DE3938444C1

DE3938444C1 -

Info

Publication number: DE3938444C1
Application number: DE3938444A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart De Danner; Erich Dipl.-Ing. 7057 Winnenden De Schindler
Original assignee: Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1989-11-18
Filing date: 1989-11-18
Publication date: 1991-05-02
Anticipated expiration: 2009-11-19
Also published as: DE3938444C2; JPH03179140A; US5103928A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Antriebsschlupfes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist bereits ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt (DE 32 24 254 A1), wonach aus Raddrehzahlsignalen in einer Recheneinheit der Schlupf angetriebener Räder bestimmt wird. Tritt ein zu großer Schlupf auf, wird das von der Brennkraft maschine abgegebene Motormoment durch eine Reduzierung der eingespritzten Kraftstoffmenge abgesenkt. Der Grad der Reduzierung wird dabei in der Recheneinheit ermittelt und über eine zentrale Regeleinrichtung der Brennkraftmaschine, die bei spielsweise eine Bosch L-Jetronic (eingetragenes Warenzeichen) sein kann, an die Einspritzventile der Brennkraftmaschine aus gegeben. Der Grad der Reduzierung ist dabei abhängig von dem auftretenden Radschlupf derart, daß bei Erreichen unterschied licher Schwellenwerte des Schlupfes schrittweise eine stärkere Reduzierung der eingespritzten Kraftstoffmenge erfolgt.

Nachteilig wirkt sich bei diesem Verfahren aus, daß die Ein stellung der Stellgrößen der Brennkraftmaschine von der Recheneinheit ausgegeben wird, wobei lediglich die Endstufen der zentralen Regeleinrichtung zur Ansteuerung der Stellgrößen verwendet werden. Dabei wird die Einstellung der Stellgrößen der Brennkraftmaschine lediglich in Abhängigkeit des Schlupfes angetriebener Räder vorgegeben, ohne Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine wie z. B. deren Temperatur zu berücksichtigen.

Ferner ist aus der DE 35 45 012 A1 ein Verfahren bekannt, nach dem in einer Recheneinheit ein überhöhter Schlupf angetriebener Räder eines Fahrzeuges sensiert wird und eine das Antriebs moment der Brennkraftmaschine reduzierende Stellgröße an Stell einrichtungen der Brennkraftmaschine ausgegeben wird. Dabei wird die Abhängigkeit des Motormomentes von der Stellung der Stelleinrichtungen weiterhin in Abhängigkeit von Betriebsbe dingungen der Brennkraftmaschine (Temperatur) abgeleitet.

Des weiteren ist es bekannt (DE 34 35 869 A1 und DE 37 11 913 A1) bei einem Auftreten von Schlupf angetriebener Räder ein Hochschalten eines automatischen Getriebes zu veran lassen, wobei außer dem Hochschalten des automatischen Getriebes ein Eingriff in Stellgrößen der Brennkraftmaschine erfolgt, um das Motormoment der Brennkraftmaschine zu reduzieren. Ent sprechend der Offenbarung der DE 34 35 869 A1 erfolgt dabei bei jeder Reduzierung des Antriebsmomentes ein Eingriff in die Motorsteuerung sowie gleichzeitig ein Hochschalten des automa tischen Getriebes. Nach der Offenbarung der DE 37 11 913 A1 erfolgt bei jeder Reduzierung des Antriebsmomentes ein Hoch schalten des automatischen Getriebes, wobei zur Verbesserung des Zeitverhaltens der Reduzierung des Antriebsmomentes ein Eingriff in die Motorsteuerung erfolgt, um das abgegebene Motormoment abzusenken bis der Schaltvorgang des automatischen Getriebes beendet ist.

Bei diesen Antriebsschlupfregelsystemen ergeben sich Nachteile dahin gehend, daß bei Auftreten eines überhöhten Schlupfes an getriebener Räder immer ein Hochschalten des automatischen Getriebes veranlaßt wird. Ein überhöhter Schlupf angetriebener Räder kann jedoch auch dann kurzzeitig auftreten, wenn das Fahrzeug beispielsweise eine Eisplatte mit einer geringen Aus dehnung überfährt, d. h., wenn eine kurzzeitige Herabsetzung des Reibbeiwertes µ erfolgt. Aufgrund dieser nur kurzzeitigen Störung erweist es sich als zweckmäßig, nicht sofort ein Hoch schalten des automatischen Getriebes zu veranlassen, insbeson dere dann, wenn das aufgrund des verringerten Reibbeiwertes µ niedrigere absetzbare Antriebsmoment allein durch eine Verrin gerung des Motormomentes erreicht werden kann. Somit erfolgt in dieser Situation ein überflüssiges Schalten des automatischen Getriebes, was zu einer mechanischen Beanspruchung des automa tischen Getriebes wegen dieses Schaltvorganges führt und außerdem führt dieser Schaltvorgang zu einem schlechteren Fahr komfort.

Weiterhin ist es allgemein bekannt, den Fahrwiderstand sowie die Kraftübertragung zwischen Reifen und Fahrbahn zu bestimmen (Zomotor, Adam; Fahrwerktechnik: Fahrverhalten; Würzburg: Vogel, 1987; ISBN 3-8023-0774-7; S. 17ff).

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Regelung des Antriebsschlupfes so weiterzuentwickeln, daß bei der Notwen digkeit eines Eingriffes in Stellgrößen der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges dieser Eingriff in möglichst weitgehender Weise so erfolgt, daß eine Berücksichtigung der durch den momentanen Betriebszustand der Brennkraftmaschine gegebenen Abhängigkeit des von der Brennkraftmaschine abgegebenen Motor momentes von einer Änderung der Stellgrößen der Brennkraft maschine erfolgt. Außerdem soll das Verfahren möglichst universell einsetzbar sein und eine möglichst einfache Anpassung an Veränderungen der Brennkraftmaschine und/oder des Fahrwerkes erlauben.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vor teilhafte Aus- und Weiterbildungen kennzeichnen.

Weitere Vorteile der Erfindung gegenüber dem bekannten Stand der Technik bestehen darin, daß ein vereinfachtes Zusammen wirken verschiedener Bauteile zur Regelung unterschiedlicher Größen gegeben ist, indem den Ausgangssignalen dieser Bauteile Prioritäten zugeordnet werden, so daß kein sich widersprechender Eingriff von mehreren dieser Bauteile auf Stellgrößen erfolgt. Die Prioritäten der Ausgangssignale dieser Bauteile sind dabei durch die Bedeutung der Bauteile für die Betriebs sicherheit des Kraftfahrzeuges gegeben.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, daß sich eine wesentliche Vereinfachung bei der Berücksichtigung von Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine bezüglich der aufzuwendenden Bauteile und der Ausfallsicherheit ergibt.

Das vorliegende Verfahren beruht darauf, daß beim Auftreten von zu großem Schlupf an mindestens zwei angetriebenen Rädern ver schiedener Fahrzeugseiten das maximal übertragbare Antriebs moment zwischen diesen angetriebenen Rädern und der Fahrbahn oberfläche ermittelt wird. Aus diesem maximal übertragbaren Antriebsmoment wird dann unter Berücksichtigung der Achs- und Getriebeübersetzung das von der Brennkraftmaschine abzugebende Sollmoment bestimmt. Aus dem dynamischen Raddurchmesser R_dyn sowie der Fahrzeuggeschwindigkeit v_F sowie der Achs- und Getriebeübersetzung ergibt sich eine Solldrehzahl der Brenn kraftmaschine. Diese Solldrehzahl und das Sollmoment werden einer zentralen Regeleinrichtung der Brennkraftmaschine zuge führt, die das Nachführen der realen Drehzahl und des realen Motormomentes der Brennkraftmaschine auf diese Sollwerte durch eine Einstellung von Stellgrößen der Brennkraftmaschine reali sieren soll.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Anordnung der Recheneinheit und der zentralen Regeleinrichtung in Verbindung mit weiteren Regelvor richtungen,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm zum Aktivieren und Deaktivieren der Antriebsschlupfregelung,

Fig. 3 eine Darstellung der Schlupfschwellenwerte zur Akti vierung der Antriebsschlupfregelung,

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm eines ersten Verfahrens zum Ermitteln eines ersten Beitrages zu dem maximal übertrag baren Antriebsmoment,

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines zweiten Verfahrens zum Ermitteln des ersten Beitrages zu dem maximal übertrag baren Antriebsmoment,

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung eines zweiten Beitrages zu dem maximal übertragbaren Antriebsmoment,

Fig. 7 ein Kennlinienfeld des Motormomentes über der Drehzahl mit einer Parametrierung der eingespritzten Kraft stoffmenge bei der optimalen Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine und

Fig. 8 eine Kennlinie, die den Multiplikationsfaktor der einzuspritzenden Kraftstoffmenge über der Betriebs temperatur der Brennkraftmaschine zur Erzeugung eines konstanten Motormomentes bei verschiedenen Betriebs temperaturen angibt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Recheneinheit 1.1 sowie die zentrale Regeleinrichtung 1.2 mit einer Auswertungsein heit 1.3, einer weiteren Steuervorrichtung 1.4 und einer Ein-/Ausgabeeinheit 1.5 eines automatischen Getriebes verbunden. Die Auswertungseinheit 1.3 ist eine Fahrerwunscherkennung, die insbesondere aus der Stellung des vom Fahrzeugführer getretenen Gaspedals das vom Fahrzeugführer gewünschte Sollmoment der Brennkraftmaschine ableitet. Es ist ohne weiteres möglich, das vom Fahrzeugführer gewünschte Sollmoment der Brennkraft maschine anstatt aus der Stellung des Gaspedals aus der Stellung einer anderen vom Fahrzeugführer zu betätigenden Stelleinrichtung abzuleiten. Als weitere Steuervorrichtung 1.4 kann ein Tempomat vorgesehen sein. Dieser Tempomat wird vom Fahrzeugführer eingeschaltet, wenn eine bestimmte Sollfahr zeuggeschwindigkeit v_Fsoll konstant gehalten werden soll. Dieser Tempomat leitet ein Sollmoment der Brennkraftmaschine aus der realen Fahrzeuggeschwindigkeit v_F ab, indem eine Änderung in Richtung eines größeren Sollmomentes der Brennkraftmaschine abgeleitet wird, wenn die reale Fahrzeuggeschwindigkeit v_F unter die Sollfahrzeuggeschwindigkeit v_Fsoll gesunken ist. Ent sprechend wird eine Änderung in Richtung eines kleineren Soll momentes der Brennkraftmaschine abgeleitet, wenn die reale Fahrzeuggeschwindigkeit v_F die Sollfahrzeuggeschwindigkeit v_Fsoll übersteigt.

Da nun von der Auswertungseinheit 1.3, der Steuervorrich tung 1.4 und der Recheneinheit 1.1 verschiedene einzustellende Sollmomente der Brennkraftmaschine an die zentrale Regelein richtung 1.2 vorgegeben werden können, muß die zentrale Regel einrichtung 1.2 den von der Auswertungseinheit 1.3, der Steuervorrichtung 1.4 und der Recheneinheit 1.1 übergegebenen einzu stellenden Sollmomenten der Brennkraftmaschine Prioritäten zu ordnen. Wegen der Bedeutung für die Fahrsicherheit erhält dabei das von der Recheneinheit 1.1 übergebene Sollmoment der Brenn kraftmaschine die höchste Priorität vor dem von der Auswer tungseinheit 1.3 übergebenen Sollmoment der Brennkraftmaschine, wobei letzteres eine höhere Priorität erhält als das von der Steuervorrichtung 1.4 übergebene Sollmoment der Brennkraft maschine. Somit ist es dem Fahrzeugführer möglich, durch Betätigung des Gaspedals den Tempomaten auszuschalten und das Soll moment der Brennkraftmaschine selbst vorzugeben.

Außerdem sind sowohl die Recheneinheit 1.1 als auch die Steuer vorrichtung 1.4 und die Auswertungseinheit 1.3 mit einer Ein-/Ausgabeeinheit 1.5 eines automatischen Getriebes verbunden, so daß der Recheneinheit 1.1, der Steuervorrichtung 1.4 und der Auswertungseinheit 1.3 von der Ein-/Ausgabeeinheit 1.5 ein Signal übergeben werden kann, das den momentan eingelegten Gang des automatischen Getriebes und damit das Übersetzungsverhältnis repräsentiert. Gleichzeitig kann der Ein-/Ausgabeeinheit 1.5 von der Recheneinheit 1.1 ein Schaltsignal zugeführt werden, daß eine Hochschaltung des automatischen Getriebes bewirkt. Dieses Schaltsignal wird dem automatischen Getriebe dann zugeführt, wenn die maximal mög liche Reduzierung des Motormomentes der Brennkraftmaschine nicht ausreicht, um eine Reduzierung des Antriebsmomentes auf ein solches Maß zu bewirken, das von den Rädern des Kraftfahr zeuges übertragen werden kann. Analog kann bei einem Fahrzeug mit Handschaltgetriebe in diesem Fall dem Fahrzeugführer ein Informationssignal gegeben wird, daß diesem veranlaßt, einen höheren Gang einzulegen.

Entsprechend der Darstellung der Fig. 2 wird bei dem erfindungsgemäßen Antriebsschlupfregelsystem in einem Schritt (2.2) geprüft, ob angetriebene Räder verschiedener Fahrzeugseiten einen unzulässig hohen Schlupf aufweisen. Der Schlupf der angetriebenen Räder kann dabei bestimmt werden, indem die Raddrehzahlen der angetriebenen Räder mit einer Drehzahl verglichen werden, die der eines nicht angetriebenen Rades entspricht. Diese Drehzahl eines nicht angetriebenen Rades kann dabei errechnet werden, indem bei einem Fahrzeug mit Hinterradantrieb das arithmetische Mittel der Drehzahlen der Vorderräder als die Drehzahl eines nicht angetriebenen Rades definiert wird. Um einen unzulässig hohen Schlupf festzustellen, kann als Kriterium zunächst der aktuell bestimmte Schlupf β_akt mit einem Sollschlupf β_soll für das Rad verglichen werden. Dieser Sollschlupf β_soll kann dabei als konstant vorgegeben werden. In einer vorteilhaften Ausführungsform wird in einem Schritt (2.1.1) dieser Sollschlupf β_soll in Abhängigkeit der Fahrzeuglängsbeschleunigung a_x vorgegeben, wobei diese Abhän gigkeit linear ist und sich nach der Gleichung:

β_soll=k₁₁+k₁₂_*a_x

bestimmen kann. Der Koeffizient k₁₁ liegt dabei in einer Größenordnung von ca. 0,01, der Koeffizient k₁₂ liegt dabei in einer Größenordnung von ca. 0,05 s²/m. Wird in dem Schritt (2.2.1) festgestellt, daß der aktuell bestimmte Schlupf β_akt um einen bestimmten Betrag β_diff von dem Sollschlupf β_soll abweicht, wird in einem Schritt (2.3) die Antriebsschlupfrege lung aktiviert. Dieser bestimmte Betrag β_diff kann dabei in einer Größenordnung von z. B. 0,06 liegen. Eine besonders früh zeitige Erkennung eines unzulässig hohen Schlupfes kann dabei in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform erreicht werden, indem die sich aus der zeitlichen Ableitung der Raddreh zahl und dem dynamischen Radhalbmesser R_dyn ergebende Beschleunigung a_akt des entsprechenden angetriebenen Rades mit der sich aus der zeitlichen Ableitung der errechneten Raddreh zahl und dem dynamischen Radhalbmesser des nicht angetriebenen Rades a_soll verglichen wird, indem zweckmäßigerweise die Differenz dieser beiden Beschleunigungen bestimmt wird. Ein resultierendes Kriterium S_res für die Erkennung eines unzulässig hohen Schlupfes kann dabei in einem Schritt (2.1.2.) durch die Verknüpfung der beiden Kriterien erhalten werden als:

S_res=k₂₁_*(β_akt-β_soll)+k₂₂_*(a_akt-a_soll).

Die Konstante k₂₁ liegt dabei in der Größenordnung von ca. 1 und die Konstante k₂₂ liegt dabei in der Größenordnung von ca. 0,1 s²/m. Wird in einem Schritt (2.2.2) festgestellt, daß dieser Wert S_res einen bestimmten Betrag S_Schwelle1 übersteigt (siehe Fig. 3), erfolgt in einem Schritt (2.3) eine Aktivierung der Antriebsschlupfregelung. Dieser Betrag S_Schwelle1 kann dabei in einer Größenordnung von ca. 0,06 liegen. Eine Deaktivierung der Antriebsschlupfregelung kann dabei in einem Schritt (2.6) erfolgen, indem in einem Schritt (2.4) festge stellt wird, daß das aufgrund des ermittelten maximal übertragbaren Antriebsmomentes und der Achs- und Getriebeüber setzung bestimmte abzugebende Sollmoment der Brennkraftmaschine M_Brenn,soll das aufgrund der Stellung des Gaspedals abgeleitete von dem Fahrzeugführer vorgegebene Sollmoment der Brennkraft maschine M_{Brenn,Vorgabe} übersteigt und/oder indem in einem Schritt (2.5) festgestellt wird, daß der Fahrzeugführer die Bremsanlage des Fahrzeuges betätigt. Bei diesem Antriebs schlupfregelsystem ist es möglich, wenn nur angetriebene Räder einer Fahrzeugseite einen unzulässig hohen Schlupf aufweisen, diese Räder zur Reduzierung des an diesen Rädern wirkenden An triebsmomentes abzubremsen. Zweckmäßigerweise wird dabei die Temperatur dieser Bremsen überwacht. Erreicht diese Temperatur einen kritischen Wert, wird in einer vorteilhaften Ausfüh rungsform von der Recheneinheit (1.1) an die zentrale Regel einrichtung (1.2) ein Signal ausgegeben, das das von diesen angetrieben Rädern maximal übertragbare Antriebsmoment reprä sentiert.

Gemäß der Darstellung der Fig. 3 wird das maximal übertragbare Antriebsmoment in Abhängigkeit der Größe des resultierenden Kriteriums S_res nach zwei unterschiedlichen Verfahren V₁ und V₂ bestimmt. Hat das Schlupfkriterium einen Wert S_res größer als S_Schwelle1, so wird die Antriebsschlupfregelung aktiviert. Das maximal übertragbare Antriebsmoment wird dann nach dem in Fig. 4 dargelegten Verfahren V₁ ermittelt, bei dem ausgehend von dem sich aus Daten des Fahrzeuges ergebenden Moment M_ax ein maximal übertagbares Antriebsmoment ermittelt wird, indem von diesem Moment M_ax eine schlupfabhängige Abnahme M_abn dieses Momentes subtrahiert wird. Unterschreitet der Wert des Schlupfkriteriums S_res dann eine Schwelle S_Schwelle3, so wird das maximal übertragbare Antriebsmoment nach dem Verfahren V₂ bestimmt. Dieses Verfahren V₂ führt gegenüber dem Verfahren V₁ zu einem schnelleren Wiederanstieg des errechneten maximalen Antriebsmomentes als das Verfahren V₁. Überschreitet der Wert des Schlupfkriteriums S_res dann wieder eine Schwelle S_Schwelle2, so wird das maximal übertragbare Antriebsmoment wieder nach dem Verfahren V₁ berechnet. Es ergibt sich somit ein Zweipunktschalter mit Hysterese. Die Schwelle S_Schwelle3 kann dabei in der Größenordnung von ca. 0,01 liegen, die Schwelle S_Schwelle2 kann in der Größenordnung von ca. 0,03 liegen.

Entsprechend der Darstellung der Fig. 4 folgt nun eine Beschreibung des Verfahrens V₁. Erfolgt eine getaktete Erfassung sowie anschließende Verarbeitung der Raddrehzahlen, kann die schlupfabhängige Abnahme M_abn,akt des Momentes in dem aktuellen Taktschritt aus der schlupfabhängigen Abnahme M_abn,(akt-1) des Momentes des vorhergehenden Taktschrittes in einem Schritt (4.1) nach folgender Gleichung berechnet werden:

M_abn,akt=M_abn,(akt-1)*(1-k₃₁_*δβ).

Die Größe δβ ist dabei die Schlupfdifferenz zwischen dem Soll wert des Schlupfes β_soll und dem Schlupf β_akt der angetriebenen Räder des Kraftfahrzeuges; die Konstante k₃₁ liegt dabei in der Größenordnung von ca. 2. Der Anfangswert M_abn,1 ergibt sich dabei, indem im ersten Taktschritt das maximal übertragbare Antriebsmoment ohne Berücksichtigung des Momentes M_abn ermittelt wird. Ab dem zweiten Taktschritt steht somit rekursiv ein Wert M_abn,(akt-1) zur Verfügung.

Das sich aus den Daten des Fahrzeuges ergebende Moment M_ax wird dabei in einem Schritt (4.2) nach folgender Formel bestimmt:

M_ax=(F_W+m_Fzg*a_x)_*R_dyn.

In dieser Gleichung repräsentiert F_W die Roll- und Luftwider stände des Kraftfahrzeuges, m_Fzg ist das Leergewicht, a_x ist die Längsbeschleunigung und R_dyn ist der dynamische Radhalb messer. Dadurch, daß für die Masse des Kraftfahrzeuges das Leergewicht eingesetzt wird, ist in der Realität ein höheres Antriebsmoment übertragbar als dies durch Verwendung dieser Gleichung in dem Verfahren V₁ ermittelt wird.

Dies wird berücksichtigt, indem bei der Bestimmung des Soll momentes der Brennkraftmaschine nach dem Umrechnen des Antriebs momentes zu diesem Sollmoment in einem Schritt (4.3) ein Moment M_adapt addiert wird, das einen Startwert von ca. 80 Nm haben kann. Entsprechend dem Achs- und Getriebeübersetzungsverhältnis kann dieser Wert in ein entsprechendes Antriebsmoment M_Adapt,Antr umgerechnet werden. Erfolgt eine Umschaltung zwischen den beiden Verfahren V₁ und V₂, so wird der Wert dieses Momentes M_Adapt,Antr dahin gehend geändert, daß sich bei dieser Umschaltung ein stetiger Übergang zwischen den nach den beiden Verfahren V₁ und V₂ ermittelten maximalen übertragbaren Antriebsmomenten ergibt.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Verfahren V₁ wird somit das maximal übertragbare Antriebsmoment M_Antr,max bestimmt nach der Gleichung:

M_Antr,max=k₄₁_*M_ax+M_Adapt,Antr-k₄₂_*M_abn,

wobei die Konstante k₄₁ in der Größenordnung von ca. 1 und die Konstante k₄₂ in der Größenordnung von ca. 2 liegen können.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird bei aktivierter Antriebsschlupfregelung und geringer werdendem Schlupf der angetriebenen Räder das maximal mögliche Antriebs moment nach dem Verfahren V₂ entsprechend der Darstellung der Fig. 5 bestimmt. Ziel ist es, bei größer werdendem Reibbeiwert (abgeleitet aus niedriger werdendem Schlupf) eine Ermittelung des maximal übertragbaren Antriebsmomentes durchzuführen, die den realen Bedingungen möglichst nahe kommt.

Deswegen wird das maximal übertragbare Antriebsmoment in einem Schritt (5.1) in Form einer Rampe bzgl. der Zeit erhöht, wobei die Steigung dieser Rampe von dem bei dem Übergang von dem Verfahren V₁ zu dem Verfahren V₂ berechneten maximal übertrag baren Antriebsmoment M_Antr,über abhängt, wobei dieses Abhängig keit vorzugsweise linear ist.

Außerdem geht in die Berechnung des maximal übertragbaren Antriebsmomentes nach dem Verfahren V₂ in einem Schritt (5.2) noch das maximal aufgetretene Moment M_ax,max während der Berechnung des maximal übertragbaren Antriebsmomentes ein, das sich analog der Erläuterung zu der Bestimmung des Momentes M_ax in der Beschreibung der Fig. 4 aus den Daten des Fahrzeuges ergibt.

Außerdem wird in einem Schritt (5.3) eine Größe M_Adapt,Antr addiert, die eine solche Größenordnung annimmt, daß bei dem Übergang von der Berechnung des maximal übertragbaren Antriebsmomentes nach dem Verfahren V₁ zu der Berechnung des maximal übertragbaren Antriebsmomentes nach dem Verfahren V₂ ein stetiger Übergang erfolgt.

In einem Schritt (5.4) erfolgt noch eine Addition eines Momentes M_time, die einen Anstieg des ermittelten maximal übertragbaren Antriebsmomentes mit der Zeit bewirkt und zwar in Abhängigkeit von der Größe des aktuellen Schlupfes β_akt, sowie von dem Krümmungsradius und der Geschwindigkeit bei einer Fahrt durch eine Kurve. Dieses Moment M_time ergibt sich dabei:

M_time=(k₅₃_*S_Schwelle2-β_akt)_*(k₅₄+k₅₅/(k₅₆+|Ω_vl-Ω_vr|))_*δt.

Dabei kann die Konstante k₅₃ in der Größenordnung von ca. 1,5 liegen, die Konstante k₅₄ in der Größenordnung von ca. 10 000 Nm/s, die Konstante k₅₅ in der Größenordnung von ca. 30 000 Nm/s² und die Konstante k₅₆ in der Größenordnung von ca. 1000/s. Die Größen Ω_vl und Ω_vr bezeichnen die Drehzahlen der nicht angetriebenen Räder vorne links und vorne rechts.

Somit erfolgt die Berechnung des maximal übertragbaren Antriebsmomentes nach dem Verfahren V₂ nach der Gleichung:

M_Antr,max=k₅₁_*M_Antr,über*δt+k₅₂_*M_ax,max+M_Adapt,Antr+M_time.

Dabei kann die Konstante k₅₁ in der Größenordnung von ca. 0,2_*1/s liegen und die Konstante k₅₂ in der Größenordnung von ca. 1. Die Größe δt repräsentiert dabei die Zeitspanne, die seit dem Übergang der Berechnung des maximal übertragbaren Antriebsmomentes von dem Verfahren V₁ zu dem Verfahren V₂ ver gangen ist.

Es hat sich außerdem als zweckmäßig erwiesen, entsprechend der Darstellung der Fig. 6 bei der Berechnung des maximal über tragbaren Antriebsmomentes nach einem der Verfahren V₁ oder V₂ in einem Schritt (6.1) ein Moment M_add zu bestimmen, das nach folgender Gleichung berechnet werden kann:

M_add=K_P*δβ-K_D*δa-K_S*sign(δβ)_*δa.

Dabei haben die Konstanten in etwa folgende Werte:

K_P≈6000 Nm, K_D≈30 Ns², K_S≈20 Ns².

Die Größe δβ ist die Differenz zwischen dem Sollschlupf β_soll und dem Istschlupf β_akt; die Größe δa ist die Differenz zwischen der sich aus der Umfangsgeschwindigkeit des angetriebenen Rades mit der höchsten Drehzahl Ω_high ergebende Beschleunigung und der Fahrzeugbeschleunigung a_x, die sich aus wenigstens einer der Drehzahlen der nicht angetriebenen Räder bestimmt, indem beispielsweise bei Verwendung der Drehzahlen mehrer nicht angetriebener Räder das arithmetische Mittel dieser Drehzahlen als Referenzdrehzahl Ω_ref verwendet wird. Es gilt somit:

δβ=β_soll-β_akt,

δa=R_dyn*(dΩ/dt_high-dΩ/dt_ref).

In einem Schritt (6.2) wird dieses bestimmte Moment M_add zu dem bisher in einem der Verfahren V₁ und V₂ ermittelten maximalen übertragbaren Antriebsmoment addiert, um endgültig das maximal übertragbare Antriebsmoment zu erhalten.

Die Fig. 7 zeigt ein Kennlinienfeld des Motormomentes über der Drehzahl mit einer Parametierung der eingespritzten Kraft stoffmenge bei der optimalen Betriebstemperatur der Brenn kraftmaschine. Aus diesem Kennlinienfeld kann einer vorgege benen Drehzahl und einem vorgegebenen Motormoment eine bestimmte Kennlinie zugeordnet werden, aus der sich dann ent sprechend der Parametierung die Menge des einzuspritzenden Kraftstoffes ergibt. Unterschiedliche Betriebstemperaturen der Brennkraftmaschine können dabei berücksichtigt werden, indem entsprechend der beispielsweise aufgrund der Öltemperatur und/oder der Kühlmitteltemperatur bestimmten Betriebstemperatur die aufgrund des Kennlinienfeldes der Fig. 7 bestimmte einzu spritzende Kraftstoffmenge mit einem sich beispielsweise auf grund der Kennlinie der Fig. 8 ergebenden Multiplikationsfaktor der einzuspritzenden Kraftstoffmenge über der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine zur Erzeugung eines konstanten Motormomentes bei verschiedenen Betriebstemperatur multipli ziert wird.

Claims

1. Verfahren zur Regelung des Schlupfes angetriebener Räder eines Kraftfahrzeuges mit einer Brennkraftmaschine,

- wobei das Kraftfahrzeug durch eine Brennkraftmaschine ange trieben wird, deren Stellgrößen durch eine zentrale Regel einrichtung geregelt werden,
- wobei von einer Recheneinheit laufend der Istschlupf der angetriebenen Räder erfaßt und mit dem Sollschlupf verglichen wird,
- wobei im Falle, daß der Istschlupf von mindestens zwei ange triebenen Rädern verschiedener Fahrzeugseiten von dem Soll schlupf um einen bestimmten Schlupfschwellwert abweicht, von der Recheneinheit ein in dieser gebildetes Signal an die zentrale Regeleinrichtung ausgegeben wird und
- wobei beim Auftreten dieses Signals von der zentralen Regel einrichtung mindestens eine Stellgröße der Brennkraftmaschine so geändert wird, daß eine Reduzierung des von der Brenn kraftmaschine abgegebenen Motormomentes erfolgt,

dadurch gekennzeichnet,

- daß in der Recheneinheit (1.1) das von den Rädern des Fahr zeuges maximal übertragbare Antriebsmoment ermittelt wird,
- daß das Signal das ermittelte maximal übertragbare Antriebs moment unmittelbar repräsentiert und von der Rechenein heit (1.1) an den Eingang der zentralen Regeleinrich tung (1.2) ausgegeben wird und
- daß die zentrale Regeleinrichtung (1.2) so ausgelegt ist, daß in Abhängigkeit von dem das ermittelte maximale übertragbare Antriebsmoment repräsentierenden Signal mindestens eine Stellgröße der Brennkraftmaschine so geändert wird, daß eine Reduzierung des von der Brennkraftmaschine abgegebenen Motormomentes erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das maximal übertragbare Antriebsmoment nach einem Verfahren V₁ ermittelt wird, indem von einem Moment M_ax, das aus der Längsbeschleunigung, der Fahrzeugmasse, den Roll- und Luft widerstandskräften sowie dem dynamischen Radhalbmesser ermittelt wird, ein von dem Grad des Schlupfes abhängiges Moment M_abn abgezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abhängigkeit des abzuziehenden Momentes M_abn von dem Schlupf linear ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kriterium für das Aktivieren einer Regelung des Antriebsschlupfes zur Bestimmung eines Schlupfkriteriums S_res eine Bewertung sowohl des aktuell bestimmten Schlupfes β_akt verglichen mit einem Sollschlupf β_soll für das Rad als auch der aktuell bestimmten Radbeschleunigung a_akt verglichen mit einer Sollbeschleunigung a_soll für das Rad entsprechend der Fahr zeugbeschleunigung a_x erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollschlupf β_soll in Abhängigkeit von der Fahrzeug längsbeschleunigung a_soll ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Schlupfschwellenwerte S_Schwelle1, S_Schwelle3 vorgesehen sind, bei deren Unter- bzw. Überschreiten das maximal übertragbare Antriebsmoment durch Verwendung unterschiedlicher Verfahren V₁ und V₂ ermittelt wird,

- wobei eine Aktivierung der Regelung des Antriebsschlupfes erfolgt, wenn das Schlupfkriterium S_res den Schlupfschwellen wert S_Schwelle1 überschreitet und wobei dann das maximal übertragbare Antriebsmoment nach dem Verfahren V₁ ermittelt wird,
- wobei bei Unterschreiten des Schlupfkriteriums S_res unter den Schlupfschwellenwert S_Schwelle3 das maximal übertragbare Antriebsmoment nach einem Verfahren V₂ ermittelt wird, wobei dieses nach dem Verfahren V₂ ermittelte maximal übertragbare Antriebsmoment schneller ansteigt als ein nach dem Verfahren V₁ ermitteltes maximal übertragbares Antriebsmoment bei Unterschreiten des Schlupfkriteriums S_res unter einen Schlupf schwellenwert S_Schwelle3.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ermittelung des maximal übertragbaren Antriebsmomentes nach dem Verfahren V₂ erfolgt, indem das ermittelte maximal übertragbare Antriebsmoment M_Antr,max zumindest teilweise aus einem Moment besteht, das in Form einer Rampe mit der Zeit ansteigt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstieg der Rampe des Momentes von dem bei dem Übergang der Ermittelung des maximal übertragbaren Antriebsmomentes M_Antr,max von dem Verfahren V₁ zu dem Verfahren V₂ abhängt, wobei diese Abhängigkeit insbesondere linear ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstieg der Rampe des Momentes abhängt von der Diffe renz des aktuellen Schlupfes β_akt zu einem Schlupfschwellenwert S_Schwelle2 und von dem Krümmungsradius und der Geschwindigkeit bei einer Fahrt durch eine Kurve.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das nach dem Verfahren V₂ ermittelte maximal übertragbare Antriebsmoment M_Antr,max zu einem Teil aus einem Moment M_ax besteht, das aus der Längsbeschleunigung, der Fahrzeugmasse, den Roll- und Luftwiderstandskräften sowie dem dynamischen Radhalbmesser ermittelt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung des maximal übertragbaren Antriebsmomentes M_Antr,max bei Überschreiten eines Schlupfschwellenwertes S_Schwelle2 durch das Schlupfkriterium S_res wiederum nach dem Verfahren V₁ erfolgt, wenn das Schlupfkriterium S_res vorher unter den Schlupfschwellenwert S_Schwelle3 gefallen war, wobei der Wert des Schlupfschwellenwertes S_Schwelle2 zwischen den Werten der Schlupfschwellenwerte S_Schwelle3 und S_Schwelle1 liegt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem ermittelten maximal übertragbaren Antriebsmoment M_Antr,max entsprechend dem Übersetzungsverhältnis, das sich aus dem Achs- und Getriebeübersetzungsverhältnis ergibt, ein Soll moment für das Motormoment der Brennkraftmaschine ermittelt wird, wobei zu diesem Sollmoment ein Moment M_Adapt addiert wird, wobei der Wert dieses Momentes M_Adapt bei jedem Übergang der Ermittelung des maximal übertragbaren Antriebsmomentes von dem Verfahren V₁ zu dem Verfahren V₂ oder umgekehrt dahin gehend verändert wird, daß sich ein insgesamt stetiger Verlauf des ermittelten maximal übertragbaren Antriebsmomentes ergibt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein insgesamt maximal übertragbares Antriebsmoment M_Antr,max ermittelt wird, indem zu dem bisher ermittelten maximal übertragbaren Antriebsmoment M_Antr,max ein Moment M_add addiert wird, das die Abweichung des aktuell vorliegenden Schlupfes β_akt von dem Sollschlupf β_soll als einen P-Anteil sowie die Abweichung der Radbeschleunigung a_akt von der Soll beschleunigung als einen D-Anteil berücksichtigt, wobei gleichzeitig ein gemischter Term auftritt, der berücksichtigt, ob der Schlupf β_akt des entsprechenden Rades einem Wert ent spricht, der sich auf dem den stabilen oder den instabilen Ast der Schlupfkurve kennzeichnenden Teil befindet.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten des Schlupfschwellwertes S_Schwelle1 des Schlupfkriteriums S_res von einem oder mehreren angetriebenen Rädern lediglich einer Fahrzeugseite eine Betätigung der Bremsen dieser angetrieben Räder so erfolgt, daß der Schlupf β_akt dieser angetriebenen Räder dem Sollschlupf β_soll entspricht.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen einer kritischen Belastung der betätigten Bremsen der angetriebenen Räder von der Recheneinheit (1.1) ein das von diesen angetriebenen Rädern maximal übertragbare Antriebsmoment repräsentierendes Signal an die zentrale Regel einrichtung (1.2) ausgegeben wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß von der Recheneinheit (1.1) an eine Ein-/Ausgabeeinheit (1.5) des automatischen Getriebes im Fahr zeug ein eine Hochschaltung bewirkendes Schaltsignal ausgegeben wird, wenn das von der Brennkraftmaschine abzugebende Soll moment so niedrig ist, daß dieses abzugebende Sollmoment das im Leerlauf von der Brennkraftmaschine zur Verfügung gestellte Motormoment erreicht.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das der Ein-/Ausgabeeinheit (1.5) übergebene Schaltsignal ein Einlegen des Ganges des automatischen Getriebes bewirkt, für den entsprechend dem maximal übertragbaren Antriebsmoment M_Antr,max und der Getriebeübersetzung das von der Brennkraft maschine abzugebende Sollmoment über dem im Leerlauf von der Brennkraftmaschine zur Verfügung gestellten Motormoment liegt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß von der Recheneinheit (1.1) dem Fahrzeugführer ein Infor mationssignal ausgegeben wird, das diesem empfiehlt, in dem Handschaltgetriebe einen höheren Gang einzulegen, wenn das von der Brennkraftmaschine abzugebende Sollmoment so niedrig ist, daß diese abzugebende Sollmoment das im Leerlauf von der Brennkraftmaschine zur Verfügung gestellte Motormoment erreicht.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Auswertungseinheit (1.3) aus einer vom Fahr zeugführer zu betätigenden Einrichtung, insbesondere dem Gas pedal, ein Signal generiert wird, das dem von der Brennkraftmaschine angeforderten Sollmoment unmittelbar ent spricht und daß dieses Signal der zentralen Regeleinrichtung (1.2) der Brennkraftmaschine zugeführt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Recheneinheit (1.1) an die zentrale Regelein richtung (1.2) der Brennkraftmaschine übergebene Signal Prio rität vor dem von der Auswertungseinheit (1.3) an die zentrale Regeleinrichtung (1.2) übergebenen Siganl erhält, solange das von der Auswertungseinheit (1.3) an die zentrale Regeleinrich tung (1.2) übergebene Signal ein größeres Sollmoment der Brennkraftmaschine repräsentiert als das von der Rechenein heit (1.1) an die zentrale Regeleinrichtung (1.2) der Brenn kraftmaschine übergebene Signal.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Steuervorrichtung (1.4) die die Fahrzeugge schwindigkeit v_F auf einem konstanten Wert halten soll, der zentralen Regeleinrichtung (1.2) ein Signal übergeben wird, das unmittelbar das von der Brennkraftmaschine abzugebende Soll moment zur Aufrechterhaltung der Fahrzeuggeschwindigkeit reprä sentiert.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Steuervorrichtung (1.4) an die zentrale Regel einrichtung (1.2) übergebenes Signal eine niedrigere Priorität erhält als ein von der Auswertungseinheit (1.3) an die zentrale Regeleinrichtung übergebenes Signal, sofern dieses letztere Signal einem Sollmoment entspricht, aus dem auf eine Betätigung der von der Auswertungseinheit (1.3) ausgewerteten Einrichtung durch den Fahrzeugführer geschlossen wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß in der zentralen Regeleinrichtung (1.2) der Brennkraft maschine die Betriebstemperatur dahin gehend ausgewertet wird, daß in Abhängigkeit des Abweichens der Betriebstemperatur von der Sollbetriebstemperatur eine Erhöhung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge bezogen auf die Einspritzung bei einer vorge gebenen Drehzahl zum Erreichen eines vorgegebenen Motormomentes bei der Sollbetriebstemperatur angesteuert wird.