DE4038823A1

DE4038823A1 - Schlupfregelvorrichtung fuer ein motorfahrzeug

Info

Publication number: DE4038823A1
Application number: DE4038823A
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Tsuyama; Kazutoshi Nobumoto; Fumio Kageyama; Akiro Sone; Makoto Kawamura
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-12-06
Filing date: 1990-12-05
Publication date: 1991-06-13
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: JPH03178855A; DE4038823C2; JP2894752B2; US5193061A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlupfregelvorrichtung für ein Motorfahrzeug.

Es ist bereits vorgeschlagen worden ein Motorfahrzeug mit einem elektronischen Griffigkeitsregelsystem auszustatten, das dazu dienen soll, den Schlupfwert zwischen den motorgetriebenen Rädern des Fahrzeugs, die im folgenden Antriebsräder genannt werden, und der Oberfläche, auf welcher die Räder abrollen, zu regeln. Ein derartiges Griffigkeitsregelsystem kann als Fahrzeugschlupfregelsystem bezeichnet werden. Es wurde angenommen, daß das Schlupfregelsystem die Fahrstabilität und Manövrierbarkeit des Fahrzeugs während des Startens und des Fahrens sicherstellen kann. Auch die Fahrzeugbeschleunigung kann durch eine geeignete Regelung des Schlupfwertes verbessert werden.

Falls das Fahrzeuggaspedal sehr stark niedergedrückt wird, steigt das Antriebsdrehmoment, welches auf die Antriebsräder wirkt, übermäßig stark an, so daß der Schlupfwert zwischen den Rädern und der die Räder tragenden Oberfläche ansteigt, was wiederum zu einer Verringerung der Stabilität, der Manövrierfähigkeit und der Beschleunigung beim Anfahren des Fahrzeugs führt.

Um den Schlupfwert zu regeln werden unterschiedliche Fahrzeugbetriebswerte aufgenommen. Derartige Betriebswerte können das Beschleunigungsverhältnis der Antriebsräder und die Fahrzeugfahrgeschwindigkeit beinhalten. Dabei ist ein elektronischer Regler vorhanden, der dazu geeignet ist, basierend auf den aufgenommenen Fahrzeugbetriebswerten Rechnungen durchzuführen, um den Schlupfwert der Antriebsräder zu erhalten. Der so errechnete Schlupfwert wird mit einem Vergleichswert verglichen, um festzustellen, ob der aktuelle Schlupfwert annehmbar ist oder nicht. Für den Fall, daß ein übermäßiger Schlupfwert festgestellt wird, sind Mittel vorgesehen, die die Antriebskraft, welche auf die Antriebsräder wirkt, vermindert.

Es sind zwei Arten der Verminderung der Antriebskraft, die auf die Antriebsräder wirkt, bekannt, während das Gaspedal in der niedergedrückten Position gehalten wird. Eine besteht darin, die Antriebskraft der Maschine zu vermindern und die andere besteht darin, das den Schlupf aufweisende Rad abzubremsen. Eine Schlupfregelvorrichtung, die den letzteren dieser Wege einschlägt, ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 58-16 948 beschrieben. In dieser Schlupfregelvorrichtung werden die entsprechenden Schlupfwerte des rechten und des linken Antriebsrads unabhängig voneinander aufgenommen und die Bremsregelung wird entsprechend der entsprechenden Schlupfwerte für das rechte und das linke Antriebsrad unabhängig auf das rechte und das linke Antriebsrad derart angewandt, daß der übermäßige Schlupf geregelt wird. Jedoch beinhaltet die zuvor genannte Schlupfregelvorrichtung das folgende Problem. Dieses besteht darin, daß die Stabilität des Fahrzeuges insbesondere während der anfänglichen Beschleunigung unmittelbar nach dem Anfahren des Fahrzeuges abnehmen kann, wenn die Bremsregelung unabhängig voneinander auf das rechte und das linke Antriebsrad entsprechend der jeweiligen Schlupfwerte für das rechte und das linke Antriebsrad angewandt wird, da ein Unterschied zwischen den entsprechenden Antriebskräften, welche auf das rechte und das linke Antriebsrad wirken, besteht.

Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Schlupfregelvorrichtung gemäß dem Stand der Technik derart weiterzubilden, daß eine Bremsregelung zur Regelung des übermäßigen Schlupfes an die Hand gegeben wird, in welcher die Fahrzeugstabilität während des ersten Beschleunigungsvorganges unmittelbar nach dem Anfahren des Fahrzeuges nicht vermindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Schlupfregelvorrichtung eines Motorfahrzeuges folgendes aufweist: Bremsmittel für jedes Antriebsrad, erste Aufnahmemittel zum Messen des Schlupfes eines jeden Antriebsrades, zweite Aufnahmemittel zum Feststellen, daß eine vorher festgelegte Bedingung während des Anfahrvorganges des Fahrzeuges erreicht wurde, und Schlupfregelmittel zum Betätigen der Bremsmittel, um auf jedes Antriebsrad eine Bremskraft auszuüben, die auf Signalen der ersten Aufnahmemittel basiert, um dadurch einen übermäßigen Schlupf zu eliminieren, wenn ein übermäßiger Schlupf festgestellt wurde. Diese Schlupfregelmittel regeln die Bremsmittel der entsprechenden Antriebsräder, indem im wesentlichen dieselbe Bremskraft auf die Antriebsräder ausgeübt wird, wenn die zweiten Aufnahmemittel feststellen, daß die vorher festgelegte Bedingung nicht eingehalten wurde. Dagegen werden die Bremsmittel der entsprechenden Antriebsräder unabhängig entsprechend der Signale von den ersten Aufnahmemitteln geregelt, wenn die zweiten Aufnahmemittel feststellen, daß die vorher festgelegte Bedingung erreicht wurde.

Entsprechend der obengenannten Merkmale wirkt auf jedes Antriebsrad dieselbe Bremskraft bis das Fahrzeug die vorher festgelegte Bedingung erfüllt, so daß die Stabilität des Fahrzeuges während der ersten Beschleunigung unmittelbar nach dem Anfahren des Fahrzeugs nicht abnimmt.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Bremskraft, die auf die entsprechenden Antriebsräder einwirkt, wenn die vorbestimmte Bedingung nicht eingehalten ist, basierend auf dem größten Schlupfwert der Antriebsräder bestimmt.

Entsprechend einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellen die zweiten Aufnahmemittel fest, daß ein vorher festgelegtes Zeitintervall seit dem Anfahren des Fahrzeuges verstrichen ist.

Entsprechend wieder einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermitteln die zweiten Aufnahmemittel, daß die Fahrzeugbeschleunigung einen vorher festgelegten Wert erreicht hat.

Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellen die zweiten Aufnahmemittel fest, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorher festgelegten Wert erreicht hat.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Schlupfregelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2a bis 2d Schemadarstellungen, die die Wirkungsweise einer Drosselöffnungsregelvorrichtung zeigen;

Fig. 3 ein Zeitdiagramm, in welchem der Verlauf der Schlupfregelung dargestellt ist;

Fig. 4 bis 6 Flußdiagramme, in welchen die Schlupfregelung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt sind;

Fig. 7 einen Schaltplan zur Bestimmung der Führungsgrößen für den Schlupf;

Fig. 8 ein Diagramm zur Bestimmung der Untergrenze des Grades der Drosselöffnung bei der Schlupfregelung und

Fig. 9 ein Standarddiagramm der Drosselöffnung.

In Fig. 1 ist ein Motorfahrzeug A mit einer Schlupfregelvorrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Fahrzeug A weist linke und rechte Fronträder 1FL, 1FR als angetriebene Räder und linke und rechte Hinterräder 1RL, 1RR als Antriebsräder auf. Das Antriebsmoment, welches durch einen Motor 2 erzeugt wird, welcher im Frontbereich des Fahrzeugs A angeordnet ist, wird auf das linke Rückrad 1RL über ein Automatikgetriebe 3, eine Gelenkwelle 4, ein Differential 5 und eine linke Rückachse 6L und zum rechten Rückrad 1RR über ein Automatikgetriebe 3, eine Gelenkwelle 4, ein Differential 5 und eine rechte Rückachse 6R übertragen.

Aufbau des Automatikgetriebes

Das Automatikgetriebe 3 beinhaltet einen Drehmomentwandler 11 und ein mehrstufiges Gangschaltungsgetriebe 12. Die Getriebesteuerung wird durch Veränderung der Kombinationen von Magnetisierung und Demagnetisierung einer Mehrzahl von Solenoiden 13a durchgeführt, welche in einen Hydraulikregelkreis des Gangschaltgetriebes 12 einbezogen sind. Der Drehmomentwandler 11 weist eine formschlüssige Kupplung 11A, welche durch Hydraulikdruck aktivierbar ist, auf. Das Schließen und Öffnen der formschlüssigen Kupplung 11A wird durch Ändern der Betätigung einer Solenoide 13b zwischen Magnetisierung und Demagnetisierung erreicht, welche in den Hydraulikregelkreis der formschlüssigen Kupplung 11A einbezogen ist.

Die Solenoiden 13a und 13b werden durch eine Steuereinheit UAT des Automatikgetriebes 3 gesteuert. Die Steuereinheit UAT ist, wie allgemein bekannt, mit Gangschaltfunktionsverläufen und Kupplungsfunktionsverläufen versehen, so daß sie die Gangschaltsteuerung und Kupplungssteuerung basierend auf diesen Funktionsverläufen ausführt. Um die Steuerung auszuführen empfängt die Steuereinheit UAT ein Drosselöffnungssignal und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal (gemäß dieser Ausführungsform das Umdrehungssignal der Gelenkwelle 4) jeweils von Sensoren 61, 62.

Aufbau der Regelvorrichtung für den Hydraulikdruck der Bremse

Jedes Rad 1FR bis 1RR ist mit Bremsen 21FR bis 21RR entsprechend versehen. Jeder Bremssattel (Bremszylinder) 22FR bis 22RR jeder Bremse 21FR bis 21RR wird mit Hydraulikdruck für die Bremsen gespeist.

Der Hydraulikdruck wird auf jede Bremse 21FR bis 21RR durch eine im folgenden näher beschriebene Vorrichtung übertragen. Zunächst wird der Druck, welcher auf ein Bremspedal 25 ausgeübt wird durch Verstärkungsmittel oder einen Hydraulikverstärker 26 erhöht und dann an einen Hauptzylinder 27 des Tandemtyps übertragen. Der Hydraulikdruck, welcher auf den Hauptzylinder 27 übertragen wird, wird dann zur Bremse 21FL für das linke Frontrad über die Leitung 23FL, welche mit einem Auslaß 27a des Hauptzylinders 27 verbunden ist, und zur Bremse 21FR des rechten Frontrades durch eine Leitung 23FR, welche mit einem zweiten Auslaß 27b des Hauptzylinders 27 verbunden ist, übertragen.

Der Hydraulikverstärker 26 wird mit Hydraulikdruck über eine Pumpe 29 durch eine Leitung 28 versorgt und die zurückbleibende Arbeitsflüssigkeit wird zu einem Reservoir 31 über eine Mehrzahl von Öffnungen 26a, die in dem Hydraulikverstärker 26 angeordnet sind, und eine Rückführleitung 30 zurückgeführt. Eine verzweigte Leitung 28a ist mit der Leitung 28 verbunden und mit einem elektromagnetischen Schließventil 32 versehen. Eine Leitung 33 ist mit dem Hydraulikverstärker 26 verbunden und mit einem elektromagnetischen Schließventil 34 und einem Kontrollventil 35, welches parallel zu dem Schließventil 34 angeordnet ist, versehen.

Die abgezweigte Leitung 28a und die Leitung 33 sind miteinander in einem Verbindungspunkt P verbunden und der Verbindungspunkt P ist wiederum jeweils mit den Leitungen 23RL, 23RR für die linke und rechte hintere Bremse 21RL, 21RR verbunden. Die Leitungen 23RL, 23RR sind jeweils mit elektromagnetischen Schließventilen 36A, 37A ausgestattet. Die Leitungen 23RL, 23RR sind jeweils mit Entlastungsleitungen 38L, 38R stromabwärts von den elektromagnetischen Schließventilen 36A, 37A versehen. Die Entlastungsleitungen 38L, 38R sind jeweils mit elektromagnetischen Schließventilen 36B, 37B versehen, welche als Auslaßventile des Antiblockiersystems (ABS) unter einer Steuereinheit UAB arbeiten.

Die zuvor aufgeführten Ventile 32, 34, 36A, 37A, 36B und 37B werden durch die Regeleinheit UTR zur Schlupfregelung geregelt. Das bedeutet, daß die Ventile 32, 36B, 37B geschlossen und die Ventile 34, 36A, 37A geöffnet sind, wenn die Schlupfregelung nicht erfolgt. Falls ein Druck auf das Bremspedal 25 ausgeübt wird, werden demzufolge die Frontbremsen 21FR, 21FL mit Hydraulikdruck über den Hauptzylinder 27 versorgt und die Rückbremsen 21RR, 21RL werden mit dem Hydraulikdruck des Arbeitsöls des Hydraulikverstärkers 26 durch die Leitung 33 versorgt.

Wenn der Schlupf zwischen den Antriebsrädern oder Rückrädern 1RR, 1RL und der Fahrbahnoberfläche groß wird und die Schlupfregelung durchgeführt wird, ist, wie später noch beschrieben werden wird, das Ventil 34 geschlossen, während das Ventil 32 geöffnet ist. Dann wird das Aufrechterhalten, Steigern und Vermindern des Hydraulikdruckes für die Bremse durch die Betriebssteuerung der Ventile 36A, 37A, 36B und 37B durchgeführt. Insbesondere wird für den Fall, daß das Ventil 32 offen ist, der Hydraulikdruck für die Bremse aufrechterhalten, wenn die Ventile 36A, 37A, 36B und 37B alle geschlossen sind, gesteigert, wenn die Ventile 36A, 37A geöffnet und die Ventile 36B und 37B geschlossen sind, und vermindert, wenn die Ventile 36A, 37A geschlossen und die Ventile 36B und 37B gleichzeitig geöffnet sind. Der Hydraulikdruck in der Abzweigleitung 28a wird durch eine Gegenkraft mittels des Kontrollventils 35 daran gehindert, daß er auf das Bremspedal 25 wirkt.

Wenn während der Wirkungsweise der vorbeschriebenen Schlupfregelung Druck auf das Bremspedal 25 ausgeübt wird, wird Hydraulikdruck des Arbeitsöls des Hydraulikverstärkers 26 entsprechend dem Druck, welcher auf das Bremspedal 25 ausgeübt wird, auf die Rückbremsen 21RR, 21RL als Hydraulikdruck für die Bremsen durch das Kontrollventil 35 ausgeübt.

Aufbau einer Vorrichtung zum Regeln des Motordrehmoments

Die Schlupfregeleinheit UTR vermindert ebenso das Ausgangsdrehmoment des Motors 2 wie es auch die Bremskraft auf die Antriebsräder 1RL, 1RR ausübt, so daß das auf die Antriebsräder 1RL, 1RR ausgeübt Drehmoment vermindert wird. Hierfür ist eine Vorrichtung 44, welche nachfolgend als Drosselöffnungsvorrichtung 44 bezeichnet wird, in einem Verbindungsteil zwischen einem Beschleunigungselement 43 und einem Drosselventil 42, welches in einer Ansaugöffnung 41 des Motors 2 angeordnet ist, vorgesehen.

Die Drosselöffnungssteuervorrichtung 44 wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 2a bis 2d näher beschrieben. Die Teile 112, 113 und 114 sind Hebel, welche in den Fig. 2a bis 2d nach links und nach rechts verschieblich sind. Der Hebel 112 ist mit dem Beschleunigungselement 43 durch einen Beschleunigungsdrahtzug 112a verbunden. Der Hebel 113 ist nach rechts, das heißt in Richtung des Schließens des Drosselventils 42, durch eine Rückstellfeder 121 federnd abgestützt und ist mit dem Drosselventil 42 durch einen Drosseldrahtzug 112t verbunden.

Der Hebel 114 weist einen Anschlag 114a auf zum Anschlag an der rechten Seite des Hebels 112 und einen Anschlag 114b zum Anschlag an der rechten Seite des Hebels 113. Angeordnet zwischen dem Hebel 112 und dem Hebel 114 ist eine Feder 116 zur Beaufschlagung des Wiederlagerteils 114a, um dieses an den Hebel 112 anzudrücken. In gleicher Weise ist eine Feder 122 zwischen dem Hebel 113 und dem Hebel 114 angeordnet, um das Widerlagerteil 114b an den Hebel 113 anzudrücken. Die Federkraft der Feder 116 ist größer gewählt als die der Feder 122 und der Rückstellfeder 121.

Der Hebel 112 ist mit einem Widerlagerteil 112b an dessen rechten Ende versehen, welches die Bewegung des Hebels 113 nach rechts bezogen auf den Hebel 112 auf einen vorher bestimmten Bereich beschränkt.

Ein Hebel 111 ist an der linken Seite des Hebels 114 angeordnet. Der Hebel 111 ist derart ausgestaltet, daß er mittels eines Motors 106 nach links oder rechts bewegt werden kann, wobei allerdings die Bewegung des Hebels 111 nach links auf ein bestimmtes Maß durch einen Anschlag 123 begrenzt ist.

Die Drosselöffnungssteuervorrichtung 44, die wie zuvor beschrieben aufgebaut ist, arbeitet wie folgt:

Zunächst gibt es eine Einstellung, in welcher der Hebel 111 an dem Anschlag 123 anstößt. Bei dieser Einstellung werden die Hebel 112, 113 und 114 zusammen der Federkraft der Federn 116 und 122 ausgesetzt, wie es in den Fig. 2a und 2b gezeigt ist, so daß der erreichte Öffnungsgrad der Drossel, welcher nachfolgend als Drosselöffnung bezeichnet wird, proportional zum Grad der Öffnung des Beschleunigungselements ist, welche nachfolgend als Beschleunigungselementöffnung bezeichnet wird. Das bedeutet, daß die Drosselöffnung in einem Bereich von Null bis 100% variiert, während die Beschleunigungselementöffnung ebenfalls in einem Bereich von Null bis 100% variiert. Fig. 2a zeigt eine Einstellung, in welcher die Drosselöffnung 0% aufweist, das heißt, daß die Beschleunigungselementöffnung ebenfalls 0% beträgt, und Fig. 2b zeigt eine Einstellung, in welcher die Drosselöffnung 75% beträgt, das entspricht einer Beschleunigungselementöffnung von 75%. In der Einstellung gemäß Fig. 2b verbleibt ein Abstand zwischen den Hebeln 111 und 114, der notwendig ist, um die Drosselöffnung von 75% bis 100% zu variieren. Daher stoßen die Hebel 111 und 114 aneinander, wenn die Drosselöffnung 100% beträgt, was einer Beschleunigungselementöffnung von 100% entspricht.

Falls der Hebel 111 mittels des Motors 106 in die Einstellung gemäß Fig. 2b bewegt wird, wird der Hebel 114 gegen die Feder 116 nach rechts bewegt, wie es in Fig. 2c gezeigt ist. Dadurch verkleinert sich die Drosselöffnung, während die Beschleunigungselementöffnung gleich bleibt. In Fig. 2c ist die Drosselöffnung 0%, was bedeutet, daß die Drossel vollständig geschlossen ist, während die Beschleunigungsöffnung 75% beträgt. In dieser Einstellung stößt das Begrenzungsteil 112b des Hebels 112 gegen den Hebel 113.

Wenn die Beschleunigungselementöffnung in der Einstellung gemäß Fig. 2c auf 100% gebracht wird, wird der Hebel 112 nach links bewegt und entsprechend wird der Hebel 113 durch das Begrenzungsteil 112b ebenfalls nach links bewegt. Dadurch ändert sich die Drosselöffnung von 0%, wie sie in Fig. 2c dargestellt ist, auf 25%, wie in Fig. 2d gezeigt.

Aus der vorherigen Beschreibung ergibt sich, daß selbst für den Fall, daß der Hebel 111 in der Einstellung gemäß Fig. 2c steckenbleibt, das Drosselventil 42 auf einen Öffnungsgrad von 25% dadurch geöffnet werden kann, daß die Beschleunigungselementöffnung auf 100% eingestellt wird, so daß das Fahrzeug A in eine Reparaturwerkstatt gefahren werden kann.

Aufbau der Regeleinheit

Bei der Schlupfregelung übernimmt die Regeleinheit UTR die Bremsenregelung und Motorregelung durch Steuerung des Motors 106 der Drosselöffnungssteuervorrichtung 44. Die Regeleinheit UTR erhält als Signale beispielsweise Rotationsgeschwindigkeitssignale der Räder von den Sensoren 63 bis 66, die zur Messung der Rotationsgeschwindigkeit der Räder dienen, Drosselöffnungssignale vom Sensor 61, Fahrzeuggeschwindigkeitssignale vom Sensor 62, Beschleunigungselementöffnungssignale von einem Sensor 67, Drehgeschwindigkeitssignale des Motors 106 von einem Sensor 68, Lenkwinkelsignale von einem Sensor 69, Betriebsartsignale von einem Handschalter 70 und Bremssignale von einem Bremsschalter 71, der eingeschaltet ist, wenn das Bremspedal 25 heruntergetreten wird.

Die Regeleinheit UTR umfaßt weiterhin ein Eingabeinterface zum Empfang der Signale von den Sensoren, einen Mikrocomputer mit CPU, ROM und RAM, ein Ausgabeinterface und Schaltkreise zur Betätigung der Ventile 32, 34, 36A, 37A, 36B, 37B und des Motors 106. Steuerprogramme, die zur Schlupfregelung notwendig sind, und unterschiedliche Arten von Steuerfunktionsverläufen sind im ROM gespeichert, während unterschiedliche Arten von Speichern, welche zur Durchführung der Regelung notwendig sind, im RAM gespeichert sind. Die Regeleinheit UTR weist einen Zeitgeber T auf.

Umfang der Schlupfregelung

Der Umfang der Schlupfregelung mittels der Regeleinheit UTR wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 3 erläutert:

Fig. 3 zeigt den Umfang der Schlupfregelung mit einer Motorregelung und einer Bremsregelung. In Fig. 2 wird die Führungsgröße des Schlupfes, welche bei der Motorregelung herangezogen wird, mit SET bezeichnet und die Führungsgröße für den Schlupf, welche bei der Bremsregelung verwendet wird, wird mit SBT bezeichnet.

SBT ist größer gewählt als SET. In der folgenden Beschreibung bezeichnet der Ausdruck "Schlupf" den Unterschied zwischen der Drehzahl der Antriebsräder und derjenigen der angetriebenen Räder.

Vor dem Zeitpunkt t₁, ist der Schlupf klein, so daß die Drosselöffnung Tn entsprechend der Beschleunigungselementöffnung geregelt wird, das heißt, die Drosselöffnung Tn ergibt sich aus TH · B als Standarddrosselöffnung entsprechend des Standarddrosselöffnungsdiagramms gemäß Fig. 9.

Zum Zeitpunkt t₁, an welchem der Schlupf die Führungsgröße SET erreicht, wird die Schlupfregelung mittels Motorregelung gestartet. Zunächst wird die Drosselöffnung Tn auf einen Schlag auf den niedrigeren Grenzwert SM reduziert, dann wird die Drosselöffnung Tn durch Rückkopplung geregelt, so daß der Schlupfwert bei SET gehalten wird. Während dieser Regelung ergibt sich die Drosselöffnung Tn aus TH · M, das heißt die Drosselöffnung Tn ergibt sich als Wert, welcher durch den Motor 106 geregelt wird. Wie zuvor beschrieben ist TH · M kleiner als TH · B.

Zu einem Zeitpunkt t₂, an welchem der Schlupf die Führungsgröße SBT erreicht, wird Hydraulikdruck auf die Bremsen 21RR, 21RL der entsprechenden Antriebsräder 1RR, 1RL ausgeübt, so daß die doppelte Schlupfregelung, nämlich durch Motorregelung und Bremsregelung, beginnt. Der Hydraulikdruck, der auf die Bremsen 21RR, 21RL wirkt, wird durch Rückkopplung geregelt, so daß der Schlupfwert bei dem Wert SBT gehalten wird.

Zum Zeitpunkt t₃, an dem der Schlupf kleiner wird als die Führungsgröße SBT, wird der Hydraulikdruck, welcher auf die Bremsen 21RR, 21RL wirkt, auf Null reduziert und die durch die Bremsregelung erfolgende Schlupfregelung wird beendet. Dennoch wird die Schlupfregelung mittels der Motorregelung solange fortgesetzt, bis die Beschleunigungselementöffnung auf Null reduziert ist.

Ausführliche Beschreibung der Schlupfregelung

Im folgenden wird die Schlupfregelung durch die Regeleinheit UTR im einzelnen unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme gemäß der Fig. 4 bis 6 erläutert. Der Referenzbuchstabe P bezeichnet einen Schritt im Ablauf der Regelung.

(1) Hauptregelung

Der Umfang der Hauptregelung wird anhand Fig. 4 beschrieben.

Die Schlupfregelung beginnt sobald das Beschleunigungspedal (Gaspedal) niedergetreten wird.

Zunächst werden die Signale von den Sensoren eingegeben (P1).

Dann wird festgestellt, ob in der Regeleinheit UTR Schwierigkeiten auftreten oder nicht (P2). Es gibt verschiedene Arten von Schwierigkeiten, bei welchen Speichermittel, welche in der Regeleinheit UTR integriert sind, fehlerhaft sind, was beispielsweise der Fall ist, wenn die Daten nicht aus dem ROM ausgelesen werden können oder die aus dem ROM ausgelesenen Daten falsch sind, oder wenn Daten nicht in das RAM geschrieben werden können oder die Daten, welche aus dem RAM ausgelesen worden sind, falsch sind, usw.

Wenn Schwierigkeiten in der Regeleinheit UTR auftreten, wird die Schlupfregelung beendet und es wird ein Fehlersignal ausgegeben (P10 bis P11). Das bedeutet für den Fall, daß die Schlupfkontrolle gerade durchgeführt wird, daß der Hydraulikdruck für die Bremsregelung auf Null reduziert wird und die Drosselöffnung entsprechend der Beschleunigungselementöffnung geregelt wird und daß dann ein Fehlersignal unter Verwendung von Lämpchen, Summern, usw. ausgesandt wird.

Wenn in der Regeleinheit UTR keine Fehler auftreten, wird basierend auf den von den Sensoren 63 bis 66 aufgenommenen Signalen der Rotationsgeschwindigkeit der Räder der Schlupfwert durch Abziehen der Rotationsgeschwindigkeit der angetriebenen Räder VJ von der Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsräder VK errechnet (P3). Bei dieser Rechnung wird zur Bremsregelung der Schlupfwert S_R für das rechte Antriebsrad durch Abziehen der Rotationsgeschwindigkeit VJ, welche einen Mittelwert der entsprechenden Geschwindigkeiten von beiden angetriebenen Rädern darstellt, von der Rotationsgeschwindigkeit VK_R des rechten Antriebsrads errechnet, während der Schlupfwert S_L für das linke Antriebsrad errechnet wird durch Abziehen der Rotationsgeschwindigkeit VJ, welche wiederum den Mittelwert der entsprechenden Geschwindigkeit von beiden angetriebenen Rädern darstellt, von der Rotationsgeschwindigkeit VK_L des linken Antriebsrads. Für die Motorregelung wird der größere der beiden Werte S_R und S_L als Schlupfwert S_E für die Motorregelung herangezogen.

Anschließend wird basierend auf dem Beschleunigungselementöffnungssignal vom Sensor 67 entschieden, ob die Beschleunigungselementöffnung Null ist oder nicht (P4). Wenn die Beschleunigungselementöffnung nicht gleich Null ist, dann wird entschieden, ob die Schlupfregelung mittels der Motorregelung durchgeführt wird oder nicht (P5). Wenn die Schlupfregelung durch die Motorregelung ausgeführt wird, dann geht die Schlupfregelung zur Bremsregelung weiter (P8). Wenn die Schlupfregelung durch die Motorregelung nicht durchgeführt wird, dann wird entschieden, ob der Schlupfwert S_E der Antriebsräder größer oder gleich dem Wert SET ist (P6). Wenn der Schlupfwert S_E des Antriebsrades größer oder gleich dem Wert SET ist, wird der untere Grenzwert der Drosselöffnung SM auf eine Art und Weise eingestellt, wie sie später beschrieben wird, und es wird abgespeichert, daß die Schlupfregelung durch die Motorregelung ausgeführt wird (P7). Dann geht die Schlupfregelung zur Bremsregelung über, was weiter unten beschrieben wird (P8).

Nach Durchführung der Bremsregelung wird die Motorregelung durchgeführt, wie später beschrieben werden wird (P9).

Wenn die Beschleunigungselementöffnung Null ist, ist die Schlupfregelung beendet (P12).

(2) Bremsregelung

Der Umfang der Bremsregelung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 beschrieben.

Zunächst wird, wie weiter unten beschrieben, die Führungsgröße des Schlupfs SBT, welche bei der Bremsregelung verwendet wird, bestimmt (P21), dann wird entschieden, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer als ein vorher festgelegter Wert ist oder nicht (P22). Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer als der vorher bestimmte Wert sind, dann wird entschieden, ob das Fahrzeug eine vorher festgelegte Bedingung erreicht hat oder nicht (P23). Die im folgenden wiedergegebenen Bedingungen sind als Beispiele für die vorher festzulegenden Bedingungen aufgeführt.

1. Ein vorher bestimmtes Zeitintervall ist seit dem Anfahren des Fahrzeuges vergangen.
Eine Messung des Zeitintervalls wird durch den Zeitgeber T durchgeführt, welcher in der Zentraleinheit UTR enthalten ist.
2. Die Beschleunigung des Fahrzeugs hat einen vorher festgelegten Wert erreicht.
Die Beschleunigung des Fahrzeugs wird errechnet durch Division der Differenz in der Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen derjenigen während der letzten Schlupfregelung und derjenigen bei der jetzigen Schlupfregelung durch die verstrichene Zeit zwischen der letzten Schlupfregelung und der jetzigen Schlupfregelung. Die Beschleunigung des Fahrzeugs kann basierend auf Beschleunigungssignalen von Beschleunigungssensoren, die in dem Fahrzeug angeordnet sind, erhalten werden.
3. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs hat einen vorherbestimmten Wert erreicht.
Der vorher festgelegte Wert ist in diesem Fall größer gewählt als bei Schritt P22.

Wenn die Entscheidungen in den Schritten P22, P23 mit JA beantwortet werden, entscheidet die Regeleinheit UTR, daß das Fahrzeug jenseits eines Anfangsbeschleunigungszustands unmittelbar nach Anfahren des Fahrzeugs ist, und entscheidet dann, ob ein Fahrer eine Beschleunigung des Fahrzeugs wünscht (P24). Diese Entscheidung wird wie folgt durchgeführt. Die Niederdrückgeschwindigkeit des Beschleunigungspedals wird errechnet durch Teilung einer Differenz zwischen den Beträgen des Niederdrückens des Beschleunigungspedals zwischen demjenigen bei der letzten Schlupfregelung durch die verstrichene Zeit der letzten Schlupfregelung und der jetzigen Schlupfregelung. Wenn die Niederdrückgeschwindigkeit des Beschleunigungspedals gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, entscheidet die Regeleinrichtung UTR, daß der Fahrer eine Beschleunigung des Fahrzeugs wünscht und andernfalls entscheidet die Regeleinrichtung UTR, daß der Fahrer keine Beschleunigung des Fahrzeugs wünscht.

Wenn in Schritt P24 mit JA entschieden wird, wird eine unabhängige Bremsregelung durchgeführt, das heißt, daß die entsprechenden Bremskräfte des rechten und des linken Antriebsrads unabhängig voneinander entsprechend der entsprechenden Schlupfwerte des rechten und des linken Antriebsrades geregelt werden. Das bedeutet für den Fall, daß der Schlupfwert S_R des rechten Antriebsrades größer oder gleich im Wert SBT ist (P25), wird die Bremskraft Pn_R, welche zur Reduzierung des Schlupfwertes des rechten Antriebsrades auf den Wert SBT notwendig ist (oder die Öffnung der Ventile 37A, 38B), bestimmt (P26) und dann werden die Regelsignale für die Ventile entsprechend der bestimmten Bremskraft Pn_R abgegeben (P27). Wenn der Schlupfwert S_R des Antriebsrades kleiner ist als der Wert SBT, wird die Bremskraft auf das rechte Antriebsrad schrittweise vermindert (P28). Gleichzeitig werden die gleichen Regelschritte wie in den Schritten P25 bis P28 auch bezüglich des linken Antriebsrades durchgeführt.

Falls die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht den vorher festgelegten Wert erreicht hat (P22) oder das Fahrzeug nicht die vorher festgelegte Fahrbedingung erreicht hat (P23), entscheidet die Regeleinheit UTR, daß das Fahrzeug derzeit noch nicht aus der ersten Beschleunigungsphase unmittelbar nach dem Anfahren des Fahrzeugs herausgekommen ist und führt eine gemeinsame Bremsregelung durch, das bedeutet, daß die Regeleinheit UTR das rechte und das linke Antriebsrad entsprechend mit demselben Betrag der Bremskraft beaufschlagt. Selbst wenn die Regeleinheit UTR entscheidet, daß das Fahrzeug aus dem ersten Beschleunigungszustand unmittelbar nach dem Anfahren des Fahrzeugs heraus ist, beaufschlagt diese sowohl das rechte wie auch das linke Antriebsrad jeweils mit derselben Bremskraft, wenn es entscheidet, daß der Fahrer eine Beschleunigung des Fahrzeuges nicht wünscht. Der Grund für diese Regelung ergibt sich aus dem folgenden. In der gemeinsamen Bremsregelung werden sowohl das rechte wie auch das linke Antriebsrad entsprechend mit einer Bremskraft beaufschlagt, welche von dem größeren Schlupfwert der beiden Antriebsräder erhalten wird, so daß verglichen mit der unabhängigen Bremsregelung eine größere Bremskraft auf die Antriebsräder ausgeübt wird. Dadurch wird die Stabilität des Fahrzeugs verglichen mit derjenigen einer unabhängigen Bremsregelung vergrößert, während die Beschleunigungseigenschaft verglichen mit derjenigen bei einer unabhängigen Bremsregelung absinkt. Unter Berücksichtigung der vorherigen Ausführungen bewirkt die Regelvorrichtung eher eine Stabilisierung des Fahrzeuges als eine Beschleunigung des Fahrzeuges, selbst wenn sich das Fahrzeug nicht mehr in der anfänglichen Beschleunigungsphase unmittelbar nach dem Anfahren des Fahrzeugs befindet, vorausgesetzt, daß der Fahrer eine Beschleunigung des Fahrzeuges nicht wünscht.

Die gemeinsame Bremsregelung wird wie folgt durchgeführt.

Zunächst wird entschieden, ob der Schlupfwert S_E des Antriebsrades gleich oder größer als SBT ist (P29). Wenn der Schlupfwert S_E des Antriebsrades gleich oder größer als SBT ist, wird die Bremskraft Pn, welche zur Reduzierung des Schlupfwertes auf den Wert SBT notwendig ist (oder die Öffnung der Ventile 36A, 36B, 37A, 37B) bestimmt (P30). Dann werden Regelsignale für die Ventile 36A, 36B, 37A, 37B entsprechend der bestimmten Bremskraft Pn angelegt (P31). Das bedeutet, daß basierend auf einem Schlupfwert S_E, der größer ist als beide Schlupfwerte S_R und S_L, wobei der erstere der Schlupfwert des rechten Antriebsrades und der letztere der Schlupfwert des linken Antriebsrades ist, die Bremskraft Pn an das rechte und das linke Antriebsrad angelegt werden, welche notwendig ist, um den Schlupfwert S_E auf SBT zu senken. Wenn der Schlupfwert S_E des Antriebsrades kleiner als SBT ist, wird die Bremskraft, welche auf das rechte und das linke Antriebsrad ausgeübt wird, schrittweise reduziert (P32).

(3) Motorregelung

Der Umfang der Motorregelung wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben.

Die Motorregelung wird mittels Unterbrechungen während der Hauptregelung, die in Fig. 4 dargestellt ist, zu vorher festgelegten Zeitintervallen durchgeführt. Zunächst wird entschieden, ob der Zeitpunkt t₁, welcher in Fig. 3 dargestellt ist, erreicht wurde oder nicht (P41). Wenn der Zeitpunkt t₁ gemäß Fig. 3 erreicht ist, wird die Drosselöffnung Tn auf den unteren Grenzwert SM eingestellt, welcher in der später beschriebenen Art und Weise bestimmt wird (P42).

Wenn der Zeitpunkt t₁ gemäß Fig. 3 noch nicht erreicht ist, wird entschieden, ob die Schlupfregelung durchgeführt wird oder nicht (P43). Wenn die Schlupfregelung durchgeführt wird, wird die Drosselöffnung Tn auf den Wert TH · M eingestellt (P44). Wenn die Schlupfregelung nicht ausgeführt wird, wird die Drosselöffnung Tn auf den Wert TH · B (P45) eingestellt, was bedeutet, daß die Drosselöffnung TN in Abhängigkeit von der Beschleunigungselementöffnung entsprechend einem Standarddrosselöffnungsfunktionsverlauf gemäß Fig. 9 geregelt wird.

Nach den zuvor beschriebenen Regelschritten wird der Motor 106 angetrieben, so daß der gewählte Wert Tn der Drosselöffnung erhalten wird (P46).

Schlupfführungsgrößen SET, SBT zur Schlupfregelung und unterer Grenzwert SM der Drosselöffnung

Die Bestimmung der Führungsgrößen SET, SBT für die Motorregelung, Bremsregelung und der untere Grenzwert SM für die Drosselöffnung werden im folgenden beschrieben.

Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, welches das Verfahren zur Bestimmung der Führungsgrößen SET, SBT zeigt. Die Führungsgrößen SET, SBT werden auf der Grundlage von Parametern wie der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Beschleunigungselementöffnung, dem Lenkwinkel, der Stellung des Betriebsartschalters 70 und des maximalen Fahrbahnreibkoeffizienten µ_max bestimmt. Wie in Fig. 7 dargestellt wird, sind Standardwerte STAO, STBO der Führungsgrößen SET, SBT mittels eines Funktionsverlaufes 81 als Funktionen des maximalen Fahrbahnreibungskoeffizienten µ_max angegeben. Der Standardwert STBO ist größer gewählt als der Standardwert STAO. Die Führungsgrößen SET, SBT werden entsprechend durch Multiplizierung der Standardwerte STAO, STBO mit der Korrekturverstärkung KD bestimmt.

Die Korrekturverstärkung KD wird durch Multiplikation des Verstärkungskoeffizienten VG mit den Verstärkungskoeffizienten ACPG, STRG, MODEG erhalten. Der Verstärkungskoeffizient VG ist mittels eines Funktionsverlaufs 82 als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit angegeben. Der Verstärkungskoeffizient ACPG ist mittels eines Funktionsverlaufs 83 als eine Funktion der Beschleunigungselementöffnung angegeben. Der Verstärkungskoeffizient STRG ist mittels eines Funktionsverlaufs 84 als Funktion des Lenkwinkels angegeben. Der Verstärkungsfaktor MODEG ist mittels einer Tabelle 85 angegeben und wird manuell durch den Fahrer gewählt. Wie in Fig. 7 dargestellt, sind zwei Betriebsarten in der Tabelle 85 vorgesehen, nämlich eine sportliche Betriebsart und eine normale Betriebsart.

Wie in Fig. 8 dargestellt, wird die Untergrenze SM der Beschleunigungselementöffnung mittels eines Funktionsverlaufs 91 als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und des maximalen Fahrbahnreibkoeffizienten µ_max angegeben. In Fig. 8 ist der maximale Fahrbahnreibkoeffizient µ_max bei 1 am kleinsten und bei 5 am größten.

Der maximale Fahrbahnreibkoeffizient µ_max kann durch den Fahrer manuell eingestellt werden, kann aber auch wie nachfolgend beschrieben abgeschätzt werden. Diese Abschätzung besteht darin, daß der maximale Fahrbahnreibungskoeffizient µ_max basierend auf der Beschleunigung abgeschätzt wird, welche durch Subtraktion der Geschwindigkeit der angetriebenen Räder zu einem bestimmten Zeitintervall nach dem Zeitpunkt t₁ von der Drehgeschwindigkeit der angetriebenen Räder zum Zeitpunkt t₁ bestimmt wird. Alternativ dazu kann der maximale Fahrbahnreibkoeffizient µ_max aufgrund der maximalen Beschleunigung bei der letzten Schlupfregelung abgeschätzt werden.

Claims

1. Schlupfregelvorrichtung für ein Motorfahrzeug,
gekennzeichnet durch
Bremsmittel für jedes Antriebsrad,
erste Aufnahmemittel zum Messen des Schlupfes eines jeden Antriebsrades,
zweite Aufnahmemittel zum Feststellen, daß eine vorher festgelegte Bedingung während des Anfahrvorgangs des Fahrzeuges erreicht wurde und
Schlupfregelmittel zum Betätigen der Bremsmittel, um auf jedes Antriebsrad eine Bremskraft auszuüben, die auf Signalen der ersten Aufnahmemittel basiert, um dadurch einen übermäßigen Schlupf zu eliminieren, wenn ein übermäßiger Schlupf festgestellt wurde,
wobei die Schlupfregelmittel die Bremsmittel der entsprechenden Antriebsräder regeln, indem im wesentlichen dieselbe Bremskraft auf die Antriebsräder ausgeübt wird, wenn die zweiten Aufnahmemittel feststellen, daß die vorher festgelegte Bedingung nicht eingehalten wurde, und
wobei die Schlupfregelmittel die Bremsmittel der entsprechenden Antriebsräder entsprechende Signale von den ersten Aufnahmemitteln unabhängig regeln, wenn die zweiten Aufnahmemittel feststellen, daß die vorher festgelegte Bedingung erreicht wurde.

2. Schlupfregelvorrichtung für ein Fahrzeug entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskraft, die auf die entsprechenden Antriebsräder für den Fall ausgeübt wird, daß die vorher festgelegte Bedingung noch nicht erreicht ist, basierend auf dem größten Schlupfwert der Antriebsräder bestimmt wird.

3. Schlupfregelvorrichtung eines Fahrzeugs nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Aufnahmemittel feststellen, daß ein vorher festgelegtes Zeitintervall seit dem Anfahren des Fahrzeugs verstrichen ist.

4. Schlupfregelvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Aufnahmemittel feststellen, daß ein vorher festgelegter Wert der Fahrzeugbeschleunigung erreicht wurde.

5. Schlupfregelvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Aufnahmemittel feststellen, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorher festgelegten Wert erreicht hat.