DE10239120A1

DE10239120A1 - Verbesserung der Fahrzeugtraktion

Info

Publication number: DE10239120A1
Application number: DE10239120A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Hessmert; Siegfried Senedzuk
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-03-11
Also published as: GB0319689D0; GB2394311B; GB2394311A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Fahrzeugtraktion, bei dem DOLLAR A - nach Überschreiten einer ersten Antriebsschlupfschwelle durch den Schlupf wenigstens eines angetriebenen Rades das Motormoment reduziert wird und DOLLAR A - nach Unterschreiten einer zweiten Antriebsschlupfschwelle das Motormoment wieder erhöht wird. DOLLAR A Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Erhöhung des Motormoments durch wenigstens eine Größe charakterisiert wird, in welche die zeitliche Entwicklung einer die Fahrdynamik beeinflussenden Größe eingeht.

Description

Verbesserung der Fahrzeugtraktion
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Antriebsschlupfregelsystem nach den Merkmalen des Oberbegriffs der unabhängigen Ansprüche.

Solch ein Antriebsschlupfregelsystem ist aus der DE 37 43 471 A1 bekannt, welches bei unzulässigem Antriebsschlupf an wenigstens einem Rad das Motormoment reduziert und danach in Stufen wieder erhöht. Die Stufenhöhe wird hierbei konstant gehalten und die dazwischenliegende Haltezeit in Abhängigkeit vom Schlupf, von der Fahrzeugbeschleunigung und/oder von der Zahl der bereits aufgetretenen Regelzyklen variiert.

Die Merkmale der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche sind der DE 37 43 471 A1 entnommen.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur Verbesserung der Fahrzeugtraktion. Bei diesem Verfahren wird nach Überschreiten einer ersten Antriebsschlupfschwelle durch den Schlupf wenigstens eines angetriebenen Rades das Motormoment reduziert. Nach einem darauf folgenden Unterschreiten einer zweiten Antriebsschlupfschwelle wird das Motormoment wieder erhöht. Der Kern der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Motormoments durch wenigstens eine Größe charakterisiert wird, in welche die zeitliche Entwicklung einer die Fahrdynamik beeinflussenden Größe eingeht. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Einbeziehung der zeitlichen Entwicklung einer die Fahrdynamik beeinflussenden Größe es ermöglicht wird, zeitlich vor dem Motoreingriff liegende fahrdynamisch relevante Ge gebenheiten in die Erhöhung des Motormoments einfließen zu lassen und insbesondere kurzzeitige Störungen (wie z.B. durch Straßenunebenheiten hervorgerufene kurzzeitige Schwankungen der Raddrehzahlen) zu erkennen und auszublenden.

Bei der die Fahrdynamik beeinflussenden Größe kann es sich um eine Größe handeln, welche den Kontakt zwischen einem Reifen und der Fahrbahnoberfläche beschreibt. Insbesondere sind dabei Größen wie der Radschlupf (der Längsschlupf des Rades), eine die Radhaftung beschreibende Reibungszahl oder mit der Reifendeformation zusammenhängende Größen denkbar.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der die Fahrdynamik beeinflussenden Größe um den Radschlupf wenigstens eines Rades des Fahrzeugs handelt. Da bei der ASR-Regelung (ASR = Antriebsschlupfregelung) der Radschlupf des Fahrzeuges ohnehin erfasst wird, ist damit eine Implementierung der Erfindung in das Fahrzeugsteuergerät ohne wesentlichen Zusatzaufwand möglich.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Entwicklung der die Fahrdynamik beeinflussenden Größe derart in die die Erhöhung des Motormoments charakterisierende Größe eingeht,

– dass der zeitliche Abstand zwischen dem Überschreiten der ersten Antriebsschlupfschwelle und dem Unterschreiten der zweiten Antriebsschlupfschwelle ermittelt wird und
– dass der ermittelte zeitliche Abstand in die die Erhöhung des Motormoments charakterisierende Größe eingeht.

Damit wird die Zeitdauer erfasst, während derer der kritische Schlupfgrenzwert überschritten wurde. Damit ist eine Unterscheidung möglich, ob es sich um eine kurzzeitige Überschreitung des Schlupfgrenzwertes handelte oder ob eine längere Überschreitung des Schlupfgrenzwertes vorliegt. Damit ist eine unterschiedliche Behandlung dieser beiden Fälle möglich.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der die Erhöhung des Motormoments charakterisierenden Größe um die Erhöhungsgeschwindigkeit bzw. Änderungsgeschwindigkeit des Motormoments handelt. Damit wird es ermöglicht, in fahrdynamisch unkritischen Situationen das Motormoment rascher zu erhöhen als nach fahrdynamisch kritischen Situationen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, dass die Erhöhung des Motormoments bei kurzzeitiger Überschreitung der Antriebsschlupfschwelle sprungartig erfolgt. Unter dem Begriff „kurzzeitig" wird dabei verstanden, dass die Überschreitungsdauer der Antriebsschlupfschwelle einen vorgebbaren Grenzwert unterschreitet. Die Überschreitungsdauer ist dabei ein Zeitintervall, dessen Anfang durch den Zeitpunkt des Überschreitens der ersten Antriebsschlupfschwelle und dessen Ende durch den Zeitpunkt des Unterschreitens der zweiten Antriebsschlupfschwelle gekennzeichnet ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist es auch möglich, dass es sich bei der die Erhöhung des Motormoments charakterisierenden Größe um den Erhöhungsbetrag des Motormoments handelt. In fahrdynamisch unkritischen Situationen kann damit das Motormoment um einen größeren Betrag erhöht werden als nach Vorliegen fahrdynamisch kritischer Situationen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Erhöhungsbetrag des Motormoments so gewählt wird, dass das nach der Erhöhung vorliegende Motormoment der Fahrervorgabe entspricht. Dies erlaubt es, in als unkritisch erkannten Situationen die ASR-Regelung zu deaktivieren und auf den Fahrerwunsch zur Steuerung des Motors überzugehen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, dass die Erhöhung des Motormoments sprungartig erfolgt, wenn der ermittelte zeitliche Abstand einen Grenzwert unterschreitet.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass

– das Motormoment schneller und/oder stärker erhöht wird, wenn der ermittelte zeitliche Abstand einen Grenzwert unterschreitet und
– das Motormoment langsamer und/oder schwächer erhöht wird, wenn der ermittelte zeitliche Abstand einen Grenzwert überschreitet.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Entwicklung der die Fahrdynamik beeinflussenden Größe derart in die die Erhöhung des Motormoments charakterisierende Größe eingeht,

– dass der zeitliche Verlauf des Schlupfes zwischen dem Überschreiten einer ersten Antriebsschlupfschwelle und dem Unterschreiten einer zweiten Antriebsschlupfschwelle ermittelt wird und
– dass der zeitliche Verlauf des Schlupfes integriert über die Zeit in die die Erhöhung des Motormoments charakterisierende Größe eingeht.

Während bei der vorigen Ausgestaltung lediglich der zeitliche Abstand zweier Punkte ermittelt wurde, spielt nun auch der zeitliche Verlauf des Schlupfes eine Rolle. Dadurch wird eine Unterscheidung ermöglicht, ob die kritische Antriebsschlupfschwelle lediglich um einen geringen Wert überschritten wurde oder ob eine große Überschreitung der Antriebsschlupfschwelle stattgefunden hat.

Dabei ist es von Vorteil, dass die Erhöhung des Motormoments sprungartig erfolgt, wenn der Wert, der sich durch zeitliche Integration des Schlupfes ergibt, einen Grenzwert unterschreitet. Dadurch ist es möglich, nach geringfügigen oder zeitlich kurzen Schlupfüberschreitungen das Motormoment rasch wieder zu erhöhen.

Weiterhin ist es von Vorteil, dass

– das Motormoment schneller und/oder stärker erhöht wird, wenn der Wert, der sich durch zeitliche Integration des Schlupfes ergibt, einen Grenzwert unterschreitet und
– das Motormoment langsamer und/oder schwächer erhöht wird, wenn der Wert, der sich durch zeitliche Integration des Schlupfes ergibt, einen Grenzwert überschreitet.

Auch diese Ausgestaltung erlaubt es, nach geringfügigen oder zeitlich kurzen Schlupfüberschreitungen das Motormoment rasch wieder zu erhöhen.

Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zur Ausführung des genannten Verfahrens.

Zeichnung

Die Zeichnung besteht aus den 1 und 2.

In 1 ist der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.

In 2 ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.

Ausführungsbeispiele

In vielen bekannten Antriebsschlupfregelungssystemen wird nach Unterschreiten der zulässigen Schlupfschwelle das ASR-Sollmoment (d.h. das vom ASR angeforderte Motormoment) in Abhängigkeit der aktuellen Betriebsparameter (Restschlupf, aktuelle Beschleunigung) erhöht. Die Dauer der vorausgehenden Schlupfphase wird dabei nicht berücksichtigt. Dies führt dazu, dass infolge der nur allmählichen Drehmomentzugabe die Traktion vorübergehend eingeschränkt wird. Dies ist für den Fahrer bemerkbar und führt zu einer spürbaren Komforteinbuße während des Fahrens.

Liegt jedoch nur eine kurzzeitige Überschreitung des zulässigen Schlupfes vor, dann kann auf eine unkritische Fahrbahnstörung geschlossen werden und daher kann das Soll-Drehmoment schlagartig erhöht werden. Eine kurzzeitige Fahrbahnstörung liegt beispielsweise dann vor, wenn infolge einer unebenen Fahrbahnbeschaffenheit eine Raddrehzahl sich kurzfristig verändert. Es sind Fälle vorstellbar, bei denen infolge einer räumlich kurzen Absenkung der Fahrbahn ein Rad kurzzeitig den Kontakt zur Fahrbahnoberfläche verliert.

Die vorübergehende Beschränkung der Fahrzeugtraktion kann so wesentlich vermindert werden. Deshalb wird nach einer nur kurzzeitigen Überschreitung des zulässigen Schlupfbereiches das von ASR vorgegebene Sollmoment M ASR auf den maximal möglichen Wert gesetzt.

Häufig wird in Motorsteuergeräten der Motor so angesteuert, dass das abgegebene Motormoment Mmot = min(M_Fahrervorgabe, M_ASR) beträgt. Dabei kennzeichnet „min" den kleineren der beiden in der darauffolgenden Klammer stehenden Werte. Weiter sind

– M Fahrervorgabe: das vom Fahrer über die Fahrpedalstellung angeforderte Motormoment und
– M ASR: das von der ASR-Regelung vorgegebene Fahrermoment.

Wird M ASR wie erwähnt auf den für den Motor maximal möglichen Wert gesetzt, dann ist M Fahrervorgabe stets kleiner als M ASR und damit ergibt sich Mmot = M Fahrervorgabe Daher erfolgt nun keine weitere Begrenzung der Motorleistung. Alternativ dazu ist auch eine beschleunigte Erhöhungsgeschwindigkeit des Motorsollmomentes (d.h. die Geschwindigkeit, mit der das Motormoment zeitlich anwächst) in Abhängigkeit der vorausgehenden Schlupfphase realisierbar.

Die Bewertung der Schlupfphase kann als Funktion der Dauer und/oder des Betrages des Schlupfes (Schlupfintegral) vorgenommen werden. In einer ersten Ausführungsform wird lediglich die Zeitspanne t2 – t1 betrachtet, in einer zweiten Ausführungsform wird das Integral

berechnet. Dabei ist t1 der Zeitpunkt des Überschreitens einer ersten vorgegebenen Schlupfschwelle, t2 ist der Zeitpunkt des Unterschreitens einer zweiten vorgegebenen Schlupfschwelle. λ(t) kennzeichnet den zeitlichen Verlauf des Schlupfes, t ist die Zeitvariable.

Der Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 1 dargestellt. Nach dem Start des Verfahrens in Block 100 wird in Block 102 überprüft, ob der vorliegende Radschlupf λ einen ersten Schwellenwert λ1 überschreitet. Ist dies nicht der Fall (mit „n" gekennzeichnet), dann wird zu Block 100 zurückgegangen (denn es liegt eine unkritische Situation vor). Ist dies dagegen der Fall (mit „y" gekennzeichnet), dann wird in Block 104 eine weitere Abfrage durchgeführt: λ < λ2. D.h. hier wird untersucht, ob der Radschlupf nun einen zweiten Schwellenwert λ2 unterschreitet. Ist dies nicht der Fall, wird zu Block l06 verzweigt. Dort erfolgt eine Zeitinkrementation um Δt und danach findet erneut die Abfrage 104 statt. Ist die Abfrage 104 allerdings erfüllt, d.h. in Block 102 wurde der Radschlupfgrenzwert λ1 überschritten und zu einem späteren Zeitpunkt wurde in Block 104 der Radschlupfgrenzwer λ2 unterschritten, dann wird anschließend in Block 108 das Zeitintervall Δt = t2 – t1 bestimmt. t2 ist dabei der Zeitpunkt zu dem der Radschlupfgrenzwert λ2 wieder unterschritten wurde, d.h. das Rad ist jetzt nicht mehr im kritischen Schlupfbereich. t1 ist der Zeitpunkt zu dem der Radschlupfgrenzwert λ1 überschritten wurde, d.h. das Rad ist zu diesem Zeitpunkt in einen kritischen Schlupfbereich gekommen. Anschließend an Block 108 findet in Block 110 eine Abfrage Δt > tmax statt. Δt ist dabei wie erwähnt der zeitliche Abstand zwischen Überund Unterschreiten der Schlupfschwellen, tmax ist ein vorgebbarer Grenzwert. Ist Δt > tmax (das bedeutet, dass ein hinreichend großes Zeitintervall zwischen Über- und Unterschreiten der Schlupfschwellen liegt), dann wird in Block 112 das Motormoment langsam wieder erhöht, so wie es durch die ASR-Regelung vorgegeben ist. Bei der Antriebsschlupfregelung wird das Motormoment nach einem ASR-Eingriff mit einer vorgegebenen Änderungsgeschwindigkeit wieder erhöht.

Wird dagegen in Block 110 festgestellt dass Δt < tmax ist, d.h. die Bedingung in Block 110 ist nicht erfüllt, dann wird zu Block 114 weiterverzweigt. In Block 114 wird das Motormoment wieder sehr rasch oder sogar sprungartig erhöht, denn es wurde erkannt, dass lediglich eine unkritische kurzzeitige Störung vorlag.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 2 dargestellt. Dabei enthält Block 200 Sensormittel. Durch diese Sensormittel wird beispielsweise der Radschlupf ermittelt und an des Steuergerät 201 weitergeleitet. Dieses Steuergerät enthält Motormomenterhöhungsmittel 202, Motormomentreduktionsmittel 204 sowie weitere Funktionen 203. Die Ausgangssignale des Steuergeräts steuern Aktoren 205 an, dies kann beispielsweise die Steuerung einer Drosselklappe sein.

Claims

Verfahren zur Verbesserung der Fahrzeugtraktion eines Fahrzeugs, bei dem – nach Überschreiten einer ersten Antriebsschlupfschwelle (λ1) durch den Schlupf wenigstens eines angetriebenes Rades das Motormoment (Mmot) reduziert wird, – nach Unterschreiten einer zweiten Antriebsschlupfschwelle (λ2) das Motormoment (Mmot) wieder erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Motormoments durch wenigstens eine Größe charakterisiert wird, in welche die zeitliche Entwicklung einer die Fahrdynamik beeinflussenden Größe eingeht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der die Fahrdynamik beeinflussenden Größe um den Radschlupf wenigstens eines Rades des Fahrzeugs handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Entwicklung der die Fahrdynamik beeinflussenden Größe dergestalt in die die Erhöhung des Motormoments charakterisierende Größe eingeht, – dass der zeitliche Abstand zwischen dem Überschreiten der ersten Antriebsschlupfschwelle (λ1) und dem Unterschreiten der zweiten Antriebsschlupfschwelle (λ2) ermittelt wird und – dass der ermittelte zeitliche Abstand in die die Erhöhung des Motormoments charakterisierende Größe eingeht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der die Erhöhung des Motormoments charakterisierenden Größe um die Änderungsgeschwindigkeit des Motormoments handelt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der der die Erhöhung des Motormoments (Mmot) charakterisierenden Größe um den Erhöhungsbetrag des Motormoments handelt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, – dass der Erhöhungsbetrag des Motormoments so gewählt wird, dass das nach der Erhöhung vorliegende Motormoment (Mmot) der Fahrervorgabe (M_Fahrervorgabe)entspricht.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Motormoments (Mmot) sprungartig erfolgt, wenn der ermittelte zeitliche Abstand einen Grenzwert unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass – das Motormoment (Mmot) schneller und/oder stärker erhöht wird, wenn der ermittelte zeitliche Abstand einen Grenzwert unterschreitet und – das Motormoment (Mmot) langsamer und/oder schwächer erhöht wird, wenn der ermittelte zeitliche Abstand einen Grenzwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Entwicklung der die Fahrdynamik beeinflussenden Größe dergestalt in die die Erhöhung des Motormoments charakterisierende Größe eingeht, – dass der zeitliche Verlauf des Schlupfes (λ(t)) zwischen dem Überschreiten einer ersten Antriebsschlupfschwelle (λ1) und dem Unterschreiten einer zweiten Antriebsschlupfschwelle (λ2) ermittelt wird und – dass der zeitliche Verlauf des Schlupfes integriert über die Zeit in die die Erhöhung des Motormoments charakterisierende Größe eingeht.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Motormoments (Mmot) sprungartig erfolgt, wenn der Wert, der sich durch zeitliche Integration des Schlupfes ergibt, einen Grenzwert unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass – das Motormoment (Mmot) schneller und/oder stärker erhöht wird, wenn der Wert, der sich durch zeitliche Integration des Schlupfes ergibt, einen Grenzwert unterschreitet und – das Motormoment (Mmot) langsamer und/oder schwächer erhöht wird, wenn der Wert, der sich durch zeitliche Integration des Schlupfes ergibt, einen Grenzwert überschreitet.
Vorrichtung zur Verbesserung der Fahrzeugtraktion, welche – Motormomentreduktionsmittel, in denen nach Überschreiten einer ersten Antriebsschlupfschwelle (λ1) durch den Schlupf wenigstens eines angetriebenes Rades das Motormoment (Mmot) reduziert wird und – Motormomenterhöhungsmittel, nach Unterschreiten einer zweiten Antriebsschlupfschwelle (λ2) das Motormoment (Mmot) wieder erhöht wird, enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Motormomenterhöhungsmittel derart ausgestaltet sind, dass die Erhöhung des Motormoments durch wenigstens eine Größe charakterisiert wird, in welche die zeitliche Entwicklung einer die Fahrdynamik beeinflussenden Größe eingeht.