DE3722088A1 - Verfahren zum steuern einer brennkraftmaschine und maschinensteuersystem fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeugsteuersystem und speziell auf ein Steuersystem, das es erlaubt, die Maschine in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung elektronisch zu steuern.

Die JP-OS 60-43 133 beschreibt ein System, bei dem die Maschine elektronisch in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung des Fahrzeugs gesteuert wird. Bei diesem System werden die Drehzahlen der getriebenen Räder und der nicht getriebenen Räder ermittelt und dazu verwendet, die Schlupfrate an den Reifen zu ermitteln. Das ermittelte Verhältnis wird mit einem vorbestimmten Wert verglichen, und im Falle, daß der augenblickliche Schlupfwert den vorbestimmten Wert übersteigt, wird die Menge des der Maschine zugeführten Kraftstoffs in Übereinstimmung mit der Gaspedalstellung geregelt.

Bei dieser Anordnung wird im Falle, daß der Zustand der Straße, auf welcher das Fahrzeug fährt, sich ändert, beispielsweise von nassen zu schneebedeckten Bedingungen übergeht, die der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge herabgesetzt, um die Maschinenausgangsleistung herabzusetzen und dadurch der Situation Rechnung zu tragen, wenn die ermittelte Schlupfrate den vorbestimmten Wert übersteigt. Wenn sich jedoch der Straßenzustand dann zu solchen rückändert, bei denen eine gute Traktion vorhanden ist und daher das Schlupfverhältnis abnimmt, dann wird die der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge in einer solchen Weise gesteigert, daß die Maschinenausgangsleistung wieder auf jene Höhe gebracht wird, die vorhanden war, bevor der Straßenzustand schlecht geworden ist. Diese Steuerung hat jedoch den Nachteil, daß, obgleich die Gaspedalstellung konstant bleibt, die der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge sich derart ändert, daß die Maschine die Leistung plötzlich steigert und mehr Drehmoment erzeugt, als erwartet wird, so daß eine Situation heraufbeschworen wird, bei der der Fahrer den Eindruck gewinnt, daß die Korrelation zwischen der Gaspedalstellung und dem Betriebsverhalten der Maschine verlorengegangen ist. Dies kann zu Irritationen führen.

Zusätzlich zum oben Beschriebenen ist anzumerken, daß, wenn der Radschlupf festgestellt wird und das System die der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge herabsetzt, um dem Problem Rechnung zu tragen, das Steuersystem anschließend in Schritten arbeitet, um die Maschinenausgangsleistung zu steigern. Selbst wenn das System jedoch in Übereinstimmung mit dem Gaspedalstellungsparameter gesteuert wird, und selbst wenn der Fahrer anschließend das Gaspedal tief niederdrückt, um eine Beschleunigung hervorzurufen, kann das System nicht schnell ansprechen und die Maschinenausgangsleistung steigt langsam und mit geringerer Geschwindigkeit an, als entsprechend dem Umfang der Gaspedalbetätigung erwartet würde. Dies wirft wiederum das Problem auf, daß das gewünschte Ansprechverhalten auf die Gaspedalbetätigung nicht erzielt wird und der Fahrer den Eindruck gewinnt, daß er keine zufriedenstellende Herrschaft über die Maschine hat.

Wenn die Maschine bei nur leicht durchgetretenem Gaspedal arbeitet und die Traktion zwischen den Fahrzeugrädern und der Straßenoberfläche abnimmt, beispielsweise aufgrund von nassen oder vereisten Straßenzuständen, dann wird darüber hinaus die der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge herabgesetzt. Wenn jedoch die Traktion anschließend wieder besser wird, dann wird die der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge in einer solchen Weise gesteigert, daß ein übermäßiges Drehmoment erzeugt wird, was zu einem Radschlupf führt, selbst wenn die Stellung des Gaspedals unverändert gehalten wird. Dies führt zu einer Steigerung des augenblicklichen Schlupfverhältnisses über den vorbestimmten Wert und hat wiederum eine Verminderung der der Maschine zugeführten Kraftstoffmenge zur Folge. Dieses Phänomen neigt dazu, sich von selbst zyklisch zu wiederholen, wodurch ein Schwingen des von der Maschine abgegebenen Drehmomentes verursacht wird, so daß das Fahrzeug in unangenehmer Weise hüpft oder schüttelt.

Ein weiteres Problem, das dem erwähnten Stand der Technik eigen ist, besteht darin, daß die Regelung ohne Berücksichtigung der augenblicklichen Schaltstellung des Getriebes ausgeführt wird. Wenn beispielsweise das Fahrzeug im großen Gang arbeitet, dann hat ein plötzliches Öffnen oder Schließen der Drosselklappe nicht den gleichen Einfluß auf den Radschlupf, wie wenn das Fahrzeug mit einem niedrigeren Gang arbeitet, bei welchem die Maschine schneller ein gesteigertes Drehmoment zu den Antriebsrädern liefern kann, das zu einem Radschlupf führen könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuersystem anzugeben, das auf die Stellung und den Betrieb des Gaspedals in einer solchen Weise anspricht, daß in Kombination mit dem Radschlupf die Steuercharakteristik selektiv verändert wird, um sowohl eine gute Schlupfsteuerung als auch ein gutes Ansprechen auf die Wünsche des Fahrers zu gewährleisten.

Ein Aspekt der Erfindung besteht in einem Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, das durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist. Ein zweiter Aspekt der Erfindung besteht in einem Steuersystem für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, das durch die Merkmale des Anspruchs 11 gekennzeichnet ist. Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung hat die Form einer Anordnung, bei der die Radgeschwindigkeiten des Fahrzeugs gemessen und dazu verwendet werden zu ermitteln, ob die Reifen Schlupf aufweisen und wie das Schlupfverhältnis ist. In Abhängigkeit von dieser Berechnung und vom Ausmaß der Absolutstellung des Gaspedals wird die geeignete aus einer Mehrzahl von Bereichssteuertafeln ausgewählt. Anschließend wird die geeignete Drosselklappenstellungsänderung berechnet, wobei die relative Gaspedalbewegung verwendet wird und mit dem maximal zulässigen Wert für die gegebene Gaspedalabsolutstellung verglichen wird, um zu ermitteln, ob eine neue Tafel ausgewählt werden soll, oder nicht. Ein Drosselklappensollwert wird auf der Grundlage eines Wertes berechnet, der unter Verwendung der augenblicklichen Position und der berechneten Drosselklappenstellungsänderung ermittelt wird, und wird mit der augenblicklichen Drosselklappenstellung verglichen, um ein Steuersignal abzuleiten, das den Drosselklappenantrieb erregt.

Eine zweite Ausführungsform ist ähnlich der ersten und unterscheidet sich von dieser im wesentlichen dadurch, daß obere und untere Gaspedalstellungsgrenzwerte eingerichtet sind, so daß, wenn die Gaspedalstellung unterhalb des unteren Grenzwertes ist, ein Aufsteigen der Steuertafeln verhindert wird, während andererseits, wenn die Gaspedalstellung oberhalb des oberen Grenzwertes ist, ein Aufsteigen hervorgerufen wird, wenn das Schlupfverhältnis unter einem vorbestimmten Wert für eine vorbestimmte Zeitdauer bleibt.

Eine dritte Ausführungsform ist ebenfalls ähnlich der ersten und unterscheidet sich von dieser im wesentlichen dadurch, daß zusätzlich zu den Bereichssteuertafeln zusätzliche Tafeln über Maschinendrehzahl/Übersetzungsverhältnisse, die dazu verwendet werden, die maximalen Drosselklappenöffnungen jeder der Bereichstafeln zu begrenzen (mit Ausnahme des obersten Grades) in Termen von Übersetzungsverhältnissen über der Drehzahl aufgezeichnet werden. Für jede gegebene Maschinendrehzahl und für jedes Getriebeübersetzungsverhältnis wird daher die maximale Drosselklappenöffnung der Bereichstafel, die augenblicklich verwendet wird, begrenzt.

Allgemein gesagt, die von der Erfindung angegebene Steuerung macht folgendes möglich:

• a) Wenn ein Fahrzeug auf einer Straße fährt, dessen Oberfläche naß oder schneebedeckt ist, dann wird die Tafel untersten Grades aus mehreren Bereichssteuertafeln, die im Speicher des Systems gespeichert ist, ausgewählt. Diese Tafel ist in einer solchen Weise aufgebaut, daß sie ein schwaches Ansprechverhalten erzeugt, was unter den augenblicklich herrschenden Betriebsbedingungen verhindert, daß große Leistungen in gefährlicher Weise den Antriebsrädern des Fahrzeugs zugeführt werden. Wenn sich die Straßenoberfläche verbessert (sich beispielsweise von naß auf trocken ändert) und das ermittelte Radschlupfverhältnis kleiner als der vorbestimmte Pegel der augenblicklich verwendeten Steuertafel ist und wenn die herrschende Drosselklappenstellung am oberen Grenzwert für den augenblicklich herrschenden Absolutbetrag der Gaspedalstellung der verwendeten Tafel ist, dann wird eine neue Bereichssteuertafel höheren Grades ausgewählt. Die Charakteristik dieser Tafel ist derart, daß eine größere und schnellere Öffnung der Drosselklappe in bezug auf die Gaspedalstellung erzielt wird, als unter Verwendung der zuvor wirksamen Tafel, um die Maschinenleistung in einer Weise zu steigern, die es ermöglicht, das Fahrzeug zu beschleunigen.
• b) Wenn das Fahrzeug auf einer Straße fährt, die gute Traktionsbedingungen zuläßt, und das Gaspedal über den vorbestimmten Grenzwert für die augenblicklich verwendete Steuertafel durchgetreten wird, und wenn gleichzeitig der Radschlupf geringer als der kritische oder vorbestimmte Wert ist, dann wird in Abhängigkeit von dem Verhältnis zwischen der Gaspedalstellung und der Drosselklappenöffnung die Bereichssteuertafel auf eine solche erhöht, die sofort die Maschinenausgangsleistung in Abhängigkeit von der Gaspedalstellung steigert und verbesserte Beschleunigungseigenschaften sicherstellt.
• c) Wenn die Tafel untersten Grades ausgewählt ist und der Umfang der Gaspedalbetätigung unterhalb des vorbestimmten Wertes für die augenblickliche Tafel bleibt, obgleich das Schlupfverhältnis unter dem kritischen Wert ist, dann wird die augenblickliche Bereichssteuertafel weiter verwendet. Der Übergang zu einem höheren Grad wird auf der Basis des zwischen der Gaspedalstellung und der herrschenden Drosselklappenstellung eingerichteten Verhältnisses bestimmt, und solange, bis die maximal zulässige Drosselklappenöffnung für den gegebenen Absolutbetrag der Gaspedalbetätigung für die augenblickliche Steuertafel erreicht ist, wird ein Übergang zu einem höheren Grad verhindert. Dementsprechend werden die Regelschwingungsprobleme oben erwähnter Art bei niedrigen Drosselklappenstellungen verhindert.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Plan eines Fahrzeugs, an welchem die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angewendet sind;

Fig. 2 schematisch eine erste Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der absoluten Drosselklappenbewegung oder Gaspedaldurchdrückung und der herrschenden Drosselklappenöffnung in Abhängigkeit voneinander, wobei die Steuercharakteristik von acht Steuertafeln #0 bis #7 angegeben werden, die im Speicher des Systems gespeichert sind;

Fig. 4 die Drosselklappenstellungsänderung über der relativen Gaspedalbewegung in Form einer Tafel, die dazu verwendet wird, das Ausmaß zu bestimmen, um das die Drosselklappe für eine gegebene Größe der Gaspedalbetätigung bewegt werden sollte;

Fig. 5A bis 5C ein Flußdiagramm, das die den Betrieb der ersten Ausführungsform kennzeichnenden Schritte zeigt;

Fig. 6 ein Flußdiagramm, das die in einer Subroutine zur Hauptroutine nach den Fig. 5A bis 5C ausgeführten Schritte zeigt;

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Drehgeschwindigkeitsdifferenz zwischen den Vorderrädern des Fahrzeugs und den Hinterrädern desselben über der Hinterradgeschwindigkeit, um aufzuzeigen, in welcher Weise das Schlupfverhältnis variiert;

Fig. 8 ein Zeitdiagramm, das die Änderungen der Drosselklappenposition (unterer Abschnitt), die der Änderung der Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder entspricht, die durch einen vorbestimmten Satz von Betriebsbedingungen erzeugt werden, über der Zeit zeigt, und zwar bezüglich der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs der Drosselklappenstellung und der absoluten Gaspedalbewegung oder -stellung, der maximalen Drosselklappenöffnungswerte, bei denen das Übergehen auf niedrigere und anschließend auf höhere Grade der Steuertafeln in dem Steuerbeispiel nach Fig. 8 ausgelöst wird;

Fig. 10 ein zweites Zeitdiagramm, das ein zweites Beispiel einer Steuerung zeigt, die von der ersten Ausführungsform durchgeführt wird;

Fig. 11 ein Diagramm ähnlich dem nach Fig. 9, das die entsprechende Bewegung zwischen den Bereichssteuertafeln zeigt, die in Abhängigkeit von den in Fig. 10 gezeigten Bedingungen auftritt;

Fig. 12 ein schematisches Blockschaltbild, das die in der zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgeführten Funktionen zeigt;

Fig. 13A bis 13D ein Flußdiagramm, das die in der zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgeführten Steuerschritte zeigt;

Fig. 14 eine graphische Darstellung von schnellen Umschaltungen zwischen Tafeln, die eine sportliche Beschleunigung mit der zweiten Ausführungsform ausführen lassen;

Fig. 15 eine ähnliche graphische Darstellung, die die Wirkung des Zeitgebers zeigt, der in der zweiten Ausführungsform enthalten ist, sowie die Steuercharakteristik, die die Probleme beseitigt, die im Stand der Technik bei kleinen Drosselklappenöffnungen beim Fahren auf schlüpfrigen Straßenoberflächen gegeben sind;

Fig. 16 ein Blockschaltbild, das die charakteristischen Funktionen zeigt, die in einer dritten Ausführungsform der Erfindung auftreten;

Fig. 17A und 17B Flußdiagramme, die die charakteristischen Schritte zeigen, die in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der Erfindung ausgeführt werden;

Fig. 18A bis 18G einen zweiten Satz Steuertafeln, die im Zusammenwirken mit denen nach Fig. 3 in der dritten Ausführungsform verwendet werden, um die maximal mögliche Drosselklappenöffnung zu definieren;

Fig. 19 ein Beispiel, bei welchem der maximale Drosselklappenöffnungswert einer gegebenen Bereichstafel in Übereinstimmung mit der augenblicklichen Maschinendrehzahl und dem augenblicklich eingestellten Getriebeübersetzungsverhältnis gesteuert wird, und

Fig. 20 eine graphische Darstellung der Zusammenhänge zwischen der Maschinendrehzahl und der Drosselklappenöffnung, die notwendig sind, um ein vorbestimmtes Drehmoment aufrechtzuerhalten.

Fig. 1 zeigt in schematischer Form ein Kraftfahrzeug, an welchem die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angewendet werden. Diese Anordnung umfaßt eine Maschine 100, eine Kupplungs- und Getriebeeinheit 102 und eine Kardanwelle 104, die das Getriebe mit einem Differentialgetriebe 106 der angetriebenen Fahrzeugachse verbindet. Die Drehgeschwindigkeit VFL, VFR der nicht getriebenen Räder des Fahrzeugs werden durch einzelne Drehzahlsensoren 108, 110 ermittelt, während die Drehzahl VR der getriebenen Räder durch einen einzelnen Sensor 112 ermittelt wird, der die Drehzahl der Kardanwelle 104 erfaßt. Obgleich die dargestellte Anordnung ein hinterradgetriebenes Fahrzeug mit Frontmotor zeigt, sei doch angemerkt, daß die Erfindung in gleicher Weise auch an einem frontgetriebenen Fahrzeug angewendet werden kann.

Ein Steuerkreis 114, der in diesem Falle einen Mikroprozessor enthält, ist zur Aufnahme von Dateneingängen von den drei Drehzahlsensoren 108, 110 und 112 und von einem Potentiometer 116 eingerichtet, das wirkungsmäßig mit dem Gaspedal 118 verbunden ist. Außerdem führt ein Drosselklappenpositionssensor 120 dem Steuerkreis Eingangssignale zu. Alle Eingangssignale gelangen über eine Eingangsschnittstelle in den Steuerkreis.

Ein ROM des Mikroprozessors enthält Steuerprogramme, Tafeln und andere wesentliche Daten, die nachfolgend erläutert werden und die die Daten aufnehmen, die als die am besten geeigneten Einstellungen für die Drosselklappe 122 ermittelt und bereitgestellt worden sind.

Die von der CPU des Prozessors abgeleiteten Steuerdaten­ werden in ein Steuersignal umgewandelt und über eine Ausgangsschnittstelle einem Stellantrieb 124 zugeführt, der die Drosselklappe 122 einstellt.

Die oben beschriebenen Drehzahlsensoren können die Form von Sensoren haben, die Lichtquellen und Blendenscheiben verwenden, um ein Impulssignal zu erzeugen, das für die Drehzahl kennzeichnend ist, oder sie können alternativ eine auf den magnetischen Fluß ansprechende Einrichtung sein. Im Falle, daß der Ausgang des Sensors analog ist, wird das Signal frequenz/spannungs-gewandelt und anschließend analog/digital-gewandelt, bevor es der CPU zugeführt wird. Der Ausgang des Potentiometers 116 wird A/D-gewandelt.

In der dargestellten Ausführungsform ist der Stellantrieb 124 ein Schrittmotor, der auf ein von dem Steuerkreis abgegebenes Impulssignal anspricht.

Das System enthält einen Maschinendrehzahlsensor 126 und einen Getriebepositionssensor 128. Die Ausgänge (gestrichelt eingezeichnet) dieser Sensoren gelangen ebenfalls zum Steuerkreis. Diese Einheiten werden in Verbindung mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. Die gestrichelt eingezeichneten Eingänge werden im Zusammenwirken mit allen Ausführungsformen verwendet.

Fig. 2 zeigt schematisch die Anordnung, die die erste Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet.

Wie dargestellt, werden die Raddrehzahlen des Fahrzeugs ermittelt und dazu verwendet, zu bestimmen, ob die Reifen Schlupf haben und wie groß das Schlupfverhältnis ist. In Abhängigkeit von dieser Berechnung und in Abhängigkeit vom Umfang der absoluten Gaspedalbetätigung wird eine geeignete aus einer Mehrzahl von Bereichssteuertafeln ausgewählt. Anschließend wird die geeignete Drosselklappenstellungsänderung berechnet, indem die relative Gaspedalbewegung verwendet wird, und wird mit dem maximal zulässigen Wert für die gegebene absolute Gaspedalbetätigung verglichen, um zu ermitteln, ob eine neue Tafel ausgewählt werden sollte, oder nicht. Ein Drosselklappensollwert wird auf der Grundlage eines Wertes berechnet, der unter Verwendung der herrschenden Position und der berechneten Drosselklappenstellungsänderung berechnet wird, und wird mit dem herrschenden Drosselklappenpositionswert verglichen, um ein Steuersignal zu erzeugen, das den Stellantrieb 124 für die Drosselklappe erregt.

Der ROM des Steuerkreises enthält einen Satz Bereichssteuertafeln #0 bis #7. Diese Tafeln sind als Drosselklappenstellung R über der absoluten Gaspedalbewegung (oder Durchdrückung) L aufgetragen. Tabelle 1 zeigt die Korrespondenz zwischen den Werten von "u" (Reibungskoeffizient) und jede dieser Tafeln.

Tabelle 1

Wie man aus Fig. 3 erkennt, ist die Tafel #0 eine solche, die das schnellste Ansprechen auf ein Niederdrücken des Gaspedals liefert. Bei dieser Steuerung wird die Drosselklappe ausreichend schnell geöffnet, um eine voll geöffnete Stellung einzunehmen, wenn das Gaspedal nur zu 3/4 seines maximalen Bewegungsweges niedergetreten worden ist. Die zweite Tafel #1 ist derart, daß die Öffnung der Drosselklappe an einer Stelle von etwa 86% ihrer maximalen Öffnung anhält, nachdem das Gaspedal zu 3/4 seines maximal möglichen Bewegungsweges durchgetreten worden ist, und bleibt in dieser Stellung ohne Rücksicht auf ein weiteres Durchtreten des Gaspedals. Die folgenden Tafeln #2 bis #7 erzeugen progressiv abnehmende Ansprechverhalten der Drosselklappenöffnung, wie man unschwierig erkennt.

Der ROM enthält weiterhin Daten, die als Drosselklappenpositionsänderung über der relativen Gaspedalbewegung aufgetragen sind. Diese Daten sind in Fig. 4 gezeigt. Sofern gewünscht, ist es möglich, eine Tafel aufzuzeichnen, bei der die Daten so sind, wie durch die durchgehende Linie dargestellt, und diese Daten für alle Berechnungen zu verwenden, oder alternativ eine zweite Tafel vorzusehen, bei der die Daten so sind, wie beispielsweise durch die gestrichelte Linie dargestellt. Im Falle, daß beide Tafeln aufgezeichnet sind, ist es möglich, die Charakteristik der gestrichelten Linie nur dann zu verwenden, wenn beispielsweise die Tafel #0 verwendet wird, um das System zu steuern, und die Daten gemäß der durchgezogenen Linie zu verwenden, wenn andere Tafeln anstelle der am empfindlichsten reagierenden verwendet werden. Es sei angemerkt, daß die gestrichelte Linie ein sanfteres Drosselklappenöffnungsverhalten bewirkt, als die durchgezogene Linie.

Die Fig. 5 und 6 zeigen Flußdiagramme, die die Schritte darstellen, die den Betrieb der ersten Ausführungsform der Erfindung kennzeichnen. Fig. 5 zeigt die Hauptsteuerroutine. Diese Routine ist so eingerichtet, daß sie durch eine Unterbrechung ausgelöst wird, und läuft in Intervallen von beispielsweise 20 ms ab. Fig. 6 zeigt eine Subroutine, die immer dann ausgeführt wird, wenn das Hauptprogramm durch seinen letzten Schritt 202 ausgeführt wird.

Der Steuerkreis 114 ist so eingerichtet, daß er auf die Position des Maschinenzündschalters in der Weise anspricht, daß, wenn der Schalter zum ersten Mal geschlossen wird, der Mikroprozessor initialisiert wird und ein Kennzeichen MAPFLAG vereinbarungsgemäß auf Null gesetzt wird, während andere Kennzeichen, die in dem System verwendet werden, gelöscht werden (siehe Schritt 101) und das Programm beginnt. Um zu prüfen, ob der gegenwärtige Lauf der Steuerroutine der erste nach dem Einschalten des Systems ist, wird der Schritt 100 ausgeführt. In diesem Schritt wird ermittelt, ob dies der erste Lauf ist, oder nicht. Wenn die Antwort negativ ist, dann geht das Programm zum Schritt 101 über.

Die Schritte 102 bis 107 dienen der Ableitung des augenblicklichen Schlupfverhältnisses. Im Schritt 103 werden die Eingänge der drei Drehzahlsensoren abgetastet, und die Werte werden vorübergehend in einem RAM gespeichert. Im Schritt 103 wird die durchschnittliche Vorderradgeschwindigkeit unter Verwendung der folgenden Gleichung ermittelt:

VF = 1/2 (VFR + VFL) (1).

Im Schritt 104 wird die Hinterradgeschwindigkeit VR mit einem vorbestimmten Wert verglichen, der einer Fahrgeschwindigkeit von 40 km/h entspricht (siehe Fig. 7). Im Falle, daß die Geschwindigkeit gleich oder größer als dieser Wert ist, dann geht das Programm zum Schritt 105 über, wo das Schlupfverhältnis unter Verwendung der folgenden Gleichung ermittelt wird:

S = (VR-VF)/VR (2).

Im Falle, daß VR kleiner als der vorbestimmte Wert ist, dann wird in den Schritten 106 und 107 hingegen der Unterschied zwischen den Vorder- und Hinterradgeschwindigkeiten ermittelt, und dieser Wert wird im RAM als S eingeschrieben.

Diese Situation ist in Fig. 7 aufgetragen. Dies bedeutet, daß für jeden abgeleiteten Wert, der unter dem vorbestimmten Wert (40 km/h) liegt, der Wert von S konstant bleibt, während nach Überschreiten des genannten Grenzwertes die Größe von "u" linear zunimmt.

Im Schritt 250 wird der Wert von R ermittelt, indem die Differenz zwischen dem Augenblickswert der Hinterradgeschwindigkeit VR und dem Wert VR-1 der Hinterradgeschwindigkeit des letzten Durchlaufs der Hauptroutine verglichen wird.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist es zur Steuerung der Auswahl der geeigneten Tafel wichtig, einen Faktor zu bestimmen, der als "Gaspedalarbeit" bezeichnet werden soll. Um dies auszuführen, ist es notwendig, den gegenwärtigen Zustand des Gaspedals zu ermitteln und weiterhin zu ermitteln, um wieviel und in welcher Richtung es seit dem letzten Programmlauf bewegt worden ist. Die Schritte 150 bis 154 zeigen die Art, wie diese Ableitung ausgeführt wird. Im Schritt 150 wird der Wert L 1 der absoluten Gaspedalbetätigung, die während des letzten Laufes aufgezeichnet worden ist, in den RAM als der Wert L 2 des vorletzten Laufes eingeschrieben. Im Schritt 151 wird der laufend im RAM gehaltene laufende Wert L 0, der im letzten Lauf ermittelt worden ist, in den RAM als L 1 eingeschrieben. Im Schritt 152 werden die Ausgänge des Potentiometers 116 und des Drosselklappenstellungssensors 120 abgetastet, und der frisch ermittelte Augenblickswert von L 0 und die augenblickliche Drosselklappeneinstellung R 0 werden beide aktualisiert und in den RAM eingegeben. Im Schritt 153 wird die augenblickliche Änderung in der Gaspedalstellung (Δ L 0) ermittelt, indem die Differenz zwischen den Werten von L 0 und L 1 ermittelt wird, während im Schritt 154 die vorangehende Änderung der absoluten Drosselklappenbetätigung (Δ L 1) erhalten wird, indem man die Differenz zwischen den Werten von L 1 und L 2, wie augenblicklich im RAM gehalten, bestimmt.

Die Tafelauswahl (zu höherem Grad) wird in den Schritten 110 bis 114 ausgeführt. Im Schritt 110 wird ermittelt, ob Δ L 0 größer als Null ist. Wenn das Ergebnis negativ ist, dann werden die Schritte 111 bis 114 übersprungen. Ist jedoch Δ L 0 größer als Null (was bedeutet, daß eine Änderung der Gaspedalstellung stattgefunden hat), dann wird im Schritt 111 der Augenblickswert von S mit dem Wert S 0 verglichen, wobei S 0 beispielsweise gleich 0,1 ist. Wenn der Wert von S kleiner als S 0 ist, dann darf man annehmen, daß kein oder kein wesentlicher Schlupf auftritt, und das Programm geht zum Schritt 112 über.

Im Falle, daß die umgekehrte Situation ermittelt wird, dann darf man annehmen, daß die Räder Schlupf in einem Ausmaß aufweisen, daß ein Übergang zu einer Steuertafel höheren Grades nicht ausgeführt werden soll, so daß das Programm sofort zum Schritt 120 übergeht.

Im Schritt 112 wird der Augenblickswert von R 0 mit einem maximal zulässigen Wert Rmax verglichen. Wenn der Wert bei oder über dem oberen Grenzwert liegt, dann sind die Bedingungen, die für eine Zulassung eines höheren Grades notwendig sind, erfüllt, und das Programm geht zum Schritt 113 über, wo der Augenblickswert des Kennzeichens MAPFLG aus dem RAM ausgelesen wird. Wenn sich erweist, daß das Kennzeichen nicht "0" ist, dann geht das Programm zum Schritt 114 über, in welchem der Wert von MAPFLG um 1 erhöht wird.

Wenn andererseits das Ergebnis der im Schritt 112 ausgeführten Untersuchung zeigt, daß die Drosselklappe noch nicht auf den Maximalwert geöffnet worden ist, der durch die augenblickliche Bereichssteuertafel bestimmt wird, dann wird angenommen, daß es noch nicht notwendig ist, einen Wechsel der Tafeln in Betracht zu ziehen, weil die Grenzen der augenblicklich verwendeten noch nicht überschritten worden sind. Wenn ermittelt worden ist, daß das System augenblicklich auf der Grundlage der Tafel #0 betrieben wird und kein Übergang zu höherem Grad möglich ist, dann wird der Schritt 114 übersprungen.

Im Schritt 120 wird der augenblickliche Wert von S mit einem Wert S 1 verglichen (beispielsweise ist S 1 = 0,1). Wenn das Ergebnis angibt, daß der Wert kleiner als S 1 ist, dann geht das Programm zum Schritt 125 über, wo ein Kennzeichen A auf 0 gesetzt wird, was anzeigt, daß ein Übergang zu niedrigerem Grad nicht erforderlich ist. Wenn jedoch der Wert von S größer als S 1 ist, dann besteht die Möglichkeit, daß die augenblicklich verwendete Tafel übermäßig auf die herrschenden Bedingungen anspricht, und im Schritt 121 wird der augenblickliche Wert des Kennzeichens A ermittelt. Wenn der Wert 1 ist, dann geht das Programm zum Schritt 126 über, ist es hingegen 0, dann wird es im Schritt 122 auf 1 rückgesetzt (über eine Markierung, um anzuzeigen, daß ein Übergang zu niedrigerem Grad erforderlich ist).

Im Schritt 123 wird ermittelt, ob das System gegenwärtig die Tafel #7 verwendet (über den untersten Grad). Wenn das Ergebnis JA ist, dann kann keine weitere Abwärtsgradierung ausgeführt werden, und das Programm geht zum Schritt 140 über. Wenn andererseits der MAPFLG-Wert kleiner als 7 ist, dann geht das Programm zum Schritt 124, wo der Wert auf den nächst höheren Wert gesteigert wird.

Im Schritt 126 wird der augenblickliche Wert von S mit einem Wert S 2 verglichen (beispielsweise ist S 2 = 0,3). Wenn sich erwiesen hat, daß der Wert geringer ist, dann wird im Schritt 131 ein Kennzeichen B auf 0 gesetzt. Ist der Wert jedoch höher, dann wird im Schritt 127 der augenblickliche Zustand des Kennzeichens B ermittelt. Ist der Wert nicht 0, dann geht das Programm zum Schritt 140 über. Ist andererseits der Wert des Kennzeichens B gleich 0, dann wird er im Schritt 128 auf 1 gesetzt, um anzuzeigen, daß die gegenwärtig verwendete Tafel herabgradiert werden muß.

Im Schritt 129 wird der augenblickliche Zustand von MAPFLG ermittelt, und wenn dieser kleiner als #7 ist, dann wird er im Schritt 130 um 1 erhöht. Im Schritt 140 wird der laufende Zustand von MAPFLG aus dem RAM gelesen, und es wird die zugehörige Tafel aus dem ROM herausgezogen und in den RAM oder dergleichen eingegeben.

Es sei angemerkt, daß das Flußdiagramm vom Schritt 120 bis zum Schritt 140 derart ist, daß eine doppelte Prüfung des Radschlupfes gegen progressiv zunehmende Werte stattfindet und Kennzeichen gesetzt werden, die in Richtung auf ein Herabgradieren führen. Im Gegensatz dazu sind die Schritte 110 bis 114 dazu vorgesehen, das Aufwärtsgradieren zu steuern, und sie erfordern, daß ein zulässig kleiner Schlupf auftritt, daß die Drosselklappe auf den Maximalwert geöffnet worden ist, der unter der augenblicklich verwendeten Steuertafel für die augenblickliche absolute Gaspedalstellung zulässig ist, und daß das Gaspedal gegenwärtig in einer Richtung bewegt wird, die erfordert, daß die Drosselklappe weiter geöffnet wird. Diese Bedingungen müssen gleichzeitig erfüllt sein.

Dies stellt sicher, daß, wenn das Gaspedal losgelassen wird oder in seiner gegenwärtigen Stellung gehalten wird, ein Übergang zu einem höheren Grad, der die im einleitenden Teil der Beschreibung diskutierten Steuerprobleme aufwerfen würde, nicht auftreten kann.

Der Umfang der am Gaspedal ausgeführten "Arbeit" wird in den Schritten 155 bis 159 ermittelt. Im Schritt 155 wird ermittelt, ob der Wert von Δ L 0 größer als 0 ist. Wenn dies der Fall ist, geht das Programm zum Schritt 156 über, wo ermittelt wird, ob der Wert von Δ L 1 größer oder gleich 0 ist. Wenn die Änderung der absoluten Gaspedalbetätigung Δ L 1 gleich 0 ist, dann geht das Programm zum Schritt 158 über, wo der augenblickliche Wert von L erneut abgetastet wird, und der augenblickliche Wert L 0 wird in den RAM als Standardwert L 00 eingeschrieben. Anschließend wird im Schritt 159 der Ausgang des Drosselklappenstellungssensors 120 abgetastet, und der augenblickliche Wert R 0 wird im RAM als Standardwert R 00 eingestellt. Es sei angemerkt, daß das Aktualisieren der zwei oben erwähnten Standardwerte nur im Falle ausgeführt wird, daß Δ L 0 nicht gleich 0 ist und Δ L 1 nicht größer oder gleich 0 ist. Im Schritt 160 wird die Länge des Hubes des Gaspedals, der stattgefunden hat, ermittelt. Während dieses Programmlaufs, in welchem die Standardwerte aktualisiert werden, hat Δ L selbstverständlich einen Wert von 0 (weil L 0-L 0 = 0). Im Schritt 170 wird der im vorangehenden Schritt abgeleitete Wert von Δ L dazu verwendet, den entsprechenden Wert von Δ R zu ermitteln, wobei eine Tafel wie jene mit den Eigenschaften nach Fig. 4 verwendet wird.

Die Schritte 180 bis 185 beziehen sich auf die Ableitung des Drosselöffnungssollwertes.

Im Schritt 180 wird ein vorübergehender Drosselöffnungssollwert R R abgeleitet, indem der Wert von Δ R zum im Schritt 159 ermittelten Standardwert R 00 hinzuaddiert wird. Im Anschluß daran wird der R R-Wert zunächst gegen einen Wert R max abgeschätzt, den man aus der gegenwärtig verwendeten Bereichssteuertafel erhält. Im Schritt 183 wird er erneut abgeschätzt, diesmal jedoch gegen einen Wert R min, den man ebenfalls aus der gegenwärtig verwendeten Bereichssteuertafel, d.h. von der unteren Grenzlinie der verwendeten Tafel erhält. In Übereinstimmung mit diesen zwei Abschätzungen wird der geeignete Wert von R R vorübergehend im RAM eingestellt (siehe Schritte 182, 184 und 185), und zwar als der gegenwärtige Drosselöffnungssollwert R #.

Bevor man den soeben abgeleiteten Drosselöffnungssollwert dazu verwendet, eine Änderung der Drosselklappenstellung hervorzurufen, wird es als geeignet angesehen, gemäß der vorliegenden ersten Ausführungsform der Erfindung nochmals die laufenden Schlupfbedingungen zu prüfen. Zu diesem Zweck wird im Schritt 251 der Wert von R aus dem RAM ausgelesen. Wenn dieser Wert größer oder gleich 0 ist, dann geht das Programm zum Schritt 252 über, wo der augenblickliche Wert von S mit einem Wert Sc verglichen wird, wobei Sc beispielsweise gleich 0,2 ist. Wenn der Wert von S sich als kleiner als Sc erweist, dann geht das Programm direkt zum Schritt 200 über, was nachfolgend im Detail erläutert wird. Erweist sich S jedoch größer als Sc, dann ist eine weitere Untersuchung notwendig, und das Programm geht zu den Schritten 253 und 254 über.

Im Schritt 253 wird der Drosselöffnungssollwert R # auf 0 gesetzt, und im Schritt 254 wird ein Kennzeichen C auf 1 gesetzt.

Wenn jedoch im Schritt 251 der Wert von R sich kleiner als 0 erweist, was angibt, daß das Fahrzeug möglicherweise durch die Maschine gebremst wird und die Geschwindigkeit des getriebenen Rades unter die Fahrgeschwindigkeit abgesunken ist, dann wird im Schritt 255 der Wert S mit einem Wert S 3 verglichen, wobei S 3 beispielsweise als 0,3 ausgewählt ist. Im Falle, daß S größer als S 3 ist, dann geht das Programm direkt zum Schritt 253 über, ist S jedoch kleiner als S 3, dann geht das Programm zum Schritt 256 über, wo der Zustand des Kennzeichens C ermittelt wird. Wenn das Kennzeichen C gleich 0 ist, was anzeigt, daß der Betrieb sicher ist, dann geht das Programm zum Schritt 200 über. Wenn jedoch das Kennzeichen C gleich 1 ist, was angibt, daß Vorsicht geboten ist und daß eine Drosselklappenänderung nicht ausgeführt werden sollte, weil sonst möglicherweise der Schlupfzustand vergrößert wird, dann wird im Schritt 257 der Sollwert R # dem Wert von R min gleichgemacht, der dem augenblicklichen absoluten Drosselklappenstellungswert L 0 für die augenblicklich verwendete Bereichssteuertafel entspricht.

Im Schritt 258 wird der augenblickliche Wert von L 0 im RAM als neuer Standarddrosselklappenöffnungswert L 00 eingestellt, während im Schritt 259 der Drosselklappensollwert R # im RAM als Standarddrosselöffnungswert R 00 eingestellt wird. Das Kennzeichen C wird im Schritt 260 gelöscht.

Im Schritt 200 wird ein Wert ε durch Subtrahieren des Wertes R 0 vom Sollwert R # abgeleitet. ε ist der Winkel, um den die Drosselklappe aus ihrer gegenwärtigen Stellung gedreht werden sollte, um den Sollwert zu erreichen.

In Abhängigkeit von den Größen der soeben erwähnten Werte ist die Größe von ε entweder positiv oder negativ. Im Falle eines positiven Wertes wird der Schrittmotor, der den Stellantrieb 124 bildet, so erregt, daß er in einer ersten Richtung dreht, während im Falle eines negativen Ergebnisses der Schrittmotor in entgegengesetzter Richtung erregt wird. Im Schritt 201 wird ein Befehl abgegeben, um den Schrittmotor vorzubereiten, und im Schritt 202 wird eine "oci"-Routine ausgeführt.

Fig. 6 zeigt die Schritte, die den Betriebsablauf in der "oci"-Routine kennzeichnen. Wenn der Wert von ε gleich 0 ist, dann wird im Schritt 300 ein Befehl abgegeben, der den Motor in seinem gegenwärtigen Zustand hält. Ist andererseits der Wert nicht 0, dann wird im Schritt 302 die Entscheidung getroffen, in welcher Richtung der Motor betätigt werden sollte. Wenn der Wert von ε positiv ist, dann wird im Schritt 304 ein Befehl abgegeben, die gegenseitige Stellung um einen Schritt zu erhöhen. Wenn jedoch der Wert negativ ist, dann wird im Schritt 303 ein Befehl erzeugt, die augenblickliche Position um eine Stufe zu vermindern. Im Schritt 301 wird der geeignete Befehl über die Ausgangsschnittstelle der Steuerschaltung zum Schrittmotor im Stellglied 124 abgegeben.

Mit der oben beschriebenen Technik ist es möglich, die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Steuerung auszuführen. Wenn beispielsweise das Fahrzeug auf einer nassen, verschneiten, überfrorenen oder sonstwie schlüpfrigen Straße fährt, was einen Radschlupf zur Folge hat, so daß die Drehgeschwindigkeit der Vorder- und Hinterräder so schwankt, wie in der unteren Hälfte der Zeichnung gezeigt, dann spricht das System in der Weise an, daß es zum Zeitpunkt t 1 die maximale Drosselöffnung in dem Maße verringert, was dem Übergang von der Tafel #5 zur Tafel #6 entspricht. Anschließend, zum Zeitpunkt t 2, da die Steuerung die von der Maschine erzeugte Leistung vermindert hat und der Schlupf abgenommen hat, geht das System von der Bereichssteuertafel #6 auf #5 über. Wenn die Forderung nach Erhöhung der Geschwindigkeit anschließend aufrechterhalten wird, dann geht das System auf Tafeln höheren Grades über, wie dargestellt, was es ermöglicht, die Fahrgeschwindigkeit in der dargestellten Weise zu steigern.

Es sei beispielsweise angenommen, daß zum Zeitpunkt t 1 das Schlupfverhältnis 0,1 ist. In Abhängigkeit davon vermindern die Schritte 120 bis 124 der Hauptroutine den Wert der Steuertafel von #5 auf #6. Die maximale Drosselöffnung, die bei dieser Steuertafel zulässig ist, beträgt etwa 40% des maximal möglichen Öffnungswertes (es sei angemerkt, daß dieser Wert aus Fig. 3 entnommen werden kann).

Wenn im Anschluß daran die Straßenoberfläche wieder besser wird (d.h. vom schlüpfrigen zum beispielsweise trockenen Zustand übergeht) und das Schlupfverhältnis unter 0,1 abfällt, dann spricht das System hierauf an und veranlaßt, daß man wieder zur Tafel #5 übergeht. Wenn weiterhin der Schlupf auf einem annehmbaren, konstanten Wert bleibt (d.h. die Differenz zwischen den Radgeschwindigkeiten VR und VF bleibt im wesentlichen konstant), dann fährt das System fort, zu höheren Tafelgraden überzugehen, wie in Fig. 8 gezeigt, und zwar zu den Zeitpunkten t 3 und t 4. Dementsprechend wird das Ansprechverhalten der Steuerung schnell größer, während sichergestellt ist, daß der Schlupf unter akzeptablem Einfluß bleibt.

Es liegt innerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung, die während der Hauptsteuerroutine der zweiten Ausführungsform abgeleiteten Daten dazu zu verwenden, eine vorübergehende Verminderung des der gesteuerten Maschine zugeführten Kraftstoffs auszuführen. Wenn beispielsweise das Programm über die Schritte 252 oder 255 auf die Schritte 253 oder 254 übergeht, dann ist es möglich, die Notwendigkeit, die Maschinenausgangsleistung relativ plötzlich zu vermindern, zu erkennen. Indem man eine Kraftstoffeinspritzsteuerroutine so einrichtet, daß sie das Setzen des Kennzeichens C auf 1 als Anzeige zum Vermindern der Kraftstoffzufuhr erkennt, dann läßt sich diese Steuerung sehr wirksam und schnell ausführen.

Ein Beispiel einer solchen Steuerung ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt. Bei diesem Beispiel wird angenommen, daß das Fahrzeug auf einer verschneiten Straße fährt, wobei das Gaspedal in dem Ausmaß durchgetreten ist, das mit 2/4 bezeichnet ist, wobei die Steuerung im #3-Bereich stattfindet und ein Radschlupfverhältnis von 0,1 erzeugt wird. Wie dargestellt, reagiert das System zum Zeitpunkt t 1, indem es eine Herabgradierung der Tafel ausführt, was (wie in der Mitte dieser Figur gezeigt) einen Wechsel von der Steuertafel #0 auf #1 zur Folge hat. Dies vermindert die der Maschine zugeführte Kraftstoffmenge und bringt den Schlupf unter Kontrolle.

Es wird weiter angenommen, daß der Straßenzustand anschließend und zum Zeitpunkt t 2 schlechter wird. Das Schlupfverhältnis steigt dann wieder auf 0,1. Zum Zeitpunkt t 3 steigt der Schlupf sogar auf ein Verhältnis von 0,3. Wie man erkennt, vermindert im Anschluß an die Schlupfsteigerung zum Zeitpunkt t 2 das System den Wert der Steuertafel von #1 auf #2. Zum Zeitpunkt t 3 bewirkt das System zusätzlich zu dem erwähnten Herabgradieren eine Treibstoffverminderung vom Zeitpunkt t 3 bis zum Zeitpunkt t 4. Wie oben erwähnt, kann diese Treibstoffverminderung in Abhängigkeit davon eingeleitet werden, daß das Kennzeichen C im Schritt 254 auf 1 gesetzt wird. Die Kraftstoffverminderung wird jedoch vorteilhafterweise durch das Setzen des Kennzeichens ausgelöst und anschließend durch den Kraftstoffeinspritzsteuerplan gesteuert, der die Einspritzeranordnung, die Befeuchtung, die Temperatur usw. in Betracht zieht und der notwendige Änderungen, die im Anschluß an eine Betätigung erforderlich sind, vorwegnimmt. Wie Fig. 10 zeigt, ist die Kraftstoffverkürzung im Zeitraum zwischen t 3 und t 4 vollständig, so daß kein Zylinder der Maschine in diesem Zeitintervall wirksam ist.

Zwischen dem Zeitpunkt t 4 und dem Zeitpunkt t 5 nimmt der Schlupf von 0,2 auf 0,3 zu. Obgleich nicht vollständig dargestellt, findet eine weitere Herabgradierung auf die Tafeln #3 statt. Zum Zeitpunkt t 6 beginnt der Schlupf abzunehmen, und wie dargestellt, neigen die Hinterradgeschwindigkeit VR und die Vorderradgeschwindigkeit VF dazu, sich wieder einander anzunähern. Da R < 0 und S gleich oder kleiner als S 3 (0,3) ist, wird der Drosselöffnungssollwert R # auf einen Wert eingestellt, der dem minimal möglichen unter dem Regime der Tafel #3 ist (Rmin), siehe Schritte 251, 255, 256 und 257.

Fig. 12 zeigt schematisch die grundsätzliche Steueranordnung, die eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kennzeichnet. Wie man aus dieser Ausführungsform erkennt, ist diese im wesentlichen vergleichbar mit der ersten Ausführungsform und unterscheidet sich von dieser im wesentlichen dadurch, daß obere und untere Gaspedalstellungsgrenzwerte eingerichtet sind, beispielsweise bei 1/4 und 3/4 des Gesamtumfangs des Gaspedalhubes (siehe beispielsweise Fig. 15), so daß, wenn das Gaspedal unter dem unteren Grenzwert ist, ein Aufwärtsgradieren der Steuertafel verhindert wird, während wenn es sich oberhalb des oberen Grenzwertes befindet, ein Übergang zu einem höheren Grad ausgelöst wird, wenn das Schlupfverhältnis für eine vorbestimmte Zeitdauer unter einem vorbestimmten Wert bleibt. Dieses Steuermerkmal ist in dem Flußdiagramm nach den Fig. 13A bis 13D dargestellt.

Wie man feststellt, sind die Schritte 100 bis 154 dieses Flußdiagramms die gleichen wie bei dem nach den Fig. 5A bis 5C und brauchen daher hier nicht nochmals erläutert zu werden. Im Schritt 115 wird jedoch der augenblickliche Wert von L 0 (der augenblickliche Wert der absoluten Gaspedalbetätigung) mit einem vorbestimmten oberen Grenzwert LH verglichen. Im Falle, daß das Gaspedal in einem Umfang um mehr als 3/4 des Maximalhubes durchgetreten worden ist, dann geht das Programm zum Schritt 116 über. Wenn andererseits der Wert kleiner als LH ist, dann wird im Schritt 250 der Wert L 0 mit einem unteren Grenzwert LL verglichen. Wenn der Wert von L 0 niedriger als dieser Grenzwert, der beispielsweise bei 1/4 des Maximalhubes liegt, ist, dann wird angenommen, daß kein Übergang zu einem höheren Grad der verwendeten Tafel ausgeführt werden sollte, und das Programm geht zum Schritt 120 über.

Wenn der augenblickliche Umfang der absoluten Gaspedalbetätigung zwischen den zwei Grenzwerten LH und LL liegt, dann wird im Schritt 110 der augenblickliche Umfang der relativen Betätigung des Gaspedals Δ L 0 aus dem RAM ausgelesen. Im Falle, daß dieser Wert kleiner als 0 ist, dann wird angenommen, daß der Fahrer keine größere Leistung wünscht und das Gaspedal in seiner augenblicklichen Stellung hält (oder sogar zurücknimmt) und daß kein Übergang zu einem höheren Grad der Steuertafel ausgeführt werden sollte. Wenn jedoch das Gaspedal tatsächlich vom Fahrer in einer Richtung bewegt wird, die eine größere Leistungsabgabe von der Maschine verlangt, dann wird im Schritt 111 das augenblickliche Schlupfverhältnis mit einem Wert S 0 verglichen (beispielsweise ist S 0 = 0,1). Anschließend geht das Programm auf die Schritte 112 bis 114 in der unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm nach den Fig. 5A bis 5C beschriebenen Weise über, was zur Folge hat, daß der gegenwärtige Tafelwert um 1 vermindert wird.

Wenn jedoch die im Schritt 115 durchgeführte Untersuchung zeigt, daß der gegenwärtige absolute Gaspedalbetätigungswert größer als der obere Grenzwert LH ist, dann wird im Schritt 116 der augenblickliche Schlupfwert S mit einem Wert S 0 (S 0 ist beispielsweise 0,1) verglichen. Wenn der Schlupf größer als dieser Wert ist, dann wird angenommen, daß von der augenblicklichen Tafel nicht auf eine höheren Grades übergegangen werden sollte, und das Programm geht zum Schritt 119 über, in welchem ein Zeitgeber gelöscht wird.

Es sei angemerkt, daß bei dieser Ausführungsform der Zeitgeber rückstellbar ist und dazu vorgesehen ist, immer dann aufwärts zu zählen, wenn die Hauptsteuerroutine abläuft. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Zeit, für die der Zeitgeber zählen soll, mit 0,8 s gewählt. Da das Programm dazu vorgesehen ist, durch eine Unterbrechung (beispielsweise alle 20 ms) zu laufen, dann ist es eine einfache Sache, eine vorbestimmte Zahl einzurichten, der diesem gewünschten Zeitwert entspricht.

Im Falle, daß sich im Schritt 117 erweist, daß S kleiner als S 0 ist, dann wird im Schritt 117 eine Prüfung ausgeführt, um zu ermitteln, ob die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, oder nicht. Im Falle, daß der Zählwert des Zeitgebers noch nicht die geeignete Zahl erreicht hat, dann wird im Schritt 116 der Zählerstand stufenweise gesteigert, und das Programm geht zum Schritt 120 über. Wenn andererseits der laufende Zählerstand derart ist, daß er mit der vorbestimmten Zahl übereinstimmt oder diese überschritten hat (d.h., ein geeignet niedriges Schlupfverhältnis S ist über einen Zeitraum von 0,8 s aufrechterhalten worden), dann wird die Zahl der gegenwärtig verwendeten Tafel ermittelt, und wenn sie größer als #0 ist, dann wird sie um 1 vermindert (Schritte 161, 162, 163). Im Anschluß daran wird der Zählerstand des Zeitgebers gelöscht, beispielsweise auf 0 gesetzt. Die Schritte 120 bis 140 sind dieselben wie jene in den Fig. 5A bis 5C.

Im Schritt 164 wird der augenblickliche absolute Gaspedalstellungswert L 0 wieder mit dem unteren Grenzwert LL verglichen. Wenn er unter diesem Wert liegt, dann werden die Schritte 155, 156 und 157 übersprungen und das Programm geht direkt zum Schritt 158 über. Es sei angemerkt, daß von diesem Punkt an der einzige Unterschied zwischen dieser Ausführungsform und der erstgenannten darin besteht, daß die Schlupfvergleichs- und Kennzeicheneinstellschritte 251 bis 260 fortgelassen sind.

Wenn bei der zweiten Ausführungsform ein Fahrzeug auf einer trockenen Straße fährt, die eine gute Traktion sicherstellt, dann wird das System beispielsweise mit der Tafel #2 betrieben, das Gaspedal wird bis zu dem Punkt durchgetreten, bei welchem L 0 gleich oder größer als der obere Grenzwert von 3/4 ist, die Drosselklappe ist auf R #2 geöffnet und das Schlupfverhältnis S ist kleiner als S 0 (0,2). Die Erfordernisse der Schritte 116 bis 118 und 161 bis 163 sind erfüllt und ein Übergang zu einem höheren Tafelgrad ist zulässig. Dementsprechend wird die Tafel #1 ausgewählt, und die Drosselöffnung geht auf R L 0 W#1 über (d.h. zum unteren Grenzwert der neu ausgewählten Tafel #0). Wenn im Anschluß daran die oben erwähnten Erfordernisse weiterhin erfüllt werden (kein Schlupf), dann öffnet die Drosselklappe auf R L 0 W#0. Solang wie kein Radschlupf auftritt, ist es daher möglich, daß die Maschine eine geeignete Leistung abgibt und es dem Fahrer erlaubt, eine zufriedenstellende Beschleunigung zu entwickeln.

Fig. 15 zeigt die Steuercharakteristik, die unter Verwendung der zweiten Ausführungsform ausgeführt werden kann, wenn das Fahrzeug auf einer verschneiten Straße oder dergleichen fährt. Es sei hervorgehoben, daß unter einer Absolutbetätigung von 1/4 des Gaspedals die Drosselklappe auf dem Minimumwert der Tafel #6 gehalten wird (es sei angemerkt, daß hier zwar nur sechs Tafeln dargestellt sind, daß jedoch auch acht oder mehr Tafeln verwendet werden können, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform). Dies wird mit den Schritten 115 und 250 ausgeführt. Dies erlaubt es, daß die Maschine Leistung abgibt, ohne daß ein Radschlupf auftritt. Bevor der untere Grenzwert (1/4) erreicht wird, ermöglicht es der Schritt 164, daß die Werte L 00 und R 00 erneuert werden (Schritte 158 und 159). Das sanfte Ansprechverhalten, das die Tafel des untersten Grades erzeugt, ergibt ein optimales Betriebsverhalten auf schlechtem Untergrund.

Es sei jedoch nun angenommen, daß sich der Zustand der Straße verbessert und sich eine bessere Traktion mit geringerem Radschlupf einstellt. Beim Überschreiten des unteren Grenzwertes (z.B. 1/4) wird der Drosselöffnungsgrad nicht mehr auf den oberen Grenzwert der Tafel #6 beschränkt. D.h. die Sperrung des Übergangs zu einem höheren Grad, die durch den unteren Grenzwert LL bedingt ist, ist nicht mehr wirksam, und ein Übergang zu einem höheren Grad ist zulässig, vorausgesetzt, daß das Schlupfverhältnis nicht unter S 0 abfällt. Dementsprechend nimmt die Drosselöffnung sanft zu, bis der obere Grenzwert der Gaspedalstellung von 3/4 erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Zeitgeber, der in die Steuerroutine eingebaut ist, ausgelöst, d.h. er beginnt mit dem Aufwärtszählen bei jedem Lauf, der über den Schritt 118 geht. Ein Übergang zu höherem Tafelgrad ist verhindert, bis das Programm über den Schritt 117 zum Schritt 161 läuft. Im Anschluß daran nimmt die Drosselöffnung direkt auf den unteren Grenzwert der nächsten Tafel zu. Sodann wird der Zeitgeber erneut getriggert und er zählt wie dargestellt. Bei Beendigung der zweiten Zählung findet ein Übergang zu einem höheren Grad statt, und die Drosselöffnung nimmt direkt auf den Minimumwert der neu ausgewählten Tafel zu. Es sei angemerkt, daß dieser Übergang zu höherem Grad die Tafel des höchsten Grades (#0) ausgewählt hat.

Es sei hervorgehoben, daß die Geschwindigkeit, mit der sich die Drosselklappe bei dieser Ausführungsform nach dem Durchtreten des Gaspedals auf den oberen Grenzwert (3/4) öffnet, zunimmt und somit ein sportliches Ansprechen der Maschine auf die Gaspedalbetätigung durch den Fahrer ermöglicht.

Es sei ferner angemerkt, daß im Falle, daß das Fahrzeug mit einem automatischen Getriebe ausgerüstet ist und der Fahrer eine kräftige Beschleunigung verlangt und daher das Gaspedal tief durchtritt, um einen sog. Kickdown-Effekt am Getriebe auszuführen, es möglich ist, diesen Kickdown-Betrieb mit der schnellen Drosselöffnungscharakteristik zu kombinieren, die bei der Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist. Es ist beispielsweise möglich, das Herabschalten des Getriebes beim Erreichen einer Gaspedalstellung, die nahe oder beim oberen Grenzwert ist (unter Verwendung eines bekannten Kickdown-Schalters oder dergleichen) elektronisch auszulösen, so daß in Kombination mit der Steigerung der Maschinendrehzahl, die natürlich mit der schnellen Drosselöffnung zusammenhängt, eine geeignete Ausgangsleistung den Antriebsrädern zur Verfügung gestellt wird. Sollte dies jedoch einen Radschlupf zur Folge haben, dann spricht das System auf dieses Phänomen an, und die Steuerroutine geht sofort auf den Schritt 124 und/oder auf den Schritt 130 über, bei welchen ein Umschalten auf eine Tafel niedrigeren Grades um ein oder zwei Werte hervorgerufen wird. Wenn dann der Radschlupf verschwindet, ist ein schnelles Übergehen zu einer Tafel höheren Grades möglich, wie Fig. 14 zeigt, so daß ein befriedigendes Fahrverhalten erreicht wird.

Es sei weiterhin angemerkt, daß, wenn das Fahrzeug langsam auf einer schlüpfrigen Straße fährt und das Gaspedal nur leicht durchgetreten ist, d.h. weniger als 1/4 durchgetreten ist, dann wird ein Übergang zu höherem Grad verhindert, selbst wenn das Schlupfverhältnis plötzlich unter eine Größe abfällt, bei der ein Übergang zu einem höheren Grad hervorgerufen würde, wenn man das Gaspedal tiefer durchdrückt, und das Problem, wonach Regelschwingungen auftreten, wird mit der Erfindung vermieden.

Fig. 16 zeigt schematisch die grundsätzliche Steueranordnung, die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kennzeichnet. Diese Ausführungsform ist im wesentlichen der ersten ähnlich und unterscheidet sich von dieser hauptsächlich dadurch, daß zusätzlich zu den Bereichssteuertafeln nach Fig. 3 ein Satz von Tafeln vorgesehen ist, deren Charakter in den Fig. 18A bis 18F dargestellt ist.

Kurz gesagt, wenn beispielsweise das Fahrzeug unter dem Regime einer Bereichssteuertafel #2 betrieben wird (wie in Fig. 19 gezeigt), dann werden die augenblickliche Maschinendrehzahl und das Übersetzungsverhältnis unter Verwendung eines Tabellennachschlags bestimmt, gemäß welchem ein geeigneter maximaler Drosselöffnungswert aus der in Fig. 18B dargestellten Tabelle oder Tafel ermittelt wird. Es sei angenommen, daß sich das Getriebe im dritten Gang befindet und daß die Maschine mit einer Drehzahl von 4000 U/min betrieben wird und das Gaspedal auf den Wert durchgetreten ist, der durch 3/4 bezeichnet ist. Unter diesen Bedingungen ergibt der Tabellennachschlag, daß zur Begrenzung des den getriebenen Rädern des Fahrzeugs augenblicklich zugeführten Drehmoments die maximale Drosselöffnung auf etwa 60% beschränkt werden sollte. Bei dieser Ausführungsform variiert der obere Grenzwert nicht mit der Gaspedalbetätigung, und der Steuerpunkt für die augenblicklichen Betriebsbedingungen wird durch den Buchstaben Z angegeben. Bei dieser Ausführungsform sind Gp/Ne-Tafeln für einen Maschinendrehzahlbereich von 800 bis 5600 U/min aufgezeichnet. Wenn die Maschinendrehzahl ansteigt, dann neigt die maximale Drosselöffnung ebenfalls für die meisten der Gp/Ne-Kurven zur Vergrößerung. Bei jedem Lauf des Programms wird die Maschinendrehzahl gelesen und anschließend dazu verwendet, die Maximalöffnung erneut abzuschätzen, die für den augenblicklichen Betriebszustand eingestellt werden sollte.

Wenn die Bereichstafel in Übereinstimmung mit den Betriebsbedingungen auf einen höheren Grad gebracht werden sollte, dann wird die zugehörige Gp/Ne-Tafel ebenfalls aus dem Speicher ausgespeichert und für den einfachen Zugriff vorübergehend im RAM bereitgehalten. Es sei angemerkt, daß es keine Gp/Ne-Tafel für die Bereichssteuertafel des höchsten Grades gibt. D.h., es sind hier sieben Bereichstafeln vorgesehen und sechs entsprechende Gp/Ne-Tafeln. Die Erfindung ist jedoch nicht notwendigerweise auf diese spezielle Kombination beschränkt.

Die Fig. 17A und 17B zeigen die Hauptsteuerroutine, die die dritte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet. Diese Routine unterscheidet sich von den vorangehenden dadurch, daß ein Schritt 108 vorgesehen ist, bei welchem die herrschende Getriebestellung und die Maschinendrehzahl abgelesen werden und die augenblicklichen Werte im RAM gespeichert werden, um bei den Schritten 181 bis 185 zur Verfügung zu stehen. Im Schritt 140 werden im Falle, daß ein Übergang zu höherem oder niedrigerem Grad erforderlich ist, die geeignete neue Bereichstafel und die entsprechende Gp/Ne-Tafel aus dem Speicher abgerufen. Im Schritt 181 wird der maximale Drosselöffnungsgrad Rmax durch die Werte der augenblicklichen Maschinendrehzahl und des herrschenden Getriebeübersetzungsverhältnisses bestimmt. Andererseits wird der Wert von Rmin von der unteren Grenze der Bereichssteuertafel genommen.

Es sei angemerkt, daß anstelle von drei Radsensoren es ebenso möglich ist, einen Fahrgeschwindigkeitssensor und einen Sensor zu verwenden, der die Geschwindigkeit der getriebenen Räder des Fahrzeugs ermittelt. Gewünschtenfalls kann beispielsweise ein Dopplerradar oder dergleichen verwendet werden, um die Geschwindigkeit gegenüber dem Boden zu messen, in Kombination mit anderen Sensorarten, die in der Lage sind, die Radgeschwindigkeit oder einen ähnlichen Parameter zu ermitteln, der für dieselben kennzeichnend ist.

Es sei weiterhin angemerkt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung von acht Bereichssteuertafeln usw. beschränkt ist, sondern daß auch weniger oder mehr solcher Tafeln verwendet werden können. Gewünschtenfalls können die Bereichstafeln in anderen Parametern als die Drosselöffnung und die Gaspedalbetätigung aufgezeichnet sein. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Steuerung des Maschinendrosselventils (oder der Ventile) beschränkt und kann in Kombination mit anderen Maschinensteuerprogrammen verwendet werden, wie beispielsweise solchen, mit denen der Zündzeitpunkt, die Kraftstoffeinspritzung, der Getriebeschaltpunkt und dergleichen gesteuert werden. Gewünschtenfalls kann die Zeit, für die der Zeitgeber nach der zweiten Ausführungsform das Hinaufschalten verzögert, in bezug auf einen oder mehrere gegebener Betriebsparameter variabel gehalten werden.

Claims (13)

1. Verfahren zum Steuern einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Ermitteln eines Parameters, der mit einer Anforderung nach Maschinenleistung variiert;
Speichern eines ersten Satzes von Steuertafeln in einem Speicher;
Einrichten jeder dieser Tafeln derart, daß sie einen Maschinensteuerwert erzeugen, deren Größen in Abhängigkeit von der Größe und der Änderungsgeschwindigkeit des genannten Parameters größer werden;
Bestimmen dieser Tafeln zur Entwicklung von Steuercharakteristika, bei denen die Stärke des Maschinensteuersignals für eine gegebene Stärke des Parameters von Tafel zu Tafel zunimmt;
Messen des Radschlupfes;
Übergang zu Tafeln geringeren Grades durch Übergang von der gegenwärtig verwendeten zu einer, die das Ansprechverhalten vermindert, wenn der Radschlupf einen ersten vorbestimmten Wert überschreitet;
Übergang zu Tafeln höheren Grades durch Übergang von der gegenwärtig verwendeten zu einer, die das Ansprechverhalten vermindert in Abhängigkeit davon, daß

• a) die Größe des Radschlupfes unter dem ersten vorbestimmten Wert liegt, und
• b) das Steuersignal, das von der gegenwärtig verwendeten Steuertafel erzeugt wird, auf seinem maximal zulässigen Wert für die augenblickliche Stärke des genannten Parameters ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zu höherem Grad weiterhin verlangt, daß

• (c) die Änderungsgeschwindigkeit der Größe des genannten Parameters in einer Richtung, die vergrößerte Maschinenausgangsleistung erfordert, größer als Null ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Einrichten oberer und unterer Grenzwerte für die Stärke des genannten Parameters;
Größenbestimmung der Stärke des Parameters derart, daß:

• a) wenn die Stärke desselben unter dem unteren Grenzwert liegt, der Übergang von der gegenwärtig verwendeten Tafel auf eine Tafel höheren Grades in einer Richtung, die das Ansprechverhalten steigert, unterbunden ist; und
• b) wenn die Stärke über dem oberen Grenzwert liegt, Auslösen eines Übergangs zu einem höheren Grad in einer Richtung, in der das Ansprechverhalten gesteigert wird, wenn der Radschlupf unter dem ersten vorbestimmten Wert für eine vorbestimmte Zeitdauer bleibt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin folgende Schritte enthält:
Ändern der Tafeln in einer Richtung, die die Ansprechcharakteristik vermindert im Falle, daß der Radschlupf unter einem zweiten vorbestimmten Grenzwert liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tafelwechsel nach dem Wechsel in Abhängigkeit davon, daß der Schlupf den ersten vorbestimmten Wert überschreitet, stattfindet.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radschlupf auf folgende Weise ermittelt wird:
Bestimmen des Wertes eines Fahrzeugbetriebsparameters, der mit der Fahrgeschwindigkeit variiert;
Bestimmen der Radgeschwindigkeit der getriebenen Räder des Fahrzeugs, und
Vergleichen der Radgeschwindigkeit und der die Fahrzeuggeschwindigkeit angebenden Werte zur Ermittlung des Unterschiedes zwischen diesen Werten.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorbestimmter Fahrgeschwindigkeitsgrenzwert festgelegt wird, die beim Vergleich erhaltene Geschwindigkeitsdifferenz verwendet wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit unter dem genannten Grenzwert liegt und Verwenden des abgeleiteten Wertes durch Teilen der erhaltenen Differenz mit der Radgeschwindigkeit der getriebenen Räder.

8. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Verwenden der Geschwindigkeit, mit der sich der die Leistungsanforderung angebende Parameter ändert, zur Ermittlung einer Änderung im Maschinensteuersignal, und
Begrenzen des Wertes des Steuersignals auf einen Wert, der zwischen den oberen und unteren Grenzwerten der augenblicklich verwendeten Steuertafel liegt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Leistungsanforderungssignals durch zyklisches Notieren des Wertes des Anforderungssignals und durch Verwendung der Differenz zwischen dem augenblicklichen Wert und dem zuvor aufgezeichneten Wert und der Differenz zwischen dem zuvor aufgezeichneten Wert und dem Wert, der vor jenem aufgezeichnet worden ist, bestimmt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin gekennzeichnet durch Speichern eines zweiten Satzes von Steuertafeln in einem Speicher, wobei der zweite Satz von Steuertafeln als Parameter gespeichert wird, die einen Getriebezustand und einen die Maschinendrehzahl darstellenden Parameter angeben, und Verwenden des zweiten Satzes von Tafeln in Kombination mit dem ersten Satz, um den Maximalwert des Maschinensteuerwertes zu begrenzen.

11. Steuersystem für eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch:
eine Einrichtung zum Ermitteln eines Parameters, der sich mit einer Anforderung nach Maschinenleistung ändert;
einen Speicher, in welchem ein erster Satz von Steuertafeln gespeichert ist, wobei die Tafeln dazu eingerichtet sind, einen Maschinensteuerwert zu erzeugen, dessen Größe in Abhängigkeit von der Größe und der Änderungsgeschwindigkeit des Parameters größer wird, welche Tafeln so gestaltet sind, daß sie Steuercharakteristika entwickeln, bei denen die Stärke des Maschinensteuersignals für eine gegebene Stärke des Parameters von Tafel zu Tafel zunimmt;
eine Einrichtung zur Ermittlung des Radschlupfes; und
eine Steuereinrichtung für:

• a) den Übergang zwischen den Tafeln nach unten durch Übergang von der gegenwärtig verwendeten zu einer Tafel, die die Ansprechcharakteristik vermindert, wenn der Radschlupf einen ersten vorbestimmten Wert übersteigt;
• b) Übergang nach oben von einer Tafel zu einer anderen, die das Ansprechverhalten in Abhängigkeit davon vermindert, daß
  • i) der Umfang des Radschlupfes unter dem ersten vorbestimmten Wert liegt, und
  • ii) das Steuersignal, das von der gegenwärtig verwendeten Steuertafel erzeugt wird, bei seinem maximal zulässigen Pegel für die gegenwärtige Stärke des genannten Parameters ist.

12. Steuersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung weiterhin erfordert, daß die Änderungsgeschwindigkeit der Stärke des Parameters in einer Richtung, die erhöhte Maschinenleistung erfordert, größer als Null ist, bevor der Übergang zu einer Tafel höheren Grades ermöglicht wird.

13. Steuersystem nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch einen zweiten Satz von Steuertafeln, die in einem Speicher gespeichert sind und in Form eines Parameters, der ein Übersetzungsverhältnis angibt, und eines Parameters, der die Maschinendrehzahl angibt, aufgezeichnet sind, wobei die Steuereinrichtung den zweiten Tafelsatz in Kombination mit dem ersten Tafelsatz verwendet, um den Maximalwert des Maschinensteuerwertes zu begrenzen.