DE19603427A1 - Antriebsschlupfregelung für ein Allradantriebsfahrzeug - Google Patents
Antriebsschlupfregelung für ein AllradantriebsfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsschlupfregelung für ein
Allradantriebsfahrzeug, das ein Zentraldifferential hat, und
speziell eine Antriebsschlupfregelung zur separaten Regelung
der Antriebskräfte von vier Rädern hauptsächlich durch eine
Steuerung der Bremsen.
Wenn bei einem Fahrzeug ein Schlupf eines Antriebsrads auf
tritt, während auf das Rad eine Antriebskraft aufgebracht
wird, so wird im allgemeinen eine Seitenführungskraft eines
Reifens gemäß einer Zunahme der Schlupfrate verringert, und
das Fahrzeug tendiert dazu, zur Seite zu gleiten. Ein All
radantriebssystem ist eines, bei dem die Antriebskraft auf
vier Räder verteilt wird, und zwar im Gegensatz zu einem
Zweiradantriebssystem, bei dem die Antriebskraft entweder
auf die Vorder- oder auf die Hinterräder konzentriert ist.
Da also die auf die Vorderräder aufgebrachte Antriebskraft
im Vergleich mit einem Frontantriebsfahrzeug klein ist und
da weiterhin die auf die Hinterräder aufgebrachte Antriebs
kraft im Vergleich mit einem Heckantriebsfahrzeug klein ist,
hat das Allradantriebsfahrzeug in bezug auf die Bodenhaf
tungskraft der Vorder- und Hinterräder einen Spielraum. Das
heißt, das Allradantriebsfahrzeug hat den Vorteil, daß im
Vergleich mit einem Frontantriebsfahrzeug oder einem Heck
antriebsfahrzeug nicht so leicht ein Schlupf auftritt. Au
ßerdem hat das Allradantriebsfahrzeug ausreichend Spielraum
hinsichtlich der Seitenführungskraft der Reifen. Da insbe
sondere die Hinterradreifen die Richtungsstabilität des
Fahrzeugs sicherstellen, verleiht die größere Bodenhaftungs
kraft der Hinterräder dem Fahrzeug eine gute Spurstabilität
bei Geradeausfahrt.
Ein Fahrzeug mit permanentem Allradantrieb, das ein Zentral
differential aufweist, kann im Allradantriebszustand mit
Hilfe des Zentraldifferentials Kurven gleichmäßig durchfah
ren. Ein Vorteil des Zentraldifferentials ist die Fähigkeit
der diskreten Verteilung der Antriebskraft zwischen den Vor
der- und den Hinterrädern. Wenn die Antriebskraftverteilung
richtig ist, hebt eine Untersteuerungstendenz, die von der
Antriebskraft der Vorderräder beim Kurven fahren erzeugt
wird, eine Übersteuerungstendenz auf, die von der Antriebs
kraft der Hinterräder erzeugt wird, und infolgedessen kann
ein neutrales Lenkverhalten erreicht werden. Es ist außerdem
möglich, eine bevorzugte Lenkcharakteristik zu wählen, indem
das Verteilungsverhältnis der Antriebskraft zwischen den
Vorder- und Hinterrädern geändert wird.
Aber selbst ein Fahrzeug mit permanentem Allradantrieb, das
mit einem Zentraldifferential versehen ist, hat dann ein
Problem, wenn ein Rad vom Boden abhebt oder ein Rad sich in
rutschigem Matsch oder Schlamm befindet. Unter diesen Bedin
gungen verursacht das Rad selbst Schlupf, und die Rangierfä
higkeit und Fähigkeit des Fahrzeugs zum Herausarbeiten sind
stark beeinträchtigt. Um das zu vermeiden, wird in das All
radantriebsfahrzeug mit Zentraldifferential im allgemeinen
ein Direktkupplungsmechanismus der Vorder- und Hinterräder,
der manuell betätigt wird, oder aber es wird ein Differenti
albegrenzungsmechanismus, wie etwa eine Viskosekupplung,
eine hydraulisch betätigbare Lamellenkupplung und derglei
chen eingebaut.
In einem Fall dagegen, in dem das Vorder- und Hinterrad auf
einer Seite Schlupf auf einer Straße mit niedrigem Reibwert
haben und das Vorder- und Hinterrad der anderen Seite auf
einer Straße laufen, deren Oberfläche einen normalen Reib
wert hat, ist dieser Direktkupplungsmechanismus unwirksam.
Ferner können in einem Extremfall alle vier Räder gleichzei
tig Schlupf haben, und dadurch werden die Stabilität und die
Fahreigenschaften des Fahrzeugs stark verschlechtert.
Um daher die Rangierfähigkeit und Laufstabilität des Fahr
zeug unter allen Betriebsbedingungen sicherzustellen und das
Fahrverhalten in einem Grenzzustand zu verbessern, ist es
wirkungsvoll, in das Allradantriebsfahrzeug eine Antriebs
schlupfregelung einzubauen.
Beispielsweise zeigt die nichtgeprüfte JP-Patentanmeldung
Toku-Kai-Sho 64-60429 eine Technik, bei der beim Auftreten
von Schlupf auf jedes Rad eine Bremskraft aufgebracht wird,
und eine Drosselklappensteuereinrichtung verringert die Mo
torausgangsleistung, wenn ein Durchdrehen der Räder auf
tritt.
Da jedoch bei diesem bekannten Verfahren die Erfassung von
Schlupf und Durchdrehen erfolgt, ohne daß zwischen Vorder- und
Hinterrädern unterschieden wird, genügt dieses Verfahren
noch nicht, um die Stabilität des Fahrzeugs zu verbessern.
Da außerdem bei diesem bekannten Verfahren die Art und Weise
der Erfassung von Schlupf auf der Erfassung der Winkelbe
schleunigung des Rads beruht, ohne daß ein Längsbeschleuni
gungsaufnehmer verwendet wird, ist die Genauigkeit der
Schlupferfassung auf einer glatten Straße unzureichend.
Die Erfindung soll daher die vorgenannten Unzulänglichkeiten
und Nachteile des Stands der Technik beseitigen und wird wie
folgt zusammengefaßt.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Antriebs
schlupfregelung für ein Fahrzeug mit permanentem Allradan
trieb mit Zentraldifferential, wobei das Fahrzeug unter al
len Fahrbedingungen gegen Durchdrehen stabil ist, indem die
Antriebskraft und die Querkraft richtig geregelt werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung eine An
triebsschlupfregelung für ein Allradantriebsfahrzeug vorge
sehen mit einem Motor, einem Getriebe, Vorderrädern, Hinter
rädern, einem Zentraldifferential, um eine Antriebskraft auf
die Vorder- und Hinterräder aufzuteilen, einem Vorderachs
differential, einem Hinterachsdifferential einem linken und
einem rechten Vorderrad, einem jeweiligen Raddrehzahlfühler
zum Erfassen der Raddrehzahl von jedem der Vorder- und Hin
terräder, einem Längsbeschleunigungsaufnehmer zum Aufnehmen
der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs, einer Bremsdruck
steuereinrichtung zur unabhängigen Steuerung eines auf jedes
Rad aufgebrachten Bremsdrucks, einer Motorleistungssteuer
einrichtung zur Steuerung der Ausgangsleistung des Motors
und einer Steuereinheit, die die Bremsdrucksteuereinrichtung
und die Motorleistungssteuereinrichtung steuert.
Die Antriebsschlupfregelung gemäß der Erfindung weist ferner
folgende Baugruppen auf:
einen Fahrzeuggeschwindigkeitsrechner, der in der Steuerein heit vorgesehen ist, um eine Referenz-Fahrzeuggeschwindig keit des Fahrzeugs auf der Basis einer niedrigsten Raddreh zahl der Räder und der Längsbeschleunigung zu berechnen;
einen Schlupfwertrechner, der in der Steuereinheit vorgese hen ist, um einen Schlupfwert jedes Rads auf der Basis der Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit und der Raddrehzahl jedes Rads zu berechnen;
eine Soll-Schlupfwertbestimmungseinheit, die in der Steuereinheit vorgesehen ist, um einen Soll-Schlupfwert der Vorderräder und einen Soll-Schlupfwert der Hinterräder nach Maßgabe der Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen;
eine Antriebsschlupfregelung-Bestimmungseinheit, die in der Steuereinheit vorgesehen ist, um die Aktivierung einer An triebsschlupfregelung zu bestimmen, wenn entweder der Schlupfwert der Vorderräder seinen Soll-Schlupfwert über schreitet oder der Schlupfwert der Hinterräder seinen Soll-Schlupfwert überschreitet, und um ein Antriebsschlupfregel signal abzugeben;
einen Bremsdruckrechner, der in der Steuereinheit vorgesehen ist, um aufgrund des Antriebsschlupfregelsignals einen Bremsdruck entsprechend einer Differenz zwischen dem Schlupfwert und dem Soll-Schlupfwert zu berechnen und ein Bremsdrucksignal an die Bremsdrucksteuereinrichtung abzuge ben, so daß eine Bremswirkung auf die Räder aufgebracht wird; und
einen Motorleistungsrechner, der in der Steuereinheit vorge sehen ist und aufgrund des Antriebsschlupfregelsignals ein Soll-Motordrehmoment entsprechend einer Differenz zwischen dem Schlupfwert und dem Soll-Schlupfwert berechnet und an die Motorleistungssteuereinrichtung ein Soll-Motordrehmo mentsignal abgibt.
einen Fahrzeuggeschwindigkeitsrechner, der in der Steuerein heit vorgesehen ist, um eine Referenz-Fahrzeuggeschwindig keit des Fahrzeugs auf der Basis einer niedrigsten Raddreh zahl der Räder und der Längsbeschleunigung zu berechnen;
einen Schlupfwertrechner, der in der Steuereinheit vorgese hen ist, um einen Schlupfwert jedes Rads auf der Basis der Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit und der Raddrehzahl jedes Rads zu berechnen;
eine Soll-Schlupfwertbestimmungseinheit, die in der Steuereinheit vorgesehen ist, um einen Soll-Schlupfwert der Vorderräder und einen Soll-Schlupfwert der Hinterräder nach Maßgabe der Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen;
eine Antriebsschlupfregelung-Bestimmungseinheit, die in der Steuereinheit vorgesehen ist, um die Aktivierung einer An triebsschlupfregelung zu bestimmen, wenn entweder der Schlupfwert der Vorderräder seinen Soll-Schlupfwert über schreitet oder der Schlupfwert der Hinterräder seinen Soll-Schlupfwert überschreitet, und um ein Antriebsschlupfregel signal abzugeben;
einen Bremsdruckrechner, der in der Steuereinheit vorgesehen ist, um aufgrund des Antriebsschlupfregelsignals einen Bremsdruck entsprechend einer Differenz zwischen dem Schlupfwert und dem Soll-Schlupfwert zu berechnen und ein Bremsdrucksignal an die Bremsdrucksteuereinrichtung abzuge ben, so daß eine Bremswirkung auf die Räder aufgebracht wird; und
einen Motorleistungsrechner, der in der Steuereinheit vorge sehen ist und aufgrund des Antriebsschlupfregelsignals ein Soll-Motordrehmoment entsprechend einer Differenz zwischen dem Schlupfwert und dem Soll-Schlupfwert berechnet und an die Motorleistungssteuereinrichtung ein Soll-Motordrehmo mentsignal abgibt.
Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer
Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausfüh
rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die bei liegenden
Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 ein Grundblockdiagramm, das eine Steuereinheit ei
ner ersten Ausführungsform zeigt;
Fig. 2 ein Grundblockdiagramm, das eine Steuereinheit ei
ner zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 3 eine schematische Ansicht, die eine Regelung gemäß
der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 4 eine schematische Ansicht, die eine Regelung gemäß
der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 5 ein detailliertes Blockbild, das den Aufbau von
Einrichtungen gemäß der Erfindung zeigt;
Fig. 6 ein Diagramm, das Charakteristiken eines Rades
zeigt;
Fig. 7a ein Diagramm, das einen Soll-Schlupfwert von Vor
der- und Hinterrädern gegenüber Fahrzeuggeschwin
digkeiten zeigt, wenn keine Schneeketten aufgezo
gen sind;
Fig. 7b ein Diagramm, das einen Soll-Schlupfwert von Vor
der- und Hinterrädern gegenüber Fahrzeuggeschwin
digkeiten zeigt, wenn auf die Vorderräder eines
Fahrzeugs Ketten aufgezogen sind;
Fig. 7c ein Diagramm, das einen Soll-Schlupfwert von Vor
der- und Hinterrädern gegenüber Fahrzeuggeschwin
digkeiten zeigt, wenn auf die Hinterräder eines
Fahrzeugs Ketten aufgezogen sind;
Fig. 8 ein Flußdiagramm einer Antriebsschlupfregelung ge
mäß der ersten und zweiten Ausführungsform der Er
findung;
Fig. 9 ein Diagramm, das die Wirkungsweise von Steuerda
ten gemäß der Erfindung gegenüber der Zeit zeigt;
Fig. 10 ein Flußdiagramm, um gemäß der Erfindung zu beur
teilen, ob Vorder- oder Hinterräder Schneeketten
tragen;
Fig. 11 ein Flußdiagramm zur Korrektur eines Soll-Schlupf
werts an Vorder- und Hinterrädern, wenn Schneeket
ten aufgezogen sind; und
Fig. 12 ein Flußdiagramm, um gemäß der Erfindung zu beur
teilen, ob Vorder- und Hinterräder Schneeketten
tragen.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Antriebsschlupfregelung für
ein Allradantriebsfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungs
form, und Fig. 4 zeigt schematisch die Regelung gemäß einer
zweiten Ausführungsform. 1 bezeichnet einen Antriebsmotor,
dessen Drehmoment bzw. Antriebskraft über eine Kupplung 2
und ein Getriebe 3 auf ein Zentraldifferential 5 übertragen
wird. Das Zentraldifferential 5 hat kombinierte Planetenge
triebe und verteilt auf die Vorder- und Hinterräder eine
gleiche oder eine ungleiche Antriebskraft.
Bei der ersten Ausführungsform ist eine Ausgleichsradwelle
5P des Zentraldifferentials mit einem linken Vorderrad 11a
und einem rechten Vorderrad 11b über ein Reduziergetriebe 7,
eine Frontantriebswelle 8, ein Vorderachsdifferential 9 und
eine Vorderachswelle 10 verbunden, und eine Abtriebswelle 5S
des Zentraldifferentials 5 ist mit einem linken Hinterrad
11c und einem rechten Hinterrad 11d über eine Gelenkwelle
12, ein Hinterachsdifferential 13 und eine Hinterachswelle
14 verbunden.
Bei der zweiten Ausführungsform ist ein Differentialbegren
zungsmechanismus 6 (in diesem Fall eine hydraulisch betä
tigte Lamellenkupplung) zwischen die Ausgleichsradwelle 5P
des Zentraldifferentials 5 und die Abtriebswelle oder die
Sonnenradwelle 5S des Zentraldifferentials 5 geschaltet, um
eine freie Antriebskraftübertragung zwischen Vorder- und
Hinterrädern zu ermöglichen.
Der Motor 1 hat eine Motorleistungs-Steuereinrichtung 26, um
die Motorleistung zwangsläufig mit Hilfe einer Drosselklap
penregelung, einer verringerten Kraftstoffzufuhr, einer Ver
minderung des Ladedrucks und dergleichen herabzusetzen. Der
Differentialbegrenzungsmechanismus 6 ist mit einer Differen
tialbegrenzungsdrehmoment-Steuervorrichtung 27 verbunden, um
das Differentialbegrenzungsdrehmoment des Zentraldifferenti
als 5 zu steuern oder den Differentialbetrieb des Zentral
differentials 5 zu sperren.
Ein Bremskreis 20 umfaßt ein Bremspedal 21, einen Hauptzy
linder 22 und eine Bremsdrucksteuereinrichtung 25, um den
auf jedes der vier Räder aufgebrachten Bremsdruck zu steu
ern. Die Bremsdrucksteuereinrichtung 25 umfaßt eine Druck
quelle, ein Druckreduzierventil und ein Druckerhöhungsven
til. Bremsleitungen 23a, 23b, 23c und 23d sind mit Radzylin
dern 24a, 24b, 24c und 24d für die vier Räder 11a, 11b, 11c
und 11d verbunden. Der Bremsdruck, der durch die Pedalbetä
tigung eines Fahrers erzeugt wird, wird durch das Druckredu
zierventil oder das Druckerhöhungsventil automatisch gere
gelt und den Radzylindern 24a, 24b, 24c, 24d zum Bremsen zu
geführt.
Raddrehzahlfühler 30a, 30b, 30c und 30d sind in den jeweili
gen Rädern 11a, 11b, 11c und 11d vorgesehen, um die Raddreh
zahl ω jedes Rads zu erfassen. Außerdem ist in dem Fahrzeug
ein Längsbeschleunigungsaufnehmer 32 vorgesehen, um die
Fahrzeuggeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt zu berechnen, zu
dem die vier Räder gleichzeitig Schlupf haben. Im Fall einer
noch zu beschreibenden vierten Ausführungsform ist ferner
ein Lenkwinkelsensor 31 vorgesehen für die Beurteilung, ob
Räder Ketten tragen. Signale dieser Sensoren werden in eine
Steuereinheit 40 eingegeben und dort elektronisch verarbei
tet. Die Steuereinheit 40 gibt ein Motorsteuersignal an die
Motorleistungs-Steuereinrichtung 26 ab, und ein Bremsensteu
ersignal wird an die Bremsdrucksteuereinrichtung 25 abgege
ben. Bei der zweiten Ausführungsform wird ferner ein Diffe
rentialbegrenzungsdrehmoment-Signal an die Differentialbe
grenzungsdrehmoment-Steuereinrichtung 27 abgegeben. Bei die
sen Ausführungsformen dient die Steuereinheit 40 zur Steue
rung einer ABS-Regelung.
Als nächstes wird die Funktionsweise der Steuereinheit 40
beschrieben.
Im allgemeinen weist die von einem Reifen erzeugte Trakti
onskraft aufgrund von Reibungskräften eine gewisse Begren
zung auf, und wenn daher, wie in Fig. 6 gezeigt ist, die
Schlupfrate zunimmt und die Antriebskraft erhöht wird, wird
die Seitenführungskraft (eine beim Einschlagen aufgebrachte
Kraft) verringert. Das Verhalten des Fahrzeugs, wie z. B.
Durchdrehen und Schieben nach außen, ist durch die Größe der
Seitenführungskraft für die Vorder- und Hinterräder be
stimmt. Das heißt, in einem Fall, in dem die Schlupfrate der
Hinterräder groß und ihre Seitenführungskraft klein ist,
verursacht das Fahrzeug ein Durchdrehen, wobei das Heck des
Fahrzeugs nach außen schwingt. Um dieser Erscheinung entge
genzuwirken, muß der Fahrer das Lenkrad in Gegenrichtung zu
der Einschlagrichtung drehen, und dieses Fahrzeugverhalten
ist vom Standpunkt der Stabilität und der Lenkfähigkeit
nachteilig.
Wenn andererseits die Schlupfrate der Vorderräder groß und
ihre Seitenführungskraft gering ist, verursacht das Fahrzeug
ein Schieben nach außen, wobei das Vorderende des Fahrzeugs
nach außen schwingt. Um dem entgegenzuwirken, läßt der Fah
rer das Lenkrad in der Einschlagrichtung nur durch die Hände
gleiten. Da hierbei die Bodenhaftungskraft der Hinterräder
größeren Spielraum als die der Vorderräder hat, kann man sa
gen, daß das Fahrzeug eine gute Geradeaus-Stabilität hat.
Die Antriebsschlupfregelung kann daher realisiert werden,
indem eine Bremssteuerung für die vier Räder derart vorgese
hen wird, daß die Schlupfrate der Hinterräder immer kleiner
als die der Vorderräder ist.
Gemäß Fig. 5 umfaßt die Steuereinheit 40 einen Fahrzeugge
schwindigkeitsrechner 41 zum Berechnen einer Referenz-Fahr
zeuggeschwindigkeit Vr des Allradantriebsfahrzeugs auf der
Basis einer Raddrehzahl ω für jedes der vier Räder und einer
Längsbeschleunigung. Beispielsweise wird zuerst ein Rad ge
wählt, das die höchste Bodenhaftung hat, also ein Rad mit
der niedrigsten Raddrehzahl, die der Fahrzeuggeschwindigkeit
am nächsten ist. Als nächstes wird die Änderung der Raddreh
zahl ω; der gewählten Rads mit der Längsbeschleunigung x des
Fahrzeugs verglichen, und einer dieser Werte wird in dieser
Reihenfolge zu der vorhergehenden Referenz-Fahrzeuggeschwin
digkeit addiert. Dann wird der Additionswert mit der momen
tanen niedrigsten Raddrehzahl verglichen, und einer dieser
Werte wird zu einer momentanen Referenz-Fahrzeuggeschwindig
keit Vr.
Die Raddrehzahlen ω von vier Rädern und die Referenz-Fahr
zeuggeschwindigkeit Vr werden in einen Schlupfwertrechner 42
eingegeben, in dem ein Ist-Schlupfwert δ für vier Räder be
rechnet wird, indem die Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit Vr
von der Raddrehzahl ω, subtrahiert wird. Wie das Diagramm der
Reifencharakteristiken von Fig. 6 zeigt, wird durch ein ge
wisses Maß der Schlupfrate eine Antriebskraft erzeugt. Au
ßerdem wird die Seitenführungskraft nach Maßgabe einer Erhö
hung der Schlupfrate verringert. Bei den vorliegenden Aus
führungsformen wird der Schlupfwert δ anstelle der
Schlupfrate genutzt, um die Rechnung zu vereinfachen, weil
der Schlupfwert δ durch Subtraktion der Referenz-Fahrzeugge
schwindigkeit Vr von der Raddrehzahl ω; erhalten wird.
Die Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit Vr wird in eine
Soll-Schlupfwertbestimmungseinheit 43 eingegeben, in der
Soll-Schlupfwerte δf, δr für die Vorder- bzw. Hinterräder be
stimmt werden. Die niedrigsten Schlupfwerte, die für die An
triebsschlupfregelung erforderlich sind, sind vorbestimmt,
wie in Fig. 7a gezeigt ist, beispielsweise mehr als
4,0 km/h. Der Soll-Schlupfwert wird nach Maßgabe der Fahr
zeuggeschwindigkeit bestimmt, wie Fig. 7a zeigt. Bei niedri
ger Geschwindigkeit ist also der Soll-Schlupfwert hoch vor
gegeben unter Berücksichtigung der größeren Differenz der
Raddrehzahl zwischen den vier Rädern beim Fahren von engen
Kurven und der Präzision des Raddrehzahlfühlers. Der
Soll-Schlupfwert ist niedrig vorgegeben, aber bei mittlerer Ge
schwindigkeit und darüber wird er groß entsprechend einer
Zunahme der Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit Vr, so daß die
Schlupfrate konstant gemacht wird.
Um ferner die Stabilität des Fahrzeugs zu verbessern, wenn
während der Antriebsschlupfregelung ein Durchdrehen auf
tritt, ist der Soll-Schlupfwert δr der Hinterräder kleiner
als der Soll-Schlupfwert δf der Vorderräder vorgegeben, wie
Fig. 7a zeigt. Die Soll-Schlupfwerte δf, δr der Vorder- und
Hinterräder werden durch Bezugnahme auf eine Tabelle ent
sprechend Fig. 7a bestimmt.
Diese Schlupfwerte δ der vier Räder und die Soll-Schlupf
werte δf, δr der Vorder- und Hinterräder werden in eine An
triebsschlupfregelung-Bestimmungseinheit 44 eingegeben, in
der bestimmt wird, daß die Antriebsschlupfregelung zu betä
tigen ist, wenn irgendeiner der Schlupfwerte δ der vier Rä
der die Soll-Schlupfwerte δf, δr überschreitet. Wenn ferner
irgendeiner der Schlupfwerte δ die Soll-Schlupfwerte unter
schreitet und der Bremsdruck für sämtliche Räder Null wird,
wird bestimmt, daß die Antriebsschlupfregelung zu beenden
ist, woraufhin die Motorleistung in den Normalzustand zu
rückgebracht wird.
Das Antriebsschlupfregelung-Bestimmungssignal, die
Soll-Schlupfwerte δf, δr und der Ist-Schlupfwert δ werden dem
Bremsdruckrechner 45 und einem Motorleistungsrechner 46 zu
geführt. Wenn die Antriebsschlupfregelung wirksam ist, be
rechnet der Bremsdruckrechner 45 eine Abweichung zwischen
dem Soll-Schlupfwert δf der Vorderräder und den Schlupfwer
ten δ des linken und rechten Vorderrads und berechnet dann
eine Abweichung zwischen dem Soll-Schlupfwert δr der Hinter
räder und den Schlupfwerten δ des linken und rechten Hinter
rads. Entsprechend diesen Abweichung der vier Räder wird für
jedes Rad individuell ein Soll-Bremsdruck Pb berechnet. Wenn
ferner der Schlupfwert δ klein wird, wird bestimmt, daß der
Bremsdruck abnehmen soll, und ein Bremsdruckabnahmesignal
wird an die Bremsdrucksteuereinrichtung 25 abgegeben. Bei
der zweiten Ausführungsform gibt der Bremsdruckrechner 45
ein Signal zum Verringern des Differentialbegrenzungsdrehmo
ments auf nahezu Null ab.
Wenn die Antriebsschlupfregelung aktiviert ist, wird in dem
Motorleistungsrechner 46 in bezug auf das Rad mit der
höchsten Raddrehzahl der Soll-Schlupfwert δf oder δr mit der
Schlupfrate δ verglichen, und die Differenz wird gebildet.
Dann wird ein Soll-Motordrehmoment Te berechnet, indem das
Motordrehmoment um den Betrag der Differenz verringert wird.
Wenn der Schlupfwert δ klein wird, wird das Motorleistungs-Er
höhungssignal an die Motorleistungs-Steuereinrichtung 26
abgegeben.
Als nächstes wird die Funktionsweise der Ausführungsformen
erläutert.
Im Normalbetrieb des Fahrzeugs bestimmt der Fahrer die Mo
torleistung durch Betätigung des Gaspedals, und die Motor
leistung wird von dem Zentraldifferential 5 halbiert. Die
eine Hälfte der Motorleistung wird auf das linke und das
rechte Vorderrad 11a und 11b übertragen, und die andere
Hälfte wird auf das linke und das rechte Hinterrad 11c, 11d
übertragen. Daher werden die vier Räder von dem Vierrad-An
triebsstrang angetrieben.
Wenn dagegen das Fahrzeug durch Betätigung des Lenkrads eine
Kurve fährt, ist der Wendelokus der vier Räder voneinander
verschieden, und infolgedessen tritt zwischen diesen vier
Rädern eine Drehzahldifferenz auf. Aber jede Drehzahldiffe
renz zwischen dem linken und dem rechten Vorderrad und zwi
schen dem linken und dem rechten Hinterrad wird von dem Vor
derachsdifferential 9 bzw. dem Hinterachsdifferential 13 ab
sorbiert. Außerdem wird die Drehzahldifferenz zwischen der
Vorderradantriebswelle 8 und der Hinterradantriebswelle 5S
von dem Zentraldifferential 5 absorbiert. Im allgemeinen ist
der Eingriff des Zentraldifferentials 5 frei oder nur ge
ring.
In der Bremsanlage 20 ist der Hauptzylinder 22 mit den je
weiligen Radzylindern 24a, 24b, 24c und 24d verbunden. Wenn
der Fahrer das Bremspedal 21 betätigt, wird auf die Radzy
linder 24a, 24b, 24c und 24d über den Hauptzylinder 22
Bremsdruck aufgebracht, und die Räder 11a, 11b, 11c und 11d
werden gebremst.
Als nächstes wird die Antriebsschlupfregelung des Allradan
triebs unter Bezugnahme auf ein Flußdiagramm von Fig. 8 be
schrieben.
Bei S1 wird zuerst die Raddrehzahl ω für jedes der vier Rä
der erfaßt, und bei S2 wird die Querbeschleunigung des Fahr
zeugs erfaßt. Dann wird bei S3 die Referenz-Fahrzeugge
schwindigkeit Vr auf der Basis der niedrigsten Raddrehzahl
und der Querbeschleunigung des Fahrzeugs berechnet. Danach
geht das Programm zu S4, wo der Schlupfwert δ für jedes Rad
berechnet wird, indem die Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit
Vr von jeder Raddrehzahl ω; subtrahiert wird. Im nächsten
Schritt S5 werden die Soll-Schlupfwerte δf, δr der Vorder- bzw.
Hinterräder nach Maßgabe der Fahrbedingungen unter Be
zugnahme auf eine Tabelle, wie sie in Fig. 7a gezeigt ist,
bestimmt. Das Programm geht zu Schritt S6, wo abgefragt
wird, ob die Antriebsschlupfregelung erforderlich ist, indem
der Schlupfwert δf, δr mit dem Schlupfwert δ für jedes Rad
verglichen wird.
Wenn das Fahrzeug auf einer Straße fährt, deren Fahrbahn
hohe Reibwerte hat, und wenn das Antriebsdrehmoment nicht
höher als notwendig ist, erzeugen die vier Räder die notwen
dige Antriebskraft mit ausreichender Bodenhaftung innerhalb
eines Bereichs eines kleinen Schlupfwerts δ. In diesem Fall
ist der Schlupfwert δ ausreichend kleiner als der
Soll-Schlupfwert δf, δr, und es wird bestimmt, daß die Antriebs
schlupfregelung nicht benötigt wird.
Wenn dagegen die Motorleistung aufgrund der Betätigung des
Gaspedals durch den Fahrer zu groß wird oder der Reibwert
der Fahrbahn beispielsweise wegen einer verschneiten Straße
verringert ist, hat das Fahrzeug eine Tendenz zum Schlupf,
weil die Antriebskraft in die Nähe einer Grenze der Reib
werte der Fahrbahn kommt. Wenn, wie Fig. 9 zeigt, ein
Schlupfwert δ der vier Räder den Soll-Schlupfwert δf, δr zu
einem Zeitpunkt t1 überschreitet, wird beurteilt, daß die
Antriebsschlupfregelung notwendig ist. In diesem Fall geht
das Programm von S6 zu S7, wo das verringerte Soll-Motor
drehmoment Te bestimmt und ein Signal dieses Soll-Motordreh
moments Te an die Motorleistungssteuereinrichtung 26 abgege
ben wird, um die Motorleistung zwangsweise zu verringern.
Bei S8 wird ferner der Soll-Bremsdruck Pb so bestimmt, daß
er für die Hinterräder höher und für die Vorderräder niedri
ger ist, und dieses Bremsdrucksignal wird an die Bremsdruck
steuereinrichtung 25 abgegeben. In der Bremsdrucksteuerein
richtung 25 werden das Druckerhöhungs- und das Druckredu
zierventil so geregelt, daß auf die Hinterräder eine starke
Bremskraft und auf die Vorderräder eine schwache Bremskraft
aufgebracht wird, so daß die Antriebskraft der Räder mit
Schlupf begrenzt wird.
Wenn bei der zweiten Ausführungsform das Differentialbegren
zungsdrehmoment des Zentraldifferentials 5 groß ist, wird
die Vorderachse 10 oder die Hinterachse 14 so begrenzt, daß
sie unabhängig dreht. Bei S9 wird das Differentialbegren
zungsdrehmoment auf Null oder nahe Null festgelegt. Da die
Auswirkung des Differentialbegrenzungsdrehmoments beseitigt
ist und jede Drehzahldifferenz erlaubt ist, werden dann die
Antriebskraft und die Rotation der vier Räder 11a, 11b, 11c
und 11d durch die Bremssteuerung mit hoher Präzision gesteu
ert.
Die Antriebsschlupfregelung wird also so durchgeführt, daß
der Schlupfwert δ verringert wird, indem die Motorleistung
zwangsweise verringert und die Antriebskraft von Rädern mit
Schlupf mit Hilfe der Bremssteuerung eingeschränkt wird. Der
Schlupfwert δ wird so geregelt, daß er dem Soll-Schlupfwert
δf, δr einer Tabelle entsprechend Fig. 7a folgt. Gemäß der
Tabelle ist beispielsweise die Schlupfrate bei mittlerer und
höherer Geschwindigkeit konstant. Wie Fig. 9 zeigt, wird auf
die Hinterräder eine starke Bremskraft und auf die Vorderrä
der eine schwache Bremskraft aufgebracht, so daß die Hin
terräder einen geringeren Schlupfwert als die Vorderräder ha
ben. Das heißt, daß an den Hinterrädern 11c und 11d ein grö
ßerer Spielraum für die Bodenhaftung erzeugt wird als an den
Vorderrädern 11a und 11b.
Wenn zwei Räder auf der einen Fahrzeugseite Schlupf haben,
wird die Antriebsschlupfregelung so betätigt, daß die
Schlupfwerte dieser Räder verringert werden und das Fahrzeug
aus einem Durchdrehen herauskommen kann. Bei Geradeausfahrt
kann das Fahrzeug infolge der großen Bodenhaftkraft der Hin
terräder 11c und 11d eine Geradeaus-Stabilität beibehalten.
Wenn das Fahrzeug eine Kurve durchfährt, verhindert die
große Seitenführungskraft der Hinterräder 11c und 11d ein
Durchdrehen des Fahrzeugs. Dann haben die Vorderräder 11a
und 11b einen großen Schlupfwert, und infolgedessen schwingt
das Vorderteil des Fahrzeugs nach außen aufgrund der vermin
derten Seitenführungskraft der Vorderräder. Um dies zu kor
rigieren, kann der Fahrer das Fahrzeug sicher durch eine
Kurve fahren, indem er das Lenkrad in der Einschlagrichtung
durch die Hände gleiten läßt. Dadurch kann eine ausgezeich
nete Stabilität des Fahrzeugs erreicht werden.
Wenn der Fahrer das Gaspedal zum Zeitpunkt t2 losläßt, wie
Fig. 9 zeigt, wird der Schlupfwert sofort klein. Der Brems
druck wird zu Null, und die Motorleistung nimmt einen Nor
malzustand an. In diesem Moment wird beurteilt, daß die An
triebsschlupfregelung nicht notwendig ist, und der Fahrzeug
betrieb wird in einen normalen Allradantriebszustand zurück
gebracht.
Als nächstes wird ein Steuervorgang zur Beurteilung der An
wesenheit von Schneeketten gemäß einer dritten Ausführungs
form beschrieben. Gemäß Fig. 5 hat die Steuereinheit 40 eine
Schneekettendetektiereinheit 47, die beurteilt, ob ein Rei
fen eine Schneekette trägt und welcher Reifen die Schnee
kette trägt, und zwar aus dem Zustand der Vorder- und Hin
terräder bei Geradeausfahrt auf der Basis einer Raddrehzahl
ω und eines Lenkwinkels Θ des Lenkwinkelsensors 31. Ein Si
gnal der Schneekettendetektiereinheit wird der Soll-Schlupf
wertbestimmungseinheit 43 zugeführt, in der die Soll-Schlupf
werte δf, δr nach Maßgabe der Änderung von Reifencha
rakteristiken beim Tragen einer Schneekette korrigiert wer
den.
Dabei hat der eine Schneekette tragende Reifen eine große
Bodenhaftkraft, und der Reifen ohne Schneekette hat eine er
heblich geringere Bodenhaftkraft. Um das zu korrigieren, muß
entweder der Schlupfwert des Reifens mit Schneekette erhöht
werden, oder der Schlupfwert des Reifens ohne Schneekette
muß verringert werden, oder beide Maßnahmen müssen ergriffen
werden, um die Seitenführungskraft des Reifens mit Schnee
kette mit derjenigen des kettenlosen Reifens auszugleichen.
Beispielsweise werden die Soll-Schlupfwerte δf, δr nach Maß
gabe der geänderten Tabelle von Fig. 7b bestimmt. Da diese
Ausführungsform im übrigen die gleiche wie die erste oder
zweite Ausführungsform ist, erscheinen weitere Erläuterungen
entbehrlich.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von
Fig. 10 die Schneekettenbeurteilungssteuerung beschrieben.
Zuerst wird bei S11 abgefragt, ob das Fahrzeug geradeaus
fährt, indem der Lenkwinkel Θ mit einem Vorgabewert vergli
chen wird, und wenn der Lenkwinkel Θ größer als der Vorgabe
wert ist, geht das Programm zu S12, in dem der Zeitgeber
rückgesetzt wird. Wenn der Lenkwinkel Θ kleiner als der Vor
gabewert ist, geht die Routine zu S13, wo abgefragt wird, ob
das Fahrzeug mit normaler Bodenhaftung fährt, indem die Än
derung der Raddrehzahl von vier Rädern mit einem Vorgabewert
verglichen wird. Wenn irgendeines der Räder eine Änderung
der Raddrehzahl um mehr als einen Vorgabewert erzeugt, geht
die Routine zu S12, wo der Zeitgeber rückgesetzt wird. Wenn
die Änderung der Raddrehzahl für alle vier Räder unter dem
Vorgabewert liegt, bedeutet das Fahren mit normaler Boden
haftung, und die Routine geht zu S14, wo der Zeitgeber hoch
gezählt wird.
Dann geht die Routine zu S15, wo die abgelaufene Zeit über
prüft wird. Wenn eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist, geht
die Routine zu S16, wo abgefragt wird, ob die Hinterräder
Schneeketten tragen. Wenn die Hinterräder Schneeketten tra
gen, ist die Raddrehzahl der Vorderräder immer um einen vor
gegebenen Wert oder mehr höher als die der Hinterräder, weil
der Durchmesser der Hinterräder durch die Schneeketten grö
ßer wird, und die Routine zweigt zu S17 ab, wo beurteilt
wird, daß die Hinterräder Schneeketten tragen.
Wenn die Raddrehzahl beider Räder annähernd gleich ist oder
wenn die Raddrehzahl der Hinterräder um einen vorbestimmten
Wert oder mehr höher als die der Vorderräder ist, geht die
Routine zu S18, wo aufgrund der Differenz der Raddrehzahl
abgefragt wird, ob die Vorderräder Schneeketten tragen. Wenn
die Raddrehzahl der Hinterräder um einen vorbestimmten Wert
oder mehr höher als die der Vorderräder ist, zweigt die Rou
tine zu S19 ab, wo beurteilt wird, daß die Vorderräder
Schneeketten tragen. Wenn beide Raddrehzahlen nahezu gleich
sind, geht die Routine zu S20, wo beurteilt wird, daß kein
Rad Schneeketten trägt, und bei S21 wird der Zeitgeber rück
gesetzt. Somit wird der Zustand des Tragens von Schneeketten
beurteilt, wenn das Fahrzeug für eine bestimmte Zeit gerade
ausfährt.
Als nächstes wird eine Abwandlung der dritten Ausführungs
form oder eine vierte Ausführungsform beschrieben. Diese Ab
wandlung bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem das Tragen
von Schneeketten nur aus der Raddrehzahl beurteilt wird. Ge
mäß dem Flußdiagramm von Fig. 12 wird bei S41 zuerst abge
fragt, ob das Fahrzeug mit normaler Bodenhaftung fährt, in
dem eine Änderung der Raddrehzahl der vier Räder mit einem
Vorgabewert verglichen wird. Wenn die Raddrehzahl an irgend
einem Rad um einen Vorgabewert oder mehr geändert ist,
zweigt die Routine zu S42 ab, wo der Zeitgeber rückgesetzt
wird. Wenn die Raddrehzahl nicht um mehr als einen Vorgabe
wert geändert ist, wird beurteilt, daß ein Zustand normaler
Bodenhaftung vorliegt, und die Routine geht zu S43, wo die
Raddrehzahldifferenz zwischen dem linken und rechten Vorder
rad mit einem Vorgabewert verglichen wird. Wenn die Diffe
renz innerhalb des Vorgabewerts liegt, geht die Routine zu
S44, wo die Raddrehzahldifferenz zwischen dem linken und
rechten Hinterrad mit einem Vorgabewert verglichen wird, und
wenn die Raddrehzahldifferenz innerhalb des Vorgabewerts
liegt, wird der Zeitgeber bei S45 hochgezählt. Wenn also die
beiden Raddrehzahldifferenzen zwischen den linken und rech
ten Vorder- und Hinterrädern innerhalb eines Vorgabewerts
liegen, wird beurteilt, daß das Fahrzeug geradeausfährt. An
dernfalls wird der Zeitgeber bei S42 rückgesetzt.
Die darauf folgende Routine wird auf die gleiche Weise wie
Schritt S15 des Flußdiagramms von Fig. 10 abgearbeitet. Da
bei wird bei S46 beurteilt, daß der Zustand der Geradeaus
fahrt länger als eine vorgegebene Zeit besteht, und wenn bei
S47 beurteilt wird, daß die Raddrehzahl der Vorderräder um
mehr als einen vorgegebenen Wert höher als die der Hinterrä
der ist, wird bei S48 beurteilt, daß die Hinterräder Schnee
ketten tragen. Wenn ferner bei S49 beurteilt wird, daß die
Raddrehzahl der Hinterräder höher als die der Vorderräder
ist, wird bei S50 beurteilt, daß die Vorderräder Schneeket
ten tragen. Wenn andererseits beide Raddrehzahlen nahezu
gleich sind, geht die Routine zu S51, wo beurteilt wird, daß
keine Schneeketten getragen werden, und bei S52 wird der
Zeitgeber rückgesetzt. Somit wird der Zustand des Tragens
von Schneeketten ordnungsgemäß nur aufgrund der Raddrehzahl
beurteilt.
Bei den vorstehenden dritten und vierten Ausführungsformen
wird der Zustand des Tragens von Schneeketten geprüft. Wenn
beurteilt wird, daß die Vorder- oder die Hinterräder Schnee
ketten tragen, wird der Soll-Schlupfwert korrigiert, was un
ter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von Fig. 11 beschrieben
wird.
Zuerst wird bei S31 die Beurteilung des Tragens von Schnee
ketten durchgeführt, und im nächsten Schritt S32 wird abge
fragt, ob die Vorderräder Schneeketten tragen. Bei JA ver
zweigt die Routine zu S33 und S34, wo an dem Soll-Schlupf
wert δf der Vorderräder eine große Korrektur und an dem
Soll-Schlupfwert δr der Hinterräder eine kleine Korrektur
vorgenommen wird, wie Fig. 7b zeigt.
Wenn dabei das Fahrzeug auf einer schneebedeckten Straße
oder dergleichen mit Allradantrieb fährt, wobei nur die Vor
derräder 11a und 11b Schneeketten tragen, verursachen die
Hinterräder 11c und 11d, deren Bodenhaftung gering ist,
einen Schlupf. Wenn Schlupf auftritt, wird die Antriebs
schlupfregelung wirksam und bringt auf vier Räder Bremskraft
auf. Da die Vorderräder 11a und 11b Schneeketten tragen und
eine große Bodenhaftkraft haben, wird auf sie eine schwä
chere Bremskraft als bei der ersten Ausführungsform aufge
bracht, um den Schlupfwert zu erhöhen. Dagegen werden die
Hinterräder 11c und 11d so gesteuert, daß eine starke Brems
kraft auf sie aufgebracht und eine große Seitenführungskraft
infolge des kleinen Schlupfwerts erzeugt wird, so daß eine
Schlupftendenz des Fahrzeugs wegen einer extrem kurzen Bo
denhaftkraft der Hinterräder in bezug auf die Vorderräder
verhindert wird. Wenn also die Vorderräder Schneeketten tra
gen, werden die Hinterräder so geregelt, daß sie einen klei
neren Schlupfwert als die Vorderräder haben, und die Fahr
stabilität des Fahrzeugs wird auf die gleiche Weise wie bei
der ersten und zweiten Ausführungsform verbessert.
Wenn die Hinterräder Schneeketten tragen, erfolgt eine große
Korrektur des Soll-Schlupfwerts δr und eine kleine Korrektur
des Soll-Schlupfwerts δf der Vorderräder, wie Fig. 7c zeigt.
Wenn das Fahrzeug mittels Allradantrieb auf einer schneebe
deckten Straße fährt und die Hinterräder Schneeketten tra
gen, verursachen die Vorderräder 11a und 11b, deren Boden
haftung gering ist, einen Schlupf, und infolgedessen wird
die Antriebsschlupfregelung betätigt, um auf die vier Räder
eine Bremswirkung aufzubringen. In diesem Fall wird auf die
Hinterräder wegen der Schneeketten eine schwache Bremskraft
aufgebracht, und auf die Vorderräder wird eine starke Brems
kraft aufgebracht, um den Schlupfwert zu verringern, so daß
ein Schieben des Fahrzeugs nach außen infolge der kurzen Bo
denhaftkraft der Vorderräder in bezug auf die Hinterräder
verhindert wird. Wenn also die Hinterräder Schneeketten tra
gen, werden die Vorderräder so geregelt, daß sie einen klei
neren Schlupfwert als die Hinterräder haben, und die Fahr
stabilität des Fahrzeugs wird auf die gleiche Weise wie bei
der ersten und zweiten Ausführungsform verbessert.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen erfolgt die Antriebs
schlupfregelung nach Maßgabe des berechneten Schlupfwerts
und des berechneten Soll-Schlupfwerts, aber anstelle des
Schlupfwerts und des Soll-Schlupfwerts können auch eine be
rechnete Schlupfrate und eine berechnete Soll-Schlupfrate
genutzt werden.
Claims (6)
1. Antriebsschlupfregelung für ein Allradantriebsfahrzeug,
mit einem Motor (1), mit einem Getriebe (3), mit Vorder
rädern (11a, 11b) und Hinterrädern (11c, 11d), mit einem
Zentraldifferential (5), um eine Antriebskraft auf die
Vorder- und Hinterräder aufzuteilen, mit einem Vorder
achsdifferential (9), mit einem Hinterachsdifferential
(13), mit einem linken und einem rechten Vorderrad (11a,
11b), mit einem jeweiligen Raddrehzahlfühler (30a-30d)
zum Erfassen der Raddrehzahl von jedem der Vorder- und
Hinterräder (11a-11d), mit einem Längsbeschleunigungs
aufnehmer (32) zum Aufnehmen der Längsbeschleunigung des
Fahrzeugs, mit einer Bremsdrucksteuereinrichtung (25)
zur unabhängigen Steuerung eines auf jedes Rad aufge
brachten Bremsdrucks, mit einer Motorleistungssteuerein
richtung (26) zur Steuerung der Ausgangsleistung des Mo
tors und mit einer Steuereinheit (40), die die Brems
drucksteuereinrichtung (25) und die Motorleistungs
steuereinrichtung (26) steuert,
gekennzeichnet durch
- - einen Fahrzeuggeschwindigkeitsrechner (41), der in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist, um eine Referenz-Fahr zeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Basis einer niedrigsten Raddrehzahl der Räder (11a-11d) und der Längsbeschleunigung zu berechnen;
- - einen Schlupfwertrechner (42), der in der Steuerein heit (40) vorgesehen ist, um einen Schlupfwert jedes Rads auf der Basis der Referenz-Fahrzeuggeschwindig keit und der Raddrehzahl jedes Rads zu berechnen;
- - eine Soll-Schlupfwertbestimmungseinheit (43), die in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist, um einen Soll-Schlupfwert der Vorderräder (11a, 11b) und einen Soll-Schlupfwert der Hinterräder (11c, 11d) nach Maßgabe der Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen;
- - eine Antriebsschlupfregelung-Bestimmungseinheit (44), die in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist, um die Aktivierung einer Antriebsschlupfregelung zu bestim men, wenn entweder der Schlupfwert der Vorderräder (11a, 11b) seinen Soll-Schlupfwert überschreitet oder der Schlupfwert der Hinterräder (11c, 11d) seinen Soll-Schlupfwert überschreitet, und um ein Antriebs schlupfregelsignal abzugeben;
- - einen Bremsdruckrechner (45), der in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist, um aufgrund des Antriebs schlupfregelsignals einen Bremsdruck entsprechend ei ner Differenz zwischen dem Schlupfwert und dem Soll-Schlupfwert zu berechnen und ein Bremsdrucksignal an die Bremsdrucksteuereinrichtung (26) abzugeben, so daß eine Bremswirkung auf die Räder aufgebracht wird; und
- - einen Motorleistungsrechner (46), der in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist und aufgrund des An triebsschlupfregelsignals ein Soll-Motordrehmoment entsprechend einer Differenz zwischen dem Schlupfwert und dem Soll-Schlupfwert berechnet und an die Motor leistungssteuereinrichtung (25) ein Soll-Motordrehmo mentsignal abgibt.
2. Antriebsschlupfregelung für ein Allradantriebsfahrzeug,
mit einem Motor (1), mit einem Getriebe (3), mit Vorder
rädern (11a, 11b) und Hinterrädern (11c, 11d), mit einem
Zentraldifferential (5), um eine Antriebskraft auf die
Vorder- und Hinterräder aufzuteilen, mit einem Differen
tialbegrenzungsmechanismus (6), um ein Differentialbe
grenzungsdrehmoment zwischen den Vorder- und den Hinter
rädern zu erzeugen, mit einer Differentialbegrenzungs
drehmoment-Steuereinrichtung (27) zum Steuern des Diffe
rentialbegrenzungsmechanismus (6), mit einem Vorderachs
differential (9), mit einem Hinterachsdifferential (13),
mit einem linken und einem rechten Vorderrad (11a, 11b),
mit einem jeweiligen Raddrehzahlfühler (30a-30d) zum Er
fassen der Raddrehzahl von jedem der Vorder- und Hinter
räder (11a-11d), mit einem Längsbeschleunigungsaufnehmer
(32) zum Aufnehmen der Längsbeschleunigung des Fahr
zeugs, mit einer Bremsdrucksteuereinrichtung (25) zur
unabhängigen Steuerung eines auf jedes Rad aufgebrachten
Bremsdrucks, mit einer Motorleistungssteuereinrichtung
(26) zur Steuerung der Ausgangsleistung des Motors, und
mit einer Steuereinheit (40), die die Bremsdrucksteuer
einrichtung (25) und die Motorleistungssteuereinrichtung
(26) steuert,
gekennzeichnet durch
- - einen Fahrzeuggeschwindigkeitsrechner (41), der in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist, um eine Referenz-Fahr zeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Basis einer niedrigsten Raddrehzahl der Räder (11a-11d) und der Längsbeschleunigung zu berechnen;
- - einen Schlupfwertrechner (42), der in der Steuerein heit (40) vorgesehen ist, um einen Schlupfwert jedes Rads auf der Basis der Referenz-Fahrzeuggeschwindig keit und der Raddrehzahl jedes Rads zu berechnen;
- - eine Soll-Schlupfwertbestimmungseinheit (43), die in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist, um einen Soll-Schlupfwert der Vorderräder (11a, 11b) und einen Soll-Schlupfwert der Hinterräder (11c, 11d) nach Maßgabe der Referenz-Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen;
- - eine Antriebsschlupfregelung-Bestimmungseinheit (44), die in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist, um die Aktivierung einer Antriebsschlupfregelung zu bestim men, wenn entweder der Schlupfwert der Vorderräder (11a, 11b) seinen Soll-Schlupfwert überschreitet oder der Schlupfwert der Hinterräder (11c, 11d) seinen Soll-Schlupfwert überschreitet, und um ein Antriebs schlupfregelsignal abzugeben;
- - einen Bremsdruckrechner (45), der in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist und aufgrund des Antriebs schlupfregelsignals einen Bremsdruck entsprechend ei ner Differenz zwischen dem Schlupfwert und dem Soll-Schlupfwert berechnet, um an die Bremsdrucksteuerein richtung (25) ein Bremsdrucksignal abzugeben, so daß auf die Räder eine Bremskraft aufgebracht wird, und um ein Signal zur Aufhebung des Differentialbegrenzungs drehmoments an die Differentialbegrenzungsdreh moment-Steuereinrichtung (27) abzugeben; und
- - einen Motorleistungsrechner (46), der in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist und aufgrund des An triebsschlupfregelsignals ein Soll-Motordrehmoment entsprechend einer Differenz zwischen dem Schlupfwert und dem Soll-Schlupfwert berechnet und an die Motor leistungssteuereinrichtung (25) ein Soll-Motordrehmo mentsignal abgibt.
3. Antriebsschlupfregelung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
- - eine Schneeketten-Detektiereinheit (47), die in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist, um Schneeketten tragende Räder und Schneeketten-freie Räder auf der Basis der Raddrehzahl jedes Rads zu detektieren und ein Schneekettentragesignal abzugeben; und
- - eine Soll-Schlupfwertkorrektureinrichtung, die in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist und aufgrund des Schneekettentragesignals die Soll-Schlupfwerte der Soli-Schlupfwertbestimmungseinheit (43) so korrigiert, daß der Soll-Schlupfwert der Schneeketten tragenden Räder erhöht und der Soll-Schlupfwert der Schneeket ten-freien Räder verringert wird.
4. Antriebsschlupfregelung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
- - einen Lenkwinkelsensor (31), der einen Lenkwinkel er faßt;
- - eine Schneekettendetektiereinheit (47), die in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist, um Schneeketten tragende Räder und Schneeketten-freie Räder auf der Basis der Raddrehzahl jedes Rads und des Lenkwinkels zu detektieren und ein Schneekettentragesignal abzuge ben; und
- - eine Soll-Schlupfwertkorrektureinrichtung, die in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist und aufgrund des Schneekettentragesignals die Soll-Schlupfwerte der Soll-Schlupfwertbestimmungseinheit (43) so korrigiert, daß der Soll-Schlupfwert der Schneeketten tragenden Räder erhöht und der Soll-Schlupfwert der Schneeket ten-freien Räder verringert wird.
5. Antriebsschlupfregelung nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch
- - eine Schneekettendetektiereinheit (47), die in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist, um Schneeketten tragende Räder und Schneeketten-freie Räder auf der Basis der Raddrehzahl jedes Rads zu detektieren und ein Schneekettentragesignal abzugeben; und
- - eine Soll-Schlupfwertkorrektureinrichtung, die in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist und aufgrund des Schneekettentragesignals die Soll-Schlupfwerte der Soll-Schlupfwertbestimmungseinheit (43) so korrigiert, daß der Soll-Schlupfwert der Schneeketten tragenden Räder erhöht und der Soll-Schlupfwert der Schneeket ten-freien Räder verringert wird.
6. Antriebsschlupfregelung nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch
- - einen Lenkwinkelsensor (31), der einen Lenkwinkel er faßt;
- - eine Schneekettendetektiereinheit (47), die in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist, um Schneeketten tragende Räder und Schneeketten-freie Räder auf der Basis der Raddrehzahl jedes, Rads und des Lenkwinkels zu detektieren und ein Schneekettentragesignal abzuge ben; und
- - eine Soll-Schlupfwertkorrektureinrichtung, die in der Steuereinheit (40) vorgesehen ist und aufgrund des Schneekettentragesignals die Soll-Schlupfwerte der Soll-Schlupfwertbestimmungseinheit (43) so korrigiert, daß der Soll-Schlupfwert der Schneeketten tragenden Räder erhöht und der Soll-Schlupfwert der Schneeket ten-freien Räder verringert wird.
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