DE102010039823A1

DE102010039823A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Antriebsschlupfregelung eines Einspurfahrzeugs

Info

Publication number: DE102010039823A1
Application number: DE102010039823A
Authority: DE
Inventors: Georg Dr. Roll; Oliver Hoffmann; Kurt Wollsiffer
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2009-11-23
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2011-06-16

Abstract

Verfahren zur Antriebsschlupfregelung eines motorisierten Einspurfahrzeugs mit einem Antriebsmotor und nur einem Antriebsrad, insbesondere dem Hinterrad, bei welchem bei einer erkannten Durchdrehneigung des Antriebsrades zumindest ein Antriebsmoment (M, 18, 25, 31) des Antriebsmotors zur Reduzierung der Durchdrehneigung verringert wird, wobei die Durchdrehneigung erkannt wird, wenn der Antriebsschlupf (s_T) des Antriebsrades einen vorgegebenen ersten Schwellenwert (λ_S, λ_erst) überschreitet, wobei der erste Schwellenwert (λ_S) derart, insbesondere niedrig, vorgegeben wird und/oder die Verringerung des Motorantriebsmoments (M, 18, 25, 31), insbesondere ein Verringerungsgradient für das Motorantriebsmoment, derart vorgegeben wird, dass das Antriebsrad sich für eine längere Zeitdauer in einem stabilen Bereich (ΔT_stabil) unterhalb der Kraftschlussgrenze befindet als es sich in einem instabilen Bereich (ΔT_instabil) oberhalb der Kraftschlussgrenze befindet, sowie Vorrichtung zur Antriebsschlupfregelung eines motorisierten Einspurfahrzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 14.
Das Motorrad hat sich im Laufe der letzten Jahrzehnte von einem kostengünstigen Fortbewegungsmittel zu einem Freizeitgefährt entwickelt, bei welchem vermehrt sowohl die Sicherheit als auch der Komfort des Fahrers in den Vordergrund gerückt wird. Ähnlich wie bei den Automobilen vor einigen Jahren werden zunehmend auch Motorräder mit Anti-Blockiersystemen (ABS) ausgerüstet. Aus der EP 0 548 985 B1 ist beispielsweise eine DE 40 00 212 A1 ein Verfahren zum blockiergeschützten Bremsen eines zweirädrigen Kraftrades bekannt.
Traditionell haben Krafträder je ein Betätigungselement für jeden der beiden Bremskreise. Meist wird die Vorderradbremse durch einen „Handbremshebel” und die Hinterradbremse durch einen „Fußbremshebel” betätigt. Im Zusammenhang mit Motorrädern versteht man unter einer „Integralbremsanlage” eine Bremsanlage, bei der bei Betätigung des Handbremshebels bzw. des Fußbremshebels zusätzlich die Bremse des anderen Bremskreises durch einen aktiven Druckaufbau eingebremst wird. Aufgrund der Betätigung eines einzigen Betätigungselements (z. B. Handbremshebel und/oder Fußbremshebel) erfolgt die automatische Bremskraftverteilung bzw. Bremsdruckverteilung zwischen Vorderrad und Hinterrad z. B. über eine Elektronik, mittels welcher eine vorgegebene Bremskraftverteilung gesteuert wird (auch ABD-Funktion (Active Brakeforce Distribution) genannt). Integralbremsanlagen für Krafträder sind beispielsweise aus der DE 38 03 563 A1 und DE 103 16 351 A1 bekannt.
In der DE 10 2005 003 255 A1 wird ein Bremssystem für Motorräder offenbart, welches bei einem konstruktiv einfachen Aufbau die Funktionalität von ABS und Integralbremse gewährleistet.
Aus dem Stand der Technik sind ebenfalls Fahrzeuge bekannt, die aufgrund ihrer kinematischen Freiheitsgrade und fahrdynamischen Eigenschaften als Einspurfahrzeuge gelten, jedoch nicht über zwei sondern drei Räder verfügen, nämlich zwei (z. B. schmale) Vorderräder und ein (z. B. breiteres) Hinterrad. Diese Fahrzeuge werden auch oftmals als Quasi-Einspurfahrzeuge bezeichnet. Eine besondere Eigenschaft dieser Fahrzeuge ist es, dass sie – wie herkömmliche, zweirädrige Motorräder oder Motorroller – eine Schräglage benötigen, um Querbeschleunigungen aufbauen, also ebene Kurven durchfahren zu können. Ein dreirädriges Fahrzeug mit zwei vorderen Steuerrädern und einem Hinterrad wird z. B. in der DE 601 10 308 T2 offenbart.
In der DE 10 2008 021 523 A1 wird die Anpassung einer Antriebsschlupf-Regelung in Abhängigkeit von der Schräglage oder der Querbeschleunigung für den Fall einer beschleunigten Kurvenfahrt für ein dreirädriges Einspurfahrzeug beschrieben. Jedoch wird keine generelle Regelungsstrategie offenbart.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Antriebsschlupfregelung eines motorisierten Einspurfahrzeugs sowie eine entsprechende Vorrichtung bereitzustellen, mit welchem das Antriebsrad des Einspurfahrzeugs schnell und zuverlässig stabilisiert wird, um so das Rad nicht seitlich wegrutschen zu lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie die Vorrichtung gemäß Anspruch 14 gelöst.
Erfindungsgemäß werden unter Einspurfahrzeugen sowohl zweirädrige als auch die oben erwähnten dreirädrigen (Quasi) Einspurfahrzeuge verstanden.
Erfindungsgemäß wird unter einem Gradient des Motorantriebsmoments allgemein ein Maß für die Änderung des Motorantriebsmomentes in einem Zeitintervall verstanden. Das Motorantriebsmoment kann dabei kontinuierlich oder stufenförmig verändert werden (erhöht oder verringert). Ein Verringerungsgradient stellt somit ein Maß für die Geschwindigkeit der Motormomentenverringerung dar.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, den erste Schwellenwert zur Erkennung einer Durchdrehneigung des Antriebsrades und/oder die Verringerung des Motorantriebsmoments derart vorzugeben, dass das Antriebsrad sich für eine längere Zeitdauer in einem stabilen Bereich unterhalb der Kraftschlussgrenze befindet als es sich in einem instabilen Bereich oberhalb der Kraftschlussgrenze befindet. Die Kraftschlussgrenze entspricht dem Reibwertmaximum der entsprechenden μ-Schlupf-Kurve.
Ein Vorteil der Erfindung liegt in der schnellen und zuverlässigen Stabilisierung des Einspurfahrzeugs. Durch die frühzeitige geeignete Reduzierung des Motormomentes wird das angetriebene Rad schnell stabilisiert. Dies erhöht die Fahrsicherheit und hilft Unfälle und Stürze zu vermeiden.
Die Zeitdauer, in welcher sich das Rad in einem instabilen Bereich oberhalb der Kraftschlussgrenze befindet, ist bevorzugt kleiner als ca. 150 ms.
Bevorzugt wird der erste Schwellenwert zur Erkennung der Durchdrehneigung derart niedrig vorgegeben, dass sich das Antriebsrad für eine längere Zeitdauer in dem stabilen Bereich befindet als es sich in dem instabilen Bereich befindet.
Zusätzlich wird bevorzugt der Verringerungsgradient für die Verringerung des Motorantriebsmoments derart groß gewählt, dass sich das Antriebsrad für eine längere Zeitdauer in dem stabilen Bereich befindet als es sich in dem instabilen Bereich befindet.
Der erste Schwellenwert beträgt vorteilhafterweise mindestens etwa 2 km/h und höchstens 3% einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit. Die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit wird dabei besonders bevorzugt aus der Radgeschwindigkeit des Vorderrades bestimmt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird der erste Schwellenwert in Anhängigkeit von einem Fahrbahnreibwert und/oder einer Kritikalität der Fahrsituation, vorgegeben. Dabei wird der erste Schwellenwert bei kleinen Fahrbahnreibwerten und/oder bei Fahrsituationen mit hoher Kritikalität kleiner gewählt, um so erst gar keine starke Geschwindigkeitszunahme des Rades zuzulassen. Eine Fahrsituation mit hoher Kritikalität ist z. B. eine Kurvenfahrten, welche besonders bevorzugt anhand eines Schräglagenwinkels und/oder einer Querbeschleunigung erkannt und beurteilt wird. Besonders bevorzugt wird der Fahrbahnreibwert anhand der erreichten Fahrzeugbeschleunigung abgeschätzt.
Um einen ungewollten ersten Eintritt in die Antriebsschlupfregelung zu verhindern, wird bevorzugt ein zweiter Schwellenwert vorgegeben, welcher für den ersten Eintritt in die Antriebsschlupfregelung herangezogen wird, wobei der zweite Schwellenwert größer als der erste Schwellenwert ist. Der erste Schwellenwert wird dann für die Regelung nach dem ersten Eintritt in die Antriebsschlupfregelung herangezogen.
Eine Entscheidung, ob der erste oder der zweite Schwellenwert der Erkennung eine Durchdrehneigung zugrunde gelegt wird, wird bevorzugt in Abhängigkeit von dem vom Fahrer angeforderten Antriebsmoment getroffen.
Nach der Verringerung des Motorantriebsmoments mit einem definierten Verringerungsgradienten wird das Motorantriebsmoment gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Aufbaugradienten erhöht, welcher betragsmäßig kleiner ist als der Verringerungsgradient. Allerdings wird das Motorantriebsmoment vorteilhafterweise nicht erhöht, solange eine Kurvenfahrt oder eine andere Fahrsituation mit hoher Kritikalität vorliegt.
Die Größe des Aufbaugradients wird bevorzugt in Abhängigkeit von dem vom Fahrer angeforderten Antriebsmoment und/oder dem Fahrbahnreibwert und/oder dem aktuellen Antriebsschlupf des Antriebsrades gewählt.
Im Falle eines Einspurfahrzeuges mit einem Antriebsmotorsteuergerät, welches über eine Schnittstelle zur Vorgabe eines Motorsollmomentes verfügt, wird bevorzugt zur Antriebsschlupfregelung kein Bremseingriff zur Reduzierung der Durchdrehneigung an dem Antriebsrad durchgeführt. Bei erkannter Durchdrehneigung des Antriebsrades wird eine Verringerung des Motorantriebsmoments mit anschließendem stufenweisen Wiederaufbau des Motorantriebsmoments durchgeführt, wobei dem Antriebsmotorsteuergerät ein Motorsollmomentenverlauf vorgegeben wird.
Im Falle eines Einspurfahrzeuges mit einem Antriebsmotorsteuergerät, welches über eine digitale Schnittstelle zur Motorregelung verfügt, welche nur eine Abschaltung bzw. Anschaltung eines Antriebszylinders ermöglicht, wird bevorzugt ein Motorsollmomentenverlauf bestimmt, welcher mit einem Motoristmomentenverlauf verglichen wird. Dann wird durch geeignete Abschaltung bzw. Anschaltung des Antriebszylinders der Motoristmomentenverlauf an den Motorsollmomentenverlauf angeglichen. So kann trotz nur digitaler Schnittstelle ein vorgegebener Motormomentenverlauf erzielt werden.
Ebenso ist es im Falle eines Einspurfahrzeuges mit einem Antriebsmotorsteuergerät, welches über eine digitale Schnittstelle zur Motorregelung verfügt, welche nur eine Abschaltung bzw. Anschaltung eines Antriebszylinders ermöglicht, bevorzugt, bei erkannter Durchdrehneigung eine temporäre Abschaltung des Antriebszylinders durchzuführen und zusätzlich eine Bremskraft zur Reduzierung der Durchdrehneigung an dem Antriebsrad aufzubauen.
Vorteilhafterweise wird bei einem Bremseingriff die Bremskraft auf einen Maximalwert begrenzt, welcher in Abhängigkeit von dem vom Fahrer angeforderten Antriebsmoment gewählt wird.
Die Bremskraft wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung konstant gehalten, solange die Möglichkeit einer weiteren Durchdrehneigung besteht. Die Möglichkeit einer weiteren Durchdrehneigung wird anhand des vom Fahrer angeforderten Antriebsmoments ermittelt. Die Bremskraft wird um einen Betrag erhöht, sobald eine weitere Durchdrehneigung des Antriebsrades erkannt wird.
Die Bremskraft wird bevorzugt erst wieder reduziert, wenn eine vorgegebene Wartezeit überschritten ist, innerhalb welcher keine weitere Durchdrehneigung erkannt wurde. Alternativ wird die Bremskraft proportional zu einer Rücknahme des angeforderten Antriebsmoments durch den Fahrer reduziert. Oder die Bremskraft wird vollständig abgebaut, sobald das Antriebsrad einen Bremsschlupf größer als eine vorgegebene Bremsschlupfschwelle zeigt.
Bei einer erkannten Durchdrehneigung des Antriebsrades wird bevorzugt zusätzlich Bremskraft zur Reduzierung der Durchdrehneigung an dem Antriebsrad aufgebaut, wobei dies besonders bevorzugt bei einem Einspurfahrzeug mit einem Antriebsmotorsteuergerät, welches über eine digitale Schnittstelle zur Motorregelung verfügt, welche nur eine Abschaltung bzw. Anschaltung eines Antriebszylinders ermöglicht, durchgeführt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt in Ergänzung zu einem Antiblockiersystem (ABS) und/oder einem Bremskraftverteilungsregelsystem und/oder eines Integralbremssystems eingesetzt. Durch eine Kombination dieser Regelstrategien wird die Fahrzeugregelung besser auf die entsprechende Fahrsituation abgestimmt, wodurch die Fahrsicherheit erhöht wird.
Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zur Antriebsschlupfregelung eines motorisierten Einspurfahrzeugs mit einer Steuereinrichtung, in welcher ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt wird.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung anhand von Figuren.
Es zeigen schematisch
1 Darstellungen zur Veranschaulichung einer Traktionsregelung eines Zweispurfahrzeugs,
2 Darstellung zur Veranschaulichung einer beispielhaften Traktionsregelung eines Einspurfahrzeugs,
3 beispielhafte zeitliche Verläufe von Geschwindigkeiten und Motormomenten für eine Antriebsschlupfregelung mit direkter Vorgabe eines Motorsollmomentes,
4 beispielhafte zeitliche Verläufe von Geschwindigkeiten, Bremsdrücken und Motormomenten für eine beispielsgemäße Antriebsschlupfregelung mittels Beeinflussung des Motormoments und des Bremsdrucks,
5 beispielhafte zeitliche Verläufe von Geschwindigkeiten und Motormomenten für eine Antriebsschlupfregelung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
6 einen beispielgemäßen zweistufigen Regler zur Antriebsschlupfregelung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, und
7 beispielsgemäße Werte der ersten Schlupfschwelle.
Während starker Fahrzeugbeschleunigungen können die Antriebsräder aufgrund mangelnder Reibwerte zwischen Reifen und Fahrbahnoberfläche durchdrehen, also in einen Antriebsschlupf s_T gehen. Dies führt dazu, dass die verfügbaren Seitenführungskräfte F_y an den Antriebsrädern stark abnehmen und das Fahrzeug instabil werden kann. Besonders bei Einspurfahrzeugen (z. B. Motorrädern oder Motorrollern) kann dies wiederum ein seitliches Wegrutschen des Fahrzeugs mit schweren Unfallfolgen durch Manövrierunfähigkeit, Sturz oder andere Kollisionen bewirken.
Bei Zweispurfahrzeugen (z. B. Pkw: Personenkraftwagen) wird üblicherweise eine Antriebsschlupfregelung (auch Traction Control System (TCS) genannt) verwendet, welche ein starkes Durchdrehen der Antriebsräder verhindern soll. Die TCS-Regelfunktion sorgt dabei nicht nur für eine verbesserte Fahrstabilität sondern auch für eine erhöhte Traktion mit verbesserter Fahrzeugbeschleunigung, speziell auf Fahrbahnen mit Reibwertflecken. In 1 sind beispielhafte Längskraftkennlinien F_x für den Traktionsbereich eines Zweispurfahrzeugs für zwei auf unterschiedlichen Reibwerten traktierende Räder dargestellt. Dabei zeigt Kurve 1 den schlupfabhängigen Längskraftverlauf F_x(s_T) eines Rades auf niedrigem Reibwert, das also wenig Reibkraft ausbilden kann und somit leicht zum Durchdrehen neigt, während Kurve 2 den schlupfabhängigen Verlauf der Längskraft eines auf Hochreibwert befindlichen Rades mit guten Traktionsmöglichkeiten zeigt. Der Antriebsschlupf s_T ergibt sich gemäß s_T = (v_Rad – v_Fzg)/v_Rad aus der Radgeschwindigkeit v_Rad und der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit v_Fzg.
Anhand von 1a) soll im Folgenden eine Pkw-Antriebsschlupfregelung nur durch Bremseingriffe (BTCS: Brake Traction Control System) und anhand von 1b) eine Pkw-Antriebsschlupfregelung nur durch Motoreingriffe erläutert werden. Auf einem Untergrund mit seitenweise unterschiedlichen Reibwerten (u-Split-Situation) kann es vorkommen, dass ein Rad einer Antriebsachse des Pkw die Charakteristik 1 und das andere Rad dieser Achse die Charakteristik 2 aufweist. Wenn nun ein hohes Antriebsmoment aufgeschaltet wird, wird das Rad auf der Niedrigreibwertseite in einen hohen Traktionsschlupf gehen (Bereich 3), da nur wenig Gegenmoment zwischen Reifen und Fahrbahn aufgebaut werden kann. Damit wird aber auch das Antriebsmoment des Rades auf dem hohen Fahrbahnreibwert auf den geringen Bereich 4 limitiert, da aufgrund der Differentialcharakteristik die Abtriebsmomente beider Wellen zu den Rädern immer gleich sind, soweit das Differential nicht mechanisch gesperrt werden kann. Bei Pkw wird daher durch die in Traktionsregelsystemen oftmals vorhandene Unterfunktion BTCS (Antriebsschlupfregelung nur durch Bremseingriffe) das Niedrigreibwertrad mittels eines aktiven Druckaufbaus durch den Regler des elektronischen Bremssystems (EBS) abgebremst. Dieses Gegenmoment erhöht das wirksame Antriebsmoment am gut traktierenden Rad und verschiebt dort den Arbeitspunkt von 4 nach 5 (gekennzeichnet durch den Pfeil 6), was die Gesamttraktion des Pkw deutlich erhöht. Ziel einer Pkw-BTCS-Regelung auf μ-Split-Böden ist also, das durchdrehende Rad mit einem geeigneten Bremsdruckverlauf zu beaufschlagen, sodass am anderen Rad der Achse ein optimaler Arbeitspunkt 5 eingestellt wird. Dabei wird das durchdrehende Rad beliebig im Arbeitsbereich 3 ausbalanciert, wobei das Rad durchaus im instabilen Kennlinienbereich, d. h. oberhalb der Kraftschlussgrenze bzw. hinter (links von) dem Reibwertmaximum, laufen darf. Bei der Pkw-BTCS-Regelung spielt nur das gut traktierende Rad eine Rolle, sowohl was die Traktion als auch die stabilisierende Seitenkraft anbetrifft. Wird der Pkw-TCS-Eingriff nicht mit der Bremse sondern mit einem Motoreingriff mittels angeforderter Motormomentenreduzierung durchgeführt, so wird das Antriebsmoment gemäß 1b) für beide Räder auf das niedrige Niveau der Arbeitspunkte 10 und 11 auf den Kraftkennlinien 1 und 2 abgesenkt. Diese Art der TCS-Regelung liefert zwar viel mehr Seitenkraftreserve an der traktierenden Achse, hat aber den Nachteil der geringen Antriebskraft.
Bei Einspurfahrzeugen ergeben sich bei der Antriebsschlupfregelung andere Anforderungen als bei Zweispurfahrzeugen. Da die betrachteten Einspurfahrzeuge nur ein Antriebsrad umfassen (üblicherweise das Hinterrad), ist für die Sicherheit des Einspurfahrzeugs eine ausreichende, stabilisierende Seitenkraft dieses Antriebsrades wichtig. Dabei kann, anders als beim Zweispurfahrzeug, kein Moment auf das andere Antriebsrad übergekoppelt werden. Auch liegt ein prinzipieller Nachteil eines TCS-Bremseingriffs darin, dass er einen Verschleiß von Bremse und Antrieb bewirkt, da Bremse und Motor gegeneinander arbeiten. Außerdem dauert der aktive Aufbau eines ausreichenden Bremsdrucks von etwa 30 bis 50 bar durchaus bis zu 80 oder 100 ms. In dieser Zeit kann das mit hohem Momentenüberschuss angetriebene Rad leicht bis zu 30 oder 40 km/h überdrehen, was zum massiven Zusammenbruch der Seitenführungskraft mit seitlichem Wegrutschen des Einspurfahrzeugs führt.
Anhand von 2 sollen einige Grundlagen einer beispielsgemäßen Antriebsschlupfregelung eines Einspurfahrzeugs erläutert werden. 2 zeigt beispielhafte Längskraftkennlinien F_x und Seitenkraftkennlinien F_y als Funktion des Antriebsschlupfes s_T für verschiedene Werte des Radschräglaufwinkels α (Kurvenscharen abhängig vom Radschräglaufwinkel α als Parameter, für Radschräglaufwinkel zwischen 0° und 15° bzw. Zwischen 2° und 15°). Um das Antriebsrad nicht seitlich wegrutschen zu lassen, sieht das Regelungskonzept für Einspurfahrzeuge beispielsgemäß vor, den Antriebsschlupf sehr schnell (innerhalb eines kurzen Zeitraums ΔT_instabil) in den stabilen Bereich 13 (Längskraft) bzw. den Bereich 12 (Seitenkraft) herunterzuregeln und anschließend für einen längeren Zeitraum ΔT_stabil dort zu halten. Dabei wird zumindest bei glatten Böden (niedriger Reibwert) der Zeitraum ΔT_stabil deutlich länger gewählt als der Zeitraum ΔT_instabil, in dem das Antriebsrad deutlich überdreht. Durch die stabilen Phasen erhält das Rad immer wieder hinreichend Seitenkraft F_y, um einen sicheren Fahrzustand zu gewährleisten. Bei hinreichend hoher Regelfrequenz (also kurzen Instabilitätsphasen ΔT_instabil) wirkt sich der temporäre Zusammenbruch der Seitenführungskräfte F_y fahrdynamisch kaum bzw. nicht aus.
Bevorzugt wird das Antriebsrad des Einspurfahrzeugs in den stabilen Bereich vor, insbesondere deutlich vor, dem Reibwertmaximum (Kraftschlussgrenze), d. h. bei kleineren Antriebsschlupfwerten s_T, geregelt. Hierzu wird der Antriebsschlupfschwellenwert λ_S entsprechend klein gewählt. Vorteilhafterweise wird die Schlupfschwelle λ_S so klein gewählt, dass das Antriebsrad immer im stabilen Bereich (also vor dem Reibwertmaximum) bleibt.
Der Schwellenwert λ_S wird beispielsgemäß unterhalb der regelungstechnischen Instabilitätsschwelle gewählt, d. h. vor dem Maximum (der Kraftschlussgrenze) der Längskraftkennlinie F_x bzw. der μ-Schlupf-Kurve.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens werden für die Antriebsschlupfregelung keine Bremseingriffe durchgeführt und das Antriebsrad wird allein mittels einer Motorregelung in ein vorgegebenes (Soll) Schlupfband eingeregelt. Dies ist schnell, energiesparend und ohne erhöhten Verschleiß möglich. Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass mit einem Motoreingriff üblicherweise eine wesentlich schnellere Reaktion zu erreichen ist, sodass das durchdrehende Antriebsrad bereits bei ca. 10 km/h Traktionsschlupf gestoppt werden kann.
Die Schlupfschwelle λ_S wird beispielsgemäß als Funktion des Fahrbahnreibwerts vorgegeben (z. B. berechnet). Vorteilhafterweise wird bei höheren Reibwerten mehr Traktionsschlupf zugelassen, während bei sehr geringen Reibwerten versucht wird, den Traktionsschlupf in den Stabilphasen nahezu auf 0 zu regeln. Der Fahrbahnreibwert wird dazu z. B. anhand der erreichten Fahrzeugbeschleunigung abgeschätzt.
Eine Regelung alleine mittels einer Motorregelung wird z. B. in Einspurfahrzeugen durchgeführt, deren Motorsteuergerät über eine Schnittstelle verfügen, mit der definierte Soll-Motormomente von extern (also von der TCS-Regelung) exakt, z. B. über eine Drosselklappenverstellung, vorgegeben werden können (E-Gas). Beispielhafte zeitliche Verläufe von Geschwindigkeiten und Motormomenten für den Fall einer TCS-Regelung mittels Beeinflussung des Motormoments für ein Einspurfahrzeug mit E-Gas sind schematisch in 3 dargestellt. Linie 15 stellt die Geschwindigkeit des Antriebsrades v_Rad dar, Linie 16 gibt die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit v_Fzg wieder. Linie 17 entspricht dem vom Fahrer angeforderten Antriebsmoment M_Fahrer und Linie 18 stellt den vom TCS-Regler gewünschten Sollverlauf des Motorantriebsmoments M_Soll dar (dieser entspricht auch im wesentlichen dem Motoristmomentenverlauf M).
Zum Zeitpunkt 14 dreht das Antriebsrad des Einspurfahrzeugs aufgrund der zu hohen Momentenanforderung 17 des Fahrers durch, was anhand der Radgeschwindigkeit 15 in Relation zur Fahrzeuggeschwindigkeit 16 erkannt wird, d. h. die Schlupfschwelle λ_S (bzw. die Schlupfschwelle λ_erst für den ersten TCS-Regelungseingriff, näheres siehe unten) wird überschritten. Daraufhin gibt der TCS-Regler den Momentenverlauf 18 als Sollwertverlauf an das Motorsteuergerät. Bei Beginn einer Durchdrehneigung (z. B. zum Zeitpunkt 14) erfolgt zunächst eine schnelle Reduzierung des Motormoments 18 (hoher Verringerungsgradient des Motorantriebsmoments), um die Radgeschwindigkeit 15 schnell wieder an die Fahrzeuggeschwindigkeit 16 zu bringen. Damit wird eine kurze Instabilitätsphase ΔT_instabil erzielt. Durch ein langsames Erhöhen des Motormoments 18 (Aufbaugradienten ist betragsmäßig geringer als der Verringerungsgradient) wird dann geprüft, ob das Rad weiterhin zum Durchdrehen neigt. Dabei kann der Gradient des Momentenaufbaus vorzugsweise zuerst steiler und dann in der Nähe des erwarteten Durchdrehmoments flacher ausgeführt sein, um das anschließende Durchdrehen wieder besser und schneller ausregeln zu können. Wichtig ist, dass speziell auf Böden mit geringen Reibwerten die Regelung/der Eingriff derart ausgelegt ist, dass die Stabilitätsphase ΔT_stabil möglichst lang im Vergleich zu der Instabilitätsphase ΔT_instabil ausgeführt ist. Die Instabilitätsphase ΔT_instabil sollte einen ungefähren Wert von 150 ms möglichst nicht überschreiten.
Beispielsgemäß wird die Schlupfschwelle, insbesondere die Schlupfschwelle λ_S innerhalb der Regelung nach dem ersten Regelungseingriff, so niedrig angesetzt, dass das Rad gar nicht oder nur für kurze Zeit in eine Instabilitätsphase oberhalb der Kraftschlussgrenze eintritt. Der Antriebsschlupf bleibt so immer oder fast immer in einem Schlupfbereich vor dem Maximum der jeweiligen Längskraftkennlinie bzw. μ-Schlupf-Kurve.
Bei Kurvenfahrt sollten Phasen mit deutlichem Radschlupf ganz vermieden werden, indem nicht mehr versucht wird, das Durchdrehmoment zyklisch anzufahren, solange die Kurvenfahrt aufrecht erhalten bleibt. Hierzu wird, wenn z. B. anhand eines gemessenen oder berechneten Schräglagewinkels oder einer gemessenen oder berechneten Querbeschleunigung eine Kurvenfahrt erkannt wird (Schräglagewinkel oder Querbeschleunigung ist größer als ein vorgegebener Schwellenwert), kein Motormomentenaufbau nach einer schnellen Reduzierung des Motormoments durchgeführt. Es wird z. B. solange kein Momentenaufbau durchgeführt, bis die Kurvenfahrt beendet ist, insbesondere der Schräglagewinkel oder die Querbeschleunigung unter einen vorgegebenen (zweiten) Schwellenwert gefallen ist.
Die Modulation von Motormomentenaufbau und/oder Moteormomentenabbau kann gestuft (gepulst, wie in 3 dargestellt) oder kontinuierlich erfolgen.
Verfügt das Motorsteuergerät des Einspurfahrzeuges über eine rein digital wirkende Motorschnittstelle, die nur eine komplette Freigabe des vom Fahrer angeforderten Motormoments oder eine komplette Abschaltung der Motorleistung über eine Zylinderabschaltung erlaubt, so wird gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Antriebsschlupfregelung mittels Beeinflussung des Motormoments und des Bremsdrucks des Antriebsrades durchgeführt, falls die Auslegung des Bremssystems einen aktiven Druckaufbau an dem Antriebsrad erlaubt. Beispielhafte zeitliche Verläufe von Geschwindigkeiten, Bremsdruck und Motormomenten für den Fall einer Antriebsschlupfregelung mittels Beeinflussung des Motormoments (bei digitaler Schnittstelle) und des Bremsdrucks sind in 4 schematisch dargestellt. Linie 22 stellt die Geschwindigkeit des Antriebsrades v_Rad dar, Linie 21 gibt die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit v_Fzg wieder. Der Bremsdruck P am Antriebsrad wird durch Linie 23 wiedergegeben. Linie 24 entspricht dem vom Fahrer angeforderten Antriebsmoment M_Fahrer und Linie 25 stellt den Verlauf des Motorantriebsmoments M dar. Das Steuersignal des Motors wird durch Linie 26 dargestellt, wobei eine Abschaltung des Zylinders durch den Signalpegel Z_aktiv und eine Anschaltung des Zylinders durch den Signalpegel Z_inaktiv dargestellt wird.
Zum Zeitpunkt 20 wird anhand der Radgeschwindigkeit 22 in Relation zur Fahrzeuggeschwindigkeit 21 ein Durchdrehen des Antriebsrades erkannt. Um mit der relativ langsamen Modulation des aktiven Bremseneingriffs nicht in die Gegenphase mit dem schlupfenden Rad zu kommen, ist es vorteilhaft, den Bremsdruck 23 im Verlauf der ersten Raddurchdrehphase des Rades allmählich aufzubauen und möglichst nicht abzubauen, auch wenn die Raddurchdrehtendenz gerade zurückgegangen ist. Wenn ein gewisser Bremsdruck P nach ca. 0.5 bis 1 Sekunden eingespeist ist, wird die Dynamik des zum Durchdrehen neigenden Rades dadurch so bedämpft, dass auch mit sehr kurzen Motoreingriffen, also nur noch wenigen Zylinderabschaltzyklen Z_aktiv (Signal 26), ein stabiles Radverhalten erzielbar ist. Der Bremsdruck P im Rad wird dabei auf einen Maximalwert P_max begrenzt, der z. B. direkt von der vom Fahrer vorgegebenen Gasstellung abhängt. Der Bremsdruck P wird erst wieder schrittweise abgebaut (in 4 nicht dargestellt), wenn über eine längere Zeit (z. B. 0.6 s) keine Raddurchdrehtendenz mehr aufgetreten ist, oder der Bremsdruck wird proportional abgebaut, wenn der Fahrer die Gasstellung zurücknimmt, oder der Bremsdruck wird sofort ganz abgebaut, wenn das gebremste Rad in einen Bremsschlupf von mehr als beispielsweise ca. 2 km/h gezwungen wird. Bei jeder erneuten Raddurchdrehneigung erfolgt kurz eine Zylinderabschaltung (Signal 26: Z_aktiv). Dadurch wird das vom Fahrer angeforderte Motormoment 24 auf den tatsächlichen Momentenverlauf 25 reduziert. Durch die kurzen Zylinderabschaltzyklen, die ausreichend sind, um das Antriebsrad gut zu stabilisieren, wird die Motorcharakteristik nicht zu stark beeinträchtigt, und der Motor behält ein gutes mittleres Momentenniveau (erkennbar an Signal 25), das für eine akzeptable Fahrzeugbeschleunigung ausreicht. Entsprechend übernimmt der Bremseingriff den Basisanteil der Antriebsschlupfregelung (wirkt regelungstechnisch wie ein Integralanteil) und die schnelle (aber eigentlich unerwünschte) digitale Motorregelung erfüllt die Aufgabe, die Momentenspitzen auszuregeln (regelungstechnisch gesehen entspricht dies einem Proportional- oder Differenzialanteil).
Nach einer kurzen Zeitdauer, welche zur Einregelung benötigt wird, sind die Abweichungen der Radgeschwindigkeit 22 von der Fahrzeuggeschwindigkeit 21 weniger groß. Entsprechend durchläuft das Rad nur noch kurze Instabilitätsphasen ΔT_instabil und die Stabilitätsphasen ΔT_stabil sind länger als die Instabilitätsphasen ΔT_instabil.
Der in das Antriebsrad eingespeiste Bremsdruck P überschreitet beispielsgemäß einen Maximalwert P_max nicht, welcher vorzugsweise eine Funktion des Fahrer-Wunschmoments M_Fahrer ist: _Pmax = f(Gasstellung) = f(M_Fahrer)
Beispielsgemäß erfolgt eine Zylinderabschaltung nur in kurzen Phasen, um eine einigermaßen homogene Beschleunigungscharakteristik des Fahrzeugs zu gewährleisten, da bei einer zu langen Abschaltung das Antriebsmoment M wegfällt und der Motor ein Schleppmoment auf den Antriebsstrang ausübt, welches das Antriebsrad in den Bremsschlupf zwingen kann. Der Motor benötigt auch nach jeder Zylinderabschaltung eine gewisse Erholzeit, um wieder Moment M aufzubauen. Deshalb wird die Zylinderabschaltungs-Anforderung Z_aktiv beispielsgemäß möglichst früh zurückgenommen, wenn erkennbar ist, dass der Antriebsschlupf s_T des zuvor durchdrehenden Rades wieder abnimmt. Wenn das Motormoment wieder freigegeben wird, dreht das Rad zu Beginn der Regelung wieder recht schnell durch, falls sich die Fahreranforderung M_Fahrer oder/und der Fahrbahnreibwert μ nicht geändert hat/haben. Mit dieser digitalen Eingriffsart in den Motormomentenverlauf wird daher eine recht hohe Regelfrequenz von wechselnden Abschalt- und Freigabephasen notwendig. Da sich die Motormomentenausbildung stark nichtlinear bei einem Eingriff über die Zylinderabschaltung verhält, ist eine TCS-Regelung nur direkt über Zylinderabschaltungen bei Erkennen einer Durchdrehneigung nicht sinnvoll. Daher werden beispielsgemäß, wie oben bereits ausgeführt, Bremseneingriffe durchgeführt.
Insbesondere bei Einspurfahrzeuge, bei welchen nur eine digitale Motorschnittstelle vorhanden ist und kein aktiver Bremseingriff möglich ist, wird eine Antriebsschlupfregelung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel durchgeführt. Hierbei wird ein Motorsollmomentenverlauf vorgegeben und mit digitalen Eingriffen ein quasi-analoger Motoristmomentenverlauf erzielt, welcher dem Sollmomentenverlauf möglichst nahe kommt. Beispielhafte zeitliche Verläufe von Geschwindigkeiten und Motormomenten für den Fall einer Antriebsschlupfregelung mittels Beeinflussung des Motormoments bei digitaler Schnittstelle, aber ohne Bremseingriffe sind in 5 schematisch dargestellt. Linie 29 stellt die Geschwindigkeit des Antriebsrades v_Rad dar, Linie 28 gibt die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit v_Fzg wieder. Linie 30 entspricht dem vom Fahrer angeforderten Antriebsmoment M_Fahrer. Linie 32 stellt den vom TCS-Regler gewünschten Sollverlauf des Motorantriebsmoments M_Soll dar, Linie 31 gibt den tatsächlichen Motormomentenverlauf M wieder. Das Steuersignal des Motors wird durch Linie 33 dargestellt, wobei eine Abschaltung des Zylinders durch den Signalpegel Z_aktiv und eine Anschaltung des Zylinders durch den Signalpegel Z_inaktiv dargestellt wird.
Während der Regelung werden, z. B. bei den Zeitpunkten t_Z1 und t_Z2, auch ohne eine sichtbare Raddurchdrehtendenz (siehe Radgeschwindigkeit 29 in Relation zur Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit 28) Zyklen mit Zylinderabschaltung (Signal 33, Zustand Z_aktiv) eingelegt. Auf diese Weise wird der Sollmomentenverlauf 32 durch das tatsächlich eingestellte Motormoment 31 annähernd erreicht.
Der Verlauf der Radgeschwindigkeit 29 in Relation zur Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit 28 verläuft ähnlich zu dem anhand von 3 beschriebenen Verlauf, d. h. es werden kurze Instabilitätsphasen ΔT_instabil erzielt und die Stabilitätsphasen ΔT_stabil sind im Vergleich zu den Instabilitätsphasen ΔT_instabil länger ausgebildet.
Das Motoristmoment 31 kann entweder mittels eines Sensors gemessen werden und dem Antriebsschlupfregler zur Verfügung gestellt werden. Ist kein Messsignal des Motoristmoments M vorhanden, so kann das Motoristmoment M anhand eines Motormomentenmodells bestimmt werden.
In 6 ist ein beispielsgemäßer zweistufiger Regler zur Durchführung einer Antriebsschlupfregelung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel dargestellt. Eine äußere Regelschleife mit der ersten Reglerstufe 34 (Motorsollmomentenberechnung) führt die Radschlupfregelung durch, indem die tatsächliche Radgeschwindigkeit 44 mit einem Sollverlauf 40 (z. B. der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit v_Fzg) über Vergleichseinrichtung 38 auf ein Raddurchdrehen überprüft wird. Entsprechend erzeugt Block 34 den Sollmomentenverlauf 41 (M_Soll), der mittels der Vergleichseinrichtung 39 mit dem tatsächlichen Motoristmoment 43 (M) verglichen wird. Signal 43 kann vom Motorsteuergerät als direkt gemessenes bzw. berechnetes Signal geliefert werden, oder es kann, wenn ein solches Signal nicht existiert, im Antriebschlupfregler über ein Modell als Ersatzgröße berechnet werden. Aus dem Vergleich zwischen Sollmoment 41 und Istmoment 43 erzeugt nun eine zweite Reglerstufe 35 (Erzeugung digitaler Signale für die Zylinderabschaltung) das digitale Ansteuersignal 42 (mit den beiden Digitalzuständen Z_aktiv und Z_inaktiv aus 5). Signal 42 wird dem Motorsteuergerät 36 zugeführt und erzeugt unter Berücksichtigung des Fahrerwunschmoments M_Fahrer (Fahrer-Gasanforderung) den tatsächlichen Momentenverlauf 43, welcher auf Antriebsrad 37 wirkt und somit zu dem Radgeschwindigkeitsverlauf 44 führt.
Beispielsgemäß wird die Schlupfschwelle λ_S zur Erkennung einer Raddurchdrehneigung entsprechend des in 7 dargestellten Zusammenhangs vorgegeben. Hierbei beträgt der Schwellenwert λ_S mindestens ca. 2 km/h und höchstens 3% der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit v_Fzg. Bei kleinen Fahrzeuggeschwindigkeiten v_Fzg beträgt der Schlupfschwellenwert also ca. 2 km/h, ab ca. 67 km/h dann 3% der Fahrzeuggeschwindigkeit v_Fzg. Hierbei wird der Schlupf s_T entweder gemäß Schlupf s_T – (v_Rad – v_Fzg)/v_Rad (in Prozent) oder absolut als Abweichung von Radgeschwindigkeit und Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit gemäß Schlupf s_T·v_Rad = v_Rad – v_Fzg (z. B. in km/h) angegeben.
Die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit v_Fzg wird beispielsgemäß anhand der Drehgeschwindigkeit des Vorderrades bestimmt. Z. B. wird hierzu das Signal eines Raddrehzahlsensors am Vorderrad ausgewertet. Für ein Einspurfahrzeug mit angetriebenem Hinterrad kann die Fahrzeuggeschwindigkeit sehr genau anhand der Vorderradgeschwindigkeit bestimmt werden.
Beispielsgemäß wird eine zweite Schlupfschwelle λ_erst für einen ersten TCS-Regelungseingriff herangezogen, welche höher gewählt ist als die kleine, oben beschriebene Schlupfschwelle λ_S, welche innerhalb der Regelung (also für einen zweiten oder weiteren Regelungseingriff) herangezogen wird. Hierdurch werden Fehlanregelungen vermieden, welche sonst durch kurzfristige Schlupfeinläufe, z. B. beim Anfahren auf Niedrigreibwert, hervorgerufen würden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird innerhalb der Regelung, also bei Verwendung einer kleinen Schlupfschwelle λ_S, zusätzlich die Fahrervorgabe (Gas-Anforderung des Fahrers) zur Erkennung der Notwendigkeit eines Regelungseingriffs, insbesondere Motoreingriffs, und/oder zur Entscheidung, ob die kleine Schlupfschwelle λ_S beibehalten werden soll, berücksichtigt. Auch hierdurch wird die Gefahr von Fehleingriffen reduziert. Nur wenn die Fahrervorgabe (Momentenanforderung des Fahrers) auf eine Fortsetzung der Antriebssituation mit möglicher Schlupfgefahr schließen lässt, wird die kleine Schlupfschwelle λ_S beibehalten.
Die TCS-Regelung prüft vorteilhafterweise immer wieder zyklisch, ob die Durchdrehtendenz des Antriebsrades ohne Reduzierung des effektiven Antriebsmoments noch existiert. Hierzu wird der Eingriff zumindest schrittweise zurückgenommen, d. h. das vom Fahrer angeforderte Motormoment wird allmählich wieder freigegeben bzw. ein aktiv eingespeister Bremsdruck wird langsam reduziert. Solange sich die Antriebsverhältnisse (Fahrervorgabe und Fahrbahnreibwert) nicht geändert haben, wird sich immer wieder eine Neigung zum Durchdrehen des Rades einstellen und einen erneuten Eingriff der TCS-Regelung bewirken.
Bevorzugt regelt das Antriebsschlupfregelsystem für Einspurfahrzeuge im Falle eines vom Fahrer angeforderten Motormomentenüberschusses das zum Durchdrehen neigende Antriebsrad durch geeignete Reduzierung des Motormomentenüberschusses in einen sehr kleinen Antriebsschlupfbereich, der möglichst immer oder für möglichst lange Zeitintervalle im stabilen Bereich der Längskraftkennlinie des Reifens des Antriebsrades, also vor dem Reibwertmaximum, liegt, wobei die zeitliche Dauer der Stabilphasen länger gewählt wird als die der Instabilitätsphasen.
Die Relation von zeitlicher Länge der Instabilphasen zur Länge der Stabilphasen wird beispielsgemäß abhängig vom erkannten Fahrbahnreibwert und/oder abhängig vom Fahrmanöver ausgeführt, wobei bei kleineren Reibwerten und/oder Manövern, die mehr Reifenseitenkraft erfordern (z. B. Kurvenfahrten etc.) grundsätzlich längere Stabilphasen durchgeführt werden.
Der Motormomentenüberschuss wird vorteilhafterweise bei Auftreten einer Raddurchdrehtendenz durch direkte Beeinflussung der Motorsteuerung abgebaut und nach Ausregelung der Raddurchdrehtendenz wieder schrittweise aufgebaut, indem das Antriebsschlupfregelsystem dem Motorregler einen geeigneten Momentenverlauf vorgibt, falls der Motorregler über eine derartige Schnittstelle mit variabler Drosselklappenverstellung verfügt (z. B. sog. E-Gas).
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel wird der Motormomentenüberschuss möglichst schnell abgebaut, um ein langes Durchdrehen des Rades zu verhindern und anschließend nach erfolgter Ausregelung der Raddurchdrehtendenz langsam wieder aufgebaut, wobei der Gradient des Aufbaus von der vom Fahrer vorgegebenen Gasstellung und/oder vom erkannten Fahrbahnreibwert und/oder davon abhängt, ob sich die Regelung bereits wieder nah am zu erwartenden Durchdrehmoment befindet.
Beispielgemäß wird der Motormomentenüberschuss durch direkte Beeinflussung der Motorsteuerung abgebaut, indem das Antriebsschlupfregelsystem dem Motorregler zu definierten Zeitpunkten vorgibt, eine Zylinderabschaltung durchzuführen, falls der Motorregler über eine derartige rein digital arbeitende Schnittstelle verfügt.
Zwecks Abbaus des Motormomentenüberschusses wird bevorzugt nicht nur eine Beeinflussung der Motorsteuerung eingesetzt, sondern auch die Bremse des überdrehenden Antriebsrades mit einem Bremsdruck zur teilweisen Kompensation des Motormomentenüberschusses beaufschlagt. Dies wird speziell im Falle einer rein digitalen Motorschnittstelle durchgeführt, die nur eine vollständige Wegschaltung des Motormoments erlaubt. Indem der Bremsdruck möglichst konstant in der Bremse aufrecht erhalten wird, solange die Gefahr eines Raddurchdrehens gegeben ist, wird ein homogeneres Beschleunigungsverhalten des Einspurfahrzeugs erreicht.
Eine Gefahr eines erneuten Raddurchdrehens wird beispielsgemäß anhand der Gasstellung, die der Fahrer vorgibt, ermittelt.
Gemäß einer anderen Ausführungsbeispiel wird der in das zum Überdrehen neigende Antriebsrad eingespeiste Bremsdruck immer wieder um einen kleinen Betrag erhöht, wenn ein erneutes Raddurchdrehen erkannt wird, aber – wenn das Durchdrehen ausgeregelt wurde – nicht sofort wieder anteilig abgebaut, sondern erst schrittweise reduziert, wenn eine gewisse Wartezeit überschritten ist, innerhalb der ein erneutes Durchdrehen erwartet wird.
Im Falle einer rein digitalen Motorschnittstelle des Einspurfahrzeuges, die nur eine Zylinderabschaltung erlaubt, und wenn das Einspurfahrzeug nicht für einen aktiven Bremsdruckaufbau am Antriebsrad ausgelegt ist, wird versucht, einen für die Antriebsschlupfregelung idealen analogen Momentenverlauf zu erzielen, indem der gewünschte analoge Sollmomentenverlauf einer inneren Regelschleife vorgegeben wird, die diesen mit einem gemessenen oder aus einem Modell gewonnenen Istmomentenverlauf vergleicht und mit Hilfe der digitalen Eingriffe den Sollmomentenverlauf durch den Istmomentenverlauf annähert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0548985 B1 [0002]
DE 4000212 A1 [0002]
DE 3803563 A1 [0003]
DE 10316351 A1 [0003]
DE 102005003255 A1 [0004]
DE 60110308 T2 [0005]
DE 102008021523 A1 [0006]

Claims

Verfahren zur Antriebsschlupfregelung eines motorisierten Einspurfahrzeugs mit einem Antriebsmotor und nur einem Antriebsrad, insbesondere dem Hinterrad, bei welchem bei einer erkannten Durchdrehneigung des Antriebsrades zumindest ein Antriebsmoment (M, 18, 25, 31) des Antriebsmotors zur Reduzierung der Durchdrehneigung verringert wird, wobei die Durchdrehneigung erkannt wird, wenn der Antriebsschlupf (s_T) des Antriebsrades einen vorgegebenen ersten Schwellenwert (λ_S, λ_erst) überschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwellenwert (λ_S) derart, insbesondere niedrig, vorgegeben wird und/oder die Verringerung des Motorantriebsmoments (M, 18, 25, 31), insbesondere ein Verringerungsgradient für das Motorantriebsmoment, derart vorgegeben wird, dass das Antriebsrad sich für eine längere Zeitdauer in einem stabilen Bereich (ΔT_stabil) unterhalb der Kraftschlussgrenze befindet als es sich in einem instabilen Bereich (ΔT_instabil) oberhalb der Kraftschlussgrenze befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwellenwert (λ_S) mindestens etwa 2 km/h und höchstens 3% einer Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit (v_Fzg) beträgt, wobei die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit insbesondere aus der Radgeschwindigkeit des Vorderrades bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schwellenwert (λ_S) in Anhängigkeit von einem Fahrbahnreibwert und/oder einer Kritikalität der Fahrsituation, welche insbesondere anhand eines Schräglagenwinkels und/oder einer Querbeschleunigung beurteilt wird, vorgegeben wird, wobei bei kleinen Fahrbahnreibwerten und/oder bei Fahrsituationen mit hoher Kritikalität, insbesondere Kurvenfahrten, der erste Schwellenwert (λ_S) kleiner gewählt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Schwellenwert (λ_erst) für einen ersten Eintritt in die Antriebsschlupfregelung vorgegeben wird, wobei der zweite Schwellenwert (λ_erst) größer als der erste Schwellenwert (λ_S) ist, und der erste Schwellenwert (λ_S) für die Regelung nach dem ersten Eintritt in die Antriebsschlupfregelung herangezogen wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Verringerung des Motorantriebsmoments (14, 27) mit einem definierten Verringerungsgradienten das Motorantriebsmoment mit einem Aufbaugradienten wieder erhöht wird, welcher betragsmäßig kleiner ist als der Verringerungsgradient.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufbaugradient in Abhängigkeit von einem vom Fahrer angeforderten Antriebsmoment (M_Fahrer, 17, 24, 30) und/oder einem Fahrbahnreibwert und/oder dem aktuellen Antriebsschlupf (s_T) des Antriebsrades gewählt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Einspurfahrzeuges mit einem Antriebsmotorsteuergerät, welches über eine Schnittstelle zur Vorgabe eines Motorsollmomentes, insbesondere eines Drosselklappenwinkels, verfügt, zur Antriebsschlupfregelung kein Bremseingriff zur Reduzierung der Durchdrehneigung an dem Antriebsrad durchgeführt wird, und bei erkannter Durchdrehneigung eine Verringerung des Motorantriebsmoments mit anschließendem stufenweisen Wiederaufbau des Motorantriebsmoments durchgeführt wird, wobei dem Antriebsmotorsteuergerät ein Motorsollmomentenverlauf (18) vorgegeben wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Einspurfahrzeuges mit einem Antriebsmotorsteuergerät, welches über eine digitale Schnittstelle zur Motorregelung verfügt, welche nur eine Abschaltung (Z_aktiv) bzw. Anschaltung (Z_inaktiv) eines Antriebszylinders ermöglicht, ein Motorsollmomentenverlauf (M_Soll, 32, 41) bestimmt wird (34) und in einer inneren Regelschleife (35, 39) der Motorsollmomentenverlauf (M_Soll, 32, 41) mit einem Motoristmomentenverlauf (M, 31, 43) verglichen wird (39) und durch geeignete Abschaltung bzw. Anschaltung (33, 42) des Antriebszylinders der Motoristmomentenverlauf (M, 31, 43) an den Motorsollmomentenverlauf (M_Soll, 32, 41) angeglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Motoristmoment (M, 31, 43) gemessen oder anhand eines Modells bestimmt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Einspurfahrzeuges mit einem Antriebsmotorsteuergerät, welches über eine digitale Schnittstelle zur Motorregelung verfügt, welche nur eine Abschaltung (Z_aktiv) bzw. Anschaltung (Z_inaktiv) eines Antriebszylinders ermöglicht, bei erkannter Durchdrehneigung eine temporäre Abschaltung (26) des Antriebszylinders durchgeführt wird und zusätzlich eine Bremskraft (P) zur Reduzierung der Durchdrehneigung an dem Antriebsrad aufgebaut wird (23).
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft (P) auf einen Maximalwert (P_max) begrenzt wird, welcher in Abhängigkeit von dem vom Fahrer angeforderten Antriebsmoment (M_Fahrer) gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft (P) konstant gehalten wird, solange die Möglichkeit einer weiteren Durchdrehneigung besteht, wobei die Möglichkeit einer weiteren Durchdrehneigung anhand des vom Fahrer angeforderten Antriebsmoments (M_Fahrer) ermittelt wird, und/oder dass die Bremskraft (P) um einen Betrag erhöht wird, wenn eine weitere Durchdrehneigung des Antriebsrades erkannt wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremskraft (P) erst wieder reduziert wird, wenn eine vorgegebene Wartezeit überschritten ist, innerhalb welcher keine weitere Durchdrehneigung erkannt wurde, oder dass die Bremskraft (P) proportional zu einer Rücknahme des angeforderten Antriebsmoments durch den Fahrer reduziert wird, oder dass die Bremskraft (P) vollständig abgebaut wird, sobald das Antriebsrad einen Bremsschlupf größer als eine vorgegebene Bremsschlupfschwelle zeigt.
Vorrichtung zur Antriebsschlupfregelung eines motorisierten Einspurfahrzeugs mit einer Steuereinrichtung, die wenigstens einen Mikrocomputer aufweist, welcher die Geschwindigkeiten der Räder des Einspurfahrzeugs auswertet und Ansteuersignale zumindest zur Verringerung eines Antriebsmoments (M, 18, 25, 31) eines Antriebsmotors des Einspurfahrzeugs erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocomputer ein Programm zur Durchführung aller Schritte eines Verfahrens gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst.