DE3713374A1 - Verfahren zur beschleunigungsschlupfsteuerung fuer ein fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Beschleunigungs-Radschlupf- Steuersystem, mit dem bei einer Beschleunigung die Drehung von Antriebsrädern derart gesteuert wird, daß die Reibungskraft zwischen den Antriebsrädern und der Fahrbahnoberfläche erhöht wird.

Zum Erzielen der optimalen Bremskraft ohne Blockieren der Räder bei dem Bremsen wird üblicherweise das sog. Antiblockiersteuersystem eingesetzt. Mit diesem System wird die Radgeschwindigkeit (Drehzahl × Radumfang) während des Bremsens so gesteuert, daß sie etwas niedriger als die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ist, was die größte Reibungskraft zwischen dem Reifen und der Fahrbahn ergibt. Die nachstehende Gleichung zeigt den Zusammenhang zwischen einem prozentualen Schlupfverhältnis S, der Fahrgeschwindigkeit Vs und der Radgeschwindigkeit V:

S = [(Vs - V)/Vs] × 100

Wenn gemäß Fig. 6 das Schlupfverhältnis S in der Nähe von 10% liegt, ist die Reibungskraft M zwischen dem Reifen und der Fahrbahn am größten, während die Seitenführungskraft F, die die Widerstandskraft gegen ein seitliches Rutschen ist, nicht allzu gering ist. Aus diesem Grund werden zum Herabsetzen der Fahrgeschwindigkeit V auf geeignete Weise die Bremsen wiederholt abwechselnd betätigt und gelöst, um das Schlupfverhältnis S um 10% herum zu halten.

Zum Lösen der während einer Beschleunigung auftretenden Probleme wurde die sog. Anzugskraftsteuerung vorgeschlagen (japanische Patentanmeldung Sho 59-2 75 532, japanische Patentanmeldung Sho 60-2 94 439 usw.). Mit dieser Steuerung soll ein bei der Beschleunigung auftretender Schlupf herabgesetzt werden, der ein ausreichendes Beschleunigen verhindert und zu unwirtschaftlichem Brennstoffverbrauch führen kann. Bei diesem Steuersystem wird eine Rückführungsregelung angewandt, bei der eine Beschleunigungsschlupfsteuerung eingeleitet wird, wenn der Antriebsradschlupf einen vorbestimmten Wert übersteigt. Die Regelung erfolgt durch Steuern der Maschinenausgangsleistung und/oder der Bremsen in der Weise, daß ein niedriger Schlupfwert erreicht wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen Beschleunigungsschlupf- Steuersystem werden die Schlupfbedingungen für den Beginn der Regelung, nämlich die Ansprechbedingungen vorzugsweise so gewählt, daß sie einem Schlupfverhältnis oder einer Schlupfgeschwindigkeit über einem Zielwert entsprechen, auf den das Regelungssystem idealerweise einregeln sollte. Hierdurch wird eine Überreaktion des Systems auf geringere Rauhigkeit oder kleine verschmutzte Teile der Fahrbahn verhindert. Dies ist in der japanischen Patentanmeldung Sho 50-2 75 532 dargelegt.

Wenn bei diesem Regelungssystem der Antriebsradschlupf den Ansprechwert übersteigt, wird die Steuerung sowohl der Maschinenausgangsleistung als auch der Bremsen begonnen, um das Schlupfverhältnis auf einen vorbestimmten Zielwert unterhalb des Ansprechwerts herabzusetzen. Die Maschinenausgangsleistung wird mit einer zweiten Drosselklappe gesteuert, die in Reihe zu einer normalen Haupt-Drosselklappe in dem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine angebracht ist. Die Haupt-Drosselklappe ist mit dem Fahrpedal gekoppelt, während die zweite Drosselklappe mit einem Motor verstellt wird, der mit einer elektronischen Schaltung gesteuert wird. Wenn der Schlupf höher als der Zielwert ist, wird die Öffnung der zweiten Drosselklappe verkleinert und/oder die Bremse betätigt, während die Öffnung der zweiten Drosselklappe vergrößert und/ oder die Bremse gelöst wird, wenn der Schlupf geringer als der Zielwert ist.

Bei der Beschleunigungsregelung wird die Bremsensteuerung beendet, wenn die zweite Drosselklappe im wesentlichen die Stellung für die größte Öffnung erreicht. Eine nächste Regelung wird begonnen, wenn der Antriebsradschlupf den Ansprechwert übersteigt, der höher als der Regelzielwert ist.

Bei dieser Bedingung für das Beenden der Regelung besteht jedoch folgendes Problem: Da die zweite Drosselklappe mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit bewegt wird, entsteht eine zeitliche Verzögerung von dem Zeitpunkt, an dem die Beschleunigungsschlupfsteuerung tatsächlich nicht länger erforderlich ist, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die zweite Drosselklappe voll geöffnet ist. Das Öffnen oder Schließen einer Drosselklappe in kleinem Ausmaß hat starke Auswirkungen auf die Maschinenausgangsleistung. Falls daher die zweite Drosselklappe sehr schnell geöffnet oder geschlossen wird, wird die Maschinenausgangsleistung zu stark bzw. zu plötzlich verändert. Hierdurch wird nicht nur die unerwünschte Wirkung hervorgerufen, daß die Steuerung des Beschleunigungsschlupfes ungenau wird, sondern auch das Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs herabgesetzt. D. h., es entsteht ein Problem insofern, als dann, wenn das Fahrzeug plötzlich von einer verschmutzten bzw. rutschigen Fahrbahn auf eine reine bzw. gleichmäßige Fahrbahnfläche gelangt und der Fahrer sofort beschleunigen möchte, bis zum vollen Öffnen der zweiten Drosselklappe und dem Beenden der Regelung kein schnelles Beschleunigen möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Beschleunigungsschlupf- Steuerverfahren zu schaffen, bei dem durch bessere Wahl der Bedingungen für das Beenden der Schlupfsteuerung diese schnell beendet wird, wenn die Steuerung unnötig wird, und das ein schnelles Beginnen einer normalen Beschleunigung ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt folgende Schritte: Zuerst wird das Antriebsrad-Schlupfverhältnis gemessen und ermittelt, ob es größer als ein erster festgesetzter Wert ist. Falls das gemessene Schlupfverhältnis größer als der erste festgesetzte Wert ist, wird eine Schlupfsteuerung zur Verringerung des Schlupfverhältnisses begonnen. Die Schlupfsteuerung umfaßt zumindest das Einleiten einer Steuerung eines Bremssystems für das Antriebsrad. Dann wird ermittelt, ob die Bremskraft geringer als ein zweiter festgesetzter Wert ist und ob das Schlupfverhältnis kleiner als ein dritter festgesetzter Wert ist. Hierbei ist der dritte festgesetzte Wert kleiner als der erste festgesetzte Wert. Nach einer festgesetzten Zeitdauer wird die Schlupfsteuerung beendet, falls gemäß der Ermittlung die erfaßte Bremskraft geringer als der zweite festgesetzte Wert ist und das gemessene Schlupfverhältnis kleiner als der dritte festgesetzte Wert ist.

Im einzelnen wird während des Fahrens ständig das Schlupfverhältnis bzw. die Schlupfgeschwindigkeit des Antriebsrads erfaßt. Das Schlupfverhältnis kann beispielsweise durch Vergleichen der Drehzahlen des Antriebsrads und eines nicht angetriebenen bzw. mitlaufenden Rads erfaßt werden. Wenn das erfaßte Antriebsrad-Schlupfverhältnis einen vorbestimmten Schwellenwert bzw. Ansprechwert für das Einleiten einer Schlupfsteuerung übersteigt, wird das Bremsen des Antriebsrads begonnen, um den Schlupf auf einen vorbestimmten Zielwert herabzusetzen, der unterhalb des Ansprechwerts liegt. Als Zielwert wird vorzugsweise der Wert gewählt, bei dem die Reibungskraft zwischen dem Antriebsrad und der Fahrbahnfläche am größten ist. Stattdessen kann auch ein Zielbereich um den Wert für die maximale Reibung herum gewählt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch bei einem System anwendbar, bei dem sowohl die Maschinenausgangsleistung als auch die Bremskraft gesteuert wird. In diesem Fall wird zur Schlupfsteuerung auch die Steuerung der Maschinenausgangsleistung begonnen und zugleich mit der Steuerung der Bremskraft an dem Antriebsrad ausgeführt.

Die Bedingungen für das Beenden der Schlupfsteuerung werden anhand des kurzen Ablaufdiagramms in Fig. 1 erläutert. Wenn die Schlupfsteuerung ausgeführt wird (S 1), wird ermittelt, ob die Bremskraft zu verringern ist (S 2) und ob der Antriebsradschlupf unter einem festgesetzten Wert liegt (S 3). Wenn diese beiden Bedingungen über eine festgesetzte Zeitdauer hinweg erfüllt sind (S 4), wird die Schlupfsteuerung beendet (S 5). Falls innerhalb der festgesetzten Zeitdauer mindestes eine dieser Bedingungen nicht erfüllt ist, wird die Schlupfsteuerung fortgesetzt (S 1).

Diese Abschlußbedingungen werden aus folgenden Gründen gesetzt: Während der Steuerung des Beschleunigungsschlupfes tritt gelegentlich der Fall auf, daß infolge der Steuerungsmaßnahmen das Antriebsrad-Schlupfverhältnis kurzzeitig abfällt. Diesere kurzzeitige Abfall darf nicht als Bedingung für das Beenden der Schlupfsteuerung bewertet werden. Die Beendigung ist dann erforderlich, wenn das Antriebsrad- Schlupfverhältnis infolge irgendwelcher äußerer Umstände absinkt, wie beispielsweise dann, wenn die Antriebsräder aus Morast oder Schlamm heraus auf eine Fahrbahnfläche mit hohem Reibungskoeffizienten gelangen.

Der Vergleichswert bei dem Schritt S 3 wird so festgesetzt, daß er niedriger als der vorbestimmte Steuerungszielwert ist. Die festgesetzte Zeitdauer bei dem Schritt S 4 ist vorzugsweise kurz, damit der Fahrer schnell wieder nach seinem Belieben beschleunigen kann, wird aber so gewählt, daß sie ein wenig länger als eine Zykluszeit von durch die Schlupfsteuerung verursachten Drehzahlschwankungen des Antriebsrads ist.

Die vorstehend beschriebene Steuerung ergibt die dargelegten Vorteile. Nach dem Beenden der Schlupfsteuerung kann der Fahrer normal ohne Einschränkung durch die Schlupfsteuerung beschleunigen, da diese nicht wieder aufgenommen wird, bis das Antriebsrad-Schlupfverhältnis den hohen Ansprechwert übersteigt.

Wenn das Bremssystem für das Antriebsrad ein hydraulisches System ist, kann die Verringerung der Bremskraft aus der Verringerung des hydraulischen Druckes ermittelt werden. Vorzugsweise wird der Vergleichswert für die Bremskraft hinsichtlich der Beendigungsbedingung auf im wesentlichen "0" eingestellt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Ablaufdiagramm, das die Grundzüge des Steuerverfahrens veranschaulicht.

Fig. 2 ist eine Darstellung eines Beschleunigungsschlupf- Steuersystems und peripherer Vorrichtungen in einem Fahrzeug, in dem das Steuerverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel angewandt wird.

Fig. 3 ist ein Schaltbild einer elektronischen Steuereinheit, die bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel benutzt wird.

Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das den ganzen Ablauf der bei dem Verfahren gemäß dem Ausführungsbeispiel ausgeführten Verarbeitung veranschaulicht.

Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Teil des Ablaufs nach Fig. 4 ausführlich zeigt.

Fig. 6 ist eine grafische Darstellung, die die Zusammenhänge zwischen dem Schlupfverhältnis des Schlupfes zwischen Reifen und Fahrbahnfläche und der Seitenführungskraft bzw. Reibungskraft zeigt.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des an einer Beschleunigungsschlupf- Steuereinrichtung angewandten Verfahrens erläutert.

Die Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die die Bereiche der Maschine und der Räder eines Fahrzeugs zeigt, in dem die Beschleunigungsschlupf-Steuereinrichtung angebracht ist. Die Fig. 2 zeigt eine Maschine 1, einen Kolben 2, eine Zündkerze 3, ein Einlaßventil 4, ein Brennstoffeinspritzventil 5, einen Beruhigungsbehälter 6, einen Luftstrommeßgeber 7 und ein Luftfilter 8. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu einer vorhandenen ersten Drosselklappe 10 eine zweite Drosselklappe 14 in dem Einlaß zwischen dem Luftstrommeßgeber 7 und dem Beruhigungsbehälter 6 angebracht. Mit den beiden Drosselklappen 10 und 14 wird der Lufteinlaß auf unterschiedliche Weise eingestellt: Die erste Drosselklappe 10 ist mit einem Gaspedal 9 verbunden, während die zweite Drosselklappe 14 mit einem Gleichstrommotor 12 verstellt wird. An der ersten Drosselklappe 10 ist ein Öffnungssensor 16 angebracht. Dieser Sensor gibt ein Öffnungssignal RM ab, das dem Öffnungsausmaß dieser Drosselklappe entspricht. Gleichermaßen ist an der zweiten Drosselklappe 14 ein Öffnungssensor 17 angebracht, dessen Ausgangssignal ein Öffnungssignal R2 ist. Der Zündkerze 3 wird Hochspannung aus einer Zündspule 18 zugeführt.

Ferner zeigt die Fig. 2 ein Bremspedal 21, einen Hauptbremszylinder 22 zum Erzeugen eines der Bremspedalstellung entsprechenden hydraulischen Bremsdrucks, einen Zusatz- bzw. Hilfszylinder 23 zum Erzeugen des hydraulischen Bremsdrucks im Falle eines Beschleunigungsschlupfes, ein linkes und ein rechtes mitlaufendes Rad 24 bzw. 25, ein linkes und ein rechtes Antriebsrad 26 bzw. 27 und Bremskraftzylinder bzw. Radzylinder 28 bis 31, die jeweils an den Rädern 24 bis 27 angebracht sind.

Der Hauptbremszylinder 22 ist ein Doppelzylinder. Von dem Hauptbremszylinder 22 führen zwei gesonderte Hydraulikdruckleitungen den hydraulischen Bremsdruck zwei Gruppen von Radzylindern zu, von denen eine Gruppe aus den Radzylindern 28 und 29 an dem linken bzw. rechten mitlaufenden Rad 24 bzw. 25 besteht, während die andere Gruppe aus den Radzylindern 30 und 31 besteht, die an dem linken bzw. rechten Antriebsrad 26 bzw. 27 angebracht sind. Andererseits dient der in dem Hilfszylinder 23 erzeugte hydraulische Bremsdruck nur zum Bremsen des linken und rechten Antriebsrads 26 bzw. 27. Da dieser hydraulische Bremsdruck unabhängig von dem den Radzylindern 30 und 31 zugeführten Bremsdruck aus dem Hauptbremszylinder 22 den Radzylindern 30 und 31 zugeführt werden soll, ist in dem zu den Radzylindern 30 und 31 führenden hydraulischen System ein Umschaltventil 32 in der Form eines Wechselventils angebracht. Die Hydraulikdrücke aus dem Hauptbremszylinder 22 und dem Hilfszylinder 23 gelangen über das Umschaltventil 32, in welchem der höhere der beiden Drücke gewählt und zu den Radzylindern 30 und 31 weitergegeben wird.

Innerhalb einer strichpunktierten Linie 40 ist ein Hydrauliksystem für die Speisung des Hilfszylinders 23 gezeigt, das Bremsdruck für den Fall des Auftretens eines Schlupfes während einer Beschleunigung erzeugt. Von einer Pumpe 42 wird aus einem Vorratsbehälter 41 Öl für das hydraulische System gepumpt. Ein Rückfluß des gepumpten Öls wird durch Rückschlagventile 43 und 44 verhindert. Ein Druckspeicher 45 sammelt das unter hohem Druck zugeführte Öl, das als Energiequelle für das Speisen des Hilfszylinders 23 benutzt wird. Wenn der hydraulische Druck des Öls aus der Pumpe 42 zu dem Druckspeicher 45 unter einen vorbestimmten Druck abfällt, wird ein Hydraulikdruckschalter 46 eingeschaltet. Der Hilfszylinder 23 wird über ein Zweiwegeventil 47 dadurch gespeist, daß dessen Ventilstellung geändert wird und das mit dem vorbestimmten Druck in dem Druckspeicher 45 gesammelte Öl dem Hilfszylinder 23 zugeführt wird, falls in nachfolgend beschriebenen Schritten ein Beschleunigungsschlupf ermittelt wird. Als Zweiwegeventil 47 wird ein Solenoidventil mit einem einzigen Solenoid benutzt. Im Normalzustand ist dieses Ventil durch eine Feder in die in der Fig. 2 gezeigten Stellung gestellt, während es durch ein Steuersignal an dem Solenoid in die andere Stellung umgeschaltet wird. In der Fig. 2 ist mit 48 ein Antriebsrad-Drehzahlmeßgeber bezeichnet, während mit 49 ein Mitlaufrad-Drehzahlmeßgeber bezeichnet ist. Der Meßgeber 48 ist an der Ausgangswelle eines (nicht gezeigten) Getriebes befestigt und erfaßt eine Antriebsräder-Drehzahl Vr, die ein Mittelwert der Drehzahlen der Antriebsräder 26 und 27 ist. Der Messgeber 49 ergibt einen Mittelwert Vf der durch Meßgeber an den Rädern 28 und 29 erfaßten beiden Drehzahlen der mitlaufenden Räder 28 und 29.

In dem Zündsystem der Maschine 1 gibt die Zündspule 18 den für das Zünden erforderlichen Hochspannungsstrom an einen Verteiler 50 ab, der den Hochspannungsstrom aus der Zündspule 18 unter Synchronisierung mit dem Umlauf der (nicht gezeigten) Maschinenkurbelwelle auf die Zündkerzen 3 der jeweiligen Zylinder verteilt.

In dem Verteiler 50 sind ein Drehwinkelsensor 51 und ein Zylinderunterscheidungssensor 52 angebracht. Der Drehwinkelsensor 51, der auch als Drehzahlmeßgeber wirkt, gibt bei jeweils 1/24 Umdrehungen der Verteilernockenwelle, nämlich bei jeder 30°-Drehung der Maschinenkurbelwelle ein Drehwinkelsignal ab. Der Zylinderunterscheidungssensor 52 gibt bei jeder Umdrehung der Verteilernockenwelle, nämlich bei jeweils zwei Umdrehungen der Kurbelwelle ein Bezugssignal ab.

Die Signale aus den verschiedenen Sensoren und Meßgebern werden in eine elektronische Steuereinheit 60 eingegeben, die die Signale zu für die vorangehend genannten Betätigungsglieder erforderlichen Signalen verarbeitet. Der Aufbau der elektronischen Steuereinheit und der peripheren Einheiten ist in Fig. 3 gezeigt. Die Steuereinheit 60 enthält eine Zentraleinheit (CPU) 62, einen Festspeicher (ROM) 63, einen Arbeitsspeicher (RAM) 64, eine Eingabeeinheit 65, eine Ausgabeeinheit 66, eine Sammelleitung 67 und eine Stromversorgungsschaltung 68. Die Zentraleinheit 62 nimmt unter Steuerung durch ein Steuerprogramm aus dem Festspeicher 63 Daten aus dem Hydraulikdruckschalter 46, dem Antriebsräder-Drehzahlmeßgeber 48, dem Mitlaufräder-Drehzahlmeßgeber 49, dem ersten Drosselöffnungssensor 16 an der ersten Drosselklappe, dem zweiten Drosselöffnungssensor 17 an der zweiten Drosselklappe, dem Luftstrommeßgeber 7, dem Zylinderunterscheidungssensor 52 und dem Drehwinkelsensor 51 auf und verarbeitet die Daten zur Steuerung der Öldruckpumpe 42, des Zweiwegeventils 47, der Zündspule 18 und des Gleichstrommotors 12 für die zweite Drosselklappe 14. In dem Festspeicher 63 sind Steuerprogramme und erforderliche Vergleichstabellen gespeichert. Die Daten aus den Sensoren und die für die Berechnung und Steuerung erforderlichen Zwischendaten werden in den Arbeitsspeicher 64 eingeschrieben und aus diesem ausgelesen. Die Eingabeeinheit 65 ist mit einer Impulsformerschaltung und einem Multiplexer zur Vorverarbeitung der Ausgangssignale der jeweiligen Sensoren und Meßgeber und zur selektiven Abgabe der Ausgangssignale an die Zentraleinheit 62 ausgestattet. Die Ausgabeeinheit 66 enthält eine Treiberschaltung für die Ansteuerung der Zündspule 18, der Öldruckpumpe 42, des Zweiwegeventils 47 und des Motors 12 entsprechend Steuersignalen aus der Zentraleinheit 62. Die Sammelleitung 67 verbindet die Zentraleinheit 62, den Festspeicher 63, den Arbeitsspeicher 64, die Eingabeeinheit 65 und die Ausgabeeinheit 66. Die Stromversorgungsschaltung 68 führt den verschiedenen Einheiten Strom zu.

Die grundlegende Funktion der Steuereinheit 60 ist folgende: Die Steuereinheit empfängt Drehzahlsignale aus dem Antriebsräder- Drehzahlmeßgeber 48 und dem Mitlaufräder-Drehzahlmeßgeber 49. Wenn durch den Vergleich dieser Signale ein Beschleunigungsschlupf ermittelt wird, wird von der Steuereinheit 60 der hydraulische Bremsdruck und damit die Bremskraft an den Antriebsräder 26 und 27 erhöht, während durch das Schließen der zweiten Drosselklappe 14 und das Verzögern des Zündzeitpunkts die Maschinenausgangsleistung vermindert wird. Hierin bestehen die nachfolgend ausführlicher erläuterten Steuerungsvorgänge für das Vermindern des Beschleunigungsschlupfes an den Antriebsrädern 26 und 27. Von der Steuereinheit 60 wird für die Antriebsräder 26 und 27 außer der Beschleunigungsschlupfsteuerung auch eine Bremsschlupfsteuerung ausgeführt. Bei dieser Bremsschlupfsteuerung, die nur bei der Betätigung des Bremspedals 21 ausgeführt wird und die sich von der Beschleunigungsschlupfsteuerung darin unterscheidet, daß letztere nur bei der Betätigung des Fahrpedals ausgeführt wird, wird bei dem Ermitteln eines Blockierens des Antriebsrades 26 oder 27 durch Steuern des Zweiwegeventils 47 der hydraulische Bremsdruck erhöht oder vermindert, wodurch die Wiederherstellung der Bodenhaftung der Antriebsräder 26 und 27 unterstützt wird. Die Steuereinheit 60 steuert auch den hydraulischen Druck für das Bremssystem. Von der Steuereinheit wird durch gelegentliches Betreiben der Öldruckpumpe 42 der Öldruck in dem Druckbehälter 45 auf einem festgesetzten Druck konstant gehalten.

Nachstehend wird die Beschleunigungsschlupfsteuerung erläutert, die in der vorstehend beschriebenen Steuereinheit 60 ausgeführt wird. Das Ablaufdiagramm in Fig. 4 zeigt, wie das Steuerprogramm ausgeführt wird.

Wenn das Abarbeiten dieser Routine beginnt, wird bei einem Schritt 100 eine Anfangseinstellung ausgeführt, wobei in dem Arbeitsspeicher 64 gesetzte Kennungen und Zähler rückgesetzt werden.

Bei einem Schritt 110 werden die Antriebsräder-Drehzahl Vr, die Mitlaufräder-Drehzahl Vf, die zweite Drosselöffnung R 2 und ein geeigneter Zündwinkel ITd eingegeben (welcher als Kurbelwellenwinkel vor dem oberen Totpunkt des ersten Zylinders gemessen wird). Der Zündwinkel ITd wird in einem anderen Programm aus verschiedenen Maschinenbetriebsbedingungen berechnet, die mit dem Luftstrommeßgeber 7, dem Drehwinkelsensor 51 und anderen Sensoren erfaßt werden.

Nachdem diese Daten eingegeben sind, wird bei einem Schritt 120 eine Ansprechdrehzahl VSB berechnet. Die Ansprechdrehzahl VSB ist eine Antriebsräder-Drehzahl, bei der eine Beschleunigungsschlupfsteuerung begonnen werden soll. Diese Schwellen- bzw. Ansprechdrehzahl VSB wird üblicherweise auf einen derartigen Wert eingestellt, daß das Schlupfverhältnis der Antriebsräder ungefähr 30% beträgt, nämlich auf ungefähr 1,3 Vf.

Bei einem Schritt 130 wird ermittelt, ob die Antriebsräder- Drehzahl Vr die Ansprechdrehzahl VSB übersteigt. Wenn die Antwort "JA" ist, schreitet das Programm zu einem Schritt 140 weiter, bei dem eine Kennung FTC auf "1" geschaltet wird, wonach das Programm zu einem Schritt 160 fortschreitet. Die Kennung FTC "1" bedeutet, daß eine Beschleunigungsschlupfsteuerung ausgeführt wird. Bei dem Schritt 160 wird eine nachfolgend erläuterte Ablauffolge zur Schlupfsteuerung ausgeführt. Falls bei dem Schritt 130 die Antwort "NEIN" ist, wird bei einem Schritt 150 die Kennung FTC überprüft, um festzustellen, ob die Schlupfsteuerung schon abläuft oder nicht. Wenn sich hierbei FTC = 1 ergibt, schreitet das Programm zu dem Schritt 160 weiter, um die Schlupfsteuerung fortzusetzen. Dieser Fall tritt ein, wenn während der Schlupfsteuerung die Antriebsräder-Drehzahl Vr zeitweilig abgefallen ist. Wenn bei dem Schritt 150 die Antwort "NEIN" ist, so daß FTC = 0 gilt, bedeutet dies, daß keine Schlupfsteuerung abläuft und die Drehzahl der Antriebsräder niedrig ist. In diesem Fall ist keine Schlupfsteuerung erforderlich, so daß die Routine danach endet.

Nachdem bei dem Schritt 160 die Schlupfsteuerung ausgeführt ist, wird bei einem Schritt 170 geprüft, ob alle vorbestimmten Bedingungen für das Beenden der Steuerung erfüllt sind oder nicht. Wenn die Antwort "JA" ist, schreitet das Programm zu einem Schritt 180 weiter, bei dem die Kennung FTC auf "0" rückgesetzt wird, wonach das Programm endet. Falls bei dem Schritt 170 die Antwort "NEIN" ist, bleibt die Kennung FTC unverändert, wonach die Routine gleichfalls endet. Da in letzterem Fall die Kennung FTC "1" bleibt, wird bei dem nächsten Durchlaufen der Routine weiter der Schritt 160 ausgeführt.

Die Schritte 160, 170 und 180 nach Fig. 4 werden anhand der Fig. 5 ausführlich erläutert. Bei einem Schritt 220 werden eine erste Vergleichsdrehzahl VL und eine zweite Vergleichsdrehzahl VH berechnet. Die erste Vergleichsdrehzahl VL wird auf einen Wert eingestellt, bei dem das Schlupfverhältnis 15% beträgt, während die zweite Vergleichsdrehzahl VH auf einen Wert eingestellt wird, bei dem das Schlupfverhältnis 25% beträgt. Ferner wird bei dem Schritt 220 eine Abschaltdrehzahl VLL berechnet, bei der das Schlupfverhältnis 10% beträgt.

Bei einem Schritt 230 wird ermittelt, ob die Antriebsräder- Drehzahl Vr die erste Vergleichsdrehzahl VL übersteigt. Wenn dies der Fall ist, schreitet das Programm zu einem Schritt 240 weiter. Andernfalls schreitet das Programm zu einem Schritt 250 weiter.

Bei dem Schritt 240 oder 250 werden ein Steuerungszielwert R m für die Öffnung der zweiten Drosselklappe und ein Steuerungszielwert IT für den Zündzeitpunkt eingestellt. Bei dem Schritt 240 werden die Werte R m und IT derart festgelegt, daß die Maschinenausgangsleistung abfällt. Infolgedessen wird der Wert R m auf einen Wert eingestellt, der gegenüber dem gerade bestehenden Drosselöffnungswert R 2 um eine Einstelleinheit vermindert ist, während der Zündwinkelwert IT so eingestellt wird, daß er um einen Winkel α größer als der geeignete Zündwinkel ITd ist, nämlich der Zündzeitpunkt weiter zurückversetzt ist. Andererseits werden bei dem Schritt 250 die Werte R m und IT derart festgelegt, daß die Maschinenausgangsleistung erhöht wird. Daher wird der Öffnungswert R m auf einen gegenüber dem Öffnungswert R 2 um eine Einheit weiter geöffneten Wert eingestellt, während der Zündwinkelwert IT auf den richtigen Zündwinkel ITd eingestellt wird.

Nachdem bei dem Schritt 240 die Werte R m und IT eingestellt worden sind, wird bei einem Schritt 260 ermittelt, ob die Antriebsräder-Drehzahl Vr die zweite Vergleichsdrehzahl VH übersteigt. Wenn dies der Fall ist, schreitet das Programm zu einem Schritt 270 weiter, während es andernfalls zu einem Schritt 280 fortschreitet. Wenn die Werte R m und IT bei dem Schritt 250 eingestellt sind, schreitet das Programm direkt zu dem Schritt 280 weiter, wie dies bei der Antwort "NEIN" bei dem Schritt 260 der Fall ist.

Bei dem Schritt 270 wird an das Solenoid des Zweiwegeventils 47 in dem hydraulischen System 40 ein Steuersignal abgegeben. Da als Zweiwegeventil 47 ein Solenoidventil mit einem einzigen Solenoid verwendet wird, wird durch das Steuersignal das Zweiwegeventil 47 in eine Verbindungsstellung gemäß der Darstellung an der oberen Hälfte des Ventils in Fig. 2 geschaltet, so daß das Drucköl aus der Öldruckpumpe 42 dem Hilfszylinder 23 zugeführt wird. Dadurch wird automatisch das Umschaltventil 32 so betätigt, daß die Hydraulikdruckzufuhr von dem Hauptbremszylinder 22 auf den Hilfszylinder 23 umgestellt wird. Durch diese Vorgänge wird der hydraulische Druck aus dem Hilfszylinder 23 den Radzylindern 30 und 31 zugeführt. Hierdurch wird der hydraulische Druck in den Radzylindern 30 und 31 und somit die Bremskraft erhöht, wodurch die Drehzahl der Antriebsräder 26 und 27 gesenkt wird. Bei dem Schritt 270 wird eine Kennung FB eingeschaltet, die anzeigt, daß die Antriebsräder 26 und 27 durch das Bremssystem gesteuert werden. Danach schreitet das Programm zu einem Schritt 290 weiter.

Andererseits wird bei einem Schritt 280 das Steuersignal für das Zweiwegeventil 47 abgeschaltet; dadurch kehrt das Zweiwegeventil 47 in seine normale Schließstellung gemäß Fig. 2 zurück, so daß das Bremsöl aus dem Hilfszylinder 23 zu dem Vorratsbehälter 41 zurückfließt. Infolgedessen wird das Umschaltventil 32 automatisch derart geschaltet, daß die Hydraulikdruckzufuhr von dem Hilfszylinder 23 auf den Hauptbremszylinder 22 umgestellt wird. Auf diese Weise wird der hydraulische Bremsdruck an den Radzylindern 30 und 31 und somit die Bremskraft verringert. Zugleich wird bei diesem Schritt die Kennung FB auf "0" rückgesetzt. Infolgedessen kann die Bremskraft aus der Stellung des Zweiwegeventils 47 ermittelt werden. Danach schreitet das Programm zu dem Schritt 290 weiter. Es ist anzumerken, daß bei einer gegebenen Ablauffolge Vr anfänglich immer größer als VH ist, da VH kleiner als die Ansprechdrehzahl VSB ist. Daher wird die Bremsensteuerung immer eingeleitet, wonach später in der Steuerungsablauffolge ebenso eine nachfolgende Verringerung der Bremskraft auf einen niedrigeren (zweiten) Wert eintritt, sobald Vr unter VH abfällt.

Bei dem Schritt 290 wird der Motor 12 derart angetrieben, daß die zweite Drosselklappe 14 auf den Öffnungswert R m eingestellt wird, während der Zündzeitpunkt auf den neuen Zündwinkel IT eingestellt wird.

Auf diese Weise wird das Programm für die tatsächliche Steuerung bei einem Beschleunigungsschlupf, nämlich der Schritt 160 nach Fig. 4 ausgeführt. Als nächstes wird bei einem Schritt 300 und danach, nämlich bei dem Schritt 170 nach Fig. 4 ermittelt, ob die Steuerung zu beenden ist. Falls die Kennung FB "1" ist, was bedeutet, daß die Antriebsräder mit dem Bremssystem gesteuert werden, schreitet das Programm zu einem Schritt 350 weiter. Wenn FB = 0 gilt, was anzeigt, daß durch die Schlupfsteuerung der Hydraulikdruck in den Antriebsrad- Zylindern 30 und 31 vermindert worden ist, nämlich Vr nicht mehr größer als VH ist, schreitet das Programm zu einem Schritt 310 weiter, bei dem ermittelt wird, ob die Antriebsräder-Drehzahl Vr geringer als die Abschaltdrehzahl VLL ist. Wenn die Antwort "NEIN" ist, schreitet das Programm zu dem Schritt 350 weiter. Wenn Vr ≦ VLL gilt, wird bei einem Schritt 320 ein Wert in einem Zeitgeber T um eine Einheit dT erhöht. Danach wird bei einem Schritt 330 geprüft, ob dieser Zeitgeberwert T größer als ein vorbestimmter Wert TM ist oder nicht. Der Wert TM entspricht hierbei einer Wartezeit für das Beurteilen der Erfüllung der Abschlußbedingungen und wird experimentell auf einen geeigneten Wert festgelegt. Im Normalfall entspricht der Wert TM 1 bis 3 Sekunden. Dieser Wert soll jedoch einer Zeit entsprechen, die kürzer als die für das vollständige Öffnen der zweiten Drosselklappe 14 bei dem Schritt 250 erforderliche Zeit ist. Falls bei dem Schritt 330 das Ergebnis "JA" ist, schreitet das Programm zu einem Schritt 340 weiter, bei dem die Schlupfsteuerung beendet wird. D. h., die Kennung FTC wird auf "0" rückgesetzt, während die zweite Drosselöffnung R 2 schnell auf den vollen Wert erhöht wird und der Zündwinkel IT auf den richtigen Zündwinkel ITd eingestellt wird. Nach diesen Einstellungen kann der Fahrer sofort nach Belieben beschleunigen. Ferner wird bei dem Schritt 340 der Zeitgeber T rückgesetzt, wonach die Routine endet.

Wenn bei dem Schritt 300 oder 310 das Ermittlungsergebnis "NEIN" ist, wird bei dem Schritt 350 der Zeitgeber T rückgesetzt, wonach die Routine endet. Wenn bei dem Schritt 330 das Ermittlungsergebnis T ≦ωτ TM ist, wird die Routine direkt beendet. Da in diesen drei Fällen die Kennung FTC nicht rückgesetzt wird, werden bei dem nächsten Durchlaufen der Routine nach Fig. 4 alle Verarbeitungsschritte nach Fig. 5, nämlich die Schritte 160 bis 180 nach Fig. 4 wiederholt. Wenn andererseits bei dem Schritt 340 oder 180 die Kennung FTC rückgesetzt wird, werden bei dem nächsten Durchlaufen der Routine nach Fig. 4 die Schritte 160 bis 180 bzw. alle Verarbeitungsschritte nach Fig. 5 für die Beschleunigungsschlupfsteuerung nicht ausgeführt, falls nicht bei dem Schritt 130 die Antriebsräder-Drehzahl Vr die hohe Ansprechdrehzahl VSB übersteigt.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Beschleunigungsschlupfsteuerung nur dann beendet, wenn über eine vorbestimmte Zeitdauer zwei Bedingungen erfüllt sind. Die beiden Bedingungen sind: eine Verminderung des hydraulischen Bremsdrucks infolge der Schlupfsteuerung und ein Abfallen der Antriebsräder-Drehzahl Vr unter die Abschaltdrehzahl VLL. Alternativ können die Abschlußbedingungen folgendermaßen aufgestellt werden: Wenn das Öffnungsausmaß R 2 der zweiten Drosselklappe größer als das Öffnungsausmaß R M der von dem Fahrer betätigten Hauptdrosselklappe wird, wird die Schlupfsteuerung beendet, selbst wenn die vorbestimmte Zeitdauer noch nicht abgelaufen ist. In diesem Fall wird die Schlupfsteuerung schneller beendet, so daß der Fahrer das Fahrzeug früher beschleunigen kann.

Es wird ein Beschleunigungsschlupf-Steuerverfahren angegeben, bei dem eine Schlupfsteuerung schnell beendet wird, wenn sie nicht mehr erforderlich ist. Als Bedingungen zur schnellen Beendigung werden eine Verringerung der Bremskraft an den Antriebsrädern und eine Verringerung des Antriebsräder- Schlupfverhältnisses über eine festgesetzte Zeitdauer ermittelt. Die schnelle Beendigung der Schlupfsteuerung ermöglicht ein sofortiges willkürliches Beschleunigen und ein besseres Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs.

Claims (8)

1. Verfahren zum Steuern des Schlupfes zwischen einem Antriebsrad eines Fahrzeugs und der Fahrbahn während der Beschleunigung, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Schlupfverhältnis des Antriebsrades erfaßt wird,
daß ermittelt wird, ob das erfaßte Schlupfverhältnis größer als ein erster festgesetzter Wert ist,
daß eine Schlupfsteuerung zum Verringern des Schlupfverhältnisses begonnen wird, wenn das erfaßte Schlupfverhältnis größer als der erste festgesetzte Wert ist, wobei die Schlupfsteuerung zumindest das Betätigen eines Bremssystems des Antriebsrades umfaßt,
daß ermittelt wird, ob die Bremskraft geringer als ein zweiter festgesetzter Wert ist,
daß ermittelt wird, ob das erfaßte Schlupfverhältnis niedriger als ein dritter festgesetzter Wert ist, der kleiner als der erste festgesetzte Wert ist, und
daß die Schlupfsteuerung nach einer festgesetzten Zeitdauer beendet wird, während der die erfaßte Bremskraft geringer als der zweite festgesetzte Wert ist und das erfaßte Schlupfverhältnis niedriger als der dritte festgesetzte Wert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Schlupfsteuerung die Ausgangsleistung der Maschine des Fahrzeugs verringert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Ausgangsleistung der Maschine eine zweite Drosselklappe geschlossen wird, die in dem Ansaugrohr der Maschine in Reihe mit einer Haupt-Drosselklappe angebracht ist, welche durch Fahrpedalbetätigung einstellbar ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremssystem des Antriebsrades durch hydraulischen Druck betätigt wird, dessen Druckquelle gesondert von dem üblichen, mittels des Bremspedals betätigten Betriebsbremssystem ist, und daß die Bremskraft durch Ermitteln des hydraulischen Drucks in dem Bremssystem ermittelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wert auf im wesentlichen "0" festgesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wert auf einen Wert festgesetzt wird, bei dem die Gleitreibungskraft zwischen dem Antriebsrad und der Fahrbahn am größten ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer auf eine Zeit festgesetzt wird, die etwas länger als eine Zykluszeit von bei der Schlupfsteuerung entstehenden Drehzahlschwankungen des Antriebsrades ist.

8. Schlupfsteuereinrichtung zum Steuern des Schlupfes zwischen einem Antriebsrad eines Fahrzeugs und der Fahrbahn während der Beschleunigung, gekennzeichnet durch eine Meßvorrichtung (48, 49) zum Erfassen eines Schlupfverhältnisses des Antriebsrades (26, 27), eine Vergleichsvorrichtung (60) zum Ermitteln, ob das erfaßte Schlupfverhältnis größer als ein Vergleichswert ist, ein Antriebsrad-Bremssystem (23, 30 bis 32), eine Meßvorrichtung (47) zum Erfassen der Bremskraft an dem Antriebsrad, eine Vergleichsvorrichtung (60) zum Ermitteln, ob die erfaßte Bremskraft geringer als ein Vergleichswert ist, und eine Steuereinrichtung (60), die dann, wenn das erfaßte Schlupfverhältnis größer als ein erster festgesetzter Wert ist, eine Schlupfsteuerung zum Verringern des Schlupfverhältnisses einleitet, wobei zumindest das Antriebsrad- Bremssystem benutzt wird, und die die Schlupfsteuerung nach einer festgesetzten Zeitdauer beendet, während der die erfaßte Bremskraft geringer als ein zweiter festgesetzter Wert ist und das erfaßte Schlupfverhältnis niedriger als ein dritter festgesetzter Wert ist, der kleiner als der erste festgesetzte Wert ist.