DE4229560A1 - Antriebsschlupfregelsystem - Google Patents
AntriebsschlupfregelsystemInfo
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Description
Aus der DE-A1 40 30 881 ist ein Antriebsschlupfregelsystem mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 bekannt. Auch dort
werden die gleichen Eingangsgrößen verwendet, und auch dort dient
die Differenz Δw der Drehgeschwindigkeiten der angetriebenen Räder
als ein Regelkriterium. Schließlich ist auch dort ein Dämpfungsregler
vorhanden, der die Motordrehgeschwindigkeit mit verarbeitet.
Die Erfindung beinhaltet eine Verbesserung der Reglereigenschaften,
so daß es zu einer Verbesserung der Differentialsperrwirkung durch
Bremseneingriff kommt.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 den Regelkreis als Blockschaltbild,
Fig. 2 ein detailliertes Blockschaltbild,
Fig. 3
und 4 Diagramme zur Erläuterung.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Fahrzeug bezeichnet, an dem die vier Radgeschwindigkeiten
wLV, wLH, wRV und wRH sowie die Motordrehgeschwindigkeit
wmot gemessen werden. Diese Meßwerte werden einem
Bremsmomentenregler 2 zugeführt, der Sollbremsmomente MB*L und
MB*R erzeugt. ein Ventilansteuerblock 3 setzt diese Sollbremsmomente
inVentilansteuerzeiten tVL und tVR um. In diesen
Ansteuerzeiten wird z. B. ein 3/3-Ventil in einer Hydraulikeinheit 4
in eine Druckaufbaustellung oder Druckabbaustellung gesteuert und
damit Bremsdruck an den Radbremsen der angetriebenen Räder eingesteuert,
wodurch am Fahrzeug 1 Bremsmomente MBL bzw. MBR entstehen.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des Reglers samt der Ventilansteuerung.
Einem Block 5 werden über Klemmen 6 die vier Radgeschwindigkeiten
und die Motordrehgeschwindigkeiten zugeführt. Im Block
5 wird die Drehzahldifferenz der angetriebenen Räder Δw=(wL-wR)
und die gefilterte Drehzahldifferenz Δw′ gebildet.
An den Block 5 ist ein PID-Bremsregler angeschaltet, der einen
Proportionalregler 7, einen Integralregler 8, einen Differentialregler
9 und einen Dämpfungszweig 10 aufweist.
Die Sollbremsmomente werden aus den Anteilen des PID-Reglers und des
Dämpfungseingriffs bestimmt. Hier können bei Erweiterungen des
Reglers problemlos Sollbremsmoment-Anteile zusätzlicher Reglermodule
hinzugefügt werden (z. B. zur gleichzeitigen Abbremsung beider
Antriebsräder).
Die Anteile des PID-Reglers werden in einem Block 11 zu
uPID = uP + xI + uD
zusammengefaßt.
Es werden drei Fälle unterschieden:
- 1) Wenn Δw′<0 und uPID<0 erfüllt ist, wird das linke Rad abgebremst: MB*L = uPID + u DP, MB*R = 0;
- 2) wenn Δw′<0 und uPID0 erfüllt ist, wird das rechte Rad abgebremst: MB*L = 0, MB*R = - uPID + uDP;
- 3) andernfalls wird kein Rad abgebremst: MB*L = 0, MB*R = 0.
Dies ist in Fig. 2 für den Fall 1) durch einen Vergleicher 12
(Δw′0), einen Vergleicher 14 (UPID<0), ein Und-Gatter 16, einen
Addierer 18, eine Ventilansteuerung 19 und ein 3/3-Ventil 20
realisiert, wobei das Ausgangssignal des Und-Gatters 16 bei Vorliegen
der beiden Bedingungen den Addierer 18 aktiviert, der dann
MB*L aus den Ausgängen des Addierers 11 und des Zweigs 10
bildet. Das Ausgangssignal des Addierers 18 wird in einem Block 19
in eine Ventilansteuerzeit für das Ventil 20 umgesetzt, wobei die
Zeit so bemessen ist, daß ein dem Sollbremsmoment entsprechender
Druck an der Bremse eingesteuert wird.
Für den Fall 2) sind entsprechende Blöcke 13, 15, 17 und 21 bis 23
vorgesehen.
Im Fall 3) erfolgt keine Ansteuerung der Ventile.
Es wird nun auf den Aufbau des Bremsreglers bzw. seiner Zweige eingegangen.
Im ansteigenden Ast der Schlupfkurve (Fig. 3) verhält sich das Rad
stabil; eine relativ kleine Auslenkung des Bremsmoments führt nur zu
einer geringen Schlupf- bzw. Drehzahländerung. Im abfallenden Ast
bzw. horizontalen Ast der Schlupfkurve ist das Rad dagegen instabil;
eine relativ kleine Bremsmoment-Auslenkung bewirkt eine große
Schlupf- bzw. Drehzahländerung.
Die Regelstrecke ist deshalb nicht linear. Ihre Parameter sind
darüber hinaus wegen des Motoreinflusses gangabhängig. Diese Nichtlinearitäten
werden durch entsprechende Nichtlinearitäten im
PID-Regler berücksichtigt. Hierzu muß der jeweilige Betriebszustand
ermittelt werden. Dies geschieht im Block 5.
Wie später gezeigt wird, muß bekannt sein, in welchem Gang gefahren
wird. Dies kann durch folgenden Vorgang geschehen.
Die Motordrehgeschwindigkeit wmot und die Drehgeschwindigkeit der
Kardanwelle wk=(wL+wR)/2 werden jeweils durch einen
Tiefpaß gefiltert:
w′mott+1 = ag * w′mott + (1 - ag) * wmot ,
w′kt+1 = ag * w′Kt + (1 - ag) * wk ,
wobei ag eine Filterkonstante ist, die z. B. 0,9 ist. Die Getriebeübersetzung
der i-ten Fahrstufe wird mit ig(i) bezeichnet.
Ein Zähler i wird so lange inkrementiert, i=i+1, bis
|w′mott/ig(i) - w′kt| < ε4
ist.
Für die Fahrstufe FS gilt dann: FS=i. ε4 ist ein Schwellenwert
(z. B. 4). Der geschilderte Vorgang wird im Block 5 durchgeführt, wie
auch das Erkennen eines Motorschleppmomentes. Der Regler soll dann
abgeschaltet werden, wenn sich ein Antriebsrad im Motorbremsschlupf
befindet.
Die auf Raddrehgeschwindigkeit umgerechnete Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
wird mit wRef bezeichnet. wref läßt sich durch
wref = (wL,NA + wR,NA)/2
berechnen. Hierbei bezeichnen wL,NA und wR,NA die Raddrehgeschwindigkeiten
der nicht angetriebenen Räder.
Auf Schleppbetrieb SB wird erkannt, wenn
(min (wL, wR) - wRef)/(wRef + ε5) < - ε6
ist,
wobei ε5 und ε6 wieder Schwellenwerte sind (z. B. ε5=1;
ε6=0,2). Trifft die Bedingung zu, so werden z. B. über eine
Leitung 24 die Und-Gatter 16 und 17 gesperrt und somit die Regelung
abgeschaltet. In Block 5 wird auch der Sollwert für die Differenzdrehzahl
an die Fahrzeuggeschwindigkeit und an eine Mindest-Motordrehzahl
angepaßt. Der Motor stirbt dann auch bei untertouriger
Fahrweise (z. B. Anfahren im 2. Gang) nicht ab, wenn die Mindest-
Motordrehzahl eingehalten wird.
Die Vorgabe ΔΩ * m(WRef) (z. B. 5) kann auf den jeweiligen Fahrzeugtyp
angepaßt werden. Mit der auf Raddrehgeschwindigkeit umgerechneten
und deshalb von der Fahrstufe abhängigen Mindest-Motordrehgeschwindigkeit
wmotmin(FS) berechnet sich der Sollwert
Δw* zu
Δw* = max (ΔΩ* (wRef), 2 *
(wmotmin (FS) - min (wL, wR))).
Die Dynamik der Regelstrecke wird aus den obengenannten Gründen
stark davon bestimmt, ob das µ-high-Rad im stabilen oder im
instabilen Ast der Schlupfkurve ist. Für die beiden Fälle
- 1) µ-high-Rad ist instabil und
- 2) µ-high-Rad ist stabil
werden deshalb unterschiedliche Reglerparametersätze verwendet.
Diese Unterscheidung ist beim µ-low-Rad nicht notwendig, weil es
sich normalerweise im instabilen Ast der Schlupfkurve befindet. Die
Erkennung des Zustandes 1) wird im Block 5 durch folgenden Vorgang
erreicht: Es ist ein Tiefpaß-Filter vorgesehen, das folgender
Beziehung entspricht:
yst+1 = as * yst + (1 - as) * min
(wL - wL,NA, wR - wR,NA).
Auf Fall 1) und somit instab=1 wird erkannt, wenn
yst+1 < ε7
ist, wobeik ε7 ein Schwellwert, z. B. 2, ist; andernfalls ist instab
=0.
Der Antriebsstrang neigt infolge von Elastizitäten zu Schwingungen
im Frequenzbereich 8-12 Hz. Ein Dämpfungseingriff soll dafür
sorgen, daß diese Schwingungen durch Reglereingriffe nicht angeregt
werden.
Für den Dämpfungseingriff wird der in der DE-A1 40 30 881 beschriebene
Dämpfungsregler lediglich um zwei Totzeitglieder ergänzt. Die
Totzeitglieder sorgen für die richtige Phasenlage des Dämpfungseingriffs:
Im Zweig 10 wird uDP wie folgt gebildet:
uDP = kDP * (wmott-Ttot/T/ig (FS) - wkt-Ttot/T).
wmot und FS=ig wird vom Block 5 geliefert.
Ein Totzeitglied besteht aus Ttot/TAbtast-Speichern, wobei z. B.
die Totzeit =60 ms, die Abtastzeit =20 ms beträgt. Es werden 3
Speicher verwendet, wobei der 1. Speicher den alten, d. h. vom vorangegangenen
Abtastschritt stammenden Wert enthält und der 2. Speicher
den alten Wert des ersten Speichers enthält usw.
Der Wert des 1. Speichers ist also 20 ms "alt", der
Wert des 2. Speichers ist 40 ms und der
Wert des 3. Speichers ist 60 ms "alt".
Der P-Anteil UP des Reglers dient vor allem zur Stabilisierung des
Regelkreises; er wird im Zweig 7 gebildet, und zwar wird dort die
Differenzdrehzahl Δw=wL-wR aus Block 5 bei instab=0 zur
Vermeidung von Schwingungsanregungen durch einen Tiefpaß gefiltert;
es gilt:
w′t+1 = aP * Δw′t + (1 - aP) * Δwt; für instab = 0
w′t+1 = Δwt+1; für instab = 1
Wenn das Rad unterbremst ist treten wegen der Nichtlinearität der
Schlupfkurve größere Regelabweichungen auf als wenn es überbremst
ist. Dies wird im P-Anteil durch zwei unterschiedliche Verstärkungsfaktoren,
nämlich kP1 (für unterbremstes Rad) und kP2 (für überbremstes
Rad) berücksichtigt. Beide Reglerparameter sind von der
Fahrstufe FS und vom Zustand instab abhängig. Der Verstärkungsfaktor
kP2 hängt zusätzlich vom Integratorzustand xI ab:
kP2 = kP2 (FS,instab,xI).
kP2 kann beispielsweise so gewählt werden, daß
kP2 = 0 für |xI| < ε8
(ε8 ist ein Schwellenwert, z. B. 200.)
Der P-Anteil berechnet sich zu:
uP = kP1 (FS) * (|Δw′t| - Δw*) sign (Δw*)) für
|Δw′t| < Δw*
uP = kP2 (FS,xI) * (|Δw′t| - Δw*) sign (Δw*)) für
|Δw′t| < Δw*,
wobei ±Δw und ±Δw* vom Block 5 kommen.
Der D-Anteil verbessert die Phasenlage des Reglers.
Beim Differenzieren der Raddrehgeschwindigkeit wird das gewünschte
Signal durch die obenerwähnten Radschwingungen erheblich verfälscht.
Die Raddrehbeschleunigung wird deshalb bei herkömmlichen
Differenzierern sehr stark gefiltert, was mit einer großen Phasenverschiebung
verbunden ist.
Die Störung durch die Radschwingungen ist dann relativ klein, wenn
zum Differenzieren die um die Schwingungsdauer TS zurückliegende
Raddrehgeschwindigkeit von der aktuellen Raddrehgeschwindigkeit abgezogen
wird. Dies zeigt das Diagramm der Fig. 4.
Wenn Ts ein Vielfaches des Abtastintervalls des Rechners ist,
erhält man
YDt = Δwt - Δwt-Ts/T.
Δwt±Ts wt+Ts muß jeweils abgespeichert sein.
Δwt-Ts/T muß also in einem Totzeitglied abgespeichert werden.
yD wird später auch noch für die Berechnung des Integrationszustands xI verwendet.
Δwt-Ts/T muß also in einem Totzeitglied abgespeichert werden.
yD wird später auch noch für die Berechnung des Integrationszustands xI verwendet.
Für den D-Anteil ergibt sich
uD = kD * yD,
wobei KD ein Verstärkungsfaktor, z. B. 10 ist. Dieser Vorgang spielt
sich im Zweig 9 ab.
Der I-Anteil xI wird im Zweig 8 gebildet und stellt den stationären
Endwert für das Bremsmoment ein.
Es gibt analog zum P-Anteil (7) zwei unterschiedliche Verstärkungsfaktoren:
kI1 für |Δw|Δw* und kI2 für |Δw|<Δw*. Beide
Regelparameter sind wiederum von FS und instab abhängig.
Für |Δw|<Δw* werden zwei Fälle unterschieden:
Wenn zusätzlich -|yD| * sign(Δw)<yDmin und |Δw|<ε9
erfüllt sind, gilt
- 1) xIt+1 = xIt * (yD - yDmin * sign (Δw)), andernfalls gilt
- 2) xIt+1 = xIt + min (kI1 * (|Δw| - Δw*), Δxmax) sign (Δw).
yD kommt vom Zweig 9; KI1 und KI2 sind z. B. 0,1, 0,6.
yDmin ist ein fester Wert, nämlich ein Applikationsparameter, z. B. 2.
Ist |Δw|Δw* so werden ebenfalls zwei Fälle unterschieden:
Wenn zusätzlich |Δw|<ε10 und |Δw′|<ε10 erfüllt sind, gilt - 3) xIt+1 = aI * xIt, andernfalls gilt
- 4) xIt+1 = xIt + kI2 * (Δw* - |Δw|) * sign (|Δw|).
Ungünstige Anfangszustände des Integrators werden durch
xIt+1 = max (|xIt+1|, kIAnf * |uP|) * sign (uP)
vermieden. ε10 ist wieder ein Schwellwert, z. B. 0,1.
aI ist eine Filterkonstante, z. B. 0,9.
Die Umrechnung der Sollbremsmomente in Ventilansteuerzeiten in den
Blöcken 19 und 22 wird in den folgenden Absätzen näher erläutert.
Diese Blöcke haben die Aufgabe, die Dynamik der Bremshydraulik
regelungstechnisch zu kompensieren, so daß sie bei der Entwicklung
und Auslegung des Bremsmomentreglers nicht mehr explizit berücksichtigt
werden muß.
In der Hydraulik werden die Ventilöffnungszeiten zum Radbremsdruck
bzw. Radbremsmoment aufintegriert. In der Ventilansteuerung wird
umgekehrt aus dem Sollmoment die Ventilöffnungszeit bestimmt; die
Ventilansteuerung wirkt somit wie ein Differenzierer, welcher die
integrierende Wirkung der Hydraulik kompensiert.
Die Geschwindigkeit, mit der sich der Druck im Radbremszylinder
ändert, ist eine nichtlineare Funktion des Drucks:
dp/dt = f (P).
Diese Nichtlinearität wird kompensiert, indem die Ventilöffnungszeit
in Abhängigkeit von einem Schätzdruck pd berechnet wird.
Der Solldruck p* wird aus der Eingangsgröße Sollbremsmoment MB*
berechnet:
p* = MB*/chyd,
wobei chyd das für ein Fahrzeug konstante Verhältnis zwischen
Bremsmoment zu Bremsdruck ist. Für die vom Regelalgorithmus
berechnete Ventilöffnungszeit tv gilt:
tv<0: Druckabbau
tv=0: Druckhalten
tv<0: Druckaufbau
tv=0: Druckhalten
tv<0: Druckaufbau
Die Werte von tv sind auf Vielfache der minimalen Ventilöffnungszeit
tmin beschränkt, wobei das Abtastintervall T als maximal
zulässige Ventilöffnungszeit ebenfalls ein Vielfaches von tmin
sein muß:
tv = -T, . . ., -2 tmin, -tmin, 0, tmin, . . ., T.
In einem eindimensionalen Kennfeld Δpauf(pd) ist für
äquidistante Werte von pd der auf die Zeiteinheit tmin bezogene
Druckanstieg
Δpauf(Pd) = dp/dt|pd * tmin
abgelegt. Analog enthält Δpab(pd) die Werte für Druckabbau.
Der ROM-Bedarf von Δpauf(pd) und Δpab(pd) läßt sich
verringern, wenn man die relativ glatten Funktionen durch lineare
Interpolation zwischen wenigen Stützstellen berechnet oder durch
eine analytische Funktion approximiert. Diese Maßnahmen führen aber
zu größeren Rechenzeiten und zusätzlichem ROM-Bedarf für die
Berechnungen.
Bei der Bestimmung von tv werden 5 Fälle unterschieden:
- 1) Kleiner Solldruck: p*<ε1⇒tv=-T (ε1, z. B. 1)
- 2) Großer Solldruck: p*<p vor -ε2⇒tv=T (ε2, z. B. 1)
- 3) Tote Zone bei geringer Druckabweichung: |p*-pd|<ε3⇒tv=0 (ε3, z. B. 2)
- 4) Druckaufbau: p*<pd+ε3 Der Schätzdruck pdt wird solange integriertpdt+1 = pdt + pauf(pd)und der Zähler t inkrementiertK = K + 1; K ist der Zählerstandbis entweder pdt<p* oder tv=t=t+1 * tmin<T erfüllt ist. Im Fallep* - pdt+1 < pdt - p*gilt der vorherige Schätzwert pd = pdt-1und die vorherige Ventilöffnungszeittv = (K - 1) * tmin.
- 5) Druckabbau: p*<pd-ε3⇒ Der Schätzdruck pdt wird solange integriertpdt+1 = pdt + Δpab(pd)und der Zähler t inkrementiertK = K + 1bis entweder pdtp* oder tv=-K * tmin-T erfüllt ist. Im Fallepdt+1 - p* < p* - pdtgilt der vorherige Schätzwertpd = pdt-1und die vorherige Ventilöffnungszeittv = - (K - 1) * tmin.
Bei dieser Berechnungsmethode für die Ventilöffnungszeit wird kein
"inverses" Hydraulikmodell benötigt.
Nachfolgend werden die Modifikationen für Allrad-Antrieb beschrieben:
Die Kardanwellen-Drehgeschwindigkeit wk wird dann aus dem Mittelwert
aller vier Raddrehgeschwindigkeiten gebildet:
wk = (wL,V + wL,H + wR,V + wR,H)/4.
Die Referenzgeschwindigkeit wRef kann bei Allrad-Fahrzeugen nur
sehr schwer abgeschätzt werden. Deshalb wird bei der Stabilitätserkennung
auf wRef verzichtet. Auf Instabilität des µ-high-Rades
wird dann erkannt (instab=1), wenn es in einem Zeitraum T * (k+1)
seine Drehgeschwindigkeit oft oder stark ändert, d. h. wenn
|wi,t - wi,t-1| + |wi,t-1 - wi,t-2| + |wi,t-k - wi,t-k-1| < ε11
ist; hierbei ist i=L für Δw<0 und i=R für Δw0.
Der oben beschriebene PID-Regler wird zur Regelung der Differenzdrehzahl
der Vorder- bzw. Hinterräder unverändert übernommen.
Für die Längssperre wird ein PT₁-Regler mit toter Zone (Lose)
verwendet:
ΔwLt+1 = aL * ΔwLt + (wL,V + wR,V - wL,H - wR,H)/2,
uL = kL * max (|ΔwL| - ε12, 0) * sign (ΔwL).
Hierbei ist aL eine Filterkonstante (z. B. 0,5), ε12 ein
Schwellenwert (z. B. 1) und KL z. B. 30.
Der erfindungsgemäße Differenzdrehzahlregler läßt sich relativ
einfach zu einem vollständigen ASR-System ausbauen, wenn die
Kardanwellen-Drehzahl über einen Motoreingriff geregelt wird.
Wichtige Formelzeichen
a . . . Filterkonstanten
chyd Verhältnis Bremsmoment/Bremsdruck
ε . . . Schwellenwerte
FS Fahrstufe
ig Getriebeübersetzung
instab Flag zur Stabilität des µ-high-Rades
k . . . Verstärkungsfaktoren
MB Bremsmoment
MB* Sollbremsmoment
p Bremsdruck
p* Solldruck
ΔPab Kennfeld für Druckabbau
Δpauf Kennfeld für Druckaufbau
pd Schätzdruck
T Abtastzeit
Ts Schwingungsdauer
t Zeit bzw. Zeitindex
tmin minimale Ventilöffnungszeit
tv Ventilöffnungszeit
u . . . Regleranteile
xI Integratorzustand
Δxmax maximaler Integratorzuwachs
yDif Differenziererausgang
ΔΩ** Sollwertvorgabe
w Raddrehgeschwindigkeit
Δw Differenzgeschwindigkeit
Δw* Soll-Differenzgeschwindigkeit
wk Drehgeschwindigkeit der Kardanwelle
wmot Motordrehgeschwindigkeit
wmotmin Mindest-Motordrehgeschwindigkeit
wRef Referenzgeschwindigkeit
chyd Verhältnis Bremsmoment/Bremsdruck
ε . . . Schwellenwerte
FS Fahrstufe
ig Getriebeübersetzung
instab Flag zur Stabilität des µ-high-Rades
k . . . Verstärkungsfaktoren
MB Bremsmoment
MB* Sollbremsmoment
p Bremsdruck
p* Solldruck
ΔPab Kennfeld für Druckabbau
Δpauf Kennfeld für Druckaufbau
pd Schätzdruck
T Abtastzeit
Ts Schwingungsdauer
t Zeit bzw. Zeitindex
tmin minimale Ventilöffnungszeit
tv Ventilöffnungszeit
u . . . Regleranteile
xI Integratorzustand
Δxmax maximaler Integratorzuwachs
yDif Differenziererausgang
ΔΩ** Sollwertvorgabe
w Raddrehgeschwindigkeit
Δw Differenzgeschwindigkeit
Δw* Soll-Differenzgeschwindigkeit
wk Drehgeschwindigkeit der Kardanwelle
wmot Motordrehgeschwindigkeit
wmotmin Mindest-Motordrehgeschwindigkeit
wRef Referenzgeschwindigkeit
Indizes:
H hinten
L links
NA nicht angetrieben
R rechts
t Zeitschritt
V vorn
′ gefiltert
H hinten
L links
NA nicht angetrieben
R rechts
t Zeitschritt
V vorn
′ gefiltert
Claims (12)
1. Antriebsschlupfregelsystem für ein Kraftfahrzeug, bei dem die
Drehgeschwindigkeiten der angetriebenen Räder wL und wR und die
Motordrehzahl wmot bestimmt werden und bei dem in einem Regler aus
der Differenz der Raddrehgeschwindigkeit Δw=(wL-wR) und
der Motordrehgeschwindigkeit wmot Sollbremsmomente MBL* und
MBR* für die angetriebenen Räder ermittelt werden, die in Ventilansteuerzeiten
für die Radbremsen dieser Räder umgesetzt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß der Regler ein Regelverhalten µPID
mit Proportional-µP, Integral-xI und Differentialanteil UD
(PID-Regler) aufweist, wobei folgende Bremsregeln gelten:
- 1) ist Δw<0 und µPID0 wird das linke Rad mit einem dem Sollbremsmoment MBL*=µPID+µDP entsprechenden Bremsdruck beaufschlagt,
- 2) ist Δw<0 und µPID0, dann wird das rechte Rad mit einem dem Sollbremsmoment MBR*=-µPID+µDP entsprechenden Bremsdruck beaufschlagt,
- 3) ist keine der Bedingungen 1) oder 2) erfüllt, wird kein Rad
gebremst,
wobei µDP ein von der Motordrehzahl wmot und der Gangstufe ig abhängiger Dämpfungseingriff ist.
2. Antriebsschlupfregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß Δw, solange sich das high-Rad im stabilen Bereich
der -Schlupfkurve befindet, durch ein gefiltertes Δw′ ersetzt
wird, wobei für die Filterung gilt
w′t+1 = aP Δw′t + (1 - aP) Δwtund aP eine Filterkonstante ist.
3. Antriebsschlupfregelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erkennung der Instabilität ein Ausdruck
yst+1 = as yst + (1 - as) · min (wL - wL,NA, wR - wR,NA)gebildet wird (Tiefpaß-Filterung), und daß auf Instabilität erkannt
wird, wenn yst+1 größer als ein vorgegebener Wert (ε7) ist.
4. Antriebsschlupfregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß für die Bildung des P-Anteils µP gilt:
µP = KP1 (FS) × (|Δw′t| - Δw*) sign (Δw*))
für |Δw′t| Δw*P = KP2 (FS, xI) × (|Δw′t| - Δw*) sign Δw*))
für |Δw′t| < Δw*wobei KP1 und KP2 unterschiedliche Verstärkungsfaktoren sind, die
beide von der Gangstufe (FS) und KP2 noch vom Integralanteil xI
abhängig sind und Δw* der Sollwert für die Differenzdrehzahl ist.
5. Antriebsschlupfregelsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sollwert Δw* für die Drehzahldifferenz durch
folgende Beziehung bestimmt ist:
Δw* = max [ΔΩ*(wRef), 2 × (wmot,min (FS) - min (wLwR))]wobei ΔΩ*(wRef) eine von der Referenzgeschwindigkeit und
vom Fahrzeugtyp abhängige Vorgabe und wmot,min die Mindestmotordrehzahl
ist, die von der Fahrstufe (FS) abhängt.
6. Antriebsschlupfregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß für die Bildung des Differentialanteils
µD gilt
µD = KD × yD,wobei KD ein Verstärkungsfaktor und yD das Ausgangssignal eines
Differenzierers ist, der durch folgende Beziehung gegeben istyD = Δwt - Δwt-TS/Twobei wt-TS/T die Differenz zu dem um Ts vorhergehenden Zeitpunkt
und wobei Ts ein Vielfaches des Abtastintervalls des
Rechners ist.
7. Antriebsschlupfregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Integralanteil xI gemäß den
folgenden Bedingungen ermittelt wird:
- 1) xIt+1=xIt×(yD-yDmin×sign(Δw))
wenn |Δw|<Δw* und -|yD|×sign(Δw)<yDmin und |Δw|<ε9, - 2) xIt+1=xIt+min(KI1×(|Δw|-Δw*), Δxmax)×sign(Δw)
wenn |Δw|<Δw* und die beiden anderen Bedingungen von 1) nicht erfüllt sind, - 3) xIt+1=aI×xIt
wenn |Δw|<Δw* und |Δw|<ε10 und |Δw′|<ε10 ist und - 4) xIt+1=xIt+KI2×(Δw*-|Δw|)×sign Δw
wenn (Δw)<Δw* und die an den Bedingungen von 3) nicht erfüllt sind,
wobei yDmin ein Applikationsparameter, ε9 und ε10 gegebene Schwellenwerte, KI1 und KI2 unterschiedliche Verstärkungsfaktoren und aI eine Filterkonstante ist.
8. Antriebsschlupfregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungseingriff µDP gemäß
folgender Beziehung gewonnen wird:
µDP = KDP × (wmot t-Ttot/T/ig - wkt-Ttot/T),wobei KDP ein Verstärkungsfaktor, wK=(wL+wR)/2 die Drehgeschwindigkeit
der Kardanwelle ist und der Ausdruck t-Ttot/T bedeutet, daß die Messung von wmot bzw. wk die Totzeit Ttot
zurückliegt (d. h., daß wmot und wk Ttot/T mal zwischengespeichert
wird).
9. Antriebsschlupfregelsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß eine tiefpaß-gefilterte Motordrehgeschwindigkeit
w′mot und eine tiefpaß-gefilterte Kardanwellendrehgeschwindigkeit
w′K gewonnen wird und daß aus der Beziehung
|w′mot,t/ig (i) - w′Kt)| < ε4durch Inkrementieren von i bis obige Beziehung zutrifft die Fahrstufe
FS+i gefunden wird.
10. Antriebsschlupfregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Schleppmomentenschlupf der Regler
ausgeschaltet wird.
11. Antriebsschlupfregelsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß auf Schleppmoment erkannt wird, wenn gilt
(min (wL, wR) - wRef)/wRef + ε5) < ε6wobei wRef=(wL,NA+wR,NA)/2 ist, ε5 und ε6 Schwellwerte
sind und NA nicht angetrieben bedeutet.
12. Antriebsschlupfregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Allradantrieb als Kardanwellendrehgeschwindigkeit
wK der Mittelwert aller Raddrehgeschwindigkeiten
dient und daß auf Instabilität des high-Rades erkannt wird, wenn
dieses seine Drehgeschwindigkeit in einem Zeitraum oft und stark
ändert.
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