DE4038823C2 - Schlupfregelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlupfregelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist vorgeschlagen worden ein Motorfahrzeug mit einem elektro­ nischen 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 Fahrzeugschlupfre­ gelsystem 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 wie­ derum zu einer Verringerung der Stabilität, der Manövrierfähig­ keit und der Beschleunigung beim Anfahren des Fahrzeugs führt.

Um den Schlupfwert zu regeln werden unterschiedliche Fahrzeugbe­ triebswerte aufgenommen. Derartige Betriebswerte können das Be­ schleunigungsverhältnis der Antriebsräder und die Fahrzeugfahrge­ schwindigkeit beinhalten. Dabei ist ein elektronischer Regler vorhanden, der dazu geeignet ist, basierend auf den aufgenomme­ nen Fahrzeugbetriebswerten Rechnungen durchzuführen, um den Schlupfwert der Antriebsräder zu erhalten. Der so errechnete Schlupfwert wird mit einem Vergleichswert verglichen, um festzu­ stellen, 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 Schlupf­ regelvorrichtung, die den letzteren dieser Wege einschlägt, ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 58-16948 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 An­ triebsrad unabhängig auf das rechte und das linke Antriebsrad derart angewandt, daß der übermäßige Schlupf geregelt wird. Je­ doch 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 Un­ terschied zwischen den entsprechenden Antriebskräften, welche auf das rechte und das linke Antriebsrad wirken, besteht.

Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der DE 38 18 511 A1 bekannt. Dort ist eine Schlupfregelvor­ richtung beschrieben, in der die Bremskraft für das linke und rechte Antriebsrad unabhängig voneinander in jedem Fahrzustand, also auch während des Anfahrens, geregelt wird.

Aus der DE 38 12 599 A1 ist weiterhin eine Schlupfregeleinrich­ tung bekannt, bei der ferner zweite Aufnahmemittel vorgesehen sind, die auch während des Anfahrvorganges das Erreichen einer vorher festgelegten Bedingung (Fahrgeschwindigkeit) feststellen, wobei die Schlupfregelung in Abhängigkeit von der Einhaltung die­ ser Bedingung erfolgt.

Es sind ferner Schlupfregelungen bekannt, bei denen als vorher festgelegte Bedingungen ein Zeitintervall (DE 38 07 758 A1), eine Schlupfschwelle (DE 35 46 575 A1) bzw. die Anfahrbeschleuni­ gung (DE 37 28 572 A1) gewählt sind.

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 er­ sten Beschleunigungsvorganges unmittelbar nach dem Anfahren des Fahrzeuges nicht vermindert wird.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Schlupfregelvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch die Weiterbildung gemäß der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Dementsprechend wird durch zweite Aufnahmemittel bestimmt, ob sich das Kraftfahrzeug noch im Anfahrzustand bewegt, oder ob der stabile Fahrzustand erreicht ist. Im Anfahrzustand wird nun er­ findungsgemäß die Schlupfregelung bei beiden Antriebsrädern in gleicher Weise vorgenommen. Erst nachdem der Anfahrvorgang be­ endet ist, was durch die zweiten Aufnahmemittel ermittelt wird, wirkt die Schlupfregelung unabhängig auf die beiden Antriebsrä­ der.

Entsprechend der oben genannten Merkmale wirkt auf jedes An­ triebsrad dieselbe Bremskraft bis das Fahrzeug die vorher festge­ legte 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 An­ triebsräder einwirkt, wenn die vorbestimmte Bedingung nicht ein­ gehalten ist, basierend auf dem größten Schlupfwert der Antriebs­ räder bestimmt.

Entsprechend einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung stellen die zweiten Aufnahmemittel fest, daß ein vorher festgelegtes Zeitintervall seit dem Anfahren des Fahr­ zeuges 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 Fahr­ zeuggeschwindigkeit einen vorher festgelegten Wert erreicht hat.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung wer­ den anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie­ len näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Schlupfre­ gelvorrichtung 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 ge­ mäß der vorliegenden Erfindung dargestellt sind;

Fig. 7 einen Schaltplan zur Bestimmung der Führungs­ größen 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 Schlupfregelvorrich­ tung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung darge­ stellt. 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 ei­ nen Motor 2 erzeugt wird, welcher im Frontbereich des Fahrzeugs A angeordnet ist, wird auf das linke Rückrad 1RL über ein Automa­ tikgetriebe 3, eine Gelenkwelle 4, ein Differential 5 und eine linke Rückachse 6L und zum rechten Rückrad 1RR über ein Automa­ tikgetriebe 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 Getriebe­ steuerung wird durch Veränderung der Kombinationen von Magneti­ sierung und Demagnetisierung einer Mehrzahl von Solenoiden 13a durchgeführt, welche in einen Hydraulikregelkreis des Gangschalt­ getriebes 12 einbezogen sind. Der Drehmomentwandler 11 weist ei­ ne formschlüssige Kupplung 11A, welche durch Hydraulikdruck akti­ vierbar ist, auf. Das Schließen und öffnen der formschlüssigen Kupplung 11A wird durch Ändern der Betätigung einer Solenoide 13b zwischen Magnetisierung und Demagnetisierung erreicht, wel­ che 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 Kupp­ lungsfunktionsverläufen versehen, so daß sie die Gangschaltsteue­ rung und Kupplungssteuerung basierend auf diesen Funktionsverläu­ fen ausführt. Um die Steuerung auszuführen empfängt die Steuer­ einheit UAT ein Drosselöffnungssignal und ein Fahrzeuggeschwin­ digkeitssignal (gemäß dieser Ausführungsform das Umdrehungssig­ nal 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 ge­ speist.

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 er­ höht und dann an einen Hauptzylinder 27 des Tandemtyps übertra­ gen. Der Hydraulikdruck, welcher auf den Hauptzylinder 27 über­ tragen wird, wird dann zur Bremse 21FL für das linke Frontrad über die Leitung 23FL, welche mit einem ersten Auslaß 27a des Hauptzylinders 27 verbunden ist, und zur Bremse 21FR des rechten Frontrades durch eine Leitung 23FR, welche mit einem zweiten Aus­ laß 27b des Hauptzylinders 27 verbunden ist, übertragen.

Der Hydraulikverstärker 26 wird mit Hydraulikdruck über eine Pum­ pe 29 durch eine Leitung 28 versorgt und die zurückbleibende Ar­ beitsflüssigkeit 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 elek­ tromagnetischen Schließventil 32 versehen. Eine Leitung 33 ist mit dem Hydraulikverstärker 26 verbunden und mit einem elektro­ magnetischen Schließventil 34 und einem Kontrollventil 35, wel­ ches 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 elektromagne­ tischen Schließventilen 36A, 37A versehen. Die Entlastungsleitun­ gen 38L, 38R sind jeweils mit elektromagnetischen Schließventi­ len 36B, 37B versehen, welche als Auslaßventile des Antiblockier­ systems (ABS) unter einer Steuereinheit UAB arbeiten.

Die zuvor aufgeführten Ventile 32, 34, 36A, 37A, 36B und 37B wer­ den durch die Regeleinheit UTR zur Schlupfregelung geregelt. Das bedeutet, daß die Ventile 32, 36B, 37B geschlossen und die Venti­ le 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 Hydraulik­ verstärkers 26 durch die Leitung 33 versorgt.

Wenn der Schlupf zwischen den Antriebsrädern oder Rückrädern 1RR, 1RL und der Fahrbahnoberfläche groß wird und die Schlupfre­ gelung durchgeführt wird, ist, wie später noch beschrieben wer­ den wird, das Ventil 34 geschlossen, während das Ventil 32 geöff­ net 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 Hydraulik­ druck für die Bremse aufrechterhalten, wenn die Ventile 36A, 37A, 36B und 37B alle geschlossen sind, gesteigert, wenn die Ven­ tile 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 Hydrau­ likdruck 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 Schlupfrege­ lung Druck auf das Bremspedal 25 ausgeübt wird, wird Hydraulik­ druck 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 Ausgangsdreh­ moment des Motors 2 wie es auch die Bremskraft auf die Antriebs­ räder 1RL, 1RR ausübt, so daß das auf die Antriebsräder 1RL, 1RR ausgeübte Drehmoment vermindert wird. Hierfür ist eine Vorrich­ tung 44, welche nachfolgend als Drosselöffnungsvorrichtung 44 bezeichnet wird, in einem Verbindungsteil zwischen einem Be­ schleunigungselement 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 Tei­ le 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 Beschleunigungs­ drahtzug 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 Dros­ selventil 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 An­ schlag an der rechten Seite des Hebels 113. Angeordnet zwischen dem Hebel 112 und dem Hebel 114 ist eine Feder 116 zur Beauf­ schlagung des Widerlagerteils 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 rech­ ten Ende versehen, welches die Bewegung des Hebels 113 nach rechts bezogen auf den Hebel 112 auf einen vorher bestimmten Be­ reich beschränkt.

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

Die Drosselöffnungssteuervorrichtung 44, die wie zuvor beschrie­ ben 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 He­ bel 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 Beschleunigungselementsöffnung ebenfalls in einem Bereich von Null bis 100% variiert. Fig. 2a zeigt eine Einstel­ lung, 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 Beschleunigungselementsöffnung von 75%. In der Einstellung gemäß Fig. 2b verbleibt ein Ab­ stand 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% be­ trägt, was einer Beschleunigungselementsöffnung von 100% ent­ spricht.

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 Beschleunigungs­ elementöffnung gleich bleibt. In Fig. 2c ist die Drosselöffnung 0%, was bedeutet, daß die Drossel vollständig geschlossen ist, während die Beschleunigungsöffnung 75% beträgt. In dieser Ein­ stellung 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 Begrenzungs­ teil 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 Beschleunigungselementöff­ nung 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 Brem­ senregelung 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 Rotations­ geschwindigkeit der Räder dienen, Drosselöffnungssignale vom Sen­ sor 61, Fahrzeuggeschwindigkeitssignale vom Sensor 62, Beschleu­ nigungselementsöffnungssignale von einem Sensor 67, Drehgeschwin­ digkeitssignale des Motors 106 von einem Sensor 68, Lenkwinkel­ signale von einem Sensor 69, Betriebsartsignale von einem Hand­ schalter 70 und Bremssignale von einem Bremsschalter 71, der ein­ geschaltet 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 Betä­ tigung 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 ge­ speichert 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 Motorrege­ lung 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 Rä­ der.

Vor dem Zeitpunkt t₁, ist der Schlupf klein, so daß die Drossel­ öffnung Tn entsprechend der Beschleunigungselementsöffnung gere­ gelt wird, das heißt, die Drosselöffnung Tn ergibt sich aus TH·B als Standarddrosselöffnung entsprechend des Standarddrosselöff­ nungsdiagramms gemäß Fig. 9.

Zum Zeitpunkt t₁, an welchem der Schlupf die Führungsgröße SET erreicht, wird die Schlupfregelung mittels Motorregelung gestar­ tet. Zunächst wird die Drosselöffnung Tn auf einen Schlag auf den niedrigeren Grenzwert SM reduziert, dann wird die Drosselöff­ nung Tn durch Rückkopplung geregelt, so daß der Schlupfwert bei SET gehalten wird. Während dieser Regelung ergibt sich die Dros­ selöffnung 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 dop­ pelte Schlupfregelung, nämlich durch Motorregelung und Bremsrege­ lung, beginnt. Der Hydraulikdruck, der auf die Bremsen 21RR, 21RL wirkt, wird durch Rückkopplung geregelt, so daß der Schlupf­ wert bei dem Wert SBT gehalten wird.

Zum Zeitpunkt t₃, an dem der Schlupf kleiner wird als die Füh­ rungsgröße SBT, wird der Hydraulikdruck, welcher auf die Bremsen 21RR, 21RL wirkt, auf Null reduziert und die durch die Bremsrege­ lung erfolgende Schlupfregelung wird beendet. Dennoch wird die Schlupfregelung mittels der Motorregelung so lange 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 (Gas­ pedal) niedergetreten wird.

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

Dann wird festgestellt, ob in der Regeleinheit UTR Schwierigkei­ ten auftreten oder nicht (P2). Es gibt verschiedene Arten von Schwierigkeiten, bei welchen Speichermittel, welche in der Re­ geleinheit UTR integriert sind, fehlerhaft sind, was beispiels­ weise 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 Schlupfkontrol­ le gerade durchgeführt wird, daß der Hydraulikdruck für die Bremsregelung auf Null reduziert wird und die Drosselöffnung ent­ sprechend der Beschleunigungselementöffnung geregelt wird und daß dann ein Fehlersignal unter Verwendung von Lämpchen, Sum­ mern, usw. ausgesandt wird.

Wenn in der Regeleinheit UTR keine Fehler auftreten, wird basie­ rend auf den von den Sensoren 63 bis 66 aufgenommenen Signalen der Rotationsgeschwindigkeit der Räder der Schlupfwert durch Ab­ ziehen 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 Rotationsge­ schwindigkeit VJ, welche einen Mittelwert der entsprechenden Ge­ schwindigkeiten von beiden angetriebenen Rädern darstellt, von der Rotationsgeschwindigkeit VK_R des rechten Antriebsrads errech­ net, während der Schlupfwert S_L für das linke Antriebsrad errech­ net wird durch Abziehen der Rotationsgeschwindigkeit VJ, welche wiederum den Mittelwert der entsprechenden Geschwindigkeit von beiden angetriebenen Rädern darstellt, von der Rotationsgeschwin­ digkeit VKL 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 Beschleunigungselementsöff­ nungssignal vom Sensor 67 entschieden, ob die Beschleunigungsele­ mentsöffnung Null ist oder nicht (P4). Wenn die Beschleunigungs­ elementsöffnung nicht gleich Null ist, dann wird entschieden, ob die Schlupfregelung mittels der Motorregelung durchgeführt wird oder nicht (PS). Wenn die Schlupfregelung durch die Motorrege­ lung ausgeführt wird, dann geht die Schlupfregelung zur Bremsre­ gelung weiter (P8). Wenn die Schlupfregelung durch die Motorrege­ lung 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 Drossel­ öffnung SM auf eine Art und Weise eingestellt, wie sie später beschrieben wird, und es wird abgespeichert, daß die Schlupfrege­ lung durch die Motorregelung ausgeführt wird (P7). Dann geht die Schlupfregelung zur Bremsregelung über, was weiter unten be­ schrieben wird (P8).

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

Wenn die Beschleunigungselementsöffnung 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 Fahrzeuggeschwin­ digkeit 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 entschie­ den, ob das Fahrzeug eine vorher festgelegte Bedingung erreicht hat oder nicht (P23). Die im folgenden wiedergegebenen Bedingun­ gen sind als Beispiele für die vorher festzulegenden Bedingungen aufgeführt.

• 1. Ein vorher bestimmtes Zeitintervall ist seit dem Anfah­ ren des Fahrzeuges vergangen.
  Eine Messung des Zeitintervalls wird durch den Zeitge­ ber T durchgeführt, welcher in der Zentraleinheit UTR enthalten ist.
• 2. Die Beschleunigung des Fahrzeugs hat einen vorher fest­ gelegten 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 Schlupfrege­ lung und der jetzigen Schlupfregelung. Die Beschleuni­ gung des Fahrzeugs kann basierend auf Beschleunigungs­ signalen von Beschleunigungssensoren, die in dem Fahr­ zeug angeordnet sind, erhalten werden.
• 3. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs hat einen vorherbe­ stimmten 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 beant­ wortet werden, entscheidet die Regeleinheit UTR, daß das Fahr­ zeug 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 Niederdrückge­ schwindigkeit des Beschleunigungspedals wird errechnet durch Tei­ lung einer Differenz zwischen den Beträgen des Niederdrückens des Beschleunigungspedals zwischen demjenigen bei der letzten Schlupfregelung durch die verstrichene Zeit zwischen der letzten Schlupfregelung und der jetzigen Schlupfregelung. Wenn die Nie­ derdrückgeschwindigkeit des Beschleunigungspedals gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, entscheidet die Regelein­ richtung 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 unabhängi­ ge 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 bedeu­ tet für den Fall, daß der Schlupfwert S_R des rechten Antriebsra­ des größer oder gleich im Wert SBT ist (P25), wird die Brems­ kraft 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 Regel­ signale 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 fest­ gelegte Fahrbedingung erreicht hat (P23), entscheidet die Regel­ einheit 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 Brems­ kraft beaufschlagt. Selbst wenn die Regeleinheit UTR entschei­ det, daß das Fahrzeug aus dem ersten Beschleunigungszustand un­ mittelbar nach dem Anfahren des Fahrzeugs heraus ist, beauf­ schlagt 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 beauf­ schlagt, welche von dem größeren Schlupfwert der beiden Antriebs­ räder erhalten wird, so daß verglichen mit der unabhängigen Bremsregelung eine größere Bremskraft auf die Antriebsräder aus­ geübt wird. Dadurch wird die Stabilität des Fahrzeugs verglichen mit derjenigen einer unabhängigen Bremsregelung vergrößert, wäh­ rend die Beschleunigungseigenschaft verglichen mit derjenigen bei einer unabhängigen Bremsregelung absinkt. Unter Berücksichti­ gung 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 Be­ schleunigung des Fahrzeuges nicht wünscht.

Die gemeinsame Bremsregelung wird wie folgt durchgeführt.

Zunächst wird entschieden, ob der Schlupfwert S_E des Antriebsra­ des 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 Venti­ le 36A, 36B, 37A, 37B entsprechend der bestimmten Bremskraft Pn angelegt (P31). Das bedeutet, daß basierend auf einem Schlupf­ wert 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 Brems­ kraft Pn an das rechte und das linke Antriebsrad angelegt wer­ den, welche notwendig ist, um den Schlupfwert S_E auf SBT zu sen­ ken. 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 Haupt­ regelung, 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 ein­ gestellt, welcher in der später beschriebenen Art und Weise be­ stimmt 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 Drosselöff­ nung Tn auf den Wert TH·B (P45) eingestellt, was bedeutet, daß die Drosselöffnung TN in Abhängigkeit von der Beschleunigungs­ elementsöffnung entsprechend einem Standarddrosselöffnungsfunk­ tionsverlauf gemäß Fig. 9 geregelt wird.

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

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

Die Bestimmung der Führungsgrößen SET, SBT für die Motorrege­ lung, Bremsregelung und der untere Grenzwert SM für die Drossel­ öffnung werden im folgenden beschrieben.

Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, welches das Verfahren zur Bestim­ mung der Führungsgrößen SET, SBT zeigt. Die Führungsgrößen SET, SBT werden auf der Grundlage von Parametern wie der Fahrzeugge­ schwindigkeit, der Beschleunigungselementöffnung, dem Lenkwin­ kel, der Stellung des Betriebsartschalters 70 und des maximalen Fahrbahnreibkoeffizienten µ_max bestimmt. Wie in Fig. 7 darge­ stellt 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 Multipli­ zierung der Standardwerte STAO, STBO mit der Korrekturverstär­ kung KD bestimmt.

Die Korrekturverstärkung KD wird durch Multiplikiation des Ver­ stärkungskoeffizienten VG mit den Verstärkungskoeffizienten ACPG, STRG, MODEG erhalten. Der Verstärkungskoeffizient VG ist mittels eines Funktionsverlaufs 82 als eine Funktion der Fahr­ zeuggeschwindigkeit angegeben. Der Verstärkungskoeffizient ACPG ist mittels eines Funktionsverlaufs 83 als eine Funktion der Be­ schleunigungselementsöffnung angegeben. Der Verstärkungskoeffi­ zient STRG ist mittels eines Funktionsverlaufs 84 als Funktion des Lenkwinkels angegeben. Der Verstärkungsfaktor MODEG ist mit­ tels einer Tabelle 85 angegeben und wird manuell durch den Fah­ rer gewählt. Wie in Fig. 7 dargestellt, sind zwei Betriebsarten in der Tabelle 85 vorgesehen, nämlich eine sportliche Betriebs­ art und eine normale Betriebsart.

Wie in Fig. 8 dargestellt, wird die Untergrenze SM der Be­ schleunigungselementsöffnung mittels eines Funktionsverlaufs 91 als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit und des maximalen Fahr­ bahnreibkoeffizienten µ_max angegeben. In Fig. 8 ist der maxima­ le 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 be­ schrieben 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. Alterna­ tiv dazu kann der maximale Fahrbahnreibkoeffizient µ_max aufgrund der maximalen Beschleunigung bei der letzten Schlupfregelung ab­ geschätzt werden.

Claims (5)

1. Schlupfregelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Bremsmit­ teln (21RL, 21RR) für jedes Antriebsrad (1RL, 1RR), ersten Aufnahmemitteln (63, 66) zur Messung des Schlupfes eines jeden Antriebsrades (1RL, 1RR) und Schlupfregelmitteln (UTR) zum Betätigen der Bremsmittel (21RL, 21RR), um auf jedes An­ triebsrad (1RL, 1RR) eine Bremskraft auszuüben, die auf Signalen der ersten Aufnahmemittel (63, 66) basiert, um dadurch einen übermäßigen Schlupf zu eliminieren, dadurch gekennzeichnet,
daß zweite Aufnahmemittel (62, T) vorgesehen sind, durch die feststellbar ist, ob eine vorher festgelegte Bedingung wäh­ rend des Anfahrvorgangs erreicht ist,
daß für den Fall, daß die zweiten Aufnahmemittel (62, T) feststellen, daß der Anfahrvorgang des Fahrzeuges noch an­ dauert, die Schlupfregelmittel (UTR) die Bremsmittel (21RL, 21RR) derart betätigen, daß die gleiche Bremskraft auf die Antriebsräder (1RL, 1RR) ausgeübt wird, und
daß für den Fall, daß die zweiten Aufnahmemittel (62, T) feststellen, daß der Anfahrvorgang des Fahrzeuges beendet wurde, die Schlupfregelmittel (UTR) die Bremsmittel (21RL, 21RR) derart betätigen, daß die Antriebsräder (1RL, 1RR) unabhängig mit einer Bremskraft beaufschlagt werden, die den Signalen von den ersten Aufnahmemitteln (63, 66) ent­ sprechen.

2. Schlupfregelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremskraft, die auf die entsprechenden Antriebsräder (1RL, 1RR) während des An­ fahrvorganges ausgeübt wird, basierend auf dem größten Schlupfwert der Antriebsräder (1RL, 1RR) bestimmt wird.

3. Schlupfregelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Aufnahme­ mittel (T) feststellen, daß ein vorher festgelegtes Zeitin­ tervall seit dem Anfahren des Fahrzeugs verstrichen ist.

4. Schlupfregelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Aufnahme­ mittel (62, T) feststellen, daß ein vorher festgelegter Wert der Fahrzeugbeschleunigung erreicht wurde.

5. Schlupfregelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Aufnahme­ mittel (62) feststellen, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit einen vorher festgelegten Wert erreicht hat.