DE3546575C2

DE3546575C2 -

Info

Publication number: DE3546575C2
Application number: DE3546575A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 7141 Oberriexingen De Leiber
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1985-12-21
Filing date: 1985-12-21
Publication date: 1989-02-02
Also published as: DE3546575A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Vor triebsregelung an Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 oder 2.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-PS 31 27 302 bekannt. Dabei handelt es sich um eine Antriebsschlupf regelung (ASR) für die angetriebenen Räder eines Fahrzeuges mit einer angetriebenen Achse, wobei jedem dieser Räder ein Schlupfkomparator zugeordnet ist. Überschreiten beide angetriebenen Räder einen vorgegebenen Schlupfschwellwert, so wird das Ausgangsdrehmoment des Antriebsmotors ver mindert.

Eine Verminderung des Ausgangsdrehmomentes erfolgt unter bestimmten Fahrbedingungen auch, wenn nur ein angetriebenes Rad diesen vorgegebenen Schlupfwert überschreitet, wobei zusätzlich auf dessen Bremse eingewirkt werden kann.

Infolge des fest vorgegebenen Schlupfschwellwertes er folgt eine Antriebsschlupfregelung in Kurven früher als erforderlich, da hier infolge unterschiedlicher Dreh zahlen der Fahrzeugräder diese Schlupfwerte viel früher erreicht werden als bei Geradeausfahrt. Außerdem findet die Straßenbeschaffenheit und ihr Einfluß auf das Fahr zeug keine Berücksichtigung.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die bekannte Ein richtung dahingehend zu verbessern, die Schlupfschwell werte den momentanen Bedingungen, also auch dem Kraft schlußbeiwert bzw. dem auf die Fahrbahn übertragbaren Moment besser anzupassen und die Regelung zu verfeinern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn zeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale ge löst, wobei die Merkmale des Anspruches 2 eine alternative Ausbildung der Einrichtung nach Anspruch 1 kennzeichnen.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die ge messene Längsbeschleunigung in Verbindung mit der arbeiten den Vortriebsregelung in grober Relation zum Kraftschluß beiwert steht und deshalb als Hilfssignal herangezogen werden kann. Insbesondere bei allradangetriebenen Fahr zeugen mit ASR stimmt dieser Zusammenhang ziemlich genau und ist im wesentlichen nur durch die Schräglage in Längs richtung des Wagenkastens verfälscht. Im ersten genannten Fall geht neben der Schräglage des Wagenkastens auch die Beladung des Fahrzeuges in die Meßgenauigkeit ein. In beiden Fällen genügt jedoch die Messung der Längsbe schleunigung allein, für Kurven in Verbindung mit dem Lenkwinkel, wenn das Signal zum Umschalten von Schwell werten oder zur Steuerung von Parametern in logischen Prozessen bei der Antriebsschlupfregelung verwendet werden soll. Dabei ist insbesondere an die Möglichkeit der Veränderung der Schaltschwellen von Regelsignalen wie positive und negative Radbeschleunigungen usw. ge dacht, sofern solche Regelsignale in der Vortriebsregel einrichtung Verwendung finden.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung des Längsbe schleunigungssignals liegt darin, daß es zur Umschaltung der Verstellgeschwindigkeit des Leistungsstellgliedes des Fahrzeugmotors bzw. zusätzlich der Anstiegs- bzw. -abfall geschwindigkeit des Bremsdruckes für die ASR-geregelten Räder herangezogen werden kann. Bei kleiner Längsbe schleunigung erfolgt die Wiederanstiegsgeschwindigkeit des Motormomentes bzw. die Abfallgeschwindigkeit des Bremsdruckes nach einem ASR-Eingriff langsam, damit das geregelte Rad mit geringem Momentenüberschuß in Richtung auf das instabile Gebiet geführt wird. Bei großer Längs beschleunigung, also höheren Kraftschlußbeiwerten, kann diese Verstellgeschwindigkeit erheblich größer sein, da in diesem Fall auch bei starken Motoren das Überschuß moment nicht zu groß ist. Diese Steuerung hat besondere Vorteile bei inhomogenen Fahrbahnen, besonders wenn so genannte µ-Sprünge auftreten, da dann die ASR-Vorrichtung kurzzeitig in Aktion tritt. Die Längsbeschleunigung kann auch mit entsprechendem Mehraufwand aus einem Fahrge schwindigkeitssensor abgeleitet werden. Es sind Sensoren bekannt, die nach dem Prinzip des Dopplerradars oder auch der optischen Korrelation arbeiten. Ebenso kann mit Zu geständnis hinsichtlich Genauigkeit die Längsbeschleunigung aus dem zeitlichen Verlauf der gemittelten Radgeschwindig keiten ausgewertet werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen.

In der Zeichnung ist die bekannte Antriebsschlupfregel vorrichtung schematisch und nur soweit dargestellt, wie sie zum Verständnis erforderlich ist. In dem Kasten 1, dem als Eingangssignale die von den Rad-Drehzahlfühlern DF ermittelten Raddrehzahlsignale zugeführt werden, ist die Elektronik für die Antriebsschlupfregelung (im folgenden 'ARS' genannt) untergebracht, soweit sie nicht, wie nachstehend beschrieben, gesondert dargestellt ist. Ein Ausgangssignal wirkt auf einen Drehmomentenregler 2 ein, der im Sinne einer Leistungsverminderung auf das Steuerglied - hier als Drosselklappe 3 angedeutet - des nicht dargestellten Fahrzeugmotors einwirkt.

Die Wirkungsweise der ASR wird als bekannt vorausgesetzt. Sie ist in der DE-PS 31 27 302 ausführlich beschrieben.

Der Lenkwinkelgeber 7 und der auf einen vorgegebenen Schwellwert von beispielsweise 30° eingestellte Lenk winkelkomparator 8 sind Teil der ASR-Elektronik, ebenso der Längsbeschleunigungsgeber 9 und die beiden an ihn angeschlossenen, auf unterschiedliche Schwellwerte der Längsbeschleunigung eingestellte Längsbeschleunigungs komparatoren 10 und 11. Dabei sei beispielsweise der Komparator 10 auf einen Wert von 0,1 g und der Komparator 11 auf einen Wert von 0,3 g eingestellt.

Die Ausgangssignale 8 a des Lenkwinkelkomparators 8 (8 a = H, wenn der Lenkwinkel <30°) und 10 a, 11 a der beiden Längsbeschleunigungskomparatoren (10 a = H, wenn die Längsbeschleunigung <0,1 g; 11 a = H, wenn die Längsbeschleunigung <0,3 g) werden einer Verknüpfungs schaltung 12 zugeführt. Diese Verknüpfungsschaltung 12 erhält auch ein Ausgangssignal 1 c eines in der ASR- Elektronik 1 enthaltenen, nicht dargestellten Fahrge schwindigkeitskomparators (1 c = H, wenn die Fahrge schwindigkeit beispielsweise <20 km/h) und über ein ODER-Glied 13 ein 'ASR'-Signal genanntes Signal 13 a. Das ODER-Glied ist über seine Eingänge mit den die Ausgangssignale 1 a für den Drehmomentenregler 2 und 1 b für den Bremsmomentenregler 4 der ASR-Elektronik führen den Leitungen verbunden und erzeugt immer dann ein Aus gangssignal, wenn mindestens ein Ansteuersignal 1 a vorliegt.

In der Verknüpfungsschaltung 12 ist ein UND-NICHT-Glied 15 vorgesehen, dessen nicht invertierendem Eingang das Aus gangssignal 10 a des Längsbeschleunigungskomparators 10 (0,1 g) und dessen invertierendem Eingang das Ausgangssignal 11 a des Längsbeschleunigungskomparators 11 (0,3 g) zuge führt wird. Das UND-NICHT-Glied 15 gibt demnach immer dann ein H-Ausgangssignal 15 a ab, wenn ein Signal 10 a, aber kein Signal 11 a vorhanden ist, d. h., wenn die Längsbe schleunigung zwischen 0,1 g und 0,3 g liegt.

Das Ausgangssignal 15 a wird einem Eingang eines UND- Gliedes 14, das ingesamt vier Eingänge aufweist, zugeführt.

An die anderen drei Eingänge gelangen das Fahrge schwindigkeitssignal 1 c, das Ausgangssignal 8 a des Lenkwinkelkomparators 8 und das ASR-Signal 13 a.

Das UND-Glied 14 gibt demnach ein H-Ausgangssignal 14 a ab, wenn gleichzeitig

1. die Fahrgeschwindigkeit <20 km/h,
2. der Lenkwinkel <30°,
3. die Längsbeschleunigung zwischen 0,1 g und 0,3 g und
4. ein ASR-Signal vorliegt.

Die Ausgangssignale 8 a und 11 a werden den Eingängen eines in der Verknüpfungsschaltung 12 enthaltenen weiteren UND- Gliedes 17 zugeführt, welches ein H-Ausgangssignal 17 a ab gibt, wenn

1. der Lenkwinkel <30° und
2. die Längsbeschleunigung <0,3 g.

Die beiden Ausgangssignale 14 a und 17 a werden der ASR- Elektronikeinheit 1 zugeführt. In der ASR-Elektronik sind jedem angetriebenen Rad drei nicht dargestellte Schlupf komparatoren zugeordnet, die auf eine mittlere, auf eine im Vergleich dazu niedrigere und auf eine dazu höhere Schlupfschwelle eingestellt sind. Diese Schlupfschwellwerte werden aus den mittels der Drehzahlfühler DF gewonnenen Werten in bekannter Weise gebildet und den Vergleichsein gängen der Komparatoren zugeführt. Mit diesen Werten wird die Drehzahl des zugeordneten Rades verglichen.

In Abhängigkeit der Ausgangssignale 14 a und 17 a der Ver knüpfungsschaltung 12 wird jeweils einer dieser drei Schlupfkomparatoren aktiviert, und zwar:

a) der Komparator mit der mittleren Schlupf schwelle, wenn keines der beiden Ausgangs signale vorliegt (14 a = L und 17 a = L),
b) der Komparator mit der niedrigeren Schlupf schwelle, wenn das Ausgangssignal 14 a vor liegt (14 a = H) und
c) der Komparator mit der höheren Schlupf schwelle, wenn das Ausgangssignal 17 a vor liegt (17 a = H).

In der Verknüpfungsschaltung 12 ist noch ein drittes UND-Glied 16 mit drei Eingängen vorgesehen, dem das Fahr geschwindigkeitssignal 1 c, das Ausgangssignal 11 a des Längsbeschleunigungskomparators 11 und das ASR-Signal zu geführt werden. Dieses UND-Glied 16 gibt ein H-Ausgangs signal 16 a ab, wenn gleichzeitig

1. die Fahrgeschwindigkeit <20 km/h,
2. die Längsbeschleunigung <0,3 g und
3. ein ASR-Signal vorliegt.

Das Ausgangssignal 16 a wird Vorrichtungen zugeführt, durch unterbrochene Linien dargestellt, die in den Motormomenten regler 2 und in den Bremsmomentenregler 4 integriert und deshalb nicht dargestellt sind.

Bei Vorliegen des Ansteuersignales 1 a wird das Motordrehmoment schnell abgesenkt. Nach einer möglichen Haltephase nach Wegfall des Ansteuersignals wird mit einer bestimmten, relativ langsamen Rückstellgeschwindigkeit das Motor drehmoment wieder erhöht. Dies ist bei niedrigem Kraft schlußbeiwert, d. h. bei kleiner Längsbeschleunigung von Vorteil, weil dann das Rad bzw. die Räder mit geringem Momentenüberschuß wieder an die Stabilitätsgrenze heran geführt werden kann bzw. können. Bei größerer Längsbe schleunigung, also bei Auftreten des Ausgangssignals 16 a wird die Rückstellgeschwindigkeit durch die in den Mo mentenregler 2 integrierte Vorrichtung auf einen höheren Wert umgeschaltet, da in diesem Fall auch bei starken Motoren das Überschußmoment nicht zu groß ist. Das Motor drehmoment wird also schneller wieder angehoben. Neigt nur ein Rad zum Durchdrehen, so kann mittels des Ansteuer signals 1 b über den Bremsmomentregler 4 zusätzlich noch die Bremskraft an dem zum Durchdrehen neigenden ange triebenen Rad 5 oder 6 gesteuert werden, wobei auch in diesem Fall bei größerer Längsbeschleunigung die Rückstell geschwindigkeit durch die in den Momentenregler 4 inte grierte Vorrichtung auf einen höheren Wert umgeschaltet wird.

Durch diese im wesentlichen von Längsbeschleunigung und Lenkwinkel abhängige Steuerung der Schlupfschwellen und Anstiegs- bzw. Rückstellgeschwindigkeiten der Momenten regler ist eine wesentliche Verfeinerung der Regelung sowie eine Optimierung auf Vortriebskraft bei Gerade ausfahrt und auf Seitenstabilität in der Kurve möglich.

Claims

1. Einrichtung zur Vortriebsregelung an Kraftfahrzeugen im Sinne der Verhinderung eines unerwünschten Durchdrehens der angetriebenen Fahrzeugräder, mit den Bewegungszustand der Fahrzeugräder ermittelnden Sensoren,
mit aus den Signalen dieser Sensoren den Schlupf der ange triebenen Fahrzeugräder ermittelnden Vorrichtungen und
mit einem auf den vorgegebenen Schwellwert ansprechenden Schlupfkomparator für jedes angetriebene Fahrzeugrad,
wobei das Ausgangs-Drehmoment des Fahrzeugmotors verringert wird, wenn mindestens ein angetriebenes Fahrzeugrad zum Durchdrehen neigt,
mit einem auf einen vorgegebenen Schwellwert ansprechenden Fahrgeschwindigkeitskomparator,
mit einer die Längsbeschleunigung des Fahrzeuges erfassenden Meßeinrichtung und einem auf einen vorgegebenen Schwellwert ansprechenden Längsbeschleunigungskomparator und
mit einem Lenkwinkelgeber und einem auf einen vorgegebenen Schwellwert ansprechenden Lenkwinkelkomparator,
dadurch gekennzeichnet,
daß für jedes angetriebene Fahrzeugrad (5, 6) zwei weitere, einer auf einen niedrigeren und einer auf einen höheren vorgegebenen Schwellwert ansprechende Schlupfkomparatoren vorgesehen sind, daß ein weiterer, auf einen vorgegebenen höheren Schwellwert eingestellter Längsbeschleunigungs komparator (11) vorgesehen ist, und
daß eine Verknüpfungs schaltung (12) vorgesehen ist,
welche alternativ einen dieser Schlupfkomparatoren pro angetriebenem Fahrzeugrad aktiviert,
wenn eine bestimmte Kombination der Ausgangssignale des Geschwindigkeitskomparators (Signal 1 c), eines der Längs beschleunigungskomparatoren (10, 11), des Lenkwinkel komparators (8) sowie des Eingangssignals (1 a) der Be tätigungseinrichtung (2) für das das Motordrehmoment be einflussende Stellelement (3) vorliegt.

2. Einrichtung zur Vortriebsregelung an Kraftfahrzeugen im Sinne der Verhinderung eines unerwünschten Durchdrehens der angetriebenen Fahrzeugräder, mit den Bewegungszustand der Fahrzeugräder ermittelnden Sensoren,
mit aus den Signalen dieser Sensoren den Schlupf der ange triebenen Fahrzeugräder ermittelnden Vorrichtungen und mit einem auf einen vorgegebenen Schwellwert ansprechenden Schlupfkomparator für jedes angetriebene Fahrzeugrad,
wobei das Ausgangs-Drehmoment des Fahrzeugmotors verringert wird, wenn mindestens ein angetriebenes Fahrzeugrad zum Durchdrehen neigt, und wobei zusätzlich die Radbremse eines angetriebenen Fahrzeugrades betätigt wird, wenn nur dieses Rad zum Durchdrehen neigt,
mit einem auf einen vorgegebenen Schwellwert ansprechenden Fahrgeschwindigkeitskomparator,
mit einer die Längsbeschleunigung des Fahrzeuges erfassenden Meßeinrichtung und einem auf einen vorgegebenen Schwellwert ansprechenden Längsbeschleunigungskomparator und
mit einem Lenkwinkelgeber und einem auf einen vorgegebenen Schwellwert ansprechenden Lenkwinkelkomparator, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes angetriebene Fahrzeugrad (5, 6) zwei weitere, einer auf einen niedrigeren und einer auf einen höheren vorgegebenen Schwellwert ansprechende Schlupfkomparatoren vorgesehen sind, daß ein weiterer, auf einen vorgegebenen höheren Schwellwert eingestellter Längsbeschleunigungs komparator (11) vorgesehen ist, und daß eine Verknüpfungs schaltung (12) vorgesehen ist,
welche alternativ einen dieser Schlupfkomparatoren pro angetriebenem Fahrzeugrad aktiviert,
wenn eine bestimmte Kombination der Ausgangssignale des Geschwindigkeitskomparators (Signal 1 c), eines der Längs beschleunigungskomparatoren (10, 11), des Lenkwinkel komparators (8), des Eingangssignals (1 a) der Be tätigungseinrichtung (2) für das das Motordrehmoment be einflussende Stellelement (3) sowie
eines Eingangssignals (1 b) der Betätigungseinrichtung (4) für die Radbremsen der angetriebenen Fahrzeugräder (5, 6) vorliegt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (12) den Schlupfkomparator mit dem niedrigeren Schwellwert aktiviert (Signal 14 a), wenn gleichzeitig Ausgangssignale des Geschwindigkeits komparators (Signal 1 c), des Lenkwinkelkomparators (8), wenigstens ein Eingangssignal (1 a, 1 b) einer Betätigungs einrichtung (2, 4) und ein Ausgangssignal des Längsbe schleunigungskomparators (10) mit dem niedrigeren, und nicht des Längsbeschleunigungskomparators (11) mit dem höheren Schwellwert vorliegen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (12) den Schlupfkomparator mit dem höheren Schwellwert aktiviert (Signal 17 a), wenn gleichzeitig Ausgangssignale des Lenkwinkelkomparators (8; Signal 8 a) und des Längsbeschleunigungskomparators (11, Signal 11 a) mit dem höheren Schwellwert vorliegen.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (12) den Schlupfkomparator mit dem mittleren Schwellwert aktiviert, wenn kein Aktivierungs signal (14 a, 17 a) für einen der beiden anderen Schlupf komparatoren vorliegt.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, welche von der Ver knüpfungsschaltung (12, 16) aktiviert wird, wenn gleich zeitig Ausgangssignale des Geschwindigkeitskomparators (Signale 1 c), des Längsbeschleunigungskomparators (11, Signal 11 a) mit dem höheren Schwellwert und wenigstens ein Eingangssignal (1 a, 1 b) einer Betätigungseinrichtung (2, 4) vorliegen, und welche in diesem Falle eine Veränderung der Anstiegs- und/oder Abfallgeschwindigkeit des Brems druckes in den Radbremsen und/oder der Verstellge schwindigkeit des Leistungsstellgliedes (3) des Fahrzeug motors bewirkt (Signal 16 a).