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Diese Erfindung bezieht sich auf ein
Fahrzeugtraktionsregelverfahren und insbesondere auf ein derartiges Verfahren,
welches die derartige Regelung durch die Regelung von sowohl
den Bremsen des getriebenen Rades als auch des
Motordrehmomentausgangs vorsieht.
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Es ist eine verbreitete Erfahrung mit Automobilfahrzeugen
für exzessives Raddurchdrehen, während der
Fahrzeugbeschleunigung aufzutreten, wenn das vom Bediener veranlaßte
Motordrehmoment, das an die getriebenen Fahrzeugräder geliefert
wird, so sind, daß die Reibungskräfte zwischen dem Rad und
der Straßenoberfläche überwunden werden. Während ein kleiner
Betrag von Durchdrehen zwischen dem Reifen und der
Straßenoberfläche notwendig ist, um eine Antriebskraft zu
erreichen, hat exzessives Durchdrehen die Verringerung der
effektiven Antriebskraft und die Herabsetzung der lateralen
Stabilität des Fahrzeugs zur Folge.
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Es ist bekannt, daß exzessives Durchdrehen der getriebenen
Fahrzeugräder verhindert werden kann, indem die Bremsen
eines durchdrehenden Rades angelegt werden, um so den
Schlupf zwischen dem Rad und der Straßenoberfläche auf einen
Wert zu begrenzen, der einen maximalen Übertrag von
Antriebskraft aus dem angetriebenen Rad zu der Straßenoberfläche
erreichen wird. Ein Vorteil der Begrenzung von Radschlupf
durch die Anlegung der Bremsen des durchdrehenden Rades ist,
daß exzessives Beschleunigungsdurchdrehen schnell unter
Kontrolle gebracht werden kann. Wenn jedoch der Bremsdruck in
der gleichen Weise für alle Beschleunigungszustände eines
Fahrzeugs geregelt wird, kann eine Rauheit des
Fahrzeugbetriebes resultieren. Zum Beispiel kann eine schnelle
Anlegung von Bremsdruck, um einen exzessiven Durchdrehzustand
abzufangen, die akzeptable Leistungsfähigkeit unter
Bedingungen
von hoher Motordrehmomentnachfrage vorsieht, in der
Rauheit der Fahrzeugbedienung unter Bedingungen von niedriger
Motordrehmomentnachfrage zur Folge haben. Die DE-A-36 42 008
beschreibt ein Traktionsregelverfahren, das die Anlegung der
Bremsen miteinbezieht und zwei verschiedene Regelprozeduren
hat, die abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit verwendet
werden, um relativen Schlupf zwischen angetriebenen und
nicht angetriebenen Rädern zu regeln.
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Diese Erfindung schafft ein verbessertes Verfahren der
Begrenzung von Beschleunigungsdurchdrehen der angetriebenen
Räder eines Fahrzeuges durch die Regelung der Bremsen des
angetriebenen Rades.
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Ein Verfahren in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung ist durch die Merkmale gekennzeichnet, die in dem
kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 spezifiziert sind.
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In Übereinstimmung mit den allgemeinen Prinzipien dieser
Erfindung wird die Anlegung des Bremsdrucks, um das
Durchdrehen eines angetriebenen Rades zu begrenzen, sich an die
Drehmomentnachfrage an den Motor anpassend gemacht. Dies
wird erreicht, indem der Bremsdruck erhöht wird, wenn ein
exzessiver Durchdrehzustand bei einer Rate erfaßt wird, die
proportional einem Parameter ist, der auf das
Motordrehmoment bezogen ist. So wird für niedrige
Motordrehmomentwerte der Bremsdruck bei einer niedrigen Rate gerampt.
Dieser Vorgang verhindert die Rauheit im Fahrzeugbetrieb,
wie wenn in einer Parklücke, einer Auffahrt oder in anderen
Anwendungen von niedrigem Gashebel manövriert wird. Für hohe
Motordrehmomentwerte wird der Bremsdruck bei einer hohen
Rate gerampt. Dieser Vorgang schafft die gute Regelung des
Durchdrehens während harten Beschleunigungen.
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Die Rampe wird dann beendet, wenn die Radparameter bestimmte
vorbestimmte Zustände annehmen. In einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel wird die Bremsdruckrampe beendet, wenn der
Radruck negativ ist und die Radabbremsung unterhalb eines
vorbestimmten Wertes ist. Dies hat kürzere Rampen für
Niedriglastraddurchdrehzustände und längere Rampen für
Hochlastraddurchdrehzustände zu Folge. Nachdem die Rampe beendet ist,
wird der Bremsdruck des durchdrehenden Rades auf
Radparametern basierend geregelt, wie dem Raddurchdrehverhältnis oder
der Differenz zwischen der Geschwindigkeit des
durchdrehenden Rades und der Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Die vorliegende Erfindung wird nun beispielsweise mit Bezug
auf die folgende Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels und die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in
welchen:
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Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm bei einer
Fahrzeugtraktionsregelvorrichtung ist;
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Fig. 2 eine Ansicht des Bremsdruckmodulators für die
Regelung des Radbremsdruckes für die Begrenzung
des Raddurchdrehens ist;
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Fig. 3 ein Diagramm des Traktionsreglers von Fig. 1
zum Regeln des Bremsdruckes des durchdrehenden
Rades und des Luftflusses in den Einlaß des
Fahrzeugmotors für die Regelung des
Raddurchdrehens; und die
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Fig. 4 bis 7 sind Flußdiagramme, die den Betrieb der
Traktionsregelung von Fig. 1 veranschaulichen.
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Eine Fahrzeugtraktionsregelvorrichtung für ein
vorderradgetriebenes Fahrzeug ist in Fig. 1 veranschaulicht. Das
Fahrzeug hat zwei (angetriebene) Vorderräder 10 und 12 und zwei
(nicht angetriebene) Hinterräder 14 und 16. Die Vorderräder
10 und 12 haben jeweils (hydraulisch betätigte) Bremsen 18
und 20, die durch den manuellen Betrieb eines herkömmlichen
Hauptzylinders 22 durch ein Paar von (Traktionsregel-Druck-)
Betätigern 24 und 26 betätigt werden. Wie beschrieben werden
wird, tritt, wenn die Betätiger 24 und 26 inaktiv sind, das
hydraulische Fluid aus dem Hauptzylinder 22 durch die
Betätiger 24 und 26 zu den Bremsen 18 und 20 der Vorderräder 10
und 12. So sind die Betätiger 24 und 26 für die
Bremsvorrichtung während des normalen Bremsens der Vorderräder 10
und 12 durchsichtig. In ähnlicher Weise umfassen die
Hinterräder 14 und 16 ein Paar von (hydraulisch betätigten)
Bremsen 28 und 30, die durch hydraulisches Fluid unter Druck
aus dem Hauptzylinder 22 in Abhängigkeit von der manuellen
Betätigung der Bremsen betrieben werden.
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Das Fahrzeug umfaßt einen Verbrennungsmotor (nicht gezeigt)
mit einem Lufteinlaßdurchtritt 32 mit einem (manuell
bedienbaren) primären Drosselventil 34 darin, um den
Motorlufteinlaß und daher den Motorbetrieb in der herkömmlichen Weise zu
regeln.
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Wenn der Motor so betrieben wird, um exzessives Drehmoment
zu den angetriebenen Vorderrädern 10 und 12 zu liefern,
werden sie exzessives Durchdrehen relativ zu der
Straßenoberfläche erfahren, wodurch sich die Traktionskraft und die
laterale Stabilität des Fahrzeugs verringern. Um das
Beschleunigungsdurchdrehen der angetrieben Vorderräder 10 und
12, das aus dem Überschuß-Motorausgangsdrehmoment
resultiert, zu begrenzen, ist ein Traktionsregler 36 vorgesehen,
welcher das Durchdrehen begrenzt, indem die Bremsen der
angetriebenen Räder 10 und 12 betätigt werden und indem der
Lufteinlaß durch den Lufteinlaßdurchgang 32 über ein
(motorangetriebenes) Hilfsdrosselventil 38 begrenzt wird.
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In Hinsicht auf den Betrieb der Bremsen der Vorderräder 10
und 12, um das Durchdrehen zu begrenzen, überwacht der
Traktionsregler 36 die Radgeschwindigkeiten der linken und
rechten angetriebenen Vorderräder 10 und 12 über
Geschwindigkeitssensoren 39 und 40 und die Radgeschwindigkeiten der
linken und rechten nicht angetriebenen Hinterräder 14 und 16
über Geschwindigkeitssensoren 41 und 42, um zu bestimmen, ob
ein exzessiver schlupfender Radzustand existiert oder nicht.
Wenn ein derartiger Zustand nachgewiesen wird, werden die
Betätiger 24 und 26 über Betätigerregler 43 zum Bremsen der
linken, rechten oder beider der angetriebenen Vorderräder 10
und 12 betätigt, die einen exzessiven schlupfenden Zustand
erfahren, um den schlupfenden Zustand zu begrenzen.
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Um den Betrag und die Dauer der Energie zu begrenzen, die
durch die Bremsen 18 und 20 in der Regelung des Radschlupfes
absorbiert wird, sorgt der Traktionsregler 36 für die
Regelung des Motordrehmoments, indem das Hilfsdrosselventi1 38
positioniert wird. Dies wird über einen Drosselregler 44
erreicht, welcher die geschlossene Schleifenregelung des
Hilfsdrosselventils 38 über einen Motor 45 und einen
Drosselpositionssensor 46, der die tatsächliche Position des
Hilfsdrosselventils 38 überwacht, auf eine Position vorsieht, die
durch den Traktionsregler 36 befohlen wird.
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Zusätzliche Signaleingänge, die für die Regelung des
Beschleunigungsdurchdrehens verwendet werden, umfassen ein
Drosselpositionssignal, das durch einen Positionssensor 48
vorgesehen wird, der die Position des Drosselventils 34
überwacht, ein Geschwindigkeitssignal RPM, das die
Geschwindigkeit des Motors wie durch einen Zündregelschaltkreis dem
Motors vorgesehen, repräsentiert, ein Bremszustandssignal,
das durch einen Bremsschalter 50 vorgesehen wird, der auf
die Betätigung der Bremsen des Fahrzeugs durch das
herkömmliche Bremspedal 52 und ein Signal geschlossen wird, das durch
einen (manuell bedienbaren) Außer-Kraft-Setz-Schalter 54
vorgesehen wird, der geschlossen wird, um die Traktionsregelung
nach der Wahl des Fahrzeugbedieners außer Kraft zu setzen.
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Bezugnehmend auf Fig. 2 ist dort eine Bremsvorrichtung für
eines der angetriebenen Vorderräder 10 oder 12
veranschaulicht, das den Betätiger 24, 26 umfaßt, der durch den
Traktionsregler 36 für die Begrenzung des Schlupfes des
angetriebenen Rades regelt. Im allgemeinen ist die bremsende
Vorrichtung aus einer hydraulischen Servoeinheit 56 und
Bremsleitungen 58 zusammengesetzt, die die Fluidverbindung mit
den Bremsen 18 und 20 vorsehen. Die Bremse 18, 20 ist als
ein Scheibenbremssystem veranschaulicht, das einen Sattel 60
umfaßt, der bei einem Rotor 62 des Fahrzeugrads angeordnet
ist.
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Eine radgeschwindigkeitserfassende Anordnung ist im
allgemeinen aus einem Erregerring 64, welcher mit dem Rad
gedreht wird, und einem elektromagnetischen Sensor 66
zusammengesetzt, welcher die Rotation des Erregerrings
überwacht, um ein Signal vorzusehen, das eine Frequenz
proportional zu der Radgeschwindigkeit hat. Die
Radgeschwindigkeitssignale werden an den Traktionsregler 36 geliefert, um dazu
verwendet zu werden, die Radgeschwindigkeit zu bestimmen.
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Der Betätiger 24, 26 ist in der inaktiven Position
veranschaulicht, worin er für die Brems-Vorrichtung durchsichtig
ist. Dies ist der Betätiger 24, 26 -Zustand während des
normalen Fahrzeugbremsens. Jeder Betätiger 24, 26 in dem
bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt einen
Gleichstromdrehmomentmotor 68, dessen Ausgangswelle einen Getriebezug 70
antreibt, dessen Ausgang einen Kugelumlaufspindelbetätiger
72 dreht, der eine lineare Kugelumlaufspindel 74 und eine
Mutter 76 umfaßt. Wenn die lineare Kugelumlaufspindel 74
sich dreht, wird die Mutter 76 entweder herausgeschoben oder
hereingezogen, wodurch ein Kolben 78 positioniert wird,
welcher einen Teil der Mutter 76 bildet.
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Jeder Betätiger 24, 26 umfaßt ein Gehäuse 80, in welchem ein
Zylinder 82 gebildet ist. Der Kolben 78 wird wechselweise in
dem Zylinder 82 aufgenommen und legt damit eine Kammer 84
fest. Der Zylinder 82 hat einen Einlaß, welcher mit dem
Hauptzylinder 22 verbunden ist, und einem Auslaß, welcher an
den Sattel 60 der Bremse 18, 20 gekoppelt ist.
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Ein Ventilglied 86 wird durch das Ende des Kolbens 78
getragen und erstreckt sich von diesem. Dieses Ventilglied 86 ist
innerhalb des Kolbens 78 zu einer verlängerten Position
federvorgespannt, wie durch eine Feder 88 gezeigt. Wenn der
Kolben 78 in der zurückgezogenen veranschaulichten Position
ist, ist der Fluidpfad zwischen dem Hauptzylinder 22 und der
Bremse 18 offen. Wenn jedoch die lineare Kugelumlaufspindel
74 durch den Gleichstromdrehmomentmotor 68 gedreht wird, um
die Mutter 76 und damit den Kolben 78 zu verlängern, wird
das Ventilglied 86 gegen die Öffnung bei dem Einlaß zu der
Kammer 84 aus dem Hauptzylinder 22 gesetzt, um die Kammer 84
und die Bremse 18 von dem Hauptzylinder 22 zu isolieren.
Wenn das Ventilglied 86 einmal gesetzt ist, wirkt die
weitere Verlängerung des Kolbens 78 durch die Drehung des
Gleichstromdrehmomentmotors 68 dann, um das Fluid an der
Bremse 18 unter Druck zu setzen, um Bremskräfte an das Rad
anzulegen.
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Die Leistung, die durch den Gleichstromdrehmomentmotor 68
verbraucht wird, während er den Druck regelt, ist dem
Rotationsdrehmoment direkt proportional, das durch den
Gleichstromdrehmomentmotor 68 auf den Getriebezug 70 ausgeübt
wird. Das Rotationsdrehmoment wird durch die lineare
Kugelumlaufspindel und die Mutter 74 und 76 an den Kolben 78
übertragen. Der Druck, der an dem Kolbenkopf vorliegt, ist dem
Radbremsdruck proportional. Daher ist der Wert des Stroms
durch den Gleichstromdrehmomentmotor 68 dem Radbremsdruck
proportional und kann als ein Maß desselben betrachtet
werden.
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Der Kugelumlaufspindelbetätiger 72 ist ein Betätiger mit
hoher Effizienz, so daß die lineare Kugelumlaufspindel 74, der
Getriebezug 70 und die Motorausgangswelle durch den
hydraulischen Druck rückwärts getrieben werden, der auf den Kolben
78 wirkt, wenn er größer als der Drehmomentausgang des
Gleichstromdrehmomentmotors 68 ist, bis der hydraulische
Druck zu einem Niveau reduziert wird, wo er durch die
Drehmomentausgabe des Gleichstromdrehmomentmotors 68 überwunden
oder ausgeglichen wird.
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Der Traktionsregler 36 von Fig. 1 nimmt die Form einer
herkömmlichen digitalen Vielzweckcomputers an, der programmiert
wird, um den Schlupf der angetriebenen Vorderräder 10 und 12
in Übereinstimmung mit den Prinzipien dieser Erfindung zu
regeln. Wie in Fig. 3 veranschaulicht, besteht der
Traktionsregler 36 aus einem üblichen digitalen Computer, der aus
einem reinen Lesespeicher ROM, einem Speicher beliebigen
Zugriffs (RAM), einem Analog-zu-digital-Wandler (A/D), einem
Leistungsversorgungsgerät (PSD), einer zentralen
Verarbeitungseinheit (CPU) und einem Eingangs-/Ausgangs-Abschnitt
(E/A) zusammengesetzt ist, welcher an einen
Radgeschwindigkeitspufferschaltkreis 90 angrenzt, der wirkt, um die
Geschwindigkeitssignalausgänge der
Radgeschwindigkeitssensoren 39 bis 42, den Betätigerregler 43, den Drosselregler
44, den Bremsschalter 50, den Außer-Kraft-setz-Schalter 54
und das Geschwindigkeitssignal RPM zu konditionieren.
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Die Betätigerregler 43 nehmen die Form von zwei
herkömmlichen unabhängigen Motorstromreglern mit geschlossener
Schleife an, von welchen jeder den Strom durch den
Gleichstromdrehmomentmotor
68 eines jeweiligen der Betätiger 24 und 26
auf einem Niveau festsetzt, das durch den Traktionsregler 36
befohlen wird.
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Das ROM des digitalen Computers von Fig. 3 enthält die
Anweisungen, die notwendig sind, um den Regelalgorithmus wie in
den Fig. 4 bis 7 diagrammatisch dargestellt zu
implementieren. Im Beschreiben der Funktionen des Algorithmus, der in
dem ROM kodiert ist, wird der Bezug auf Aufgaben, welche als
Flußdiagrammsfunktionsblöcke ausgeführt worden sind, durch
< mm> bezeichnet, worin mm die Diagrammbezugszahl ist und < >
anzeigt, daß auf das Konzept Bezug genommen wird, das durch
den speziellen Flußdiagrammfunktionsblocktext beschrieben
wird. Der Text in dem Flußdiagrammfunktionsblock beschreibt
die allgemeine Aufgabe oder das Verfahren, das durch den
Traktionsregler 36 an diesem Punkt ausgeführt wird. Die
spezifische Programmierung des ROM zum Ausführen der
Funktionen, die in den Flußdiagrammen der Fig. 4 bis 7
dargestellt sind, kann durch technische Standardfähigkeiten
erreicht werden, indem herkömmliche
Informationsbearbeitungssprachen verwendet werden.
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Während der digitale Computer von Fig. 3 irgendeine
herkömmliche Form annehmen kann, kann eine solche Form der
Einzelchip- Motorola- Mikrocomputer- MC-68HC11 sein. In
alternativer Weise könnten multiple Prozessoren oder andere
Schaltkreisformen verwendet werden. Zum Beispiel kann ein
separater Mikrocomputer verwendet werden, um die
Radgeschwindigkeit zu messen und verschiedene Radzustandsvariablen zu
entwickeln.
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Bezugnehmend auf Fig. 4 ist eine
Regelzyklusunterbrechungsroutine zum Begrenzen des Beschleunigungsdurchdrehens der
angetriebenen Fronträder 10 und 12 veranschaulicht. Diese
Routine wird durch den Traktionsregler 36 bei konstanten
Unterbrechungsintervallen
ausgeführt, die durch einen internen
zeitsteuernden Schaltkreis festgesetzt werden. Zum Beispiel
kann die Unterbrechungsroutine von Fig. 4 bei 10
Millisekunden-Intervallen ausgeführt werden.
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Auf den Empfang einer Regelzyklusunterbrechung liest der
Traktionsregler 36 die verschiedenen Systemeingänge
einschließlich der Radgeschwindigkeiten Vlf, Vrf, Vlr und Vrr,
die Motorgeschwindigkeit, die Positionen des
Hilfsdrosselventils 38 und des Primärdrosselventils 34, die durch die
Positionssensoren 46 und 48 vorgesehen sind, und die diskreten
Signalzustände einschließlich des offenen oder geschlossenen
Zustandes des Bremsschalters 50 und des Außer-Kraft-setz-
Schalters 54 < 91> und bestimmt dann verschiedene
Radzustandsvariablen < 92> . Die Radzustandsvariablen umfassen gefilterte
Werte der Radgeschwindigkeit und -beschleunigung für jedes
der Fahrzeugräder 10 bis 16. Die Filterung kann durch die
Verwendung einer Standardverzögerungsgleichung erster
Ordnung geschafft werden. Basierend auf den bestimmten
Geschwindigkeits- und Beschleunigungswerten, wird das
Durchdrehverhältnis des angetriebenen linken Vorderrades 10
durch den Ausdruck (Vlf - Vlr)/Vlf bestimmt, wobei Vlf und
Vlr die bestimmten Radgeschwindigkeiten der linken
Seitenräder 10 bzw. 14 sind, und das Durchdrehverhältnis des
angetriebenen Vorderrades 12 wird durch den Ausdruck (Vrf -
Vrr)/Vrf bestimmt, wobei Vrf und Vrr die bestimmten
Radgeschwindigkeiten der rechten Seitenräder 12 bzw. 16 sind. Mit
anderen Worten wird das Durchdrehen auf den angetriebenen
und nicht angetriebenen Rädern auf der gleichen Seite des
Fahrzeugs basiert. Zusätzlich wird die Differenz der
Geschwindigkeit (Delta-Geschwindigkeit) der angetriebenen
und nicht angetriebenen Räder auf der gleichen Seite des
Fahrzeugs durch die Ausdrücke Vlf - Vlr für die linken
Seitenräder 10 und 14 und Vrf - Vrr für die rechten
Seitenräder 12 und 16 bestimmt. Die abschließenden
Radzustandsvariablen,
die bestimmt werden, sind die Differenz in der
Beschleunigung (Delta-Beschleunigung) der angetriebenen und nicht
angetriebenen Räder und "Energie-" Terme, die auf die
Differenz zwischen den quadrierten Geschwindigkeiten der
angetriebenen und nicht angetriebenen Räder auf jeder Seite
des Fahrzeugs bezogen sind.
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Wenn die Radzustandsvariablen bestimmt worden sind, bestimmt
das Programm den geeigneten Betriebsmodus der Bremsbetätiger
< 93> und führt die notwendigen E/A mit den Brems- < 94> und
Drossel- < 95> Betätigern aus, um das Raddurchdrehen zu
geeigneten Werten zu regeln.
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An diesem Punkt sollte bemerkt werden, daß, falls nicht eine
Programmfunktion sich spezifisch auf beide Räder bezieht,
die Regelzyklusunterbrechungsroutine selektiv konditioniert
ist, um Schritte auszuführen, die dem einem oder dem anderen
linken oder rechten angetriebenen Vorderrad 10 oder 12
zugeordnet sind. Demgemäß werden Parameter, die zu einem der
angetriebenen Vorderräder gehören, ausgewählt, abhängig
davon, für welches Rad die Routine konditioniert wird. Es
wird angenommen, daß die Routine zuerst für das linke
angetriebene Vorderrad 10 konditioniert wird < 96> .
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In der Bremsmodusbestimmungsroutine (Fig. 5) bewertet das
Programm den Status des Bremsschalters 50 < 97> und den
Status des manuell betätigten Außer-Kraft-setz-Schalters 54
< 98> . Das erfaßte Schließen von irgendeinem dieser Schalter
repräsentiert einen Zustand, der die
Beschleunigungsdurchdrehregelung nicht erfordert, und das Programm verläßt die
Routine. Wenn jedoch keiner der Brems- und Außer-Kraft-
setz-Schalter 50 und 54 geschlossen ist, schreitet das
Programm fort, die Radvariablen zu bewerten, um zu
bestimmen, ob die Bremsbetätigung erforderlich ist. Der
anfängliche Schritt in diesem Verfahren ist, den
Bremsmotorstromkorrekturfaktor
zu bestimmen, der in der Regelung des
Bremsdrucks verwendet werden soll, und zwar nach der
anfänglichen Regelung des Bremsdrucks in Übereinstimmung mit
dieser Erfindung.
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Während der Startphase des Fahrzeugs, während der die
Fahrzeuggeschwindigkeiten niedrig sind, ist es wünschenswert,
schnell auf einen exzessiven Schlupfzustand des Vorderrads
10, 12 zu reagieren, um eine große Radschlupfauslenkung mit
dem resultierenden Verlust der Traktion und der lateralen
Stabilität zu verhindern. Dies wird erreicht, indem der
Bremsdruck geregelt wird, der an die Bremse 18, 20 des
Vorderrads 10, 12 angelegt wird, und zwar in Abhängigkeit von
dem Durchdrehverhältnis des Vorderrads (das Verhältnis der
Differenz zwischen den Geschwindigkeiten des schlupfenden
Vorderrads und eines nicht angetriebenen Hinterrads zu der
Geschwindigkeit des schlupfenden Vorderrads), welche groß
sein kann, selbst obwohl die Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen dem schlupfenden Vorderrad und dem unangetriebenen
Hinterrad klein sein kann. Demgemäß wird, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit (welche als die
Durchschnittsgeschwindigkeiten der hinterennnicht angetriebenen Räder 14 und 16
genommen werden kann) dazu bestimmt wird, weniger als ein
Kalibrationswert V zu sein < 100> , ein
Motorstromkorrekturfaktor aus einer Speichernachschautabelle bestimmt, die
Werte des Korrekturfaktors bei Speicherplätzen speichert,
die durch die Werte des Durchdrehverhältnisses und der
Beschleunigungsdifferenz zwischen den vorderen angetriebenen
und hinteren nicht angetriebenen Rädern adressiert werden
< 102> . Die gespeicherten Werte des Korrekturfaktors können
positive Werte zur Erhöhung des Bremsdruckes bei dem
durchdrehenden Vorderrad 10, 12 unter Bedingungen von hohen
Werten der Beschleunigungsdifferenz und/oder des
Durchdrehverhältnisses repräsentieren, können einen
Korrekturfaktor Null repräsentieren, um den Bremsdruck zu halten,
oder können einen negativen Wert repräsentieren, um den
Bremsdruck unter Bedingungen von niedrigen Werten der
Beschleunigungsdifferenz und/oder des Durchdrehverhältnisses
zu lösen.
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Bei höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten kann die Differenz
zwischen den Geschwindigkeiten der vorderen angetriebenen und
hinteren nicht angetriebenen Rädern groß sein, selbst obwohl
das Durchdrehverhältnis klein ist. Um das Durchdrehen zu
regeln und so die Fahrzeugstabilität bei diesen höheren
Geschwindigkeiten aufrechtzuerhalten, ist es wünschenswert,
den Radschlupf eng zu regeln, um die laterale Stabilität
aufrechtzuerhalten. Dies wird erreicht, indem die Bremse 18, 20
eines Vorderrads 10, 12 mit exzessivem Durchdrehen in
Abhängigkeit von der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den
vorderen angetriebenen und hinteren nicht angetriebenen
Rädern geregelt wird, selbst obwohl das Durchdrehverhältnis
klein sein kann. Demgemäß wird, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit dazu bestimmt wird, größer als der Kalibrationswert V
zu sein < 100> , ein Motorstromkorrekturfaktor aus einer
Nachschautabelle bestimmt, die Werte des Korrekturfaktors bei
Speicherplätzen speichert, die durch die Werte der
Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den vorderen angetriebenen und
den hinteren nicht angetriebenen Rädern und die
Beschleunigungsdifferenz zwischen den vorderen angetriebenen und den
hinteren nicht angtriebenen Rädern adressiert werden < 104> .
Die gespeicherten Werte des Korrekturfaktors können positive
Werte zum Erhöhen des Bremsdruckes an dem durchdrehenden Rad
unter Zuständen von hohen Werten der
Beschleunigungsdifferenz und/oder der Geschwindigkeitsdifferenz repräsentieren,
können einen Korrekturfaktor Null repräsentieren, um den
Bremsdruck zu halten, oder können einen negativen Wert
repräsentieren, um den Bremsdruck unter Bedingungen von
niedrigen Werten der Beschleunigungsdifferenz und/oder der
Geschwindigkeitsdifferenz zu lösen. Die gleiche
Nachschautabelle kann in jedem der Schritte < 102> und < 104>
verwendet werden, indem die Tabellenachse in Übereinstimmung
mit dem Durchdrehverhältnis bei Fahrzeuggeschwindigkeiten
weniger als die Schwelle V und in Übereinstimmung mit der
Geschwindigkeitsdifferenz skaliert wird, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit gleich mit oder größer als V ist.
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Der bestimmte Motorstromkorrekturfaktor wird dann als eine
Funktion des Rucks oder Stoßes des Rades modifiziert < 106> .
Im allgemeinen wird der Ruck (entweder positiv oder negativ)
skaliert und summiert mit dem Korrekturfaktor, um Ruck-
Kompensation zu schaffen. Dies schafft dann einen
zunehmenden Korrekturfaktor für höhere Ruckwerte und
abnehmende Korrekturfaktoren für negative Ruckwerte. Der
abschließende Korrekturfaktor wird mit einer Anlegeschwelle
< 108> verglichen. Wenn der abschließende Korrekturfaktor
größer als die Anlegeschwelle ist, und eine Traktionsregel-
Aktiv- (TCA) Marke nicht schon gesetzt ist < 110> , dann wird
eine Reihe von Zuständen untersucht, um zu bestimmen, ob die
Traktionsregelung erfordert sein sollte. Die
Traktionsregelung wird erfordert < 111> , indem die TCA-Marke gesetzt wird,
wenn die Differenz zwischen den Geschwindigkeiten der
angetriebenen Vorder- und nicht angetriebenen Hinterrädern
größer als ein spezifizierter Betrag ist < 112> , wenn der
Energieterm größer als ein vorbestimmter Betrag ist < 114> ,
oder wenn die Delta-Geschwindigkeit und die
Delta-Beschleunigung beide größer als spezifizierte Schwellen sind < 116,
118> . (Die Schwelle in Schritt < 112> ist größer als die
Schwelle in Schritt < 118> ). Wenn die TCA-Marke schon gesetzt
ist < 110> , oder gerade gesetzt worden ist < 111> , schreitet
das Programm zu dem rechten Rad oder der nächsten Routine
weiter, wie geeignet < 119, 120> .
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Wenn der abschließende Korrekturfaktor weniger als die
Anlegeschwelle < 108> ist und die TCA-Marke nicht gesetzt ist,
< 122>
schreitet das Programm auch zu dem rechten Vorderrad
oder der nächsten Routine weiter < 119, 120> . Wenn der
abschließende Korrekturfaktor weniger als die Anlegeschwelle
ist und die TCA-Marke gesetzt ist, überprüft das Programm,
ob die TCA-Marke gelöscht werden sollte. Wenn das
Raddurchdrehen weniger als eine Löseschwelle für einen bestimmten
Betrag von Zeit gewesen ist, der durch N
Unterbrechungsintervalle repräsentiert ist < 124, 126, 128, 130> , wird die TCA-
Marke gelöscht < 132> , wonach das Programm wieder zu dem
nächsten Rad oder der nächsten Routine weiterschreiten wird
< 120, 121> . Wenn der spezifizierte Betrag der Zeit nicht
abgelaufen ist, schreitet das Programm zu dem nächsten Rad
oder der nächsten Routine weiter < 120, 121> .
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Auf den Abschluß der Modusbestimmungsroutine wird die
Bremsregelroutine betreten (Fig. 6). Die Bremsregelroutine
überprüft zuerst auf Bremspedalanlegung < 136> , einen Außer-
Kraft-setz-Zustand < 138> , oder einen Mangel davon, daß die
TCA-Marke irgendeines Rades gesetzt ist < 140> . Wenn
irgendwelchen der obigen Bedingungen genügt wird, wird der
Bremsdruck von beiden Betätigern 24, 26 gelöst. Dies wird
getan, indem Umkehrstrom an beide Gleichstromdrehmomentmotoren
68 für eine festgesetzte Zeitspanne angelegt wird, die durch
T Unterbrechungsintervalle repräsentiert wird < 142, 144,
145> . Alle Marken, die in der Bremsregelung verwendet
werden, werden auch gelöscht < 147> . Der Umkehrstrom auf den
Gleichstromdrehmomentmotoren 68 führt die Kolben 78 in den
Betätiger 24, 26 zu ihren Ausgangspositionen zurück und
öffnet die Ventilglieder 86, was die normale Bremsfunktion
erlaubt.
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Wenn das Bremspedal 52 nicht betätigt ist < 136> , der Außer-
Kraft-setz-Schalter 54 offen ist < 138> , oder wenn irgendeine
TCA-Marke gesetzt ist < 140> , überprüft das Programm auf den
Abschluß einer Einleitungssequenz < 146> . In der
Einleitungssequenz < 148>
wird ein vorbestimmter Motorstrombefehl für
jeden der Gleichstromdrehmomentmotoren 68 der Betätiger 24
und 26 für einen vorbestimmten Zeitbetrag festgesetzt. Dies
wird getan, um die Bremsvorrichtungsnachgiebigkeit zu
entfernen und die Betätiger 24 und 26 für die Regelung des
Bremsdruckes an die Bremsen 18 und 20 fertig zu machen. Während
der Einleitung wird der Abschaltzähler, der verwendet wird,
um das vollständige Lösen des Traktionsbremsdrucks zeitlich
zu steuern < 142, 144, 145> , auch gelöscht < 149> . Wenn die
Einleitung abgeschlossen ist, werden die
Betätigermotorströme dann für jeden Betätiger 24, 26 bestimmt, bevor die
Routine abgeschlossen ist.
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Wie mit anderen Routinen werden, wenn die
Bremsregeleinleitung abgeschlossen ist < 146> , die Regelparameter erst für
das linke Vorderrad 10, gefolgt von dem rechten Vorderrad 12
bestimmt. Die Betätigermotorströme werden auf eine von drei
Arten bestimmt. Wenn die TCA-Marke nicht für ein spezielles
Rad gesetzt ist < 152> , wird der Strom auf einen minimalen
Wert eingestellt < 154> , um sicherzustellen, daß die
Bremsnachgiebigkeit, die in dieser Einleitungssequenz entfernt
wurde < 148> , nicht zurückkehrt. Wenn die TCA-Marke gesetzt
ist, überprüft das Programm auf den Abschluß einer
Einleitungs-"Rampe" des Bremsintegralterms < 156> . Die
Einleitungsrampenregelung < 157 - 161> tritt auf, unmittelbar nachdem
die Betätigereinleitungssequenz < 148> abgeschlossen ist.
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Die Einleitungsrampenregelung des Bremsdrucks erlaubt den
Bremsregelintegraltermen, sich mit einer Rate zu erhöhen,
die primär auf dem Motordrehmoment wie repräsentiert beruht,
zum Beispiel durch die Position des primären Drosselventils
34, was, wobei sie während dieser kurzen Spanne nahezu
konstant ist, den Integralterm veranlaßt, zu einem bestimmten
Wert aufwärts zu rampen. Der Wert wird bestimmt (die Rampe
endet), wenn die Beschleunigung des durchdrehenden
Vorderrads
dazu gefunden ist, unterhalb einer eingestellten
Schwelle zu der Zeit zu sein, zu der das Rucken für das
Vorderrad negativ ist. Diese Rampenregelung ermöglicht eine
schnelle Abschätzung des Integralteils der
Bremsregelparameter in Abwesenheit von spezifischer Information über
den Fahrzeugreifen-/Straßenübergang. Zum Beispiel wird ein
höherer Bremsdruck (eine schnellere Rampe) notwendig sein,
wenn eine hohe Motordrehmomentbeschleunigung auf einer
eisigen Oberfläche versucht wird, als wenn eine Manöver mit
niedrigerem Drehmoment versucht wird. Auf einer Oberfläche
mit höherem Koeffizienten wird eine kürzere Rampe berechnet,
weil weniger Bremsdruck benötigt wird, um die Beschleunigung
des durchdrehenden Vorderrades zu verlangsamen. Während der
Rampe beruhen proportionale Terme auch auf dem
Motordrehmoment, werden aber durch andere Fahrzeugparameter
modifiziert.
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Wenn das Radrucken positiv ist < 157> , oder die
Radbeschleunigung größer als eine vorbestimmte Schwelle ist < 158> , wird
ein integraler Schrittwert aus einer RAM-Nachschautabelle
als eine Funktion eines motordrehmomentbezogenen Parameters
erhalten. In einem Ausführungsbeispiel wird die
Nachschautabelle durch den Wert der Position des primären
Drosselventils 34 adressiert. Der herausgeholte Integralschrittwert
wird dann mit dem vorherigen Wert des Integralterms summiert
< 160> . Auf die wiederholten Ausführungen der Schritte < 159>
und < 160> bei dem Unterbrechungsintervall, wird der
Integralterm dazu veranlaßt, sich mit einer Rate zu erhöhen, die
durch den Wert des Integralschritts bestimmt wird, der beim
Schritt < 159> bestimmt wird. Die abgelegten
Integralschrittwerte haben eine direkt Beziehung zu dem Wert der Position
des primären Drosselventils 34, so daß die Rate der Erhöhung
des Bremsregelintegralterms für niedrige Werte der
Motordrehmomentnachfrage niedrig ist und schneller für höhere Werte
der Motordrehmomentnachfrage ist.
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In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein
proportionaler Bremsregelterm mit einem Wert geschaffen, der auch auf
dem Motordrehmoment beruht, aber welcher durch andere
Fahrzeugparameter wie dem Raddurchdrehverhältnis und der
Radbeschleunigung modifiziert wird < 161> . Der gesamte Motorstrom
wird dann bestimmt, indem die proportionalen und integralen
Ausdrücke < 162> zusammenaddiert werden. Annehmend, daß ein
Rüttelstrom nicht erforderlich ist < 165> , wird der bestimmte
gesamte Motorstrom an den geeigneten Betätigungsregler 43
ausgegeben < 166> .
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Wenn der Bremsdruck, der an das durchdrehende Rad angelegt
wird und aus den wiederholten Ausführungen der Schritte < 159
- 161> resultiert, zur Folge hat, daß die Beschleunigung des
Vorderrads 10, 12 weniger als eine eingestellte Schwelle
wird (ein Kalibrationswert, welcher beispielsweise zwischen
0,5 g und 1 g sein kann), und zwar ist zu der gleichen Zeit,
zu der der Ruck für dieses Rad negativ ist < 157, 158> , das
anfängliche Rampen des bremsenden Druckes abgeschlossen und
eine Marke, die den Abschluß der Rampe repräsentiert, wird
gesetzt < 163> .
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Nachdem die anfängliche Rampe abgeschlossen ist, werden dann
das Bremsregelintegral und die proportionalen Terme für die
durchgehende Regelung des Bremsdrucks aus dem modifizierten
Korrekturfaktor hergeleitet, der beim Schritt < 106> in der
Bremsmodusbestimmungsroutine von Fig. 5 bestimmt wurde, um
so den Befehlsstrom an den Gleichstromdrehmomentmotor 68 zu
bestimmen und damit den Bremsdruck an die Bremse 18, 20
< 164> . In einem Ausführungsbeispiel werden integrale und
proportionale Korrekturwerte für die kontinuierliche
Regelung erhalten, indem der Korrekturfaktor mit vorbestimmten
Konstanten multipliziert wird. In einem anderen
Ausführungsbeispiel können die Korrekturfaktoren mit
komplexen Termen multipliziert werden, die als eine Funktion
von vorbestimmten Fahrzeugparametern wie dem Durchdrehen,
der Delta-Geschwindigkeit, dem Motordrehmoment und der
Fahrzeuggeschwindigkeit variabel sind. Der proportionale
Korrekturwert umfaßt den proportionalen Bremsregelterm und die
Summe des vorhergehenden Integralterms und der integrale
Korrekturwert umfaßt den Bremsregelintegralterm. Nachdem die
proportionalen und integralen Werte für durchgehende
Regelung bestimmt sind, wird der gesamte Motorstrom bestimmt,
indem die proportionalen und integralen Terme
zusammenaddiert werden < 162> . Unter der Annahme, daß ein Rüttelstrom
nicht erfordert ist 165, wird der bestimmte Motorstrom an
den geeigneten Betätigerregler 43 ausgegeben < 166> .
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Der Rüttelstrom wird periodisch an die
Gleichstromdrehmomentmotoren 68 ausgegeben < 165, 168> , um zu helfen, die
Dichtungsreibung in den Betätigern 24 und 26 zu überwinden, was
die gewünschte lineare Beziehung zwischen dem
Betätigermotorstrom und dem Bremsdruck sicherstellt. Ein Rüttelstrom wird
als erforderlich betrachtet, wenn der bestimmte Motorstrom
in irgendeinem Zustand (erhöhend, erniedrigend oder
konstant) für drei Unterbrechungsintervalle verbleibt, oder
wenn es eine Änderung von einem der Zustände zu einem
anderen gegeben hat.
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Die Routine zeigt als nächstes auf das rechte Vorderrad 12
und kehrt zu dem Schritt < 152> zurück < 170, 172> , oder wenn
die Bremsregelroutine für das rechte Vorderrad abgeschlossen
ist < 170> , wird eine Drosselregelroutine, die in Fig. 7
veranschaulicht ist, zum Unterstützen der Bremsen 18, 20
ausgeführt. Die Drosselregelroutine überwacht allgemein die
Regelung der Bremsen 18, 20 durch die Bremsregelroutine und
sorgt für einen Übertrag der Regelung des
Beschleunigungsdurchdrehens zum Motor, indem der Motordrehmomentausgang
verringert wird. Dies erlaubt der Bremsregelroutine, den
Bremsdruck zu verringern, der an die Bremsen 18, 20 angelegt
wird, und zwar über das Herausholen von negativen
Korrekturfaktoren aus der Nachschautabelle < 102, 104> in Abhängigkeit
von der Erniedrigung der Delta-Beschleunigung, des
Durchdrehverhältnisses oder der Delta-Geschwindigkeit, wenn der
Motordrehmomentausgang verringert wird.
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Die Drosselregelungsroutine bestimmt zuerst einen Wert Tb,
der auf das gesamte Motordrehmoment bezogen ist, das durch
die Bremsen 18 und 20 von beiden Vorderrädern 10, 12
absorbiert wird < 174> . Dies ist in Übereinstimmung mit dem
Ausdruck Tb = K&sub1;IL + K&sub2;IR. IL und IR sind die Strombefehle an
die Betätiger 24 und 26 und zwar welche, die den Bremsdruck
an dem jeweiligen Vorderrad repräsentieren, K&sub1; und K&sub2; sind
die Skalierungsfaktoren, die typischerweise gleich sind und
welche sich auf den Motorstrom des Motordrehmomentes
beziehen, der durch die Bremsen 18, 20 absorbiert wird.
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Die Routine bestimmt auch das Motorausgangsdrehmoment TE
durch die Verwendung einer Nachschautabelle, die die
vorbestimmte Beziehung zwischen dem Motorausgangsdrehmoment und
der Motorgeschwindigkeit und der Drosselposition speichert
< 176> . An diesem Punkt wird, wenn keiner der Betätiger 24,
26 aktiv ist und eine Drehmomentregelungsaktiv-(TQCA)Marke
nicht gesetzt ist < 170, 180> , die Routine verlassen. Wenn
irgendeiner der Betätiger 24, 26 aktiv ist und die TQCA-
Marke nicht vorhergehend gesetzt worden ist, wird eine
Drosseleinleitungssequenz < 184, 186> betreten. Diese Sequenz
stellt einen anfänglichen Wert des gewünschten Drehmoments
TD aus dem Motor dazu ein, das aktuelle Motordrehmoment TE
minus einem Betrag zu sein, der auf das Durchdrehen, die
Fahrzeugbeschleunigung und das Motordrehmoment bezogen ist
< 184> . Diese Sequenz legt einen oberen Grenzwert auf das
Motorausgangsdrehmoment, bis der geregelte Bremsdruck
niedrig genug ist, um die Rückkehr der Motorleistung zu
rechtfertigen. Zum Beispiel wird der obere Grenzwert höher
für höhere Werte der Fahrzeugbeschleunigung gesetzt und
niedriger für niedrigere Durchdrehverhältnisse. Während der
Einleitungssequenz wird die TQCA-Marke gesetzt < 180> .
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Wenn einer der Betätiger 24, 26 aktiv ist und die TQCA-Marke
vorhergehend gesetzt war < 178, 182> , dann wird ein Wert der
Motordrehmomenterhöhung- oder -verringerung aus dem
augenblicklich Motordrehmomentwert als eine Funktion des
Motordrehmomentes und des gesamten Motordrehmomentes Tb
berechnet, das durch die Bremsen 18, 20 absorbiert wird < 188> . Ein
Drehmomentverringerungswert TR wird berechnet, indem der
Betrag, um den das gesamte Motordrehmoment Tb, das durch die
zwei Bremsen 18, 20 absorbiert wird, einen vorbestimmten
Wert TK überschreitet, mit einem Skalenfaktor F
multipliziert wird, der einen Wert F&sub1; hat, wenn das
Durchdrehverhältnis von einem Rad größer als ein
Bezugsdurchdrehverhältnis ist, und einen zweiten Wert F&sub2;, wenn das
Durchdrehverhältnis von beiden Vorderrädern 10, 12 größer
als das Bezugsdurchdrehverhältnis sind. Der vorhergehende
Drehmomentverringerungswert TR wird durch den Ausdruck TR =
Fi (Tb - TK) definiert. TK repräsentiert ein akzeptables
Niveau des Motordrehmomentes, das durch die Bremsen 18, 20
absorbiert werden kann. Der Skalenfaktor F hat einen Wert
kleiner als 1 wie 0,2 F, wobei F&sub1;, das einem einzelnen
durchdrehenden Rad zugeordnet ist, weniger als F&sub2; ist, das
zwei durchdrehenden Rädern zugeordnet ist.
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In ähnlicher Weise wird ein Drehmomenterhöhungswert TI mit
einem Wert geschaffen, der sich als eine vorbestimmte
Funktion des Betrages erhöht, um den das gesamte Motordrehmoment
Tb, das durch die zwei Bremsen 18, 20 absorbiert wird, unter
dem vorbestimmten Wert TK ist, auf den oben Bezug genommen
wurde, und als eine Funktion der Zeit, die das
Durchdrehverhältnis von beiden angetriebenen Vorderrädern 10, 12 unter
einer vorbestimmten Schwelle ist.
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Wenn der Drehmomenterhöhungs- oder -erniedrigungswert einmal
bestimmt ist, wird dann ein neuer Wert des gewünschten
Drehmoments TD bestimmt, indem das gewünschte Drehmoment des
vorhergehenden Zyklus verwendet wird, angeglichen durch den
oben bestimmten Drehmomentreduzierung- oder
Drehmomenterhöhungswert < 190> mit der Beschränkung, daß, wenn eine
Drehmomentsverringerung beim Schritt < 188> bestimmt wurde, der
Wert von TD auf den Wert begrenzt ist, der vorhergehend beim
Schritt < 184> bestimmt wurde. Auf diese Weise wird im Fall
eines Drehmomentverringerungsmodus dem Motordrehmoment nicht
erlaubt, den anfänglichen Wert von TD zu überschreiten, der
in der Drosseleinleitungssequenz festgesetzt wurde < 184,
186> .
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Bei einem gewünschten Drehmomentwert angekommen, wird eine
Position des Hilfsdrosselventils 38 bestimmt, die das
Motordrehmoment dazu veranlassen wird, den gewünschten Wert
zu erreichen < 192> . Dies kann getan werden, indem eine Reihe
von Nachschautabellen verwendet wird, die die vorbestimmte
Beziehung zwischen dem Motorausgangsdrehmoment und der
Drosselposition, der Motorgeschwindigkeit und dem gewünschten
Drehmoment speichern, oder durch ein anderes Mittel. Wenn in
dem Verfahren der Drosselregelung die
Hilfsdrosselventilposition eine vollständig geöffnete Position erreicht,
während nach einer Drehmomentserhöhung nachgefragt wird < 194> ,
wird die TQCA-Marke gelöscht < 196> und der Motorstrom auf
Null gesetzt < 197> . (Dieser Zustand kann nicht auftreten,
bis nachdem beide Betätiger 24, 26 gelöst worden sind).
Andernfalls gibt die Routine die bestimmte
Hilfsdrosselventilposition aus < 198> . Nachdem die Drosselposition
befohlen ist, wird die Routine verlassen.
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Während das obige Ausführungsbeispiel in Bezug auf
angetriebene
Vorderräder und nicht angetriebene Hinterräder
beschrieben worden ist, findet die vorliegende Erfindung
gleichermaßen auf ein Fahrzeug mit nicht angetriebenen Vorderrädern
und angetriebenen Hinterrädern Anwendung.