers 12 in Gestalt einer Sinuswelle wird einer Wellenformer schaltung 67 zugeleitet, die die Sinuswelle verstärkt und in ein Rechtecksignal umwandelt. Das Ausgangssignal der Wellenformerschaltung 67 in Gestalt der Rechteckwelle wird einer Periodenmeßschaltung 68, etwa einem Zähler, zugeführt. Taktimpulse φ werden in bestimmten Zeitabschnitten der Periodenmeßschaltung 68 zugeleitet, die als Vorwärtszähler für die Taktimpulse φ während jedes Zyklus der Rechteckwelle wirkt und digitale Periodendaten Dtf 'abgibt, die proportional einer Periode Tf der Sinuswelle sind, die vom Vorderraddrehzahlfühler 12 abgegeben wird.

Eine Wellenformerschaltung 69 und eine Periodenmeßschaltung 70 von gleichem Aufbau wie die Wellenformerschaltung 67 und Periodenmeßschaltung 68 wirken so, daß Periodenmeßschaltung 70 digitale Periodendaten Dtr abgibt, die einer Periode Tr der vom Hinterradgeschwindigkeitsfühler 21 abgegebenen Sinuswellen proportional sind.

Eine Ausgangsstelle 71 erzeugt unter Steuerung durch den CPU 66 ein Binärsignal P für den Antrieb des Motors 61 in Vorwärtsrichtung und ein Binärsignal N für den Antrieb des Motors in Rückwärtsrichtung. Eine Motortreiberschaltung 72 treibt den Motor 61 entsprechend den BinärSignalen P und N vorwärts oder rückwärts an. Geht Binärsignal P auf 1, so läßt die Treiberschaltung 72 den Motor 61 in Vorwärtsrichtung laufen. Geht Binärsignal N auf 1, so wird der Motor 61

von der Treiberschaltung 72 rückwärts in Drehung versetzt.

Fig. 6 zeigt ein Flußdiagrainm des durch CPU 66 durchgeführten Programms. Dieses Programm wird in bestimmten Zeit-Intervallen periodisch durchgeführt, die kurz genug sind, um den Schleuderverhinderungsvorgang korrekt durchzuführen. Nach dem Start gibt CPU 66 in Block B1 die Ausgangsdaten Dtf der Periodenmeßschaltung 68 entsprechend der Periode Tf des Ausgangssignals des Vorderraddrehzahlfühlers 12 und die Ausgangsdaten Dtr der Periodenmeßschaltung 70 entsprechend der Periode Tr des Ausgangssignals des Hinterraddrehzahlfühlers 21 ein.Danach berechnet CPU 66 in Block B2 die Umfangsgeschwindigkeit Vf des Vorderrades 13 aus den Periodendaten Dtf. Da die Umfangsgeschwindigkeit Vf zu den Periodendaten Dtf umgekehrt proportional ist, berechnet CPU 66 die Umfangsgeschwindigkeit Vf durch Multiplikation des Reziprokwertes der Periodendaten Dtf mit einer bestimmten, im Speicher 64 gespeicherten Konstanten. Im Block B3 führt CPU 66 eine Mittelwertbildung der Umfangsgeschwindigkeit Vf durch ein im Speicher 64 gespeichertes Filterprogramm durch, um die Fahrzeuggeschwindigkeit Vb zu bestimmen. Im Block B4 berechnet CPU 66 die Umfangsgeschwindigkeit Vr des Hinterrades 22 aus den Periodendaten Dtr in derselben Weise, wie für Block B2 beschrieben. Im Block B5 berechnet CPU 66 die Schlupfrate r des Hinterrades 22 aus der Fahrzeuggeschwindigkeit Vb und der Umfangsgeschwindigkeit Vr des Hinterrades 22. Die Schlupfrate r ist durch folgende Gleichung (1) gegeben:

rf (Vr - Vb)/Vb (1) .

Anschließend wird in Block B6 durch CPU 66 bestimmt, ob die ermittelte Schlupfrate r größer als ein zweiter Bezugsschlupfratenwert r₂ ist, der als ein Bezugswert für den Schleuder-Verhinderungsvorgang verwendet wird. Stellt sich heraus, daß

r größer oder gleich r~ ist (r £ r₂), so geht der Rechenvorgang auf Block B7 über, bei dem CPU 66 das Binärsignal P auf 1 hält und über Ausgang 71 während einer Zeitdauer abgibt, die kürzer als ein Zyklus zur Durchführung des Steuerprogranuns ist, so daß Motor 61 über die Motortreiberschaltung 72 zum Lauf in Vorwärtsrichtung angetrieben wird. Der Ablauf geht dann auf Block B1 zurück. Wird dagegen in Block B6 von CPU 66 festgestellt, daß die Schlupfrate r kleiner als der zweite Bezugsschlupfratenwert r₂ ist, so geht der Rechenvorgang auf Block B8 über, wo von CPU 66 bestimmt wird, ob die Schlupfrate r kleiner als ein erster Bezugsschlupfratenwert τ. ist, der unter dem Wert r liegt. Ist r kleiner als r-, so geht der Vorgang auf Block B9 über, bei dem CPU 66 das Binärsignal η im Zustand 1 hält und über Ausgang 71 während einer Zeitdauer hält, die benötigt wird, den Motor 61 über einen Winkel in Rückwärtsrichtung zu verdrehen, der gleich dem Winkel ist, um den der Motor 61 in Vorwärtsrichtung gedreht worden ist, so daß dadurch der Motor wieder in seine Ausgangsposition gebracht wird. Dieser Vorwärtsdrehwinkel des Motors 61 wurde im Speicher 64 gespeichert. Anschließend wird das Binärsignal P auf "0" gebracht, und der Programmablauf kehrt zu Block B1 zurück. Wenn dagegen im Block B8 CPU 66 feststellt, daß die Schlupfrate r größer oder gleich als der erste Schlupfratenwert r.

ist (r £ r-), geht der Vorgang auf Block B1 über, ohne daß Motor 61 in Drehung gesetzt wird.

Wie in Fig. 7 gezeigt, hat der Vergaser 56 des Motorrades 11 einen ganz gewöhnlichen Aufbau und enthält ein Drosselventil. 55, das die Strömungsmenge des Treibstoff-Luft-Gemisches zum Motor 11e steuert, während eine Nadel 75 am Drosselventilkörper 55 sitzt, durch die die Öffnung der Hauptdüse 76 des Vergasers reguliert wird und eine Schraubenspule 77 das Drosselventil 55 in Schließrichtung drückt.

Ein Gaszug 79 ist eines Ends mit dem Gasdrehgriff 51 am Lenker 52 und mit seinem anderen Ende am Drosselventil 55 befestigt. Die Verstellung des Drosselventils 51 erfolgt in üblicher Weise durch Betätigung des Gasdrehgriffs 51.

Fig. 8 zeigt, daß der Gaszug 79 durch einen Gaszugsteuermechanismus 80 hindurch verläuft/ der dafür sorgt, die wirksame Länge des Gaszuges 79 entsprechend dem Ausgangssignal der Steuereinheit 60 zu verändern. Dieser Gaszugsteuermechanismus 80 wird nun beschrieben.

Der Gaszugsteuermechanismus 80 weist ein kastenförmiges Gehäuse 81 auf, das am Rahmen 11a unter dem Treibstofftank 11c befestigt ist. Ein erstes Umlenkrad 82 ist an einer Wand 81a des Gehäuses 81 mit einem Bolzen 82a drehbar befestigt. Ein Doppelarmhebel 83 ist an einer Rippe 81b des Gehäuses 81 mit einem Gelenkbolzen 84 schwenkbar befestigt. Ein zweites Umlenkrad 85 sitzt mit einem Stift 86 drehbar an einem Ende des Doppelarmhebels 83. Am anderen Ende des Hebels 83 ist ein Zahnsegment 87 mit Außenverzahnung befestigt. Der Motor 61 ist außen auf dem Gehäuse 81 angebracht und ragt mit seiner Welle 61a durch die Gehäusewand 81a hindurch. Auf der Welle 61a sitzt ein Ritzel 89, das mit dem Zahnsegment 87 kämmt. Durch öffnungen 90 und 91 ist der Gaszug 79, vom Gasdrehgriff 51 kommend, durch das Gehäuse 81 geführt und verläuft zum Drosselventil 55. Er umschlingt dabei die beiden Umlenkräder 82 und 85 im Gehäuse 81.

Wenn das Hinterrad 22 beim Beschleunigen des Motorrades 11 nicht übermäßig schlüpft, wird Motor 61 nicht angetrieben, da die Ausgangssignale P und N am Ausgang 71 der Steuereinheit 60 beide Null sind. Das Drosselventil 55 wird deshalb nach Maßgabe der Drehstellung des Gasdrehgriffes 51 geöffnet und verbleibt in dieser eingestellten Position.

Soll dagegen das Motorrad 11 abrupt beschleunigt werden, so wird das Drosselventil 55 zunächst durch starkes Drehen des Gasdrehgriffes 51 geöffnet. Dadurch schleudert jedoch das Hinterrad 22, so daß der Motor 61 in Vorwärtsrichtung um einen Winkel verdreht wird, der sich aus der Schlupfrate r ergibt, die von der Steuereinheit 60 berechnet worden ist. Wenn Motor 61 sich in Vorwärtsrichtung dreht, dreht sich in Fig. 8 das Ritzel 89 im Uhrzeigersinn, so daß der Doppelhebel 83 sich im Gegenuhrzeigersinn um den Gelenkbolzen 84 verschwenkt, so daß aufgrund der Verdrehung des Doppelhebels 83 im Gegenuhrzeigersinn die Länge des Gaszuges 79 im Gehäuse 81 um etwa das Doppelte der Winkelbewegung des zweiten Umlenkrades 85 vermindert wird. Das vom Gehäuse 81 zum Drosselventil 55 verlaufende Ende des Gaszuges 79 bewegt sich deshalb in Schließrichtung des Ventils. Wenn also der Gasdrehgriff 51 abrupt in Beschleunigungsrichtung verdreht wird, so daß das Hinterrad 22 übermäßig schleudert, wird die Drosselventilstellung automatisch nach Maßgabe der Schlupfrate r, die in der Steuereinheit 60 berechnet worden ist, zurückgestellt. Damit ist die Schlupfrate r des Hinterrades 22 stets während des Fahrbetriebs des Motorrades 11 auf einen optimalen Wert gesteuert. Wenn die Schlupfrate r unter den ersten Bezugsschlupfratenwert r- absinkt, wird Motor 61 um einen Winkel in entgegengesetzter Richtung verdreht, der gleich dem Winkel ist, um den der Motor 61 in Vorwärtsrichtung verdreht worden ist, so daß das zweite Umlenkrad 85 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.

Es ist zwar in der Zeichnung nicht gezeigt, doch ist die Steuereinrichtung 60 mit einem Betriebsschalter ausgerüstet, über den der Schleuderverhinderungsvorgang wahlweise abgeschaltet werden kann.

Eine weitere abgewandelte Schlupfverhinderungseinrichtung unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 4 bis 8 nur da-

COPY

rin, daß der Gaszugsteuermechanismus 80 durch einen Gaszugsteuermechanismus 90 gemäß Fig. 9 ersetzt wird. Dieser weist ein Gehäuse 91 auf, das am Lenkerrohr 52 des Motorrades 11 nahe dem Gasdrehgriff 51 angebracht ist. Mit dem Gasdrehgriff 51 ist ein Kegelrad 92 koaxial fest verbunden. Eine Zahnradanordnung 93 mit fünf Kegelzahnrädern 94 bis 98 befindet sich im Gehäuse 91. Das Kegelzahnrad 94 ist um eine Welle drehbar, die an einer Wand 91a des Gehäuses 91 befestigt ist. Auch das Kegelzahnrad 95 sitzt drehbar auf der Welle Eine Scheibe 100 ist fest mit dem Kegelzahnrad 95 verbunden und dreht sich also mit ihm um die Welle 99, die durch die Mitte der Scheibe 100 hindurchtritt. Das Kegelrad 94 ist mit einem Paar einander diametral gegenüberstehender Schlitze 94a und 94b ausgestattet, durch die die einander gegenüberstehenden Kegelzahnräder 96 und 97 hindurchtreten, welche durch Lager 101 und 102 auf dem Kegelzahnrad 94 gehaltert sind. Das Kegelzahnrad 95 kämmt mit den einander gegenüberstehenden Kegelzahnrädern 96 und 97.

In einer Kammer 91b des Gehäuses 91 ist der Gleichstrommotor 61 untergebracht, und auf seiner Welle 61a sitzt ein Schnekkenrad 103. Eine Welle 104 dreht sich in einem Lagerabschnitt 91c des Gehäuses 91 und weist ein Zahnrad 105 auf, das auf dem in die Kammer 91b hineinragenden Ende der Welle befestigt ist. Das Kegelrad 98 sitzt fest am anderen Ende auf der Welle 104 und koaxial zu den Kegelrädern 94 und 95. Das Schneckenrad 103 greift in das Zahnrad 105 ein, so daß die Drehung des Motors 61 über die Welle 104 auf das Kegelrad 98 übertragen wird.

Das Kegelrad 92, das auf dem Gasdrehgriff 91 befestigt ist, erstreckt sich über eine öffnung 91 d in das Gehäuse 91 hinein und kämmt mit dem Kegelrad 94. Die Scheibe 100 hat eine Umfangsnut 100a, in der der Gaszug 79 liegt, welcher an seinem einen Ende mit der Scheibe 100 verbunden ist, während

sein anderes Ende an das Drosselventil 55 des Vergasers 56 (Fig. 7) geführt ist.

Die beschriebene Schleuderverhinderungseinrichtung in dieser Ausführungsform arbeitet wie folgt.

Wenn das Hinterrad 22 nicht übermäßig schlüpft, sobald das Motorrad 11 beschleunigt wird, wird Motor 61 nicht zur Drehung angetrieben,da die Ausgangssignale P und N des Ausgangsabschnitts 71 der Steuereinheit 60 (Fig. 5) Null sind. Der Gasdrehgriff 51 versetzt bei seiner Verdrehung das Kegelrad 92 im Gegenuhrzeigersinn (in Richtung des Pfeils E gesehen) in Drehung, so daß das Kegelrad 94 um die Welle 99 gemeinsam mit den einander gegenüberstehenden Kegelrädern 96 und 97 gedreht wird. Da der Motor 61 dabei nicht verdreht wird, bleibt das Kegelrad 98 still stehen. Die einander gegenüberstehenden Kegelräder 96 und 97 drehen sich um ihre Achsen, so daß das Kegelrad 95 sich gemeinsam mit der Scheibe 100 im Uhrzeigersinn, in Richtung F gesehen, um die Welle 99 dreht. Die Winkelverdrehung des Kegelrades 95 erfolgt also nach Maßgabe der Winkelverdrehung des Gasdrehgriffes 51, und der Gaszug 79 wird um die Scheibe 100 gewickelt, so daß das Drosselventil 55 im Vergaser 56 geöffnet wird.

Soll dagegen das Motorrad 11 abrupt beschleunigt werden, so wird zunächst das Drosselventil 55 entsprechend der Winkelverdrehung des Gasdrehgriffs 51 geöffnet. Da dann allerdings das Hinterrad 22 übermäßig schleudert, wird Motor 61 nach Maßgabe der in der Steuereinheit 60 berechneten Schlupfrate r in Vorwärtsrichtung verdreht. Er verdreht dabei, in Richtung F gesehen, das Kegelrad 98 im Gegenuhrzeigersinn, so daß die Scheibe 100, die zunächst durch das Verdrehen des Gasdrehgriffes 51 im Gegenuhrzeigersinn verdreht worden war, nunmehr entgegengesetzt verdreht wird, so daß das Drosselventil 55 etwas geschlossen wird. Wenn also der Gasdrehgriff

51 abrupt in Beschleunigungsrichtung betätigt wird, so daß das Hinterrad 22 übermäßig schleudert, dann wird das Drosselventil 55 automatisch gemäß der der Steuereinheit 60 berechneten Schlupfrate zurückgestellt, womit die Schlupfrate auf einen Wert unter den zweiten Schlupfratenbezugswert r2 abgesenkt wird. Wenn die Schlupfrate r unter den ersten Schlupfratenbezugswert r* hinuntergeht, wird Motor 61 um einen Winkel in die entgegengesetzte.Richtung verdreht, der gleich dem Winkel ist, um den der Motor zuvor in Vorwärtsrichtung verdreht worden ist, so daß das Kegelrad 98 wieder in seine Ausgangsstellung zurückkehrt. Damit ist die Schlupfrate r des Hinterrades 22 stets auf optimalen Wert eingestellt, solange das Motorrad 11 fährt.

Der Gaszugsteuermechanismus 90 kann auch an einer anderen Stelle des Motorrads 11 als neben dem Gasdrehgriff 51 angebracht werden, wobei dann zwischen Gasdrehgriff 51 und Kegelrad 94 ein weiteres Gaszugteilstück eingefügt sein muß, damit die Stellung des Gasdrehgriffes 51 übertragen werden kann; Kegelrad 92 entfällt dann.

Bei üblichen Motorrädern muß der Fahrer den Gasdrehgriff vorsichtig verstellen, um die Drehzahl des Hinterrades zu senken, wenn dieses übermäßig stark schleudert. Mit Hilfe der Schleuderverhinderungseinrichtung gemäß der Erfindung läßt sich ein solches Schleudern des Hinterrades ohne Rückgriff auf derartig empfindliche Betätigung des Gasdrehgriffs verhindern, so daß ausreichende Reifentraktion erzielt wird. Der Fahrer kann also das Fahrzeug auch auf Fahrbahnen mit schlechtem Untergrund beim Beschleunigen stabil handhaben. Außerdem wird verhindert, daß das Hinterrad leer durchdreht und damit der Treibstoffverbrauch sich erhöht.

Statt für Vergasermotoren sind die Schlupfverhinderungseinrichtungen gemäß der Erfindung auch für Einspritzmotoren einsetzbar.

Claims

39 373

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA
Tokyo / JAPAN
5

Schleuderverhinderungseinrichtung für ein Fahrzeug

auf Rädern

Patentansprüche

li. JSc

»chleuderverhinderungseinrichtung für ein Fahrzeug auf Radern, das ein angetriebenes Rad, ein mitlaufendes Rad, einen Motor, eine Brennstoffsteuereinrichtung zum Steuern der Zufuhr eines Brennstoffluftgemisches zum Motor und eine Beschleunigungsvorrichtung aufweist, die mit der Brennstoffsteuereinrichtung über einen Betätigungszug verbunden ist, gekennzeichnet durch einen Drehzahlfühler (21) am Antriebsrad (22), einen Drehzahlfühler (12) am mitlaufenden Rad (13) und eine Gaszugsteuereinrichtung (19), die mit den Drehzahlfühlern (12,21) derart gekoppelt ist, daß sie den Gaszug (50, 53) im Sinne einer Verringerung der Treibstoff-Luft-Gemisch-Zufuhr von > - der Treibstoffsteuereinrichtung (56) zum Motor (11e) verstellt, wenn das Drehzahlverhältnis von Antriebsrad (22) zu mitlaufendem Rad (13) einen bestimmten Wert übersteigt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlfühler (21, 12) mit Tachoausgangswellen (25, 17) ausgestattet sind, die sich mit gleicher Drehzahl drehen, wenn das Verhältnis einen bestimmten Wert aufweist, daß die Zugsteuereinrichtung (19) ein beweglich am Fahrzeug (11) befestigtes Gehäuse (32) und darin ein Differentialge-

triebe aufweist, daß das Differentialgetriebe ein erstes und ein zweites Kegelrad (40, 41) in koaxialer Gegenüberstellung aufweist, die im Gehäuse (32) gelagert sind und in die ein drittes und ein viertes Kegelrad (42, 43) eingreifen, welche sich gegenüber dem Gehäuse (32) um die Achse des ersten und zweiten Kegelrades (40, 41) verschwenken können, daß die Tachowellen (17, 25) in drehfester Verbindung mit dem ersten bzw. zweiten Kegelrad. (40, 41) sind, daß der Gaszug aus einem ersten und einem zweiten Abschnitt (50, 53) besteht, von denen der erste zwischen dem Beschleunigungsstellglied (51) und dem Gehäuse (32) und der zweite zwischen der Treibstoffsteuervorrichtung (56) und dem dritten und vierten Kegelrad (42, 43) eingefügt sind, so daß bei einer Winkelverschwenkung des dritten und vierten Kegelrades (42, 43) um die Achsen des ersten und zweiten Kegelrades (40, 41) der zweite Abschnitt (53) des Gaszuges für eine Veränderung der Treibstoff-Luft-Gemisch-Zufuhr von der Treibstoff-Steuervorrichtung (56) zum Motor (11e) bewegt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlfühler (12, 21) ein erstes und ein zweites Signal der Drehzahl abgeben, daß die Zugsteuermittel eine Steuereinheit (66) enthalten, die ein dem Verhältnis entsprechendes Steuersignal abgibt, und eine Antriebssteuereinrichtung (72, 61) aufgrund des Steuersignals den Betätigungszug betätigt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszugsteuereinrichtung ein Gehäuse (80) aufweist, das am Fahrzeug (11) befestigt ist und in dem sich ein Elektromotor (61) befindet, der aufgrund des Steuersignals zur Drehung antreibbar ist, daß im Gehäuse (81) drehbar ein erstes Gaszugumlenkrad (82) und schwenkbar ein Doppelhebel

(83) gelagert sind, der ein zweites Gaszugumlenkrad (85) mit

copy H

Abstand zum ersten Rad (82) trägt, wobei der Gaszug das Gehäuse (81) durchzieht und die beiden Umlenkräder (82, 85) umschlingt, und daß der Doppelhebel (83) mit seinem anderen Ende mit dem Motor (61) verbunden und gemeinsam mit dem zweiten Umlenkrad (85) bei Drehung des Motors (61) verschwenkbar ist, um die wirksame Länge des Gaszuges (79) zu verändern.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß am Doppelhebel (83) ein Zahnsegment (87) befestigt

ist, in das ein auf der Welle (61a) des Motors (61) sitzendes Ritzel (89) eingreift.
6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszugsteuereinrichtung (90) ein am Fahrzeug befestig tes Gehäuse (91) aufweist, in dem ein Elektromotor (61) sitzt der durch das Steuersignal in Drehung versetzbar ist, und in dem ein Getriebemechanismus (93) untergebracht ist mit einem ersten Zahnrad (94), das im Gehäuse (91) drehbar gelagert ist, einem zweiten und einem dritten Kegelzahnrad (96, 97), die einander koaxial gegenüberstehen, auf dem ersten Zahnrad (94) drehbar befestigt sind und durch dieses hindurchtreten, einem vierten Kegelzahnrad (95), das koaxial zum ersten Zahnrad (94) drehbar am Gehäuse (91) gelagert ist und mit dem zweiten und dritten Kegelzahnrad (96, 97) kämmt, und einem fünften, drehbar im Gehäuse (91) gelagerten Kegelzahnrad (98), das vom Motor (61) verdrehbar ist und mit dem zweiten und dem dritten Kegelzahnrad (96, 97) kämmt, wobei der Gaszug (79) mit dem vierten Kegelzahnrad (95) verbunden ist, die Beschleunigungseinrichtung (Gasdrehgriff) (51) mit dem ersten Zahnrad (94) in Verbindung steht, um dies um seine Achse zu verdrehen, so daß bei Drehung des ersten Zahnrades (94) das vierte Zahnrad (95) über das zwei-

te und dritte Zahnrad in eine Richtung zur Betätigung des Gaszuges (79) verdrehbar ist, während bei Drehung des Motors (61) das vierte Kegelzahnrad (95) über das fünfte, das zweite und das dritte Kegelzahnrad (98, 96, 97) in der entgegengesetzten Richtung verdrehbar ist, um die Zufuhr von Treibstoff-Luft-Gemisch von der Treibstoffsteuereinrichtung zum Motor zu verringern.
7. SchlupfVerhinderungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,"

daß die Beschleunigungseinrichtung mit einem von Hand betätigbaren Gasdrehgriff (51) versehen ist, der um seine Achse drehbar am Fahrzeug befestigt ist, daß ein sechstes Zahnrad (92) mit dem Gasdrehgriff fest verbunden ist, daß die Steuereinrichtung (90) an den Gasdrehgriff (51) angrenzend angebracht ist, und daß das sechste Zahnrad (92) in das erste Zahnrad (94) eingreift und die Gasdrehgriff-Verdrehung überträgt.