DE19913825A1 - Regelsystem für ein Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Es wird ein Regelsystem für ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches wenigstens eine den Radschlupf repräsentierende Größe beeinflußt, wobei ein Steuergerät zur Steuerung wenigstens der Antriebseinheit des Fahrzeugs vorgesehen ist, in welchem ein das Motormoment beeinflußter Antriebsschlupfregler implementiert ist. Dieser bildet einen Wert für eine Stellgröße für das Moment der Antriebseinheit auf der Basis wenigstens eines vom Schlupf und vom Schlupfgradienten abhängigen Kennfeldes.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Regelsystem für ein Fahrzeug, welches wenigstens eine den Radschlupf repräsentierende Grö­ ße beeinflußt.

Ein derartiges Regelsystem ist beispielsweise aus dem SAE-Paper 950759 "VDC, The Vehicle Dynamics Control System of Bosch von Anton T. von Zanten, Rainer Erhardt and Georg Pfaff" bekannt. Dieses Regelsystem umfaßt einen Antibloc­ kierregler, einen Antriebsschlupfregler, einen Motorschlepp­ momentenregler sowie einen in Abhängigkeit einer die Gierge­ schwindigkeit des Fahrzeugs repräsentierenden Größe arbei­ tender Regler. Diese Regelsysteme sind in einem Steuergerät realisiert, welche die Bremsanlage des Fahrzeugs beeinflußt und welche über eine Kommunikationsverbindung mit einem Steuergerät zur Steuerung der Antriebseinheit (Motor und/oder Getriebe) verbunden ist. Dieses bekannte Regelsy­ stem ist z. B. mit Blick auf die benötigte Rechnerleistung, die benötigten Übertragungsgeschwindigkeiten zwischen den Steuergeräten, etc. im Software- und im Hardwarebereich auf­ wendig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein wenigstens zur Steuerung einer Schlupfgröße auf die Antriebseinheit des Fahrzeugs einwirkendes Regelsystem anzugeben, bei welchem der Aufwand im Software- und im Hardwarebereich reduziert ist und den­ noch ein zufriedenstellendes Regelverhalten sich ergibt.

Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängi­ gen Patentansprüche erreicht.

Ein Beispiel für einen Antriebsschlupfregler stellt die EP-B1 386 126 dar. Dort wird der Schlupf wenigstens eines Antriebsrades ermittelt und in Abhängigkeit des Schlupfes, insbesondere wenn dieser einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, das Motormoment erniedrigt. Ist der Schlupf auf den vorgegebenen Wert bzw. den vorgegebenen Bereich ein­ gestellt, wird das Motormoment durch entsprechende Steuerung der Drosselklappe nach einer vorgegebenen Vorgehensweise langsam erhöht (Auframpen). Eine konkrete Vorgehensweise zur Ermittlung der Größe der Reduzierung des Motormoments bei auftretendem unzulässigem Schlupf ist nicht beschrieben.

Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 198 44 912.7 ist ein Regelsystem für ein Fahrzeug bekannt, bei welchem die auf das Fahrzeug wirkende Querbeschleunigung erfaßt wird, deren zeitliches Verhalten ermittelt wird und in Abhängigkeit dieser beiden Größen die Leistung oder das Drehmoment der Antriebseinheit des Fahrzeugs beeinflußt wird. Durch diese Vorgehensweise wird im Antriebsfall ein stabiles Fahrzeugverhalten, insbesondere bei einer Kurven­ fahrt, sichergestellt.

Vorteile der Erfindung

Die Realisierung eines wirkungsvollen, einfachen Antriebs­ schlupfreglers in einer, das Moment der Antriebseinheit des Fahrzeugs beeinflussenden Steuereinheit erlaubt eine deutli­ che Reduzierung des Software- und Hardwareaufwandes (z. B. des ROM-Bedarfs). Von besonderem Vorteil ist eine Kombinati­ on dieses Antriebsschlupfreglers, mit dem aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannten Querbeschleunigungs­ steuerung, welches zu einem Fahrdynamikregelsystem führt, das im Antriebsfall die Fahrzeugstabilität verbessert. Durch die Implementierung dieses einfachen, den Aufwand reduzie­ renden Systems in der Steuereinheit für die Antriebseinheit des Fahrzeugs wird eine deutliche Reduzierung des Software- und Hardwareaufwandes erreicht, ohne daß funktionelle Einbu­ ßen bezüglich der Fahrstabilität des Fahrzeuges und/oder der Traktion des Fahrzeugs zu erwarten sind.

Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung des Antriebs­ schlupfregelsystems durch Kennlinien oder -felder, aus wel­ chen beispielsweise in Abhängigkeit des Radschlupfes und/oder der zeitlichen Änderung des Radschlupfes sowie ei­ ner die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentierenden Größe Sollwerte für wenigstens eine Stellgröße abgeleitet werden, welche die Leistung der Antriebseinheit oder das Drehmoment der Antriebseinheit steuert. Durch die einfache, den Aufwand in der Steuereinheit reduzierende Antriebsschlupfregelung wird eine zufriedenstellende Träktionsverbesserung erreicht.

Besonders vorteilhaft ist, daß der Gradient zum Heranführen der Stellgröße an die dem Betriebszustand entsprechenden Wert über die Anzahl der Regelzyklen bzw. über die Größe des aufgetretenen Schlupfes gewichtet wird. Besonders vorteil­ haft ist, daß bei der Bestimmung des Gradienten Schlupf und Schlupfgradient berücksichtigt werden. Auf diese Weise wird die Schnelligkeit des Heranführens abhängig vom Schlupfzu­ stand.

In vorteilhafter Weise wird bei der Vorgabe eines Drossel­ klappensollwinkels als Stellgröße der vorgegebene Soll- bzw. Begrenzungswinkel korrigiert, so daß Fahrwiderstände wie Steigungen und/oder geringere Motorleistung in höherer Mee­ reshöhe berücksichtigt werden und der eingestellte Begren­ zungswinkel das Moment bzw. die Leistung der Antriebseinheit auch außerhalb von Normbedingungen im Sinne einer Schlupfre­ duzierung bzw. Steuerung des Schlupfes auf einen gewünschten Wert erlaubt.

Besonders vorteilhaft ist, daß in außergewöhnlichen Be­ triebszuständen, in denen eine bleibende Regelabweichung auftritt (bleibende Abweichung des Schlupfes vom vorgegebe­ nen Wert bzw. Wertbereich), die Regelabweichung aufinte­ griert und der aus dem oder den Kennfeldern ermittelte Wert für die Stellgröße abhängig von dem Integrationswert beein­ flußt wird, in dem Sinne, daß die bleibende Abweichung ver­ schwindet. So ergibt sich auch in Ausnahmesituationen eine zufriedenstellende Traktion.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den nachfolgend beschrie­ benen Ausführungsbeispielen bzw. der abhängigen Patentan­ sprüche.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild von Steuereinheiten zur Steuerung der Antriebseinheit sowie der Bremsanlage eines Fahrzeugs, in denen das Regelsystem implementiert ist. In den Fig. 2 bis 4 wird eine bevorzugte Ausführungsform eines Antriebs­ schlupfreglers, welche in der Steuereinheit der Antriebsein­ heit abläuft, anhand von Flußdiagrammen dargestellt. Diese skizzieren Programme, die vom Rechner der Steuereinheit zur Steuerung der Antriebseinheit ausgeführt werden. In Fig. 5 wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise anhand von Zeitdia­ grammen verdeutlicht.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt ein Übersichtsblockschaltbild einer Fahrzeug­ steuerung, bei welcher wenigstens zwei getrennte Steuergerä­ te 10 und 12 vorgesehen sind. Das Steuergerät 10 betätigt über Ausgangsleitungen 14 eine Bremsanlage 16, insbesondere eine hydraulische Bremsanlage, welche die Bremskraft an den Radbremsen 18 bis 24 des Fahrzeugs auf- oder abbaut. Die Steuereinheit 12 steuert über ihre Ausgangsleitungen 26 we­ nigstens eine Stellgröße, die das Drehmoment oder die Lei­ stung einer Antriebseinheit 28 des Fahrzeugs beeinflußt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinheit 28 eine Brennkraftmaschine, bei welcher zur Leistungseinstel­ lung die Stellung einer Drosselklappe, die einzuspritzende Kraftstoffmasse und/oder der einzustellende Zündwinkel zur Verfügung stehen. Darüber hinaus stellt die Ansteuerung ei­ nes Turboladers, welcher den Ladedruck im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine ändert, einer Nockenwelle und/oder der Einlaßventile einer Brennkraftmaschine eine derartige Stell­ größe dar. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel steuert die Steuereinheit 12 nicht nur die Antriebseinheit sondern auch ein automatisches Getriebe. In diesem Ausführungsbei­ spiel ist eine der zur Verfügung stehenden Stellgrößen auch ein Getriebeeingriff, wobei durch den Getriebeeingriff das Übersetzungsverhältnis des Getriebes verändert wird. Ent­ sprechend kann auch eine elektrisch betätigbare Kupplung vorgesehen sein, deren Stellgröße als Steuergröße im Rahmen der Antriebsschlupfregelung zur Verfügung steht.

Die nachfolgend beschriebene Vorgehensweise ist nicht auf die in Fig. 1 dargestellte konkrete Lösung beschränkt, bei der als Bremsanlage eine hydraulische Bremsanlage eingesetzt wird und als Antriebseinheit eine Brennkraftmaschine vorhan­ den ist. Die entsprechende Vorgehensweise wird mit den glei­ chen Vorteilen auch dann eingesetzt, wenn die Antriebsein­ heit ein Elektromotor, ein Hybridantriebskonzept und die Bremsanlage eine pneumatische Bremsanlage oder eine Bremsan­ lage mit elektromotorischer Zuspannung ist.

Die Steuereinheiten 10 und 12 sind über ein Kommunikations­ system 30, z. B. CAN, miteinander zum Datenaustausch verbun­ den. Das Steuergerät 10, welches wenigstens einen Mikrocom­ puter enthält, erfaßt über Eingangsleitungen 32 bis 36 von entsprechenden Meßeinrichtungen 38 bis 42 Signale, welche die Geschwindigkeiten der Räder des Fahrzeugs repräsentie­ ren. Daneben erfaßt das Steuergerät 10 Signale, welche ande­ re zur Durchführung seiner Funktion benötigten Betriebsgrö­ ßen repräsentieren, welche nicht über die Kommunikationsver­ bindung 30 vom anderen Steuergerät 12 geliefert werden. Der wenigstens eine Mikrocomputer des Steuergeräts 10 führt die Bremsensteuerung durch. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel führt das Steuergerät 10 eine Antiblockierfunktion durch. In anderen Ausführungsbeispielen wird eine Fahrdynamikregelung realisiert, die auf die Bremsanlage des Fahrzeugs eingreift. Derartige Systeme sind aus dem Stand der Technik bekannt. Über die Kommunikationsverbindung 30 schickt das Steuergerät 10 zum Steuergerät 12 Meßwerte, die im Steuergerät 10 aus den Eingangssignalen abgeleitet werden. Beispielsweise wird über die Kommunikationsverbindung 30 ein der Fahrzeugge­ schwindigkeit repräsentierendes Signal übermittelt, welches auf der Basis der Radgeschwindigkeitswerte ermittelt wurde, und die Radgeschwindigkeitswerte selbst.

Das Steuergerät 12 enthält ebenfalls wenigstens einen Mikro­ computer, der die Steuerung der Antriebseinheit und/oder des Getriebes des Kraftfahrzeugs durchführt. Auch das Steuerge­ rät 12 erhält über Eingangsleitungen 44 bis 48 von entspre­ chenden Meßeinrichtungen 50 bis 54 Signale, die Betriebsgrö­ ßen zur Steuerung der Antriebseinheit und/oder des Getriebes repräsentieren, bzw. aus denen derartige Betriebsgrößen ab­ geleitet werden.

Neben den herkömmlichen Steuermaßnahmen zur Steuerung der Antriebseinheit und/oder des Getriebes umfaßt das Steuerge­ rät 12, im bevorzugten Ausführungsbeispiel das eingangs er­ wähnte Fahrdynamikregelsystem, welches auf der Basis der von einer Meßeinrichtungen 50 bis 54 gemessenen Querbeschleuni­ gung und deren Gradienten ein Eingriffssignal auf wenigstens eine Stellgröße zur Steuerung der Leistung bzw. des Drehmo­ ments der Antriebseinheit ermittelt. Ferner wird die nach­ folgend beschriebene Antriebsschlupfregelung im Rahmen des Mikrocomputers des Steuergeräts 12 durchgeführt. Dabei wird in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel unter Antriebs­ einheit Motor, Kupplung und Getriebe verstanden, wobei das Drehmoment der Antriebseinheit das Ausgangsmoment am Rad oder am Getriebeausgang ist.

Durch die Lokalisierung eines Antriebsschlupfreglers und ggf. ergänzend einer Querbeschleunigungssteuerung im Steuer­ gerät für die Antriebseinheit wird ein einfaches Fahrdyna­ mikregelsystem für den Antriebsfall zur Verbesserung der Fahrzeugstabilität im Antriebsfall erzeugt, welches ohne großen Software- und Hardwareaufwand zuverlässig arbeitet. Dies gilt insbesondere beim Einsatz des aus dem eingangs ge­ nannten nicht vorveröffentlichten Stand der Technik bekann­ ten Querbeschleunigungssteuersystem und des nachfolgend be­ schriebenen Antriebsschlupfregelsystems. Aufwendige Hard­ ware- und/oder Softwaremaßnahmen im wenigstens einen Mikro­ computer des Steuergeräts 10 zur Steuerung der Bremsanlage sind bei der Realisierung eines solchen Regelsystems für den Antriebsfall, das auf die Antriebsleistung einwirkt, nicht notwendig, so daß das Steuergerät 10 auf einen Antiblockier­ regler und/oder ein Fahrdynamikregelsystem mit Bremsenein­ griff reduziert werden kann. Ebensowenig sind aufwendige Maßnahmen zur Übertragung der wenigstens einen Stellgröße zum Steuergerät 12 und/oder aufwendige Algorithmen zur Be­ stimmen der wenigstens einen Stellgröße erforderlich.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel beeinflußt das Steuerge­ rät 12, dort der wenigstens eine Mikrocomputer, die An­ triebsleistung oder das Antriebsmoment des Fahrzeugs als Funktion des Antriebsschlupfes und ggf. der Querbeschleuni­ gung des Fahrzeugs. Je nach Ausführung der Antriebseinheit und des Steuergerätes 12 wird die Antriebsleistung bzw. das Antriebsmoment des Fahrzeugs bei einer Brennkraftmaschine durch Beeinflussung der Luftzufuhr (Drosselklappe), der Kraftstoffeinspritzmenge und/oder des Zündzeitpunkts reali­ siert. Zusätzlich findet auch eine Beeinflussung des Getrie­ bes, insbesondere des Übersetzungsverhältnisses und einer dort ggf. eingesetzten elektrisch betätigbaren Kupplung statt. Autark davon kann eine Beeinflussung der Radbremsen in Abhängigkeit der genannten Signale im Steuergerät 10 stattfinden. In einem Ausführungsbeispiel wird durch ein Si­ gnal, welches in einem der Steuergeräte gebildet wird und ans andere übermittelt wird, die Priorität zwischen Bremsm- und Momenteneingriff bei einer Antriebsschlupfregelung mit­ geteilt. Diese Priorität legt fest, ob zuerst ein Momenten­ eingriff bei auftretendem Radschlupf oder zuerst ein Brem­ seneingriff stattfindet. Das Antriebsmoment bzw. die An­ triebsleistung wird in Abhängigkeit der dargestellten Größen begrenzt, reduziert oder erhöht. Durch die Realisierung im Steuergerät 12 für die Antriebseinheit werden sehr kurze Stellzeiten erzielt. Durch den nachfolgend beschriebenen Einsatz von Kennfeldern, der beim Antriebsschlupfregler vor­ genommen wird, erfolgt ein kontinuierlicher Eingriff, der ohne gesonderte Triggerung auskommt. Auch diese Maßnahme re­ duziert den Aufwand bezüglich Software und Hardware erheb­ lich.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine Antriebs­ schlupfregelung ist anhand der Flußdiagramme von Fig. 2 bis 4 dargestellt.

Das in Fig. 2 dargestellte Programm wird zu vorgegebenen Zeitpunkten durchlaufen. Im ersten Schritt 100 wird der Schlupf S wenigstens eines Antriebsrades sowie die Fahrzeug­ referenzgeschwindigkeit vref oder die Fahrzeuggeschwindig­ keit eingelesen. Beispielsweise wird die Fahrzeugreferenzge­ schwindigkeit aus dem mittleren Geschwindigkeitssignal der nicht angetriebenen Räder gebildet, während das Schlupfsi­ gnal beispielsweise aus der Differenz einer ausgewählten Ge­ schwindigkeit eines nicht angetriebenen und einer ausgewähl­ ten Geschwindigkeit eines angetriebenen Rades, insbesondere aus den jeweiligen Maximalwerte, gebildet wird. Andere Arten der Berechnung des Schlupfes und der Fahrzeugreferenzge­ schwindigkeit werden in anderen Ausführungsbeispielen eben­ falls eingesetzt. Die nachstehend beschriebene erfindungsge­ mäße Antriebsschlupfregelung ist von der konkreten Art der Bildung des Schlupfsignals und des Referenzsignals unabhän­ gig.

Im darauffolgenden Schritt 102 wird der zeitliche Gradient dS des Schlupfsignals gebildet, beispielsweise durch Diffe­ renzbildung zweier zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfaßten Schlupfsignalwerten. Daraufhin wird im Schritt 104 auf der Basis von zwei Kennfeldern in Abhängigkeit des Schlupfes S und des Referenzgeschwindigkeitssignals vref bzw. auf der Basis des Schlupfgradienten dS und des Geschwindigkeitsrefe­ renzsignals vref zwei Sollwertanteile sw_kfs und sw_kfds ge­ bildet, die Teile des Sollwertes für die das Motormoment bzw. die Motorleistung beeinflussende Stellgröße, im bevor­ zugten Ausführungsbeispiel des Drosselklappenwinkels, dar­ stellen. Die beiden Werte Sollwerte werden im darauffolgen­ den Schritt 106 zum Sollwert sw verknüpft. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der auf der Basis des Gradienten des Schlupfsignals berechnete Sollwert vom Sollwert abgezo­ gen, der auf der Basis des Schlupfsignals bestimmt wurde. In anderen Ausführungsbeispielen wird eine Minimalwertauswahl oder eine Addition der beiden Werte durchgeführt. Ist der in Schritt 106 bestimmte Sollwert sw kleiner als ein fest vor­ gegebener Maximalwertsollwert DKmax, so wird bei entspre­ chender Antwort in Schritt 108 im Schritt 110 wenigstens ein Korrekturfaktor K eingelesen und der Sollwert sw auf der Ba­ sis des Korrekturfaktors K korrigiert. Der Korrekturfaktor wird dabei im bevorzugten Ausführungsbeispiel multiplikativ berücksichtigt. Er wird nur dann eingelesen, wenn der Soll­ wert kleiner als der Maximalsollwert ist, somit ein Eingriff des Antriebsschlupfreglers vorliegt. Der Korrekturfaktor be­ rücksichtigt zusätzliche Fahrwiderstände, wie beispielsweise die Fahrbahnsteigung und/oder die Meereshöhe. Der Korrektur­ faktor wird beispielsweise abhängig von der Beschleunigung und der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder auf der Basis einer Außendruckmessung gebildet. Nach Schritt 110 bzw. im Falle einer Nein-Antwort im Schritt 108 wird im Schritt 112 überprüft, ob der ggf. korrigierte Sollwert sw den Maximalwert DKmax überschreitet. Ist dies der Fall, wird gemäß Schritt 114 der Sollwert auf dem Maximalwert DKmax festgehalten, andernfalls, wie auch nach Schritt 114, das Programm beendet und zum nächsten Zeitpunkt erneut gestar­ tet.

In einem anderen Ausführungsbeispiel werden Kennfelder über dem Schlupfsignal und dem Istwert der Drosselklappenstellung sowie über dem Gradienten des Schlupfsignals und dem Istwert der Drosselklappenstellung eingesetzt, die in entsprechender Weise wie in Fig. 2 dargestellt, zum Sollwert verknüpft werden.

Der ermittelte Sollwert begrenzt im bevorzugten Ausführungs­ beispiel den Drosselklappenwinkel, solange der vom Fahrer vorgegebene Drosselklappenwinkel größer ist. Der Sollwert wird daher auch Begrenzungswert genannt. Entsprechendes gilt beim Einsatz im Zusammenhang mit einer Dieselbrennkraftma­ schine, wobei dort ein Sollwert für die Kraftstoffmenge vor­ gegeben wird.

Das im Schritt 100 eingelesene Schlupfsignal ist geeignet aufbereitet und gefiltert. In einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird das Schlupfsignal ferner gewichtet über ein Kurvensignal, das Geschwindigkeitssignal, das Fahr­ zeugbeschleunigungssignal, die Steigung der Fahrbahn und/oder die Radbeschleunigung. Die Gewichtungsfaktoren sind dabei in Kennlinien abgelegt und werden mittels wenigstens einer arithmetischen Operation (z. B. Multiplikation) mit dem Schlupfsignalwert berücksichtigt.

Die Berechnung des auszugebenden Sollwertes auf der Basis des berechneten Sollwertes sw wird in Fig. 3 dargestellt. Nach Start des Programmteils zu vorgegebenen Zeitpunkten wird im ersten Schritt der aktuell ausgegebene Sollwert swasr und der Fahrersollwert swF eingelesen. Im darauffol­ genden Schritt 302 wird überprüft, ob der ausgegebene Soll­ wert swasr kleiner oder gleich dem Fahrersollwert swF ist. Ist dies der Fall, wird im Schritt 306 überprüft, ob der auszugebende Sollwert swasr kleiner oder gleich einem Schwellenwert B (z. B. 60°) ist. Ist dies der Fall, so wird der Antriebsschlupfregler gemäß Schritt 308 als aktiv ange­ nommen und ggf. eine Fahrerinformationslampe aktiviert, im Falle einer Nein-Antwort im Schritt 306 wird die Fahrerin­ formationslampe abgeschaltet (Schritt 318). Im Schritt 310 wird der auszugebende Sollwert swasr mit einem Maximalwert max verglichen. Ist der auszugebende Sollwert größer als der Maximalwert wird er gemäß Schritt 312 auf den Maximalwert gesetzt. Danach wird der Sollwert zur nicht dargestellten Minimalwertauswahl mit dem Fahrersollwert (Schritt 314) aus­ gegeben und das Programm beendet. Ist der auszugebende Soll­ wert gemäß Schritt 310 nicht größer als der Maximalwert, so wird der auszugebende Sollwert ohne Begrenzung ausgegeben.

Hat Schritt 302 ergeben, daß der ausgegebene Sollwert swasr größer als der Fahrersollwert swF ist, so wird der auszuge­ bende Sollwert swasr auf den Fahrersollwert swF gesetzt (Schritt 304) und gemäß Schritt 318 die Fahrerinformations­ lampe ausgeschaltet bzw. bleibt ausgeschaltet. Das Programm wird mit Schritt 310 weitergeführt.

Neben der Vorgabe eines Solldrosselklappenwinkels im Rahmen der Antriebsschlupfregelung wird in einem anderen Ausfüh­ rungsbeispiel ein Motormomentensollwert vorgegeben. In einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird der Drossel­ klappensollwert derart korrigiert, daß in allen Motorbe­ triebspunkten ein äquivalentes Motormoment eingestellt wird. Dabei wird der Begrenzungswinkel bzw. der Sollwert für die Drosselklappenstellung mit der Motordrehzahl gewichtet.

Neben dem Eingriff auf die Drosselklappe zur Antriebs­ schlupfregelung wird in einem anderen Ausführungsbeispiel der Ladedruck im Ansaugteil einer Verbrennungsmaschine ver­ ändert. Dies ist vorzugsweise während des gesamten Antriebs­ schlupfregelzyklus der Fall. Auf diese Weise wird die Lei­ stung der Verbrennungsmaschine während der gesamten Regelung reduziert, so daß eine feinfühligere Drosselklappensteuerung und somit eine feinfühligere Regelung des Antriebsschlupfes ermöglicht wird.

Zusätzlich zum Eingriff in die Drosselklappenstellung er­ folgt ein Eingriff in die Zündung und/oder ein Ausblenden der Einspritzung, was ebenfalls zur Reduzierung der Motor­ leistung bzw. des Motormoments und somit des Antriebsschlup­ fes führt. Die zusätzlichen Eingriffe sind dabei unabhängig vom Eingriff in die Drosselklappenstellung, so daß über die Rückkopplung durch die Reduzierung des Schlupfes die zusätz­ lichen Eingriffe auch beim Verlauf der Veränderung der Dros­ selklappenstellung berücksichtigt werden.

Ferner zusätzlich oder alternativ zum Drosseleingriff kann bei hoher Dynamik ein Eingriff in eine elektrisch steuerbare Kupplung vorgenommen werden, insbesondere im Anfahrbereich oder beim Gangwechsel. Daneben wird in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ein Getriebeeingriff durchgeführt, wobei das Getriebe in den nächsthöheren Gang geschaltet wird, um eine feinfühligere Regelung der Drosselklappe mit kleineren Momentenänderungen zu erzielen. Der nächsthöhere Gang wird wieder verlassen, wenn der Antriebsschlupfregeleingriff be­ endet ist.

Bei einem Dieselmotor wird anstelle der Drosselklappenstel­ lung die Einspritzmenge eingestellt. Bei einem Elektromotor wird entsprechend vorgegangen, um das Motormoment bzw. die Leistung des Elektromotors zu reduzieren.

Bei Brennkraftmaschinen mit Turbolader ist, wenn die An­ triebsschlupfregelung auf das Motormoment über den Drossel­ klappensollwinkel einwirkt, die Aktivität des Turboladers eine Störgröße. Daher ist es vorteilhaft, bei einer derarti­ gen Brennkraftmaschine anstelle des Drosselklappensollwertes einen Saugrohrsolldruckwert einzuregeln, um diese Störgröße zu minimieren.

Fig. 2 beschreibt die Bildung des Sollwertes auf der Basis des Schlupfes und der Schlupfänderung. Dieser führt zu einer Begrenzung des Sollwertes für die Stellgröße, durch die Mo­ tormoment reduziert wird. Erhöht sich dieser Begrenzungswert infolge der Veränderung des Schlupfes wieder, tritt eine An­ stiegsbegrenzung für den Sollwert in Aktion, die den Soll­ wert wie nachfolgend beschrieben an den Fahrerwert oder den Begrenzungswert heranführt (Zugaberoutine oder Auframpfunk­ tion). Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Funktion ist im Flußdiagramm nach Fig. 4 dargestellt. Auch dieses Pro­ gramm wird zu vorgegebenen Zeitpunkten eingeleitet, wenn der nach den Programmen der Fig. 2 und 3 berechnete Sollwert sich wieder erhöht.

Nach Start des Programmteils in Fig. 4 wird im ersten Schritt 200 der Schlupf 5 und der Schlupfgradient dS einge­ lesen. Im darauffolgenden Schritt 202 wird überprüft, ob die Antriebsschlupfregelung aktiv ist. Dies erfolgt z. B. auf der Basis einer Marke ASR_aktiv, die bei Auftreten von Rad­ schlupf bzw. der Notwendigkeit einer Momentenreduzierung ge­ setzt wird. Ist die Antriebsschlupfregelung nicht aktiv, wird die den ersten Regelzyklus anzeigende Marke M1RZ zu­ rückgesetzt (Wert Null) und ein die Steigung des Auframpens beeinflussender Faktor F auf seinen Maximalwert max gesetzt (Schritt 204). Im nächsten Schritt 206 wird dann der den Sollwert zur Realisierung der Anstiegsbegrenzung erhöhende Zugabewert ΔDK für die Stellgröße auf der Basis der wie nachfolgend beschrieben ermittelte Auframpfaktor Fauf, des Faktors F sowie eines die Anzahl der Regelzyklen anzeigenden Werts Zregel gebildet, vorzugsweise durch Multiplikation. Im nächsten Schritt 208 wird der auszugebende Sollwert swasr um den Zugabewert ΔDK erhöht. Danach wird im Schritt 210 der auszugebende Sollwert swasr mit der Fahrervorgabe DKF ver­ glichen. Ist der auszugebende Sollwert größer als die Fah­ rervorgabe, wird die Antriebsschlupfregelung als nicht mehr aktiv angenommen und die entsprechende Marke ASR_aktiv zu­ rückgesetzt (Schritt 212). Nach Schritt 212 bzw. nach Schritt 210 im Falle einer Nein-Antwort wird im Schritt 214 der auszugebende Sollwert swasr mit einem Maximalwert ver­ glichen. Überschreitet der Sollwert den Maximalwert, wird der Sollwert auf den Maximalwert begrenzt (Schritt 216). Da­ nach bzw. nach Schritt 214 im Falle einer Nein-Antwort wird das Programm beendet und zum nächsten Zeitpunkt wiederholt.

Ist die Marke ASR aktiv gesetzt, werden die Faktoren, die zur Berechnung des Zugabewerts ΔDK bestimmt. Zunächst wird im Schritt 218 der Schlupf 5 des wenigstens einen Antriebs­ rades mit einem Grenzwert Sgr1 verglichen. Überschreitet der Schlupf diesen Grenzwert, wird im Schritt 220 überprüft, ob die Marke für den ersten Regelzyklus M1RZ gesetzt ist. Ist dies nicht der Fall, wird im Schritt 222 der Faktor F auf seinen Maximalwert (z. B. 100%) gesetzt und die Marke M1RZ gesetzt (auf 1). Danach wird im Schritt 224 bei negativem Schlupf der Faktor F auf einen vorgegeben Wert X gesetzt und im folgenden Schritt 226 der Auframpfaktor Fauf nach Maßgabe eines Kennfeldes auf der Basis des Schlupfes S und des Schlupfgradients dS berechnet. In einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 224 zusätzlich abhängig von der Anzahl der bisherigen Regelzyklen der Faktor Zregel aus einer Kennlinie ausgelesen und dann mit Schritt 206 und der Berechnung des Zugabewerts ΔDK fortgefahren.

Schritt 224 ist je nach Ausführungsbeispiel vorhanden oder nicht. Er trägt in der jeweiligen Ausgestaltung jedoch zu einer weiteren Verbesserung der Schlupfregelung bei.

Hat Schritt 220 ergeben, daß die Marke M1RZ gesetzt ist (Re­ gelung im ersten Zyklus), wird gemäß Schritt 230 der Faktor F um einen vorgegebenen Wert Δ (z. B. x%) verringert. In ei­ nem Ausführungsbeispiel entfällt die Abfrage 220. Danach wird im Schritt 232 der Faktor mit einem Minimalwert vergli­ chen und im Falle eines Unterschreitens des Minimalwerts im Schritt 234 auf diesen begrenzt. Diese Vorgehensweise führt zu einer Abhängigheit der Steigung der Stellgröße von der Dauer, für die der Radschlupf über dem Grenzwert liegt. Da­ bei ist die Steigung umso flacher, je länger der Radschlupf­ über dem Grenzwert liegt.

Befindet sich der Radschlupf S gemäß Schritt 218 nicht über dem Grenzwert, wird im Schritt 236 überprüft, ob der Rad­ schlupf unter einem zweiten Grenzwert Sgr2 liegt, der aus dem Grenzwert des Schrittes 218 abgeleitet ist. Ist der Rad­ schlupf nicht unter diesem Grenzwert, wird der Faktor F un­ beeinflußt gelassen und mit Schritt 224 fortgefahren. Ist der Radschlupf unter dem zweiten Grenzwert, wird der Faktor F um einen vorgegebenen Wert Δ2 (z. B. x%) erhöht. Dieser Wert kann mit dem Wert des Schrittes 230 identisch sein. In diesem Fall wird eine gegenüber dem Absenken des Faktor F langsameres Wiederansteigen dadurch erreicht, daß Schritt 238 in einem größeren Zeitraster durchlaufen wird als Schritt 230. In einem Ausführungsbeispiel wird nach einer bestimmten Anzahl (Anz) von Durchläufen dieses Schrittes (238) der Wert x% verändert (erhöht), so daß eine progressi­ ve Zugabe der Stellgröße erfolgt. In einem anderen Ausfüh­ rungsbeispiel ist der Wert Δ2 wesentlich kleiner als der Wert 4 aus Schritt 230. In den Schritten 240 und 242 wird eine Maximalbegrenzung des Faktor F vorgenommen und danach mit Schritt 224 fortgefahren.

Fig. 4 zeigt somit eine Anstiegsbegrenzung des Sollwertes der Stellgröße und damit der Stellgröße bzw. des von ihr be­ einflußten Parameters selbst, wobei die Steigung abhängig ist vom Schlupfverhalten, d. h. insbesondere von der Schlupfänderung und der Schlupfhöhe.

In einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird der Anstiegsgradient nicht aus einem Kennfeld über Schlupf und Schlupfgradient gebildet, sondern aus einem Kennfeld über Schlupf und Ist-Stellgröße.

Neben der Wichtung des Anstiegsgradienten über die Schlupf­ höhe kann ergänzend oder alternativ eine Wichtung über die Anzahl der Regelzyklen der Antriebsschlupfregelung erfolgen. Dies bedeutet, daß je nach Dauer des unzulässigen Schlupfes sich die Steigung der Zugaberoutine der Stellgröße verän­ dert, insbesondere in der Richtung, daß mit zunehmender An­ zahl der Regelzyklen die Steigung verringert wird. Der An­ stiegsgradient wird in einem vorteilhaften Ausführungsbei­ spiel Null, wenn der vom Fahrer vorgegebene Sollwert kleiner als der vom Antriebsschlupfregler gebildete Sollwert für die Stellgröße ist.

In Fig. 5 sind Zeitdiagramme zur Verdeutlichung der oben dargestellten Vorgehensweise gezeigt. Fig. 5a zeigt den zeitlichen Verlauf des Radschlupfes 5 anhand eines ausge­ wählten Rades, Fig. 5b den zeitlichen Verlauf des Faktors F und Fig. 5c der zeitliche Verlauf des Sollwerts, der Stell­ größe oder des von ihr beeinflußten Parameters DK.

In Fig. 5a ist eine der Fahrzeuggeschwindigkeit angenäherte Größe VFZ strichpunktiert eingezeichnet. Gestrichelt ist der Verlauf des Grenzwertes Sgr1 und durchgezogen der der ausge­ wählten Radgeschwindigkeit Vrad dargestellt. Zum Zeitpunkt t0 überschreitet die Radgeschwindigkeit den Grenzwert, der erste Regelzyklus beginnt. Entsprechend wird wie in Fig. 5b dargestellt der Faktor F in vorgegebenen Schritten redu­ ziert. Die Stellgröße wird mit Beginn des ersten Regelzyklus abhängig vom Radschlupf und seines Gradienten reduziert (vgl. Schritt 104, 106, durchgezogene Linie in Fig. 5c). Ihr Verlauf ist im weiteren gestrichelt dargestellt, da beim Wiederansteigen die oben geschilderte Anstiegsbegrenzung wirkt. Der Zugabewert ΔDK wird ab dem Zeitpunkt t1 entspre­ chend Schritt 206 gebildet. Es folgt eine stufenförmige Er­ höhung der Stellgröße bis Erreichen des Maximalwertes zum Zeitpunkt t3. Die Steigung ist dabei abhängig von der Dauer, für die die Radgeschwindigkeit im ersten Zyklus über dem Grenzwert lag bzw. vom Schlupfintegral. Ist der Schlupf groß (vgl. strichpunktierte Linie), ist die Steigung flach. Ist er klein, ist die Steigung groß (durchgezogene Linie). Liegt er in einem mittleren Bereich, ist die Steigung ebenfalls im mittleren Bereich (vgl. mittlere Linie).

Zum Zeitpunkt t2 sinkt die Radgeschwindigkeit unter den zweiten Grenzwert. Der Faktor F wird auf dem letzten Wert festgehalten, der erste Zyklus ist beendet. Die Radgeschwin­ digkeit bleibt bis zu t5 unter dem zweiten Grenzwert. Daher wird der Faktor F langsam wieder erhöht (vgl. t4). Zum Zeit­ punkt t5 wird der erste Grenzwert wieder überschritten, so daß erneut eine Reduktion des Faktor stattfindet. Die Aus­ wirkung dieses erneuten Überschreitens ist in Fig. 5c aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.

Die Steigungsänderung wird in einer Ausführung nicht nur im ersten, sondern in allen Regelzyklen durchgeführt.

Die Abhängigkeit der Steigung der Zugabe ist unabhängig von dem konkreten Ort der Implementierung des Antriebsschlupf­ reglers und der Art und Weise der Sollwertbestimmung mittels eines Kennfeldes anwendbar.

Claims (13)

1. Regelsystem für ein Fahrzeug, welches wenigstens eine den Radschlupf repräsentierende Größe beeinflußt, mit wenig­ stens zwei Steuergeräten (10, 12), wobei vom ersten Steu­ ergerät (12) die Antriebseinheit des Fahrzeugs gesteuert wird, vom zweiten Steuergerät (10) die Bremskraft an we­ nigstens einer Radbremse beeinflußt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im ersten Steuergerät (12) ein die Leistung oder das Drehmoment der Antriebseinheit beeinflussender Antriebsschlupfregler implementiert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Steuergerät ferner ein die Querbeschleunigung des Fahrzeugs durch Eingriff auf die Leistung oder das Moment der Antriebseinheit beeinflussende Steuerfunktion imple­ mentiert ist.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten und dem zweiten Steuergerät eine Kommunikationsverbindung be­ steht, über die vom zweiten Steuergerät die für die An­ triebsschlupfregelung notwendigen Daten bezüglich dem Raddrehzahlverhalten und der Fahrzeuggeschwindigkeit zum ersten Steuergerät übermittelt wird.

4. Regelsystem für ein Fahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches wenigstens eine den Radschlupf repräsentierende Größe beeinflußt, mit einem Steuergerät (12), mit einem Antriebsschlupfregler, wel­ cher abhängig vom Raddrehzahlverhalten die Leistung oder das Moment der Antriebseinheit beeinflußt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Beeinflussung des Moments oder der Leistung abhängig von einem Sollwert für eine die Lei­ stung oder das Moment beeinflussende Stellgröße erfolgt, wobei dieser Sollwert auf der Basis wenigstens eines vom Schlupf und vom Schlupfgradienten abhängigen Kennfeldes ermittelt wird.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kennfeld vorgesehen ist, welches den Sollwert abhängig vom Gradienten des Schlupfes und der Fahrzeugreferenzge­ schwindigkeit bildet, daß ein Kennfeld vorgesehen ist, welches den Sollwert abhängig vom Schlupf und der Fahr­ zeugreferenzgeschwindigkeit bildet.

6. System nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sollwert für die Stellgröße auf der Ba­ sis der beiden Kennfeldwerte, vorzugsweise deren Diffe­ renz oder Addition, gebildet wird.

7. Regelsystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß aus einem weiteren Kennfeld abhängig vom Schlupf und/oder vom Schlupfgradienten der Anstiegs­ gradient des Sollwertes für die Stellgröße bestimmt wird, mit dem die Stellgröße sich ihrem außerhalb des Antriebs­ schlupfregeleingriffes vorgegebenen Wert annähert.

8. Regelsystem für ein Fahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches wenigstens eine den Radschlupf repräsentierende Größe beeinflußt, mit einem Steuergerät (12), mit einem Antriebsschlupfregler, wel­ cher abhängig vom Raddrehzahlverhalten die Leistung oder das Moment der Antriebseinheit beeinflußt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Anstiegsbegrenzung der Stellgröße für das Moment der Antriebseinheit bei einer Veränderung der Stellgröße in momentenerhöhendem Sinn gebildet wird, wobei die Steigung der Stellgröße abhängig von der Größe des Schlupfintegrals eines, vorzugsweise des ersten Re­ gelzyklus ist oder der Dauer, für die der Schlupf über einem Grenzwert liegt.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung kleiner ist, je größer das Integral ist.

10. System nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sollwert abhängig von Korrekturfaktoren wie Fahrbahnsteigung oder Meereshöhe korrigiert wird.

11. System nach einem der Ansprüche 4 bis 10, durch gekenn­ zeichnet, daß der Sollwert der Sollwinkel einer Drossel­ klappe ist.

12. System nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich zur Vorgabe des Sollwertes für die Stellgröße ein Eingriff in die Zündung und/oder ein Ausblenden der Einspritzung und/oder ein Eingriff in eine elektrisch steuerbare Kupplung und/oder eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses eines automatischen Getriebes erfolgt.

13. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten oder dem zweiten Steuerge­ rät ein Signal übermittelt wird, welches die Priorität des Bremsen- und des Antriebsmomenteneingriffs festlegt.