DE3818511A1 - Steuerungssystem fuer das verhindern von exzessivem schlupf beim anfahren und beschleunigen von kraftfahrzeugen - Google Patents
Steuerungssystem fuer das verhindern von exzessivem schlupf beim anfahren und beschleunigen von kraftfahrzeugenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine
Schlupfsteuerungsvorrichtung zur Verwendung in Kraft
fahrzeugen, und insbesondere ein Steuerungssystem zum
Verhindern des Auftretens eines exzessiven Schlupfes
beim Anfahren und Beschleunigen des Kraftfahrzeugs.
Ein Beispiel eines solchen Steuerungssystems, wie es aus der
JP-OS 61-108040 bekannt ist, ist so aufgebaut, daß die
Umdrehungsgeschwindigkeit und die Umdrehungsbeschleuni
gung eines angetriebenen Rades des Kraftfahrzeugs ent
sprechend mit oberen Grenzwerten bzw. unteren Grenzwer
ten für die Erfassung eines Beschleunigungsschlupfes des
angetriebenen Rades beim Anfahren und/oder Beschleunigen
des Kraftfahrzeugs verglichen werden, so daß das Verhin
dern des Beschleunigungsschlupfes des angetriebenen Ra
des durch die unabhängige Steuerung einer Drosselklappe
einer Brennkraftmaschine und einer Bremsvorrichtung ei
nes Antiblockiersteuerungssystems, welches für das
Kraftfahrzeug verwendet wird, durchgeführt wird.
Für das schnelle Unterdrücken des anfänglichen Rad
beschleunigungsschlupfes tendiert die Bremssteuerung
allgemein zu einer größeren Wirksamkeit verglichen mit
der Drosselklappensteuerung aufgrund der Antwortzeit
verzögerung der Bremskraftmaschine und des zugehörigen
Antriebskraftgetriebesystems. Demzufolge kann die
gleichzeitige unabhängige Steuerung der Bremsvorrichtung
und der Drosselklappe zur Erzeugung eines exzessiven
Motordrehmomentes aufgrund der Verzögerung der Drossel
klappensteuerung bezüglich der Bremssteuerung, führen.
Darüberhinaus beginnt das vorbekannte System die
Schlupfverhinderungssteuerung erst nach der Erfassung
des Auftretens des Beschleunigungsschlupfes, so daß ein
weiteres Problem mit einem solchen bekannten System mit
der Schwierigkeit entsteht, das Rad vom Durchdrehen zur
Ausgangszeit des Anfahrens und/oder der Beschleunigung
des Kraftfahrzeugs zu verhindern. Dies kann den Straßen
oberflächenreibungskoeffizienten vermindern, um das An
fahren des Kraftfahrzeugs unmöglich zu machen. Weiterhin
besteht ein weiteres wichtiges Problem in einem solchen
System des Standes der Technik im schlechten oder fal
schen Funktionieren des Systems bei einer Kurvenfahrt
des Fahrzeugs. Das heißt, daß beim Kurvenfahren die Rä
der mit voneinander unterschiedlichen Geschwindigkeiten
angetrieben werden, und das angetriebene Rad mit einer
höheren Geschwindigkeit drehen kann, verglichen mit dem
nicht angetriebenen Rad. In diesem Fall besteht die Mög
lichkeit, daß das System fehlerhaft wird in Bezug auf
die Erfassung des Auftretens des Beschleunigungsschlup
fes.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein
Schlupfsteuerungssystem zu schaffen, welches in der Lage
ist, das Anfahren und das Beschleunigen eines Kraft
fahrzeugs weich und sanft vorzunehmen durch schnelles
und sicheres Unterdrücken der exzessiven Motorleistung
für ein Durchdrehen zum Ausgangspunkt.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung umfaßt die
Steuerung des Motors in Verbindung mit der Bremsbedin
gung des Bremssystems des Kraftfahrzeugs in Antwort auf
das Auftreten eines Beschleunigungsschlupfes, um einen
exzessiven Motorantrieb wegzunehmen, um somit den
Beschleunigungsschlupf zu unterdrücken. Das heißt, daß
ein Radschlupfsteuerungsgerät zur Verhinderung eines
exzessiven Radschlupfes aufgrund Beschleunigung eines
Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung eine Brems
kraftsteuereinheit aufweist, die mit einer Bremskraft
einstellbetätigungsvorrichtung verbunden ist, um ein
Bremssystem zur Einstellung der Bremskraft zu bedienen,
welches auf wenigstens ein angetriebenes Rad angewendet
wird, und eine Motorantriebssteuerungseinheit aufweist,
die mit der Motorantriebsregelungsbetätigungsvorrichtung
verbunden ist, zur Bedienung beispielsweise einer Dros
selklappe, um die Motorantriebskraft einzustellen. In
Antwort auf den Beschleunigungsschlupf der bezüglich des
angetriebenen Rades auftritt, errechnet die Bremskraft
steuerungseinheit einen Referenzsteuerungswert einer
Bremskraft, zur Aufbringung auf das angetriebene Rad auf
der Basis eines Parameters, der einen Zustand des ange
triebenen Rades darstellt, und erzeugt ein Bremssteuer
ungssignal entsprechend des berechneten Bremskraftrefe
renzsteuerwertes. Währenddessen antwortet die Motor
antriebssteuerungseinheit auf das davon erzeugte Brems
steuerungssignal, um einen Motorantriebssteuerungswert
auf der Basis des Bremskraftreferenzsteuerungswertes zu
berechnen und ein Motorantriebssteuerungssignal zuzu
führen, entsprechend dem berechneten Motorausgangs
steuerungswert zu dem Motorantriebsregulierungsbetäti
ger, um den Motorantrieb um einen Wert zu verringern,
der dem berechneten Bremskraftreferenzsteuerungswert
entspricht.
Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen
der vorliegenden Erfindung zum Inhalt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorlie
genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be
schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt
Fig. 1 eine Darstellung eines Motorantriebssteuerung
sabschnittes einer Schlupfsteuerungsvorrichtung
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 eine Darstellung eines Bremskraftsteuerungs
abschnittes der Schlupfsteuerungsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine detaillierte Anordnung einer elektronischen
Steuerungseinheit, die in dieser Ausführungsform
verwendet wird;
Fig. 4 ein Flußdiagramm, das eine Hauptroutine einer
Ausführung der Schlupfsteuerung der vorliegenden
Erfindung zeigt;
Fig. 5A ein Flußdiagramm, das eine vorsorgliche An
triebssteuerung (traction control) zeigt;
Fig. 5B eine Darstellung eines Vergleiches zwischen dem
Ziel-Drosselöffnungsgrad und dem Beschleuni
gungspedal-Betätigungsbetrages;
Fig. 6 ein Flußdiagramm, das die Vorgänge einer Brems
antriebssteuerung zeigt;
Fig. 7 ein Flußdiagramm, welches die Ausgangslei
stungsrate (output duty ratio) zeigt;
Fig. 8 eine graphische Darstellung zum Verständnis des
Flußdiagramms gemäß Fig. 7;
Fig. 9 ein Flußdiagramm, das die Drosselantriebssteue
rung darstellt;
Fig. 10A und 10B graphische Darstellungen zur weiteren
Beschreibung der Drosselantriebssteuerung von
Fig. 9;
Fig. 11 eine graphische Darstellung zur Beschreibung
einer herkömmlichen Schlupfsteuerung;
Fig. 12 eine graphische Darstellung zur Beschreibung der
Schlupfsteuerung der vorliegenden Ausführungs
form; und
Fig. 13 und 14 Darstellungen zur Beschreibung der Be
rechnung der Geschwindigkeiten der angetriebenen
Räder.
In Fig. 1 ist prinzipiell ein Motorantriebssteuerungs
abschnitt einer Schlupfsteuerungsvorrichtung darge
stellt, der in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist, welches
von frontgetriebenen Typ ist, wo die Vorderräder durch
die Bezugszeichen W 1 L, W 1 R und die Hinterräder durch
Bezugszeichen W 2 L und W 2 R dargestellt sind. In Fig. 1
bezeichnet Bezugsziffer 10 einen Verbrennungsmotor, der
einen Zylinder 10 a, einen Kolben 10 b, eine Zündkerze
10 c, ein Luftansaugventil 10 d, ein Brennstoffeinspritz
ventil 10 e, einen Schwallraum (surge tank) 10 f, einen
Luftströmungsmesser 10 g und einen Luftfilter 10 h auf
weist. In einem Luftkanal zwischen dem Luftströmungs
messer 10 g und dem Schwallraum 10 f ist ein Drosselventil
oder eine Drosselklappe SV 1 vorgesehen, welche wir
kungsmäßig mit einem Gaspedal AP 1 zum Regeln der Luft
ansaugmenge in den Motor 10 verbunden ist. Das Gaspedal
AP 1 steht in Verbindung mit einem Betriebssensor AP 1 zum
Erfassen des Betrags des Niederdrückens des Gaspedals
AP 1. Weiterhin ist die Drosselklappe SV 1 mit einem
Drosselsensor SVS 1 versehen, zum Erfassen des Öffnungs
grades der Drosselklappe SV 1 und ist durch einen Dros
selbetätiger SVA 1 mit einer elektronischen Steuereinheit
(ECU) 17 verbunden, so daß der Drosselbetätiger SVA 1 die
Drosselklappe SV 1 in Übereinstimmung mit einem Befehls
signal von der elektronischen Steuerungseinheit antreibt,
welche aus einem Mikrocomputer aufgebaut sein kann, der
eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 17 a, einen
reinen Lesespeicher (ROM) 17 b, einen Zufallszugangs
speicher (RAM) 17 c usw. (siehe Fig. 2) umfaßt. In diesem
System sind auch Radgeschwindigkeitssensoren S 1 L, S 1 R,
S 2 L und S 2 R vorgesehen, in die entsprechend mit dem
linken Vorderrad W 1 L, bzw. dem rechten Vorderrad W 1 R,
dem linken Hinterrad W 2 L bzw. dem rechten Hinterrad W 2 R
verbunden sind um die Umdrehungsgeschwindigkeit des zu
gehörigen Rades zu erfassen. Die Ausgangssignale die die
Umdrehungsgeschwindigkeiten von den Radgeschwindig
keitssensoren S 1 L bis S 2 R angeben, werden entsprechend
zu der elektronischen Steuereinheit 17 zugeführt.
Fig. 2 zeigt hauptsächlich einen Bremskraftsteuerungs
abschnitt der Schlupfsteuerungsvorrichtung der vorlie
genden Ausführungsform, der ausgelegt ist, um die
Hydraulikdrücke, die zu den Rädern W 1 L bis W 2 R zugeführt
werden sollen, zu regeln. Der Bremskraftsteuerungs
abschnitt ist derart angeordnet, um eine Antiblockier
steuerung zur Verhinderung des Radschlupfes beim Bremsen
eines Kraftfahrzeugs auszuführen, und um weiterhin eine
sogenannte Traktionssteuerung (traction control) oder
Antriebssteuerung auszuführen zur Verhinderung des
Radschlupfes beim Anfahren und/oder Beschleunigen des
Kraftfahrzeugs. Das heißt, daß die Antiblockiersteuerung
mit einem Absperrventil 12 durchgeführt werden kann, das
in den Öffnungszustand gesetzt ist, und auf der anderen
Seite kann die Traktionssteuerung in Antwort darauf
durchgeführt werden, daß das Absperrventil 12 in den
geschlossenen Zustand gesetzt ist.
Gemäß Fig. 2 ist zwischen dem Einlaß und dem Auslaß ei
ner Hydraulikdruckpumpe 3, welche von einem Motor 1 an
getrieben ist, ein Umschaltventil 9 vorgesehen, das dazu
geeignet ist, von dem geöffneten Zustand (Verbindungs
zustand) in den geschlossenen Zustand (Trennzustand)
geschaltet zu werden und darin mittels eines hydrauli
schen Druckes gehalten zu werden, der von einem Haupt
zylinder 7 bei Niederdrücken eines Bremspedals 5 her
rührt, so daß der Pumpendruck dem Druck des Hauptzy
linders folgt. Andererseits wird bei der Antriebssteuer
ung das Absperrventil 12 angeregt, den hydraulischen
Druckkreis des Umschaltventils 9 abzusperren, so daß der
von der Pumpe 3 abgegebene hydraulische Druck unabhängig
vom hydraulischen Druck vom Hauptzylinder 7 wird.
Der Ausgang der Pumpe 3 ist über ein Absperrventil 4 und
ein Dreiöffnungs- (three-port) und Zweistellungs-
(two-position) Solenoidventil 11 mit einem Radzylinder
13 zur Aufbringung einer Bremskraft auf das zugeordnete
Rad verbunden. Der Radzylinder 13 und der Hauptzylinder
sind miteinander durch ein Absperrventil 8 und ein
Rückschlagventil 8 a (return check valve) verbunden,
welche parallel zueinander angeordnet sind. Das Zwei
stellungs-Solenoidventil 11 ist so angeordnet, daß bei
Entlastung (deenergization) der Ausgang der Pumpe 3 und
des Radzylinders 13 so gehalten werden, um in Verbindung
miteinander zu stehen und in Antwort auf eine Anregung
werden der Radzylinder 13 und ein Tank 15 in Verbindung
miteinander gehalten. In der vorliegenden Ausführungs
form wirken hierbei die Absperrventile 8, 12 und das
Zweistellungs-Solenoidventil 11 als eine Bremsbetäti
gungsvorrichtung zum Ausführen der Bremsoperation unter
Steuerung durch die elektronische Steuereinheit 17.
In dem oben beschriebenen hydraulischen Drucksystem
dient das System von dem Reservoir 15 über die Pumpe 3,
dem Absperrventil 4 und dem Zweistellungs-Solenoidventil
11 zu dem Radzylinder 13 zur Verringerung des hydrauli
schen Bremsdrucks und das System von dem Radzylinder 13
über das Zweistellungs-Solenoidventil 11 zu dem Reser
voir 15 dient der Verminderung des Bremsdruckes. Das
Schalten zwischen Druckanstieg und Druckabfall bzw.
Druckverminderung wird durch das Zweistellungs-Sole
noidventil 11 ausgeführt. In der Zeichnung bezeichnet
Bezugsziffer 19 einen Umdrehungsgeschwindigkeitssensor,
der einem der Radsensoren S 1 L und S 1 R entspricht, die
mit den angetriebenen Rädern W 1 L und W 1 R verbunden
sind.
Fig. 3 ist eine detailliertere Darstellung der elektro
nischen Steuereinheit (ECU) 17. Gemäß Fig. 3 ist die CPU
17 a über einen Eingabebereich 17 e mit verschiedenen
Sensoren verbunden, d. h. den Radgeschwindigkeitssensoren
S 1 L bis S 2 R, dem Betriebssensor APS 1, dem Drosselsensor
SVS 1, einem Bremslampenschalter BS und einem Brems
drucksensor PS (falls notwendig), um die Prozesse für
die Steuerung des Drosselbetätigers SVA 1 und der Brems
betätigungsvorrichtung (3, 8, 11, 12) auf der Basis der
Eingangssignale von den verschiedenen Sensoren in Über
einstimmung mit vorbestimmten Steuerungsprogrammen
durchzuführen. Der Eingabebereich 17 e weist eine Multi
plexeinrichtung zum selektiven Ausgeben der Signale von
den verschiedenen Sensoren und einen Analog/Digital-
Konverter (A/D) zum Konvertieren von analogen Signalen
in entsprechende digitale Signale auf. Die CPU 17 a ist
über einen gemeinsamen Bus 17 g mit ihren zugeordneten
Einheiten wie dem ROM 17 b zur Speicherung der Steuer
ungsprogramme und Daten für das Steuerungsprocessing
bzw. dem -ablauf und dem RAM 17 c zum zeitweiligen Spei
chern der Daten von den verschiedenen Sensoren und an
derer für das Processing notwendigen Daten. Auch ist in
den zugehörigen Einheiten ein Backup Random Access-
Speicher 17 d vorgesehen, welcher dazu geeignet ist,
notwendige Daten unabhängig vom Abschalten eines
Zündschlosses des Kraftfahrzeugs zu speichern. Die
Steuersignale von der CPU 17 a werden zu einem Aus
gabebereich 17 f zugeführt, der wiederum den Drosselbe
tätiger SVA 1 und die Bremsbetätigungsvorrichtung (3, 8,
11, 12) antreibt. Mit Bezugsziffer 17 h ist ein Takt
schaltkreis zur Erzeugung eines Taktsignals als ein
Steuerungszeitsignal bei einem vorbestimmten Intervall
dargestellt. Das heißt, daß die elektronische Steuer
einheit 17 die Schlupfzustände der angetriebenen Räder
W 1 L und W 1 R auf der Basis der Radgeschwindigkeitsdaten
von den Radgeschwindigkeitssensoren S 1 L bis S 2 R erfaßt
und weiterhin den Gaspedalbetriebszustand und den Dros
selöffnungsgrad durch den Betriebssensor APS 1 und den
Drosselsensor SVS 1 erfaßt. Die elektronische Steuerein
heit 17 steuert den Öffnungsgrad der Drosselklappe SV 1
und den Hydraulikbremsdruck zu dem Rad gemäß dem erfaß
ten Radschlupfzustand, um den Radschlupf zu verhindern.
Fig. 4 stellt eine Hauptroutine für die Radschlupfver
hinderungssteuerung dar, die von der elektronischen
Steuereinheit 17 ausgeführt wird. Diese Hauptroutine
wird wiederholt in einem vorbestimmten Zeitraum ausge
führt.
Die Hauptroutine beginnt mit einem Schritt 101, um ein
Signal zu empfangen, das einen Drosselöffnungsgrad R t
von dem Drosselsensor SVS 1 angibt, ein Signal zu em
pfangen, das einen Gaspedalniederdruckbetrag R p von dem
Betriebssensor APS 1 angibt und ein Signal von dem
Bremslampenschalter BS empfängt. Auf den Schritt 101
folgend wird ein Schritt 102 A ausgeführt, um die Rad
geschwindigkeit Vw der Radbeschleunigung w eines jeden
Rades auf der Basis der Ausgaben des linken Antriebs
radsensors S 1 L und des rechten Antriebsradsensors S 1 R
und des linken nicht angetriebenen Radsensors S 2 L und
des rechten nicht angetriebenen Radsensors S 2 R zu
erhalten. Ein nachfolgender Schritt 102 B wird ausge
führt, um die linke Antriebsradgeschwindigkeit Vwflo und
die rechte Antriebsradgeschwindigkeit Vwfro unter der
Bedingung zu berechnen, daß kein Schlupf auf der Basis
der linken nicht angetriebenen Radgeschwindigkeit Vwrl
und der rechten nicht angetriebenen Radgeschwindigkeit
Vwrr auftritt, und um einen Mittelwert Vwfo der linken
Antriebsradgeschwindigkeit Vwflo und der rechten An
triebsradgeschwindigkeit Vwfro und den Mittelwert Vwf
der erhaltenen linken Nicht-Antriebsradgeschwindigkeit
Vwfl und der rechten Nicht-Antriebsradgeschwindigkeit
Vwfr zu berechnen und weiterhin Beschleunigungswerte
wfo und wf auf der Basis der Mittelwerte Vwfo und Vwf
zu berechnen.
Hierunter wird eine Beschreibung angegeben werden in
Form eines Verfahrens zum Erhalt der linken Antriebs
radgeschwindigkeit Vwflo und der rechten Antriebsrad
geschwindigkeit Vwfro unter Bezugnahme auf die Fig. 13
und 14. Das heißt, wenn das Kraftfahrzeug normal ohne
Auftreten eines Schlupfes eine Kurve fährt, wenn die
Umdrehungsgeschwindigkeiten von zwei (beispielsweise
Hinterräder) der vier Räder bekannt sind, können dadurch
die Umdrehungsgeschwindigkeit der beiden anderen Räder
(beispielsweise der Vorderräder) erhalten werden. In dem
Fall, in dem sich das Kraftfahrzeug nach rechts dreht,
wie in Fig. 13 dargestellt (wo Bezugszeichen FR das
vordere innere Rad, FL das vordere äußere Rad, RR das
hintere innere Rad und RL das hintere äußere Rad be
zeichnen), werden die entsprechenden Räder mit derselben
Winkelgeschwindigkeit gedreht und die Umdrehungsge
schwindigkeiten der entsprechenden Räder sind propor
tional zu den Kurvenradien der entsprechenden Räder.
Demzufolge kann die Beziehung zwischen der Geschwindig
keit Vwrl des äußeren Hinterrades RL und die Geschwin
digkeit Vwrr des inneren Hinterrades RR durch folgende
Gleichung (1-1) ausgedrückt werden:
das heißt,
wobei R den Kurvenradius des Hinterrades RR, und T die
Spurweite darstellen.
Resultierend hieraus ist es möglich, die relativen Po
sitionen von fünf Punkten zu erhalten, d. h. Bodenbe
rührungspunkte der vier Räder und des Kurvenmittel
punkts.
In Fig. 14 sind die Werte eines Radstands H und der
Spurweite T vorher bekannt und demzufolge kann der Kur
venradius l R des inneren Vorderrades FR bzw. der Kur
venradius l L des äußeren Vorderrades FL wie folgt
erhalten werden:
l R = (1-3)
l L = (1-4)
Im Falle, daß kein Schlupf auftritt, kann somit die
Geschwindigkeit Vwfro des inneren Vorderrades FR und die
Geschwindigkeit Vwflo des äußeren Vorderrades FL gemäß
der folgenden Gleichungen erhalten werden:
Die Gleichungen (1-5) und (1-6) können unter Verwendung
der Gleichung (1-2) anders und zwar wie folgt geschrie
ben werden:
Aus dem vorgenannten wird ersichtlich, daß sogar wenn
sich das Fahrzeug in einer Kurvenfahrt befindet, die
Antriebsrad- (Vorderrad-)geschwindigkeiten (Vwflo,
Vwfro) exakt als eine Funktion der Geschwindigkeitsdif
ferenz (Vwrr-Vwrl) zwischen den Nicht-Antriebsrädern
(Hinterräder) abgeleitet werden kann, d. h. mit einer
Korrektur basierend auf dem Grad der Kurvenfahrt des
Fahrzeugs.
Zurückkehrend zu Fig. 4 schreitet die Steuerung weiter
zu einem Schritt 103, um die Fahrzeuggeschwindigkeit Vb
und die Beschleunigung b auf der Basis der erhaltenen
Radgeschwindigkeitswerte zu berechnen. Bei der An
triebssteuerung wird hier die Durchschnittsgeschwindig
keit von zwei Nicht-Antriebsrädern als die Fahrzeug
geschwindigkeit Vb bestimmt und die Fahrzeugbeschleuni
gung b wird als Ableitung der Fahrzeuggeschwindigkeit
Vb erhalten. Auf den Schritt 103 folgt ein Entschei
dungsschritt 104, um zu überprüfen, ob das Fahrzeug in
einem Bremszustand ist. Wenn dies der Fall ist, springt
das Programm zu einem Schritt 500 zur Ausführung der
Antiblockiersteuerung. Im anderen Fall fährt das Pro
gramm mit Schritten für die Antriebssteuerung fort. Die
Entscheidung dahingehend, ob sich das Fahrzeug im
Bremsstadium befindet, wird normalerweise in Überein
stimmung mit dem Signal von dem Bremslampenschalter BS
getroffen. Jedoch ist es unter Berücksichtigung eines
Ausfalls des Bremslampenschalters BS auch möglich, daß
die Entscheidung unter den Bedingungen erfolgt, daß die
Umdrehungsgeschwindigkeit wenigstens eines Rades extrem
abnimmt.
Wenn die Antwort des Schrittes 104 negativ ist, folgt
darauf ein Schritt 105, um eine Schlupfentscheidungsre
ferenzgeschwindigkeit Vsj zu berechnen, welche dazu
verwendet wird zu überprüfen, ob ein Beschleunigungs
schlupf aufgetreten ist oder nicht. Die Schlupfent
scheidungsreferenzgeschwindigkeit Vsj kann gemäß fol
gender Gleichung berechnet werden:
Vsj = Ksj · 1/2(Vwfro + Vwflo) + Vsjo
wobei 1/2(Vwfro + Vwflo) den Durchschnittswert Vwfo der
linken Antriebsradgeschwindigkeit Vwfro und der rechten
Antriebsradgeschwindigkeit Vwflo darstellt, welche als
eine Funktion der linken Nicht-Antriebsradgeschwindig
keit Vwrl und der rechten Nicht-Antriebsradgeschwindig
keit Vwrr abgeleitet sind unter der Bedingung, daß kein
Schlupf auftritt, wobei Ksj eine Konstante bezeichnet,
die auf Werte 1.1 bis 2.0 gesetzt werden kann, und Vsjo
ein vorbestimmter Wert ist (=1 bis 20 km/h), der weiter
hinzu addiert wird, um eine Fehloperation aufgrund von
geringer Fahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und
dergleichen zu verhindern.
Die berechnete Schlupfentscheidungsreferenzgeschwin
digkeit Vsj wird mit dem Durchschnittswert Vwf der An
triebsradgeschwindigkeiten Vwfl, Vwfr verglichen, die
mittels den Radsensoren S 1 L und S 1 R erhalten wurden, um
das Auftreten des Beschleunigungsschlupfes festzulegen,
wenn Vsj<Vwf. In Antwort auf das Auftreten des Be
schleunigungsschlupfes fährt die Steuerung mit einem
Schritt 200 fort zur Ausführung der präventiven An
triebssteuerung (PTC), wie sie in Fig. 5A dargestellt
ist. In Fig. 5A wird ein Schritt 201 anfangs ausgeführt,
um einen Zieldrosselöffnungsgrad R pt zu berechnen. In
dieser Ausführungsform ist der Wert des Zieldrosselöff
nungsgrades R pt derart gesetzt, um schrittweise in einem
vorbestimmten Intervall von der Zeit des Niederdrückens
des Gaspedals AP 1 bis zu 100% schließlich ansteigen
und dabei allmählich das Antriebsraddrehmoment zu ver
größern. Auf der anderen Seite ist es ebenfalls möglich,
daß mit dem Antriebsraddrehmoment, welches auf der Basis
der Motorgeschwindigkeit, des Drosselöffnungsgrades und
der Anordnung (Getriebeübertragung und dergleichen) des
Antriebsgetriebesystems, wobei der PTC-Zielöffnungs
drosselgrad R pt so berechnet wird, daß das Drehmoment
langsam mit der Feedback-Technik angehoben wird. In ei
nem Entscheidungsschritt 202, wie in Fig. 5B gezeigt,
wird der PTC Zieldrosselöffnungsgrad R pt mit dem Betä
tigungsgrad des Gaspedals R p verglichen. Wenn, wie durch
R p(1) angegeben, ein Wert, der dem Betätigungsgrad R p
des Gaspedals entspricht, unterhalb des PTC Zieldrossel
öffnungsgrades R pt liegt, wird die Steuerung mit einem
Schritt 107 in der Hauptroutine von Fig. 4 fortgesetzt,
wo die Systemüberprüfung, sofern erforderlich, ausge
führt wird. Auf der anderen Seite, wenn, wie durch R p(2)
angegeben, ein Wert, der dem Betätigungsbetrag R p des
Gaspedals entspricht, oberhalb des PTC Zieldrosselöff
nungsgrades R pt liegt, wird ein Schritt 210 ausgeführt,
um den Drosselbetätiger SVA 1 zu betätigen, so daß der
Drosselöffnungsgrad R t gleich dem PTC Zieldrosselöff
nungsgrad R pt wird, woran sich der Schritt 107 an
schließt.
Andererseits, wenn die Antwort des Schrittes 106 in der
Hauptroutine gemäß Fig. 4 bejahend ist, fährt die
Steuerung mit einem Schritt 300 fort zur Ausführung der
Bremsantriebssteuerung oder Bremstraktionssteuerung
(BTC) und fährt weiter fort mit einem Schritt 400 zur
Ausführung der Drosselantriebssteuerung oder Drossel
traktionssteuerung (TTC), welche im nachfolgenden
beschrieben sind. Fig. 6 zeigt detaillierte Operationen
für die Bremstraktionssteuerung (BTC). Anfangs wird ein
Schritt 301 ausgeführt, um so unabhängig eine linke BTC-
Zielgeschwindigkeit Vtbfl und eine rechte BTC-Ziel
geschwindigkeit Vtbfr in Übereinstimmung mit den fol
genden Gleichungen zu erhalten, welche die linke An
triebsradgeschwindigkeit Vwfro und die rechte Antriebs
radgeschwindigkeit Vwflo verwenden, die von den Nicht-
Antriebsradgeschwindigkeiten Vwrl, Vwrr unter der Be
dingung des Nichtauftretens eines Schlupfes abgeleitet
werden:
Vtbfr = Kb · Vwfro + Vbo
Vtbfl = Kb · Vwflo + Vbo,
Vtbfl = Kb · Vwflo + Vbo,
wobei Kb eine Konstante darstellt, welche auf Werte
zwischen 1.1 bis 2.0 gesetzt werden kann, und Vbo eine
vorbestimmte Geschwindigkeit ist (welche als Sicher
heitsfaktor verwendet wird), welche auf Werte von 1 bis
20 km/h bestimmt werden kann.
Ein nachfolgender Schritt 302 wird ausgeführt, um Para
meter Wpafl, Wpafr zu erhalten, die die Zustände des
linken und rechten Antriebsrades darstellen. Die Para
meter Wpafl, Wpafr werden jeweils in Übereinstimmung mit
den folgenden Gleichungen als Funktionen der Differenzen
zwischen den BTC-Zielgeschwindigkeiten Vtbfl, Vtbfr und
den Antriebsradgeschwindigkeiten Vwfl, Vwfr und weiter
den Antriebsradbeschleunigungswerten wfl, wfr erhal
ten:
Wpafr = Vtbfr - Vwfr + kw · wfr
Wpafl = Vtbfl - Vwfl + kw · wfl,
Wpafl = Vtbfl - Vwfl + kw · wfl,
wobei kw eine Konstante darstellt.
Daran folgt ein Schritt 303, um einen hydraulischen Re
ferenzsteuerdruck Bpa zu berechnen, der als ein Refe
renzwert für die hydraulischen Bremsdrücke, die auf die
linken und rechten Räder aufgebracht werden, verwendet
wird. Der hydraulische Referenzsteuerdruck Bpa, der ge
mäß der folgenden Gleichung erhalten wird, ist ein Wert
der zum Ausgangszeitpunkt gleich Null ist und dann an
steigt bzw. abfällt gemäß dem Radzustandsparameter Wpa
und dem Drosselöffnungsgrad R t.
Bpa(n) = Bpa(n-1) + X1 · Wpa - k 1 · (100-R t) (3-1)
wobei X1=k2 Bpa+k3 und k1, k2 und k3 Konstanten
darstellen und Bpa(n-1) der vorher berechnete Wert ist.
Hierbei wird in dem stabilen Zustand, in dem die An
triebsradgeschwindigkeit gleich der BTC-Zielgeschwin
digkeit ist, Bpa nicht variiert, d. h. unter den Bedin
gungen, daß Wpa=0 und R t=100%. Bpa nimmt langsam zu,
wenn der Schlupf sich in die steigende Richtung bewegt
und nimmt langsam ab, wenn der Schlupf sich in die ab
nehmende Richtung bewegt oder wenn der Drosselöffnungs
grad R t abnimmt. Der tatsächliche Hydraulikbremsdruck
wird bezüglich Bpa nicht gesteuert, und resultierend
hieraus folgt Bpa einem hydraulischen Druckwert (ent
sprechend der Straßenoberfläche µ), der geeignet ist,
den Bremsweg gleichzeitig zu minimieren, und wird
schließlich dahingehend konvergiert. X1 ist dabei so
gesetzt, daß, wenn Bpa klein ist (geringes µ), seine
Änderung langsam ist und, wenn es groß ist (hohes µ),
seine Änderung relativ schnell ist. Der Grund hierfür
ist, daß eine große Änderung des hydraulischen Druckes
nicht erforderlich ist, wenn Bpa klein ist, weil eine
schnelle Hydraulikdruckänderung zu einer exzessiven
Steuerung führen würde.
Danach geht die Steuerung zu Schritten 304 und 305, um
zu überprüfen, ob der hydraulische Referenzsteuerwert
Bpa nacheinander unterhalb einem bestimmten Wert (bei
spielsweise 10 kg/cm²) für eine vorbestimmte Zeitdauer
(beispielsweise 1 Sekunde) bezogen auf das linke und
rechte Antriebsrad liegt. Wenn dies der Fall ist, fährt
die Steuerung mit einem Schritt 311 fort, um die Brems
traktionssteuerung (BTC) zu beenden. Andernfalls fährt
die Steuerung mit einem Schritt 306 fort, um einen lin
ken Antriebsradzielsteuerhydraulikdruck Pyo und einen
rechten Antriebsradzielsteuerhydraulikdruck Pyo zu be
rechnen. Jeder der Zielsteuerhydraulikdruckwerte Pyo
wird von dem Referenzsteuerhydraulikdruck Bpa und dem
Radzustandsparameter Wpa gemäß der folgenden Gleichung
ermittelt:
Pyo = Bpa + X2 · Wpa,
wobei X2 ein Koeffizient ist und erhalten wird als
k4 · Bpa+k5 (k4 und k5 sind Konstanten).
Der Koeffizient X2 ist proportional zu dem hydraulischen
Referenzsteuerdruck Bpa und X2 wird klein wenn Bpa klein
ist, um die Änderungskomponente von Pyo zu steuern, um
eine exzessive Steuerung zu verhindern.
Da der hydraulische Referenzsteuerdruck Bpa hier auf der
Basis der vorher erhaltenen Werte berechnet ist, wird er
langsam in Bezug auf das linke und rechte Radgeschwin
digkeitsverhalten verändert, und ist ein Parameter, der
einem Hydraulikdruck angenähert wird, von dem angenommen
wird, daß er geeignet ist, d. h. einem Bremshydraulik
druck, der geeignet ist für die Straßenoberfläche µ. Auf
der anderen Seite ist der Zielsteuerhydraulikdruck Pyo
ein Parameter für ein schnelles Fertigwerden mit den
Verhalten der linken rechten Radgeschwindigkeiten auf
der Basis des Referenzsteuerungshydraulikdrucks Bpa, um
so eine Gegenmaßnahme gegen die schnellen Änderungen der
Radgeschwindigkeit und der Straßenoberfläche µ vorzu
nehmen.
Nach unabhängiger Berechnung der Zielsteuerhydraulik
drücke Pyo in Bezug auf das linke Antriebsrad und das
rechte Antriebsrad in dem Schritt 306, fährt das Pro
gramm weiter mit einem Schritt 307, wo endgültige
Zielhydraulikdrücke Py durch Korrekturen der beiden
Zielsteuerhydraulikdrücke Pyo erhalten werden, durch
Aufnehmen der dazwischen bestehenden Beziehung. Das
heißt, daß der Zielsteuerhydraulikdruck Pyo des linken
und des rechten Rades voneinander unterschiedlich sind,
wenn das linke Rad in Bezug auf die Straßenoberfläche µ
unterschiedlich vom rechten Rad ist. Jedoch wird die
Situation, daß die Bremshydraulikdrücke für die linken
und rechten Räder sehr unterschiedlich voneinander sind
nicht bevorzugt, weil eine große Last auf das Differen
tialsystem des Kraftfahrzeugs aufgebracht werden kann.
Demzufolge wird im Schritt 307 der Unterschied zwischen
dem Zielsteuerhydraulikdruck Pyo des linken Rades und
dem Zielsteuerhydraulikdruck Pyo des rechten Rades auf
beispielsweise 10 kg/cm² beschränkt. Genauer wird jeder
der endgültigen Zielhydraulikdrücke Py für jedes der
linken und rechten Räder auf einen größeren gegenüber
seinem eigenen Pyo bestimmt, und ein Wert durch Subtra
hieren von 10 von dem Pyo des anderen Rades erhalten,
d. h.:
Pyr (für rechtes Rad) = MAX (Pyor, Pyol -10)
Pyl (für linkes Rad) = MAX (Pyol, Pyor -10)
Pyl (für linkes Rad) = MAX (Pyol, Pyor -10)
Das Programm fährt von dem Schritt 307 aus weiter mit
einem Schritt 308, um eine Leistungsrate D in Bezug auf
die Bremsbetätigungsvorrichtung für jedes der linken und
rechten Räder auf der Basis der endgültigen Zielhydrau
likdrücke Py zu berechnen, gefolgt von einem Schritt
309, um die Bremsbetätigungsvorrichtungen gemäß den Er
gebnissen von Schritt 308 anzutreiben. Nach Ausführung
des Schrittes 309 wird die BTC-Routine beendet.
Die Ausgangsleistungsberechnung (output duty calcula
tion) im Schritt 308 gemäß Fig. 6 wird im nachfolgenden
unter Bezugnahme auf eine Routine von Fig. 7 detail
lierter beschrieben. In Fig. 7 wird der endgültige
Zielhydraulikdruck Py in einem Schritt 308 A eingegeben,
an den sich ein Schritt 308 B anschließt, um Werte Pmax,
Pmin von dem derzeitigen Schätzhydraulikdruckwert Px zu
erhalten, was hieran beschrieben wird. Der Wert Pmax ist
ein hydraulischer Druckwert, der zum Endzeitpunkt der
Steuerperiode durch Druckerhöhung von Px unter der
100%igen Leistungsratensteuerung (nur Druckerhöhungsbe
fehl) erhalten wird, und der Wert Pmin ist ein Hydrau
likdruckwert, der durch Druckverminderung von Px unter
der 0% Leistungsratensteuerung (nur Druckverminderungs
befehl) erhalten wird. Die Druckanhebungs- und Druck
verminderungsmengen werden vorab in Übereinstimmung mit
dem Druckerhöhungssystem und Druckverminderungssystem
der Bremsvorrichtung bestimmt.
Die Steuerung fährt fort mit einem Schritt 308 C, wo der
endgültige Zielhydraulikdruck Py in seiner Größe mit den
Werten Pmax und Pmin verglichen wird. Wenn Py Pmin
ist, springt die Steuerung zu Schritten 308 D und 308 E um
die Leistungsrate auf 0% zu setzen und dieses Pmin als
einen Schätzbremshydraulikdruckwert Px zu bestimmen.
Wenn Py Pmax ist, springt die Steuerung zu Schritten
308 K und 308 L, um die Leistungsrate auf 100% zu setzen
und dieses Pmax als den Schätzhydraulikdruckwert Px zu
bestimmen. Weiterhin springt, wenn Pmin<Py<Pmax ist,
die Steuerung zu den Schritten 308 F und 308 J, wo die
Leistungsrate D in Übereinstimmung mit einem Datenfeld
(map) erhalten wird, das die Beziehung zwischen dem
endgültigen Zielhydraulikdruck Py, dem geschätzten
Hydraulikdruck Px und der Leistungsrate darstellt, und
weiterhin wird der Zielhydraulikdruck Py als der
Schätzhydraulikdruck Px gesetzt. Der Grund dafür, daß
hier Py gleich Px gesetzt wird, wird im Anschluß hieran
unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben, die den
Zielhydraulikdruck Py und den tatsächlichen Hydraulik
druck P′x nach jeder Steuerungsperiode T zeigt. Die
hydraulische Drucksteuerung wird so durchgeführt, um
Leistungsraten (output duty ratios) (Druckanstiegszeit
der Periode T) d1, d2, d3 . . . dn für die Ausgangswerte
der Zielhydraulikdrücke Pyo, Py1, Py2, Py3, Py4 . . . Pyn
auszugeben. Zu dieser Zeit nehmen die tatsächlichen
Hydraulikdrücke die Werte Px1′, Px2′, Px3′ an. Der
Druckanstieg wird durch die Pumpeneigenschaften linear
gemacht und der Druckabfall ist aufgrund von Ölviskosi
tät und dergleichen exponential gemacht. Demzufolge
wird, sogar wenn der Zielhydraulikdruck Pyo unterschied
lich von dem tatsächlichen Hydraulikdruck Pxo′ zum Aus
gangszeitpunkt ist, die Differenz dazwischen bei jeder
Steuerungsausführung reduziert, so daß schließlich Pyn
gleich Pxn′ ist. Davon ausgehend ist es verständlich, daß
es möglich ist, den Zielhydraulikdruck Py dem Schätz
bremshydraulikdruck Px gleichzusetzen. Das bedeutet, daß
es möglich ist, genau den Bremshydraulikdruck abzu
schätzen, unabhängig von dem Fehlen eines Hydraulik
drucksensors zur Erfassung des Bremshydraulikdruckwer
tes. Wenn weiterhin die Tatsache berücksichtigt wird,
daß der endgültige Zielhydraulikdruck Py exakt dem tat
sächlichen Hydraulikdruck Px′ entspricht und der end
gültige Zielhydraulikdruck Py auf der Basis des Refe
renzsteuerhydraulikdrucks Bpa erhalten wird, führt das
dazu, daß der Referenzsteuerhydraulikdruck Bpa dem tat
sächlichen Bremshydraulikdruck Px′ entspricht.
Fig. 9 zeigt Prozesse bzw. Vorgänge der Drosseltrak
tionsteuerung (TTC), die im Schritt 400 der Hauptroutine
von Fig. 4 ausgeführt werden.
Ein Schritt 401 ist vorgesehen, um eine Zielgeschwin
digkeit Vt und einen damit zusammenhängenden Beschleu
nigungswert t zu berechnen. Die Zielgeschwindigkeit Vt
wird in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Schlupf
rate bestimmt, d. h. sie wird gemäß der vorliegenden
Gleichung erhalten, unter Verwendung der Antriebsrad
geschwindigkeit Vwfo für den Fall, daß kein Schlupf
auftritt:
Vt = K · Vwfo + Vo,
wobei K eine Konstante mit Werten zwischen 1.1 und 2.0
und Vo eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist, zwischen 1
und 20 km/h, und welche zur Veränderung einer Fehler
operation aufgrund niedriger Fahrgeschwindigkeit und
dergleichen hinzuaddiert wird.
Weiterhin wird der Zielbeschleunigungswert t berechnet
als t=k · wfo.
Das Programm fährt fort mit einem Schritt 402, um einen
Referenzdrosselöffnungsgrad R s zu berechnen. Der Refe
renzdrosselöffnungsgrad R s ist ein Drosselöffnungsgrad,
der als ein Referenzwert bei der Schlußsteuerung ver
wendet wird und der gemäß der folgenden Gleichung (4-1)
berechnet wird.
R s = B1 · wfo + B2 · (Vt-Vwf) + B3 · Vwfo + R ss - B4 (Bpar+Bpal) + R sd (4-1)
wobei R sd = R sd + B5 · (Vt-Vwf) + B6 (4-2)
wobei R sd = R sd + B5 · (Vt-Vwf) + B6 (4-2)
und B1, B2, B3, B4, B5 und B6 Konstanten (<0) sind und
R ss ein Lernkorrekturterm ist, der bei der Steuerung
variiert wird und dessen Ausgangswert durch R sso ausge
drückt wird.
In der Gleichung (4-1) ist B1 · wfo ein Ausdruck, der
dem Straßenoberflächenreibungskoeffizienten entspricht,
B2 · (Vt-Vwf) ein Ausdruck zur Korrektur des erstge
nannten Ausdrucks gemäß der Differenz zwischen der
Zielgeschwindigkeit Vt und der Antriebsradgeschwindig
keit Vwf, und B3 · Vwfo ein Ausdruck zur Veränderung des
Referenzöffnungsgrades R s gemäß der Radgeschwindigkeit
Vwfo, um das Motordrehmoment auf einem konstanten Wert
zu halten. Weiterhin ist in derselben Gleichung B4 ·
(Bpar+Bpal) ein Ausdruck zum Vermindern des Referenz
öffnungsgrades R s durch einen Wert der einem jeden der
linken und rechten Referenzsteuerhydraulikdrücke Bpa
entspricht, und wie aus der Gleichung (4-2) ersichtlich,
ist R sd ein Ausdruck, der relativ langsam geändert wird
in bezug auf die Differenz zwischen der Zielgeschwin
digkeit Vt und der linken/rechten Antriebsraddurch
schnittsgeschwindigkeit Vwf beim Ausgangswert B6, der
klein wird unter der Bedingung, daß Vwf kontinuierlich
Vt übersteigt, d. h. wenn ein exzessives Drehmoment er
zeugt wird, und er groß wird unter der Bedingung, daß
Vwf kontinuierlich unterhalb Vt liegt, d. h. wenn das
Drehmoment nicht ausreicht, wodurch der Referenzöff
nungsgrad R s sukzessive korrigiert wird.
Die Steuerung fährt fort mit einem Schritt 403, um zu
überprüfen, ob der Antriebsradschlupf auftritt oder
nicht. Hierbei wird die Entscheidung durch Vergleichen
der Antriebsradgeschwindigkeit Vwf in dem Schritt 102
der Hauptroutine von Fig. 4 mit der Zielgeschwindigkeit
Vt in dem Schritt 401 in dieser Routine gefällt. D. h.,
das Auftreten des Antriebsradschlupfes ist festgelegt,
wenn Vt<Vwf. Ist dies der Fall, so springt die Steue
rung zu einem Schritt 406. Auf der anderen Seite, wenn
dies nicht der Fall ist, folgt auf den Schritt 403 ein
Schritt 404. In dem Schritt 404 wird überprüft, ob die
Schlupfsteuerung in Betrieb ist. Wenn die Entscheidung
"NEIN" ist, folgt auf den Schritt 404 ein Schritt 440.
Wenn die Entscheidung "JA" ist, geht die Steuerung zu
einem Schritt 405, wo der Drosselöffnungsgrad R t ver
glichen wird mit dem Gaspedalbedienungsbetrag R p. Wenn
R p R t, geht die Steuerung zu dem Schritt 440 über zur
Beendigung der Antriebsradschlupfsteuerung. Theoretisch
sollte die Schlupfsteuerung hier beendet sein, wenn
beide einander gleich sind. In der Praxis ist es jedoch
äußerst selten, daß R t=R p. Demzufolge wird in dieser
Ausführungsform die Entscheidung bei R t R p getroffen,
um die tatsächliche Situation abzudecken.
Wenn andererseits der Drosselöffnungsgrad R t nicht mit
dem Gaspedalbedienungsbetrag R p übereinstimmt, d. h.,
R t<R p im Schritt 405, springt die Steuerung zu dem
Schritt 406, um in der Schlupfsteuerung fortzufahren. Im
Schritt 406 wird eine Zieldrosselöffnungs- und Schließ
sgeschwindigkeit berechnet, gemäß der folgenden Glei
chung (4-3):
= A1 · (Vt-Vwf) + A2 · (t-wf) - A3 · (Bpar+Bpal) (4-3)
wobei A1, A2 und A3 Konstanten (<0) sind.
In der Gleichung (4-3) A3 · (Bpar+Bpal) ist ein Aus
druck, der die Zieldrosselöffnungs- und Schließge
schwindigkeit in die negative (Schließ-) Richtung in
einem Verhältnis zu der Summe des linken und rechten
Referenzbremssteuerungshydraulikdruckes Bpar, Bpal ist.
D. h., daß wenn der Bremshydraulikdruck groß ist, be
stimmt wird, daß das Motordrehmoment exzessiv ist und
die Drosselschließgeschwindigkeit wird gemäß der Größe
des Bremshydraulikdrucks vergrößert.
Die Steuerung geht dann zu einem Schritt 407 weiter, um
zu überprüfen, ob die Zieldrosselöffnungs- und Schließ
geschwindigkeit positiv oder negativ ist. "Positiv"
bedeutet die Drosselklappenöffnungsrichtung und "nega
tiv" bedeutet die Schließrichtung. Im Schritt 407 geht
die Steuerung zu einem Schritt 410 weiter, sofern
0. Ist dies nicht der Fall, geht die Steuerung zu einem
Schritt 420. Im Schritt 410 wird der Drosselöffnungsgrad
R t mit einem maximal erlaubbaren Öffnungsgrad R smax (=R s
+5%) verglichen für einen Referenzöffnungsgrad R s,
der im Schritt 402 erhalten wurde. Wenn R t<R smax ist,
springt die Steuerung zu einem Schritt 430. Auf der an
deren Seite, wenn R t R smax ist, folgt auf den Schritt
410 ein Schritt 411, um die Zieldrosselöffnungs- und
Schließgeschwindigkeit auf null zu setzen, um die
Drosselöffnungs- und Schließsteuerung zu beschränken,
woran sich ein Schritt 412 anschließt. In dem Schritt
412 wird überprüft, ob die Bedingung, daß 0 und R t
R smax über einen vorbestimmten Zeitraum (beispiels
weise 0,1 bis 5 Sek.) gehalten wird. Wenn die Antwort
des Schrittes 412 "NEIN" ist, geht die Steuerung zu dem
Schritt 430. Andererseits, wenn die Antwort "JA" ist,
fährt die Steuerung mit einem Schritt 413 fort. In die
sem Fall ist der Referenzöffnungsgrad R s im Schritt 402
geringer als der gewünschte Drosselöffnungsgrad. Demzu
folge wird im Schritt 413 der Drosselöffnungsgrad-Lern
korrekturausdruck R ss in der Gleichung (4-1) erhöht, um
den Referenzöffnungsgrad R s zu korrigieren. Danach wird
der Schritt 413 vom Schritt 430 gefolgt.
Andererseits in dem Falle, in dem der Schritt 407 von
dem Schritt 420 gefolgt wird, wird im Schritt 420 der
Drosselöffnungsgrad R t verglichen mit einem minimal mög
lichen Öffnungsgrad R smin (=R s-5%). In diesem Fall,
wenn R t R smin ist, springt die Steuerung zu dem
Schritt 430. Andererseits wenn R t R smin ist, geht die
Steuerung zu einem Schritt 421 weiter, um die Drossel
öffnungs- und Schließsteuerung durch Setzen der Ziel
drosselöffnungs- und Schließgeschwindigkeit auf null
zu begrenzen, gefolgt von einem Schritt 422. In dem
Schritt 422 wird die Entscheidung getroffen, abhängig
davon getroffen, ob der Zustand in dem <0 und R t
R smin über einen vorbestimmten Zeitraum (beispielsweise
0,1 bis 5 Sek.) gehalten wird. Wenn die Antwort "NEIN"
ist, geht die Steuerung zu dem Schritt 430 weiter.
Andererseits, wenn die Antwort "JA" ist, wird der
Schritt 422 von einem Schritt 423 gefolgt. In diesem
Fall übersteigt der Referenzöffnungsgrad R s in dem
Schritt 402 einen gewünschten Drosselöffnungsgrad. Somit
wird in dem Schritt 423 der Lernkorrekturterm R ss in der
Gleichung (4-1) vermindert, um den Referenzöffnungsgrad
R s zu korrigieren und es folgt der Schritt 430. Im
Schritt 430 erzeugt die elektronische Steuereinheit 17
ein Steuersignal und regt den Drosselbetätiger SVA 1 an,
so daß die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit des
Drosselventils SV 1 gleich der Zieldrosselöffnungs- und
Schließgeschwindigkeit in den Schritten 406, 411 und
421 wird. In dem Fall, in dem <0 ist, verursacht
hierbei der Drosselbetätiger SVA 1, daß die Drosselklappe
SV 1 in die Öffnungsrichtung mit der Geschwindigkeit
angetrieben wird. Wenn <0 ist, verursacht der
Drosselbetätiger SVA 1, daß das Drosselventil SV 1 in die
Schließstellung mit derselben Geschwindigkeit gebracht
wird.
Andererseits wirkt im Falle der Ausführung des Schrittes
420 für die Beendigung der Schlupfsteuerung der elek
tronische Steuerschaltkreis 17 auf den Drosselbetätiger
SVA 1, so daß der Drosselöffnungsgrad R t immer dem Gas
pedalöffnungsbetrag R p entspricht.
Mit den oben angeführten Prozessen und Vorgängen ist es,
obwohl die Öffnungs- und Schließoperation des Drossel
ventils SV 1 bei der Schlupfsteuerung hauptsächlich an
der Zieldrosselöffnungs- und Schließgeschwindigkeit
ausgeführt wird, die in der Gleichung (4-3) erhalten
wurde, möglich, nur anzunehmen bzw. auszuführen, daß das
Drosselventil SV 1 nur in die Richtung weg von dem Refe
renzöffnungsgrad R s angetrieben wird.
Eine weitere Beschreibung in Bezug auf die vorsorgliche
Antriebssteuerung (PTC) (preventive traction control)
wird im nachfolgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 10A
und 10B gegeben. Fig. 10A zeigt die Steuerungswellen
formen im Falle, wenn keine PTC-Steuerung erfolgt und
Fig. 10B zeigt die Steuerungswellenformen im Fall der
Ausführung von PTC. Hierbei wird das Kraftfahrzeug ge
startet unter der Bedingung, daß die Straßenoberfläche µ
gering ist. In Fig. 10A und 10B versinnbildlicht das
Bezugszeichen Vwf die Geschwindigkeit eines Antriebsra
des, Vwfo bezeichnet die Geschwindigkeit des Rades im
Falle des Nichtschlupfes, R p ist der Betätigungsbetrag
des Gaspedals AP 1, R t bezeichnet den Öffnungsgrad des
Drosselventils SV 1, P repräsentiert den hydraulischen
Bremsdruck für das Rad und T ist der Zeitablauf.
Wenn zur Zeit t0 der Fahrzeugfahrer das Gaspedal AP 1 bis
auf ein Maximum niederdrückt, wird in dem Fall nicht
vorliegender Ausführung von PTC (Fig. 10A) die Drossel
klappe SV 1 in den vollständig geöffneten Zustand bewegt,
so daß der Motor ein großes Drehmoment bei einem Zug
(stretch) erzeugt. Demzufolge übersteigt das angetrie
bene Rad die Greif- bzw. Haftgrenze und sodann wird die
Schlupfsteuerung über die Steuerungsstartentscheidungs
geschwindigkeit gestartet, wenn T=t1 (Vw<Vsj). Da
jedoch zu diesem Zeitpunkt der Anstieg der Radgeschwin
digkeit Vw extrem hoch ist, entsteht die Schwierigkeit,
das anfängliche große Durchdrehen des angetriebenen Ra
des zu verhindern, ungeachtet eines schnellen Schließens
der Drosselklappe SV 1 und einer schnellen Anwendung ei
nes hydraulischen Bremsdruckes hierzu. Im allgemeinen
ist das Unterdrücken des Raddurchdrehens durch Bremsen
nicht bevorzugt, da Kraftfahrzeugvibrationen erzeugt
werden und eine große Last auf das Antriebskraft-Ge
triebesystem und dergl. aufgebracht wird. Somit ist es
bevorzugt, die PTC, wie in Fig. 10B gezeigt, auszufüh
ren. In Fig. 10B erfaßt in Antwort auf die Betätigung
des Gaspedals AP 1 zum Zeitpunkt t0 die elektronische
Steuereinheit 17 die Gaspedalbetätigung mittels eines
Gaspedalbetätigungssensors APS 1 und startet die PTC-
Steuerung. Die elektronische Einheit 17 erhöht den
Zieldrosselöffnungsgrad R pt schrittweise bei einer vor
bestimmten geeigneten Geschwindigkeit. Wenn der Gaspe
dalöffnungsbetrag R p den Zieldrosselöffnungsgrad R pt
überschreitet, wird der Drosselöffnungsgrad R t auf den
Zieldrosselöffnungsgrad R pt begrenzt und demzufolge wird
der Drosselöffnungsgrad R t schrittweise in Übereinstim
mung mit dem Ziel Drosselöffnungsgrad R pt vergrößert.
Somit wird das Motordrehmoment allmählich angehoben und
ein Schlupf tritt auf, wenn das Antriebsraddrehmoment zu
einem Zeitpunkt die Haftkraft bzw. Haftreibung über
steigt. Wenn zu einer Zeit t1 die Radgeschwindigkeit Vw
die Steuerungsstartentscheidungsgeschwindigkeit Vsj
übersteigt, beginnen die oben beschriebenen Steuerungen
BTC und TTC. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, da das
Antriebsraddrehmoment langsam angehoben und die Anhebung
der Antriebsradgeschwindigkeit beim Auftreten des
Schlupfes relativ gering ist, möglich, ausreichend das
anfängliche Antriebsrad durch Rutschen durch eine
schnelle Verminderungsoperation des Drosselöffnungsgra
des und Erzeugen des hydraulischen Bremsdruckes zu ver
ringern, was durch TTC und BTC hervorgerufen wird. Wei
terhin ist es, da das Bremsen mit einem relativen ge
ringen Hydraulikdruck leicht wird, möglich, ausreichend
die Fahrzeugvibrationen und dergl. zu reduzieren.
Obwohl in dieser Ausführungsform der PTC Zielöffnungs
grad R pt in geeigneter Weise im vornherein bestimmt ist,
ist es ebenso möglich, daß das Antriebsraddrehmoment auf
der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Drosselöff
nungsgrades, des Zustands des Getriebesystems, eines
Signals von einem Drehmomentsensor oder dergl. erfaßt
wird, und der PTC Zieldrosselöffnungsgrad unter der
Feedbacksteuerung bestimmt wird. Weiterhin ist es ebenso
geeignet, die Durchführung von PTC durch den Fahrzeug
fahrer zu bestimmen.
Eine Beschreibung der oben genannten Steuerungen PTC und
TTC wird hieran angegeben durch Vergleich mit einer
herkömmlichen Technik unter Bezugnahme auf die Fig. 11
und 12. Fig. 11 ist eine graphische Darstellung zur
Beschreibung der herkömmlichen Technik, die geeignet
ist, unabhängig die Drosselbetätigung und Bremsbetäti
gung zu steuern, und Fig. 12 ist eine graphische Dar
stellung zur Beschreibung dieser Ausführungsform, in der
die Drosselklappe gesteuert wird, um von einem Betrag
geschlossen zu werden, der dem Bremsbetrag in Überein
stimmung mit der Beziehung zwischen dem Drosselventil
öffnungsgrad und dem hydraulischen Bremsdruck ent
spricht.
In Fig. 11, wenn zum Zeitpunkt t1 ein Beschleuni
gungsschlupf auftritt, wird der hydraulische Bremsdruck
aufgebracht, um die Antriebsradgeschwindigkeit Vwf zu
steuern. Dadurch, daß der Beschleunigungsschlupf im we
sentlichen nur durch die Anwendung des Bremsdruckes un
terdrückt wird, während der Öffnungsgrad des Drossel
ventils nur leicht vermindert wird, wird jedoch das
Drehmoment beim Auftreten des Schlupfes im wesentlichen
beibehalten, d. h., daß ungeachtet des Vorliegens eines
exzessiven Motorantriebs, der Motorantrieb nicht unter
drückt wird und der Schlupf nur durch das Bremsen be
grenzt wird, und dadurch in unerwünschter Weise eine
große Last auf den Motor und das Bremssystem aufgebracht
wird.
Auf der anderen Seite, wenn, gemäß Fig. 12, die An
triebsradgeschwindigkeit Vwf die Schlupfgrenzgeschwin
digkeit Vsj überschreitet, beginnen die obenbeschriebe
nen Steuerungen PTC und TTC, wodurch der hydraulische
Bremsdruck auf der Basis eines geeigneten End-Zielhy
draulikdruckes Py gesteuert wird und ein exzessives Mo
tordrehmoment, das dem Referenzsteuerhydraulikdruck Bpa
entspricht, wird erhalten und der Drosselklappenöff
nungsgrad wird in geeigneter Weise vermindert, entspre
chend dem erhaltenen exzessiven Motordrehmoment, was in
einer Unterdrückung des exzessiven Motordrehmoments und
Antriebsraddrehmoments resultiert, um den Beschleuni
gungsschlupf zu reduzieren und schnell den hydraulischen
Bremsdruck zu verringern. Da der Schlupf schnell be
grenzt wird durch einen geeigneten hydraulischen Brems
druck beim Auftreten eines Beschleunigungsschlupfes und
das exzessive Motordrehmoment ebenfalls begrenzt wird in
Verbindung mit dem hydraulischen Bremsdruck, kann,
nachdem der Schlupf einmal durch Bremsen begrenzt ist,
eine geeignete Schlupfverhinderung nur durch die Dros
selventilsteuerung erreicht werden.
Wie in Fig. 11 und 12 dargestellt, sind der berechnete
Referenzsteuerungshydraulikdruck Bpa und der tatsächli
che Hydraulikbremsdruck im wesentlichen übereinstimmend
miteinander. Somit wird gemäß dieser Ausführungsform die
Steuerung TTC auf der Basis des Referenzsteuerhydrau
likdrucks Bpa durchgeführt ohne die Verwendung eines
Bremsdrucksensors. Sollte es jedoch erforderlich sein,
so ist es möglich, die Steuerung TTC auf der Basis eines
Drucksignals von einem Drucksignalsensor durchzuführen.
Claims (7)
1. Radschlupfsteuervorrichtung zur Verwendung in
einem Kraftfahrzeug mit einer Motorantriebsregelbe
tätigungseinrichtung (engine-output regulating ac
tuator means) zum Regeln des Ausgangs- bzw. Antriebs
einer Brennkraftmaschine, welche in dem Fahrzeug
angebracht ist, und mit einer Bremskraftregulie
rungsbetätigungseinrichtung zum Regeln einer Brems
kraft, die wenigstens auf ein Antriebsrad des
Kraftfahrzeugs aufbringbar ist, gekennzeichnet
durch:
eine Geschwindigkeitsableiteinrichtung zum Ableiten einer Drehgeschwindigkeit des Antriebsrades;
einer Beschleunigungsschlupferfassungseinrichtung zum Erfassen des Auftretens eines Beschleunigungs schlupfes des angetriebenen Rades auf der Basis von wenigstens der Umdrehungsgeschwindigkeit des An triebsrades, abgeleitet durch die Geschwindigkeits ableiteinrichtung und zur Erzeugung eines Signals, das den Beschleunigungsschlupf anzeigt;
eine Bremsberechnungseinrichtung, welche auf das Beschleunigungsschlupfsignal antwortet, zur Be rechnung eines Referenzsteuerwerts einer Brems kraft, welche auf das Antriebsrad aufbringbar ist, auf der Basis eines Parameters, der einen Zustand des Antriebsrades darstellt, um den Beschleuni gungsschlupf zu unterdrücken und zur Zuführung ei nes Bremssteuersignals, das den berechneten Brems kraftreferenzsteuerwert zu der Bremskraftregulie rungsbetätigungseinrichtung angibt, um die dem An triebsrad zugeführte Bremskraft in Übereinstimmung mit dem berechneten Bremskraftreferenzsteuerwert zu steuern;
eine Motorantriebsberechnungseinrichtung in Antwort auf das Bremssteuersignal von der Bremsberechnungs einrichtung zur Berechnung eines Motorantriebs steuerungswertes auf der Basis des Bremskraft steuerwertes, der in der Bremsberechnungseinrich tung berechnet wurde, und zur Zuführung eines Mo torantriebssteuerungssignals, das den berechneten Motorantriebssteuerwert zu der Motorantriebsregel betätigungseinrichtung anzeigt, um den Motorantrieb durch einen Wert zu verringern, der dem berechneten Bremskraftreferenzsteuerwert entspricht.
eine Geschwindigkeitsableiteinrichtung zum Ableiten einer Drehgeschwindigkeit des Antriebsrades;
einer Beschleunigungsschlupferfassungseinrichtung zum Erfassen des Auftretens eines Beschleunigungs schlupfes des angetriebenen Rades auf der Basis von wenigstens der Umdrehungsgeschwindigkeit des An triebsrades, abgeleitet durch die Geschwindigkeits ableiteinrichtung und zur Erzeugung eines Signals, das den Beschleunigungsschlupf anzeigt;
eine Bremsberechnungseinrichtung, welche auf das Beschleunigungsschlupfsignal antwortet, zur Be rechnung eines Referenzsteuerwerts einer Brems kraft, welche auf das Antriebsrad aufbringbar ist, auf der Basis eines Parameters, der einen Zustand des Antriebsrades darstellt, um den Beschleuni gungsschlupf zu unterdrücken und zur Zuführung ei nes Bremssteuersignals, das den berechneten Brems kraftreferenzsteuerwert zu der Bremskraftregulie rungsbetätigungseinrichtung angibt, um die dem An triebsrad zugeführte Bremskraft in Übereinstimmung mit dem berechneten Bremskraftreferenzsteuerwert zu steuern;
eine Motorantriebsberechnungseinrichtung in Antwort auf das Bremssteuersignal von der Bremsberechnungs einrichtung zur Berechnung eines Motorantriebs steuerungswertes auf der Basis des Bremskraft steuerwertes, der in der Bremsberechnungseinrich tung berechnet wurde, und zur Zuführung eines Mo torantriebssteuerungssignals, das den berechneten Motorantriebssteuerwert zu der Motorantriebsregel betätigungseinrichtung anzeigt, um den Motorantrieb durch einen Wert zu verringern, der dem berechneten Bremskraftreferenzsteuerwert entspricht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Antriebsradzustandsparameter als eine
Funktion der Antriebsradumdrehungsgeschwindigkeit
abgeleitet wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Referenzkontrollwert in Übereinstim
mung mit einer Bedingung einer Straßenoberfläche
erhalten wird, auf dem das Fahrzeug fährt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Steuerwert in Übereinstimmung mit ei
nem Wert erhalten wird, der dem Motorantriebswert
entspricht, so daß der Referenzsteuerwert gering
wird, wenn der ausgangsentsprechende Wert abnimmt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Motorantriebsregelungsbetätigungsein
richtung eine Drosselklappe bzw. ein Drosselventil
(SV 1) des Fahrzeugs betätigt, um den Antrieb bzw.
den Ausgang des Motors zu steuern bzw. zu regeln.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Motorantriebsberechnungseinrichtung
einen Referenzöffnungsgrad des Drosselventils (SV 1)
berechnet und die Motorantriebssteuerung auf der
Basis des berechneten Referenzöffnungsgrades aus
führt, wobei der Referenzöffnungsgrad als eine
Funktion des Bremskraftreferenzsteuerwertes be
rechnet wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Motorantriebsberechnungseinrichtung
eine Zielbetriebsgeschwindigkeit des Drosselven
tils (SV 1) auf der Basis des Bremskraftreferenz
steuerwertes berechnet, um das Drosselventil (SV 1)
mit der berechneten Zielbetriebsgeschwindigkeit zu
steuern.
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