DE4017845B4 - Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit Antriebsschlupfregelung - Google Patents

Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit Antriebsschlupfregelung Download PDF

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    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/175—Brake regulation specially adapted to prevent excessive wheel spin during vehicle acceleration, e.g. for traction control

Abstract

Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit Antriebsschlupfregelung durch Bremseneingriff, mit der der Bremsdruck in der Radbremse des zum Durchdrehen neigenden Rades in Abhängigkeit von der Radbeschleunigung und dem Radschlupf steuerbar ist, dadurch gekenn zeichnet, daß eine variable Regelschwelle .(RS) gebildet wird, die aus einem vorgegebenen festen Grundwert ("Grundschwelle" GS) und einem von der Radschlupfbeschleunigung abgeleiteten Anteil besteht, daß der Radschlupf (VR) mit der Regelschwelle (RS) vergleichbar ist und als Regelabweichung die Differenz zwischen der Regelschwelle (RS) und dem Radschlupf (VR) ermittelbar ist sowie daß der Bremsdruckverlauf (p), einschließlich der Druckaufbau- und/oder der Druckabbaugradienten, in Abhängigkeit von der Regelabweichung und von der Radschlupfbeschleunigung steuerbar sind.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit Antriebsschlupfregelung durch Bremseneingriff (oder durch Bremsen- und Motoreingriff), mit der der Bremsdruck in der Radbremse des zum Durchdrehen neigenden Rades in Abhängigkeit von der Radbeschleunigung und dem Radschlupf steuerbar ist.
  • Zur Antriebsschlupfregelung durch Bremseneingriff wurde bisher die Druckeinsteuerung in die Radbremse des zum Durchdrehen tendierenden Rades in Abhängigkeit von einer oder von zwei fest vorgegebenen Beschleunigungsschwellen bewirkt. Außerdem war eine feste, ggf. von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängige Schlupf schwelle als Kriterium für das Einsetzen der Antriebsschlupfregelung vorgegeben. Solche fest vorgegebenen Schwellen werden nicht allen in der Praxis vorkommenden Situationen gerecht. In manchen Fällen setzt die Antischlupfregelung zu früh, in anderen viel zu spät ein.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit Antriebsschlupfregelung zu schaffen, die die Eingriffsschwellen der Regelung und die Druckeinsteuerung bzw. Druckmodulation noch genauer den unterschiedlichen Situationen anpaßt, mit dem Ziel, die Regelgüte im Vergleich zu bekannten Schaltungsanordnungen dieser Art erheblich zu verbessern.
  • Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe mit einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art gelöst werden kann, deren Weiterbildung darin besteht, daß eine variable Regelschwelle gebildet wird, die aus einem vorgegebenen festen Grundwert ("Grundschwelle") und einem von der Radschlupfbeschleunigung abgeleiteten Anteil besteht, daß der Radschlupf mit der Regelschwelle vergleichbar ist und als Regelabweichung die Differenz zwischen der Regelschwelle und dem Radschlupf ermittelbar ist sowie daß der Bremsdruckverlauf, einschließlich der Druckaufbau- und/oder der Druckabbaugradienten, in Abhängigkeit von der Regelabweichung und von der Radschlupfbeschleunigung steuerbar sind.
    •
  • Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird zusätzlich der in der Radbremse bereits herrschende Bremsdruck bei der Steuerung des Bremsdruckverlaufs in Abhängigkeit von der Regelabweichung und der Radschlupfbeschleunigung berücksichtigt. Die Information über diesen Radbremsdruck ist ohne Mehraufwand erhältlich, wenn der herrschende Druck mit Hilfe eines sogen. Raddruckmodells, d.h. durch Auswertung von den Druckverlauf bestimmenden Kriterien und Signalen näherungsweise festgestellt wird. Aus der DE 38 09 100 A1 ist bereits ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Bildung eines solchen Raddruckmodells bekannt.
  • Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Regelschwelle nach der Formel
    Regelschwelle = Grundschwelle + Korrekturgröße
    gebildet, wobei die Grundschwelle einem vorgegebenen Schlupfwert entspricht und wobei die Korrekturgröße eine Funktion der gefilterten Radschlupfbeschleunigung ist. Die Korrekturgröße ergibt sich in einem Ausführungsbeispiel nach der Formel
    Korrekturgröße = – k x bgef '
    wobei k eine Konstante ist und bgef die gefilterte Radschlupfbeschleunigung darstellt.
  • Eine Ausführungsart der Erfindung besteht darin, daß als Grundschwelle ein vorgegebener, von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängiger Radschlupfwert dient. Zur Verbesserung des Anfahrverhaltens ist es sinnvoll, die Grundschwelle von einem Anfangswert, der beispielsweise 20 km/h betragen kann, linear auf 10 bis 12 km/h bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 20 bis 30 km/h abzusenken.
  • Schließlich ist es erfindungsgemäß noch möglich, die Schaltungsanordnung derart auszulegen, daß Bremsdruck aufgebaut wird, wenn der Radschlupf die Regelschwelle überschreitet, und Bremsdruck abgebaut wird, sobald der Radschlupf die Regelschwelle unterschreitet.
    •
  • Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Diagramme näher erläutet.
  • Es zeigen
  • 1 den Verlauf der Grundschwelle über der Fahrzeuggeschwindigkeit nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und
  • 2 den Verlauf des Radschlupfes, der Regelschwelle und des Bremsdruckes in der Radbremse des geregelten Rades während eines Antriebschlupfregelungsvorganges, d.h. während eines Anfahrvorganges, bei dem die Antriebsschlupfregelung in Funktion tritt.
  • 1 dient zur Veranschaulichung der Abhängigkeit der Grundschwelle von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Im Bereich von 0 bis 25 km/h nimmt im dargestellten Ausführungsbeispiel die Grundschwelle linear von anfänglich 20 km/h auf ca. 10 km/h ab. Die Grundschwelle stellt den Grenzwert des Radschlupfes dar, dessen Überschreiten zum Bremseneingriff bzw. zum Einsteuern von Bremsdruck in die Radbremse des betroffenen Rades führt. Durch den relativ hohen Grenzwert der Grundschwelle bei. Stillstand des Fahrzeuges und bei sehr geringer Geschwindigkeit wird das Ansfahrverhalten verbessert, durch den geringeren Grenzwert bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit die Regelungsempfindlichkeit erhöht. Bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit, hier oberhalb von etwa 25 km/h, muß die relativ hohe Belastung der Bremse beachtet werden, weshalb die Grundschwelle angehoben und zweckmäßigerweise, worauf hier nicht näher eingegangen wird, das Antriebsmoment des Antriebsmotors reduziert wird.
  • Die Funktion einer Schaltung der erfindungsgemäßen Art wird im folgenden anhand der 2 erläutert, die in Diagrammen die Vorgänge während eines geregelten Anfahrvorganges darstellt.
  • In 2 ist die linear ansteigende Fahrzeuggeschwindigkeit mit vFZ bezeichnet. Übersteigt der Antriebsschlupf des ge regelten Rades einen bestimmten Wert, setzt die Antriebsschlupfregelung ein. Bisher war für das Einsetzen der Regelung ein fester Grenzwert, nämlich die in 2 gestrichelt dargestellte Grundschwelle GS maßgebend. Erfindungsgemäß wird nun jedoch der Radverlauf bzw. der Radschlupf VR mit dem Verlauf einer Regelschwelle RS verglichen. Diese Regelschwelle setzt sich. aus der Grundschwelle GS und aus einer Korrekturgröße f(+b) zusammen, nämlich nach der Formel RS = GS + f(+b).
  • Für diese Korrekturgröße oder Funktion f(+b) gilt nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Beziehung
    Figure 00050001
    wobei unter "bgef" die gefilterte Radschlupfbeschleunigung und unter "g" die Erdbeschleunigungskonstante zu verstehen sind und wobei für die Radgeschwindigkeit VR1 z.B. ein Wert von 6 bis 10 km/h zweckmäßig sein kann.
  • Die Regelabweichung zwischen der Regelschwelle RS und dem Radschlupf VR ist für das Einsetzen der Bremsdruck-Einsteuerung, d.h. für den Bremsdruckaufbau, und für den Bremsdruckabbau maßgebend. Wie aus dem unteren Diagramm in 2 zu erkennen ist, setzt zum Zeitpunkt t1, an dem die Radschlupfkennlinie VR die Regelschwelle RS schneidet, der Bremsdruckaufbau ein. Die Regelabweichung, nämlich die Differenz zwischen der Radbeschleunigungs-Kennlinie VR und Regelschwelle RS, sowie die Radschlupfbeschleunigung bestimmen den Gradienten des Bremsdruckaufbaues. Im dargestellten Bei spiel beginnt zunächst in der Zeitspanne tl – t2 die Bremsdruckeinsteuerung mit steilem Gradienten, wird dann bis zum Zeitpunkt t3 mit flachem Gradienten fortgesetzt, worauf sich eine Druckkonstanthaltephase anschließt. Zum Zeitpunkt t4 unterschreitet die Radschlupfkennlinie VR die Regelschwelle RS, was einen Bremsdruckabbau zur Folge hat, der ebenfalls wieder von der Regelabweichung und von der Radbeschleunigung bestimmt wird. Zum Zeitpunkt t5 erfolgt erneut eine Bremsdruckeinsteuerung mit zunächst steilem, dann flachem Gradienten, gefolgt von einer Bremsdruck-Ronstanthaltephase. Zum Zeitpunkt t6 kann der Bremsdruck wieder reduziert werden.
  • Die Filterung der Radbeschleunigung hat zum Ziel, die Auswirkungen von hochfrequenten Schwankungen, welche auf Störungen zurückgehen, zu verhindern.
  • Durch die erfindungsgemäße Verwendung einer variablen Regelschwelle wird eine sehr genaue Anpassung der Antriebsschlupfregelung an die jeweilige Situation erreicht. Zum einen setzt die Antriebsschlupfregelung bereits bei relativ geringem Radschlupf ein; zum Eingriffs-Zeitpunkt t1 ist die Grundschwelle GS noch nicht erreicht. Zum anderen beginnt ein Druckabbau (Zeitpunkt t4) schon bei einem noch über der Grundschwelle GS liegenden Radschlupf. Der gesamte Bremsdruckverlauf wird sehr genau dem Bremsdruckbdarf angepaßt. Es wird folglich eine wirksame Antriebsschlupfregelung ohne übermäßige Belastung der Bremse erreicht.

Claims (7)

  1. Schaltungsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit Antriebsschlupfregelung durch Bremseneingriff, mit der der Bremsdruck in der Radbremse des zum Durchdrehen neigenden Rades in Abhängigkeit von der Radbeschleunigung und dem Radschlupf steuerbar ist, dadurch gekenn zeichnet, daß eine variable Regelschwelle .(RS) gebildet wird, die aus einem vorgegebenen festen Grundwert ("Grundschwelle" GS) und einem von der Radschlupfbeschleunigung abgeleiteten Anteil besteht, daß der Radschlupf (VR) mit der Regelschwelle (RS) vergleichbar ist und als Regelabweichung die Differenz zwischen der Regelschwelle (RS) und dem Radschlupf (VR) ermittelbar ist sowie daß der Bremsdruckverlauf (p), einschließlich der Druckaufbau- und/oder der Druckabbaugradienten, in Abhängigkeit von der Regelabweichung und von der Radschlupfbeschleunigung steuerbar sind.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Radbremse bereits eingesteuerte Bremsdruck bei der Steuerung des Bremsdruckverlaufs (p) in Abhängigkeit von der Regelabweichung und der Radschlupfbeschleunigung zusätzlich berücksichtigt wird.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Radbremse herrschende Druck mit Hilfe eines sogen. Druckmodells, d.h. durch Auswertung von den Druckverlauf bestimmenden Kriterien und Signalen, näherungsweise feststellbar ist.
  4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschwelle (RS) nach der Formel RS = GS + f(+b) gebildet wird, wobei die Grundschwelle (GS) einem vorgegebenen Schlupfwert entspricht und wobei die Korrekturgröße (f(+b)) eine Funktion der im Hinblick auf hochfrequente Schwankungen gefilterten Radschlu fbeschleunigung ist.
  5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Korrekturgröße (f(+b)) die Formel f (+b) = –k × bgef gilt, wobei k eine Konstante ist und bgef die im Hinblick auf hochfrequente Schwankungen gefilterte Radschlupfbeschleunigung darstellt.
  6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundschwelle (GS) ein vorgegebener, von der Fahrzeuggeschwindigkeit (vFZ) abhängiger Radschlupfwert dient.
  7. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Radschlupf (VR) die Regelschwelle (RS) überschreitet, Bremsdruck aufgebaut wird, wenn der Radschlupf (VR) die Regelschwelle (RS) unterschreitet, Bremsdruck abgebaut wird.
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