DE4036084A1 - Antriebsrad-rutschregelsystem fuer ein fahrzeug - Google Patents
Antriebsrad-rutschregelsystem fuer ein fahrzeugInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebsrad-Rutschregelsystem
für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
In einem Antriebsrad-Rutschregelsystem für Fahrzeuge der gattungsgemäßen
Art ist in konventioneller Weise eine solche
Ausgestaltung vorgeschlagen worden, daß der Referenzwert für
das Rutschen des Antriebsrades, welcher die Realisierung einer
geeigneten Rutschgröße ermöglicht, auf der Basis der Öffnungsgröße
einer Beschleunigungseinrichtung korrigiert wird. Wird
diese Öffnungsgröße groß, so wird der Referenzwert für das
Rutschen des Antriebsrades erhöht. Dies ist beispielsweise in
der JP-OS Nr. 23 831/87 beschrieben.
Das vorgenannte Antriebsrad-Rutschregelsystem arbeitet effektiv,
wenn ein Fahrzeug sportlich, beispielsweise schnell in
Kurven gefahren wird. Es besteht jedoch die Gefahr, daß der
Referenzwert für das Rutschen des Antriebsrades zu stark ansteigen
kann und die Antriebsrad-Rutschregelfunktion, welche
durch das System selbst durchgeführt werden soll, nachteilig
beeinflußt wird, wenn die Beschleunigungseinrichtung in voll
geöffneter Stellung steht.
Da sich darüber hinaus die Öffnungsgröße der Drosselklappe,
welche das Antriebsrad in einen übermäßigen Rutschzustand
bringen kann, in Abhängigkeit vom Reibungskoeffizienten der
Straßendecke, dem Geschwindigkeitsreduzierungsverhältnis
zwischen einem Antriebsmotor und dem Antriebsrad und ähnlichen
Größen ändern kann, wird es unmöglich, einen Zusammenhang zwischen
dem Rutschen des geregelten Antriebsrades und der Drosselklappen-
Öffnungsgröße herzustellen, wenn der Rutschzustand
des Antriebsrades mit der Absolutstellung der Drosselklappenöffnung
geändert wird. Es wird daher schwierig, dem Fahrerwunsch
entsprechend eine feine Änderung des Radrutschens zu
realisieren.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein System der in Rede stehenden Art anzugeben, bei dem die
Änderung des Referenzwertes für das Rutschen des Antriebsrades
in Abhängigkeit von einer Beschleunigungseinrichtung geändert
werden kann, ohne daß dabei die Antriebsrad-Rutschregelfunktion
nachträglich beeinträchtigt wird, wobei eine geschlossene
Schleife zwischen Mensch und Automobil realisierbar sein soll.
Diese Aufgabe wird bei einem Antriebsrad-Rutschregelsystem der
eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des
kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs gelöst.
Beim erfindungsgemäßen System detektiert der Detektor die
Änderung der Öffnungsgröße der Beschleunigungseinrichtung,
wobei es sich um einen differenzierten Wert einer Änderung der
Öffnungsgröße der Beschleunigung handelt. Wenn die detektierte
Änderung einen positiven Wert besitzt, d. h., wenn die Öffnungsgröße
der Beschleunigungseinrichtung abrupt zunimmt, so
arbeitet die Referenzwert-Korrekturanordnung im Sinne einer
Erhöhung des Referenzwertes für das Rutschen des Antriebsrades,
während sie bei einem negativen Wert der Änderung den Referenzwert
reduziert. Daher kann die Bewegung des Fahrzeuges
selbst bei Regelung des Rutschens des Antriebsrades auf die
Beschleunigungseinrichtung ansprechen, wobei darüber hinaus
der Referenzwert im Sinne der Erhöhung und Verringerung als
Funktion der Änderung der Beschleunigungseinrichtungs-Öffnungsgröße
gesteuert werden kann, so daß seine Änderung
momentaner Natur ist. Es ist daher sichergestellt, daß die
Antriebsrad-Rutschregelfunktion nicht nachteilig beeinflußt
wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
gemäß der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Darstellung des erfindungsgemäßen Prinzips und
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Rutschregelsystems.
Gemäß Fig. 2 detektiert ein Hinterrad-Geschwindigkeitsdetektor
1 die Geschwindigkeit Wrl bzw. Wrr des linken bzw. rechten
Hinterrades eines Fahrzeugs mit Hinterradantrieb, wobei es
sich bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform um das linke
und rechte Antriebsrad eines Fahrzeugs handelt. Ein Vorderrad-
Geschwindigkeitsdetektor 2 detektiert die Vorderradgeschwindigkeit
Wfl bzw. Wfr des linken und rechten Vorderrades, wobei
es sich bei dieser Ausführungsform um Mitlauf-Radgeschwindigkeiten
handelt. Die durch den Hinterrad-Geschwindigkeitsdetektor
1 detektierte linke und rechte Hinterradgeschwindigkeit
Wrl und Wrr werden in eine Antriebsrad-Geschwindigkeitsberechnungsanordnung
3 eingegeben, in der durch Berechnung eines
Mittelwertes der linken und rechten Hinterradgeschwindigkeit
Wrl, Wrr eine Antriebsradgeschwindigkeit Vw gewonnen wird. Die
durch den Vorderrad-Geschwindigkeitsdetektor 2 detektierte
linke und rechte Vorderradgeschwindigkeit Wfl, Wfr wird in
eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungsanordnung 4 eingegeben
und einer Operation unterworfen, durch die eine Fahrzeuggeschwindigkeit
Vv als Mittelwert der linken und rechten Vorderradgeschwindigkeit
Wfl, Wfr gewonnen wird.
Die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungsanordnung 4
gewonnene Fahrzeuggeschwindigkeit Vv wird in eine Referenzwert-
Einstellanordnung 5 eingegeben, in der ein Referenzwert
für das Rutschen der Antriebsräder berechnet wird. Diese Referenzwert-
Einstellanordnung 5 führt in Abhängigkeit von der
in sie eingegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit Vv Operationen
gemäß den folgenden Gleichungen (1), (2) und (3) aus, um eine
erste Referenzgeschwindigkeit VR1, eine Zielreferenzgeschwindigkeit
VRP und eine zweite Referenzgeschwindigkeit VR2 als
Referenzwerte für den Antriebsrad-Rutschzustand zu gewinnen.
VR1=K₁×Vv (1)
VRP=Kp×Vv (2)
VR2=K₂×Vv (3)
Darin bedeuten K₁, Kp und K₂ Konstanten, welche der Beziehung
K₁<Kp<K₂ gehorchen, woraus sich die Beziehung
VR1<VRP<VR2 ergibt.
In den vorstehend angegebenen Gleichungen (1), (2) und (3)
gibt die erste Referenzgeschwindigkeit VR1 einen Referenzwert
an, der den Beginn der Rutschregelung für die Antriebsräder,
beispielsweise durch Reduzierung der Ausgangsgröße eines Motors,
wenn die Antriebsradgeschwindigkeit den Referenzwert
übersteigt, auslöst; die Zielreferenzgeschwindigkeit VRP gibt
eine Antriebsradgeschwindigkeit an, bei der eine geeignete
Rutschgröße der Antriebsräder gewonnen wird; die zweite Referenzgeschwindigkeit
VR2 stellt einen Referenzwert dar,
welcher so gesteuert wird, daß der Motor eine minimale Ausgangsleistung
abgibt, was beispielsweise unter der Annahme
erfolgt, daß die Antriebsrad-Rutschgröße übermäßig groß wird,
wenn die Antriebsradgeschwindigkeit diesen Referenzwert erreicht.
Bei der Ausführung dieser Operationen ist es auch möglich,
gleichzeitig den Straßenzustand zu detektieren. Wird die
Straßendecke als schlecht beurteilt, was das Auftreten eines
Antriebsrad-Rutschens erschwert, so werden die vorgenannten
Konstanten K₁, Kp und K₂ im Vergleich zum Fall des Fahrens auf
einer normalen Straßendecke auf entsprechend größere Werte
eingestellt.
Die Öffnungsgröße R einer Beschleunigungseinrichtung, welche
durch einen Beschleunigungseinrichtungs-Öffnungsgrößendetektor
6 detektiert wird, wird in einen Detektor 7 zur Detektierung
der Änderung der Öffnungsgröße der Beschleunigungseinrichtung
7 eingegeben, in dem auf der Basis der Änderung
der Beschleunigungseinrichtungs-Öffnungsgröße gemäß den folgenden
Gleichungen (4) und (5) eine Korrekturgröße VRPap für
die Zielreferenzgeschwindigkeit VRP berechnet wird, was auf
der Basis einer Hysterese von differenzierten Werten der
Beschleunigungseinrichtungs-Öffnungsgröße R und einer Hysterese
dieser Beschleunigungseinrichtungs-Öffnungsgröße R erfolgt.
Es handelt sich dabei um Gleichungen für digitale
Differentiationfilter.
Darin bedeuten Φ1, Φ2, Φ3, ψ1, ψ2, ψ3 und K₃ Konstanten und
die Klammerausdrücke k, k-1, k-2 und k-3 den laufenden
Wert, den vorhergehenden Wert, den vorvorhergehenden Wert bzw.
den vor dem vorvorhergehenden liegenden Wert.
Die durch die Referenzwert-Einstellanordnung 5 eingestellte
Zielreferenzgeschwindigkeit VRP wird in eine Referenzwert-
Korrekturanordnung 8 eingegeben, welche die Zielreferenzgeschwindigkeit
VRP gemäß der folgenden Gleichung (6) mit dem
durch den Detektor 7 berechneten Korrekturwert VRPap korrigiert:
VRP′=VRP+VRPap (6)
Die in der Referenzwert-Einstellanordnung 5 eingestellte erste
Referenzgeschwindigkeit VR1 und die in der Antriebsradgeschwindigkeit-
Berechnungsanordnung 3 gewonnene Antriebsradgeschwindigkeit
Vw werden in eine Regel-Start- und Beendigungs-
Beurteilungsanordnung 9 angegeben.
Übersteigt die Antriebsradgeschwindigkeit Vw die erste Referenzgeschwindigkeit
VR1, so erzeugt die Beurteilungsanordnung
9 einen Befehl für den Start der Rutschregelung der Antriebsräder
für eine Antriebsrad-Drehmomentreduzierungsanordnung 10.
In dieser Anordnung 10 werden eine korrigierte Zielreferenz
geschwindigkeit V′RP von der Referenzwert-Korrekturanordnung
8, die zweite Referenzgeschwindigkeit VR2 von der Referenzwert-
Einstellanordnung 5 und die Antriebsradgeschwindigkeit Vw
von der Antriebsrad-Geschwindigkeitsberechnungsanordnung 3
zusammen mit einem Ausgangssignal von der Beurteilungsanordnung
9 eingegeben. Auf diese Weise wird das Antriebsraddrehmoment
so gesteuert, daß die Antriebsradgeschwindigkeit Vw
gegen die korrigierte Zielreferenzgeschwindigkeit V′RP konvergiert.
Die Antriebsrad-Drehmomentreduzierungsanordnung 10 kann
Mittel zur Steuerung des Ausgangsdrehmomentes eines Motors
oder Mittel zur Steuerung der Bremskraft für das Fahrzeug enthalten.
Die erstgenannten Steuermittel können die Kraftstoffzufuhrmenge
zum Motor oder die Ansaugluftmenge begrenzen oder
den Zündzeittakt des Motors um einen bestimmten Winkel verzögern.
Die zweitgenannten Steuermittel können den einer Bremse
zugeführten hydraulischen Druck reduzieren.
Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Ausführungsform wird
im folgenden erläutert.
Auf der Basis einer von der Fahrzeuggeschwindigkeits-Berechnungsanordnung
4 erzeugten Fahrzeuggeschwindigkeit Vv legt die
Referenzwert-Einstellanordnung 5 eine erste Referenzgeschwindigkeit
VR1 fest, um die Rutschregeloperation für die Antriebsräder
zu starten, wenn die Antriebsradgeschwindigkeit Vw
die Referenzgeschwindigkeit VR1 übersteigt. Weiterhin legt sie
eine ein Maß für die Antriebsradgeschwindigkeit Vw darstellende
Zielreferenzgeschwindigkeit VRP mit einem eine geeignete
Rutschgröße realisierenden Pegel fest. Schließlich legt sie
eine zweite Referenzgeschwindigkeit VR2 fest, deren Wert so
gesteuert wird, daß das Antriebsraddrehmoment unter der Annahme
minimiert wird, daß die Rutschgröße der Antriebsräder
übermäßig groß wird, wenn die Antriebsradgeschwindigkeit Vw
den zweiten Referenzwert VR2 erreicht. In der Referenzwert-
Korrekturanordnung 8 wird die Zielreferenzgeschwindigkeit VRP
um den Korrekturfaktor VRPap korrigiert, der auf der Basis der
Änderung der Öffnungsgröße R der Beschleunigungseinrichtung
durch den Detektor 7 berechnet worden ist.
Steigt die Antriebsradgeschwindigkeit Vw über die durch die
Referenzwert-Einstellanordnung 5 eingestellte erste Referenz
geschwindigkeit VR1, so erzeugt die Regel-Start- und Beendigungs-
Beurteilungsanordnung 9 einen Befehl, daß die Antriebsrad-
Drehmomentreduzierungsanordnung 10 den Rutschregelvorgang
für die Antriebsräder startet. Während dieses Vorgangs
wird das Antriebsraddrehmoment beispielsweise durch
Erhöhung oder Verringerung des Ausgangsdrehmoments des Motors
oder durch Erhöhung oder Verringerung der Bremskraft so geregelt,
daß die Antriebsradgeschwindigkeit Vw zwischen der
ersten und zweiten Referenzgeschwindigkeit VR1 und VR2 gegen
die korrigierte Referenzgeschwindigkeit V′RP konvergieren
kann. Bei dieser Ausführungsform erfolgt also die Regelung zur
Korrektur des Referenzwertes für das Rutschen der Antriebsräder
in der Weise, daß dieser Wert bei einer abrupten Erhöhung
der Öffnungsgröße einer Beschleunigungseinrichtung
zunimmt und bei einer abrupten Verringerung der Öffnungsgröße
abnimmt. Damit kann das Fahrzeug auf den Beschleunigungseinrichtungsbetrieb
ansprechen, wodurch ein sportliches Fahren
des Fahrzeugs möglich wird. Da der Referenzwert als Funktion
der Änderung der Beschleunigungseinrichtungs-Öffnungsgröße zu-
und abnimmt, ist darüber hinaus die Änderung des Referenzwertes
momentaner Natur, so daß die Antriebsrad-Rutschregelfunktion
nicht nachteilig beeinflußt wird.
In Abweichung von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
können die erste Referenzgeschwindigkeit VR1, die
Zielreferenzgeschwindigkeit VRP und die zweite Referenzgeschwindigkeit
VR2 von der Referenzwert-Einstellanordnung 5
auch in Abhängigkeit von einem Lenkzustand, beispielsweise
einer Untersteuerung und Übersteuerung korrigiert werden.
Anstelle der Ausnutzung der Zielreferenzgeschwindigkeit als
Referenzwert für das Rutschen eines Antriebsrades im oben
beschriebenen Ausführungsbeispiel kann eine Abänderung dahingehend
erfolgen, daß statt dessen die Rutschgröße des Antriebsrades
und ein Referenzwert und/oder die Beschleunigung des Antriebsrades
und eine Referenzbeschleunigung ausgenutzt werden.
Statt der Korrektur des Referenzwertes lediglich auf der
Basis der Änderung der Beschleunigungseinrichtungs-Öffnungsgröße
kann dieser Referenzwert auch in Abhängigkeit von einer
bestimmten Zeitfunktion nach dem Erreichen eines Maximalwertes
durch eine Folge von Korrekturoperationen auf einen ursprünglichen
Wert zurückgeführt werden, oder es kann ein korrigierter
Wert auf der Basis einer Beschleunigungseinrichtungs-
Öffnungsgröße und einer vorgegebenen Tabelle zusätzlich
zur Änderung der Öffnungsgröße gewonnen werden.
Claims (1)
- Antriebsrad-Rutschregelsystem für ein Fahrzeug mit einer Referenzwert-Einstellanordnung (5) zur Einstellung eines Referenzwertes für das Rutschen des Antriebsrades zwecks Realisierung eines geeigneten Rutschzustandes und mit einer Antriebsrad-Drehmomentreduzierungsanordnung (10) zur Reduzierung des Drehmomentes des Antriebsrades, wenn dessen Rutschen den Referenzwert übersteigt, gekennzeichnet durch einen Detektor (7) zur Detektierung der Änderung der Öffnungsgröße einer Beschleunigungseinrichtung einer das Antriebsrad antreibenden Antriebsmaschine und durch eine Referenzwert- Korrekturanordnung (8) zur Korrektur des Referenzwertes in Abhängigkeit eines Ausgangssignals des Detektors (7).
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