DE10050173A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Realisierung einer Differentialsperrenfunktion für ein Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft ein Verfahren zur Realisierung einer Differentialsperrenfunktion für ein Fahrzeug. Bei dem Fahrzeug handelt es sich um ein Allradfahrzeug und mit der Differentialsperrenfunktion wird ein zwischen der Vorderachse und der Hinterachse des Allradfahrzeuges wirkende Längssperre realisiert. Mit diesem Verfahren wird bei Druchdrehneigung wenigstens eines angetriebenen Rades mit Hilfe von fahrerunabhängig durchgeführten Eingriffen an wenigstens einem Mittel zur Beeinflussung des Radmoments die Funktion der Differentialsperre realisiert. Dabei wird zur Durchführung der fahrerunabhängig durchgeführten Eingriffe wenigstens eine Sollwert für ein einzustellendes Radmoment vorgegeben.

Description

Stand der Technik

Die Darstellung bzw. Realisierung einer Differentialsperren­ funktion, insbesondere die Realisierung einer Längssperren­ funktion, durch aktives Abbremsen von Rädern mit zu hohem Antriebsschlupf ist aus dem Stand der Technik bekannt. Die Darstellung bzw. Realisierung einer Längssperrenfunktion er­ folgt bisher für gewöhnlich durch Anwendung von sogenannten Einzelradregelungen. Dabei übernimmt die Einzelradregelung gleichzeitig die Sperrwirkung in Querrichtung und in Längs­ richtung.

In der DE 34 21 776 A1 ist ein Fahrzeug mit Allradantrieb beschrieben. Bei diesem Fahrzeug sind sowohl die Räder einer Achse mit der Antriebswelle als auch die Antriebswellen mit dem Antriebsmotor über Ausgleichsgetriebe verbunden. Der DE 34 21 776 A1 liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Alternative für die Differentialsperren zu schaffen. Die elektronische Differentialsperre wird dadurch realisiert, daß an den einzelnen Radbremsen entsprechend dem Auftreten von Antriebsschlupf Bremsdruck eingespeist wird. D. h. es wird eine Bremsung eines oder mehrerer Räder durchgeführt, wenn dieses Rad oder diese Räder im Vergleich zu den anderen Rädern durchdreht oder durchdrehen. Wenn auch das letzte der Räder durchdreht, dann wird das Motordrehmoment reduziert. Mit anderen Worten: Alle Räder werden auf optimalen An­ triebsschlupf geregelt und ermöglichen damit eine gute Sei­ tenführung.

Der DE 34 21 776 A1 ist bzgl. der Realisierung der Differen­ tialsperrenfunktion lediglich die Einspeisung von Bremsdruck zu entnehmen. Die Verwendung oder Bereitstellung einer kon­ kreten Vorgabe über die Höhe des einzuspeisenden Bremsdruc­ kes ist dieser Schrift nicht zu entnehmen. Folglich ist ihr auch nicht zu entnehmen, daß im Rahmen der Realisierung der Differentialsperre ein Bremsmoment gemäß einem vorgegebenen Sollwert eingestellt wird. Somit ist durch die so durchge­ führten Eingriffe nicht gewährleistet, daß durch diese die Geschwindigkeiten der angetriebenen Fahrzeugachsen einander in gewollter Weise angenähert werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demzufolge darin, bestehende Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Realisie­ rung einer Differentialsperrenfunktion zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. durch die des Anspruchs 11 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein Verfahren zur Realisierung einer Differentialsperrenfunktion für ein Fahrzeug. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei Durchdrehneigung wenigstens eines angetriebenen Rades mit Hilfe von fahrerunabhängig durchgeführten Eingriffen an wenigstens einem Mittel zur Beeinflussung des Radmoments die Funktion einer Differentialsperre realisiert. Bei der reali­ sierten Differentialsperrenfunktion soll es sich vorzugswei­ se um eine zwischen der Vorderachse und der Hinterachse des Fahrzeuges wirkenden Differentialsperre handeln. Zur Durch­ führung der fahrerunabhängig durchgeführten Eingriffe wird wenigstens ein Sollwert für ein einzustellendes Radmoment vorgegeben.

Vorteilhafterweise handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug mit Allradantrieb. Demzufolge handelt es sich bei der Differentialsperrenfunktion um eine zwischen der Vorder­ achse und der Hinterachse des Fahrzeuges wirkende Längssper­ re. Dies soll allerdings keine Einschränkung darstellen. Das im Ausführungsbeispiel für ein Allradfahrzeug dargestellte erfindungsgemäße Verfahren zur Realisierung einer Längssper­ renfunktion kann in entsprechend abgeänderter Form auch für ein Fahrzeug mit einer einzigen angetriebenen Achse zur Rea­ lisierung einer Quersperrenfunktion eingesetzt werden. Auf diesen Einsatz soll allerdings im Rahmen der vorliegenden Anmeldung nicht näher eingegangen werden.

Durch die Vorgabe des wenigstens einen Sollwertes - bei ei­ nem Fahrzeug mit Allradantrieb liegen zwei angetriebene Ach­ sen vor, weshalb zwei Sollwerte vorgegeben werden - werden die für die angetriebenen Fahrzeugachsen vorliegenden Ge­ schwindigkeiten einander angenähert. Durch diese Maßnahme wird eine optimale Traktion für das Fahrzeug sichergestellt.

Bei dem Mittel zur Beeinflussung des Radmomentes handelt es sich vorteilhafterweise um einen einem Rad des Fahrzeuges zugeordneten Bremsaktuator, der Teil einer Bremsanlage ist, mit der fahrerunabhängig Bremsmomente an einzelnen Rädern des Fahrzeuges erzeugt werden können. Bei der Bremsanlage wiederum kann es sich um eine hydraulische oder elektrohy­ draulische oder pneumatische oder elektropneumatische oder elektromechanische Bremsanlage handeln. Alternativ zu dem Bremsaktuator kann eine steuerbare mechanische Sperre oder eine steuerbare Kupplung eingesetzt werden.

Eine solche steuerbare mechanische Sperre oder steuerbare mechanische Kupplung könnte zur Überbrückung eines offenen Mittendifferenzials oder zur direkten Ankopplung der zweiten Antriebsachse an die Hauptantriebsachse, wie es beispielswei­ se bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb und ankoppelbarem Hinterachsantrieb möglich wäre, dienen. Als Sollwert würde in diesem Fall das zu übertragende Koppelmoment verwendet werden, welches sich gemäß der Beziehung |MBrSymLSVA - MBrSymLSHA| ergibt. Dieser Sollwert wird über eine Momenten­ schnittstelle dem unterlagerten Regler als Sollwert für das Koppelmoment vorgegeben.

Handelt es sich bei dem Mittel zur Beeinflussung des Radmo­ mentes um einen Bremsaktuator so wird vorteilhafterweise als Sollwert ein Sollwert für ein Radbremsmoment vorgegeben. Wenn es sich um ein Fahrzeug mit Allradantrieb handelt, wel­ ches folglich zwei angetriebene Achsen aufweist, dann wird für jede der beiden Achsen ein Sollwert vorgegeben.

In Abhängigkeit erster Radgeschwindigkeitsgrößen, die die freirollenden Radgeschwindigkeiten beschreiben, und einem Sollwert für den Antriebsschlupf, wird ein Sollwert für die Kardangeschwindigkeit einer Achse ermittelt wird. In Abhän­ gigkeit von zweiten Radgeschwindigkeitsgrößen, die die mit Hilfe der Raddrehzahlsensoren ermittelten Radgeschwindigkei­ ten beschreiben, wird ein Istwert für die Kardangeschwindig­ keit derselben Achse ermittelt wird. In Abhängigkeit dieses Sollwertes und dieses Istwertes wird eine Abweichungsgröße ermittelt. Diese Abweichungsgröße wird mit Hilfe eines Reg­ lermittels, insbesondere eines PI-Reglers, in den Sollwert für ein einzustellendes Radmoment umgesetzt.

Der Sollwert für die Kardangeschwindigkeit wird so gewählt, daß die Differentialsperrenfunktion zeitlich vor einer Mo­ tormomentenregelung aktiviert wird. Insbesondere wird hier­ für der Sollwert für die Kardangeschwindigkeit in Abhängig­ keit einer Geschwindigkeitsgröße, die die Fahrzeuggeschwin­ digkeit beschreibt, ermittelt. Diese Vorgehensweise hat fol­ genden Hintergrund: Im Anfahrbereich werden zunächst Maßnah­ men getroffen, um mittels Sperreneingriff die Traktion zu verbessern. Solange dieses Potential nicht ausgeschöpft ist, erfolgt nur eine leichte Reduktion des Motormoments. Erst wenn alle vier Räder zuviel Antriebsschlupf haben oder das Fahrzeug instabil wird erfolgt eine stärkere Reduktion des Antriebsmoments. Dies erfolgt durch Eingriffe der Motormo­ mentenregelung.

Vorteilhafterweise werden bei der Ermittlung der Abwei­ chungsgröße Einflüsse in den zweiten Radgeschwindigkeitsgrö­ ßen, die auf wechselseitige Schwingungen der Radgeschwindig­ keiten an der jeweiligen Achse zurückgehen, berücksichtigt.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß das Reglermittel einen Proportional- und einen Integralanteil aufweist. Die Integrationsverstärkung für den Integrationsanteil wird in Abhängigkeit des Wertes der differenzierten Abweichungsgröße ermittelt. Der Integralanteil wird schnell abgebaut, wenn für die jeweilige Achse wenigstens eine Radschlupfgröße ei­ nen vorgegebenen Wert überschreitet. Der Radschlupf wird aus folgendem Grund überwacht: Durch den aktiven Bremsdruckauf­ bau am Antriebsrad kann nie ganz ausgeschlossen werden, dass dieses Rad überbremst wird. Dies führt zu Bremsschlupf am überbremsten Rad, der sofort durch Druckabbau eliminiert werden muss.

Bei Allradfahrzeugen kann eine optimale Traktion nur dann erreicht werden, wenn alle Antriebsräder möglichst mit glei­ cher Geschwindigkeit drehen. Speziell zwischen Vorderachse (VA) und Hinterachse (HA) sollte möglichst keine oder nur eine geringe Differenzgeschwindigkeit auftreten, damit das Motormoment über die Räder optimal auf den Untergrund über­ tragen werden kann. Diese Vorgabe wird mit Hilfe des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung erreicht.

Die Realisierung der Funktion einer Differentialsperre in Längsrichtung, d. h. zwischen der Vorderachse und der Hinter­ achse des Fahrzeuges, soll durch einen eigenständigen Regel­ kreis bewerkstelligt werden. Dadurch kann die sich ergebende Längssperrenwirkung, individuell geregelt werden. Dies soll durch einen auf Sollschlupfwerten basierenden Radgeschwin­ digkeitsregler realisiert werden.

Zu diesem Zweck ist das Fahrzeug vorteilhafterweise mit ei­ ner Schlupfregelvorrichtung ausgestattet, wie sie beispiels­ weise aus der in der Automobiltechnischen Zeitschrift (ATZ) 96, 1994, Heft 11, auf den Seiten 674 bis 689 erschienenen Veröffentlichung "FDR - Die Fahrdynamikregelung von Bosch" bekannt ist. Mit dieser Vorrichtung ist zudem die Regelung wenigstens einer Fahrzeugbewegungsgröße möglich. Bei dieser Fahrzeugbewegungsgröße handelt es sich um die Gierrate des Fahrzeugs. Zur Regelung der Gierrate des Fahrzeugs wird die gemessene Gierrate mit einem Sollwert für die Gierrate ver­ glichen und eine Regelabweichung der Gierrate ermittelt, in deren Abhängigkeit fahrerunabhängige radindividuelle Brem­ seneingriffe und/oder Motoreingriffe durchgeführt werden. Hierzu werden in Abhängigkeit der Regelabweichung der Gier­ rate Sollschlupfänderungen und aus diesen dann für die ein­ zelnen Räder die Sollschlupfwerte ermittelt. Diese Soll­ schlupfwerte werden Reglern, die dem Gierratenregler unter­ lagert sind, und mit denen der Bremsschlupf oder der An­ triebsschlupf geregelt werden kann, zugeführt. Speziell im unterlagerten Regler, mit dem der Antriebsschlupf geregelt wird, wird der Sollschlupfwert in eine Sollradgeschwindig­ keit zur Einstellung einer Radgeschwindigkeit umgerechnet. Vor allem durch die fahrerunabhängigen radindividuellen Bremseneingriffe wird ein Giermoment auf das Fahrzeug aufge­ bracht, durch welches sich die Istgierrate des Fahrzeuges an den Sollwert für die Gierrate annähert.

Diese vorstehend beschrieben Fahrdynamikregelung ist mitt­ lerweile weitläufig auch als ESP (Electronic Stability Pro­ gram) bekannt. Der Inhalt der Veröffentlichung "FDR - Die Fahrdynamikregelung von Bosch" soll hiermit Teil dieser An­ meldung sein.

Der vorstehende Hinweis auf die Vorrichtung zur Durchführung einer Fahrdynamikregelung soll keine Einschränkung darstel­ len. Selbstverständlich kann das Fahrzeug auch mit einer Vorrichtung zur Durchführung einer Antriebsschlupfregelung oder einer anderen Vorrichtung zur Durchführung einer Schlupfregelung ausgestattet sein. Mit der Vorrichtung zur Durchführung einer Schlupfregelung muß allerdings die Durch­ führung von radindividuellen fahrerunabhängigen Bremsenein­ griffen, sogenannter aktiver Bremseneingriffe, möglich sein, denn diese sind für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich.

Vorteilhafterweise ist der erfindungsgemäße Längssperrenreg­ ler (L-Regler) so realisiert, daß er in eine bestehende Fahrdynamikregelung für beliebige Allradfahrzeuge integriert werden kann. Die problemlose Integrierbarkeit wird durch folgende Maßnahmen sichergestellt: Für den Längssperrenreg­ ler werden ausschließlich auf physikalischen Größen basie­ rende Eingangsgrößen verwendet. Als Ausgangsgrößen werden für den Fall, daß es bei den Mitteln zur Beeinflussung des Radmoments um Bremsaktuatoren handelt, die beiden Momente MBrSymLSVA und MBrSymLSHA verwendet. Handelt es sich dagegen um eine steuerbare Sperre oder eine steuerbare Kupplung, so wird in diesem Fall das Koppelmoment |MBrSymLSVA - MBrSymLS­ HA| verwendet. Jeder Steller, ob es sich nun um eine steuer­ bare Kupplung oder um eine steuerbare Sperre handelt, der auf Momentenbasis arbeitet, kann schnell an den Längssper­ renregler angekoppelt werden. Wenn dies nicht möglich sein sollte, ist ein spezielles Interface vorzusehen. Bei solch einem Interface handelt es sich beispielsweise um ein Kenn­ feld für den Steuerstrom des Kupplungsstellers als Funktion des Koppelmoments.

Darüber hinaus ist der erfindungsgemäße Längssperrenregler so realisiert, daß er bei Bedarf mit einer Motormomentenre­ gelung (AMR) harmoniert. Außerdem erfüllt er Offroad- Erfordernisse, d. h. ist bei Fahrten von Fahrzeugen auf einer Schlechtwegstrecke bzw. bei Fahrten im Gelände einsetzbar. Hierzu werden folgende Maßnahmen ergriffen: Mit zunehmender Regeldauer wird das maximale Längssperrenmoment (MBrSymIMax) größer. Gleichzeitig werden die Motormomentenreduktionen oberhalb bestimmter hoher Motormomente zunehmend schwächer. Im schweren Offroadgelände erfolgt dann fast keine Motormo­ mentenreduktion mehr. Auf niedrigen Reibwerten erfolgt eine ausgeprägtere Motormomentenreduktion, was ein weiches Anfah­ ren ermöglicht.

Weitere Vorteile sind:

• - Die Synchronisation der beiden Kardangeschwindigkeiten er­ folgt achsweise. Aus dynamischen Gründen (Schwingungsdämp­ fung) ist es von Vorteil, wenn jede Achse individuell ge­ regelt werden kann. Dies hängt eng mit der Ausführungsform als Bremsen-Längssperre zusammen.
• - Der Aufbau des Längssperrenmoments wird unter Verwendung eines PI-Reglers realisiert, da für den Fall, daß die Längssperre das Sperrmoment erhöhen muß, eine auswertbare Regelabweichung vorliegt. Wohingegen der Abbau des Längs­ sperrenmoments mit Hilfe einer Steuerung erfolgt. In die­ sem Fall liegt keine auswertbare Regelabweichung vor.
• - Geometrischer Schlupf, der eventuell aufgrund einer Kur­ venfahrt vorliegen kann, wird herausgerechnet. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß ausgehend von einer eventuell vorliegenden Kurvenfahrt und dem damit verbunde­ nen geometrischen Schlupf keine Eingriffe durchgeführt werden, die eigentlich nicht erforderlich sind. Der soge­ nannte geometrische Schlupf entsteht, weil beispielsweise die Vorderräder bei einer Kurvenfahrt auf kleineren Radien laufen als die entsprechenden Hinterräder. Ohne Kompensa­ tionsmaßnahmen würde eine Regelabweichung entstehen, die bei einer engen Kurvenfahrt die Längssperre aktivieren würde. Durch Berücksichtigung der kinematischen Zusammen­ hänge wird dieser Einfluss herausgerechnet. Diese Berück­ sichtigung erfolgt bereits bei der Ermittlung der freirol­ lenden Radgeschwindigkeiten. Ohne Kompensation des geome­ trischen Schlupfes müßte die tote Zone des Längssperren­ reglers aufgeweitet werden.
• - Als Stellgröße wird achsweise ein Sollmoment an ein unter­ lagertes Stellglied ausgegeben. Das Stellglied kann ein Bremssystem mit der Möglichkeit des aktiven, d. h. fahrer­ unabhängigen Druckaufbaus sein. Ebenso kommt als Stell­ glied eine steuerbare mechanische Sperre oder eine steuer­ bare mechanische Kupplung in Frage, die zwischen der Vor­ derachse und der Hinterachse des Fahrzeuges wirkt. Im letzteren Fall muß allerdings dem Stellglied solch eine Stellgröße zugeführt werden, die die zwischen Vorderachse und Hinterachse einzustellende Differenz des Sollmoments repräsentiert. Hierfür eignet sich das Koppelmoment |MBrSymLSVA - MBrSymLSHA|.
• - Die Dynamik des Längssperrenreglers ist unabhängig von den Quersperren einstellbar. Dies wird dadurch erreicht, daß zur Realisierung der Längssperrenfunktion ein eigenständi­ ger Regler mit eigenem Parametersatz verwendet wird. Gleichzeitig läßt sich der Arbeitspunkt individuell so an­ passen, daß ein harmonisches Zusammenspiel mit einer Mo­ tormomentenregelung möglich ist.
• - Ein Abwürgeschutz für Fahrzeuge mit manuell betätigtem Ge­ triebe verhindert im Bedarfsfall ein Abwürgen des Motors, welches durch eventuelle Aktivitäten des Längssperrenreg­ lers ausgelöst werden kann. Der Abwürgeschutz ist aus fol­ gendem Grund erforderlich: Durch die erfindungsgemäßen Eingriffe an den Mitteln zur Beeinflussung des Radmoments können die Räder so stark gebremst werden, daß der Motor des Fahrzeuges unter Umständen ausgeht. Um dies zu vermei­ den, findet eine entsprechende Überwachung statt.
  Der Abwürgeschutz ist folgendermaßen realisiert: Die Mo­ tordrehzahl wird überwacht. Unterschreitet diese einen be­ stimmten Mindestwert, so wird das Längssperrenmoment ent­ sprechend stark reduziert, bis die Motordrehzahl diesen Mindestwert wieder überschritten hat. Der Mindestwert für die Motordrehzahl kann in Abhängigkeit vom Längssperrenmo­ ment selbst, mittels Kennlinie vorgegeben werden. Zusätz­ lich ist sichergestellt, dass das Längssperrenmoment auf einen Anteil des momentan zur Verfügung stehenden Karda­ nantriebsmoment begrenzt wird.

Weitere Vorteile sowie vorteilhafte Ausgestaltungen können der Zeichnung sowie der Beschreibung des Ausführungsbei­ spiels entnommen werden.

Zeichnung

Die Zeichnung besteht aus den Fig. 1 bis 3, in denen die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Ver­ fahren mit Hilfe von Blockschaltbildern in unterschiedlichem Detailliertheitsgrad dargestellt ist. Blöcke mit identischen Ziffern jedoch unterschiedlichen Indizes haben dieselbe Funktion.

Ausführungsbeispiel

Der Inhalt des vorstehend aufgeführten ATZ-Artikels "FDR - Die Fahrdynamikregelung von Bosch" soll hiermit in die Be­ schreibung aufgenommen und Teil der Beschreibung sein. Ent­ sprechendes soll für den Inhalt der DE 34 21 776 A1 gelten.

Das der Anmeldung zugrundeliegende Ausführungsbeispiel zeigt die Verwendung eines Bremssystems, welches die Möglichkeit eines aktiven, d. h. fahrerunabhängigen Druckaufbaus vor­ sieht. Dies soll keine Einschränkung darstellen. In entspre­ chender Weise kann die Längssperrenfunktion auch mit Hilfe einer regelbaren Längssperre oder einer entsprechend einge­ setzten Kupplung realisiert werden.

In Fig. 1 ist in allgemeiner Form ein Steuergerät 108 dar­ gestellt. Bei diesem Steuergerät handelt es sich beispiels­ weise um ein Steuergerät, welches im Rahmen einer Fahrdyna­ mikregelung eingesetzt wird. Bezüglich weiterführender De­ tails sei an dieser Stelle auf die vorstehend erwähnte Ver­ öffentlichung "FDR - Die Fahrdynamikregelung von Bosch" ver­ wiesen. Dem Steuergerät werden verschiedene Eingangsgrößen zugeführt: Die mit Hilfe eines Querbeschleunigungssensors 101 ermittelte Querbeschleunigung aq, der mit Hilfe eines Lenkwinkelsensors 102 ermittelte Lenkwinkel delta, die mit Hilfe eines Gierratensensors 103 ermittelte Gierrate omega des Fahrzeugs, der vom Fahrer eingestellte, mit Hilfe eines Drucksensors 104 ermittelte Vordruck Pvor sowie die mit Hil­ fe von Raddrehzahlsensoren 105ij ermittelten Radgeschwindig­ keiten vradij.

Darüber hinaus werden dem Steuergerät 108 eine Geschwindig­ keitsgröße vf sowie freirollende Radgeschwindigkeiten vrad­ freiij zugeführt. Die freirollenden Radgeschwindigkeiten werden in einem Block 106 ausgehend von den Radgeschwindig­ keitsgrößen vradij unter Berücksichtigung der Fahrzeugbewe­ gung, die durch die Querbeschleunigung, die Gierrate und den Lenkwinkel beschrieben ist, ermittelt. Die somit ermittelten freirollenden Radgeschwindigkeiten weisen keine Geschwindig­ keitsanteile mehr auf, die auf die Fahrzeugbewegung zurück­ gehen. Durch diese Maßnahme wird ein vorhandener geometri­ scher Schlupf eliminiert. Die Geschwindigkeitsgröße vf, die die Geschwindigkeit des Fahrzeuges beschreibt, wird im Block 106 in bekannter Wiese in Abhängigkeit der freirollenden Radgeschwindigkeiten vradfreiij ermittelt. Im weiteren Ver­ lauf werden die freirollenden Radgeschwindigkeiten auch als erste Radgeschwindigkeitsgrößen bezeichnet. Die mit Hilfe der Raddrehzahlsensoren 105ij ermittelten Radgeschwindigkei­ ten vradij werden im weiteren auch als zweite Radgeschwin­ digkeitsgrößen bezeichnet.

Die freirollenden Radgeschwindigkeiten vradfreiij werden au­ ßerdem einem Block 107 zugeführt. Diesem Block wird zusätz­ lich ausgehend vom Block 108 eine Größe slSoASR, die den Sollwert des Antriebsschlupfs beschreibt, zugeführt. Aus diesen Größen werden im Block 107 Größen vSoradij ermittelt, die die Sollradgeschwindigkeiten beschreiben. Die Ermittlung der Größen vSoradij erfolgt beispielsweise gemäß der Glei­ chung

vSoradij = vradfreiij . (1 + slSoASR) (1).

Die Größen vSoradij werden dem Steuergerät 108 zur weiteren Verarbeitung zugeführt. Da die Sollradgeschwindigkeiten in Abhängigkeit der freirollenden Radgeschwindigkeiten ermit­ telt werden, ist auch bei ihnen ev. vorliegender geometri­ scher Schlupf eliminiert.

Die vorstehend für die Raddrehzahlsensoren verwendete abkür­ zende Schreibweise 105ij hat folgende Bedeutung: Der Index i gibt an, ob es sich um ein Vorderrad (v) oder um ein Hinter­ rad (h) handelt. Der Index j gibt an, ob es sich um ein rechtes (r) bzw. um ein linkes (l) Fahrzeugrad handelt. Die­ se Schreibweise ist für sämtliche Größen bzw. Blöcke, für die sie verwendet wird, identisch.

Ausgehend von den dem Steuergerät 108 zugeführten Größen er­ zeugt das Steuergerät im Rahmen der Fahrdynamikregelung ge­ mäß dem in ihm abgelegten Regelkonzept Ansteuersignale S1 für die ihm zugeordneten Aktuatoren 109. Bei den Aktuatoren handelt es sich im Rahmen der Fahrdynamikregelung beispiels­ weise um Mittel zur Beeinflussung des vom Motor abgegebenen Moments und/oder um den Rädern des Fahrzeugs zugeordnete Bremsaktuatoren, die Teil einer hydraulischen, einer elek­ trohydraulischen, einer pneumatischen, einer elektropneuma­ tischen oder einer elektromechanischen Bremsanlage sein kön­ nen. Ausgehend von den Aktuatoren 109 werden dem Steuergerät Signale S2 zugeführt, die dem Steuergerät eine Information über den Betriebszustand der Aktuatoren geben. Bezüglich des im Steuergerät 108 abgelegten Regelkonzeptes sei auf die vorstehend erwähnte Veröffentlichung "FDR - Die Fahrdyna­ mikregelung von Bosch" verwiesen.

Die vorstehend dargestellte Ansteuerung der Aktuatoren be­ trifft die im Rahmen der Fahrdynamikregelung durchgeführte Ansteuerung. Darüber hinaus erzeugt der Block 108 auch die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Eingriffe erforderli­ chen Signale. Hierzu wird im Block 108 wenigstens ein Soll­ wert für ein einzustellendes Radmoment erzeugt. Dieser Soll­ wert wird in Signale S1 umgesetzt, mit denen im Block 109 enthaltene Mittel zur Beeinflussung des Radmoments angesteu­ ert werden. Wie bereits erwähnt kann es sich bei diesen Mit­ teln um Bremsaktuatoren oder um eine steuerbare mechanische Sperre oder um eine steuerbare Kupplung handeln.

Darüber hinaus findet im Block 108 eine Erkennung statt, mit der festgestellt wird, ob für wenigstens ein angetriebenes Rad eine Durchdrehneigung vorliegt oder nicht. Hierzu wird für die angetriebenen Räder der jeweils vorliegende Schlupf­ wert dergestalt ausgewertet, daß er mit einem vorgebbaren Schwellenwert verglichen wird. Wird für ein angetriebenes Rad der Schwellenwert überschritten, so liegt für dieses Rad eine Durchdrehneigung vor. Diese Information wird im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgewertet. Nur für den Fall, daß an wenigstens einem Rad eine Durchdrehneigung vor­ liegt, wird die Differentialsperrenfunktion aktiviert.

Wenn es sich bei der Differentialsperrenfunktion um eine Längssperre handelt, dann wird die Längssperre für gewöhn­ lich erst dann aktiviert, wenn an beiden Rädern einer An­ triebsachse ein zu hoher Antriebsschlupf auftritt. Denn ein einzelnes durchdrehendes Rad an einer Achse wird im Normal­ fall zunächst von der Quersperre stabilisiert und von der Längssperre zunächst nicht bewertet. Dagegen wird die Situa­ tion, bei der wechselseitig instabile Räder an einer Achse vorliegen, es handelt sich hierbei um das sogenannte Tram­ peln, durch die Längssperre bewertet.

Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Auswertung des Radschlupfes kann auch direkt die Radgeschwindigkeit ausge­ wertet werden.

Selbstverständlich kann es sich bei dem Steuergerät 108 auch um ein Steuergerät handeln, welches im Rahmen einer An­ triebsschlupfregelung eingesetzt wird. Es kann sich auch um ein anderes Steuergerät handeln. Allerdings sollte für den Fall, daß die Längssperrenfunktion mit Hilfe von Bremsenein­ griffen realisiert werden soll, solch ein Steuergerät und solch eine Bremsanlage verwendet werden, mit dem bzw. mit der fahrerunabhängige Bremseneingriffe realisierbar sind.

Bevor auf die Fig. 2 eingegangen wird, soll zunächst die Bildung verschiedener Sollwerte und Regelgrößen, die der Realisierung der Längssperrenfunktion zugrunde liegen, be­ schrieben werden. Diese Größen werden intern in dem Block 108 ermittelt. Grundlage für die Ermittlung dieser Größen sind zum einen die nach Gleichung (1) ermittelten Sollradge­ schwindigkeiten vSoradij sowie die mit Hilfe der Raddreh­ zahlsensoren ermittelten Radgeschwindigkeitsgrößen vradij.

Die Rohwerte für die Sollkardangeschwindigkeiten für die Vorderachse (VA) und für die Hinterachse (HA) werden folgen­ dermaßen bestimmt:

vSoKarVA = (vSoradvl + vSoradvr)/2 (2a),

vSoKarHA = (vSoradhl + vSoradhr)/2. (2b).

Zur Realisierung der Differentialsperrenfunktion werden als Regelgrößen die beiden gefilterten Achskardangeschwindigkei­ ten vKarFVA und vKarFHA verwendet. Hierzu werden zunächst die beiden Achskardangeschwindigkeiten vKarVA und vKarHA ge­ mäß nachfolgender Gleichung ermittelt:

vKarVA = (vradvl + vradvr)/2 (3a),

vKarHA = (vradhl + vradhr)/2 (3b).

Die beiden Größen vKarVA und vKarHA werden im weiteren als Istwert für die Kardangeschwindigkeit der jeweiligen Achse bezeichnet. Durch Filterung der Größen vKarVA und vKarHA er­ hält man die gefilterten Achskardangeschwindigkeiten vKarFVA und vKarFHA. Der Filter ist beispielsweise als Filter 1. Or­ dung (PT1) ausgeführt. Über den zugehörigen Filterparameter wird die Stärke der Filterung festgelegt. Alternativ können aber auch anstelle der gefilterten Größen die beiden unge­ filterten Größen vKarVA und vKarHA verwendet werden.

Zusätzlich werden achsweise die gefilterten Differenzge­ schwindigkeiten vDifFVA und vDifFHA benötigt. Zunächst wer­ den die ungefilterten Differenzgeschwindigkeiten wie folgt ermittelt:

vDifVA = vradvl - vradvr (4a),

vDifHA = vradhl - vradhr (4b).

Durch Filterung der Größen vDifVA und vDifHA ergeben sich die gefilterten Differenzgeschwindigkeiten vDifFVA und vDifFHA.

Die verschiedenen vorstehend aufgeführten Filterungen erfol­ gen jeweils beispielsweise unter Verwendung eines geeignet eingestellten Tiefpaßfilters.

Im folgenden wird Fig. 2 beschrieben, in der die Berechnung der Regelabweichungen d_vKarLSVA für die Vorderachse und d_vKarLSHA für die Hinterachse dargestellt ist. Die beiden Größen werden im weiteren Verlauf auch als Abweichungsgrößen bezeichnet, die in Abhängigkeit des Sollwertes und des Ist­ wertes für die Kardangeschwindigkeit ermittelt wird.

An dieser Stelle sei nochmals die erfindungsgemäße Vorge­ hensweise dargestellt: Tritt an beiden Rädern einer Antrieb­ sachse gegenüber der anderen Antriebsachse ein zu hoher An­ triebsschlupf auf, so kann durch einen symmetrischen Bremsmomentenaufbau an der Antriebsachse, an der der zu hohe Antriebsschlupf auftritt, eine Sperrwirkung in Längsrichtung erzielt werden. Dadurch wird die andere Antriebsachse mit einem höheren Antriebsmoment beaufschlagt. Zu diesem Zweck ist der Längssperrenregler und damit auch die Ermittlung der Regelabweichungen achsweise organisiert.

Demzufolge ist die in Fig. 2 dargestellte Ermittlung der Regelabweichungen symmetrisch aus zwei identischen Zweigen aufgebaut, einem für die Vorderachse und einem für die Hin­ terachse. Aus diesem Grund wird nachfolgend lediglich ein Zweig, nämlich der für die Hinterachse, ausführlich be­ schrieben. Die Beschreibung des Zweiges für die Vorderachse ist inhaltlich identisch.

An dieser Stelle sei bemerkt, daß einzelne Größen bzw. Blöc­ ke, die im Zweig für die Vorderachse enthalten sind, mit dem Zusatz "v" gekennzeichnet sind. Entsprechend sind einzelne Blöcke bzw. Größen, die im Zweig für die Hinterachse enthal­ ten sind, mit dem Zusatz "h" gekennzeichnet. Blöcke mit der­ selben Ziffer und Größen mit demselben Variablennamen jedoch verschiedenem Index haben die gleiche Funktion bzw. Bedeu­ tung.

Zunächst wird für den Längssperrenregler der einzustellende Arbeitspunkt, d. h. der Sollwert vSoKarLSHA an der Hinterach­ se ermittelt. Dieser Wert wird im weiteren Verlauf auch als Sollwert für die Kardangeschwindigkeit bezeichnet.

Hierzu wird zunächst der Rohwert für die Sollkardangeschwin­ digkeit vSoKarHA, die gemäß Gleichung (2b) ermittelt wurde, im Block 201h mit dem Gewichtungsfaktor K1 gewichtet. Die gewichtete Sollkardangeschwindigkeit wird einem Verknüp­ fungspunkt 205h zugeführt. Des weiteren wird mit Hilfe der Komponenten 202h und 203h für die Hinterachse der Mittelwert der beiden freirollenden Radgeschwindigkeiten vradFreihl und vradFreihr bereitgestellt. Hierzu wird zunächst mit dem Sum­ mationspunkt 202h die Summe der beiden freirollenden Radge­ schwindigkeiten gebildet. Anschließend wird die Summe im Block 203h mit dem Faktor 0,5 multipliziert. Der so ermit­ telte Mittelwert wird anschließend in einem Block 204h mit einem Faktor (1-K1) gewichtet. Der gewichtete Mittelwert wird ebenfalls dem Verknüpfungspunkt 205h zugeführt. In die­ sem Verknüpfungspunkt wird die Summe aus der gewichteten Sollkardangeschwindigkeit und dem gewichteten Mittelwert ge­ bildet. Diese Summe vSoKarLSHA stellt den Sollwert für die Kardangeschwindigkeit an der Hinterachse dar.

Der Gewichtungsfaktor K1 variiert zwischen den Werten 0 und 1 und wird in Abhängigkeit der Geschwindigkeitsgröße vf, die die Fahrzeuggeschwindigkeit beschreibt, verändert. Im An­ fahrbereich wird K1 = 0 gesetzt, da in dieser Situation die Traktion Priorität haben soll. Mit zunehmender Fahrzeugge­ schwindigkeit nähert sich K1 dem Wert 1 an.

Durch die Veränderung des Gewichtungsfaktors läßt sich der Arbeitspunkt der Längssperrenregelung gegenüber dem Ar­ beitspunkt einer eventuell vorhandenen Antriebsmomentenrege­ lung (AMR) absenken. Das bedeutet, daß die Längssperre be­ reits ein Sperrmoment aufbaut bevor die Antriebsmomentenre­ gelung das Antriebsmoment wieder reduzieren kann.

Nachfolgend soll unter der Annahme, daß vDifFHA = 0 ist, der physikalisch technische Hintergrund des Gewichtungsfaktors K1 erläutert werden.

Für K1 = 1 wird d_vKarLSHA = vKarFHA - vSoKarHA. Dies ent­ spricht genau der Regelabweichung des Motorreglers. D. h. der Motorregler und die Längssperre regeln auf die gleiche Soll­ größe vSoKarHA.

Für K1 = 0 wird d_vKarLSHA = vKarFHA - 0.5 (vRadFreiHL + VradFreiHR). Das bedeutet in diesem Fall: Sobald die Kardan­ geschwindigkeit der Hinterachse größer ist als die freirol­ lenden Radgeschwindigkeiten, entsteht in Abhängigkeit des Verhaltens der Vorderachse eine Regelabweichung für die Längssperre. In diesem Fall kann für die Längssperre bereits eine Regelabweichung entstehen, während für den Motorregler noch keine Regelabweichung entsteht, die zu einer Reduktion des Motormoments führt.

Der Arbeitspunkt einzustellende vSoKarLSHA wird einem Ver­ knüpfungspunkt 206h zugeführt. Diesem Verknüpfungspunkt wird auch die Ist-Kardangeschwindigkeit vKarHA, die gemäß der Gleichung (3b) ermittelt wurde zugeführt. In dem Verknüp­ fungspunkt 206h wird von der Ist-Kardangeschwindigkeit vKar­ HA der einzustellende Arbeitspunkt vSoKarLSHA, der gewisser­ maßen den Sollwert darstellt, abgezogen. Die dabei entste­ hende Differenz stellt die eigentliche Achsregelabweichung dar. Aus folgendem Grund wird der Sollwert vom Istwert abge­ zogen: Für den Fall, daß durchdrehende Antriebsräder vorlie­ gen, ist der Istwert größer als der Sollwert. Folglich er­ gibt sich durch diese Art der Differenzbildung ein positiver Wert. Dieser positive Wert kann direkt im Rahmen des durch­ zuführenden Druckabbaus verarbeitet werden.

Die im Verknüpfungspunkt 206h erzeugte Differenz wird einem weiteren Verknüpfungspunkt 207h zugeführt.

Der Betrag der gefilterten Differenzgeschwindigkeit vDifFHA, die unter Verwendung von Gleichung (4b) gebildet wurde, wird in einem Block 211h mit dem Faktor 0,5 bewertet und an­ schließend in einem Block 212h mit einem Faktor K2 gewich­ tet. Die so ermittelte Größe wird dem Verknüpfungspunkt 207h zugeführt. Durch die in dem Verknüpfungspunkt 207h stattfin­ dende Differenzbildung wird der Anteil bereitgestellt, um den beide Räder der Hinterachse über dem Sollwert vSoKarLSHA liegen. Der Faktor 0,5 ergibt sich aus der Definition der Kardangeschwindigkeit als Mittelwert.

Der Faktor K2 variiert zwischen 1 und 0. Für K2 = 1 wird der auf die Differenzgeschwindigkeit vDifFHA zurückgehende Dif­ ferenzanteil vollständig ausgeblendet, was dem Normalfall entspricht. Es ist jedoch zweckmäßig, bei sogenannten "tram­ pelnden Rädern" an einer Achse, was einer wechselseitigen Schwingung der Radgeschwindigkeiten an dieser Achse ent­ spricht, einen entsprechenden Anteil der Differenz der Rad­ geschwindigkeiten auf die Regelabweichung für den Längssper­ renregler aufzuschalten. Dadurch werden die Schwingungen wirksam gedämpft. Der Faktor K2 wird über die Fahrzeugge­ schwindigkeit gesteuert. Der Faktor K2 wird im Anfahrbe­ reich, d. h. für eine Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als 2 m/s, bei schwingender Achse zu 0 gesetzt. Denkbar ist auch eine Vorgabe über eine Kennlinie.

Liegt ein Schwingen der Räder an der Hinterachse vor, so läuft die Hinterachse nicht synchron. Die Kardangeschwindig­ keit an der Hinterachse ist trotz des Schwingens der Hinter­ räder konstant. Um die Realisierung der Differentialsperren­ funktion zu verbessern, wird die durch das Schwingen vorlie­ gende Differenzgeschwindigkeit im Rahmen der Ermittlung der Regelabweichung aufgeschaltet.

Die mit Hilfe des Verknüpfungspunktes 207h gewonnene Regel­ differenz wird mit Hilfe eines Blockes 208h auf positive Werte begrenzt. Die so begrenzte Regeldifferenz wird sowohl einem Verknüpfungspunkt 209h als auch einem Verknüpfungs­ punkt 209v zugeführt. In dem Verknüpfungspunkt 209h wird von der begrenzten Regelabweichung der Hinterachse die begrenzte Regelabweichung der Vorderachse abgezogen. Durch diese Dif­ ferenzbildung wird eine Koppelung zwischen der Hinterachse und der Vorderachse realisiert, die erforderlich ist, um ei­ nen Angleich der Geschwindigkeiten der beiden Achsen anein­ ander realisieren zu können. D. h. es wird die Abweichung der Geschwindigkeiten zwischen den beiden Achsen ermittelt. Die­ se Abweichung wird umgesetzt zur Ansteuerung der elektri­ schen Differentialsperre.

Durch Bildung der Differenz der beiden Regelabweichungen wird sichergestellt, daß die beiden Kardangeschwindigkeiten lediglich zueinander synchronisiert werden, wie dies bei ei­ ner mechanischen Längssperre der Fall ist.

Für die Hinterachse wird die Differenz der beiden Regelab­ weichungen anschließend mit Hilfe eines Blockes 210h be­ grenzt, und zwar nach unten auf den Wert 0 und nach oben auf einen Maximalwert d_vKarLSMax. Die am Ausgang des Blockes 210h vorliegende Größe d_vKarLSHA stellt die Regelabweichung bzw. die Abweichungsgröße für die Hinterachse bezüglich des Längssperrenreglers dar. Die Größe d_vKarLSHA ist ein Maß dafür, wie stark die Räder der Hinterachse durchdrehen und in welchem Maße diesbezüglich auch eine Abweichung zu der Vorderachse vorliegt.

Wie bereits oben erwähnt, ist der Zweig für die Vorderachse identisch aufgebaut, weswegen auf eine eigenständige Be­ schreibung dieses Zweiges verzichtet wird. Vielmehr wird auf die vorstehende Beschreibung des Zweiges für die Hinterachse verwiesen.

Nachfolgend wird auf Fig. 3 eingegangen, in der der erfin­ dungsgemäße Regler dargestellt ist.

Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, wird für jede Antriebsachse ein modifizierter PI-Regler zur Regelung der Komponenten des Längssperrenmoments eingesetzt. Aus diesem Grund ist der in Fig. 3 dargestellte Regler aus zwei identischen PI-Reglern aufgebaut, einem für die Vorderachse und einem für die Hin­ terachse. Nachfolgend wird lediglich ein Zweig, nämlich der für die Hinterachse, ausführlich beschrieben. Die Beschrei­ bung des Zweiges für die Vorderachse ist inhaltlich iden­ tisch. Einzelne Größen bzw. Blöcke, die im Zweig für die Hinterachse enthalten sind, sind mit dem Zusatz "h" gekenn­ zeichnet. Entsprechendes gilt für die Vorderachse. Blöcke mit derselben Ziffer und Größen mit demselben Variablennamen jedoch verschiedenem Index haben die gleiche Funktion bzw. Bedeutung.

Die Regelabweichung d_vKarLSHA wird einem Block 301h zuge­ führt, in dem sie mit einem Parameter KpMBrSymKHA multipli­ ziert wird. Die so erhaltene Größe wird einem Block 305h zu­ geführt, in welchem sie auf einen Maximalwert MBrSymKarMax begrenzt wird. Der so gewonnene P-Anteil, der mit MBrSymPHA bezeichnet sein soll, wird einem Verknüpfungspunkt 308h zu­ geführt. Der P-Anteil dient der Verbesserung des dynamischen Regelverhaltens, da durch ihn die Dynamik des Längssperren­ reglers erhöht wird. Die Begrenzung des P-Anteils vermeidet zu starke Momentenstöße.

Block 304h stellt einen Integrator dar, der zum Aufbau des Sperrmoments benutzt wird, d. h. wenn die Regelabweichung d_vKarLSHA größer als ein Parameter P_dvKarLSMin ist. Ein entsprechender Vergleich findet in dem Integrator 304h statt. Dadurch wird eine Totzone realisiert, wodurch ein zu empfindliches Aufintegrieren verhindert werden kann.

Die Integratorverstärkung KoMBrSymIAufHA wird in Abhängig­ keit der differenzierten Abweichungsgröße mit Hilfe eines Differenzierer 302h bestimmt. Hierzu wird zunächst KoMBrSy­ mIAufHA gleich P_KoMBrSymIAuf1 gesetzt. Unterschreitet die differenzierte Regelabweichung den Wert P_deldvKarLS so wird KoMBrSymIAufHA zurückgenommen auf den Wert P_KoMBrSymIAuf2.

Aus folgendem Grund wird die Integrationsverstärkung in Ab­ hängigkeit der differenzierten Abweichungsgröße ermittelt: Durch die Auswertung der differenzierten Abweichungsgröße liegt eine Information darüber vor, ob die Abweichungsgröße zunimmt oder abnimmt. Stellt man nun fest, daß die Regelab­ weichung eine Umkehrtendenz zeigt, so wird die Integration dadurch verlangsamt, daß in diesem Fall der kleinere Wert P_KoMBrSymIAuf2 verwendet wird. Durch diese Maßnahme wird ein Momentenüberschuß, der ein "Abreißen" der anderen Achse begünstigt, vermieden.

Ist die Regelabweichung kleiner als der Parameter P_dvKarLSMin, erfolgt ein gesteuerter Abbau des I-Anteils mit dem Gradienten KoMBrSymIAbHA. Ein schneller Abbau des I- Anteils einer Antriebsachse erfolgt immer dann, wenn für diese Achse eine Radschlupfgröße, die den am jeweiligen Rad vorherrschenden Radschlupf beschreibt, beispielsweise slradhl oder slradhr, den Bremsschlupfwert P_slBrems über­ schreitet. In beiden Fällen handelt es sich um einen gesteu­ erten Abbau, allerdings mit unterschiedlichem Gradienten. Eine entsprechende Auswertung des Radschlupfes findet in ei­ nem Block 303h statt. Durch die Auswertung des Radschlupfes werden plötzliche Wechsel des Reibwerts, die zu einem Brems­ schlupf führen, berücksichtigt.

Wie man erkennt, wird in Abhängigkeit der Ableitung der Re­ gelabweichung d_vKarLSHA ein Parameter des Integrators umge­ schaltet.

Bei Fahrzeugen mit manuellem Getriebe erfolgt auch eine Überwachung der Motordrehzahl. Diese findet ebenfalls im Block 303h statt. Unterschreitet die Motordrehzahl Nmot ei­ nen Wert P_nMotLSAbfast, so erfolgt ebenfalls ein schneller Abbau des I-Anteils mit dem Gradienten P_MbrSymIAbHAfast, der dem Block 304h über die Größe KoMBrSymIAbHA zugeführt wird. Durch das Öffnen der Längssperre wird ein Abwürgen des Motors verhindert. Der Wert der Größe P_nMotLSAbfast wird im Vorfeld in Abhängigkeit des Verlaufes des Motormoments er­ mittelt, und ist somit vom jeweiligen Motortyp abhängig. Dieser Wert liegt im Bereich von beispielsweise 1200 bis 1500 U/min.

An dieser Stelle sei festgehalten: Der Aufbau des Bremsmo­ ments im Rahmen der Differentialsperrenfunktion erfolgt in Form einer Regelung. Dagegen erfolgt der Abbau des Bremsmo­ ments in Form einer Steuerung. Zur Beeinflussung des Auf­ baus, genauer gesagt zur Beeinflussung des zeitlichen Ver­ laufs des Aufbaus, wird dem Block 304h die Größe KoMBrSymI­ AufHA zugeführt. In entsprechender Weise wird dem Block 304h zur Beeinflussung des Abbaus die Größe KoMBrSymIAbHA zuge­ führt.

Die im Block 304h erzeugte Größe MBrSymIHA' wird einem Ver­ knüpfungspunkt 306h zugeführt. Ein eventuell vorhandener Längssperrenanteil, von der anderen Achse - in diesem Fall der Vorderachse - herrührend, soll auch berücksichtigt wer­ den. Deshalb wird dem Verknüpfungspunkt 306h die mit Hilfe des Blockes 307v ermittelte Größe MBrSymIVA zugeführt. Aus diesen beiden Größen wird im Verknüpfungspunkt 306h eine Differenz gebildet. Somit kann stationär immer nur an einer Achse ein Längssperrenanteil wirksam sein. Regelschwingungen werden dennoch unterbunden, da dynamisch kurze Überschnei­ dungsphasen stattfinden, die dämpfend auf das System wirken. Bei einem Allradfahrzeug kann es zu Längsschwingungen zwi­ schen der Vorderachse und der Hinterachse kommen, da die Ei­ gendämpfung der Regelstrecke gering ist. Die Überschnei­ dungsphasen wirken schwingungsdämpfend.

Der so mit Hilfe des Verknüpfungspunktes 306h gewonnene I- Anteil wird mit Hilfe eines Blockes 307h begrenzt. Nach un­ ten hin auf den Wert 0 und nach oben hin auf einen Wert MBrSymIMax.

Der Maximalwert MBrSymIMax für den I-Anteil wird durch eine Reihe von Größen bestimmt: Zum einen wird er durch die Stellgliedreserve bestimmt. D. h. im Fall der Bremshydraulik darf ein aus dem maximal zur Verfügung stehenden Kreisdruck resultierendes Bremsmoment nicht überschritten werden. Zum anderen wird er auf einen Anteil des momentan zur Verfügung stehenden Kardanantriebsmoments begrenzt. Darüber hinaus wird er in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit be­ grenzt, d. h. mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit wird das zulässige Längssperrrenmoment geringer. Oberhalb einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit ist kein Längssperrrenmo­ ment erlaubt. Außerdem kann MBrSymIMax auch eine Funktion der Regelzeit, in diesem Fall der Regelzeit eines Antriebs­ schlupfreglers, sein. Mit zunehmender Regelzeit wird ein stärkerer Eingriff der Längssperre ermöglicht, beispielswei­ se sei in diesem Zusammenhang auf einen Anfahrvorgang im Ge­ lände hingewiesen.

Der begrenzte I-Anteil wird dem Verknüpfungspunkt 308h zuge­ führt. In diesem Verknüpfungspunkt werden die beiden Regle­ ranteile, der P-Anteil und der I-Anteil addiert. Durch Addi­ tion der beiden Regleranteile erhält man achsweise die Kom­ ponente MBrSymLSHA für das Längssperrrenmoment. Die Größe MBrSymLSHA stellt den Sollwert für das einzustellende Radmo­ ment dar. Da gemäß dem Ausführungsbeispiel als Stellglied Bremsaktuatoren eingesetzt werden, handelt es sich bei die­ ser Größe genauer gesagt um einen Sollwert für ein Rad­ bremsmoment.

Die ermittelten Komponenten MBrSymLSVA bzw. MBrSymLSHA des Längssperrenmoments werden für die jeweilige Fahrzeugachse auf die jeweils betreffenden Räder zu gleichen Teilen aufge­ teilt. D. h. es findet eine symmetrische Aufteilung zwischen dem linken und dem rechten Rad einer Achse statt. Ein unter­ lagertes Stellersystem realisiert, neben Momentenanforderun­ gen anderer Regelsysteme, die entsprechenden Radmomente. Bei dem unterlagerten Stellersystem kann es sich beispielsweise um ein Bremssystem, mit dem aktive, d. h. fahrerunabhängige Bremseneingriffe realisierbar sind, handeln. Ferner kann es sich um eine regelbare Längssperre oder eine entsprechende Kupplung handeln.

Für die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. für das erfin­ dungsgemäße Verfahren können ergänzende spezielle Funktionen vorgesehen sein. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Schutzvorrichtung handeln, mit der eine Überlastung der Rad­ bremsen vermieden wird. Bei dieser Schutzvorrichtung wird mit einem bekannten Bremsentemperaturmodell die geschätzte Temperatur der Bremsscheibe ermittelt. Hierzu wird mittels der geschätzten Radmomente die Verlustleistung berechnet. Durch eine Bilanz die Aufheizen und Abkühlen erfaßt, kann auf die Scheibentemperatur geschlossen werden.

Wird ein kritischer Temperaturwert an einer oder mehreren Radbremsen überschritten, so erfolgt entweder kein neuer Aufbau eines Längssperrenmoments mehr oder ein bereits be­ stehendes Längssperrenmoment wird abgebaut. Dies betrifft jeweils die Achse, an der mindestens eine überhitzte Rad­ bremse vorhanden ist.

Abschließend seien noch einige wichtige Aspekte aufgeführt. Durch die Realisierung der Differentialsperrenfunktion wird das Anfahrverhalten eines Fahrzeuges verbessert, da eine Differenz zwischen der Geschwindigkeit der Vorderachse und der der Hinterachse ausgeglichen wird. D. h. die Realisierung der Differentialsperrenfunktion wird folglich im unteren Ge­ schwindigkeitsbereich eingesetzt. Mit anderen Worten: Die Realisierung der Differentialsperrenfunktion stellt eine An­ fahrhilfe dar.

Ferner sei bemerkt, daß die in der Beschreibung gewählte Form des Ausführungsbeispiels sowie die in den Figuren ge­ wählte Darstellung keine einschränkende Wirkung auf die er­ findungswesentliche Idee haben soll. Beispielsweise weist das dem Ausführungsbeispiel zugrundeliegende Fahrzeug zwei Antriebsachsen auf. Dies soll keine Einschränkung darstel­ len. Selbstverständlich kann das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für Fahrzeuge eingesetzt werden, die über mehr als zwei angetriebene Ach­ sen verfügen. In diesem Fall ist eine entsprechende Adaption erforderlich.

Claims (11)

1. Verfahren zur Realisierung einer Differentialsperrenfunk­ tion für ein Fahrzeug,
mit dem bei Druchdrehneigung wenigstens eines angetriebenen Rades mit Hilfe von fahrerunabhängig durchgeführten Eingrif­ fen an wenigstens einem Mittel zur Beeinflussung des Radmo­ ments die Funktion einer Differentialsperre, vorzugsweise einer zwischen der Vorderachse und der Hinterachse des Fahr­ zeuges wirkenden Differentialsperre, realisiert wird,
wobei zur Durchführung der fahrerunabhängig durchgeführten Eingriffe wenigstens ein Sollwert (MBrSymLSVA, MBrSymLSHA) für ein einzustellendes Radmoment vorgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug mit Allradan­ trieb handelt, und
daß durch die Vorgabe des wenigstens einen Sollwert die für die angetriebenen Fahrzeugachsen vorliegenden Geschwin­ digkeiten einander angenähert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Mittel zur Beeinflussung des Radmomentes um einen einem Rad des Fahrzeuges zugeordneten Bremsaktua­ tor, der Teil einer Bremsanlage ist, mit der fahrerunabhän­ gig Bremsmomente an einzelnen Rädern des Fahrzeuges erzeugt werden können, oder um eine steuerbare mechanische Sperre oder um eine steuerbare Kupplung handelt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem vorgegebenen Sollwert um einen Sollwert für ein Radbremsmoment handelt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug zwei angetriebene Achsen aufweist, und daß für jede der beiden Achsen ein Sollwert vorgegeben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in Abhängigkeit erster Radgeschwindigkeitsgrößen (vrad­ freiij), die die freirollenden Radgeschwindigkeiten be­ schreiben, und einem Sollwert (slSoASR) für den Antriebs­ schlupf, ein Sollwert (vSoKarLSVA, vSoKarLSHA) für die Kar­ dangeschwindigkeit einer Achse ermittelt wird, und
daß in Abhängigkeit von zweiten Radgeschwindigkeitsgrößen (vradij), die die mit Hilfe der Raddrehzahlsensoren ermit­ telten Radgeschwindigkeiten beschreiben, ein Istwert (vkar­ VA, vKarHA) für die Kardangeschwindigkeit derselben Achse ermittelt wird, und
daß in Abhängigkeit dieses Sollwertes und dieses Istwertes eine Abweichungsgröße (d_vKarLSVA, d_vKarLSHA) ermittelt wird, und
daß diese Abweichungsgröße mit Hilfe eines Reglermittels, insbesondere eines PI-Reglers, in den Sollwert für ein ein­ zustellendes Radmoment umgesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert für die Kardangeschwindigkeit so gewählt wird, daß die Differentialsperrenfunktion zeitlich vor einer Motormomentenregelung aktiviert wird, insbesondere wird hierfür der Sollwert für die Kardangeschwindigkeit in Abhän­ gigkeit einer Geschwindigkeitsgröße (vf), die die Fahrzeug­ geschwindigkeit beschreibt, ermittelt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung der Abweichungsgröße Einflüsse in den zweiten Radgeschwindigkeitsgrößen, die auf wechselseitige Schwingungen der Radgeschwindigkeiten an der jeweiligen Ach­ se zurückgehen, berücksichtigt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Reglermittel einen Proportional- und einen Inte­ gralanteil aufweist, wobei eine Integratorverstärkung (KoMBrSymIAufHA, KoMBrSymIAufVA) für den Integrationsanteil in Abhängigkeit des Wertes der differenzierten Abweichungs­ größe ermittelt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Integralanteil schnell abgebaut wird, wenn für die jeweilige Achse wenigstens eine Radschlupfgröße (slRadij) einen vorgegebenen Wert (P_slBRems) überschreitet.

11. Vorrichtung zur Realisierung einer Differentialsperren­ funktion für ein Fahrzeug, wobei die Vorrichtung Mittel zur Beeinflussung des Radmoments enthält,
wobei bei Auftreten einer Druchdrehneigung an wenigstens ei­ nem angetriebenen Rad mit Hilfe von fahrerunabhängig durch­ geführten Eingriffen an wenigstens einem der Mittel zur Be­ einflussung des Radmoments die Funktion einer Differential­ sperre, vorzugsweise einer zwischen der Vorderachse und der Hinterachse des Fahrzeuges wirkenden Differentialsperre, realisiert wird,
wobei zur Durchführung der fahrerunabhängig durchgeführten Eingriffe wenigstens ein Sollwert (MBrSymlSVA, MBrSymLSHA) für ein einzustellendes Radmoment vorgegeben wird.