DE69000830T2

DE69000830T2 - Fahrregelsystem fuer ein kraftfahrzeug mit der eigenschaft der vorhersage des reibungskoeffizienten der strasse.

Info

Publication number: DE69000830T2
Application number: DE9090124959T
Authority: DE
Inventors: Kazumitsu Kobayashi
Original assignee: Japan Electronic Control Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1989-12-19
Filing date: 1990-12-19
Publication date: 1993-05-19
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: JPH03189338A; EP0434059B1; US5198982A; DE69000830D1; EP0434059A1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Bodenhaftungssteuersystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, um einen Radschlupf bei geregelten Bedingungen zu halten, und die Erfindung betrifft ferner gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 11 ein Verfahren zum Regeln des Antriebsdrehmomentes, das auf die angetriebenen Räder eines Kraftfahrzeuges übertragen wird, um einen Radschlupf bei gesteuerten Bedingungen zu halten, und zusätzlich betrifft die Erfindung ein System zum Voraussagen der Straßenreibung eines Kraftfahrzeugs.
Bei der modernen Kraftfahrzeugtechnologie sind Bodenhaftungssteuersysteme eingeführt, um das Fahrantriebsverhalten zu optimieren. Solche Bodenhaftungssteuersystem werden aktiv, wenn ein einen vorbestimmten Radschlupfschwellenwert überschreitender Radschlupf erfaßt wird. Die Bodenhaftungs-Steuerung wird durchgeführt, um die Motorausgangsleistung zu verringern und/oder eine Verringerung des Antriebsdrehmomentes an den angetriebenen Rädern anzuwenden, um die Bodenhaftung zwischen dem Rad und der Straße wieder herbeizuführen.
Ein Bodenhaftungssteuersystem für ein Kraftfahrzeug, das einen Radschlupf bei geregelten Bedingungen hält, und ein Verfahren zum Regeln des Antriebsdrehmomentes, das auf die angetriebenen Räder eines Kraftfahrzeuges übertragen wird, das den Radschlupf bei gesteuerten Bedingungen hält, der oben angegebenen Art sind aus EP-A2-338 538 bekannt. In diesem Dokument ist beschrieben, daß die Antriebsgeschwindigkeit und die Geschwindigkeit der angetriebenen Räder eines Fahrzeuges erfaßt werden und eine Änderung der Geschwindigkeit der angetriebenen Räder als eine Funktion der Zeit erfaßt wird, um eine Beschleunigung des angetriebenen Rades durch einen Fahrzeugbeschleunigungs-Rechenabschnitt zu erhalten. Ein Bezugssolldrehmoment wird auf der Grundlage der Beschleunigung des angetriebenen Rades berechnet. Ein Schlupfwert der angetriebenen Räder wird auf der Grundlage der Antriebsgeschwindigkeit und der Geschwindigkeiten der angetriebenen Räder berechnet, und ein Korrekturdrehmoment, das dem Schlupfwert entspricht, wird zu vorbestimmten Zeiten berechnet. Das Korrekturdrehmoment wird von dem Bezugssolldrehmoment subtrahiert, um ein Sollmotordrehmoment zu erhalten. Ein Motorausgang wird geregelt, um das Sollmotordrehmoment zu erhalten.
EP-A2-321 931 offenbart ein System zum Regeln der Drehung der angetriebenen Räder für ein Fahrzeug und ein Verfahren hierfür, bei dem einen Schlupf zwischen den Antriebsrädern und einer Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, auf der Grundlage einer Antriebsraddrehgeschwindigkeit und einer Fahrzeugkörpergeschwindigkeit berechnet wird. Eine Vielzahl unterschiedlicher, vorbestimmter Schlupfzustände, von denen jeder eine Größe des Auftretens eines Schlupfes darstellt, und eine Vielzahl unterschiedlicher Kennlinien, von denen jede mit der Regelung der Antriebsausgangsdrehmomenteinrichtung in Beziehung steht, sind gespeichert. Dann wird eine der Kennlinien zur Steuerung der Antriebsausgangsdrehmomenteinrichtung so ausgewählt, daß das Ausgangsdrehmoment verringert wird, wenn der Schlupf zunimmt, und erhöht wird, wenn der Schlupf abnimmt.
Eine Einrichtung zur Steuerung des Antriebsdrehmomentes eines Motors für ein Kraftfahrzeug ist in EP-A1-318 857 beschrieben. Die Größe des Schlupfs, die an den angetriebenen Rädern auftritt, wird erfaßt, und das Antriebsdrehmoment wird verringert, wenn die erfaßte Größe einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Der Reibwert in der Drehrichtung des Rades wird als ein Maß für den Straßenzustand bestimmt, und der Schwellenwert für die angetriebenen Räder wird als eine Funktion des Reibwertes in der Drehrichtung der Räder verändert.
Ein Verfahren und ein Regelsystem zum Regeln des Radschlupfes bei einem Kraftfahrzeug, bei dem wenigstens ein angetriebenes Rad mit einem Motor mit innerer Verbrennung gekoppelt ist, ist in EP-A2-310270 geoffenbart Rückkopplungsvariable werden erzeugt und summiert, um ein Rückkopplungssteuerungssignal zur Regelung der Motordrosselung zu erzeugen, um der Radschlupf zu verringern. Eine dieser Variablen steht mit dem Motordrehmomentausgang zu dem Zeitpunkt in Beziehung, zu dem der Drehmomentausgang von dem Motor abgegeben wird. Eine Messung des Ansaugkrümmerdrucks wird während einer Zeit verzögert, die ungefähr gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Zeitverzögerung zwischen einem Ansaughub und einem Leistungshub eines Motorzylinders ist.
Ein weiteres Antriebsradschlupf-Regelsystem für ein Kraftfahrzeug ist in EP-A2-298 232 beschrieben. Dieses System erfaßt einen übermäßigen Schlupfzustand von wenigstens einem der Antriebsräder des Fahrzeuges, wobei der Schlupf des Antriebsrades einen größeren Wert als einen vorbestimmten Wert aufweist. Der Motorausgang wird verringert, wenn ein übermäßiger Schlupf zustand erfaßt wird, indem eine abwechselnde Kraftstoffunterbrechung und Kraftstoffzufuhr der Art wiederholt wird, daß die Kraftstoffzufuhr während einer ersten Zeitdauer unterbrochen und dann erneut während einer zweiten Zeitdauer mit einer kleineren Menge durchgeführt wird. Wenn das Antriebsrad den übermäßigen Schlupfzustand überwunden hat, wird der Motorausgang unter einen Wert verringert, der für eine Betriebsbedingung des Motors erforderlich ist.
Bei den vorstehend erörterten, bekannten Fahrregelsystemen wird die Bodenhaftungssteuerung in Ansprechen auf einen Radschlupf aktiv, das über eine vorbestimmte Radschlupfschwelle hinausgeht. Dies bedeutet, daß das herkömmliche Bodenhaftungssteuersystem nur nach dem Auftreten eines unannehmbaren Wertes von Radschlupf aktiv wird. Die Bodenhaftungssteuerung wird deshalb niemals ausgelöst, bis ein unannehmbarer Radschlupf aufgetreten ist.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Bodenhaftungssteuersystem, wie es in dem Oberbegriff des Anspruches 1 angegeben ist, derart zu verbessern, daß die Bodenhaftungssteuerung eingeleitet wird, bevor ein Radschlupf unannehmbare Werte erreicht, und ferner, ein Verfahren zur Regelung der Antriebsdrehmomentabgabe, wie es von dem Oberbegriff des Anspruches 11 umfaßt wird, derart zu verbessern, daß mit der Regelung der Antriebsdrehmomentabgabe begonnen wird, bevor ein Radschlupf unannehmbare Werte annimmt, und auch ein System zum Vorhersagen der Straßenreibung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird in Bezug auf das im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebene Bodenhaftungssteuersystem durch die Merkmale gelöst, die von dem Kennzeichen des Anspruches 1 umfaßt sind; in Bezug auf das Verfahren zum Regeln der Antriebsdrehmomentabgabe, wie es im Oberbegriff des Anspruches 11 dargelegt ist, wird diese Aufgabe durch die von dem Kennzeichnen des Anspruches 11 umfaßten Merkmale gelöst; die Aufgabe in Bezug auf das Schaffen eines Systems zum Vorhersagen der Straßenreibung wird durch die Merkmale gelöst, die von dem Anspruch 18 umfaßt sind.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das Bodenhaftungssteuersystem kann ferner eine siebte Einrichtung zum Erfassen der Anwendung einer Fahrzeugbremse aufweisen, um ein einen aktiven Zustand der Fahrzeugbremse anzeigendes Signal zu erzeugen, und die vierte Einrichtung ist aktiv, um den Straßenreibungswert während des aktiven Zustandes der Fahrzeugbremse zu ermitteln. In einem solchen Fall kann die vierte Einrichtung den Straßenreibungswert als eine Funktion der die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigenden Daten und der die Fahrzeugverzögerung und Fahrzeugbeschleunigung anzeigenden Daten ableiten. Ferner kann die fünfte Einrichtung das Drehmomentkriterium als eine Funktion des Straßenreibungswertes ableiten.
Die sechste Einrichtung kann aktiv sein, um die erste Einrichtung zu steuern, wenn die Größe des übertragenen Drehmoments größer als das Drehmomentkriterium ist und die die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigende Date eine Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, die höher als oder gleich einem vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitskriterium ist. Die vierte Einrichtung kann auch aktiv sein, um den Straßenreibungswert abzuleiten, wenn die Größe des übertragenen Drehmoments kleiner als das Fahrzeuggeschwindigkeitskriterium ist. In diesem Fall kann die vierte Einrichtung aktiv sein, den Straßenreibungswert abzuleiten, wenn die Größe des übertragenen Drehmoments kleiner als das Drehmomentkriterium ist.
Die erste Einrichtung kann mindestens die Ansaugluftströmungsrate, die Kraftstoffeinspritzmenge oder einen Zündzeitpunkt steuern.
Bei der bevorzugten Ausführungsform überwacht die zweite Einrichtung eine Drehgeschwindigkeit des angetriebenen Rades eine für die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentative Date und leitet auf der Grundlage davon die die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigende Date ab. Auch die vierte Einrichtung kann eine Datentabelle besitzen, die eine Änderungscharakteristik der Straßenreibungswerte in Beziehung auf die die Fahrzeugverzögerung und -beschleunigung anzeigende Date speichert, und die vierte Einrichtung leitet den Straßenreibungswert dadurch ab, daß in der Tabelle in Größen der die Fahrzeugverzögerung und Fahrzeugbeschleunigung anzeigenden Date nachgesehen wird. Ferner kann die fünfte Einrichtung eine Tabelle besitzen, in der Änderungscharakteristika des Drehmomentkriteriums in Beziehung zu dem Straßenreibungswert gespeichert sind, um das Drehmomentkriterium durch Nachsehen in der Tabelle in Größen des Straßenreibungspegel abzuleiten.
Die vorliegende Erfindung wird besser aus der ins einzelne gehenden Beschreibung verstanden, die hier unten angegeben ist, und aus den beigefügten Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die jedoch nicht zur Beschränkung der Erfindung auf die besondere Ausführungsform, sondern lediglich zur Erläuterung und zum Verständnis herangezogen werden sollen.
In den Zeichnungen:
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm der bevorzugten Ausführungsform eines Fahrregelsystems nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine diagrammartige Darstellung eines Antriebszuges eines Kraftfahrzeugs, bei dem die bevorzugte Ausführungsform des Fahrregelsystems anwendbar ist;
Fig. 3 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen einer Straßenreibung µ gegen ein Bremsdrehmoment und eine Verzögerung zeigt;
Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen einem Radschlupf und einem übertragenen Antriebsdrehmoment und der Strassenoberflächenreibung zeigt;
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einem Zylinderdruck und einem Kurbelwinkel zeigt;
Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die das Motorausgangsdrehmoment und einen Zylinderdruck zeigt; und
Fig. 7(A) und 7 (B) sind Flußdiagramme, die Programme zum Durchführen der Bodenhaftungssteuerung nach der Erfindung zeigen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, insbesondere auf Fig. 1; die bevorzugte Ausführungsform eines Fahrregelsystems nach der vorliegenden Erfindung schließt einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1, einen Drehmomentsensor 4, einen Zylinderdrucksensor 7 und einen Bremsschalter 9 ein, um jeweils die Regelparameter für die Durchführung der Bodenhaftungssteuerung zu überwachen. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsensor 1, der bei der gezeigten Ausführungsform verwendet wird, ist ausgelegt, die Drehgeschwindigkeit von ausgewählten Fahrzeugrädern als für die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentative Date zu überwachen. Im praktischen Fall ist, wie man es der Fig. 2 entnehmen kann, bei der gezeigten Ausführungsform der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1 vorgesehen, die Drehgeschwindigkeit des rechten Hinterrades 3 zu überwachen. Natürlich ist die Position des Fahrzeuggeschwindigkeitsfühlers 1 nicht auf das rechte Hinterrad beschränkt, sondern kann bei einem linken Hinterrad 2 angewendet werden. Als Alternative kann es ferner auch möglich sein, den herkömmlich bekannten Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler zu verwenden, der die Drehgeschwindigkeit einer Antriebswelle 5 als eine Hinterrad-Durchschnittsgeschwindigkeitsdate und als die für die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentative Date überwacht. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 1 erzeugt somit ein periodisches Signal, wie einen Impulszug, der eine der Fahrzeuggeschwindigkeit proportionale Frequenz aufweist. Der Ausgang des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 1 wird im folgenden als ein die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigendes Signal V benannt.
Der Drehmomentsensor 4 ist mit der Antriebswelle 5 zum Überwachen des durch sie übertragenen Drehmoments verbunden. Der Drehmomentsensor 4 überwacht nämlich ein Antriebsdrehmoment TB, das von einem Kraftfahrzeugmotor mit innerer Verbrennung auf die Antriebsräder 2 und 3 übertragen wird, wenn der Motor in der Antriebsbetriebsart betrieben wird, und ein Bremsdrehmoment, das von den Antriebsrädern zu dem Motor übertragen wird, während der Motor in der Bremsbetriebsart betrieben wird. Der Drehmomentsensor 4 erzeugt somit ein ein Drehmoment anzeigendes Signal.
Der Zylinderdrucksensor 7 ist zum Überwachen des Drucks in einer Motorbrennkammer vorgesehen. Der Drucksensor 7 kann ein Drucksensor vom Beilagscheibentyp sein, der an dem Motorzylinderblock oder Zylinderkopf zusammen mit einer Zündkerze befestigt wird. Der Zylinderdrucksensor 7 erzeugt ein den Zylinderdruck anzeigendes Signal P, das für den Druck in der Motorbrennkammer repräsentativ ist. Das den Druck anzeigende Signal P ändert den Signalwert gemäß dem Motorzyklus und wird maximal Pmax in der Nähe des oberen Totpunkts (OT) des Motorumlaufzyklus. Andererseits wird der Bremsschalter 9 in Antwort auf die Anwendung der Fahrzeugbremse auf EIN gestellt, um den Verzögerungszustand des Fahrzeuges anzuzeigen.
Wie man aus Fig. 7 erkennen kann, ist der maximale Zylinderdruck Pmax der Motorbrennkammer linear proportional dem Antriebsdrehmoment TEO, das über eine Kraftübertragung übertragen werden soll. Deshalb kann durch Überwachen des maximalen Zylinderdrucks Pmax das Antriebsdrehmoment TEO erfaßt werden.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1, der Drehmomentsensor 4, der Zylinderdrucksensor 7 und der Bremsenschalter 9 sind mit einer Steuerungseinheit 10 verbunden. Die Steuerungseinheit 10 umfaßt einen Mikroprozessor, der eine Speichereinheit 11 aufweist, die ein Festwertspeicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) usw. einschließt. Die Speichereinheit 11 enthält Datentabellen 12 und 13, die Daten der Straßenreibung µ und des Drehmoments TEC zum Einleiten einer Fahrsteuerung gespeichert sind. Die Tabelle 12, die die Straßenreibungsdaten µ speichert, wird im folgenden als "Reibungsdatentabelle" bezeichnet. Andererseits wird die Tabelle 13, die die Drehmomente TEC zum Einleiten einer Bodenhaftungssteuerung speichert, im folgenden als "Bodenhaftungssteuerungsdrehmomentdatentabelle" bezeichnet.
Die Reibungsdatentabelle 12 stellt die Beziehung zwischen der Verzögerungsgröße -dV/dp und dem Bremsdrehmoment TB dar, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die Verzögerungsgröße des Fahrzeuges hängt nämlich von der Größe der Bremskraft und der Straßen-Reifen-Haftung ab. Die Straßen-Reifen-Haftung hängt von der Straßenoberflächenreibung µ ab. Auf einer rutschigen Straße, wie einer beschneiten Straße, einer eisigen Straße usw., kann nämlich eine große Bremskraft eine beträchtliche Größe an Radschlupf hervorrufen und im schlimmsten Fall eine Radblockierung auf eine beträchtlich geringere Fahrzeugverzögerungsgröße bewirken. Deshalb kann bei der gleichen Bremskraft die Verzögerungsgröße in Abhängigkeit von der Straßenoberflächenreibung beträchtlich unterschiedlich sein. Deshalb kann durch Beobachtung der Verzögerungsgröße und der Bremskraft der Straßenoberflächenreibungspegel auf einem Niveau mit zufriedenstellend hoher Genauigkeit vorausgesagt werden. Die Reibungsdatentabelle 12 speichert somit die Änderungscharakteristiken der Fahrzeugverzögerung relativ zu dem Bremsdrehmoment TB, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Die Reibungsdatentabelle 12 kann durch Versuche erzeugt und somit vorhergehend gespeichert werden.
Andererseits stellt die Bodenhaftungssteuerungs-Datentabelle 13 Charakteristika der Straßen-Reifen-Drehmomentübertragung an den angetriebenen Rädern dar. Wie man sieht, ändert sich die Straßen-Reifen-Drehmomentübertragungscharakteristik in Abhängigkeit von dem Straßenoberflächenreibungskoeffizienten. In der dargestellten Tabelle stellt die Kriteriumskurve 14 ein Bremsschlupfkriterium dar. Das Radschlupfkriterium ist auf ein zwischen der Straßenoberfläche und dem Rad übertragenes Drehmoment eingestellt, wobei jenseits von ihr die Möglichkeit des Auftretens einer nicht annehmbaren Größe an Radschlupf äußerst groß wird. Die Kriteriumskurve 14 wird somit im folgenden als "Radschlupfkriteriumskurve" bezeichnet. Andererseits stellt die Kriteriumskurve l5 ein Kriterium dar, eine Bodenhaftungssteuerung einzuleiten, wenn das zwischen der Straßenoberfläche und dem Rad übertragene Drehmoment über jene hinaus zunimmt. Deshalb kann die Kriteriumskurve 15 im folgenden als "Bodenhaftungssteuerungs- Einleitungskriteriumskurve" bezeichnet werden. Bei der gezeigten Ausführungsform wird unterschieden, ob eine Bodenhaftungssteuerung in Abhängigkeit von der Drehmomentgröße, die zwischen der Straßenoberfläche und dem Rad übertragen werden soll, durchgeführt werden soll oder nicht.
Im praktischen Fall kann es möglich sein, die Radschlupfkriteriumskurve 14 als die Bodenhaftungssteuerungs-Einleitungskriteriumskurve zu verwenden. Da jedoch die übertragene Drehmomentgröße nicht nur in Abhängigkeit von der Straßenoberflächenreibung, sondern auch von anderen Faktoren veränderbar sein kann, wie dem Fahrzeugbeladungszustand, der in Abhängigkeit von der Anzahl der eingestiegenen Passagiere, dem Gepäckgewicht usw., der Tiefe des Reifenprofiles usw., veränderbar ist, wird es bevorzugt, die Bodenhaftungs- Steuerungs-Einleitungskriteriumskurve etwas tiefer als die Drehmomentgröße auf der Radschlupfkriteriumskurve zu setzen.
Die Steuerungseinheit 10 führt eine Bodenhaftungssteuerung durch, indem eine Drosselventilwinkelstellung, eine Kraftstoffeinspritzmenge und eine Zündeinstellung gesteuert werden. Deshalb ist die Steuerungseinheit 10 mit einem Drosselsteuerungssystem 18, einem KraftStoffeinspritzsteuerungssystem 17 und einem Zündeinstellsystem 18 verbunden. Das Drosselsteuerungssystem 18 kann ein Drosselservosystem einschließen, das ein Drosselventil (nicht gezeigt) in eine erwünschte Winkelstellung antreibt. Das Drosselsteuerungssystem 18 mit dem Drosselservosystem kann von jeder beliebigen Bauweise sein, die eine Einstellung der Drosselventilwinkelstellung in eine geforderte Stellung durchführen kann. Deshalb kann jede bekannte Konstruktion eines Drosselsteuerungssystems angewendet werden, um die dargestellte Ausführungsform einzugliedern. In ähnlicher Weise kann das Kraftstoffeinspritzsystem 17 von jeder Bauweise sein, die die Kraftstoffzufuhrmenge einstellen kann. Deshalb kann jedes bekannte Kraftstoffeinspritzsteuerungsystem angewendet werden, um die gezeigte Ausführungsform der Erfindung zu realisieren. Ferner kann das Zündeinstellsystem jedes bekannte System sein.
Die Betriebsweise der gezeigten Ausführungsform des Bodenhaftungssteuersystem wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 7(A) und 7(B) erörtert. Das in den Fig. 7(A) und 7(B) gezeigte Programm wird zu jedem vorbestimmten Intervall getriggert. Das gezeigte Programm ist so ausgelegt, daß es zu jedem vorbestimmten Zeitpunkt getriggert und somit als sogenanntes Interrupt-Programm ausgeführt wird, das das Hauptprogramm als Hintergrundprogramm unterbricht. Es sollte gewürdigt werden, daß, wie man aus der folgenden Erörterung von den Fig. 7(A) und 7(B) erkennt, das Programm der Fig. 7(A) zu jeder Gelegenheit einer Bremsanwendung ausgeführt werden kann. Andererseits ist es auch möglich, zyklisch oder periodisch das Programm der Fig. 7(A) auszuführen, um Straßenreibungsdaten abzutasten und dadurch das Bodenhaftungssteuerungs-Einleitungsdrehmoment TEC zu ermitteln wird. Andererseits wird das Verfahren der Fig. 7(B) periodisch ausgeführt, um die Fahrzeugantriebsbedingung zu unterscheiden, um die Bodenhaftungssteuerung gemäß der Erfindung zu aktivieren und auszuschalten.
Unmittelbar nach dem Beginn der Ausführung des Programms in Fig. 7(A) und 7(B) wird der Ausgangssignalpegel des Bremsschalters 9 bei einem Schritt 1002 ausgelesen. Bei einem Schritt 1004 wird der Bremsschalterausgang überprüft, ob der Bremsschalter 9 eingeschaltet ist oder nicht. Bei den Schritten 1002 und 1004 wird nämlich der Betätigungszustand der Fahrzeugbremse geprüft. Die Schritte 1002 und 1004 werden wiederholt, bis eine Bremskraft angewendet worden ist. Wenn der Bremsschalter 9 eingeschaltet ist, wodurch somit die Anwendung der Bremskraft erfaßt wird, wird das Bremsdrehmoment TB bei einem Schritt 1006 ausgelesen. Dann wird das die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigende Signal V bei einem Schritt 1008 ausgelesen. Daraufhin wird die Fahrzeugverzögerung dV/dt auf der Grundlage einer Änderung des die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigenden Signals bei einem Schritt 1010 abgeleitet. Daraufhin wird ein Tabellenzugriff zum Ableiten der Straßenoberflächenreibung unter Verwendung der Reibungsdatentabelle 12 bei einem Schritt 1012 durchgeführt. Im praktischen Fall wird der Tabellenzugriff mittels der Fahrzeugverzögerungsgröße dV/dt und der Bremskraftgröße TB durchgeführt, um die Straßenreibung µ abzuleiten. Auf der Grundlage der Straßenreibung µ, die bei dem Schritt 1012 abgeleitet worden ist, wird das Bodenhaftungssteuerungs-Einleitungsdrehmoment TEC bei einem Schritt 1014 ausgelesen.
Somit kann gemäß dem obigen Vorgehen in der Fig. 7(A) das Bodenhaftungssteuerungs-Einleitungsdrehmoment TEC abgeleitet und für das nachfolgende Fahrregelungsprogramm eingestellt werden.
Andererseits wird unmittelbar nach dem Ausführungsbeginn des Programms der Fig. 7(B) das die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigende Signal V bei einem Schritt 1016 ausgelesen. Daraufhin wird das die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigende Signal V mit einem ein Fahrzeuggeschwindigkeitskriterium anzeigenden Signal V&sub0; verglichen. Die Fahrzeugsollgeschwindigkeit V&sub0; wird auf einen Wert eingestellt, der einer Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, die ausreichend groß ist, so daß die Bodenhaftungssteuerung nicht erforderlich ist, beispielsweise auf 20 km/Std.
Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als oder gleich der Fahrzeugsollgeschwindigkeit V&sub0; ist, geht der Vorgang direkt zu ENDE. In einem solchen Fall geht das Verfahren zu dem Hintergrundprogramm zurück.
Andererseits wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als die das Fahrzeuggeschwindigkeitskriterium anzeigende Date V&sub0; ist, die Beschleunigungsdate dV/dt durch Differenzieren der Fahrzeuggeschwindigkeit V bei einem Schritt 1020 erhalten. Dann wird die Fahrzeugbeschleunigungsdate dV/dt zur Unterscheidung bei einem Schritt 1022 überprüft, ob das Fahrzeug beschleunigt oder verzögert. Wenn die Fahrzeugbeschleunigung dV/dt kleiner als 0 ist, wie es bei dem Schritt 1022 geprüft worden ist, geht das Verfahren direkt zu ENDE.
Wenn die Fahrzeugbeschleunigung dV/dt größer oder gleich 0 ist, wird die Drehmomentdate TEO des übertragenen Drehmoments zwischen der Straßenoberfläche und dem Rad bei einem Schritt 1024 ausgelesen. Im praktischen Fall wird die Drehmomentdate TE0 mit der die Bodenhaftungssteuerungs-Einleitungsdrehmomentdate TEC bei einem Schritt 1026 verglichen.
Wenn die so bei dem Schritt 1026 geprüfte Drehmomentdate TE0 kleiner als das Fahrregelungseinleitungsdrehmoment TEC ist oder diesem gleicht, geht das Verfahren zu einem Schritt 1038. Bei dem Schritt 1038 wird die die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigende Date V ausgelesen. Die die Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigende Date, wie sie bei dem Schritt 1038 ausgelesen worden ist, wird mit der Fahrzeuggeschwindigkeitskriteriumsdate V&sub0; bei einem Schritt 1040 verglichen. Wenn die die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigende Date V größer als die Fahrzeuggeschwindigkeitskriteriumdate V&sub0; ist, geht das Verfahren direkt zu ENDE. Andererseits wird, wenn die die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigende Date V kleiner als die Fahrzeuggeschwindigkeitskriteriumdate V&sub0; ist, bei einem Schritt 1042 eine Prüfung durchgeführt, ob die Bodenhaftungssteuerung aktiv ist. Wenn dies nicht der Fall ist, geht das Verfahren zu dem Schritt 1024. Wenn andererseits ein aktiver Zustand der Bodenhaftungssteuerung erfaßt worden ist, wie es bei dem Schritt 1042 geprüft wurde, wird die Drosselsteuerung bei einem Schritt 1044 beendet. Nach der Beendigung der Bodenhaftungssteuerung geht das Programm zu dem Schritt 1024.
Wenn andererseits die Drehmomentdate TE0 kleiner als oder gleich dem Fahrregelungseinleitungsdrehmoment TEC ist, wie es bei dem Schritt 1026 geprüft wurde, wird bei einem Schritt 1028 eine Prüfung durchgeführt, ob die Bodenhaftungssteuerung aktiv ist. Wenn die Bodenhaftungssteuerung, wie es bei dem Schritt 1028 geprüft wurde, nicht aktiv ist, wird bei einem Schritt 1030 die Bodenhaftungssteuerung eingeleitet. Beim aktiven Zustand der Bodenhaftungssteuerung wird eine Drosselwinkelsteuerung, eine Kraftstoffeinspritzsteuerung und eine Zündeinstellsteuerung durchgeführt, um das Ausgangsdrehmoment des Motors einzustellen, damit es geringer wird, so daß das Drehmoment TE0 kleiner als das Fahrregelungseinleitungsdrehmoment TEC gehalten werden kann. Wenn andererseits die Bodenhaftungssteuerung, wie es bei dem Schritt 1028 geprüft wurde, aktiv ist, springt das Programm zu dem Schritt 1030.
Bei einem Schritt 1032 wird die die Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigende Date ausgelesen. Dann wird die die Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigende Date mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitskriterium V&sub0; bei einem Schritt 1034 verglichen. Wenn die die Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigende Date größer als
das Fahrzeuggeschwindigkeitskriterium V&sub0; ist oder diesem gleicht, wie es bei dem Schritt 1034 überprüft worden ist, kehrt das Programm zu dem Schritt 1024 zurück. Wenn andererseits die die Fahrzeuggeschwindigkeit V anzeigende Date kleiner als das Fahrzeuggeschwindigkeitskriterium V&sub0; ist, wird die Drosselsteuerung bei einem Schritt 1036 beendet.
Wie man erkennt, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Radschlupfgröße vorausgesagt werden, um eine Bodenhaftungssteuerung einzuleiten, bevor tatsächlich der Radschlupf eine unannehmbare Größe annimmt. Deshalb kann die Straßen-Reifen-Haftung konstant auf einem Pegel aufrechtgehalten werden, der ausreichend hoch ist, um ein zufriedenstellend hohes Niveau an Fahrstabilität zu liefern.
Während die vorliegende Erfindung oben unter Bezugnahme auf die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erörtert worden ist, kann die Erfindung in verschiedener Weise verkörpert sein. Deshalb sollte die Erfindung so verstanden werden, daß sie alle möglichen Ausführungsformen und Abwandlung einschließt, die realisiert werden können, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen, wie er durch die Ansprüche abgesteckt ist.
Obwohl die gezeigte Ausführungsform die Straßenoberflächenreibung während des Fahrzeugverzögerungszustandes ermittelt, ist es auch möglich, den Straßenoberflächenreibungspegel zu ermitteln, während die angetriebenen Räder durch das Motorausgangsdrehmoment angetrieben werden. In einem solchen Fall kann der Radschlupf während des Fahrzeugbeschleunigungszustands auf der Grundlage des Unterschiedes der Drehgeschwindigkeit der angetriebenen Räder und der Drehgeschwindigkeit der nicht angetriebenen Räder abgeleitet werden, die von dem Antriebsdrehmoment des Motors frei sind.

Claims

1. Bodenhaftungssteuersystem für ein Kraftfahrzeug, mit folgenden Merkmalen:

einer ersten Einrichtung (10) zum Einstellen des Antriebsdrehmoments, das auf die angetriebenen Räder von einem Motor mit innerer Verbrennung abgegeben wird;

einer zweiten Einrichtung (1, 10) zum Erfassen der Fahrzeugverzögerung und Fahrzeugbeschleunigung, um eine eine Fahrzeugverzögerung und Fahrzeugbeschleunigung anzeigende Date (dV/dt) zu erzeugen;

gekennzeichnet durch

- eine dritte Einrichtung (4) zum Überwachen eines Drehmoments, das zwischen einer Straßenoberfläche und dem angetriebenen Rad übertragen wird, um eine eine übertragene Drehmomentgröße anzeigende Date (TB) zu erzeugen;

- eine vierte Einrichtung (11, 12) zur Vorhersage eines Straßenreibungspegels (µ) auf der Grundlage der die Fahrzeugverzögerung und Fahrzeugbeschleunigung anzeigenden Date (dV/dt) und der die übertragene Drehmomentgröße anzeigenden Date (TB);

- eine fünfte Einrichtung (11, 13) zum Ableiten eines Drehmomentskriteriums (TEC) auf der Grundlage des Straßenreibungspegels (µ), der von der benannten vierten Einrichtung (11, 12) abgeleitet worden ist; und

- eine sechste Einrichtung, die auf die das übertragene Drehmomentgröße anzeigende Date (TB) anspricht, wenn diese größer als das Drehmomentkriterium (TEC) ist, um eine Steuerung der ersten Einrichtung (10) zum Einstellen des Ausgangsdrehmomentes (TE0) des Motors durchzuführen und um hierdurch das Drehmoment (TB), das zwischen der Straßenoberfläche und dem angetriebenen Rad übertragen wird, unterhalb des Drehmomentskriteriums (TEC) einzustellen.

2. Das Bodenhaftungssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner eine siebte Einrichtung (9) zum Erfassen der Anwendung einer Fahrzeugbremse umfaßt, um ein einen aktiven Zustand der Fahrzeugbremse anzeigendes Signal zu erzeugen, und daß die vierte Einrichtung (11, 12) aktiv ist, um den Straßenreibungspegel (µ) während des aktiven Zustandes der Fahrzeugbremse abzuleiten.

3. Das Bodenhaftungssteuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung (12) den Straßenreibungspegel (µ) als eine Funktion der die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) anzeigenden Date und der die Fahrzeugverzögerung und Fahrzeugbeschleunigung anzeigenden Date (dV/dt) ableitet.

4. Das Bodenhaftungssteuersysteem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Einrichtung (11, 13) das Drehmomentkriterium (TEC) als eine Funktion des Straßenreibungspegels (µ) ableitet.

5. Das Bodenhaftungssteuersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sechste Einrichtung aktiv ist, um die erste Einrichtung (10) zu steuern, wenn die übertragene Drehmomentgröße (TEO) größer als das Drehmomentkriterium (TEC) ist und wenn die die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigende Date (V) eine Fahrzeuggeschwindigkeit darstellet, die höher als ein vorbestimmtes Fahrzeuggeschwindigkeitskriterium (V&sub0;) ist oder diesem gleicht.

6. Das Bodenhaftungssteuersystem nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung (11, 12) aktiv ist, um den Straßenreibungspegel (µ) abzuleiten, wenn die übertragene Drehmomentgröße (TE0) kleiner als das Drehmomentskriterium (TEC) ist.

7. Das Bodenhaftungssteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (10) entweder eine Ansaugluftflußrate (16) oder eine Kraftstoffeinspritzmenge (17) oder eine Zündeinstellung (18) steuert.

8. Das Bodenhaftungssteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (1) eine Drehgeschwindigkeit des angetriebenen Rades als eine für die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentative Date überwacht und die die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigende Date (V) auf deren Grundlage ermittelt.

9. Das Bodenhaftungssteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung (11) eine Datentabelle (12) aufweist, die Änderungscharakteristiken des Straßenreibungspegels (µ) in Beziehung zu der die Fahrzeugverzögerung und Fahrzeugbeschleunigung anzeigenden Date (dV/dt) und der das übertragende Drehmoment anzeigenden Date (TB) speichert, und daß die vierte Einrichtung (11) den Straßenreibungspegel (µ) durch Zugriff zu der Tabelle (12) mittels der die Fahrzeugverzögerung und Fahrzeugbeschleunigung anzeigenden Date (dV/dt) und der das übertragende Drehmoment anzeigenden Date (TB) ableitet.

10. Das Bodenhaftungssteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Einrichtung eine Datentabe1le (13) besitzt, die Änderungscharakteristiken des Drehmomentskriteriums (TEC) in Beziehung zu dem Straßenreibungspegel (µ) speichert, um das Drehmomentskriterium (TEC) durch Tabellenzugriff mittels des Straßenreibungspegels (µ) abzuleiten.

11. Verfahren zum Regeln der Antriebsdrehmomentsabgabe von einem Motor mit innerer Verbrennung eines Kraftfahrzeuges an dessen angetriebene Räder, um die Haftung zwischen der Straße und den Reifen bei dem Kraftfahrzeug auf einem optimalen Pegel aufrechtzuerhalten, mit folgenden Verfahrensschritten:

Erfassen der Kraftfahrzeugverzögerung und Fahrzeugbeschleunigung zum Erzeugen einer eine Fahrzeugverzögerung und Fahrzeugbeschleunigung anzeigenden Date (dV/dt);

Bereitste1len eines Steuerungswertes zum Einstellen des Ausgangsdrehmoments (TE0) des Motors mit innerer Verbrennung;

Einstellen des an die angetriebenen Räder von dem Motor mit innerer Verbrennung abgegebenen Antriebsdrehmoments auf der Grundlage des Steuerungswerts;

gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Überwachen eines zwischen einer Straßenoberläche und dem angetriebenen Rad übertragenen Drehmoments, um eine eine übertragene Drehmomentgröße anzeigenden Date (TB) zu erzeugen;

- Voraussagen eines Straßenreibungspegels (PL) auf der Grundlage der die Fahrzeugverzögerung und die Fahrzeugbeschleunigung anzeigenden Date (dV/dt) und der die übertragene Drehmomentgröße anzeigenden Date (TB);

- Ableiten eines Drehmomentskriteriums (TEC) auf der Grundlage des abgeleiteten Straßenreibungspegels (µ);

- Erfassen der die übertragene Drehmomentgröße anzeigenden Date (TB), wenn diese größer als das Drehmomentskriterium (TEC) ist, um den Steuerungswert zum Einstellen des Ausgangsdrehmoments (TE0) des Motors mit innerer Verbrennung abzuleiten, um hierdurch das Drehmoment (TB), das zwischen der Straßenoberfläche und dem angetriebenen Rad übertragen wird, unterhalb des benannten Drehmomentskriteriums (TEC) einzustellen.

12. Das Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner den Schritt des Erfassens der Betätigung Anwendung einer Fahrzeugbremse umfaßt, um den Straßenreibungspegel (µ) während des aktiven Zustandes der Fahrzeugbremse abzuleiten.

13. Das Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Straßenreibungspegel (µ) als eine Funktion der die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigenden Date (V) und der die Fahrzeugverzögerung und Fahrzeugbeschleunigung anzeigenden Date (dV/dt) abgeleitet wird.

14. Das Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmomentskriterium (TEC) eine Funktion des Straßenreibungspegels (µ) ist.

15. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellen der Abgabe des Antriebsdrehmoments durchgeführt wird, wenn die übertragene Drehmomentgröße (TB) größer als das Drehmomentskriterium (TEC) ist und die die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigende Date (V) eine Fahrzeuggeschwindigkeit darstellt, die höher als ein oder gleich einem vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeitskriterium (V&sub0;) ist.

16. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Straßenreibungspegel (µ) abgeleitet wird, wenn die übertragene Dreh- momentgröße (TB) kleiner als das Drehmomentkriterium (TEC) ist.

17. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellen des Motorausgangs durchgeführt wird, indem eine Ansaugluftlußrate (16) und/oder eine Kraftstoffeinspritzmenge (17) und/oder eine Zündeinstellung (18) gesteuert wird.

18. Ein System zum Voraussagen der Straßenreibung mit folgenden Merkmalen:

- einer Einrichtung zum Erfassen der Fahrzeugverzögerung und Fahrzeugbeschleunigung zum Erzeugen einer eine Fahrzeugverzögerung und Fahrzeugbeschleunigung anzeigenden Date (dV/dt);

- einer Einrichtung (4) zum Überwachen eines zwischen einer Straßenoberfläche und dem angetriebenen Rad übertragenen Drehmoments zum Erzeugen einer eine übertragene Drehmomentgröße anzeigenden Date (TB); und

- einer Einrichtung (11, 12) zum Vorhersagen des Straßenreibungspegels (PL) auf der Grundlage der die Fahrzeugverzögerung und die Fahrzeugbeschleunigung anzeigenden Date (dV/dt) und der die übertragene Drehmomentgröße anzeigenden Date (TB).

19. Das System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner eine Einrichtung (9) zum Erfassen der Betätigung einer Fahrzeugbremse umfaßt, um ein einen betätigten Zustand der Fahrzeugbremse anzeigendes Signal zu erzeugen, und daß die Straßenreibungspegel-Vorhersageeinrichtung (11, 12) aktiv ist, um den Straßenreibungspegel (µ) während des betätigten Zustandes der Fahrzeugbremse zu ermitteln.

20. Das System nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Straßenreibungspegel-Vorhersageeinrichtung den Straßenreibungspegel (µ) als eine Funktion der die Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigenden Date (V) und der die Fahrzeugverzögerung die Fahrzeugbeschleunigung anzeigenden Date (dV/dt) ermittelt.