DE19632930A1 - Antriebsschlupfregelverfahren für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebsschlupfregelverfahren für ein Kraftfahrzeug, bei dem Eingriffe zur Regelung des Schlupfes der Antriebsräder erfolgen, wenn der Antriebsschlupf einen vorgebbaren Schlupfgrenzwert überschreitet, der fahreran­ gefordert zwischen einem Normalbetriebswert und einem demgegen­ über höheren, für Sonderbetriebsphasen gültigen Sonderbetriebs­ wert veränderbar ist.

Antriebsschlupfregelverfahren für Kraftfahrzeuge, bei denen An­ triebsschlupfregeleingriffe erfolgen, wenn der Antriebsschlupf einen vorgebbaren Schlupfgrenzwert überschreitet, sind in ver­ schiedenen Ausführungsformen bekannt, wobei die Schlupfregelein­ griffe durch Bremseneingriffe und/oder Motorbetriebseingriffe realisiert werden, siehe z. B. die Offenlegungsschriften DE 41 12 141 A1, DE 40 38 823 A1, DE 40 36 742 A1, DE 38 18 511 A1 und DE 35 27 532 A1. In der letztgenannten Offenlegungsschrift wird zu­ dem vorgeschlagen, daß dem Fahrer optisch, akustisch oder hap­ tisch durch Fahrpedalvibration ein aktiver Antriebsschlupfregel­ eingriff quantitativ angezeigt wird, so daß er das Fahrpedal ge­ eignet nachregeln kann, um eine Bremsenüberlastung zu vermeiden.

Für bestimmte Sonderbetriebssituationen kann es erwünscht sein, einen höheren Antriebsschlupf zuzulassen als im normalen Fahrbe­ trieb. Dies gilt insbesondere beim Fahren mit Schneeketten. In diesem Fall wird die optimale Traktion erst bei merklich höherem Antriebsschlupf als beim Fahren ohne Schneeketten erreicht. Es sind daher bereits Antriebsschlupfregelverfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen worden, bei denen für diese Sonder­ betriebsphasen der Schlupfgrenzwert von Hand von einem Normalbe­ triebswert auf einen demgegenüber höheren Sonderbetriebswert um­ geschaltet werden kann. Die entsprechende Schalteinrichtung wird als sogenannter Schneekettenschalter bezeichnet.

Ähnliche Funktionen werden auch von Schaltern aktiviert, die dazu dienen, die Antriebsschlupfregelung abzuschalten und ggf. durch eine Sperrdifferentialfunktion zu ersetzen.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Antriebsschlupfregelverfahrens der eingangs genannten Art zugrunde, bei dem die Auslösung derartiger Sonderbetriebsphasen mit erhöhtem Schlupfgrenzwert mit hohem Fahrkomfort bewirkt wird, ohne einen vom Fahrer von Hand zu betätigenden Schalter zu benötigen. Der Vorteil liegt einerseits darin, die Kosten für Schalter und Verkabelung zu sparen und andererseits darin, dem unkundigen Fahrer die Entscheidung abzunehmen, in welcher Situa­ tion der Schalter zu betätigen sei. Außerdem lassen sich ohne Schalter stufenlose Übergänge schaffen.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Antriebsschlupfregelverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei diesem Verfahren wird eine Sonderbetriebsphase mit selbsttätiger Anhebung des Schlupfgrenzwertes von einem Normal­ betriebswert auf einen Sonderbetriebswert immer dann aktiviert, wenn eine einen Antriebsschlupfregeleingriff auslösende, fahrer­ seitig eingestellte Hochlast-Motorbetriebsanforderung über eine vorgebbare Zeitspanne hinweg aufrechterhalten wird. Die jewei­ lige Sonderbetriebsphase wird folglich automatisch entsprechend einer bleibenden Anforderung eines Motorbetriebs bei oder nahe Vollast und damit durch eine bleibende Anforderung nach hohem Antriebsschlupf trotz bestehendem Antriebsschlupfregeleingriff ausgelöst. Sinnfällig wird somit der beispielsweise an einem zu­ gehörigen Fahrpedal erfaßbare, bleibende Fahrerwunsch nach hoher Traktion dahingehend interpretiert, daß das Fahrzeug im Sonder­ betrieb mit erhöhtem Antriebsschlupf betrieben werden soll. Ei­ ner Betätigung eines separaten Schaltelementes durch den Fahrer bedarf es bei diesem Verfahren zur Auslösung der Sonderbetriebs­ phase nicht. Vorzugsweise wird dem Fahrer ein jeweils stattfin­ dender Antriebsschlupfregeleingriff zur Anzeige gebracht, damit er genau über dessen Dauer informiert ist. Sollte er keinen Son­ derbetrieb wünschen, kann er die Anforderung nach hoher Motor­ last rechtzeitig vor Auslösung des Sonderbetriebs zurücknehmen.

Mit einem nach Anspruch 2 weitergebildeten Verfahren wird der Schlupfgrenzwert besonderes sanft vom Normalbetriebswert auf den höheren Sonderbetriebswert angehoben, so daß der Fahrer von der damit gegebenenfalls einhergehenden Minderung der Spurführung nicht überrascht wird.

Bei einem nach Anspruch 3 weitergebildeten Verfahren wird die Stellung eines Fahrpedals des Kraftfahrzeuges während einer je weiligen Sonderbetriebsphase zur Einstellung des Sonderbetriebs­ wertes für den Schlupfgrenzwert verwendet, so daß dieser vom Fahrer in komfortabler Weise eingestellt werden kann.

Bei einem nach Anspruch 4 weitergebildeten Verfahren wird der Sonderbetriebswert für den Schlupfgrenzwert auf einen Maximal­ wert begrenzt, der fahrgeschwindigkeitsabhängig vorgegeben wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, diesen Maximalwert mit stei­ gender Geschwindigkeit bis auf den Normalbetriebswert fallend vorzugeben.

In einer Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 5 erfolgt eine Rücksetzung des Schlupfgrenzwertes vom Sonderbetriebswert auf den Normalbetriebswert, d. h. ein Übergang von einer entspre­ chenden Sonderbetriebsphase auf eine anschließende Normalbe­ triebsphase, jeweils mit Beendigung einer fahrerseitigen Motor­ lastanforderung, z. B. auf eine Fahrpedalrückkehrbewegung hin bis zur Drosselklappenschließung oder einer Schubabschaltungsakti­ vierung.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher erläutert.

Das beschriebene Verfahrensbeispiel ist in für den Fachmann ohne weiteres ersichtlicher Weise mittels entsprechender Modifika­ tionen eines herkömmlichen Antriebsschupfregelsystems, insbeson­ dere eines solchen mit einem Schneekettenschalter, durchführbar, ohne daß es hierzu näherer zeichnerischer Illustrationen bedarf. Die herkömmlichen Systeme sind lediglich dahingehend abzuändern, daß der Schneekettenschalter entfallen kann und statt dessen eine Sensorik, z. B. eine Fahrpedalstellungssensorik, mit nachgeschal­ teter Auswerteeinheit vorzusehen ist, welche das Vorliegen der Hochlast-Motorbetriebsanforderung, beispielsweise anhand eines entsprechend stark betätigten Fahrpedals, über eine vorgegebene Zeitspanne hinweg ebenso wie eine Rücksetzung derartiger Anfor­ derungen nach hoher Motorlast zu erkennen vermag, so daß eine das Antriebsschlupfregelverfahren durchführende Steuereinheit in Abhängigkeit davon zwischen Normalbetriebsphasen und Sonderbe­ triebsphasen mit erhöhtem Schlupfgrenzwert umschaltet.

Während bei den herkömmlichen Systemen zur Vergrößerung des Schlupfgrenzwertes für den Sonderbetrieb mit Schneeketten ein zugehöriger Schneekettenschalter im Bedarfsfall vom Fahrer von Hand betätigt werden muß, wird beim vorliegenden Verfahren von der Antriebsschlupfregelanlage das Bestehen einer Hochlast-Mo­ torbetriebsanforderung durch den Fahrer, d. h. einer Anforderung nach einem Motorbetrieb bei oder nahe Vollast, überwacht. Dies kann beispielsweise durch Überwachung der Fahrpedalstellung ge­ schehen, wobei z. B. dann auf eine derartige Hochlast-Motorbe­ triebsanforderung geschlossen wird, wenn das Fahrpedal um min­ destens zwei Drittel seiner Maximalauslenkung ausgelenkt ist.

Sobald beim Auslenken des Fahrpedals festgestellt wird, daß der Antriebsradschlupf den Schlupfgrenzwert überschreitet, der an­ fänglich im Normalbetrieb auf einen bestimmten Normalbetriebs­ wert festgesetzt ist, greift die Antriebsschlupfregelung in zu­ nächst herkömmlicher Weise ein. Durch den ausgelösten Antriebs­ schlupfregeleingriff wird der Antriebsschlupf auf den Schlupf­ grenzwert begrenzt, der so gewählt ist, daß noch eine hinrei­ chende Spurführung der Antriebsachse möglich ist. Gleichzeitig mit dem Beginn des Antriebsschlupfregeleingriffs wird eine Schlupfwarnlampe aktiviert, die den Fahrer über den bestehenden Antriebsschlupfregeleingriff informiert.

Wenn der Fahrer trotz des ausgelösten Antriebsschlupfregelein­ griffes seine Anforderung nach hoher Motorlast beibehält, d. h. das Fahrpedal weiterhin für eine vorgebbare Zeitspanne von z. B. einer Sekunde entsprechend weit gedrückt hält, wird dies von dem verfahrensdurchführenden System dahingehend interpretiert, daß eine Sonderbetriebsphase mit erhöhtem Antriebsschlupf angefor­ dert wird. Nach Ablauf dieser Zeitspanne löst das System daher den gewünschten Sonderbetrieb aus, indem es den Schlupfgrenzwert innerhalb einer vorgebbaren Anhebungszeit von z. B. 3 s vom vorher geltenden Normalbetriebswert auf einen demgegenüber höheren Son­ derbetriebswert anhebt, und zwar vorzugsweise gleichförmig, z. B. mittels eines linearen Anstiegs. Mit dieser Vorgehensweise wird ein gleichmäßiger Übergang von der Normal- zur Sonderbetriebs­ phase erreicht, ohne daß der Fahrer durch die mit der Erhöhung des Antriebsschlupfes gegebenenfalls einhergehende Minderung der Spurführung überrascht wird.

Während der Sonderbetriebsphase dient das Fahrpedal vorzugsweise als Sollwertgeber für den Sonderbetriebswert des Schlupfgrenz­ wertes. In einer beispielhaften Realisierung kann hierbei das letzte Drittel der Fahrpedalauslenkung zur Einstellung des Son­ derbetriebswertes für den Schlupfgrenzwert derart herangezogen werden, daß bei zwei Dritteln der Maximalauslenkung der Sonder­ betriebswert dem Normalbetriebswert entspricht und mit größerer Fahrpedalauslenkung bis zur Maximalauslenkung kontinuierlich bis zum maximal möglichen, optimalen Traktionsschlupf von z. B. 30% angehoben wird. Dieser für den Sonderbetriebswert des Schlupf­ grenzwertes erzielbare Maximalwert wird vorzugsweise geschwin­ digkeitsabhängig dergestalt eingestellt, daß er oberhalb einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit, z. B. oberhalb von 80 km/h kon­ stant auf dem Normalbetriebswert liegt, während er für geringere Fahrgeschwindigkeiten stetig ansteigt. Damit wird erreicht, daß bei Fahrgeschwindigkeiten über der vorgegebenen Geschwindig­ keitsschwelle effektiv keine Erhöhung des Antriebsschlupfes stattfindet, wie dies auch bei der herkömmlichen Schneeketten­ schalterfunktionalität zweckmäßig ist. Bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten kann die Funktion des teil­ weise oder voll gesperrten Differentials angenähert werden.

Die Rücksetzung des Schlupfgrenzwertes vom Sonderbetriebswert auf den Normalbetriebswert, d. h. der Übergang von einer bisheri­ gen Sonderbetriebsphase zu einer anschließenden Normalbe­ triebsphase mit verringertem Schlupfgrenzwert wird immer dann ausgelöst, wenn die Fahrpedalauslenkung weit genug zurückgenom­ men wird, z. B. bis zu einer vollständigen Schließung einer Dros­ selklappe oder bis zum Einsatzpunkt einer vorhandenen Schubab­ schaltung, was z. B. bei Erreichen einer Drehzahl von ca. 1400 min^-1 erfolgt. Die Rücksetzung kann auch in Verbindung mit einer Zeitkonstante erfolgen, so daß nicht bei jeder schnellen Gaspe­ dalrücknahme eine Rücksetzung erfolgen muß. Die Zeitkonstante kann je nach Fahrbetrieb selbstadaptierbar sein, d. h. bei stän­ diger Ausnutzung hoher Schlupfbereiche wird sie verlängert.

Das erfindungsgemäße und oben anhand eines Beispiels näher er­ läuterte Verfahren realisiert für eine Antriebsschlupfregelung eine selbsttätige Umschaltung zwischen Normalbetriebsphasen und Sonderbetriebsphasen mit erhöhtem, zugelassenem Antriebsschlupf. Gegenüber herkömmlichen Verfahren mit einem vom Fahrer von Hand zu betätigenden Schneekettenschalter wird ersichtlich ein hö­ herer Fahrkomfort erzielt, und der Realisiserungsaufwand ist vergleichsweise gering. Denn einerseits kann der Schneeketten­ schalter einschließlich Montage und Verkabelung entfallen, und andererseits sind für die selbsttätige Betriebsumschaltung der Antriebsschlupfregelung nur wenig aufwendige Modifikationen be­ stehender Antriebsschlupfregeleinrichtungen erforderlich, die großteils softwaremäßig erfolgen können. In diese Software kann ein Ingenieurswissen integriert werden, welches dem Normalfahrer nicht zur Verfügung steht. Wenn dieser vor der Entscheidung steht, den Schneekettenschalter zu betätigen, ist er häufig überfordert oder situationsbedingt überlastet.

Claims (6)

1. Antriebsschlupfregelverfahren für ein Kraftfahrzeug, bei dem

• - Antriebsschlupfregeleingriffe erfolgen, wenn der Antriebs­ schlupf einen vorgebbaren Schlupfgrenzwert überschreitet, der fahrerangefordert zwischen einem Normalbetriebswert und einem demgegenüber höheren, für Sonderbetriebsphasen gültigen Sonder­ betriebswert veränderbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine jeweilige Sonderbetriebsphase mit selbsttätiger Anhebung des Schlupfgrenzwertes vom Normalbetriebswert auf den Sonderbe­ triebswert aktiviert wird, wenn eine einen Antriebsschlupfre­ geleingriff auslösende, fahrerseitig eingestellte Hochlast-Mo­ torbetriebsanforderung über eine vorgebbare Zeitspanne hinweg aufrechterhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupfgrenzwert nach Ablauf der vorgebbaren Zeitspanne gleichförmig innerhalb einer vorgebbaren Anhebungszeit vom Nor­ malbetriebswert auf den Sonderbetriebswert angehoben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß während einer jeweiligen Sonderbetriebsphase der Sonderbetriebs­ wert des Schlupfgrenzwertes durch die Fahrpedalstellung bestimmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sonderbetriebswert des Schlupfgrenzwertes auf einen fahrge­ schwindigkeitsabhängig vorgebbaren Maximalwert begrenzt bleibt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß eine Rücksetzung des Schlupfgrenzwertes vom Sonderbetriebswert auf den Normalbetriebswert jeweils mit Beendigung einer fahrer­ seitigen Motorlastanforderung und/oder aufgrund einer Zeitkon­ stante erfolgt.