DE69007054T2 - Verfahren und System zum Steuern des Vortriebs in Kraftfahrzeugen mit mechanischen Getrieben. - Google Patents

Verfahren und System zum Steuern des Vortriebs in Kraftfahrzeugen mit mechanischen Getrieben.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Steuerung der Traktion, d.h. der Straßenhaltung, der Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs, wenn es aus dem Stillstand wegzieht und wenn es sich in Bewegung befindet, insbesondere auf Fahrbahnf lächen mit nicht gleichförmigem Griff.
  • Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Verhindern des Schlupfens der Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs mit einem mechanischen Getriebe und einer Reibungskupplung.
  • Im Stand der Technik sind Antischlupfsysteme bekannt, die bei Kraftfahrzeugen mit Automatikgetrieben und Drehmomentwandlern eingesetzt werden können. Diese bekannten Systeme sehen das Eingreifen des Drehmomentwandlers vor, um selbst bei niedrigen Geschwindigkeiten ohne Risiko des Abwürgens der Maschine eine Verminderung der Drehzahlen der Antriebsräder zu ermöglichen und ihren Schlupf zu verhindern.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es: ein Verfahren und ein System zur Erzielung der gleichen Antischlupf-Steuerung bei Kraftfahrzeugen mit mechanischen Getrieben und Reibungskupplungen bereitzustellen.
  • Die GB-A-2,190,158 offenbart eine Traktionsschlupf-Steuervorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Maschine, angetriebenen Rädern und einem Antriebsstrang zwischen der Maschine und den angetriebenen Rädern, mit einer Steuervorrichtung zum Regeln der Drehzahl der Maschine und einer Steuervorrichtung zur Bremsbetätigung und einer auf den Antriebsstrang einwirkenden Einstellvorrichtung, welche die Maschine während der Traktionssteuerung vollständig oder teilweise von den angetriebenen Rädern trennt.
  • Aus der GB-A-2,178,781 ist eine Anordnung zum Regeln des Antriebsschlupfs eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei welcher ein erster Sensor ein der Drehzahl eines Antriebsrads oder der Ausgangsdrehzahl des Schaltgetriebes entsprechendes erstes Signal erzeugt. Ein zweiter Sensor erzeugt ein der Drehzahl eines angetriebenen Rades entsprechendes zweites Signal.
  • Ein Steuersystem steuert die Kupplung in der Löserichtung, wenn das erste Signal eine um wenigstens eine vorbestimmte Differenz höhere Drehzahl als das zweite Signal darstellt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren besteht aus Erfassen der Umdrehungsrate (Drehzahl) der Fahrzeugmaschine, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Winkelgeschwindigkeit der Antriebsräder und des eingerückten Übersetzungsverhältnisses und Erhalten entsprechender die erfaßten Parameter anzeigender Signale, wobei die Drehgeschwindigkeit der Antriebsräder automatisch gesteuert und auf unterhalb der Schlupfschwelle vermindert wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Prozeduren umfaßt:
  • - zwischen Geschwindigkeit Null und einer ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit: Einstellen des Eingriffs der Reibungskupplung, Einstellen der Drehzahl der Maschine, Ausüben eines geeigneten Bremsdrehmoments auf eines oder beide der Antriebsräder;
  • - zwischen der ersten vorbestimmten Geschwindigkeit und einer zweiten höheren vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit:
  • Einstellen der Drehzahl der Maschine und Ausüben eines Bremsdrehmoments auf eines oder beide der Antriebsräder;
  • - zwischen der zweiten vorbestimmten Geschwindigkeit und einer dritten höheren vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit: Einstellen der Drehzahl der Maschine;
  • - zwischen der dritten vorbestimmten Geschwindigkeit und einer vierten höheren vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit: Einstellen der Drehzahl der Maschine mit verminderter Empfindlichkeit; wobei die Steuerung bei Geschwindigkeiten oberhalb der vierten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit verhindert wird.
  • Zur Verbesserung der Stabilität des Wagens während Beschleunigung sieht das Verfahren ferner die Erfassung der Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs und die Bereitstellung entsprechender die erfaßte Seitenbeschleunigung anzeigender Signale vor, wobei oberhalb einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit die Einstellung der Drehzahl der Maschine verhindert wird, wenn eine vorbestimmte Schwelle der Seitenbeschleunigung erreicht wird.
  • Zur Ausführung des vorstehend spezifizierten Verfahrens stellt die Erfindung ferner ein System bereit, ein derartiges System weist die in Anspruch 3 angegebenen Eigenschaften auf.
  • Das System umfaßt ferner vorzugsweise einen Sensor, um die Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs zu erfassen und der Steuereinheit die erfaßte Seitenbeschleunigung anzeigende elektrische Signale zuzuführen, wobei die Steuereinheit terner ausgelegt ist, um oberhalb einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit die Einstellung der Drehzahl der Maschine zu verhindern, wenn eine vorbestimmte Schwelle der Seitenbeschleunigung erreicht ist.
  • Die Erfindung wird nun im einzelnen mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben werden, welche lediglich als nicht beschränkendes Beispiel vorgesehen ist und ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Traktionssteuersystems umfaßt.
  • Mit Bezug auf die Zeichnung umfaßt das System kurz eine elektronische Mikroprozessor-Steuereinheit 1, welcher Betriebsparameter eines Kraftfahrzeugs bei dessen Start oder Bewegung anzeigende elektrische Signale zugeführt werden und welche ausgebildet ist, um in der nachfolgend erläuterten Weise Steuersignale für eine Reihe von Stellglied-Servomechanismen zu erzeugen, deren Eingreifen automatisch die Drehzahl der Antriebsräder des Fahrzeugs auf unterhalb der Schlupfschwelle vermindert.
  • Festzuhalten ist, daß das erf indungsgemäße System in Kraftfahrzeugen mit mechanischen Getrieben und Reibungskupplungen verwendbar ist.
  • Insbesondere umfassen die Detektoren, die der elektronischen Einheit 1 die elektrischen Steuersignale zuführen, einen Sensor 2 zum Erfassen der Drehzahl der Fahrzeugmaschine, einen Sensor 3 zum Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit und zwei Winkelgeschwindigkeitssensoren 4, die den Antriebsrädern 5 (normalerweise die Vorderräder) des Fahrzeugs betriebsmäßig zugeordnet sind. Ferner sind ein Sensor 6 zum Erfassen der Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs und ein Detektor 10 zum Erfassen des in dem Fahrzeuggetriebe eingerückten Übersetzungsverhältnisses vorgesehen.
  • Die Sensoren 2, 3, 4, 6 und 10 sind allgemein bekannten Typs und liegen innerhalb der Fähigkeiten eines Fachmanns und werden daher der Kürze halber hier nicht beschrieben.
  • Die von den Sensoren erzeugten elektrischen Signale werden von der Einheit 1 derart verarbeitet, daß sie mit Bezugsparametern verglichen werden können. Insbesondere werden die von den Sensoren 4 bereitgestellten Winkelgeschwindigkeitssignale mit einem Bezugssignal verglichen, welches in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet wird und bei welchem der Schlupf des einen oder des anderen oder beider Antriebsräder 5 stattfinden kann. Die von der elektronischen Einheit 1 gesteuerten Stellglied-Servomechanismen umfassen eine Vorrichtung 7 zum Einstellen der Drehzahl der Maschine, eine Vorrichtung 8 zum Einstellen des Einrückens/Ausrückens der Reibungskupplung und eine Vorrichtung 9 zum Betätigen von Bremselementen, die einem und/oder dem anderen der Antriebsräder 5 zugeordnet sind.
  • Diese Vorrichtungen liegen ebenfalls innerhalb der Kenntnis eines Fachmanns und werden der Kürze halber nicht im Detail beschrieben.
  • Im Betrieb stellt die elektronische Einheit 1, wie festgestellt, die automatische Steuerung und Verminderung der Drehzahl der Antriebsräder 5 auf unterhalb der Schlupfschwelle bereit, indem sie in Abhängigkeit von den ihr durch die Sensoren 2, 3, 4, 6 und 10 zugeführten Signalen gemäß programmierten Prozeduren auf die Stellglieder 7: 8 und 9 einwirkt.
  • Die verwendete Prozedur hängt von der von dem Sensor 3 erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit ab. Genauer:
  • - vom stationären Zustand (Geschwindigkeit Null) bis zu einer ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit V&sub1; bewirkt die Einheit 1 den Betrieb der drei Stellglieder 7, 8 und 9 sowohl zum Einstellen der Maschinendrehzahl und zum Einrücken der Reibungskupplung als auch zum Ausüben eines geeigneten Bremsdrehmoments auf eines oder beide der Antriebsräder 5. Der Schlupf der Räder wird durch die kombinierten Wirkungen der drei Stellglieder verhindert.
  • Von der ersten Geschwindigkeit V&sub1; bis zu einer zweiten höheren vorbestimmten Geschwindigkeit V&sub2; führt die Einheit die Antischlupffunktion aus, indem sie lediglich auf die Stellglieder 7 und 9 einwirkt, d.h. durch Einstellen der Maschinendrehzahl und Ausüben eines Bremsdrehmoments auf eines oder beide der Antriebsräder 5.
  • Von der zweiten Geschwindigkeit V&sub2; bis zu einer dritten höheren vorbestimmten Geschwindigkeit V&sub3; veranlaßt die Ein heit 1 das Eingreifen lediglich des Stellglieds 7, so daß die Antischlupffunktion allein mittels der Einstellung der Maschinendrehzahl erzielt wird.
  • Von der dritten Geschwindigkeit V&sub3; bis zu einer vierten höheren vorbestimmten Geschwindigkeit V&sub4; wirkt die Einheit 1 wiederum lediglich auf das Stellglied 7 ein, jedoch mit verminderter Empfindlichkeit: so daß die Antischlupffunktion durch weniger feine Steuerung der Maschinendrehzahl erzielt wird.
  • In jedem Fall wird die Betätigung des die Maschinendrehzahl einstellenden Stellglieds 7 verhindert oder unterbrochen, wenn oberhalb einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit VL eine vorbestimmte Schwelle der von dem Sensor 6 erfaßten Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs erreicht wird. Dies verbessert die Stabilität des Wagens während Beschleunigung.
  • Bspw. können die vorstehend erwähnten Geschwindigkeiten die folgende Größenordnung aufweisen:
  • V&sub1;: von 0 bis 10 km/h
  • V&sub2;: von 10 bis 30 km/h
  • V&sub3;: von 30 bis 90 km/h
  • V&sub4;: von 90 bis 120 km/h
  • VL: 120 km/h.
  • Festzuhalten ist, daß der Eingriff der Reibungskupplung unter der Steuerung des Stellglieds 8 normalerweise ermöglicht wird, wenn sich das Fahrzeuggetriebe in dem dem Einrücken des ersten oder zweiten Gangs entsprechenden Zustand befindet: wird jedoch normalerweise für die anderen Gänge verhindert. Das Ermöglichen oder Verhindern des Eingriffs der Kupplung in Abhängigkeit von dem eingerückten Übersetzungsverhältnis wird durch die von dem Detektor 10 bereitgestellten Signale erzielt.

Claims (4)

1. Verfahren zum Verhindern des Schlupfs der Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs mit einem mechanischen Getriebe und einer Reibungskupplung, das Verfahren bestehend aus Erfassen der Umdrehungsrate der Fahrzeugmaschine, der Fahrzeuggeschwindigkeit: der Winkelgeschwindigkeit der Antriebsräder (5) und des eingerückten Übersetzungsverhältnisses und Erhalten entsprechender die erfaßten Parameter anzeigender Signale, wobei die Drehgeschwindigkeit der Antriebsräder (5) automatisch gesteuert und auf unterhalb der Schlupfschwelle vermindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Prozeduren umf aßt:
- zwischen Geschwindigkeit Null und einer ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (V&sub1;) : Einstellen des Eingriffs der Reibungskupplung: Einstellen der Umdrehungsrate der Maschine, Ausüben eines geeigneten Bremsdrehmoments auf eines oder beide der Antriebsräder;
- zwischen der ersten vorbestimmten Geschwindigkeit (V&sub1;) und einer zweiten höheren vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (V&sub2;) : Einstellen der Umdrehungsrate der Maschine und Ausüben eines Bremsdrehmoments auf eines oder beide der Antriebsräder;
- zwischen der zweiten vorbestimmten Geschwindigkeit (V&sub2;) und einer dritten höheren vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (V&sub3;) : Einstellen der Umdrehungsrate der Maschine;
- zwischen der dritten vorbestimmten Geschwindigkeit (V&sub3;) und einer vierten höheren vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (V&sub4;): Einstellen der Umdrehungsrate der Maschine mit verminderter Empfindlichkeit; wobei die Steuerung bei Geschwindigkeiten oberhalb der vierten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (V&sub4;) verhindert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet: daß es ferner die Erfassung der Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs und die Bereitstellung entsprechender die erfaßte Seitenbeschleunigung anzeigender Signale vorsieht: wobei oberhalb einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (VL) die Einstellung der Umdrehungsrate der Maschine verhindert wird, wenn eine vorbestimmte Schwelle der Seitehbeschleunigung erreicht wird.
3. System zum Verhindern des Schlupf s der Antriebsräder (5) eines Kraftfahrzeugs mit einem mechanischen Getriebe und einer Reibungskupplung, das System umfassend:
- Mittel (2, 3, 4, 10) zum Erfassen der Umdrehungsrate der Fahrzeugmaschine, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Winkelgeschwindigkeit der Antriebsräder und des eingerückten Übersetzungsverhältnisses, wobei die Erfassungsmittel zur Erzeugung die erfaßten Parameter anzeigender elektrischer Signale ausgelegt sind:
- Stellgliedmittel (7: 8: 9) zum Einstellen der Umdrehungsrate der Maschine: zum Einstellen des Eingriffs der Reibungskupplung und zum Ausüben eines Bremsdrehmoments auf eines oder beide der Antriebsräder, und
- eine elektronische Steuereinheit (1), welcher die von den Erfassungsmitteln (2, 3, 4, 10) erzeugten elektrischen Signale zugeführt werden und welche zum Vergleichen dieser Signale mit entsprechenden Bezugsparametern und nachfolgend zum Steuern der Stellgliedmittel (7: 8: 9) ausgelegt ist, um die Drehgeschwindigkeit der Antriebsräder (5) automatisch zu steuern und auf unterhalb der Schlupfschwelle zu vermindern: dadurch gekennzeichnet: daß es die folgenden Prozeduren umfaßt:
- zwischen Geschwindigkeit Null und einer ersten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (V&sub1;) : Einstellen des Eingriffs der Reibungskupplung: Einstellen der Umdrehungsrate der Maschine, Ausüben eines geeigneten Bremsdrehmoments auf eines oder beide der Antriebsräder;
- zwischen der ersten vorbestimmten Geschwindigkeit (V&sub1;) und einer zweiten höheren vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (V&sub2;): Einstellen der Umdrehungsrate der Maschine und Ausüben eines Bremsdrehmoments auf eines oder beide der Antriebsräder (5);
- zwischen der zweiten vorbestimmten Geschwindigkeit (V&sub2;) und einer dritten höheren vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (V&sub3;) : Einstellen der Umdrehungsrate der Maschine;
- zwischen der dritten vorbestimmten Geschwindigkeit (V&sub3;) und einer vierten höheren vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (V&sub4;) : Einstellen der Umdrehungsrate der Maschine mit verminderter Empfindlichkeit; wobei die elektronische Einheit (1) ferner derart ausge- legt ist: daß die Ausführung der Steuerung bei Geschwindigkeiten oberhalb der vierten vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (V&sub4;) verhindert ist.
4. System nach Anspruch 3: dadurch gekennzeichnet, daß es ferner einen Sensor (6) umfaßt, um die Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs zu erfassen und der Steuereinheit (1) die erfaßte Seitenbeschleunigung anzeigende elektrische Signale zuzuführen, und daß die Steuereinheit (1) ferner ausgelegt ist: um oberhalb einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit (VL) die Einstellung der Umdrehungsrate der Maschine zu verhindern, wenn eine vorbestimmte Schwelle der Seitenbeschleunigung erreicht ist.
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