DE19530676A1

DE19530676A1 - Elektrofahrzeug mit Traktionssteuerung

Info

Publication number: DE19530676A1
Application number: DE19530676A
Authority: DE
Inventors: Loran David Brooks; Kevin Scot Kidston
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1994-08-22
Filing date: 1995-08-21
Publication date: 1996-02-29
Also published as: US5492192A

Description

Die Erfindung betrifft Elektrofahrzeuge mit Traktions steuerung.

Hintergrund der Erfindung

Typischerweise besitzen Antriebselektromotoren für Elektro fahrzeuge, die auf in Batterien gespeicherter elektrischer Leistung basieren, eine begrenzte Leistungsspeicherfähig keit.

Typischerweise steuern Fahrzeuge mit Traktionssteuerungssy stemen das Antriebsdrehmoment, das durch die Fahrzeugan triebsräder geliefert wird, um das Antriebsdrehmoment auf ei ne Größe zu begrenzen, bei der die Fahrzeugantriebsräder Traktion auf der Fahroberfläche aufweisen. Oder, mit anderen Worten, die Größe zur Verfügung stehenden Antriebsdrehmo ments ist durch den Reibungskoeffizienten zwischen den An triebsrädern und der Straße begrenzt. Somit besitzen Trak tionssteuerungssysteme eine Bewegungskraftquelle wie einen Fahrzeugmotor und streben danach, während der Traktionssteu erung das Ausgangsdrehmoment der Bewegungskraftquelle auf ei ne Kraft zu begrenzen, welche die Räder ohne Schlupf auf der Straßenoberfläche antreiben würde. Manche Traktionssteu erungssysteme umfassen eine Bremsensteuerung, die eine schnellere Reduzierung des durch die Antriebsräder geliefer ten Drehmoments gestatten, während positives Drehmoment von der Bewegungskraft aufrechterhalten wird. Die Räder müssen positives Drehmoment aufweisen, um Bewegungskraft bereitzu stellen, und Motor/Getriebe/Bremsen-Steuerungen werden ver wendet, um die Größe dieses Drehmoments zu begrenzen.

In Fahrzeugen mit Traktionssteuerung ist es bekannt, daß es wünschenswert ist, das Vorhandensein eines Reservereifens am Fahrzeug zu ermitteln, da der Reservereifen möglicherweise unterdimensioniert ist und eine Radgeschwindigkeitsdifferenz zwischen diesem Reifen und anderen Reifen am Fahrzeug auf grund der unterschiedlichen Reifengrößen verursacht. Diese Radgeschwindigkeitsdifferenz kann, wenn sie im Traktions steuerungssystem nicht berücksichtigt wird, das Fahrzeug ver anlassen, unnötigerweise in einen Traktionssteuerungsmodus zu gelangen, was einen unerwünschten Verlust von Antriebs drehmoment für das Fahrzeug verursacht.

Beispielsweise kann das Fahrzeug normal beschleunigen, bis das Fahrzeug eine Geschwindigkeit erlangt, bei der die Rad geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Reserve- und den ver bleibenden Reifen das Einschalten einer Traktionssteuerung veranlaßt, wobei zu diesem Zeitpunkt das Antriebsdrehmoment vom Motor reduziert wird, bis die Radgeschwindigkeits differenz niedrig genug ist, um ein Ausschalten der Trak tionssteuerung zu veranlassen. So kann beispielsweise das Fahrzeug bis zu einer Geschwindigkeit von 40-45 m.p.h. besch leunigen und dann aufgrund von Motordrehmomentreduzierung und/oder Traktionssteuerungsbremsen sich verlangsamen, bis die Fahrzeuggeschwindigkeit 10-15 m.p.h. beträgt, wobei in diesem Fall sich die Traktionssteuerung abschaltet und dem Fahrzeug gestattet wird, wieder zu beschleunigen, bis sich die Traktionssteuerung einschaltet.

Ein bekanntes Verfahren zur Kompensation des Reservereifens besteht darin, das Vorhandensein eines Reservereifens festzu stellen, indem die Radgeschwindigkeiten überwacht werden und bestimmt wird, ob ein Rad sich in einem normalen Betriebs zustand, d. h. ohne Traktionssteuerung und ohne ABS, schnel ler dreht als die übrigen Räder. Wenn dies der Fall ist, dann wird bestimmt, daß dieses Rad ein unterdimensionierter Reservereifen ist, und seine Radgeschwindigkeit wird norma lisiert, um mit der anderen Radgeschwindigkeit übereinzu stimmen. Das heißt, eine Proportionalitätskonstante zwischen dieser Radgeschwindigkeit und den anderen Radgeschwindigkei ten wird ermittelt und mit dieser Radgeschwindigkeit multi pliziert, um das resultierende Signal zu normalisieren. Das normalisierte Signal wird dann mit den übrigen Signalen ver wendet, um zu bestimmen, ob eine Traktionssteuerung akti viert werden sollte oder nicht, und um den Traktionssteu erungsbefehl zu bestimmen.

Zusammenfassung der Erfindung

Das Elektrofahrzeug mit Traktionssteuerung gemäß der Erfin dung ist durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gekenn zeichnet.

Vorteilhafterweise schafft die Erfindung ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zum Vorsehen einer Traktionssteu erung in einem Fahrzeug mit regenerativer Energiekapazität.

Vorteilhafterweise sind das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung für die Verwendung an Elektrofahrzeugen mit re generativem Bremsen in idealer Weise geeignet.

Vorteilhafterweise schafft die Erfindung einen gegen-intuiti ven Ansatz für eine Traktionssteuerung, der die Beseitigung einer aktiven positiven Antriebskraft während Traktionssteu erungsabschnitten umfaßt. Dies ist gegen-intuitiv, da zur Er zielung von Bewegungsarbeit vom Fahrzeug frühere Traktions steuerungssysteme eine aktive positive Antriebsquelle auf rechterhalten haben, die als ein Motor oder eine Verbren nungsmaschine definiert ist, der oder die Kraftstoff ver braucht, und zwar entweder Elektrizität von Batterien oder Benzin, um wenigstens ein minimales Antriebsdrehmoment aufrechtzuerhalten. Gemäß der Erfindung ist während Abschnit ten der Traktionssteuerungsaktivierung keine aktive positive Antriebsquelle für den Fahrzeugantriebszug vorhanden.

Vorteilhafterweise umfaßt in einem Beispiel die Erfindung ein Fahrzeug mit einer Quelle von Bewegungskraft und einem Antriebszug, der an wenigstens ein Antriebsrad des Fahrzeugs gekoppelt ist, wobei die Quelle von Bewegungskraft und der Antriebszug charakterisiert sind durch eine Trägheit, eine Energiequelle für den Motor, die in der Lage ist, Energie zum Motor und daher zum Antriebsrad zu liefern sowie Energie zu empfangen während regenerativer Energieregelung, und ein Traktionssteuerungssystem, das Antriebszugträgheit für An triebsdrehmoment positiver Richtung und die regenerative Energieregelung nutzt, um die Geschwindigkeit wenigstens ei nes Antriebsrades während der Traktionssteuerung zu begren zen, wobei während der Aktivierung des Traktionssteuerungssy stems und der regenerativen Energieregelung kein Antriebs drehmoment durch die Energiequelle bereitgestellt wird.

In einem bevorzugten Beispiel wird die Erfindung mit einem Elektrofahrzeug verwendet, welches eine Quelle elektrischer Leistung wie ein Batteriepaket, einen Elektroantriebsmotor, einen Antriebszug, der nicht außer Eingriff bringbar den Elektroantriebsmotor an wenigstens ein Antriebsrad koppelt, und die Fähigkeit zu regenerativem Bremsen aufweist, um Bremsenergie zum Batteriepaket während regenerativen Brem sens zu übertragen, wobei der Elektromotor und der Antriebs zug charakterisiert sind durch eine Trägheit, und wobei das System ein Traktionssteuerungssystem umfaßt, das Motor- und Antriebszugträgheit für Antriebsdrehmoment positiver Rich tung und das regenerative Bremsen nutzt, um die Geschwindig keit wenigstens eines Antriebsrades während der Traktions steuerung zu nutzen, wobei während der Aktivierung des Traktionssteuerungssystems und des regenerativen Bremsens kein Antriebsdrehmoment vom Elektromotor zum Antriebsrad ge liefert wird.

Vorteilhafterweise wird ein beispielhaftes Verfahren der Er findung zum Erzielen der hier dargelegten vorteilhaften Traktionssteuerung angewendet in einem Fahrzeug mit einem Elektromotor und einem Antriebszug, der an wenigstens ein An triebsrad des Fahrzeugs gekoppelt ist, wobei der Elektromo tor und der Antriebszug charakterisiert sind durch eine Träg heit und eine Leistungsquelle wie ein Batteriepaket für den Elektromotor, die in der Lage ist, Leistung zum Motor zu lie fern und Leistung während regenerativen Bremsens auf zuneh men, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, daß ein Traktionssteuerungszustand nachgewiesen wird, daß in Abhän gigkeit von dem nachgewiesenen Zustand festgestellt wird, ob eine Größe des nachgewiesenen Zustands oberhalb eines Grenz wertes liegt, und daß, wenn die Größe des nachgewiesenen Zu stands oberhalb des Grenzwertes liegt, (i) Leistung zum Mo tor von der Quelle elektrischer Leistung abgeschnitten wird, (ii) Motor- und Antriebszugträgheit als positive Bewegungs kraft für das Antriebsrad genutzt wird, und (iii) der Motor an die Quelle elektrischer Leistung gekoppelt wird, so daß die Rotationsbewegung des Motors elektrische Energie er zeugt, die zur Leistungsquelle übertragen wird, um regenera tives Bremsen zu erzielen.

Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 schematisch ein beispielhaftes Elektrofahr zeug gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein beispielhaftes Steuerungsschema der Er findung,

Fig. 3 beispielhafte Graphen für Steuerungsbefehle und Motoransprechen gemäß der Erfindung,

Fig. 4 eine Hauptflußroutine für eine Mikrocomputer implementierung einer beispielhaften Elektrofahrzeugtraktionssteuerung gemäß der Erfindung, und

Fig. 5A, 5B und 5C eine ausführliche Flußroutine einer beispiel haften Elektrofahrzeugtraktionssteuerung ge mäß der Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Nach Fig. 1 umfaßt ein Elektrofahrzeug gemäß der Erfindung ein Elektromotorantriebssystem 11, ein Bremsensystem 15 und eine Steuerungseinheit 13. Das Elektromotorantriebssystem 11 umfaßt ein Batteriepaket 10, einen Inverter 12 (zur Verwen dung mit Wechselstrommotoren), ein Beschleunigerpedal 20 und einen Elektromotor und Antriebszug 18. Das Bremsensystem 15 umfaßt ein Bremspedal 70, ein hydraulisches Bremssystem 17 und elektrische Trommelbremsen 48 und 50. Die Steuerungsein heit 13 umfaßt einen Motorcontroller 22 zum Steuern des An triebssystems 11 und einen Bremsencontroller 66 zum Steuern des Bremsensystems 15.

Im Antriebssystem 11 liefert das Batteriepaket 10 Leistung an die Fahrzeugsysteme, und der Leistungsinverter 12 spricht auf den Motorcontroller 22 an, um den Elektromotor 18 zu steuern. Der Motor 18 stellt sowohl Antriebskraft zu den Fahrzeugantriebsrädern 24 und 26 als auch regeneratives Brem sen durch Erzeugen von Leistung, wenn befohlen, und durch Koppeln der erzeugten Leistung an das Batteriepaket 10 be reit, wodurch Bremsdrehmoment an die Räder 24 und 26 gelie fert wird. Ein beispielhaftes Motorantriebs- und -aufladesy stem, das für die Verwendung als Inverter 12 und Motor 18 geeignet ist (unter der Annahme, daß ein Dreiphasen-Wechsel strom-Motor 18 verwendet wird), ist im US-Patent 5 099 186 dargelegt, dessen Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufge nommen ist.

Das Beschleunigerpedal 20 liefert einen Beschleunigerbefehl zum Motorcontroller 22, der darauf ansprechend den Inverter 12 über eine Befehlsleitung 16 steuert, um Leistung zum Mo tor 18 und dadurch Bewegungsantriebskraft an die Antriebsrä der 24 und 26 zu liefern.

Im Bremsensystem 15 umfaßt das hydraulische Bremsensystem 17 einen Hauptzylinder 78, Hydraulikleitungen 40, 42, 86, 87, 94 und 96, einen Akkumulator 92, Aktuatoren 114 und 116, So lenoidventile 102 und 104, Bremssättel 36 und 38 und Brems scheiben 32 und 34. Der Bremsencontroller 66 spricht auf das Niederdrücken des Bremspedals 70 durch den Bediener an, wo durch Bremseninformationen an den Motorcontroller 22 gelie fert werden und das hydraulische Bremssystem gesteuert wird, einschließlich der Solenoidventile 102 und 104, der Aktuato ren 114 und 116 und der elektrischen hinteren Bremsen 48 und 50. Bypass-Ventile 98 und 100 gestatten, daß Überdruck von den Aktuatoren 114 und 116 zum Akkumulator 92 strömt. Der Bremsencontroller 66 überwacht außerdem die verschiedenen Ro tationsgeschwindigkeiten der Fahrzeugräder 24, 26, 44 und 46 durch Geschwindigkeitssensoren 28, 30, 52 und 54.

Das Batteriepaket 10 kann irgendein Batteriepaket oder ir gendeine aufladbare elektrische Leistungsspeichereinrichtung sein, die zur Verwendung in einem Elektrofahrzeug geeignet ist. Der Leistungsinverter 12 wird verwendet, wenn der Motor 18 von einem oder mehreren Wechselstrom-Motoren gebildet wird. Wenn ein oder mehrere Gleichstrom-Antriebsmotoren ver wendet werden, ist der Leistungsinverter 12 nicht notwendig und kann durch einen geeigneten Gleichstrommotor-Controller eines in Fachkreisen bekannten Typs ersetzt werden.

Die Motorantriebseinheit 18 kann ein einzelner Antriebsmotor sein, der beide Räder 24 und 26 antreibt, sie kann aus zwei Motoren bestehen, die Rückseite an Rückseite miteinander ver bunden die Räder 24 und 26 antreiben, oder sie kann aus zwei oder mehr Motoren bestehen, wobei jeder Motor in eine jewei lige Radanordnung eingegliedert ist. Außerdem können die Mo toren Wechselstrom-Motoren oder Gleichstrom-Motoren sein, einschließlich eines oder mehrerer bürstenloser Gleichstrom- Motoren. Der Antriebszug umfaßt vorzugsweise einen Unterset zungsgetriebe- oder Zwischenvorgelege-Satz, der an die Motor ausgangswelle gekoppelt ist und die Fahrzeugantriebsräder an treibt. Keine Kupplungen sind im Antriebszug erforderlich, da eine geeignete Durchführung ohne die Notwendigkeit eines Gangschaltgetriebes erzielt worden ist, und da, um das Fahr zeug umkehren zu lassen, die Motorrichtung einfach umgekehrt werden kann. Untersetzungsgetriebe des für die Verwendung im Antriebszug geeigneten Typs sind in Fachkreisen bekannt.

Der Motorcontroller 22 kann irgendein auf einem Mikrocompu ter basierender Controller sein, der dafür geeignet ist, Steuerungsbefehle zum verwendeten Motortyp zu liefern. Das Beschleunigerpedal 20 spricht auf Bedienerfußbefehle auf her kömmliche Weise an, wodurch Ausgangssignale durch einen Ak tuator zur Umwandlung der Pedalposition in ein elektrisches Signal geliefert werden. Vorzugsweise umfaßt der Aktuator re dundante Potentiometer, die zwei oder mehr Pedalpositionssig nale zum Motorcontroller 22 liefern. Dieser Typ von Beschleu nigerpedal kann auf einfache Weise durch den Fachmann imple mentiert werden.

Der Bremsencontroller 66 kann irgendein auf einem Mikropro zessor basierender Controller sein, der dafür geeignet ist, Ausgangsbefehle an die Aktuatoren 114 und 116, die hinteren Bremsen 48 und 50 und die Ventile 102 und 104 zu liefern, und Eingangssignale vom Parkbremsenschalter 68, dem Bremspe dalschalter 72 und von 0 Drucktransducern 88, 90, 106 und 108 zu empfangen.

Das Bremspedal 70 kann ein herkömmliches Bremspedal sein, und der Schalter 72 kann ein herkömmlicher Bremspedalschal ter eines bekannten Typs sein, der üblicherweise dazu verwen det wird, Bremsrücklichter (nicht gezeigt) einzuschalten. Der Hauptzylinder 78 ist ein herkömmlicher Hauptzylinder mit einem Reservoir 80, das mit Hydraulikleitung 82 verbunden ist. Der Akkumulator 92 weist Expansionskammern auf jeder Seite auf, die eine Akkumulation von Hydraulikfluid durch Kompression einer Zentrumsfeder 91 zwischen zwei Kolben 93 gestatten. Drucktransducer 88 und 90 können als irgendein ge eigneter Transducertyp ausgebildet sein, um Signale zu lie fern, die den Druck in Bremsleitungen 86 und 87 anzeigen. Die Ventile 102 und 104 sind Solenoidventile, die normaler weise geöffnet und steuerbar sind, um Hydraulikleitungen 94 und 96 von Leitungen 40 bzw. 42 zu isolieren, wenn ein Be fehl über die Befehlsleitung 120 empfangen wird.

Die Aktuatoren 114 und 116 können als bestehende Antiblockierbremsaktuatoren ausgebildet sein, und zwar mit der Anforderung, daß die Aktuatoren in der Lage sind, unab hängig Druck in Hydraulikleitungen 40 und 42 in Abhängigkeit von Befehlen auf Leitung 118 zu liefern. Die Aktuatoren 114 und 116 sind als der Typ ausgebildet, der dargelegt ist in den US-Patenten 4 850 650 und Re. 33 663, deren Offenbarun gen hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.

Bremssättel 36 und 38 sind als herkömmliche hydraulische Scheibenbremssättel zur Verwendung mit herkömmlichen Brems scheiben 32 und 34 ausgebildet. Ein Beispiel des vorderen Bremssystems ist dargelegt in der US-Patentanmeldung 07/942 015 (US-A-S 246 283), eingereicht am 8. September 1992, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.

Elektrische Bremsen 48 und 50 für die Hinterräder 44 und 46 können als irgendeine geeignete elektrische Bremse ausgebil det sein. Beispiele für elektrische Trommelbremsen sind dar gelegt in den US-Patenten 5 000 297 und 5 024 299, deren Of fenbarungen hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind. Bei spiele für elektrische Trommelbremsen sind außerdem darge legt in den US-Patentanmeldungen 07/963 179
(US-A-S 310 026), eingereicht am 19. Oktober 1992, und 07/720 087 (US-A-S 219 049), eingereicht am 24. Januar 1991, deren Offenbarungen hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.

Die Geschwindigkeitssensoren 28, 30, 52 und 54 sind in Fach kreisen bekannt und können als herkömmlicherweise in Anti blockierbremssystemen verwendeter Typ ausgebildet sein.

Der Betrieb des Elektrofahrzeugs gemäß der Erfindung wird un ter Bezugnahme auf die folgenden beispielhaften BETRIEBSZUSTÄNDE beschrieben.

Betriebszustand 1

Es wird angenommen, daß das Beschleunigerpedal 20 niederge drückt und das Bremspedal 70 nicht niedergedrückt ist.

Routinemäßig empfängt der Motorcontroller 22 das Signal vom Bremsencontroller 66, welches das Ausmaß des Niederdrückens, falls vorhanden, des Bremspedals 70 anzeigt. Da in diesem Be triebszustand das Bremspedal nicht niedergedrückt ist, wird kein Bremssignal empfangen.

Das Beschleunigerpedal 20 liefert ein Signal an den Motor controller 22, der darauf ansprechend einen Beschleunigungs drehmomentbefehl proportional zum Ausmaß des Niederdrückens des Beschleunigerpedals 20 durch den Bediener entwickelt. Der Motorcontroller 22 gibt einen Befehl aus über die Be fehlsleitungen 16 an den Inverter 12 in Abhängigkeit vom Beschleunigungsdrehmomentbefehl. Der Inverter 12 liefert dann Leistung an den Motor 18 vom Batteriepaket 10, wobei ein Ausgangsdrehmoment für den Motor 18 in Abhängigkeit vom Ausmaß des Niederdrückens des Beschleunigerpedals 20 befoh len wird.

Betriebszustand 2

Es wird angenommen, daß das Beschleunigerpedal 20 nicht nie dergedrückt und das Bremspedal 70 niedergedrückt ist.

Wenn das Bremspedal 70 niedergedrückt ist, liefert der Haupt zylinder 78 Hydraulikdruck in den Hydraulikleitungen 86 und 87 proportional zur Größe des auf das Bremspedal durch den Fuß des Fahrzeugbedieners aufgebrachten Drucks. Ein Brems schalter 72 liefert ein Signal über die Leitung 76 an den Bremsencontroller 66, welches anzeigt, daß das Bremspedal 70 niedergedrückt wurde. In Abhängigkeit von dem Signal, wel ches anzeigt, daß das Bremspedal 70 niedergedrückt wurde, wird den Solenoidventilen 102 und 104 über die Leitung 120 befohlen, sich zu schließen, wodurch die Hydraulikleitungen 94 und 96 von den Hydraulikleitungen 40 und 42 isoliert wer den. Die Drucksignale auf den Leitungen 84 und 85 von den Drucktransducern 88 und 90 zeigen die Größe des Drucks in den Hydraulikleitungen 86 und 87 an, welche ein Maß für den auf das Bremspedal 70 aufgebrachten Druck ist.

Der Akkumulator 92 weist zwei erweiterbare Kammern auf, die sich erweitern, wenn Fluiddruck auf den Kolben 93 ein Zusam mendrücken der Zentrumsfeder 91 erzwingt. Dies gestattet dem Bremspedal, auf normale Art und Weise niedergedrückt zu wer den, wenn mehr Druck auf das Bremspedal aufgebracht wird, und zwar trotz des Schließens der Solenoidventile 102 und 104. Ohne den Akkumulator 92 würde, wenn die Solenoidventile 102 und 104 sich schließen, die Bewegung des Bremspedals 70 im wesentlichen gestoppt werden.

Der Bremsencontroller 66 konvertiert die Bremspedaldrucksig nale auf den Leitungen 84 und 85 in einen Bremsendrehmoment befehl und liefert einen Bedarf an regenerativem Bremsen auf Leitung 60 an den Motorcontroller 22. Der Motorcontroller 22 läßt kontinuierlich eine Routine laufen, (d. h. alle 100 ms), um das Ausmaß des möglichen regenerativen Bremsens zu ermit teln, indem er die Rotationsgeschwindigkeit des Motors 18 und den Zustand der Batteriepaketanordnung 10 überwacht, ein schließlich des Spannungsniveaus und des Stromflusses. Das Ausmaß des möglichen regenerativen Bremsens ist durch die Größe der Leistung bestimmt, die vom Motor 18 bei seiner ge gebenen Rotationsgeschwindigkeit erzeugt werden kann. Die be stimmte Größe des möglichen regenerativen Bremsens kann durch andere Faktoren begrenzt sein, wie beispielsweise die Batteriespannungszustände, welche die Größe der Leistung an zeigen, die zum Batteriepaket 10 ohne Schädigung des elektri schen Systems oder des Batteriepakets 10 übertragen werden kann, und die Fahrzeuggeschwindigkeit.

Der Motorcontroller 22 befiehlt dann, in Abhängigkeit vom Bremsenregenerationsbedarf und der bestimmten Regenera tionsfähigkeit, dem Leistungsinverter 12 über Leitung 16, den Motor 18 in einen regenerativen Zustand zu bringen und Energie zum Batteriepaket 10 zu übertragen. Der regenerative Zustand des Motors 18 liefert Bremsdrehmoment an die Fahrzeugräder, mit denen der Motor 18 verbunden ist, und zwar auf einem Niveau, das entweder (a) der festgestellten regenerativen Bremsfähigkeit oder (b) dem Bremsendrehmoment befehl entspricht, je nachdem, was geringer ist.

Der Motorcontroller 22 liefert außerdem einen Befehl auf Lei tung 62 zum Bremsencontroller 66, der die Größe des befohle nen regenerativen Bremsendrehmoments anzeigt (und von wel chem angenommen wird, daß es erzielt wird, wenn eine Offe ne-Schleife-Steuerung verwendet wird). Die tatsächliche Funk tion im Motorcontroller besteht darin, den Beschleunigungs drehmomentbefehl vom Befehl für regeneratives Bremsendrehmo ment zu subtrahieren. Jedoch ist in diesem Betriebszustand der Beschleunigungsdrehmomentbefehl null, da das Beschleunigerpedal nicht niedergedrückt ist.

Der Bremsencontroller 66 subtrahiert das erzielte regenerati ve Bremsendrehmoment vom Bremsenbefehl, um einen Drehmoment differenzbefehl zu bestimmen. Der Bremsencontroller 66 gibt dann den Drehmomentdifferenzbefehl über Leitungen 118 an die Aktuatoren 114 und 116 aus. Die Aktuatoren 114 und 116 brin gen darauf ansprechend Druck auf die Hydraulikleitungen 40 und 42 proportional zum Drehmomentdifferenzbefehl auf. Der Hydraulikdruck in den Leitungen 40 und 42 zwingt darauf ansprechend die Bremssättel 36 und 38 dazu, Reibungsbremsen an den vorderen Bremsscheiben 32 und 34 in Abhängigkeit vom Drehmomentdifferenzbefehl anzuwenden. Eine Geschlosse ne-Schleife-Steuerung des auf die vorderen Bremsen aufge brachten Bremsdrucks wird über die Drucktransducer 106 und 108 überwacht, welche Signale an den Bremsencontroller 66 über die Leitungen 107 und 109 liefern. Wenn das gesamte an geforderte Bremsdrehmoment durch die Motorregeneration er zielt ist, wird kein Reibungsbremsen an den vorderen Bremsen angewendet.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung der Erfindung wird ein gewünschtes vorderes Bremsendrehmoment bestimmt. Das vordere Bremsdrehmoment wird als eine Summe aus dem erzielten regene rativen Bremsendrehmoment und dem erzielten Reibungsbremsen drehmoment erzielt. Die Verteilung des vorderen Bremsdrehmo ments auf das regenerative Bremsen und das Reibungsbremsen wird konstant in Abhängigkeit von dem bestimmten Ausmaß des erzielbaren regenerativen Bremsens variiert.

Der Bremsencontroller 66 steuert außerdem die hinteren elek trischen Bremsen 48 und 50 über die Leitung 58. Der Befehl für die hintere elektrische Bremse wird als eine Funktion des Eingangsbremsdrucksignals und der Fahrzeuggeschwindig keit bestimmt, um eine standardmäßige Proportionalität zwi schen der vorderen und der hinteren Bremse zu liefern, die auf alle Fahrzeuge anwendbar ist.

Betriebszustand 3

Es wird angenommen, daß sowohl das Bremspedal 70 als auch das Beschleunigerpedal 20 niedergedrückt sind, wobei das Nie derdrücken des Beschleunigerpedals 20 mehr Beschleunigungs drehmoment befiehlt, als das Niederdrücken des Bremspedals 70 Bremsendrehmoment befiehlt. Wenn das Bremspedal 70 und das Beschleunigerpedal 20 beide niedergedrückt sind, könnte das Elektrofahrzeug sowohl den Motor 18 als auch die Vorderbremsen 32, 34 antreiben. Das Antreiben beider Systeme zur selben Zeit geht jedoch auf Kosten der Leistung, da Lei stung sowohl an den Motor als auch an die Bremsen geliefert wird, um Drehmoment in miteinander konkurrierenden Richtun gen zu liefern. Da der Leistungseingang in die zwei Systeme eine Größe gleich der Summe aus den Größen der an jedes Sy stem gelieferten Leistung besitzt, ist somit das erzielte Bewegungsdrehmoment (Beschleunigung oder Verzögerung der Fahrzeuggeschwindigkeit) die Differenz der Größen des für je des System befohlenen Drehmoments.

Die Beschleunigungsdrehmomentbefehle und Bremsendrehmomentbe fehle werden auf die Motor- und Bremssysteme nicht blind lings angewendet, um miteinander konkurrierende Ausgangsdreh momente zu erzeugen. Statt dessen wird der Bremsendreh momentbefehl, der durch den Bremsencontroller 66 bestimmt ist, an den Motorcontroller 22 geliefert, welcher den Bremsendrehmomentbefehl und den Beschleunigerdrehmomentbe fehl summiert. (Der Bremsendrehmomentbefehl ist immer nega tiv, da das Bremsendrehmoment immer in der zum Beschleuni gungsdrehmoment entgegengesetzten Richtung befohlen wird). Wenn die Summe aus dem Bremsendrehmomentbefehl und dem Beschleunigungsdrehmomentbefehl positiv ist, was in diesem Beispiel der Fall ist, wird mehr Beschleunigungsdrehmoment als Bremsdrehmoment befohlen. Ein Befehl proportional zur re sultierenden Summe wird über die Leitung 16 an den Leistungs inverter 12 geliefert, der dem Motor 18 befiehlt, ein Aus gangsdrehmoment gleich der Größe des Beschleunigungsdrehmo ments abzüglich der Größe des Bremsendrehmoments zu liefern.

Die Befehlsleitung 62 liefert ein Signal an Leitung 66, wel ches die Größe des erzielten Bremsdrehmoments anzeigt, und zwar gemäß der Gleichung befohlenes Drehmoment abzüglich des Beschleunigungsdrehmomentbefehls, was in diesem Betriebszu stand anzeigt, daß das gesamte Bremsdrehmoment in der vorstehenden Drehmomentsummierung berücksichtigt wird. Dar auf ansprechend steuert der Bremsencontroller 66 die vor deren Bremsen-Einheiten des Fahrzeugs nicht an. Als eine De sign-Option können die hinteren Bremsen auf lediglich das Bremspedalsignal ansprechend angesteuert werden. Während so mit den vorderen Bremsen nicht gestattet ist, mit dem Vorder radantriebsmotor 18 zu konkurrieren, ist dies für die elek trischen hinteren Bremsen der Fall. Alternativ können die hinteren elektrischen Bremsen gesperrt werden, wenn die Sum me aus den Beschleunigungsdrehmoment- und Bremsdrehmomentbe fehlen positiv ist. Auf diese Weise kämpfen miteinander kon kurrierende Fahrzeugsysteme nicht gegeneinander an und ver brauchen keine Energie unnötigerweise, wenn sowohl das Beschleunigerpedal als auch das Bremspedal niedergedrückt sind.

Betriebszustand 4

Es wird angenommen, daß sowohl das Beschleunigerpedal 20 als auch das Bremspedal 70 niedergedrückt sind, wobei das Brems pedal 70 mehr Bremsendrehmoment befiehlt, als das Beschleuni gerpedal 20 Beschleunigungsdrehmoment befiehlt. Wieder wird der Bremsendrehmomentbefehl vom Bremsencontroller 66 über die Leitung 60 an den Motorcontroller 22 geliefert, welcher den Beschleunigerdrehmomentbefehl und den Bremsendrehmoment befehl summiert. In diesem Betriebszustand ist die Größe des Bremsendrehmomentbefehls größer als die Größe des Beschleuni gerdrehmomentbefehls, und die resultierende Summe ist nega tiv, wodurch angezeigt wird, daß die Summe der Befehle Bremsen erfordert. Der Motorcontroller 22 bestimmt dann das Ausmaß des zur Verfügung stehenden Regenerationsbremsens und wendet einen Befehl für regeneratives Bremsen an den Inver ter 12 an, und zwar in Abhängigkeit von dem kleineren der Werte (i) die Summe aus den Drehmomentbefehlen und (ii) das zur Verfügung stehende regenerative Bremsdrehmoment. Als Ant wort darauf steuert der Inverter 12 den Motor 18, um regeneratives Bremsen zu liefern, und zwar durch Erzeugen von Leistung und durch Übertragen der Leistung zum Batterie paket 10.

Die Differenz zwischen dem Motordrehmomentbefehl (dem Befehl für regeneratives Bremsen) und dem Beschleunigungsdrehmoment befehl wird als das Signal des erzielten Drehmoments be stimmt und über die Leitung 62 an den Bremsencontroller 66 geliefert. Der Bremsencontroller 66 subtrahiert vom Bremsen drehmomentbefehl das Signal des erzielten Drehmoments, um das Drehmomentdifferenzsignal zu bestimmen. Wenn das Bremsen differenzsignal kleiner als null ist (alle Bremsendrehmoment befehle sind negativ), was in diesem Betriebszustand der Fall ist, dann werden die Bremsenaktuatoren 114 und 116 akti viert, wodurch Hydraulikbremsdruck in den Hydraulikbremslei tungen 40 und 42 geliefert und somit Bremsen an den Scheiben bremsen 32 und 34 mit einem Drehmoment gleich dem Drehmoment differenzsignal befohlen wird. Die hinteren Bremsen 48 und 50 werden, wie vorstehend beschrieben ist, als eine Funktion des Bremspedaldrucks befohlen.

Bei den vorstehenden Betriebsbeispielen, bei denen das Brem sen angewendet wird, drückt ein Fahrzeugbediener, der ein einfüßiger Fahrer ist (d. h. sowohl das Beschleuniger- als auch das Bremspedal mit einem Fuß steuert), das Bremspedal nieder, und das Fahrzeugbremsansprechen gibt dem Bediener ein ähnliches Gefühl wie das herkömmliche hydraulische Brem sen des Typs, der in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor verwen det wird. Während der Fahrzeugbediener herkömmliches Bremsen "fühlt", stellen die vorstehend beschriebenen Fahrzeugsteu erungen Proportionalitäts-Bremsen zwischen regenerativem Bremsen, bei dem Bremsendrehmoment dadurch erzielt wird, daß der Motor 18 veranlaßt wird, Leistung zu erzeugen und die Leistung an das Batteriepaket 10 zu liefern, und Reibungs bremsen dar, bei dem die Fahrzeugscheibenbremsen aktiviert werden. Das Elektrofahrzeug ändert kontinuierlich die Propor tionalität in Abhängigkeit von den Fahrzeugbedingungen, wäh rend der Fahrzeugführer das Bremsen des Fahrzeugs auf eine Art und Weise fühlt, an die alle Fahrer gewöhnt sind. Des weiteren verursacht ein zweifüßiger Fahrer keinen unnötigen Energieverbrauch, der auftreten würde, wenn ein Antriebsrad durch den Motor angetrieben und gleichzeitig von der Bremse gebremst werden würde. Das Elektrofahrzeug summiert sowohl die Bremsen- als auch die Beschleunigerdrehmomentbefehle, steuert das Fahrzeug in Abhängigkeit von der Summe der ange forderten Drehmomentbefehle und, wenn die Summe Bremsen er fordert, mischt das regenerative und das Reibungsbremsen.

Steuerungsbeschreibung

Nach Fig. 2 umfaßt der Steuerungsstil gemäß der Erfindung eine Antriebssteuerung 132 und eine Bremsensteuerung 134. Die Regenerationsfähigkeit wird kontinuierlich an Block 136 in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit des Antriebsmotors aktualisiert.

Die Antriebssteuerung 132 empfängt einen Eingang, der durch Leitung 139 dargestellt ist, vom Beschleunigerpedal, läßt den Beschleunigerpedaleingang durch einen Tiefpaßfilter 138 laufen, um Rauschen herauszufiltern, und liefert das gefil terte Signal als einen Beschleunigungsdrehmomentbefehl an den Summierungsblock 140 und an den Summierungsblock 141. Ei ne Konversionsfunktion kann in Form einer Multiplikationskon stante implementiert sein, um das tatsächliche Signal vom Beschleunigerpedal in einen Beschleunigungsdrehmomentbefehl zu konvertieren.

Der Summierungsblock 140 addiert den Beschleunigungsdrehmo mentbefehl zum Vorderbremsendrehmomentbefehl, der über Leitung 60 empfangen wird, wobei deren Summe den Gesamtdrehmo mentbedarf darstellt, der an den Block 142 geliefert wird. Wenn der Drehmomentbedarf positiv ist, wodurch angezeigt wird, daß dem Motor befohlen wird, Antriebskraft an die Rä der zu liefern, begrenzt der Block 142 den Befehl auf den ma ximalen Grenz-Motordrehmomentbedarf. Der resultierende Drehmomentbedarfsbefehl wird an das Motorinvertersystem 144 geliefert, welches Bewegungskraft an die Fahrzeugvorderräder liefert, dargestellt durch Block 148.

Wenn der Drehmomentbedarf negativ ist, wodurch angezeigt wird, daß regeneratives Bremsen erwünscht ist, begrenzt der Block 142 das regenerative Bremsen auf die Grenze, die be stimmt wird durch Block 136, und weiter in Abhängigkeit von der Batteriespannung und, falls gewünscht, der Fahrzeug geschwindigkeit. Der Ausgang des Blocks 142 befiehlt dem Motorinvertersystem, als ein Generator zu wirken, der regene ratives Bremsen zu den Fahrzeugvorderrädern veranlaßt, was als Summierungsblock 148 dargestellt ist.

Als eine optionale Implementierung kann Leitung 137 als Rück kopplung für das Motorinvertersystem 144 implementiert wer den, um eine Rückkopplung hinsichtlich des tatsächlichen Aus maßes von erzieltem regenerativen Bremsen bereitzustellen. Dies ist nicht notwendig, da sich herausgestellt hat, daß Offene-Schleife-Systeme hohe Leistungsniveaus bereitstellen. Bei der Offene-Schleife-Implementierung wird eine Rückkopp lung der Motorbefehle 135 geschaffen, wodurch der Ausgang des Begrenzungsblocks 142 an den Summierungsblock 141 gekop pelt wird. Der Summierungsblock 141 subtrahiert den Beschleunigungsdrehmomentbefehl vom resultierenden Drehmo mentbedarf, um ein Signal des erzielten Drehmoments zu be stimmen, und liefert das Signal des erzielten Drehmoments an die Bremsensteuerung 134 über Leitung 62.

Eine serielle Datenverbindung 59 kann implementiert werden, um an das Brems-Untersystem 134 Aktualisierungen von Regene rationsgrenzen zu liefern, wie sie durch Block 136 berechnet werden.

Die Bremsensteuerung 134 empfängt einen durch die Linie 151 dargestellten Eingang vom Bremspedal, läßt den Bremspedalein gang durch einen Tiefpaßfilter 152 laufen, um Rauschen her auszufiltern, und liefert das gefilterte Signal an den Block 153, der das Signal unter Verwendung einer Multiplikations konstante in einen Bremsendrehmomentbefehl konvertiert. Der Bremsendrehmomentbefehl wird an den Block 154 geliefert, der den hinteren Bremsendrehmomentbefehl als eine Funktion des Bremsendrehmomentbefehls bestimmt. Block 155 bestimmt den hinteren Aktuatorbefehl als eine Funktion des hinteren Bremsendrehmomentbefehls und wendet den hinteren Bremsenak tuatorbefehl an die hinteren Trommelbremsen 158 an, um ein Hinterradbremsendrehmoment zu erzielen, das durch die Linie 160 dargestellt ist.

Block 157 bestimmt den vorderen Bremsendrehmomentbefehl als die Differenz zwischen dem Bremsendrehmomentbefehl und dem hinteren Bremsendrehmomentbefehl und liefert den vorderen Bremsendrehmomentbefehl über Leitung 60 an das Motorsteue rungssystem 132. Block 140 bestimmt den vorderen Reibungs drehmomentbefehl als eine Differenz zwischen dem vorderen Bremsendrehmomentbefehl und dem Signal des erzielten Drehmo ments auf Leitung 62, was die Größe des Bremsendrehmomentbe fehls darstellt, die im Summierungsblock 140 berücksichtigt wird, wenn der Beschleunigungsdrehmomentbefehl und der vorde re Bremsendrehmomentbefehl summiert werden, und über regene ratives Bremsen berücksichtigt wird, wie auf Leitung 135 (Of fene-Schleife-Implementierung) oder Leitung 137 (Geschlosse ne-Schleife-Implementierung) angezeigt wird.

Block 143 bestimmt die vorderen Aktuatorbefehle als eine Funktion des vorderen Reibungsdrehmomentbefehls und betreibt die vorderen Scheibenbremsen 146 in Abhängigkeit vom vorde ren Aktuatorbefehl, um das erwünschte Ausmaß an Reibungs bremsen (falls vorhanden) zu erzielen. Die Summierung der vorderen Scheibenbremsen und des regenerativen Bremsens ist durch den Summierungsblock 148 dargestellt, und die resultie rende Summierungsleitung 150 zeigt das Drehmoment, entweder Antreiben oder Bremsen, an den Vorderräder des Fahrzeugs an.

Im Fall eines Antiblockier-Bremszustands implementiert die Bremsensteuerung 134 Steuerungen gemäß bekannten Anti blockier-Bremstechniken, um ein Antiblockier-Bremsen zu er zielen. Siehe dazu beispielsweise die vorstehend erwähnten US-Patente 4 850 650 und Re. 33 663. Während die vorstehende Steuerungsbeschreibung allgemein beschrieben und nicht auf die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung begrenzt ist, ist die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung deren bevorzugte Implementie rung.

Betrieb der Traktionssteuerung

In Fig. 3 zeigen die Kurven 210 und 212 Motordrehmoment bzw. Verzögerungsbedarf in einem beispielhaften Traktions steuerungsbetrieb gemäß der Erfindung. In dem dargestellten Beispiel wird angenommen, daß das Fahrzeugbeschleunigerpedal niedergedrückt ist, wodurch das Motordrehmoment 210 veran laßt wird, beginnend zum Zeitpunkt t₀ anzusteigen. Da kein Bremsen angefordert und eine Traktionssteuerung noch nicht aktiviert ist zum Zeitpunkt t₀, bleibt das Verzögerungsbe darfssignal auf null. Zum Zeitpunkt t₁ sei angenommen, daß das Fahrzeug auf eine Oberfläche mit niedrigem Reibungskoef fizienten wie Eis gelangt, was die Antriebsräder veranlaßt, sich mit einer schnelleren Rate als die Nicht-Antriebsräder zu drehen, wodurch das Fahrzeug dazu veranlaßt wird, in ei nen Traktionssteuerungsmodus zu gelangen.

Als Antwort auf das nachgewiesene Traktionssteuerungsereig nis zum Zeitpunkt t₁ erhöht die Bremsensteuerungseinheit das Verzögerungsbedarfssignal 212, wie zwischen den Zeitpunkten t₁ und t₂ gezeigt ist. Nach Fig. 2 ist dies das Signal auf Leitung 60, das zum Beschleunigungssignal am Block 140 ad diert wird, und da das Verzögerungsbedarfssignal stets nega tiv ist, reduziert es den Wert des Beschleunigungssignals. Somit werden der Antriebsmotor und der Inverter 144 auf nie drigere Drehmomente befohlen, wie durch das sich reduzieren de Motordrehmomentsignal, Leitung 210, zwischen den Zeitpunk ten t₁ und t₂ gezeigt ist. In diesem Beispiel wird angenom men, daß der Radschlupfrelativ groß und aktives Bremsen er wünscht ist, um ein Verlangsamen der Antriebsräder mit schnellem Ansprechen und somit eine Traktionssteuerung hoher Leistung zu erzielen.

Da der Antriebszug einen Motor und ein Untersetzungsgetriebe ohne an der Antriebswelle und dem Antriebsrad angebrachte Kupplungen umfaßt, enthält er ein signifikantes Träg heitsniveau, welches selbst dazu neigt, die Rotation des ge samten Antriebszugs aufrechtzuerhalten, wodurch für das Fahr zeug Vorwärtsdrehmoment bereitgestellt wird. Um die Ansprechempfindlichkeit des Systems zu erhöhen, wird dem Verzögerungsbedarf zum Zeitpunkt t₂ gestattet, auf ein Ni veau zu gelangen, das größer ist als das angeforderte Beschleunigungsdrehmoment, was somit an Block 140 (Fig. 2) eine Summierung mit einem negativen Gesamtdrehmomentbedarf ergibt. Dieser negative Drehmomentbedarf, der durch Kurve 210 gezeigt ist, zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₃ wird vom Motorinverter 44 als ein Bedarf an regenerativem Bremsen in terpretiert. Somit wird Bremsen im Traktionssteuerungssystem durch regeneratives Bremsen geschaffen, wodurch dem System gestattet ist, ein schnelles Drehmomentansprechen auf den nachgewiesenen Radschlupf zu besitzen.

Selbst wenn das Motordrehmoment zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₃ negativ ist, das heißt der Motor keine Leistung aus der Batterie zieht, sondern der Batterie tatsächlich Lei stung zuführt, ist noch Vorwärtsantriebsdrehmoment vorhan den, das aufgrund der gespeicherten kinetischen Energie in der Trägheit des rotierenden Motors und Antriebszugs vom Fahrzeugrad gegen die Straße bereitgestellt wird. In dieser Weise weicht die Erfindung von bisher bekannten Traktions steuerungstechniken ab, bei denen dem Hauptmotor, das heißt dem Elektromotor des Fahrzeugs, keine Energie zugeführt wird, um wenigstens etwas positives Antriebsdrehmoment an ei nem Fahrzeugrad aufrechtzuerhalten. Statt dessen wird dieses positive Antriebsdrehmoment während des Zeitraums zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₃ aus gespeicherter Energie in der Trägheit des Motors und Antriebszugs erhalten.

Zwischen den Zeitpunkten t₃ und t₄ wird das Steuerungssy stem, beispielsweise ein PID-Controller, in einen Modus ge setzt, in welchem der Motor ein kleines positives Antriebs drehmoment, wie durch Kurve 210 gezeigt ist, aus von der Batterie empfangener Leistung liefert. Das Drehmoment wird auf ein Niveau eingestellt, welches positives Antriebsdrehmo ment zwischen dem Rad und der Straße bereitstellt und gleich zeitig den Radschlupf unter einem Schwellenniveau hält.

Es wird angenommen, daß zum Zeitpunkt t₄ das Beschleunigerpe dal plötzlich losgelassen wird, wodurch das angeforderte Beschleunigerdrehmoment veranlaßt wird, rasch auf null abzu nehmen. Die Abnahme des angeforderten Beschleunigerdrehmo ments erfolgt nicht augenblicklich, da das Signal an Block 138 (Fig. 2) gefiltert wird. Ansprechend auf das plötzliche Lösen des Beschleunigerpedals steuert gemäß der Erfindung ei ner von zwei Moden das Verzögerungsbedarfssignal.

Ein erstes Ansprechen ist gemäß der Erfindung durch die Kur ven 214 und 218 dargestellt und findet statt, wenn die nachgewiesene Radgeschwindigkeitsdifferenz oder der Rad schlupf klein ist. Das Motordrehmomentsignal 210 ist das Summierungsergebnis der Signale 209 und 212. Wenn 209, das Beschleunigungsdrehmomentbedarfssignal, plötzlich abnimmt, wird das Signal 210 vom Signal 212 dominiert, und das Motor drehmomentsignal 210 wird plötzlich negativ, wie im Anschluß an den Zeitpunkt t₄ gezeigt ist. Wenn die Radschlupfdiffe renz relativ klein ist, könnte dieses plötzliche negative Drehmoment, das vom Motor geliefert wird, ansprechend auf Kurve 210, ein plötzliches Bremsen des Fahrzeugs für eine kurze Zeitdauer aufgrund des regenerativen Bremsens verursa chen. Dieses Bremsen könnte 0,3 g betragen. Um dies zu ver hindern, wenn die Radgeschwindigkeitsdifferenz klein ist und das Beschleunigerpedalbedarfssignal nach dem Zeitpunkt t₄ rampenartig auf null geht, wird das Verzögerungsbedarfssig nal schnell rampenartig ausgestellt, wie durch Kurve 218 ge zeigt ist. Die Zeit für das rampenartige Ausstellen der Kur ve 218 beträgt näherungsweise 500 Millisekunden und bewirkt ein resultierendes Motordrehmomentsignal, wie durch Kurve 214 gezeigt ist, welches für kurze Zeit negativ wird, um jeg liche Radgeschwindigkeitsschlupfdifferenz zu kompensieren, jedoch nicht ausreichend, um irgendein plötzliches Bremsen des Fahrzeugs zu veranlassen, das vom Fahrzeugbediener wahr genommen werden würde.

Falls die Radgeschwindigkeitsdifferenz groß oder größer als eine vorbestimmte Schwelle zum Zeitpunkt t₄ ist, wenn der Beschleunigerpedaldrehmomentbedarf auf null geht, wird der Verzögerungsbedarf mit einer langsameren Rate rampenartig ausgestellt, wie durch Kurve 220 gezeigt ist, wodurch eine Zeit für das rampenartige Ausstellen von näherungsweise 2 Se kunden geschaffen wird. Diese langsamere Rate des rampenarti gen Ausstellens veranlaßt das Motordrehmomentsignal, für die Zeit des rampenartigen Ausstellens rampenartig negativ zu verlaufen, wie durch Kurve 216 gezeigt ist. Obwohl diese Zeit des rampenartigen Ausstellens mit einem negativen Motor drehmomentbedarf, wie durch Kurve 216 gezeigt ist, 2 Sekun den lang negativ bleibt, wird das negative Drehmoment durch das positive Antriebsdrehmoment aufgehoben, das durch die gespeicherte Energie in der Trägheit des Motors und Antriebssystems bereitgestellt wird, und somit fühlt das Fahrzeug wiederum keine unpassende Bremsbewegung.

Somit findet gemäß der Erfindung, wie dem vorstehenden Be trieb zu entnehmen ist, der Transfer von Traktionssteu erungs- zu Nicht-Traktionssteuerungsereignissen, die durch die Zeitperiode t₄ markiert sind, in zwei Betriebsmoden statt. Der erste Modus findet statt, wenn die Radgeschwindig keitsdifferenz zum Zeitpunkt des Lösens des Beschleunigerpe dals klein ist, und sorgt für ein schnelles rampenartiges Ausstellen des Verzögerungsbedarfssignals, wodurch verhin dert wird, daß das Motordrehmoment für eine signifikante Zeitdauer signifikant unterhalb von null verläuft. Wenn die Radgeschwindigkeitsdifferenz größer als eine vorbestimmte Schwelle ist, sorgt der zweite Betriebsmodus für das rampen artige Ausstellen des Verzögerungsbedarfssignals mit einer langsameren Zeitkonstante, wodurch dem Motordrehmoment ge stattet wird, im Negativen zu verlaufen, und Trägheitsauswir kungen des Motors und Antriebszugs aufgehoben werden.

In Fig. 4 ist ein Teil der Hauptsteuerungsroutine für die Bremsensteuerung gezeigt, und zwar einschließlich der Trak tionssteuerung gemäß der Erfindung. Block 310 repräsentiert allgemein die vorstehend anhand von Fig. 2 beschriebenen Steuerungsfunktionen für den Bremsencontroller einschließ lich der Bestimmung eines Verzögerungsbedarfssignals, das auf das Niederdrücken des Bremspedals durch einen Bediener anspricht. Irgendeine andere Routine, deren Implementierung in den Bremsencontroller erwünscht ist, kann implementiert und durch die Hauptsteuerungsroutine, Block 310, gesteuert werden.

In Block 312 stellt der Controller fest, ob eine Aktivierung der Traktionssteuerung erwünscht ist. Wenn eine Aktivierung der Traktionssteuerung erwünscht ist, geht die Routine zu Block 314 über, wo die Traktionssteuerung den Verzögerungsbe darf in Abhängigkeit vom nachgewiesenen Traktionssteuerungs zustand bestimmt. Die Routine geht dann zu Block 316 weiter, wo der Verzögerungsbedarf an die Motorsteuerungseinheit 132, Fig. 2, ausgegeben wird. Der Betrieb der Blöcke 312 und 314 wird nachstehend ausführlicher anhand der Fig. 5A, 5B und 5C beschrieben.

Der Verzögerungsbedarfssignalausgang an Block 316 wirkt sich auf den Motorcontroller aus, wie vorstehend anhand von Fig. 2 beschrieben ist. Genauer gesagt, die Größe des Verzöge rungsbedarfssignals wird vom Beschleunigungssignal subtrahiert. Wenn das resultierende Summierungssignal positiv ist, lie fert es ein positives Drehmomentantriebssignal an den Motor, und wenn das resultierende Summierungssignal negativ ist, liefert es ein negatives Signal an den Motor, wodurch regene ratives Bremsen proportional zur Größe des negativen Signals befohlen wird.

Nach den Fig. 5A, 5B und 5C beginnt die Feststellung, ob es erwünscht ist, daß sich das Fahrzeug in einem Traktions steuerungsmodus befindet, an Block 350. An Block 350 be stimmt die Routine einen Wert TCS DELTA GESCHWINDIGKEIT ge mäß der Gleichung:

TCS DELTA GESCHWINDIGKEIT = [LINKE VORDERRADGESCHWINDIGKEIT
- LINKE HINTERRADGESCHWINDIGKEIT
+ RECHTE VORDERRADGESCHWINDIGKEIT
- LINKE HINTERRADGESCHWINDIGKEIT]/2,

wobei die verwendeten Radgeschwindigkeitswerte gefilterte Werte sind. Der Wert TCS DELTA GESCHWINDIGKEIT repräsentiert die durchschnittliche Drehung zwischen den vorderen und hin teren Rädern, was die durchschnittliche Winkelgeschwindig keitsdifferenz zwischen den vorderen und hinteren Rädern dar stellt. Die Routine geht dann zu Block 352 über, wo sie fest stellt, ob ein Reservereifen an der Vorderachse des Fahr zeugs vorliegt. Algorithmen zum Nachweis eines Reserverei fens, die auf einer festgestellten Radgeschwindig keitsdifferenz eines Rades, welche in einem stationären Zu stand größer ist als die anderen, basieren, sind in Fachkrei sen bekannt. Wenn Block 352 einen Reservereifen an einer der Vorderachsen des Fahrzeugs nachweist, werden geeignete Mar ken gesetzt, und die Routine geht zu Block 356 über, wo sie den Wert TCS FEHLER einstellt gemäß der Gleichung:

TCS FEHLER = TCS DELTA GESCHWINDIGKEIT - RESERVE ZIELDREHUNG,

wobei RESERVE ZIELDREHUNG eine vorbestimmte Konstante ist, die verwendet wird, wenn Reserve auf der vorderen Achse fest gestellt wird, und die gewünschte Drehungsschwelle für die Traktionssteuerungsaktivierung in Situationen mit einem Re servereifen auf einem der Vorderräder einstellt. Ein Bei spielwert für RESERVE ZIELDREHUNG ist 5 m.p.h . . Der Wert TCS FEHLER kann als die ungefilterte Differenz zwischen der tat sächlichen Raddrehung und einer gewünschten Raddrehung defi niert werden, wobei die Raddrehung die Durchschnittsgeschwin digkeitsdifferenz zwischen den vorderen und hinteren Reifen darstellt.

Wenn an Block 352 kein Reservereifen nachgewiesen wird, geht die Routine zu Block 354 über, wo der Wert TCS FEHLER be stimmt wird gemäß der Gleichung:

TCS FEHLER = TCS DELTA GESCHWINDIGKEIT - NORMAL ZIELDREHUNG,

wobei NORMAL ZIELDREHUNG das Drehungsschwellenniveau für die Traktionssteuerungsaktivierung während eines normalen Betriebszustandes oder eines Betriebszustandes ohne Reserve einstellt. Die Routine geht dann zu Block 358 über, wo der Wert TCS FEHLER durch einen Tiefpaßfilter gefiltert wird. Der Filter arbeitet gemäß den folgenden zwei Gleichungen:

TCS FILTER FEHLER ALT = TCS FILTER FEHLER

und

TCS FILTER FEHLER = TCS FEHLER _* (1 - FILTERVERSTÄRKUNG) +
TCS FILTER FEHLER ALT _* FILTERVERSTÄRKUNG,

wobei TCS FILTER FEHLER ALT der vorher bestimmte Filterfeh ler ist und FILTERVERSTÄRKUNG die Verstärkung des Filters be stimmt.

Als nächstes führt an Block 360 die Routine wieder eine Prü fung durch, um festzustellen, ob ein Reservereifen an einem der vorderen zwei Rädern vorhanden ist, indem dieselben Mar ken geprüft werden, die oben an Block 352 gesetzt wurden. Wenn kein Reservereifen vorhanden ist, geht die Routine zu Block 362 über, um mit dem Prüfen normaler Eingangskriterien für die Traktionssteuerungsaktivierung fortzufahren. An Block 362 führt die Routine eine Prüfung durch, um festzu stellen, ob TCS DELTA GESCHWINDIGKEIT größer als ein Wert EINGANG ist, was den Drehungsschwellenwert darstellt, der veranlaßt, daß das Traktionssteuerungssystem aktiv wird bei normalem Betrieb. Wenn TCS DELTA GESCHWINDIGKEIT größer als EINGANG und die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als MAXIMALE GESCHWINDIGKEIT ist, was die Fahrzeuggeschwindigkeit dar stellt, oberhalb welcher der Traktionssteuerung untersagt ist, aktiviert zu werden, dann sind die Eingangsbedingungen an Block 362 erfüllt und die Routine geht zu Block 366 über, wo sie die Marke TCS EINGANG auf "wahr" setzt. Wenn die Ein gangsbedingungen an Block 362 nicht erfüllt sind, geht die Routine zu Block 368 über, wo sie die Marke TCS EINGANG auf "falsch" setzt.

Wenn an Block 360 festgestellt wurde, daß ein Reservereifen am Fahrzeug vorhanden ist, geht die Routine zu Block 364 über, wo sie den Traktionssteuerungseingangstest für das Fahrzeug durchführt, wenn ein Reservereifen an einer der Vor derachsen vorhanden ist. Block 364 führt eine Prüfung durch, um festzustellen, ob TCS DELTA GESCHWINDIGKEIT größer als ein vorbestimmter Wert EINGANG RESERVE ist, was die Drehungs schwelle darstellt, welche die Traktionssteuerung veranlaßt, aktiv zu werden mit einem nachgewiesenen Reservereifen an der Vorderachse.

Wenn TCS DELTA GESCHWINDIGKEIT größer als EINGANG RESERVE ist, und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als MAXIMA LE GESCHWINDIGKEIT ist, sind die Eingangskriterien zum Ein treten in die Traktionssteuerung, wenn ein Reservereifen an einem der Vorderräder vorhanden ist, erfüllt, und die Routi ne geht zu Block 370 über, wo die Marke TCS EINGANG auf "wahr" gesetzt wird. Wenn der Test an Block 364 nicht bestan den wird, geht die Routine zu Block 372 über, wo die Marke TCS EINGANG auf "falsch" gesetzt wird. In diesem Beispiel be trägt die Fahrzeuggeschwindigkeit, oberhalb welcher nicht in die Traktionssteuerung eingetreten werden kann, 40 m.p.h., jedoch kann der Bereich recht groß sein. Bei anderen verwen deten Beispielen betrug die Geschwindigkeit 80 m.p.h.

Somit steuern die Blöcke 352-356 und die Blöcke 360-372 so wohl die Regulierungsschlupfgeschwindigkeit (die vorstehend als NORMAL ZIELDREHEN und EINGANG ZIELDREHEN bezeichnet wur de), als auch Eingangskriterien für die Traktionssteuerung gemäß der Erfindung, so daß in einem normalen Modus und ei nem Reservereifen-Modus die Eingangskriterien und die Regu lierungsschlupfgeschwindigkeit dementsprechend eingestellt werden. Beispielsweise können die Eingangskriterien und die Regulierungsschlupfgeschwindigkeit eingestellt werden gemäß der folgenden Tabelle:

Die Routine geht dann zu Block 374 über, wo sie die Diagnosemarken, die von Standarddiagnoseroutinen gesetzt wur den, der Radgeschwindigkeitssignale überprüft und eine Marke RADGESCHWINDIGKEIT GÜLTIG ansprechend auf die Diagnoseprü fung setzt. Wenn ein elektrisches Problem bei irgendeinem der vier Radgeschwindigkeitssensoren nachgewiesen wird, wie beispielsweise ein offener Kreis oder ein Kurzschluß, wird die Marke RADGESCHWINDIGKEIT GÜLTIG auf falsch gesetzt. Auch wenn ein mechanisches Problem bei irgendeinem der vier Senso ren nachgewiesen wird, beispielsweise drei der Radgeschwin digkeiten ermitteln Rotationsgeschwindigkeiten von mehr als 7 m.p.h. für länger als 10 Sekunden, während die vierte Radgeschwindigkeit auf null bleibt, dann wird angenommen, daß ein mechanisches Problem bei dem vierten Sensor besteht, und die Marke RADGESCHWINDIGKEIT GÜLTIG wird auf "falsch" ge setzt. Diese Tests können vom Fachmann leicht implementiert werden und sind für die Verwendung in Fahrzeugen mit Rad geschwindigkeitssensoren für Traktionssteuerungs- und/oder ABS-Systeme bekannt.

Wenn die Marke RADGESCHWINDIGKEIT GÜLTIG an Block 374 auf "falsch" gesetzt wird, geht die Routine zu Block 378 über, wo die Traktionssteuerung unwirksam gemacht wird, indem eine Marke TCS AKTIV auf "falsch" gesetzt wird. Ausgehend von Block 378 steigt die Traktionssteuerungsroutine an Block 426 aus. Wenn die Tests an den Blöcken 374 bestanden werden, wird die Marke RADGESCHWINDIGKEIT GÜLTIG auf wahr gesetzt, und die Routine geht zu Block 376 weiter. An Block 376 über prüft die Routine zwei Marken, TCS AKTIV und TCS EINGANG. Wenn keine der beiden Marken "wahr" ist, geht die Routine zu Block 380 über, wo sie die Marke TCS AKTIV auf "falsch" setzt, geht zu Block 381 über, wo das ZEITGLIED zurück gesetzt wird, und steigt an Block 426 aus. Wenn eine der Mar ken "wahr" ist, geht die Routine zu Block 382 über, wo sie die Marke TCS AKTIV auf "wahr" setzt.

Das Setzen der Marke TCS AKTIV auf "wahr" an Block 382 veran laßt, daß ein Anzeiger für geringe Traktion auf dem Instru menten-Display nach einer Verzögerung von einer Sekunde auf leuchtet. Die Verzögerung von einer Sekunde vermeidet das Blinken des Lichtes, was auftreten könnte, wenn in die Trak tionssteuerung schnell eingetreten und sie dann verlassen würde.

Die Routine geht dann zu Block 384 weiter, wo sie beginnt, den Traktionssteuerungsverzögerungsbedarf zu bestimmen. An Block 384 wird der Proportionalterm des Traktionssteuerungs verzögerungsbedarfs wie folgt bestimmt:

PROPORTIONALTERM = PROPORTIONALVERSTÄRKUNG _* TCS FILTER FEHLER/16,

wobei PROPORTIONALVERSTÄRKUNG eine vorbestimmte Konstante, TCS FILTERFEHLER der oben an Block 358 bestimmte Wert und der Wert 16 einfach eine Konversionskonstante ist. Die Routi ne geht dann zu Block 386 über, wo der Ableitungsterm des Verzögerungsbedarfs bestimmt wird gemäß der Gleichung:

ABLEITUNGSTERM = ABLEITUNGSVERSTÄRKUNG _* (TCS FILTER FEHLER
- TCS FILTER FEHLER ALT)/128,

wobei die Werte TCS FILTER FEHLER und TCS FILTER FEHLER ALT oben an Block 358 bestimmt wurden, ABLEITUNGSVERSTÄRKUNG ei ne vorbestimmte Konstante und 128 eine Konversionskonstante ist.

An Block 388 führt die Routine eine Überprüfung durch, um festzustellen, ob der Wert TCS FEHLER größer als null ist. Wenn dies der Fall ist, geht die Routine zu Block 390 über, wo sie eine Überprüfung durchführt, um festzustellen, ob der Integrator gesättigt ist. Wenn der Integratorterm gesättigt ist, das heißt er ein vorbestimmtes maximales Niveau er reicht hat, wird der Integralterm nicht aktualisiert, und die Routine geht zu Block 408 weiter. Wenn der Integrator nicht gesättigt ist, geht die Routine zu Block 392 weiter, wo sie den Wert TCS FEHLER mit einer vorbestimmten Konstante INTEGRATORHALTEPUNKT vergleicht. Wenn der TCS FEHLER unter dem Wert INTEGRATORHALTEPUNKT liegt, wird eine höhere Ver stärkung für den Integrator gewählt. Dies gestattet dem Inte grator, schneller auszusteigen, wenn sich die Räder erholt haben, was den schnellen Ausstieg aus der Traktionssteuerung gemäß der Erfindung gestattet. Das Verwenden der normalen Integratorverstärkung würde eine Verzögerung von 1-2 Sekun den beim Aussteigen der Traktionssteuerung auferlegen, nach dem die Raddrehung auf null reduziert wurde.

Wenn an Block 392 der TCS FEHLER geringer als INTEGRATORHAL TEPUNKT ist, geht die Routine zu Block 394 über, wo ein Wert INTEGRATORAKTUALISIERUNG bestimmt wird gemäß der Gleichung:

INTEGRATORAKTUALISIERUNG = SCHNELLE INTEGRATORVERSTÄRKUNG _* TCS FEHLER/256,

wobei SCHNELLE INTEGRATORVERSTÄRKUNG der Verstärkungswert für den Integralterm der Traktionssteuerungsschleife, wenn der Fehler geringer als INTEGRATORHALTEPUNKT ist, und der Term INTEGRATORAKTUALISIERUNG der Aktualisierungswert für den Integralterm der PID-Steuerungsschleife ist. Dieser Term wird relativ hoch gesetzt, um der Traktionssteuerung zu ge statten, schnell auszusteigen, sobald eine angemessene Trak tion erzielt ist. Wenn an Block 392 der Wert TCS FEHLER nicht geringer als INTEGRATORHALTEPUNKT ist, dann geht die Routine zu Block 396 über, wo sie den Wert INTEGRATORAKTUALI SIERUNG bestimmt gemäß der Gleichung:

INTEGRATORAKTUALISIERUNG = LANGSAME INTEGRATORVERSTÄRKUNG _* TCS FEHLER/256,

wobei LANGSAME INTEGRATORVERSTÄRKUNG der Verstärkungswert für den Integralterm der Traktionssteuerungssystem-Steu erungsschleife ist, wenn der Fehler groß ist, das heißt die Drehung größer als ein vorbestimmtes Schwellenniveau ist. Die LANGSAME INTEGRATORVERSTÄRKUNG wird aus Stabilitätsgrün den relativ niedrig eingestellt. Die Routine geht dann zu Block 398 über, wo sie den Integralterm des PID-Controllers aktualisiert gemäß der Gleichung:

INTEGRALTERM = INTEGRALTERM + INTEGRATORAKTUALISIERUNG.

Wenn an Block 388 der Wert TCS FEHLER nicht größer als null war, dann geht die Routine zu Block 400 über. An Block 400 wird der Wert TCS FEHLER mit dem Wert INTEGRATORHALTEPUNKT verglichen, und wenn er geringer als der INTEGRATORHALTE PUNKT ist, dann geht die Routine zu Block 402 über, wo der Integralterm bestimmt wird gemäß der Gleichung:

INTEGRATORAKTUALISIERUNG = SCHNELLE INTEGRATORVERSTÄRKUNG _* TCS FEHLER/256.

Wenn der Test an Block 400 nicht bestanden wird, geht die Routine zu Block 404 über, wo der Integralaktualisierungs term bestimmt wird gemäß der Gleichung:

INTEGRATORAKTUALISIERUNG = LANGSAME INTEGRATORVERSTÄRKUNG _* TCS FEHLER/256.

Die Routine geht dann zu Block 406 über, wo sie den Integral term des PID-Steuerungsbefehls bestimmt gemäß der Gleichung:

INTEGRALTERM = INTEGRALTERM + INTEGRATORAKTUALISIERUNG.

Der niedrigste Wert für INTEGRALTERM ist auf null begrenzt.

Die Routine geht dann zu Block 408 weiter, wo sie den Befehl ANGEFORDERTE VERZÖGERUNG gleich der Summe aus den vorstehend bestimmten Termen PROPORTIONALTERM, INTEGRALTERM und ABLEI TUNGSTERM setzt. Die Routine geht dann zu Block 410 über, wo sie den Wert ANGEFORDERTE VERZÖGERUNG mit einem maximalen Wert vergleicht. Der maximale Verzögerungswert ist der maxi male Wert der Verzögerung, der vom Traktionssteuerungssystem angefordert wird. Wenn dieser Wert niedriger als das maxima le Motordrehmoment, das vom Beschleunigerpedal angefordert werden kann, gesetzt ist, gestattet es das Niederdrücken des Beschleunigerpedals auf Vollgas, um sich teilweise über das Traktionssteuerungssystem hinwegzusetzen. Somit kann für ei nen Bediener des Fahrzeugs eine Traktionssteuerung beim nor malen Fahren vorhanden sein, und er kann sich über die Trak tionssteuerung hinwegsetzen, indem er einfach das Beschleuni gerpedal auf Vollgas niederdrückt. Alternativ wird die maxi male Verzögerung auf einen Wert gesetzt, der gleich oder grö ßer als das maximale Motordrehmoment ist, das von einem Beschleunigerpedaleingang angefordert werden kann. In diesem Fall ist es dem Bediener nicht gestattet, sich über die Traktionssteuerung hinwegzusetzen. Wenn ANGEFORDERTE VERZÖGE RUNG größer als der maximale Wert ist, geht die Routine zu Block 414 über, wo sie die ANGEFORDERTE VERZÖGERUNG auf den maximalen Wert begrenzt und die Marke TCS INTEGRATOR GESÄT TIGT auf "wahr" setzt.

Wenn an Block 410 die ANGEFORDERTE VERZÖGERUNG nicht größer als das erlaubte Maximum war, dann geht die Routine zu Block 412 über, wo die Marke TCS INTEGRATOR GESÄTTIGT auf "falsch" gesetzt wird. Diese Marke steuert Sättigungstests oben an Block 390. Die Routine geht dann zu Block 416 weiter, wo sie feststellt, ob die ANGEFORDERTE VERZÖGERUNG null ist, und ob die gesetzte Marke TCS EINGANG "falsch" ist (Block 417). Wenn beide Zustände "wahr" sind, geht die Routine zu Block 418 über, wo ein Wert ZEITGLIED erniedrigt wird. Die Routine geht dann zu Block 422 weiter, wo der Wert ZEITGLIED mit null verglichen wird. Wenn der Wert ZEITGLIED nicht gleich null ist, geht die Routine zu Block 426 über, wo sie aus steigt. Wenn an Block 422 ZEITGLIED gleich null ist, geht die Routine zu Block 424 über, wo die Traktionssteuerungsva riablen zurückgesetzt werden, wodurch wirksam ein Ausstieg der Traktionssteuerung bewirkt wird. Die Routine geht dann zu Block 426 über. Der Wert ZEITGLIED steuert ein rampenarti ges Ausstellen der Traktionssteuerung von 128 Millisekunden, wenn sowohl der Eingangstest nicht bestanden wird als auch die ANGEFORDERTE VERZÖGERUNG auf null zurückgeht.

Wie der vorstehenden Beschreibung der Traktionssteuerung ge mäß der Erfindung zu entnehmen ist, wird eine PID-Steu erungsschleife verwendet, um eine ANGEFORDERTE VERZÖGERUNG in Abhängigkeit von der Raddrehung zu bestimmen und somit ein Traktionssteuerungssystem für das Fahrzeug bereitzustel len. Die ANGEFORDERTE VERZÖGERUNG ist nicht auf einen Wert begrenzt, der das Motorgesamtdrehmoment auf einen minimalen positiven Wert begrenzen würde, wie es in Verbrennungsmotor implementierungen einer Traktionssteuerung der Fall ist. Statt dessen wird dem Verzögerungsbedarf gestattet, Werte zu erhalten, die größer sind als die angeforderte Beschleuni gung des Motors, wodurch dem Traktionssteuerungssystem ge stattet ist, den Motor in einen Regenerationszustand zu brin gen, um ein schnelles Ansprechen des Motors zu erzwingen, in dem der Motor gebremst und sich auf Trägheit im Motor und im Antriebssystem, wie beispielsweise dem Zwischenvorgelege des Getriebes, gestützt wird, um positives Antriebsdrehmoment für die Räder während der Traktionssteuerung bereitzustel len.

Außerdem, wie vorstehend deutlich wird, stellt das Traktions steuerungssystem gemäß der Erfindung an den Blöcken 352-356 und 360-372 Traktionssteuerungseingangskriterien und Zieldre hen auf, und zwar in Abhängigkeit von einem nachgewiesenen Vorhandensein des Reservereifens an einem der Vorderräder, welche in einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb die Antriebsrä der darstellen. In einem Fahrzeug mit Hinterradantrieb würde der Test für die Hinterräder erfolgen. Wenn ein Reserverei fen vorhanden ist, verhindert die Erfindung die Aktivierung der Traktionssteuerung, indem eine höhere Eingangs schlupfgeschwindigkeit eingestellt wird, und regelt die Trak tionssteuerung auf eine höhere Drehungsgeschwindigkeit.

Außerdem erzwingen die Blöcke 388, 392 und 400 ein schnelles Aussteigen oder ein langsames Aussteigen der Traktionssteu erung, und zwar in Abhängigkeit davon, ob der nachgewiesene Schlupf geringer als eine vorbestimmte Konstante ist. Das heißt, wenn die nachgewiesene Drehung klein ist, liegt ein schnelles Aussteigen aus der Traktionssteuerung vor, was durch einen Integralterm mit schnellem Ansprechen geschaffen wird, und wenn die Drehung groß ist, wird ein Integralterm mit langsamerem Ansprechen bereitgestellt, um eine bessere Steuerung des Systems aufrechtzuerhalten.

Die vorstehend beschriebene Erfindung steht im Gegensatz zu anderen bekannten Typen von Traktionssteuerungssystemen, die in der Lage sind, Drehmomentreduzierung der Hauptbewegungs einrichtung und Radbremsen dadurch zu erreichen, daß es bis her in derartigen Systemen bekannt war, wenigstens zwei Be fehlssignale zu entwickeln, und zwar ein Befehlssignal zur Hauptbewegungseinrichtung und ein Befehlssignal zum Bremsensystem. Der vorstehenden Beschreibung ist zu entneh men, daß das Traktionssteuerungssystem gemäß der Erfindung sowohl die Drehmomentreduzierung zur Hauptbewegungseinrich tung als auch den Bremsenbefehl mit einem einzigen Signal steuert und in der Vorrichtung verkörpert ist, welche um faßt: einen Elektromotor und ein Antriebssystem für ein Elek trofahrzeug, wenigstens ein angetriebenes Rad, das mecha nisch mit dem Elektromotor und dem Antriebssystem verbunden ist, wenigstens ein nicht angetriebenes Rad, und einen Con troller zum Steuern des Motors und des Antriebssystems, um eine Traktionssteuerung für das Fahrzeug zu schaffen, mit (i) Mitteln zum Wahrnehmen eines positiven Radschlupfes zwi schen dem angetriebenen und dem nicht angetriebenen Rad, (ii) Mitteln zum Bestimmen eines Steuerungsbefehls in Abhän gigkeit vom wahrgenommenen Schlupf, (iii) Mitteln zum Anwen den des Steuerungsbefehls an den Motor und das Antriebssy stem, um auf ein positives Motorantriebsdrehmoment vom Motor einzuwirken, wenn der Steuerungsbefehl geringer als ein Beschleunigungsbedarf ist, und (iv) Mitteln zum Anwenden des Steuerungsbefehls an den Motor und das Antriebssystem, um auf regeneratives Bremsen einzuwirken, wenn der Steuerungsbe fehl geringer als ein Beschleunigungsbedarf ist, wobei wäh rend des regenerativen Bremsens eine positive Traktionskraft durch Trägheit des Motors und des Antriebssystems bereitge stellt wird und der einzige Steuerungsbefehl sowohl Motor drehmoment als auch Bremsen während der Traktionssteuerung steuert.

Die vorstehend beschriebene Traktionssteuerungsimplementie rung der Erfindung ist eine beispielhafte Implementierung. Verschiedene Modifizierungen der Erfindung können sich für den Fachmann ergeben und fallen in den Bereich der Erfin dung.

Zusammengefaßt betrifft die Erfindung somit ein Fahrzeugtrak tionssteuerungssystem mit einem Elektromotor und einem An triebssystem für ein Elektrofahrzeug, wenigstens einem an getriebenen Rad, das mechanisch mit dem Elektromotor und dem Antriebssystem verbunden ist, wenigstens einem nicht ange triebenen Rad und einem Controller, der an das angetriebene Rad, das nicht angetriebene Rad und den Motor gekoppelt ist, um den Motor und das Antriebssystem zu steuern und somit ei ne Traktionssteuerung für das Fahrzeug bereitzustellen, in dem ein positiver Radschlupf zwischen dem angetriebenen und dem nicht angetriebenen Rad wahrgenommen wird, ein Steuerungsbefehl in Abhängigkeit vom wahrgenommenen Schlupf bestimmt wird, der Steuerungsbefehl auf den Motor und das Antriebssystem angewendet wird, um auf positives Motoran triebsdrehmoment vom Motor einzuwirken, wenn der Steuerungs befehl geringer als ein Beschleunigungsbedarf ist, und der Steuerungsbefehl auf den Motor und das Antriebssystem ange wendet wird, um auf regeneratives Bremsen einzuwirken, wenn der Steuerungsbefehl geringer als ein Beschleunigungsbedarf ist, wobei während des regenerativen Bremsens eine positive Traktionskraft durch Trägheit des Motors und des Antriebssy stems bereitgestellt wird und der einzige Steuerungsbefehl sowohl Motordrehmoment als auch Bremsen während der Trak tionssteuerung steuert.

Claims

1. Verfahren zum Erzielen der Traktionssteuerung in einem Fahrzeug mit einem Elektromotor und einem Antriebszug (18), der an wenigstens ein Antriebsrad (24) des Fahr zeugs gekoppelt ist, wobei der Elektromotor und der An triebszug charakterisiert sind durch eine Trägheit, und einer Leistungsquelle wie einem Batteriepaket (10) für den Elektromotor, welches in der Lage ist, Leistung an den Motor zu liefern und Leistung während regenerativen Bremsens zu empfangen, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Traktionssteuerungszustand nachgewiesen wird (312),
daß in Abhängigkeit von dem nachgewiesenen Zustand fest gestellt wird, ob eine Größe des nachgewiesenen Zustands oberhalb eines Grenzwertes liegt (362, 364), und
daß, wenn die Größe des nachgewiesenen Zustands oberhalb des Grenzwertes liegt, (i) die Leistung zum Motor von der Quelle elektrischer Leistung abgeschnitten wird (210, 316), (ii) Motor- und Antriebszugträgheit als posi tive Bewegungskraft für das Antriebsrad genutzt wird,
und (iii) der Motor an die Quelle elektrischer Leistung gekoppelt wird, so daß die Rotationsbewegung des Motors elektrische Energie erzeugt, die zur Leistungsquelle übertragen wird, um regeneratives Bremsen zu erzielen (316).

2. Fahrzeugtraktionssteuerungssystem mit:
einem Elektromotor und einem Antriebssystem für ein Elek trofahrzeug (18),
wenigstens einem angetriebenen Rad, das mechanisch mit dem Elektromotor und dem Antriebssystem (24) verbunden ist,
wenigstens einem nicht angetriebenen Rad (44), und einem Controller (22), der an das angetriebene Rad, das nicht angetriebene Rad und den Motor gekoppelt ist, um den Motor und das Antriebssystem zu steuern und somit eine Traktionssteuerung für das Fahrzeug bereitzustel len, mit (i) Mitteln zum Wahrnehmen eines positiven Rad schlupfes zwischen dem angetriebenen und dem nicht ange triebenen Rad (354, 356), (ii) Mitteln zum Bestimmen eines Steuerungsbefehls in Abhängigkeit vom wahrgenom menen Schlupf (408), (iii) Mitteln zum Anwenden des Steuerungsbefehls auf den Motor und das Antriebssystem, um auf positives Motorantriebsdrehmoment vom Motor einzu wirken, wenn der Steuerungsbefehl geringer als ein Beschleunigungsbedarf ist (316, 132, 140), und (iv) Mitteln zum Anwenden des Steuerungsbefehls auf den Motor und das Antriebssystem, um auf regeneratives Bremsen einzuwirken, wenn der Steuerungsbefehl geringer als ein Beschleunigungsbedarf ist (316, 132, 140), wobei während des regenerativen Bremsens eine positive Traktionskraft durch Trägheit des Motors und des Antriebssystems bereit gestellt wird und der einzige Steuerungsbefehl (210) sowohl Motordrehmoment als auch Bremsen während der Trak tionssteuerung steuert.