DE69300046T2

DE69300046T2 - Traktionssteuerungssystem.

Info

Publication number: DE69300046T2
Application number: DE69300046T
Authority: DE
Inventors: William Joseph Bolander; Rimas Stasys Milunas; Larry Theodore Nitz; Susan Lettie Rees
Original assignee: Saturn Corp
Current assignee: Saturn Corp
Priority date: 1992-03-09
Filing date: 1993-02-16
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2013-02-17
Also published as: US5265693A; EP0560417A1; JP2549809B2; JPH0642380A; EP0560417B1; DE69300046D1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Traktionssteuersystem für ein Fahrzeug, wie es aus der EP-A-0 444 910 bekannt ist.
Verschiedene Traktionssteuerverfahren sind vorgeschlagen worden, um einen übermäßigen Schlupfzustand der angetriebenen Räder eines Fahrzeuges während der Fahrzeugbeschieunigung durch Minimierung/Optimierung des Schlupfes der angetriebenen Räder zu verhindern. Solche Traktionssteuersysteme können in voll ausgerüstete Systeme mit Brems- und Motordrehmomentmanagement, Steuersysteme, bei denen nur das Motordrehmoment gesteuert wird, Systeme, bei denen nur eine Bremsdrehmomentsteuerung ausgeführt wird und Getriebeübersetzungsverhältnissteuerungen klassifiziert werden. voll ausgerüstete Traktionssteuersysteme machen Verwendung von einem Steuermodul, das Bremsvorgänge moduliert und eine Form von Motordrehmomentsteuerung ausführt, welches eine Zündzeitpunkts-, Brennstoff- oder Drosselklappenstellungsteuerung verwendet. Diese Systeme haben eine exzellente Kontrollierbarkeit aber leiden an einer Komplexität und hohen Hardwarekosten.
Motordrehmomentmanagementsysteine verwenden typischerweise eine Brennstoff zufuhrunterbrechung oder eine Drosselklappensteuerung als den primären Steuermechanismus mit einigen Korrekturen des Zündzeitpunkts, um eine Drehmomentverringerung zu erreichen. Während eine Brennstoffsteuerung in einem V6- oder V8-Motor mit individuellen Zylinderzufuhrunterbrechungen relativ weich ausgeführt werden kann, ist dieses Verfahren insbesondere grob, wenn es bei einer Drosselklappenkörpereinspritzung oder einem Einspritzsystem, bei dem Brennstoff gleichzeitig an mehreren Punkten eingespritzt wird, verwendet wird.
Die Bremssteuerung kann sehr schnell agieren, aber das Absuchen der Oberfläche nach einer Traktion mit einer Bremssteuerung schafft oftmals nicht eine weiche Steuerung. Weiterhin erfordern Systeme, die ausschließlich die Bremsen steuern, gewöhnlicherweise eine zusätzliche Hardware, die für die Möglichkeit sorgen, Bremsen auf Befehl zu betätigen.
Es bleibt die Forderung, ein preiswertes, einfaches und weiches Traktionssteuersystem anzugeben, das existierende Steuerverfahren verwendet, die in einem hochintegrierten Fahrzeugsteuersystem zur Verfügung stehen.
Ein Traktionssteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist durch die Merkmale, die in Anspruch 1 spezifiziert sind, charakterisiert.
Die Erfindung schafft ein weiches und kosteneffektives Traktionssteuersystem durch die koordinierte Verwendung eines Achsendrehmomentmanagements über den Motorzündzeitpunkt, den Motorbrennstoff und das Getriebeübersetzungsverhältnis. Im allgemeinen macht das Traktionssteuersystem dieser Erfindung primär Verwendung von Motorzündzeitpunkt, der fur ein Drehmomentmanagement durch Verzögerung des Zündzeitpunkts gesteuert wird, um das Motordrehmoment zu verringern. Wenn in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung die Zündzeitpunktsverzögerung einen bestimmten Grenzwert erreicht, wird das Automatikgetriebe hochgeschaltet, was das Achsendrehmoment und die Motorgeschwindigkeit verringert und somit die Menge an Zündzeitpunktsverzögerung verringert, die erforderlich ist, um einen Schlupfzustand zu kontrollieren, wodurch die Autorität des Zündzeitpunktverzögerungssystems erhöht wird. Die Verbrennungszuständd, die durch Verzögerung des Zündwinkels herbeigeführt werden, fuhren typischerweise zu einem Temperaturanstieg in dem Katalysator in einem herkömmlichen katalytischen Konverter, durch den die Motorabgase laufen. Entsprechend ist in einer bevorzugten Ausführungsform die Zündzeitpunktsverzögerungsgrenzschwelle als eine Funktion der Temperatur des katalytischen Konverters etabliert, um einen Überhitzungszustand zu verhindern. Weiterhin wird in einer anderen Ausführungsform eine Brennstoffsteuerung ultimativ verwendet, wenn die Steuerung des Zündzeitpunkts nicht in der Lage ist, den Beschleunigungsschlupf unter Kontrolle zu bringen. Dieser Zustand kann beispielsweise vorliegen, wenn die Zündungssystemautorität der Steuerung aufgrund von Begrenzungen, die ihre Autorität in Reaktion auf die Temperatur des katalytischen Konverters auferlegt wird,unzureichend ist.
Das Traktionssteuersystem dieser Erfindung integriert Informationen und Steuerbarkeit, die schon in getrennten Fahrzeugsteuersystemen existieren. Ein Motorsteuerinodul zur Steuerung der Brennstoffzufuhr an den Motor und des Zündzeitpunkts führt das Motordrehmomentmanagement auf der Grundlage der Radschlupfgeschwindigkeit, wie sie durch ein existierendes Antiblockier-Bremssystem-Steuermodui bestimmt wird, aus. Ein existierendes Getriebesteuersystem sorgt weiterhin für eine Steuerung des Übersetzungsverhältnisses des Automatikgetriebes über Anforderungen von dem Motorsteuermodul, um das Achsendrehmoment weiter zu reduzieren.
Das Traktionssteuersystem dieser Erfindung macht die Motorzündzeitpunktssteuerung als die primäre Steuerung variabel mit einer hoch integrierten Verwendung des Getriebeübersetzungsverhältnisses und der Steuerung der Brennstoffzufuhr zu dem Motor. Diese Steueralgorithmen machen das System vorhersagbar und weich unter jedein möglichen Betriebszustand, wobei die Steuerung der Brennstoffzufuhr zu dem Motor übrigbleibt, um eine langzeitige Steuerbarkeit zu gewährleisten, wenn das Zündungs- und Übersetzungsverhältnissystem aus der Steuerautorität läuft.
In der primären Steuerung des Radschlupfes steuert das Motorsteuermodul den Schlupf auf einen gewünschten Radschlupf, indem der Zündzeitpunkt des Motors verzögert wird. Ein Katalysatortemperaturmodel überwacht die Temperatur des Katalysators, und basierend auf dieser Temperatur und der Motorgeschwindigkeit begrenzt es die Autorität der Zündzeitpunktsverzögerung, um zu verhindern, daß der katalytische Konverter überhitzt wird. Wenn das Traktionssteuersystem eine Zündzeitpunktsverzögerung innerhalb einer Schwelle der Autoritätsgrenze fordert, wird von dem Automatikgetriebe verlangt, hochzuschalten. Das Hochschalten verringert sowohl das Achsendrehmoment als auch die Motorgeschwindigkeit, wodurch das Maß an Zündzeitpunktsverzögerung, das erforderlich ist, um einen Schlupfzustand zu steuern, verringert wird und die Autorität des Zündzeitpunktverzögerungssystems erhöht wird. Das Automatikgetriebe bleibt dann in einem künstlich hochgeschalteten Gang, bis Bedingungen und Testen genügt wird, um es dem Automatikgetriebe zu erlauben, in den Normalbetrieb zurückzukehren. Eine Motorbrennstoffsteuerung wird verwendet, indem beispielsweise der Brennstoff, der dem Motor zugeführt wird, abgesperrt wird, wenn das Zündzeitpunktverzögerungssystem seine volle Autoritätsgrenze erreicht und nicht weiter aufgerufen werden kann, um das Drehmoment weiter zu verringern.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Figur 1 einen Motorfahrzeug-Getriebezug und ein Bremsensystem mit einem (Funkenzündungs-)Verbrennungsnotor, einem automatischen Getriebe, einem (auf einem Computer basierenden) Getriebesteuermodul und einem (auf einem computerbasierenden) Steuermodul für ein Antiblockier- Bremssystem zeigt; und
Figuren 2 bis 15 stellen die Traktionssteuerroutinen dar, die durch das Motorsteuermodul und das Getriebesteuermodul von Figur 1 beim Ausführen der Prinzipien der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden.
Bevor zu der Beschreibung des Traktionssteuersystems unter Bezugnahme auf die Zeichnungen übergegangen wird, wird eine allgemeine Übersicht über die Steuerung erfolgen, welche durch das in den Zeichnungen dargestellte System bereitgestellt wird.
Eine MotorZündungssteuerung ist das Hauptverfahren für die Steuerung des Motordrehmomentausgangs für den Zweck, den Radschlupf zu steuern. Diese Steuerung verwendet eine Proportional-Integral-Differentiai-(PID)-Regelungsschleife an dem Motordrehmomentverlust, der erforderlich ist, um den Schlupf auf einen gewünschten vorgegebenen Schlupf zu regeln, der eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Die Größe der Zündungsverzögerung für etnen vorgegebenen Drehmomentverlust wird aus Nachschlagtabellen basierend auf den Motorbetriebsparametern bestimmt. Die Zündungsverzögerung ist eine Funktion der berechneten Katalysatortemperatur in dem Sinn, daß die maximale erlaubte Zündungsverzögerung so bestimmt wird, um zu verhindern, daß der Katalysator aufgrund der Traktionssteuerungs - Drehmomentverlustanforderung überhitzt wird.
Zu Stabilitätszwecken hat das Zündzeitpunktssteuersystem nichtlineare Steuerelemente in der Form von schlupfgetriggerten hohen Verstärkungen, welche freigegeben werden, wenn ein Schlupf festgestellt wird, nachdem ein Zustand eines Nicht-Schlupfes für eine vorgegebene Zeitdauer vorgelegen hat. Nachdem ein Schlupf auftritt, werden die schlupfgetriggerten hohen Verstärkungen verwendet, um den Schlupf unter Kontrolle zu bekommen, wonach niedrige Verstärkungen verwendet werden, um die Schlupfgeschwindigkeitsstabilität beizubehalten.
Das Getriebeübersetzungsverhältnis wird über das Traktionssteuersystem so gesteuert, daß die Verwendbarkeit als primärer Steuerausgang ausgedehnt ist und damit ein weicher Betrieb des System in dem jall beibehalten wird, daß die Zündzeitpunktssteuerung allein die Drehmomentverringerung in dem vorliegenden Übersetzungsverhältnis nicht managen kann. Weiterhin werden Energieverringerungen verhindert, wenn ein Schlupf in dem vorltegenden Übersetzungsverhältnis auftritt, was zu einem leichter vorhersagbaren Fahrzeugbetrieb führt.
Um die koordinierte Steuerung des Zündzeitpunkts und des Getriebeübersetzungsverhältnisses zu steuern, sendet das Motorsteuermodul Informationen an das Getriebesteuermodul für eine Traktionssteuerung, daß eine Anzeige in der Form einer Hochschalten - Forderung dafür enthält, daß die Zündungsverzögerung sich innerhalb eines vorgegebenen Spielraums ihrer Steuergrenzen befindet, welcher durch eine berechnete Temperatur des Katalysators vorgegeben wird Auf diese Anzeige soll das Getriebesteuermodul reagieren, um ein koordiniertes Hochschalten in dem Getriebeübersetzungsverhältnis durchzuführen.
Im allgemeinen initialisiert das Getriebesteuermodul ein minimales zur Verfügung stehendes Übersetzungsverhältnis für die Traktionssteuerung (Schneegang), das zu dem ersten Gang initialisiert wird. Wenn das Traktionssteuersystem aktiviert ist, wird der Schneegang sich um einen Gang auf einmal erhöhen, wenn die folgenden Bedingungen vorliegen: (1) die Motorzündungsverzögerungssteuerung verzögert die Zündung innerhalb eines vorgegebenen Spielraums seiner Steuergrenzen, wie zuvor erläutert worden ist, und (2) die Zeit seit dem letzten Hochschalten ist größer als irgendeine kalibrierbare Zeit. Dieser Timer verhindert, daß aufeinanderfolgende Hochschaltvorgänge direkt nacheinander auftreten, so daß sich der Radschlupf in dem hochgeschalteten Gang erholen kann. Wenn der Radschlupf noch außer Kontrolle ist, nachdem der Timer seine Schwelle erreicht hat, dann wird der Schneegang wieder hochgesetzt und bewirkt ein weiteres Hochschalten. Wenn ein beträchtlicher Motordrehmomentverlust in einem Gang befohlen wird, der größer ist als der vorliegende Schneegang, wird ein Herunterschalten in Gänge, in denen ein größeres Achsendrehmoment zur Verfügung steht, verhindert, wenn ein beträchtlicher Schlupf schon in dem vorliegenden Gang auftritt. Es wird durch drei Verfahren erlaubt, den Schneegang zu verringern. Das erste Verfahren erlaubt es dem Schneegang, sich zu erhoben und Herunterschaltungen bei laufendem Motor zu erlauben. Wenn kein Radschlupf mit einer hohen Drosselklappenstellung während einer voreinstellbaren Zeitdauer gesehen wird, wird der Schneegang um einen Gang gleichzeitig verringert. Das Getriebe wird herunterschalten, wenn das normale Getriebeschaltmuster nach einem niedrigeren Gang verlangt. Wenn die Drosselklappenstellung weiterhin hoch ist, wird der Sähneegang wiederum heruntergesetzt, nachdem die voreinstellbare Zeitdauer abläuft. Im Effekt wird hierdurch ein Schlupftest geschaffen, da es nicht erlaubt wird, daß ein Herunterschalten auftritt, bis einige Zeit ohne einen Schlupf bei einem ausreichend hohen Drehmomenteingang, wie er durch die Drosselklappenstellung angezeigt ist, abgelaufen ist. Ein zweites Verfahren verringert den Schneegang in Reaktion auf eine Freilauffahrsituation, d. h. eine Situation, in der ein Fahrer kein Gas gibt, so daß der Motor selbst herunterdreht. Wenn ein solcher Zustand erfaßt wird, wird der Schneegang um einen Gang auf einmal auf einen Gang unterhalb des gewünschten Ganges verringert. Das dritte Verfahren bewirkt eine Verringerung des Schneegangs in Reaktion auf lange Zeitdauern ohne irgendeine Radschlupfaktivität. Wenn ein solcher Fall auftreten sollte, wird der Schneegang um einen Gang auf einmal verringert, bis er auf den ersten Gang verringert worden ist.
Eine Motorbrennstoffunterbrechungssteuerung ist in die minimale Zündungs- und Getriebeübersetzungsverhältnissteuerung integriert, um eine langzeitige Steuerbarkeit unter Bedingungen mit Oberflächen mit sehr niedrigen Reibungskoeffizienten zu schaffen. Sie sorgt auch dafür, daß ein Schlupf während der Zeit, die benötigt wird, um das Getriebe hochzuschalten, wenn das System ein Hochschalten verlangt, während es sich in dem niedrigeren Getriebegang befindet, zu verhindern. Die Motorbrennstoffunterbrechungssteuerung ist ein spezieller Modus des Motordrehmomentmanagements, der unter Bedingungen aufgerufen wird, wenn die Motorzündungssteuerung einen Radschlupf nicht steuern kann, während sie sich an ihren maximal zulässigen Grenzen befindet.
In Figur 1 ist allgemein ein Motorfahrzeug-Getriebezug dargestellt, zu dem ein (Funkenzündungs-)Verbrennungsmotor 12 und ein (elektronisch gesteuertes hydraulisches) Automatikgetriebe 14 gehören. Die Motorabtriebswelle 16 treibt das Automatikgetriebe 14 an, dessen Abtriebsweile 18 die Fahrzeugräder antreibt, um das Fahrzeug zu bewegen. Zu Zwecken der Darstellung wird angenommen, daß das Fahrzeug ein Fahrzeug mit einem Vorderachsenantrieb ist, so daß die Getriebeabtriebswelle 18 die vorderen Räder des Fahrzeugs antreibt.
Eine Drosselklappe 20, die durch einen Fahrzeugfahrer positioniert wird, steuert dar Einspritzen von Verbrennungsluft durch die Motoreinlaßöffnung. Die Versorgung des Motors mit Brennstoff wird durch eine herkömmliche Brennstoffeinspritzeinrichtung gesteuert, die allgemein mit der Bezugsziffer 22 bezeichnet ist, gemäß einem Brennstoff-Pulsbreitensignal auf Leitung 24. Die Motorzündungsfunktion wird mit einem herkömmlichen direkten Zündungssystem, welches allgemein mit der Bezugsziffer 26 bezeichnet ist, ausgeführt, welches auf einen Zündungszeitpunktbefehl auf einer Signalleitung 28 reagiert, um die getimte Verbrennung in verschiedenen Motorzylindern zu starten. Wie in der herkömmlichen Praxis wird das gewünschte Timing der Funkenzündung in den Zylindern relativ zu den oberen Todpunktstellungen für jeden der Motorzylinder festgelegt
Das Brennstoff-Pulsbreitensignal und das Zündzeitpunktbefehlssignal werden von einem herkömmlichen Motorsteuermodul 30 auf der Grundlage eines Computers in einer vorgegebenen Weise gemäß den verschiedenen Betriebsparametern des Fahrzeuggetriebezuges erzeugt. Solche Parameter werden mit herkömmlichen Meßaufnehmern erfaßt und als Eingänge dem Motorsteuermodul 30 über Leitungen 32 bis 40 zugeführt. Die erfaßten Parameter umfassen die Stellung (TP) der Drosselklappe 20 (Leitung 32), die Motorkühlmitteltemperatur (TEMP) (Leitung 34), den absoluten Krümmerdruck (MAP) (Leitung 36), die Motorgeschwindigkeit (RPM) (Leitung 38), und die Fahrzeuggeschwindigkeit (KPH) (Leitung 40). Das Motorsteuermodul 30 kann verwirklicht werden durch eine herkömmliche, im Stand der Technik bekannte Mikrocomputersteuerung mit einer Zentralrechnereinheit, einem Speicher und Eingangs/Ausgangs-Einrichtungen.
Das Luft- und Brennstoffgemisch, das durch die Brennstoffeinspritzeinrichtung 22 zur Verfügung gestellt wird, wird in die Zylinder des Motors 12 gezogen, wird in getimter Beziehung zu der Motordrehung durch das direkte Zündsystem 26 gezündet und unterläuft eine Verbrennung, um ein Antriebsdrehmoment zu entwickeln das an die angetriebenen Räder des Fahrzeugs übertragen wird. Die Verbrennungsgase von den Zylindern werden dann in eine Abgasleitung 42, welche einen herkömmlichen Dreiwege-Katalysator 44 enthält, und dann an die Atmosphäre ausgelassen. Wie es gut bekannt ist, wirkt der Katalysator 44, um gleichzeitig Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickstoffoxide umzuwandeln und dadurch die Emission jener Komponenten in die Atmosphäre zu verringern.
Wie zuvor angedeutet worden ist, wird typischerweise gewünscht, daß der Zündzeitpunkt des Motors 12 vor der oberen Todpunktstellung liegt und wird der Zündzeitpunkt vorgegeben als Winkelgrad der Motorkurbelwelle vor dem oberen Todpunkt. Im allgemeinen wird der Vündzeitpunkt des Motors 12 so nahe wie möglich an dem MBT-Wert festgelegt, um das Motorabtriebsmoment ohne Verursachung einer Vorzündung oder einer Detonation zu maximieren. Das Ergebnis ist eine dreidimensionale Speichernachschlagtabelle, in der die Grundeinstellungs-Zeitpunktwerte als eine Funktion der Motorgeschwindigkeit und des absoluten Krümmerdruckes gespeichert sind. Zu dem Maß, in dem die Zündzeitpunkteinstellung von dem MBT-Wert verzögert ist, besteht eine entsprechende Verringerung in dem Motorabtriebsmoment verglichen mit dem MET-Drehmoment, welches auftreten würde, wern der Zündzeitpunkt an dem MBT-Vorgabewert, welcher durch die obengenannte Zündzeitpunktstabelle vorgegeben wird, erfolgen würde. Entsprechend kann das Motorabtriebsmoment wahlweise um ein gewünschtes Maß verringert werden indem wahlweise der Zündzeitpunkt des Signals, das an den Motorzündkerzen angelegt wird, verzögert wird. Wie beschrieben werden wird, sorgt diese Erfindung für eine Verzögerung der Zündung, um eine Motordrehmomentverringerung in Reaktion auf einen übermäßigen Beschleunigungsdurchdrehzustand um ein bestimmtes Maß zu erreichen, um einen kontrollierten Schlupfzustand herzustellen.
Das Automatikgetriebe 14 stellt ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Motorabtriebswelle 16 und der Getriebeabtriebswelle 18 her. Im allgemeinen kann das Automatikgetriebe 14 in der Form eines herkömmlichen Automatikgetriebes vorliegen, das sowohl Vorwärtsgänge als auch den herkömmlichen Rückwärtsgang und Neutral- und Parkfunktionen besitzt. Das Automatikgetriebe 14 wird durch ein herkömmliches Getriebesteuermodul 46 gesteuert im allgemeinen steuert das Getriebesteuermodul 46 den jeweiligen Vorwärtsgang als eine Funktion eines Schaltmusters das in einem Speicher gespeichert ist. Auf der Grundlage von Parametern wie der Motorlast und der Fahrzeuggeschwindigkeit steuert das Getriebesteuermodul 46 das Automatikgetriebe 14 auf das Übersetzungsverhältnis entsprechend dem gespeicherten Schaltmuster. Weiterhin begrenzt das Getriebesteuermodul 46 das obere Getriebeübersetzungsverhältnis als eine Funktion der in herkömmlicher Weise manuell betätigten Gangauswählvorrichtung.
Das Getriebesteuermodul 46 kann durch eine herkömmliche, aus dem Stand der Technik bekannte Mikrocomputersteuerung verwirklicht werden, die eine Zentralrechnereinheit, einen Speicher und Eingangs/Ausgangs-Einrichtungen aufweist. Die Parameter, die von dem Getriebesteuermodul 46 zur Steuerung des Automatikgetriebes 14 verwendet werden, werden über eine serielle Verbindungsstelle zu dem Motorsteuermodul 30 erhalten.
Das Fahrzeug umfaßt weiterhin ein antiblockiergesteuertes Bremsen der Fahrzeugvorder-(Rad)-Bremsen 48 und der Fahrzeug Hinter- (Rad-) Bremsen 50, um einen übermäßigen Schlupfzustand während des Bremsens des Fahrzeugs zu verhindern. Im allgemeinen wird das Antiblockierbremsen durch ein Antiblockierbrernssystem - Steuermodul 52 erreicht, das auf die Fahrzeugradgeschwindigkeiten reagiert, die durch herkömmliche Radgeschwindigkeitssensoren 54 vorgegeben werden, um einen aufkommenden Radblockierzustand zu erfassen und die Bremsen 48 und 50 so zu steuern, daß ein Blockierzustand verhindert wird. Beispielsweise kann der Radblockierzustand durch den Schlupf irgendeines der individuellen Räder, der durch die Radgeschwindigkeit relativ zu der Fahrzeuggeschwindigkeit dargestellt wird, dargestellt werden. Im allgemeinen werden die Hinterradbremsen 50 durch einen herkömmlichen Hydraulikdruckmodulator 56 gesteuert, der die Form eines motorgetriebenen Druckmodulators annehmen kann, welcher gesteuert wird, um den Druck an den Hinterbremsen 50 zu regulieren, und jede der Vorderbremsen 48 ist individuell durch einen entsprechenden ähnlichen Modulator 58 und 60 gesteuert, um den Bremsdruck an den jeweiligen Vorderbremsen 48 zu steuern.
Wie die vorherigen Steuermodule 30 und 46 kann das Antiblockierbremssystem-Steuermodul 52 durch eine im Stand der Technik bekannte Mikrocomputersteuerung verwirklicht werden, die eine Zentralrechnereinheit, einen Speicher und Eingangs / Ausgangs-Einrichtungen aufweist.
Wie beschrieben werden wird, wirken das Motorsteuermodul 30, das Getriebesteuermodul 46 und das Antiblockierbremssystem-Steuermodul 42 zusammen, um die Traktionssteuerfunktion dieser Erfindung bereitzustellen. Die Informationskommunikation zwischen den Steuermodulen wird durch serielle Kommunikationsverbindungen bereitgestellt. Beispielsweise wird der Schlupf an dem vorderen angetriebenen Rad, welcher erforderlich ist, um einen übermäßigen Beschleunigungsschlupfzustand zu bestimmen, durch das Antiblockierbremssystem-Steuermodul 52 in Reaktion auf den Radgeschwindigkeitsausgang der Radgeschwindigkeitssensoren 54 gemessen und dem Motorsteuermodul 30 zugeführt. In ähnlicher Weise basiert die Steuerung des Automatikgetriebes 14 auf Informationen, die dem Getriebesteuermodul 46 über das Motorsteuermodul 30 zugeführt werden.
Die Traktionssteuerfunktion kann wahlweise durch den Fahrzeugführer durch einen Traktionssteuerungs-Ein/Aus-Schalter 62 eingeschaltet oder ausgeschaltet werden, dessen Ausgang dem System über das Antiblockierbremssystem-Steuermodul 52 zugeführt wird. Zusätzlich steuert das Antiblockierbremssystem-Steuermodul einen Traktionssteuerungs - Ein - Anzeiger 64, der den Status des Traktionssteuerungs - Ein / Aus - Schalters 62 anzeicjt, und eine Traktionsaktivlampe 66 wird durch das Motorsteuermodul 30 gesteuert, um anzuzeigen, daß das System den Drehmomenteingang an den vorderen angetriebenen Rädern für eine Traktionssteuerung begrenzt.
Die Figuren 2 bis 10 zeigen Flußdiagramme, die Computerprogrammbefehle darstellen, welche durch das (computergesteuerte) Motorsteuermodul 30 ausgeführt werden, wenn dieses die Traktionssteuerfunktion dieser Erfindung ausführt. Die Figuren 11 bis 15 zeigen Flußdiagramme, die Computerprogrammbefehle darstellen, welche durch das (computergesteuerte) Getriebesteuermodul 46 von Figur 1 ausgeführt werden, wenn dieses die Steuerung des Automatikgetriebes 14 zur Traktionssteuerung gemäß dieser Erfindung ausführt.
Zunächst bezugnehmend auf Figur 2 ist ein Flußdiagramm dargestellt, das ein Organisations- oder Hauptschleifenprogramm für eine Traktionssteuerung darstellt. Diese Hauptschleife wird wiederholt in einem gewählten Zeitintervall wie 100 Millisekunden ausgeführt. Der Festwertspeicher in dem Motorsteuermodul 30 enthält die Instruktionen, die notwendig sind, um den in Figur 2 dargestellten Algorithmus zu implementieren. Die Routine von Figur 2 wird an einem Punkt 68 eingegeben und führt eine logische Traktionssteuerungsschalter-Subroutine 70 aus, um basierend auf der Motorgeschwindigkeit und auf dem Zustand des Traktionssteuerungs - Ein/Aus - Schalters 62, wie er von dem Fahrzeugführer gewählt ist, zu bestimmen, ob die Traktionssteuerung eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Bezugnehlaend auf Figur 3 wird die logische Traktionssteuerschalter-Subroutine an Punkt 72 eingegeben und geht über zu einem Schritt 74 um festzustellen, ob der Motor läuft oder nicht läuft, wie durch das Motorgeschwindigkeitssignal RPM dargestellt ist. Wenn der Motor läuft, bestimmt ein schritt 76, ob die Traktionssteuerung durch den Fahrzeugführer eingescha3tet oder nicht eingeschaltet ist, wie durch den Zustand dem Traktionssteuerungs- Ein/Aus- Schalter 62 von Figur 1 dargestellt ist. Diese Information wird dem Motorsteuermodul 30 über die serielle Verbindungsstelle zu dem Antiblockierbremssystem-Steuermodul 52 zugeführt. Wenn der Traktionssteuerungsschalter 62 sich in einer "Ein"- Stellung befindet, wird ein Traktionssteuerungs-"Ein"-Flag in einem Schritt 78 gesetzt, um anzuzeigen, daß die Traktionssteuerfunktion freigegeben ist. Wenn jedoch der Motor nicht läuft (Schritt 74) oder der Traktionssteuerungsschalter 62 sich in einer "Aus"-Stellung befindet (Schritt 76), wird das Traktionssteuerungs-"Ein"-Flag in Schritt 80 zurückgesetzt, um anzuzeigen, daß die Traktionssteuerung nicht freigegeben wird. Das Traktionssteuerungs- "Ein"- Flag stellt weiterhin einen Befehl an das Antiblokkierbremssystem-Steuermodul 52 dar, um den Traktionssteuerungsanzeiger 64 zu steuern und so den "Ein"- oder "Aus"- Zustand der Traktionssteuerung anzuzeigen. Den Schritten 78 oder 80 folgend kehrt die Routine zu der Hauptroutine von Figur 2 über Schritt 82 zurück.
Zurückkehrend zu Figur 2 erfaßt die Routine als nächstes das Traktionssteuerungs-"Ein"-Flag bei Schritt 84, um festzustellen, ob die Traktionssteuerung freigegeben ist oder nicht. Zunächst unter der Annahme, daß die Traktionssteuerung nicht freigegeben ist, sammelt das Programm zunächst ein Zündungsverzögerungsflag bei Schritt 86, um festzustellen, ob der Zündzeitpunkt verzögert ist, um das Motordrehmoment in Reaktion auf eine frühere Aktion zu verringern und so einen Beschleunigungsschlupf zu begrenzen. Dieses Flag wird über die Routine von Figur 4 gesteuert. Wenn der Zündzeitpunkt nicht verzögert ist, werden verschiedene Anfangszustände über die Schritte 88 bis 98 vorgegeben. Insbesondere setzt der Schritt 88 ein Getriebe-Hochschalten-Befehlsflag zurück, setzt der Schritt 90 ein Hochverstärkungs-Flag, setzt der Schritt 92 ein Flag, das anzeigt, daß die Zündungsverzögerung sich nicht an der maximalen Traktionssteuerungs-Zündungsverzögerungsgrenze befindet, löscht der Schritt 94 ein Zündungsbegrenzungsflag, löscht der Schritt 96 einen Schlupfintegratorflag und initialisiert der Schritt 98 den hohen Verstärkungswert auf einen vorgegebenen Kalibrierungswert.
Nach dem Schritt 98 wird eine Traktionssteuerungs-Brennstoffmodus-Subroutine bei Schritt 100 ausgeführt, wie in Figur 9 dargestellt ist. Bezugnehmend auf Figur 9 und unter der Annahme, daß die Traktionssteuerung nicht freigegeben ist, wird die Brennstoffsteuerungs-Subroutine bei Schritt 102 eingegeben und geht zu einem Schritt 104 über, wo das Traktionssteuerungs-"Ein"-Flag gesammelt wird, um zu bestimmen, ob die Trakticnssteuerung freigegeben ist oder nicht. Es wird in Erinnerung sein, daß dieses Flag über die Subroutine von Figur 3 gesteuert wurde. Da die Traktionssteuerung nicht freigegeben ist (der angenommene Zustand), wird ein Brennstoffmodusflag bei Schritt 106 gelöscht, wonach Schritt 100 ein Traktionssteuerungs - Brennstoffsteuerungs -Aus - Flag -Bit löscht, um zu ermöglichen, daß Brennstoff den Motor über die Steuerung der Brennstoffeinspritzeinrichtung 22 in Reaktion auf eine herkömmliche Brennstoffsteuerungsroutine zugeführt wird. Nach dem Schritt 108 kehrt die Routine zu der Hauptroutine von Figur 2 über einen Schritt 110 zurück. Zurückkehrend zu Figur 2 verläßt die Routine nach der Durchführung des Traktionssteuerungs-Brennstoffmodus die Haupttraktionssteuerungs-Routine über Schritt 112. Die Hauptroutine wird dann wieder nach einem Ablauf des vorgegebenen Intervalls von 100 Millisekunden wieder ausgeführt. Wenn die Traktionssteuerung nicht freigegeben ist, wie durch den Schritt 84 erfaßt wird, während der Zündzeitpunkt in Reaktion auf einen übermäßigen Schlupfzustand, wie er bei Schritt 86 erfaßt wird, verzögert wird, geht das Programm dazu über, den Schlupf = 1 in einem Schritt 114 zu setzen und den alten Schlupf = 1 in einem Schritt 116 zu setzen. Wenn die Traktionssteuerung nicht freigegeben ist, wie bei Schritt 84 festgestellt worden ist, oder wenn die Traktionssteuerungsverzögerung nicht auf Null verringert worden ist, wie bei Schritt 86 erfaßt wird, werden Subroutinen 118 bis 124 zur Steuerung der Zündungsverzögerung für die Traktionssteuerung ausgeführt.
Die Subroutine 118 führt eine Flaglogik aus, wie sie in Figur 4 dargestellt ist. Diese Routine schafft allgemein eine Anzeige, ob eine Zündung für eine Traktionssteuerung verzögert ist oder nicht. Diese Subroutine wird bei Punkt 126 eingegeben und geht über zu einem Schritt 128, um zu bestimmen, ob die Zündungsverzögerung für die Traktionssteuerung sich bei Null befindet. Wenn sie sich bei Null befindet, wird ein Traktionssteuerungs-Verzögerungsflag bei Schritt 130 gelöscht. Wenn jedoch die Zündungsverzögerung für die Traktionssteuerung größer als Null ist, wodurch die Steuerung des Motordrehmoments für eine Traktionssteuerung angezeigt wird, vergleiche ein Schritt 182 das Maß der Zündungsverzögerung zur Traktionssteuerung mit einem Kalibrierungs-Verzögerungsbremsweit KRTD. Wenn die Zündungsverzögerung für die Traktionssteuerung die Kalibrierungsschwelle überschreitet, wird das Traktionssteuerungs-Verzögerungsflag bei Schritt 134 gesetzt. Nach dem Schritt 130, 134 oder Schritt 132, wenn die Zündungsverzögerung geringer oder gleich der Schwelle KRDT ist, kehrt die Flaglogik-Subroutine zu der Hauptroutine von Figur 2 über Schritt 136 zurück.
Die Hauptsteuerroutine verlangt dann nach der Ausführung der Hochverstärkungs-Zählerlogik-Subroutine 120, wie sie in Figur 5 dargestellt ist. Wie beschrieben werden wird, werden proportionale, differenzierte und integrale Verstärkungen für die geschlossene Schleifensteuerung des Motordrehmoments in Reaktion auf einen erfaßten übermäßigen Schlupfzustand am Anfang auf hohe Werte während einer vorgegebenen Zeitdauer, die einem erfaßten übermäßigen Schlupf zustand folgt, festgelegt, um ein schnelles Ansprechen auf den übermäßigen Schlupfzustand zu schaffen und so schnell einen Radschlupf zu beheben und ein übermäßigen Abweichen in der Radgeschwindigkeit zu vermeiden. Nachdem die Zeitdauer abläuft werden die proportionalen, differenzierten und integralen Steuerverstärkungen wieder auf einen niedrigen Verstärkungswert gesetzt, um eine stabile Steuerung des Radschlupfes für die Traktionssteuerung zu gewährleisten.
Die Hochverstärkungs-Zählerlogik-Subroutine von Figur 5 sorgt für eine Anzeige der Zustände für die Verwendung der hohen oder niedrigen Verstärkungen in der Steuerung der Zündungsverzögerung. Diese Subroutine wird bei Punkt 138 eingegeben und geht über zu Schritt 140, wo der Wert des Schlupfes des angetriebenen Rades, wie er durch das Antiblockierbremssystem-Steuermodul 52 von Figur 1 überwacht wird, mit Null verglichen wird. Unter zunächst der Annahme, daß der Schlupf gleich Null ist, wird ein Verstärkungszähler bei Schritt 142 erhöht. Diesei Verstärkungszähler bewirkt zwei Funktionen. Zunächst sorgt der Verstärkungszähler dafür, daß eine Zeitdauer besteht, die dem Beginn der Traktionssteuerung folgt, während der hohe Verstärkungen verwendet werden, um schnell die Raddrehung anzuhalten, und sorgt weiterhin für eine Zeitdauer, nachdem der Schlupf auf Null verringert worden ist, nach der die hohen Verstärkungen in Vorbereitung für den nächsten Eingang in die Traktionssteuerung in Reaktion auf einen übermäßigen Drehzustand zurückgesetzt werden. Nach dem Schritt 142 wird der Verstärkungszähler bei Schritt 144 mit Null verglichen. Unter der Annahme, daß er größer als Null ist, wird der Verstärkungszähler bei Schritt 146 mit einem Kalibrierungswert KGAIN verglichen wird, der eine vorgegebenen Zeitdauer darstellt. Wenn der Verstärkungszähler gleich KGAIN ist, wird das Hochverstärkungsflag bei Schritt 148 gesetzt, um die Verwendung von hohen Verstärkungen in der Steuerung der Zündungsverzögerung in Reaktion auf einen erfaßten übermäßigen Schlupfzustand anzuzeigen. Dies ist der normale Zustand des Hochverstärkungsflags vor dem Eingang in die Traktionssteuerung. Zurückkehrend zu Schritt 140, wenn der Radschlupf größer als Null ist, wird der Radschlupf mit Kalibrierungswert KSLIP bei Schritt 150 verglichen. Wenn er nicht größer als diese Schwelle ist, werden die Schritte 144, 146 und 148 wie zuvor beschrieben wiederholt unter der Annahme, daß der Verstärkungszähler größer als Null ist. Wenn jedoch der Schritt 150 bestimmt, daß der Radschlupf größer als oder gleich groß wie der Grenzwert ist, wird der Verstärkungszähler bei Schritt 152 dekrementiert und dann bei Schritt 144 mit Null verglichen. Wenn er nicht gleich Null ist, bleibt das Hochverstärkungsflag gesetzt. Solange der Schlupf größer als oder gleich die Schwelle KSLIP ist, wie bei Schritt 150 bestimmt wird, wird der Verstärkungszähler weiter dekrementiert, bis er Null ist, wie bei Schritt 144 erfaßt wird. Wenn dieser Zustand erfaßt wird, wird das Hochverstärkungsflag bei schritt 154 gelöscht, um der Steuerung der Zündungsverzögerung zu befehlen, niedrige Verstärkungswerte zu verwenden. Wie aus dem Voranstehenden ersichtlich ist, sorgt der Verstärkungszähler dafür, daß eine Zeitverzögerung von der Zeitdauer, während der der Schlupf größer ist als der Wert KSLIP, erfolgt, während der die Hochverstärkungswerte befohlen werden, um den übermäßigen Schlupf zustand schnell zu beseitigen. Danach wird die Verstärkung auf einen niedrigen Wert befohlen, um für eine stabile Steuerung zu sorgen und so die Radschlupfstabilität beizubehalten.
Es kann auch gesehen werden, daß der Verstärkungszähler für ein Timing der Zeitdauer sorgt, nachdem der Schlupf über Schritt 142 auf Null verringert worden, so daß das Hochverstärkungsflag bei Schritt 148 nach einer Zeitdauer, die durch den Kalibrierungswert KGAIN bei Schritt 146 bestimmt worden ist, wieder gesetzt wird. Dies sorgt für die Initialisierung der Verstärkungen für die nächste Steuerung des Radschlupfes in Reaktion auf einen übermäßigen Schlupfzustand. In Abhängigkeit von dem Wert des Verstärkungszählers kehrt die Routine von Figur 5 von 146 oder 148 zu der Hauptroutine von Figur 2 über den Schritt 156 zurück.
Die Hauptsteuerungsroutine von Figur 2 führt als nächstes Proportional-Integral-Ableitungs-Logik-Subroutine aus, wie sie in Figur 6 dargestellt ist. Im allgemeinen sorgt die Routine von Schritt 122, wie in Figur 6 dargestellt ist, für proportionaie und integraLe Einstellungen der Zündungsverzögerung als eine Funktion des Fehlers in dem Radschlupf und eine differenzierende Einstellung als eine Funktion der Anderungsrate in dem Radschlupf. Diese Routine wird in dem Schritt 158 begonnen und führt dann eine Reihe von Schritten 160 bis 198 aus, um eine proportionale Termeinstellung zu dem Motordrehmoment zu bestimmen. Zunächst wird bei Schritt 160 ein gewünschter Radschlupfwert als eine vorgegebene Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt.
Figur 7 stellt die Subroutine 160 zur Bestimmung des gewünschten Radschlupfes, aus dem der Schlupffehler bestimmt wird, dar. Diese Routine wird bei Schritt 162 begonnen und geht über zu einem Schritt 164, wo ein gewünschter Radschlupf aus einer Nachschlagtabelle von Werten, die als eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit adressiert sind, bestimmt wird. Diese Kalibrierungstabelle für den gewünschten Radschlupf stellt eine Tabelle von Werten dar, die optimale Schlupfwerte für Fahrzeugbeschleunigungen darstellen.
Der durch Schritt 164 etablierte gewünschte Radschlupf wird in der PID-Logik-Subroutine 122 verwendet, um einen Schlupffehler zu bestimmen, wenn das Fahrzeug sich nicht in einem feststeckenden Zustand befindet und der gewünschte Radschlupf größer oder gleich einem Kalibrierungswert KMPH ist, der eine Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit ist. Ein Fahrzeugfeststeckzustand wird durch Schritte 166 und 168 erfaßt, indem erfaßt wird, ob beide der nicht angetriebenen Fahrzeugräder sich nicht drehen (Schritt 166) während einer Zeitdauer, die durch die Zeit dargestellt wird, die erforderlich ist, um das Hochverstärkungsflag zurückzusetzen (Schritt 168). Wenn die Schritte 166 und 168 einen Feststeckzustand bestimmen und Schritt 170 bestimmt, daß der gewünschte Radschlupf nicht größer oder gleich dem Kalibrierungsschwellwert KMPH ist, wird der gewünschte Radschlupf auf einen neuen Wert festgelegt, dem typischerweise höher ist als der Wert, der durch den Schritt 164 etabliert worden ist, um dazu beizutragen, den nicht feststeckenden Zustand des Fahrzeuges wieder herzustellen. Wenn sich das Fahrzeug nicht in einem feststeckenden Zustand befindet (Schritte 166 und 168) oder der gewünschte Radschlupfwert größer oder gleich der Schwelle KMPH ist, wird der Schritt 172 umgangen und der gewünschte Radschlupf verwendet, um einen Radschlupffehler zu bestimmen, der gegenüber dem gewünschten Radschlupf, der über Schritt 164 etabliert worden ist, verbleibt. Die Routine kehrt dann zu der Hauptschleife von Figur 2 über Schritt 174 zurück. Der Schlupffehler wird dann bei Schritt 176 basierend auf der Differenz zwischen der gewünschten Geschwindigkeit, die über Schritt 160 etabliert worden ist, und dem aktuellen Schlupf, der durch das Antiblockierbremssystem-Steuermodul 152 berechnet worden ist, bestimmt.
Die nächsten Schritte 178 bis 184 bestimmen den Absolutwert des Schlupffehlers, der bei Schritt 176 bestimmt worden ist, Wenn er negativ ist, wird dadurch ein proportionales Negativflag gesetzt, um anzuzeigen, daß der Schlupffehlerwert ein negativer Schlupf ist. In entsprechender Weise wird, wenn der Schlupf fehler Null oder größer ist, das proportionale Negativflag bei Schritt 180 gelöscht. In umgekehrter Weise wird, wenn der Schlupffehler negativ ist, das proportionale Negativflag bei Schritt 182 gesetzt und der Absolutwert des Schlupffehlers wird bei Schritt 184 etabliert.
Der nächste Schritt 186 bestimmt, ob die proportionale Korrektur auf hohen oder niedrigen Verstärkungen, wie sie durch die Hochverstärkungs-Zähler-Logikroutine von Figur 5 etabliert worden sind, basieren sollte. Wenn das Hochverstärkungsflag gelöscht ist, uni eine niedrige proportionale Verstärkung zu etablieren setzt ein Schritt 188 die proportionale Verstärkung G1 gleich einem Kalibrierungswert GL1. In umgekehrter Weise wird wenn das Hochverstärkungsflag gesetzt ist, ein Schritt 190 ausgeführt, um die proportionale Verstärkung G1 gleich einem Kalibrierungs-Hochverstärkungswert GH1 zu setzen. An dem nächsten Schritt 192 wird ein erfaßter proportionaler Fehler EG1 berechnet, indem der Schlupffehler mit der über entweder Schritt 188 oder 190 etablierten Verstärkung multipliziert wird. Anschließend etablieren die Schritte 194 und 196 das richtige Zeichen des erhaltenen Fehlers, der bei Schritt 192 berechnet worden ist.
Die Routine bestimmt als nächstes bei Schritt 198 die proportionale Einstellung zu dem Motorabtriebsdrehmoment als Prozent an Drehmomentsverringerung. Dies wird erreicht, indem die erforderliche proportionale Drehmomentsverlustkorrektur des Motordrehmoments als eine Funktion des erhaltenen Fehlers EG1 etabliert wird. Dieser Wert kann aus einer Nachschlagetabelle von Werten, die proportionale Einstellungen zu dem prozentualen Motordrehmomentsverringerung als eine vorgegebene Funktion des erhaltenen Fehlers EG1 speichern, erhalten werden. Weiterhin können separate Tabellen vorgesehen sein, um die proportionale prozentuale Drehmomenteinstellung in Abhängigkeit davon zu etablieren, ob der erhaltene Fehler positiv oder negativ ist.
Der Bestimmung der Proportionaltermkorrektur des Motordrehmomentausgangs folgend bestimmt die Routine als nächstes über Schritte 200 bis 226 die Ableitungstermkorrektur zu dem Motordrehmomentausgang. Diese beginnt bei Schritt 200, wo ein negatives Schlupfänderungsflag zunächst gelöscht wird, wonach der Wert des Schlupfes während der vorherigen Ausführung der Hauptroutine als ein alter Wert bei 202 gespeichert wird und der alte Schlupfwert SLO, der während der nächsten Ausführung des Hauptroutine verwendet werden soll, gleich dem augenblicklichen Schlupfwert bei Schritt 204 gesetzt wird. Die Änderung in dem Schlupf, die über dem Intervall zwischen den Ausführungen der Hauptschleife auftritt, wird bei Schritt 206 berechnet indem der alte Schlupfwert, der bei Schritt 202 gespeichert worden ist, von dem vorliegenden Schlupfwert abgezogen wird. Schritte 208 bis 212 sorgen dann für die Bestimmung des Absolutwertes der Änderung im Schlupf. Wenn die Änderung negativ ist (Schritt 208), wird die Änderung gleich dem Absolutwert gesetzt (Schritt 210) und ein negatives Schlupfänderungsflag wird gesetzt (Schritt 212), um anzuzeigen, daß die Änderung im Schlupf ein negativer Wert ist
Die Routine bestimmt als nächstes die abgeleitete Verstärkung basierend auf dem Zustand des Hochverstärkungsflags, der über die Hochverstärkungs-Zähler-Logik-Subroutine 120 von Figur 5 etabliert worden ist. Wenn das Hochverstärkungsflag gesetzt ist, wie bei Schritt 214 bestimmt wird, wird die differenzierte Verstärkung G2 auf einen Hochverstärkungswert G2H bei Schritt 216 gesetzt. Wenn jedoch das Hochverstärkungsflag nicht gesetzt ist, etabliert ein Schritt 218 die differenzierte Verstärkung G2 auf dem niedrigen Verstärkungswert GL2. Danach wird bei Schritt 220 der abgeleitete erhaltene Fehler EG2 gleich der Änderung im Schlupf, die bei Schritt 206 bestimmt worden ist, mal der Verstärkung G2, die durch Schritt 216 oder 218 etabliert worden ist, gesetzt. Schritte 222 und 224 speichern wieder den negativen Wert zu dem erhaltenen Fehler, wenn der Schritt 222 ermittelt, daß das negative Schlupfänderungsflag bei Schritt 212 gesetzt war.
Anschließend wird die differenzierte Korrektur zu dem Motordrehmomentausgang als Prozenteinstellung in dem Motordrehmoment aus einer Nachschlagtabelle als eine vorgegebene Funktion des erhaltenen Fehlers EG2 bei Schritt 226 erhalten. Wie bei dem proportionalen Korrekturterm kann die differenzierte Termkorrektur des Motordrehmomentausgangs aus zwei separaten Nachschlagetabellen in Abhängigkeit davon erhalten werden, ob der erhaltene Fehler EG2 positiv oder negativ ist.
Die Routine bestimmt als nächstes die Integraltermkorrektur zu dem Motordrehmomentausgang als prozentuale Motordrehmomentverringerung über Schritte 228 bis 256. Die Routine bestimmt zuerst die Integraltermverstärkung. Wenn das Hochverstärkungflag gesetzt ist, wie bei Schritt 228 bestimmt wird, wird die irtegrale Verstärkung G3 gleich einem Hochverstärkungkalibrierungswert G3H bei Schritt 230 gesetzt. In umgekehrter Weise setzt ein Schritt 232, wenn der Schritt 228 anzeigt, daß der Hochverstärkungflag zurückgesetzt ist, die integralen Verstärkung G3 gleich einem niedrigen Kalibrierungsverstärkungwert G3L. Die Routine führt dann wieder die gewünschte Radschlupfsubroutine von Figur 7 bei Schritt 234 aus. Der nächste Schritt 236 bestimmt, ob der Schlupffehler, der dargestellt wird, durch den aktuellen Schlupf, welcher bei Schritt 234 bestimmt wird, minus dem gewünschten Radschlupf positiv oder negativ ist oder nicht. Wenn er negativ ist, wodurch angezeigt wird, daß der aktuelle Schlupf kleiner als gewünscht ist, wird der Absolutwert des Schlupffehlers bei Schritt 238 bestimmt, wonach ein gewonnener Fehlerwert EG3 als das Produkt des Schlupf fehlers und des integralen Gewinns G3, welche über Schritt 230 oder 232 etabliert wird, bestimmt wird.
Wenn hohe Verstärkungen zur Steuerung verwendet werden und der Radschlupf gleich Null ist, erhöht die Routine dann die Integralverstärkung, um für eine schnellere Erholung des Motordrehmoments zu sorgen. Hierfür wird gesorgt beginnend bei Schritt 242, wo das Hochverstärkungsflag gesammelt wird. Wenn es gesetzt ist und ein Schritt 244 weiterhin bestimmt, daß der Schlupf gleich Null ist, wird die Integralverstärkung EG3 weiterhin um einen Kalibrierungsfaktor EG4 bei Schritt 246 erhöht. Danach, oder wenn das Hochverstärkungsflag zurückgesetzt worden war (Schritt 242) oder festgestellt worden ist, daß der Schlupf nicht gleich Null ist (Schritt 244), wird der Integralkorrekturterm um den Verstärkungsfaktor EG3 bei Schritt 248 verringert.
Zurückkehrend zu Schritt 236, wenn bestimmt wird, daß der Schlupffehler gleich groß wie oder größer als Null ist, wodurch angezeigt wird, daß der Schlupf größer als gewünscht ist, wird ein Integratorerhöhungssperrflag bei einem Schritt 250 abgetastet. Dieses Flag wird gesetzt werden, wenn es irgendeinen Grund gibt, ein weiteres Erhöhen in dem Integratorausgang zu verhindern. Unter der Annahme, daß das Sperrflag nicht gesetzt ist, wird der integrale Verstärkungsfehler EG3 gleich dem Schlupffehler mal der integralen Verstärkung G3 bei Schritt 252 gesetzt. Danach wird der integrale Term um den erhaltenen Fehlerwert EG3 bei Schritt 254 erhöht. Die Schritte 252 und 254 werden umgangen, um ein weiteres Erhöhen in dem integralen Term zu verhindern, wenn bei Schritt 250 bestimmt worden ist, daß das Sperrflag gesetzt ist.
Der Prozentsatz vom Motordrehmomentverlust TQINT als eine Funktion des integralen Terms wird dann bei Schritt 256 bestimmt. Dieser Wert kann aus einer Nachschlagetabelle für prozentuale Drehmomentwerte als eine vorgegebene Funktion von der Größe des integralen Terms erhalten werden.
Der gesamte prozentuale Motordrehmomentverlust TQL, der durch die proportionalen, differenzierten und integralen Terme dargestellt ist, wird dann bei Schritt 258 bestimmt, indem die proportionalen, differenzierten und integralen prozentualen Drehmomentverlustterme wie oben erläutert summiert werden. Das Maß an Zündungsverzögerung, das dann erforderlich ist, um diese prozentuale Verringerung des Motordrehmoments zu erreichen, wird bei Schritt 260 berechnet, indem der Prozentsatz des Drehmomentverlusts, der erforderlich ist, durch Schritt 258 etabliert wird mal einem Faktor, der eine Funktion des Absolutdrucks des Motorkrümmers und der Motorgeschwindigkeit ist. Dieser Faktor wird aus einer Nachschlagetabelle von Kalibrierungswerten, welche bestimmt worden sind, um den Prozentsatz an Drehmomentverlust, der erforderlich ist, in ein Zündzeitpunktverzögerungsmaß umzuwandeln, erhalten. Diesem Schritt folgend kehrt die PID-Logik-Subroutine 122 zu der Hauptroutine von Figur 2 über Schritt 262 zurück. Die Hauptsteuerroutine führt als nächstes die Verzögerungsbegrenzungslogiksubroutine 124 aus. Im allgemeinen sorgt diese Routine dafür, daß eine Grenze an der erlaubten Zündzeitpunktsverzögerung auf der Grundlage einer bestimmten Temperatur des Katalysators 44 angelegt wird, um einen Übertemperaturzustand des Katalysators zu verhindern. Wenn die auf eine andere Weise bestimmte Zündzeitpunktsverzögerung sich diesem Grenzwert annähert, befiehlt die Subroutine von Schritt 124 ein Hochschalten des Getriebes. Wenn dieser Befehl durch das Getriebesteuermodul 46 befolgt wird, wird dieses Hochschalten dazu führen, daß sowohl das Achsdrehmoment als auch die Motordrehgeschwindigkeit verringert werden, wodurch das Maß an Zündzeitpunktsverzögerung, das erforderlich ist, um den Schlupfzustand zu steuern, reduziert wird. Dies erhöht effektiv die Autorität des Zündzeitpunktverzögerungssystems, um die Kontrolle über den Beschleunigungsschlupf beizubehalten. Weiterhin wird, wie hinsichtlich der Traktionssteuerungs-Brennstoffmodus-Subroutine von Schritt 100 beschrieben werden wird, befohlen werden, daß die Zufuhr von Brennstoff an den Motor unterbrochen wird, wenn die Zündzeitpunktsverzögerung mit der erweiterten Autorität, die durch das Hochschalten des Getriebes geschaffen worden ist, noch nicht in der Lage ist, den Schlupf innerhalb der Autoritätsgrenze, die durch die Katalysatortemperatur etabliert worden ist, zu steuern.
Unter Bezugnahme auf die iigur 8 wird die Verzögerungsbegrenzungs-Logik-Subroutine bej Punkt 264 begonnen, und geht dann über, um die folgenden Flags vorzulöschen: das Integratorerhöhungsfreigabeflag, das bei Schritt 250 der PID-Logik-Subroutine 122 verwendet wird, wird gelöscht (Schritt 266); das Hochschalten-Befehlsflag wird gelöscht (Schritt 268) und das Traktionssteuerungs-zündungsbegrenzte Flag wird gelöscht (Schritt 270).
An dem nächsten Schritt 272 wird eine maximal erlaubbare Zündzeitpunktsverzögerung als eine vorgegebene Funktion der Katalysatortemperatur des Katalysators 44, die so bestimmt ist, um einen Übertemperaturzustand des Katalysators zu verhindern, aus einer Speichernachschlagtabelle als eine vorgegebene Funktion der Katalysatortemperatur bestimmt. Die gespeicherten Werte sind vorgegebene Grenzwert, die bestimmt sind, um einen zufriedenstellenden und sicheren Betrieb des Katalysators 44 zu gewährleisten. In dieser Ausführungsform wird die Temperatur des Katalysators auf der Grundlage von einem vorgegebenen Modell der Katalysatortemperatur als eine Funktion von vorgegebenen Motorbetriebszuständen geschätzt. Diese Schätzung der Temperatur des Katalysators wird später unter Bezugnahme auf Figur 10 beschrieben werden.
Zunächst unter Annahme, daß der Traktionssteuerungs-Brennstoffmodus nicht freigegeben worden ist, wie durch einen Schritt 274 bestimmt wird, bestimmt das Programm bei Schritt 276, ob der Zündzeitpunktsverzögerungswert, der durch die PID-Logik-Subroutine 122 etabliert worden ist, größer ist als die erlaubbare Grenze, die bei Schritt 272 etabliert worden ist. Wenn dies nicht der Fall ist, bestimmt das Programm bei Schritt 278 einen Schwellwert, der anzeigt, daß sich die Zündzeitpunktsverzögerung der maximalen Verzögerungsgrenze annähert. Diese Schwelle SROFF wird auf einem Wert etabliert, der geringer ist als ein maximaler Verzögerungswert um ein Versetzungsmaß, das eine vorgegebene Funktion der Motorgeschwindigkeit ist. Der Zündzeitpunktsverzögerungswert wird dann mit dieser Schwelle bei einem Schritt 280 verglichen. Wenn die Zündzeitpunktsverzögerung größer ist als die Schwelle SROFF, wie bei Schritt 280 bestimmt worden ist, wodurch angezeigt wird, daß die Zündzeitpunktsverzögerung sich dem maximal erlaubbaren Zündzeitpunktsverzögerungswert annähert, wird ein Hochschalten nur befohlen, wenn das Hochverstärkungsflag nicht gesetzt ist. Wenn es gesetzt ist, ist es der Zündzeitpunktsverzögerung erlaubt, um einen Gang ohne einen Befehl hochzuschalten. Wenn entsprechend die Zündzeitpunktsverzögerung größer ist als die Schwelle SROFF, wodurch angedeutet wird, daß die Zündzeitpunktsverzögerung sich dem maximal erlaubbaren Wert annähert, und ein Schritt 282 bestimmt, daß das Hochverstärkungsflag gesetzt ist, fordert ein Schritt 284 ein Hochschalten durch Setzen eines Hochschaltbefehlflags.
Zurückkehrend zu Schritt 274, wenn der Traktionssteuerungs-Brennstoffmodus freigegeben ist, um als Ergebnis dessen, daß die Zündzeitpunktsverzögerungsautorität nicht ausreichend ist, um eine Raddrehung zu begrenzen, Brennstoff sperrt, oder wenn der Schritt 276 bestimmt, daß die Zündzeitpunktsverzögerung größer ist als der maximal erlaubbare Verzögerungswert, wird das Hochverstärkungsflag zunächst bei einem Schritt 286 abgetastet, um zu bestimmen, ob es der Zündzeitpunktsverzögerung erlaubt werden kann, sich uneingeschränkt zu erhöhen. Wenn es nicht gesetzt ist, wodurch angezeigt wird, daß der Motordrehmomentausgang für eine Zeitdauer, welche größer ist als die Zeit, die erforderlich ist, um die Steuerungsverstärkungen zu verringern, begrenzt worden ist, wird die Zündzeitpunktsverzögerung bei Schritt 288 gleich der maximal erlaubbaren Verzögerung gesetzt, wonach die Integratorerhöhung bei Schritt 290 gesperrt wird, da die Zündzeitpunktsverzögerung schon auf dem maximalen Wert in dem vorherigen Schritt festgelegt worden ist. Weiterhin wird an dieser Stufe das Zündzeitpunktsverzögerungsbegrenzungsflag gesetzt
Zurückkehrend zu Schritt 286, wenn das Hochverstärkungsflag gesetzt ist, werden die Schritte 288 und 290 umgangen, wodurch es der Zündzeitpunktsverzögerung erlaubt wird, uneingeschränkt erhöht zu werden. Anschließend fordert der Schritt 294 über die Schritte 292 und 294, solange eine Zündzeitpunktsverzögerung begrenzt ist und die Räder sich in einem Schlupf zustand befinden, ein Hochschalten des Getriebes, indem das Hochschaltbefehlflag gesetzt wird. Ansonsten wird der Schritt 294 umgangen.
Die nächsten Schritte 296 bis 300 sorgen dafür, daß verhindert wird, daß bei Schritt 300 der integrale Term der Zündzeitpunktsverzögerung, welcher durch die PID-Logik-Subroutine 122 etabliert worden ist, sich weiter erhöht, wenn sich die Zündzeitpunktsverzögerung schon auf einem Wert befindet, der 100%-Drehmomentverlust in dem Motor entspricht (Schritt 296), oder wenn die Zündzeitpunktsverzögerung sich an einer absoluten Zündzeitpunktsverzögerungsgrenze befindet (Schritt 298). Ansonsten ist es dem integralen Term der Zündzeitpunktsverzögerung erlaubt sich zu erhöhen.
Wenn weiterhin ein Schritt 302 bestimmt, daß die Drosselklappe 20 geschlossen ist, und ein Schritt 304 bestimmt, daß keine Fehlerfunktion des Sensors für die Drosselklappenstellung vorliegt, verhindert ein Schritt 306 weitere Erhöhungen in dem integralen Term der Zündzeitpunktsverzögerung, wonach die Zündzeitpunktsverzögerung bei einem Schritt 308 auf Null zurückgesetzt wird. Wenn entweder die Drosselklappe geschlossen ist oder eine Fehlerfunktion des Sensors für die Drosselklappenstellung angezeigt wird, werden die Schritte 306 und 308 über Schritt 302 oder Schritt 304 umgangen.
Die nächsten Schritte 310 bis 316 sorgen für eine Verhinderung eines Abwürgens des Motors, indem die Zündzeitpunktsverzögerung begrenzt wird, wenn die Motorgeschwindigkeit niedrig ist. Dies wird erreicht, indem ein Zündzeitpunktsverzögerungsverstärkungswert etabliert wird, der von einer Einheit bei einer vorgegebenen Motorgeschwindigkeit zu einem Wert von Null bei einem Kalibrierungsmotorgeschwindigkeitswert KRPM wie 400 RPM abnimmt. Dieser Verstärkungswert, der bei Schritt 310 bestimmt wird, wird mit der Einheit bei Schritt 312 verglichen. Wenn er nicht gleich der Einheit ist, werden weitere Erhöhungen des Integrators bei Schritt 314 verhindert, wonach die über die PID-Logik-Subroutine 122 bestimmte Zündzeitpunktsverzögerung bei Schritt 316 um den Verstärkungsfaktor GSTL verringert wird.
Entsprechend wird die Traktionssteuerungszündzeitpunktsverzögerung in Richtung Null verringert, wenn sich die Motorgeschwindigkeit der unteren Grenze KRPM annähert. Nach den Schritten zur Verhinderung eines Abwürgens kehrt das Programm zu der Hauptroutine von Figur 2 über Schritt 218 zurück.
Zuletzt führt die Hauptroutine den Traktionssteuerungs-Brennstoffmodus 100 wie in Figur 9 dargestellt aus. Wie zuvor angedeutet worden ist, wird, solange die Traktionssteuerung nicht freigegeben ist, wie bei Schritt 104 erfaßt wird, das Traktionssteuerungs-Brennstoffmodus-Flag bei Schritt 106 gelöscht und wird das Brennstoffsteuerungs-Ein-Flag-Bit gelöscht, um zu ermöglichen, daß Brennstoff dem Motor in der normalen Weise zugeführt werden kann. Wenn jedoch die Traktionssteuerung freigegeben ist, wird die Brennstoffversorgung des Motors in ähnlicher Weise beibehalten, wenn die Kühlmitteltemperatur geringer als ein Kalibrierungswert KCT ist, wie bei einem Schritt 320 festgestellt wird. Unter der Annahme jedoch, daß die Kühlmitteltemperatur die Grenze KCT überschreitet, stellt die Routine dann bei Schritt 322 fest, ob der Brennstoffabsperrmodus schon aktiv ist. Wenn dies nicht der Fall ist, stellt die Routine an den Schritten 324 bis 330 fest, ob die Eintrittsbedingungen zum Eintreten in den Brennstoffabsperrmodus existiert. Diese Bedingungen umfassen: das Zündzeitpunktsbegrenzungsflag ist bei Schritt 290 von Figur 8 gesetzt worden, wodurch angedeutet wird, daß die Zündzeitpunktsverzögerung begrenzt ist (Schritt 324), der Radschlupf übersteigt die Schwelle KSLP (Schritt 326), das Hochverstärkungsflag ist zurückgesetzt, wodurch angezeigt wird, daß die Traktionssteuerung für eine Zeitdauer aktiv gewesen ist, die größer ist als die Zelt für verringerte Verstärkungen, um niedrige Verstärkungen zu sein (Schritt 358) und der Schlupf erhöht sich noch (Schritt 330). Wenn irgendeine dieser Bedingungen zum Eintreten in den Brennstoffmodus nicht vorliegt, wird das Brennstoffmodusflag bei schritt 106 gelöscht und wird das Brennstoffsteuerungs-"Aus"-Flag-Bit bei Schritt 108 gelöscht, um eine Brennstoffsteuerung zu ermöglichen. Wenn andererseits alle dieser Bedingungen vorliegen, wird das Brennstoffmodus-"Aus"-Flag-Bit bei Schritt 232 gesetzt.
Zurückkehrend zu Schritt 322, wenn das System sich schon in dem Brennstoffmodus befindet, wird der Brennstoffmodus gelöscht, wenn der Schritt 334 anzeigt, daß das Hochverstärkungsflag gesetzt ist. Es wird noch in Erinnerung sein, daß dieses Flag durch die Hochverstärkungszähler-Logik-Subroutine 120 von Figur 2 gesetzt worden sein wird, wenn der Radschlupf für eine vorgegebene Zeitdauer Null ist. Wenn jedoch das Hochverstärkungsflag nicht gesetzt ist, wird das Brennstoffsteuerungsmodusflag bei einem Schritt 232 gesetzt.
Um einen Rückzündungszustand zu vermeiden, begrenzt der nächste Schritt 334 die Zündzeitpunktsvorverlegung als eine vorgegebene Funktion der Motorkühlmitteltemperatur. Als nächstes wird bei einem Schritt 336 die Motorgeschwindigkeit mit einer Schwelle KRPM verglichen, um festzustellen, ob die Motorgeschwindigkeit geringer als ein minimaler Wert ist, um Brennstoff für die Traktionssteuerung nicht freizugeben. Wenn die Motorgeschwindigkeit geringer als die Schwelle ist, wird das Brennstoffsteuerungs-"Aus"-Flag-Bit bei einem Schritt 108 gelöscht. Ansonsten basiert die Freigabe oder die Nichtfreigabe von Brennstoff für die Traktionssteuerung auf der Größe des Schlupfes und ob der Schlupf abnimmt oder nicht. Wenn so der Schritt 338 feststellt, daß der Radschlupf größer ist als eine Schwelle KFCOFF, wird das Brennstoffsteuerungs-"Aus"-Flag-Bit bei einem Schritt 340 gesetzt, um eine Brennstoffzufuhr zu dem Motor 12 zu verhindern. Wenn der Schlupf kleiner als die Schwelle KFCOFF ist, stellt der Schritt 342 fest, ob der Schlupf kleiner ist als eine Schwelle KFCON, die niedriger ist als die Schwelle KFCOFF. Wenn der Schlupf kleiner als diese Schwelle ist, wird das Brennstoffsteuerungs-"Aus"-Flag-Bit bei Schritt 108 gelöscht, um eine Brennstoffzufuhr zu ermöglichen. Wenn jedoch der Schlupf sich zwischen den beiden Schwellen befindet, stellt ein Schritt 344 fest, ob sich der Schlupf erhöht oder abnimmt. Wenn er abnimmt, wird die Brennstoffzufuhr ermöglicht, indem das Brennstoffsteuerungs-"Aus"-Flag-Bit bei Schritt 108 gelöscht wird, und wenn der Schlupf zunimmt, wird die Brennstoffzufuhr unterbrochen, indem das Brennstoffsteuerungs-"Aus"-Flag-Bit bei Schritt 340 gesetzt wird. Der Steuerung des Brennstoffsteuerungsmodus folgend kehrt der Traktionssteuerungs-Brennstoffmodus zu der Hauptroutine über Schritt 110 zurück.
Die Brennstoff zufuhr wird dann unterbrochen, wenn das Brennstoffsteuerungs-"Aus"-Flag-Bit gesetzt ist, und eine normale Brennstoffzufuhr wird ermöglicht, wenn das "Aus"-Flag-Bit zurückgesetzt ist.
Bezugnehmend auf Figur 10 ist die Routine zur Schätzung der Temperatur des Katalysators in dem katalytischen Konverter 44 dargestellt. Wie bereits angedeutet worden ist, wird diese Temperatur in der Verzögerungsbegrenzungslogik-Subroutine 124 verwendet, um ein Maß an Zündzeitpunktsverzögerung zu verhindern, daß zu einem Überhitzungszustand des Katalysators 44 führen würde. Diese Routine wird wiederholt in einem vorgegebenen Intervall von beispielsweise 200 Millisekunden ausgeführt. Im allgemeinen schätzt die Routine von Figur 10 die Katalysatortemperatur basierend auf einem Katalysatormodell, das einen Abgastemperaturterm TEXH, einen exothermischen Term EXOT und einen Delta-(Δ)-T-Term, der eine Funktion der Zündzeitpunktsverzögerung ist, verwendet. Die Routine wird bei Punkt 346 begonnen und geht über zu einem Schritt 348, wo ein zeitkonstanter Wert TC als eine vorgegebene Funktion des Motorluftstroms bestimmt wird. Anschließend wird der Abgastemperaturterm TEXH bei Schritt 350 aus einer Nachschlagtabelle als eine vorgegebene Funktion des Motorluftstroms erhalten. Als nächstes bestimmt die Routine den gesamten Gasstrom in Abhängigkeit davon, ob eine Abgasrückführung eingeschaltet ist, wie bei Schritt 352 festgestellt wird. Wenn die Abgasrückführung eingeschaltet ist, wird der gesamte Gasstrom gleich dem berechneten Luftstrom bei Schritt 354 gesetzt. Ansonsten ist der gesamte Gasstrom ein kompensierter Luftstrom, der bei Schritt 356 bestimmt wird.
Die Routine bestimmt als nächstes den Delta-T-Temperaturterm, der eine Funktion der Zündzeitpunktsverzögerung des Motors ist. Dies beginnt bei Schritt 358, wo alle Zündzeitpunktsverzögerungen des Motors aufsummiert werden, einschließlich der Verzögerung des Zündzeitpunkts zur Vermeidung von Klopfen und der Zündzeitpunktsverzögerung wie sie oben beschrieben worden ist. Anschließend wird bei einem Schritt 360 der prozentuale Drehmomentverlust Prozent-TQL in dem Motor 12 aufgrund der Zündzeitpunktsverzögerung als eine vorgegebene Funktion der gesamten Zündzeitpunktsverzögerung, die bei Schritt 358 berechnet worden ist, bestimmt. Die gesamte mögliche Motorlast TQP wird dann bei Schritt 362 berechnet. Dieser Wert wird als eine vorgegebene Funktion des Krümmerdrucks, der volumetrischen Effizienz des Motors, des Brennstoffstroms und von vorgegebenen Konstanten berechnet. Der aktuelle Drehmomentverlust TQL wird dann bei Schritt 364 berechnet, indem das gesamt mögliche Motorlastmoment mit dem prozentualen Drehmomentverlust Prozent-TQL aufgrund der Zündzeitpunktsverzögerung, wie sie bei Schritt 360 berechnet worden ist multipliziert wird. Die aktuelle Motorlast wird dann bei Schritt 366 berechnet, indem der Drehmomentverlust TQL aufgrund der Zündzeitpunktsverzögerung von der gesamten Motorlast TQP abgezogen wird. Aus diesem Wert wird dann die Delta-T-Komponente der Konvertertemperatur bei Schritt 368 gemäß dem Ausdruck (%-TQL x TRQ x RPM x K)/Luftstrom berechnet, wobei K eine vorgegebene Konstante ist. Als nächstes wird die Exothermkomponente EXOT der Temperatur des Katalysators bei Schritt 370 als eine vorgegebene Funktion des Luft/Brennstoff-Verhältnisses des Gemischs, das den Zylindern des Motors 12 zugeführt wird, bestimmt. Die Endgastemperatur wird bei Schritt 372 bestimmt, indem die drei Komponenten TEXH (Schritt 350), Delta-T (Schritt 368) und EXOT (Schritt 370) summiert werden. Schließlich wird bei Schritt 374 die Konvertertemperatur gemäß einer Weichtastfiltergleichung erster Ordnung bestimmt, die die Zeitkonstante hat, die bei Schritt 348 etabliert worden ist, und basierend auf der Gastemperatur, die bei Schritt 372 etabliert worden ist. Auf der Grundlage dieser Temperatur wird die maximale Zündzeitpunktsverzögerung bei Schritt 272 von Figur 8 etabliert, um einen Überhitzungszustand des Katalysators 44 zu verhindern. Die Routine wird dann bei Schritt 376 verlassen.
Die Figuren 11 bis 15 stellen den Betrieb des Getriebesteuermoduls 46 dar, wenn dieses das minimale Übersetzungsverhältnis (Schneegang) etabliert, um zu ermöglichen, daß die Zündzeitpunktsverzögerung die Autorität hat, die Traktionssteuerung ohne ein Überschreiten der Zündzeitpunktsverzögerungsgrenze, die für einen Schutz des Katalysators 44 erforderlich ist, zu begrenzen. Figur 11 stellt die Hauptroutine dar, die ausgeführt ist, um das Übersetzungsverhältnis für die Traktionssteuerung zu tabellarisieren. Die Routine wird wiederholt mit einem vorgegebenen Zeitintervall wie 10 Millisekunden ausgeführt
Die Hauptroutine wird bei Schritt 378 begonnen und geht über zu einem Schritt 380, um die Getriebewählerschalterposition zu lesen, die durch den Fahrzeugführer etabliert worden ist. Die Routine führt dann etne Traktionssteuerungssubroutine bei Schritt 382 aus, um den Schneegang zu etablieren, der der minimal zur Verfügung stehende Gang zur Traktionssteuerung ist und allgemein am Anfang vor dem Beginn der Traktionssteuerung auf dem ersten Gang liegt. Eine Übersetzungsverhältnisauswahl-Subroutine wird bei Schritt 384 ausgeführt, wonach die Routine bei einem Schritt 386 verlassen wird.
Die Traktionssteuerungsschneegang-Subroutine 382 ist in Figur 12 dargestellt. Unter Bezugnahme auf Figur 12 wird die Routine bei einem Schritt 388 begonnen und geht dann zu einem Schritt 390 über, wo das Programm feststellt, ob ein Hochschalten gerade in dem Automatikgetriebe 14 durchgeführt wird. Zunächst unter der Annahme, daß ein Hochschalten durchgeführt wird, wird ein Hochschalten-Verzögerungstimer UDT auf eine Kalibrierungskonstante KUS initialisiert. Diese Konstante stellt eine Zeitverzögerung dar, die zwischen Hochschaltvorgängen des Automatikgetriebes 14 vorhanden sein müssen. Diese Zeit verhindert, daß aufeinanderfolgende Hochschaltvorgänge direkt nacheinander auftreten, wodurch es dem Radschlupf gestattet wird, sich in dem hochgeschalteten Gang zu erholen, bevor ein weiteres Hochschalten versucht wird.
Von Schritt 392 wird ein Drosselklappenstellungs-Hoch-Timer auf Null bei einem Schritt 394 zurückgesetzt, wonach der Hochschaltverzögerungstimer bei Schritt 396 dekrementiert wird. Der Schneegang wird dann bei Schritt 398 auf einen Wert begrenzt, der kleiner oder gleich dem Gang ist, der durch den Fahrzeugführer gewählt ist. Dieser Schritt verhindert, daß der Schneegang ein Hochschalten in einen Gang, der höher ist als der Gang, der von dem Fahrzeugführer gewählt worden ist, verursacht. Anschließend kehrt die Routine zu der Hauptroutine von Figur 11 über Schritt 400 zurück.
Zurückkehrend zu dem Schritt 390, wenn ein Hochschalten nicht durchgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt 402 über, wo festgestellt wird, ob die Traktionssteuerung freigegeben ist, wie durch die Stellung des Ein/Aus-Schalters 62 von Figur 1 dargestellt ist. Zunächst unter der Annahme, daß die Traktionssteuerung ausgeschaltet ist, bestimmt ein Schritt 404, ob der Schneegang aktiv ist oder nicht. Ein Schneegang wird als aktiv betrachtet, wenn der Ein/Aus-Schalter 62 zuvoi eingeschaltet war und das Getriebeschaltmuster so modifiziert worden war, um einen Schneegang zu etablieren, der andere ist als der Gang, den das Schaltmuster verlangt hat. Unter der Annahme, daß der Schneegang nicht aktiv ist, wird der Schneegang zu dem ersten Gang bei einem Schritt 406 initialisiert, wonach ein Kein-Schlupf-Timer und der Drosselklappenstellungs-Hoch-Timer in einen zurückgesetzten Zustand bei einem Schritt 408 initialisiert werden. Anschließend werden die Schritte 396 bis 400 wie zuvor beschrieben ausgeführt.
Wenn die Traktionssteuerung eingeschaltet ist oder wenn der Schritt 404 bestimmt, daß der Schneegang aktiv ist, bestimmt ein Schritt 410, ob gerade ein Herunterschalten durchgeführt wird. Zunächst unter der Annahme, daß ein Herunterschalten gerade durchgeführt wird, wird eine Herunterschalten-Subroutine 412 wie in Figur 13 dargestellt ausgeführt. Angenommen, daß die Traktionszündzeitpunktsverzögerung aktiv ist, steuert diese Routine den Schneegang, um ein Herunterschalten zu verhindern, wenn das Schalten zu weniger als KS-Prozent beendet ist. Bezugnehmend auf Figur 13 wird die Subroutine bei Schritt 414 begonnen und geht über zu einem Schritt 416, wo die Routine feststellt, ob die Traktionssteuerungszündzeitpunktsverzögerung aktiv ist. Dieser Zustand wird durch den Zustand des Traktionssteuerungs-Verzögerungs-Flags dargestellt, das durch die Flaglogik-Subroutine 118 von Figur 2 etabliert worden ist. Unter der Annahme, daß die Traktionssteuerungszündzeitpunktsverzögerung nicht aktiv ist, wird der Hochschaltverzögerungstimer UDT bei Schritt 418 zurückgesetzt. Wenn jedoch die Zündzeitpunktsverzögerung aktiv ist, wodurch angedeutet wird, daß das Motordrehmoment für eine Traktionssteuerung verringert ist, geht das Programm zu einem Schritt 420 über, um festzustellen, ob das Herunterschalten zu mehr als KS-Prozent durchgeführt worden. Dieser Schritt bestimmt im wesentlichen, ob ein Herunterschalten gerade begonnen worden ist, wie beispielsweise in Reaktion auf einen Zustand, in dem die Motordrosselklappe 20 gerade aufgrund eines Herunterschaltens, welches durch die normale Schaltmustersteuerung begonnen worden ist, um eine Stufe geöffnet worden ist. Unter der Annahme, daß der Schaltvorgang zu weniger als KS-Prozent durchgeführt worden ist, wird der Schneegang gleich dem vorliegenden Getriebeübersetzungsverhältnis bei Schritt 422 gesetzt. Dies verhindert effektiv das Herunterschalten, das begonnen worden war, weil der Schneegang das minimale Versetzungsverhältnis etabliert. Wenn jedoch das Herunterschalten im wesentlichen beendet worden ist, wie dadurch dargestellt wird, daß der Schaltvorgang zu mehr als KS-Prozent vollständig ist, geht das Programm dazu über, den Schneegang auf das vorliegende Getriebeübersetzungsverhältnis minus 1 bei Schritt 424 festzulegen. Dies begrenzt effektiv das Herunterschalten zu einem einzigen Gang, da der Getriebegang nie unter den Schneegang verringert werden kann. Von irgendeinem der Schritte 422 und 424 wird der Hochschaltverzögerungstimer auf Null zurückgesetzt, wie zuvor bei Schritt 418 beschrieben worden ist, wonach die Routine zu der Traktionssteuerungsschneegang-Subroutine von Figur 12 über Schritt 426 zurückkehrt. Nach der Herunterschaltschneegang-Subroutine 412 werden die Schritte 394 bis 400 wie zuvor beschrieben ausgeführt.
Zurückkehrend zu dem Schritt 410, wenn ein Herunterschalten nicht gerade ausgeführt wird, geht das Programm zu einem Schritt 428 über, wo die Routine feststellt, ob das Hochschaltbefehl-Flag gesetzt ist, wodurch eine Forderung zum Hochschalten des Automatikgetriebes 14 für die Traktionssteuerung angezeigt wird Zunächst unter der Annahme, daß das Hochschaltbefehl-Flag gesetzt ist, wodurch eine Forderung nach einem Hochschalten des Automatikgetriebes 14 angezeigt wird, wird die Hochschaltsteuerungs-Subroutine 430 ausgeführt. Diese Routine ist in Figur 14 dargestellt. Bezugnehmend auf Figur 14 wird die Routine bei Punkt 432 begonnen und geht dazu über, einen Null-Schlupf-Zähler MST bei Schritt 434 gleich Null zurückzusetzen. Dieser Timer entspricht der Zeit, die mit Null-Schlupf auftritt. Der Schritt 436 stellt dann fest, ob die minimale Verzögerungszeit KUS zwischen Hochschaltvorgängen abgelaufen ist, was dadurch dargestellt wird, daß die Hochschaltverzögerungszeit UDT gleich Null ist. Wenn dies nicht der Fall ist, kehrt die Routine zu der Traktionssteuerungsschneegangroutine von Figur 12 über Schritt 444 zurück. Wenn jedoch die minimale Zeit zwischen Hochschaltvorgängen abgelaufen ist, so daß ein weiteres Hochschalten erlaubt ist, bestimmt ein Schritt 438, ob ein Hochschaltzähler den Wert K in diesem Traktionssteuerungsfall überschreitet. K kann beispielsweise 3 sein. Wenn die Anzahl von Hochschaltvorgängen den Wert K überschritten hat, wie bei Schritt 438 festgestellt wird, verläßt die Routine die Hochschaltsteuerroutine ohne eine Einstellung des Schneegangs, um eine Oszillation der Getriebeübersetzungsverhältnisse zu verhindern. Wenn jedoch die Anzahl von Hochschaltvorgängen in dem vorliegenden Traktionssteuerfall den Wert K nicht überschreitet, wird der Schneegang bei Schritt 440 inkrementiert, um den minimal erlaubbaren Gang zu erhöhen und so zu bewirken, daß das Automatikgetriebe 14 zu dem nächsthöheren Gang hochgeschaltet wird. Der Hochschaltverzögerungstimer UDT wird dann auf den Kalibrierungswert KUS bei dem Schritt 442 zurückgesetzt, um die Zeitverzögerung zu bewirken, bevor der nächste Hochschaltvorgang erlaubt werden kann. Danach kehrt die Routine zu der Traktionssteuerungsschneegangroutine von Figur 12 über Schritt 444 zurück. Der Ausführung der Hochschaltsteuerungs-Subroutine 430 folgend werden die Schritte 394 bis 400 wie zuvor beschrieben ausgeführt.
Zurückkehrend zu Schritt 428, wenn die Routine feststellt, daß das Hochschaltbefehl-Flag gesetzt ist, wodurch angezeigt wird, daß ein Hochschalten nicht gefordert wird, bestimmt ein Schritt 446, ob eine Zündzeitpunktsverzögerung aktiv ist, wodurch angezeigt wird, daß der Motordrehmomentausgang in Reaktion auf einen übermäßigen Drehzustand begrenzt ist. Unter der Annahme, daß die Zündzeitpunktsverzögerung aktiv ist, besteht ein Zustand, in dem ein übermäßiger Schlupfzustand aufgetreten ist, aber ein Herunterschalten in Reaktion auf den Beschleunigungszustand nicht begonnen worden ist. Wenn dieser Zustand vorliegt, wird gewünscht, ein Herunterschalten zu verhindern. Dies wird erreicht, indem der Schneegang gleich dem vorliegenden Getriebeübersetzungsverhältnis bei einem Schritt 448 gesetzt wird. Anschließend wird die Nuil-Schlupfzeit MST auf Null bei Schritt 450 zurückgesetzt, da die Räder Schlupf erfahren, wie dadurch angedeutet wird, daß die Zündzeitpunktsverzögerung aktiv ist. Anschließend werden die Schritte 394 bis 400 wie zuvor beschrieben ausgeführt.
Zurückkehrend zu Schritt 446, wenn die Zündzeitpunktsverzögerung nicht aktiv ist, wodurch angezeigt wird, daß das Motordrehmoment nicht in Reaktion auf einen übermäßigen Schlupfzustand begrenzt ist, geht die Routine dazu über, eine Reihe von Schritten auszuführen, um den Schneegang zu steuern und hierdurch es dem Automatikgetriebe 14 zu ermöglichen, zu dem gewählten Gang herunterzuschalten. Zunächst stellt die Routine fest, ob die Drosselklappenstellung und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig sind. Wenn dieser Zustand bei Schritt 452 erfaßt wird, wird der Schneegang sofort zu dem ersten Gang bei Schritt 406 zurückgesetzt, wonach der Kein-Schlupf-Timer und der Drosselklappenstellungs-Hochschalter bei Schritt 408 wie zuvor beschrieben zurückgesetzt werden. Hierdurch wird ermöglicht, daß der Getriebegang zu dem ersten Gang entsprechend dem in normalen Schaltmustern heruntergeschaltet werden kann.
Wenn jedoch der Schritt 452 bestimmt, daß die Drosselklappenstellung und die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht niedrig sind, stellt die Routine bei Schritt 454 fest, ob der Kein-Schlupf-Timer größer ist als die Kalibrierungszeit KNS. Wenn dies nicht der Fall ist, wird der Kein-Schlupf-Timer bei Schritt 456 inkrementiert. Die Routine stellt dann fest, ob es vernünftig ist, ein Herunterschalten des Automatikgetriebes 14 zu erlauben, wobei berücksichtigt wird, daß die Zündzeitpunktsverzögerung nicht aktiv ist, so daß das Motordrehmoment nicht für eine Traktionssteuerung begrenzt ist.
Zuerst stellt die Routine bei Schritt 458 fest, ob die Drosselklappenstellung größer ist als eine Kalibrierungskonstante KTP wie beispielsweise 50%. Diese Drosselklappenstellung ist hoch genug, so daß das maximale Drehmoment in diesem Gang im wesentlichen durch den Motor 12 entwickelt wird. Zunächst unter der Annahme, daß die Drosselklappenstellung nicht größer als KTP ist, wird ein Hochschaltbegrenzungszähler UST bei Schritt 460 gelöscht, wonach die Routine an einem Schritt 462 bestimmt, ob sich das Fahrzeug in einem Freilaufzustand befindet. Wenn dies nicht der Fall ist, werden die Schritte 394 bis 400 wie zuvor beschrieben ausgeführt. Wenn jedoch der Freilaufzustand bei Schritt 462 festgestellt wird, stellt ein Schritt 464 fest, ob der Schneegang größer als oder gleich dem gewünschten Gang ist. Wenn der Schneegang größer als oder gleich dem gewünschten Gang ist, wird der Schneegang bei Schritt 466 dekrementiert. Der nächste 468 begrenzt den Schneegang auf den ersten Gang. Bei Schritt 470 wird der Kein-Schlupf-Timer auf Null zurückgesetzt.
Zurückkehrend zu Schritt 458, wenn der Drosselklappenstellungssensor anzeigt, daß die Drosselklappenstellung größer als oder gleich der Kalibrierungsschwelle KTP ist, wird der Drosselklappenstellungs-Hoch-Timer bei Schritt 472 inkrementiert. Der Drosselklappenstellungshochtimer wird dann mit einer Kalibrierungsschwelle KTP bei Schritt 474 verglichen. Wenn die Zeitdauer KTP ntcht abgelaufen ist, geht das Programm direkt zu Schritt 396 über, wo der Hochschaltverzögerungstimer dekrementiert wird, gefolgt durch Schritt 398, in dem der Schneegang auf einen Gang begrenzt wird, der geringer als oder gleich dem von dem Fahrer gewählten Gang ist. Zurückkehrend zu Schritt 474, wenn der Drosselklappenstellungs-Hoch-Timer die Zeit KTP überschreitet, bestimmt der Schritt 476, ob der Schneegang aktiv ist. Unter der Annahme, daß der Schneegang aktiv ist, inkrementiert ein Schritt 478 den Hochschaltungsbegrenzungszähler UST, wonach der Schneegang bei Schritt 466 verringert wird. Die Routine geht dann zu Schritt 468 und die nachfolgenden Schritte wie zuvor beschrieben über. Zurückkehrend zu Schritt 476, wenn der Schneegang nicht aktiv ist, wird der Schritt 478, in dem der Hochschaltbegrenzungszähler UST erhöht wird, umgangen. Zurückkehrend zu Schritt 454, wenn kein Schlupf für die Zeitdauer KNS vorgelegen hat wird der Schneegang bei einem Schritt 466 verringert. Zusammenfassend wird durch das Vorstehende für ein Herunterschalten unter Bedingungen gesorgt, wo die Drosselklappenstellung und die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig sind, eine Zeitdauer KNS ohne einen Schlupf abgelaufen ist, ein Freilaufzustand erfaßt worden ist, und ein Zustand mit eingeschaltetem Motor für eine vorgegebene Zeitdauer ohne einen Schlupf aufgetreten ist.
Bezugnehmend auf Figur 15 ist dort die Übersetzungsverhältnisauswahl-Subroutine 384 von Figur 11 dargestellt. Diese Routine beginnt bei einem Punkt 480, wo die Routine zuerst feststellt, ob der manuell gewählte gewünschte Gang kleiner oder gleich dem neutralen Gang ist. Wenn dies so ist, wird die Traktionsaktivlampe 66 gelöscht und das Schneegangaktiv-Flag wird bei Schritt 484 auf Null gesetzt. Wenn der gewünschte Gang sich in einem der Vorwärtsgänge befindet, wird der Schritt 486 ausgeführt, um den gewünschten Gang von dem Schaltmuster, welches in dem ROM in dem Getriebesteuermodul 46 gespeichert ist, zu bestimmen. Dieses Schaltmuster etabliert das gewünschte Übersetzungsverhältnis in Reaktion auf Parameter, die die Motorlast und die Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen können. Anschließend wird der Schneegang bei Schritt 488 mit dem gewünschten Gang, der aus dem Kalibrierungsschaltmuster erhalten wird, verglichen. Wenn er niedriger als der gewünschte Gang ist, geht das Programm zu dem Schritt 484 über, wo die Traktionsaktivlampe 66 und das Schneegang-aktiv-Flag gelöscht werden. Wenn jedoch der Schneegang größer als der gewünschte Gang ist, wodurch angezeigt wird, daß ein Hochschaltvorgang erforderlich ist, um die Autorität der Zündzeitpunktsverzögerungsroutine zu erhöhen und hierdurch ein übermäßiges Drehen zu begrenzen, geht das Programm zu einem Schritt 490 über, wo der gewünschte Gang gleich dem Schneegang gesetzt wird, welcher in der Traktionssteuerungsschneegangs-Subroutine 382 von Figur 12 etabliert worden ist. Dieser Gang wird dann durch das Getriebesteuermodul 46 befohlen, wodurch ein Hochschalten in den Übertragungsgetriebe bewirkt wird.
Wenn der Drosselklappenwinkel kleiner als die niedrige Schwelle KTA ist oder das Fahrzeug sich in einem Freilaufherunterschaltzustand befindet, ist es nicht wünschenswert, die Traktionsaktivlampe 66 mit Energie zu versorgen, da ein Schlupfvorgang nicht vorliegt. Wenn entsprechend jene Bedingungen durch die Schritte 492 und 494 erfaßt werden, wird der Schritt 484 ausgeführt, um die Traktion-aktiv-Lampe 66 zu löschen und das Schneegang-aktiv-Flag zu löschen. Ansonsten geht das Programm dazu über, den Schritt 496 auszuführen, um die Traktionsaktivlampe 66 zu setzen und das Schneegangaktivflag zu setzen, um anzuzeigen, daß das Automatikgetriebe 14 das Schlupfmuster in Reaktion auf ein Erfordernis, die Traktionssteuerung zu unterstützen, modifiziert. Anschließend kehrt das Programm zu der Hauptschleife von Figur 11 über Schritt 498 zurück.

Claims

1. Ein Traktionssteuersystem für ein Motorfahrzeug mit Rädern, die durch einen Motor (12) durch ein Automatikgetriebe (14) und ein Zündungssystem (26), welches geeignet ist, eine Verbrennung in verschiedenen Motorzylindern gemäß einem Zündzeitpunktssteuersignal zu beginnen, welches diesem gemäß einem Zündzeitpunktwert zugeführt wird, angetrieben wird, wobei das Automatikgetriebe eine Mehrzahl von vorwärtsübersetzungsverhältnissen hat, die von niedrig bis hoch variieren, wobei das Traktionssteuersystem umfaßt in Kombination Mittel (52) zur Bestimmung des Schlupfes in den angetriebenen Rädern, Mittel (30, 26, Fig. 6), die reagieren, wenn der festgestellte Schlupf einen gewünschten Radschlupfwert überschreitet, um den Zündzeitpunktswert in einer Richtung einzustellen, die eine Verringerung des Motordrehmomentausgangs bewirkt, um den Radschlupf zu dem gewünschten Radschlupfwert zurückzuführen; gekennzeichnet durch Mittel (30, 46, Fig. 12) zum Hochschalten des Automatikgetriebes, wenn das Einstellmaß des Zündzeitpunktwertes einen vorgegebenen Schwellwert erreicht.

2. Ein Traktionssteuersystem wie in Anspruch 1 beansprucht, in dem das Motorfahrzeug einen katalytischen Konverter (44) hat, durch den Verbrennungsabgase von dem Motor (12) zu der Atmosphäre ausgestoßen werden, worin das Traktionssteuersystem weiterhin Mittel zur Bestimmung der Temperatur des katalytischen Konverters besitzt; und worin der vorgegebene Schwellwert eine Funktion der erfaßten Temperatur des katalytischen Konverters ist.

3. Ein Traktionssteuersystem wie in Anspruch 1 oder Anspruch 2 beansprucht, in dem das Motorfahrzeug ein Brennstoffsteuersystem zur Zuführung einer Menge von Brennstoff zu den verschiedenen Motorzylindern besitzt, worin das Hochschaltmittel das Automatikgetriebe (14) hochschaltet, wenn das Einstellmaß des Zündzeitpunktwertes den vorgegebenen Schwellwert erreicht, der niedriger als ein Autoritätsgrenzwert ist; und worin das Traktionssteuersystem weiterhin Mittel umfaßt, um die zugeführte Brennstoffmenge zu verringern, wenn das Einstellmaß des Zündzeitpunktwertes den Autoritätsgrenzwert erreicht.