DE10238230A1 - Automobile drive slip regulation system using selective braking of driven wheel when variable slip threshold is exceeded - Google Patents

Automobile drive slip regulation system using selective braking of driven wheel when variable slip threshold is exceeded

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Abstract

The drive slip regulation system uses selective braking of a driven wheel when a slip threshold for the driven wheel is exceded, the slip threshold altered in dependence on the gradient when the vehicle is on an incline with different friction coefficients for the left and right sides of the vehicle. The slip threshold can be provided by a table of values addressed by the detected gradient, the slip threshold increased at higher gradients for a front wheel drive vehicle and reduced at higher gradients for a rear wheel drive vehicle. An Independent claim for a method for drive slip regulation of an automobile driven wheel is also included.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsschlupfregelung mit Bremseneingriff für Kraftfahrzeuge, sowie ein entsprechendes Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 9. The invention relates to a traction control system Brake intervention for motor vehicles, as well as a corresponding one 9. The method according to the preamble of patent claims 1 and 9.

Die Fahrsicherheit eines Fahrzeugs kann in kritischen Situationen, wie sie z. B. beim Anfahren oder Beschleunigen auf glatter Fahrbahn auftreten können, mittels einer Antischlupfregelung (ASR) wesentlich verbessert werden. Diese hat im wesentlichen die Aufgabe, den Fahrer in kritischen Situationen zu entlasten und beim Beschleunigen die Stabilität und Lenkfähigkeit des Fahrzeugs zu sichern. The driving safety of a vehicle can be critical Situations such as B. when starting or accelerating can occur on slippery roads by means of a Antislip control (ASR) can be significantly improved. This essentially has the job of helping the driver in critical Relieve situations and accelerate the Ensure stability and steerability of the vehicle.

Auf einer Fahrbahn mit unterschiedlichen Haftreibungswerten zwischen linker und rechter Fahrzeugseite (µ-split) wird das zuerst in Schlupf geratene Rad (low-µ-Rad) bei Überschreiten einer vorgegebenen Schlupfschwelle durch Bremseneingriff abgebremst und gegebenenfalls das Motormoment reduziert, um die Traktion zu verbessern. Dabei überträgt sich das von der Bremse des schlupfenden Rades ausgeübte Bremsmoment über das Differential auf das andere, noch nicht durchdrehende Rad (high-µ-Rad). Dieses sogenannte Sperrmoment kann wiederum dazu führen, daß auch das noch nicht durchdrehende Rad in Schlupf gerät und somit die Stabilität und insbesondere die Seitenführungskraft des Fahrzeugs verloren geht und kritische Fahrsituationen eintreten können. On a road with different stiction values between the left and right side of the vehicle (µ-split) first slip wheel (low-µ-wheel) when exceeded a predetermined slip threshold due to brake intervention braked and, if necessary, the engine torque reduced to improve traction. This is transferred from the Brake of the slipping wheel exerted braking torque on the Differential on the other, not yet spinning wheel (High-μ wheel). This so-called locking torque can in turn cause that the not yet spinning wheel in Slips and thus the stability and especially the Cornering power of the vehicle is lost and critical Driving situations can occur.

Besonders beim Anfahren und Beschleunigen auf Steigungen können bereits wesentlich geringere Sperrmomente als in der Ebene das noch haftende Rad zum Durchdrehen bringen, da die Aufstandskräfte der Vorderräder geringer sind als in der Ebene (dies gilt für Fahrzeuge mit Frontantrieb). Das Fahrzeug gerät somit am Berg wesentlich schneller in kritische Fahrsituationen. Bei Fahrzeugen mit Heckantrieb kann wegen der höheren Aufstandskräfte auf den Hinterrädern dagegen mehr Moment übertragen werden als in der Ebene. Dies wird momentan nur unzureichend berücksichtigt. Especially when starting and accelerating on gradients can already have much lower locking torques than in the Level the still adhering wheel as the Contact forces of the front wheels are lower than in the Level (this applies to vehicles with front-wheel drive). The Vehicle gets in much faster on the mountain critical driving situations. For vehicles with rear-wheel drive can because of the higher contact forces on the rear wheels however, more moment are transmitted than in the plane. This is currently insufficiently considered.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsschlupfregelung insbesondere für das Anfahren und Beschleunigen am Berg zu verbessern. It is therefore the object of the present invention, a Traction control especially for starting and Accelerate to improve on the mountain.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 sowie 9 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen. This object is achieved according to the invention by the Claim 1 and 9 specified features. Further Embodiments of the invention are the subject of Dependent claims.

Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, die Schlupfschwelle des zuerst schlupfenden Rades (low-µ-Rad) bei Bergauffahrt auf einer Fahrbahn mit unterschiedlichen Haftreibungswerten zwischen linker und rechter Fahrbahnseite (µ-split) in Abhängigkeit von der Steigung einzustellen. Erfindungsgemäß wird die Schlupfschwelle des low-µ-Rades bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb mit zunehmender Steigung erhöht. Auf diese Weise wird bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb erst zu einem späteren Zeitpunkt ein Sperrmoment auf das noch haftende Rad (high-µ-Rad) ausgeübt. Der Fahrer hat dadurch mehr Zeit, auf die Situation zu reagieren und z. B. vom Gas zu gehen. Außerdem kann gegebenenfalls eine automatische Motormomentenreduzierung erfolgen. The essential idea of the invention is that Slip threshold of the first slipping wheel (low-µ wheel) Uphill on a different lane Stiction of friction between the left and right side of the road (µ-split) depending on the slope. According to the slip threshold of the low-µ wheel at a front-wheel drive vehicle with increasing incline elevated. In this way, with a vehicle Front-wheel drive will not lock until later exerted on the still adhering wheel (high-µ wheel). The driver has more time to react to the situation and z. B. to go off the gas. In addition, a automatic engine torque reduction.

Bei einem Fährzeug mit Heckantrieb wird die Schlupfschwelle dagegen mit zunehmender Steigung gesenkt. Auf diese Weise kann bereits zu einem früheren Zeitpunkt mehr Antriebsmoment auf das noch haftende high-µ-Rad übertragen und die vom Fahrer gewünschte Beschleunigung durchgeführt werden, sofern das Antriebsmoment auf die Fahrbahn übertragbar ist. In the case of a vehicle with rear-wheel drive, the slip threshold on the other hand, decreased with increasing incline. In this way may have more drive torque at an earlier time transferred to the still adhering high-µ wheel and the from Drivers desired acceleration can be performed, provided the drive torque is transferable to the road.

Die von der ASR zum Ändern der Schlupfschwellen benötigte Steigungsinformation kann beispielsweise von einem entsprechenden Sensor, beispielsweise einem Neigungs- oder Beschleunigungssensor erhalten werden. Wahlweise kann die Fahrbahnsteigung auch auf der Basis von Bremsdruckwerten abgeschätzt werden. The one required by the ASR to change the slip thresholds Gradient information can be obtained from a corresponding sensor, for example a tilt or Accelerometer can be obtained. Optionally, the Road gradient also based on brake pressure values can be estimated.

Die neu einzustellende Schlupfschwelle bzw. die Änderung des Schlupfes kann z. B. anhand von Kennlinien oder Tabellen ermittelt werden, die im Schlupfregelsystem hinterlegt sind. The new slip threshold to be set or the change in Slip can e.g. B. based on characteristic curves or tables can be determined, which are stored in the slip control system.

Die Änderung der Schlupfschwellen kann beispielsweise nach folgender Beziehung erfolgen:
Bei Fahrzeugen mit Frontantrieb: Lambda: = lambda0 + lambdaoffset;
Bei Fahrzeugen mit Heckantrieb: Lambda: = lambda0 - lambdaoffset The slip thresholds can be changed, for example, according to the following relationship:
For vehicles with front-wheel drive: Lambda: = lambda 0 + lambda offset ;
For vehicles with rear-wheel drive: Lambda: = lambda 0 - lambda offset

Dabei ist lambda0 eine Schlupfschwelle in der Ebene und lambdaoffset ein steigungsabhängiger Faktor, mit dem der Anfangswert erhöht bzw. gesenkt wird. Der Faktor lambdaoffset ist dabei eine Funktion der Steigung. Here, lambda 0 is a slip threshold in the plane and lambda offset is a slope-dependent factor with which the initial value is increased or decreased. The lambda offset factor is a function of the slope.

Wie aus dem angegebenen mathematischen Zusammenhang zu erkennen ist, wird bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb die Schlupfschwelle durch Addition des Faktors lambdaoffset erhöht und bei einem Fahrzeug mit Heckantrieb durch Subtraktion gesenkt. As can be seen from the stated mathematical context, the slip threshold is increased in a vehicle with front-wheel drive by adding the factor lambda offset and lowered in a vehicle with rear-wheel drive by subtraction.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird zusätzlich der Druckaufbaugradient, mit dem der Bremsdruck am geregelten low-µ-Rad zunimmt, in Abhängigkeit von der Steigung geändert. Dabei wird der Druckaufbaugradient bei Fahrzeugen mit Frontantrieb vorzugsweise mit zunehmender Steigung gesenkt und bei Fahrzeugen mit Heckantrieb mit zunehmender Steigung erhöht. According to a further embodiment of the invention additionally the pressure build-up gradient with which the brake pressure on the regulated low-µ wheel increases, depending on the Slope changed. The pressure build-up gradient is at Front-wheel drive vehicles preferably with increasing Incline reduced and with vehicles with rear-wheel drive increasing slope increases.

Bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb wird durch den langsameren Druckaufbau die Durchdrehneigung des High-µ-Rades deutlich reduziert, wodurch das Fahrzeug stabil bleibt. In a front-wheel drive vehicle, the slower pressure build-up the spin of the high-µ wheel significantly reduced, which keeps the vehicle stable.

Bei einem Fahrzeug mit Heckantrieb wird dagegen durch den schnelleren Druckaufbau mehr Moment auf das High-µ-Rad übertragen, um das Fahrzeug entsprechend der Fahrervorgabe zu beschleunigen. In contrast, in a vehicle with rear-wheel drive faster pressure build-up more moment on the high-µ wheel transferred to the vehicle according to the driver's specification accelerate.

Das Aufbauen von Bremsdruck erfolgt üblicherweise durch ein Pulssignal mit Pulsen vorgegebener Länge und vorbestimmter Pulspause. Die Änderung des Druckaufbaugradienten erfolgt daher z. B. durch Änderung der Pulslänge und/oder der Pulspause. Bei kontinuierlich arbeitenden Systemen erfolgt die Änderung des Druckaufbaugradienten durch entsprechendes Öffnen eines Ventils. Brake pressure is usually built up by a Pulse signal with pulses of predetermined length and predetermined Pulse pause. The pressure build-up gradient is changed therefore z. B. by changing the pulse length and / or Pulse pause. With continuously operating systems the change in the pressure build-up gradient by the corresponding Opening a valve.

Die Pulsdauer P bzw. der Druckaufbaugradient P_grad kann bei zunehmender Steigung beispielsweise nach folgender Vorschrift geändert werden: 1. Puls/Pausen-gesteuerte Systeme Fahrzeuge mit Frontantrieb Fahrzeuge mit Heckantrieb P = P0 - Poffset P = P0 + Poffset 2. für stetig arbeitende Systeme Fahrzeuge mit Frontantrieb Fahrzeuge mit Heckantrieb P_grad = P_grad - P_gradoffset P_grad = P_grad0 + P_gradoffset The pulse duration P or the pressure build-up gradient P_grad can be changed as the gradient increases, for example according to the following rule: 1. Pulse / pause controlled systems Front-wheel drive vehicles Rear-wheel drive vehicles P = P 0 - P offset P = P 0 + P offset Front-wheel drive vehicles Rear-wheel drive vehicles P_grad = P_grad - P_grad offset P_grad = P_grad 0 + P_grad offset

Wie zu erkennen ist, wird bei Puls/Pausen-gesteuerten Systemen die Pulsdauer P reduziert bzw. erhöht, und bei stetig arbeitenden Systemen der Druckaufbaugradient P_grad direkt vermindert bzw. erhöht. Die Änderungsfaktoren Poffset und P_gradoffset sind dabei jeweils eine Funktion der Steigung. As can be seen, the pulse duration P is reduced or increased in pulse / pause-controlled systems, and the pressure build-up gradient P_grad is directly reduced or increased in continuously operating systems. The change factors P offset and P_grad offset are each a function of the slope.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt das steigungsabhängige Ändern der Schlupfschwelle oder des Druckaufbaugradienten anhand von Kennlinien bzw. Tabellen oder mittels Berechnung. Die Änderung kann im wesentlichen kontinuierlich oder anhand vorgegebener Steigungsschwellen erfolgen. Im letzteren Fall wird die Schlupfschwelle z. B. bei Überschreiten einer vorgegebenen Steigung auf einen neuen Wert umgeschaltet und bei Unterschreiten der vorgegebenen Steigung wieder auf den Ausgangswert für die Ebene zurückgeschaltet. According to one embodiment of the invention, this is done slope-dependent changing of the slip threshold or Pressure build-up gradient based on characteristic curves or tables or by calculation. The change can be essentially continuously or based on predefined gradient thresholds respectively. In the latter case, the slip threshold z. B. at Exceeding a predetermined slope to a new one Value switched and if the value falls below the specified value Slope back to the initial value for the level switched back.

Die Schlupfschwelle wird bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb vorzugsweise auf Werte über 15 km/h, insbesondere über 20 km/h, bei 10% Steigung erhöht. Bei einem Fahrzeug mit Heckantrieb wird die Schlupfschwelle des low-µ-Rades z. B. auf Werte unter 10 km/h und vorzugsweise auf Werte von weniger als 5 km/h gesenkt. The slip threshold is in a vehicle with front-wheel drive preferably to values above 15 km / h, in particular above 20 km / h, increased at 10% incline. In a rear-wheel drive vehicle the slip threshold of the low-µ wheel z. B. to values below 10 km / h and preferably to values of less than 5 km / h lowered.

Die Schlupfschwelle des low-µ-Rades wird dabei vorzugsweise unabhängig von derjenigen des high-µ-Rades geändert. The slip threshold of the low-µ wheel is preferred changed regardless of that of the high-µ wheel.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The invention is described below with reference to the accompanying figures exemplified. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ASR-Systems; und Figure 1 is a schematic representation of an ASR system. and

Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Darstellung der Verfahrensschritte bei der Anpassung der Schlupfschwellen an die Steigung der Fahrbahn. Fig. 2 is a flowchart showing the process steps in adapting the slip thresholds to the slope of the road.

Fig. 1 zeigt ein ASR-System mit einer zentralen ASR- Regeleinheit 1, die mit einer Radbremse 2 zusammenwirkt und ein in Schlupf geratenes Antriebsrad bei Überschreiten einer vorgegebenen Schlupfschwelle durch Bremseneingriff abbremst und gegebenenfalls das Motormoment reduziert. Die ASR- Regeleinheit 1 ist ferner mit einer Sensorik 3 zur Erfassung der Fahrbahnsteigung verbunden. Fig. 1 shows an ASR system with a central ASR control unit 1, which cooperates with a wheel brake 2, and decelerates in an out slip drive wheel when a predetermined slip threshold by brake and, optionally, reducing the engine torque. The ASR control unit 1 is also connected to a sensor system 3 for detecting the road gradient.

Bei Bergauffahrt auf einer Fahrbahn mit unterschiedlichen Haftreibungswerten wird die Schlupfschwelle in Abhängigkeit von der Steigung der Fahrbahn eingestellt. Dabei wird die Schlupfschwelle des Low-µ-Rades bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb mit zunehmender Steigung erhöht und bei einem Fahrzeug mit Heckantrieb mit zunehmender Steigung gesenkt. Die neu einzustellende Schlupfschwelle wird insbesondere anhand von Kennlinien oder Tabellen ermittelt, die zum Beispiel in der ASR-Regeleinheit 1 hinterlegt sind. When driving uphill on a road with different static friction values, the slip threshold is set depending on the gradient of the road. The slip threshold of the low-µ wheel is increased with increasing gradient in a vehicle with front-wheel drive and lowered with increasing gradient in a vehicle with rear-wheel drive. The slip threshold to be newly set is determined in particular on the basis of characteristic curves or tables which are stored, for example, in the ASR control unit 1 .

Fig. 2 zeigt die Verfahrensschritte bei der Anpassung der Schlupfschwellen an die aktuelle Fahrbahnsteigung in Form eines Flußdiagramms. Dabei wird in Schritt 4 zunächst die Fahrbahnsteigung ermittelt und in Schritt 5 die Schlupfschwelle des Low-µ-Rades in Abhängigkeit von der Steigung eingestellt. Die Schlupfschwelle des Low-µ-Rades kann zum Beispiel beim Überschreiten einer Steigungsschwelle auf einen neuen Wert umgeschaltet und beim Unterschreiten der Steigungsschwelle wieder auf den Ausgangswert zurückgeschaltet werden. FIG. 2 shows the method steps in the adaptation of the slip thresholds to the current road gradient in the form of a flow chart. In step 4 , the road gradient is first determined and in step 5 the slip threshold of the low-µ wheel is set as a function of the gradient. The slip threshold of the low-µ wheel can, for example, be switched to a new value when a gradient threshold is exceeded and can be switched back to the initial value when the gradient threshold is undershot.

Wird in Schritt 6 festgestellt, daß der Radschlupf eines angetriebenen Rades eine vorgegebene Schlupfschwelle sw überschreitet, so wird das Rad mittels der Radbremse 2 in Schritt 7 auf die neu eingestellte Schlupfschwelle eingeregelt. Bezugszeichenliste 1 ASR-Regeleinheit
2 Radbremse
3 Sensorik
4-7 Verfahrensschritte
If it is determined in step 6 that the wheel slip of a driven wheel exceeds a predetermined slip threshold sw, the wheel is adjusted in step 7 to the newly set slip threshold by means of the wheel brake 2 . LIST OF REFERENCES 1 ASR control unit
2 wheel brake
3 sensors
4-7 procedural steps

Claims (10)

1. Antriebsschlupfregelung mit Bremseneingriff, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der ein schlupfendes Rad bei Überschreiten einer Schlupfschwelle durch Bremseneingriff abgebremst wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfschwelle des low-µ-Rades bei einer Bergauffahrt auf einer Fahrbahn mit unterschiedlichen Haftreibungswerten zwischen linker und rechter Fahrzeugseite (µ-split) in Abhängigkeit von der Steigung eingestellt wird. 1. traction control with brake intervention, especially for motor vehicles in which a slipping wheel is braked by braking intervention when a slip threshold is exceeded, characterized in that the slip threshold of the low-µ wheel when driving uphill on a road with different static friction values between the left and right side of the vehicle (µ-split) is set depending on the slope. 2. Antriebsschlupfregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfschwelle bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb mit zunehmender Steigung erhöht und bei einem Fahrzeug mit Heckantrieb gesenkt wird. 2. traction control according to claim 1, characterized characterized in that the slip threshold in a vehicle with front-wheel drive increases with increasing incline and at a vehicle with rear-wheel drive is lowered. 3. Antriebsschlupfregelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfschwelle bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb auf Werte über 15 km/h, insbesondere über 20 km/h erhöht, und bei einem Fahrzeug mit Heckantrieb auf Werte unter 10 km/h, insbesondere unter 5 km/h gesenkt wird. 3. traction control according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the slip threshold in a vehicle with front-wheel drive to values over 15 km / h, especially over 20 km / h increased, and on a vehicle with rear-wheel drive to values is lowered below 10 km / h, in particular below 5 km / h. 4. Antriebsschlupfregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die neu einzustellende Schlupfschwelle anhand von Kennlinien bzw. Tabellen ermittelt wird, die im System hinterlegt sind. 4. traction control according to one of the preceding Claims, characterized in that the newly to be set Slip threshold determined using characteristic curves or tables that are stored in the system. 5. Antriebsschlupfregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfschwelle des schlupfenden Rades bei Überschreiten einer Steigungsschwelle auf einen neuen Wert umgeschaltet und bei Unterschreiten der Steigungsschwelle wieder auf den Ausgangswert zurück geschaltet wird. 5. traction control according to claim 1, characterized characterized that the hatching threshold of the hatching Wheel on exceeding a gradient threshold new value switched and if the value falls below Slope threshold back to the initial value is switched. 6. Antriebsschlupfregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfschwelle des high-µ-Rades ebenfalls in Abhängigkeit von der Steigung erhöht bzw. gesenkt wird. 6. traction control according to one of the preceding Claims, characterized in that the slip threshold of the high-µ wheel also depending on the gradient is increased or decreased. 7. Antriebsschlupfregelung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckaufbaugradient des Bremsdrucks für das low-µ-Rad in Abhängigkeit von der Steigung eingestellt wird. 7. traction control according to one of the preceding Claims, characterized in that the Pressure build-up gradient of the brake pressure for the low-µ wheel in Dependence on the slope is set. 8. Antriebsschlupfregelung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckaufbaugradient am low-µ-Rad bei Fahrzeugen mit Frontantrieb mit zunehmender Steigung gesenkt und bei Fahrzeugen mit Heckantrieb mit zunehmender Steigung erhöht wird. 8. traction control according to claim 7, characterized characterized in that the pressure build-up gradient at the low-µ wheel at Front-wheel drive vehicles lowered with increasing incline and with vehicles with rear-wheel drive with increasing incline is increased. 9. Verfahren zur Antriebsschlupfregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem ein schlupfendes Rad bei Überschreiten einer Schlupfschwelle durch Bremseneingriff abgebremst wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfschwelle des low-µ-Rades bei Bergauffahrt auf einer Fahrbahn mit unterschiedlichen Haftreibungswerten zwischen linker und rechter Fahrzeugsaite (µ-split) in Abhängigkeit von der Steigung eingestellt wird. 9. Procedure for traction control, especially for Motor vehicles with a slipping wheel Braking intervention exceeds a slip threshold is braked, characterized in that the Slip threshold of the low-µ wheel when driving uphill on a Road with different stiction values between left and right vehicle strings (µ-split) depending is set by the slope. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfschwelle des low-µ-Rades bei einem Fahrzeug mit Frontantrieb mit zunehmender Steigung erhöht, und bei einem Fahrzeug mit Heckantrieb mit zunehmender Steigung gesenkt wird. 10. The method according to claim 9, characterized in that the slip threshold of the low-µ wheel in a vehicle Front-wheel drive increases with increasing incline, and at one Rear-wheel drive vehicle lowered with increasing incline becomes.
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