SE518037C2 - Förfarande och anordning för drivningsslirreglering - Google Patents

Description

' ß n.. z n i n »nr »sa n . p o -n- .- S 118 , 0 3 7 _ l . -_ Fördelar hos uppfinningen.

Genom lösningen enligt uppfirmingen förbättras avsevärt en drivningsslineglering speciellt i staitonirådet vad avser körkomfort och/eller fordonets stabilitet.

Speciellt leder angivelsen av ett börmotorvarvtal istället för det vid instabilitet inställ- da behovsmomentet till en mer harmonisk start, eftersom börvarvtalet som fimktion av olika driftsparametrar såsom körmotstånd, minimivarvtal, sliroptimum och växellå- dans utväxlingsförhållande på ett optimalt sätt kan angivas speciellt anpassat för start- förloppet.

Speciellt fördelaktigt är i detta sammanhang att tjuvstopp av dxivenheten vid fordon med manuell växel verksamt kan undvikas.

Genom det fördelaktiga tillvägagångssättet vid bromsingrepp, enligt vilket bromskraften på det hjul, som först visar otillåten sliming, uppbygges och regleras till slirningsoptimurn hos det andra hjulet, undvikes verksamt halkning i sidled, till och med på lutande körbana. Detta beror på att det andra hjulet huvudsakligen alltid rullar stabilt.

En särskild fördel är att sidoväxlande loss-spinning av drivhjulen, dvs. växelvis insta- bilitet hos drivhjulen undvikes, eftersom bromskraften på det ena hjulet minskas vid instabilitet på det andra, under det att detta andra hjul bromsas endast så mycket, att spirm hos detta hjul förhindras.

Särskilt fördelaktigt är det om såväl börvarvtalsregleringen som bromsingreppet sam- verkar.

Ritning.

Uppfinningen beskrivs nedan närmare med hjälp av på ritningen visade utföringsfor- mer. Fig. 1 visar en styrenhet för styrning av drivningsslimingen, under det att fig. 2 som flödesdiagram återger ett föredraget utföringsexempel av motoringrepp. F ig. 3 r-.uu 10 15 20 25 . r n.

I.) . . . . , .u .- 5-18 0.317 _ 3 . -i visar ett föredraget utföringsexempel för bromsingrepp som flödesdiagrarn, under det att fig. 4 återger tidsdiagram, som förtydligar fimktionen hos de båda lösningarna.

Beskrivning av utföringsexemplen.

Fig. 1 visar en styrenhet 10 som huvudsakligen består av åtminstone en mikrodator 12, en ingångskrets 14, en utgångslcrets 16 och ett kommunikationssystem 18, som förbin- der de nyss nämnda komponentema. Via ingångsledningar 20 - 24 tillföres styrenhe- ten 10 och i denna ingångskretsen 14 signaler från mätanordningar 26 - 30, vilka rep- resenterar hastigheterna hos fordonets hjul. Vidare matas via en ledning 32 från en motsvarande mätanordning 34 till ingångskretsen 14 en driftsstorhet, som represente- rar den aktuella utväxlingen i drivlinan, exempelvis de för ögonblicket ilagda växlama.

Dessutom fmns ingångsledningar 36 - 40, som från mätanordnirigar 42 - 46 tillför ytterligare driftspararnetrar hos drivenheten och/eller fordonet, vilka behövs i förbin- delse med drivningsslirregleringen. Exempel på dylika driftspararnetrar är exempelvis det av drivenheten avgivna vridmomentet, i utföringsexemplet med en förbrännings- motor spjällvinkeln, olika temperaturstorheter, motorvarvtalet, etc. Mätanordningama utgör härvid sensorer, som fastställer de angivna storhetema eller i andra utförings- forrner anordningar, som bestämmer storheterna ur en eller flera mätsigrraler. Via ut- gångsledningar 48 påverkar styrenheten 10 fordonets drivenhet 50, under det att den via utgångsledningar 52 styr fordonets bromssystem 54.

I beroende av utföringsexempel är drivenheten 50 en förbränningsmotor, en ehnotor, etc. I samband med lösningen enligt uppfinningen är detta oväsentligt, eftersom denna endast rör inställningen av vridmoment eller varvtal hos drivenheten.

På motsvarande sätt är bromssystemet 54 alltefter utfóringsexempel ett hydrauliskt, ett pneurnatiskt eller ett elektromotoriskt bromssystem l(hjulbromsar med elektromotor- driven åtspärming) eller kombinationer av dessa bromssystem. Nedan talas därför om bromskraft på hjulen, vilket alltefter utförande avser bromstrycket, bromskraften mel- lan körbana och däck, bromskraften inom området för hjulbromsen, ett där utövat bromsmoment, en strömstorhet som representerar en sådan storhet, etc. aruzn 10 15 20 25 ., ,, " 30 . .. 518 037 H För förbättring av drivmomentregleringen sker en ornkoppling till motorbörvarvtals- reglering i startområdet, dvs. inom området för små hjulhastigheter resp. fordonshas- tigheter och vid föreliggande startönskemål från föraren på slirningsregleringen, i be- roende av vilken behovsmomentet inställes. Börvarvtalet bildas härvid som fimktion av körmotstånden FWM, ett minimivarvtal Nmin, ett slimingsoptimum Äopt och växellådsutväxlirigen Iges. Körmotstånden beräknas härvid såsom beskrivits i den in- ledningsvis nämnda kända tekniken. Minimivarvtalet Nmin anges (kurva) i beroende av växellådsutväxlingen och betecknar det varvtal, under vilket risk för tjuvstopp av drivenheten föreligger. Slimingsoptimum anges likaledes via en kurva resp. en tabell, exempelvis i beroende av körhastigheten. I beroende av körmotstånden återges bör- varvtalet i ett applicerat karakteristikfált, en kurva eller i en tabell. I princip ökar mo- torvarvtalet med ökande körmotstånd. Om börvarvtalet underskrider det utväxlingsbe- roende minimivarvtalet, sättes det till detta varvtal. Vidare tas hänsyn till slirningsop- timum, varvid önskat beroende mellan börvarvtal och slimingsoptimum anges.

I det föredragna utföringsexemplet realiseras denna lösning som datorprogram hos mikrodatom 12. Ett exempel härpå återges som flödesschema i fig. 2.

Det i fig. 2 skisserade programmet inledes vid förutbestämda tidsintervall. I ett första steg 100 undersöks exempelvis på basis av åtminstone en hjulhastíghetsstorhet om systemet befirmer sig i startområdet, dvs. om ett fórutbestämt hjulhastighetströskel- värde över- eller underskrides. Dessutom eller alternativt utnyttjas en signal, som rep- resenterar förarönskemål, exempelvis körpedalläget, varvid startområde föreligger om eñektkrav från föraren (påverkad körpedal) konstateras. Om fordonet befmner sig i startområdet bestämmes enligt steg 102 börvarvtalet Nbör såsom ovan angivits och utrnatas i steget 104 till motorstyrenheten. I ett annat utföringsexempel beräknas varv- talsregleringen i bromsstyrenheten och avgives som styrsignal eller bönnomentvärde till motorstyrenheten. I detta fall år varvtalsregulatom realiserad som underliggande regulator i motormomentregulatorn eller i spjällregulatorn hos ABS/ASR-styrappara- ten. .,»»n 20 25 .fzw s.. .~ 518 037 5 _, I ett föredraget utföringsexempel sker varvtalsreglering inom ramen för styrenheten 10, varvid differensen mellan det inlästa är-motorvarvtalet och börmotorvarvtalet bil- das och exempelvis via en proportionalregulator omvandlas till ett vridmomentänd- ringsvärde för drivenheten. Detta överiöres sedan till motorstyrenheten. Efter steget 104 avslutas programmet.

Om fordonet ej befinner sig i startområdet genomföres en drivmomentreglering i mot- svarighet till den inledningsvis nämnda kända tekniken. Detta betyder att till att börja med i steget 106 bestämrnes för varje drivhjul det aktuella slirvärdet Äi i beroende av hjulhastighetema med hänsyn till åtminstone en referensstorhet. Därefter beräknas i steget 108 reducerings- eller behovsmomentet enligt de i känd teknik angivna form- lema. I steget 110 undersöks sedan om otillåtlig slirning, dvs. en slirning som ligger över förutbestämt slirningsoptimum, föreligger vid åtminstone ett drivhjul. Om detta är fallet avges enligt steg ll2 reducer- eller behovsmomentet för inställning till driven- hetens styrenhet, medan i annat fall programmet liksom efter steg 112 avslutas och åter upprepas vid förutbestämd tid.

I startområdet sker alltså omkoppling från slirningsreglering (stegen 106 - 112) till en varvtalsreglering (stegen 102 - 104).

Vid ett bromsingrepp, vilket i beroende av utforingsexempel kan ske altemativt eller istället för drivmomentreglering, genomföres följande lösning. Bromskraften på det hjul, som först uppvisar slirning (low-hjulet), regleras till det andra hjulets (high- hjulet) slimingsoptimum. Detta sker på följande sätt. När instabilitet uppträder upp- bygges eller ökas på low-hjulet till att börja med bromskraft tills en första instabilitets- gräns vid high-hjulet överskridits. Om en andra gräns överskrides vid high-hjulet sker bromskraftökning vid low-hjulet tills high-hjulet åter befmner sig i det stabila området.

Ingen bromskraftökning sker vid high-hjulet. I ett utföringsexempel sker endast från och med en förutbestämd bromskraft på low-hjulet en lätt törspänning av high-hjulet, dvs. en ringa bromskraft uppbygges vid detta for att förhindra att detta hjul spinner 20 i' 25 »visa .fw ... .- S18 037 (0 . -_ loss (mycket stor otillåten slirning). På detta sätt hålles ett en gång vid början av bromsingreppet utvalt high-hjul alltid stabilt tills bromsingreppet är avslutat, t.ex. genom att en ändring av förhållandena (exempelvis friktionskoefficienterna) uppträder vid drivhjulen.

Ett föredraget utföringsexempel av bromsingreppet återges i fig. 3 med hjälp av ett flödesschema. Även det där beskrivna programmet genomlöpes vid förutbestämda tid- punkter. I ett föredraget utföringsexempel genomföres programmet endast i startområ- det, men kan i andra tillämpningar utnyttjas inom hela drivfasen hos drivningsslirreg- leringen.

I det första steget 199 fastställes åtminstone på basis av hjulhastigheterna, t.ex. i enlig- het med de med hjälp av fig. 2 visade metodema, om otillåtlig slirning uppträder vid något av drivhjulen. Om detta icke är fallen avslutas programmet. I annat fall under- söks i steg 200 om den otillåtliga slirningen uppträder vid det första hjulet. Om detta är fallet defmieras enligt steg 102 hjul 1 som low-hjul, hjulet 2 som high-hjul. I armat fall, om den otillåtliga slirningen uppträder på det andra hjulet, definieras enligt steg 204 det andra hjulet som low-hjul och det första hjulet som high-hjul. Därpå sker i steg 206 bromskrafiuppbyggnad vid low-hjulet. I steg 208 bestämmes i beroende av hjul- hastigheten VhjulI för varje hjul dess aktuella slirning Xi. Därefter undersöks i steg 210 om det vid high-hjulet uppkommit en över optimum liggande slirning. Om detta är fallet undersöks i steg 212 om slirningen är större än en andra tröskel. Om detta är fallet minskas enligt steg 212 bromskraften på low-hjulet. Om slirningen på high- hjulet ärmu ej överskridit den andra tröskeln undersöks i steg 216 om slirningen har överskridit den första tröskeln, som är mindre än den andra tröskeln. Om så är fallet hålles i steg 218 bromskraften på low-hjulet. Om slirningen på high-hjulet är mindre än den första tröskeln eller om ingen slirning uppträder undersöks enligt steg 220 om otillåten slirning föreligger vid low-hjulet. Om så är fallet uppbygges bromskraft enligt steg 222, i armat fall minskas den enligt steg 224. Efter stegen 214, 218, 222 eller 224 undersöks i frågesteget 226 om den uppbyggda bromskraften P på low-hjulet är stor, dvs. om den har överskridit ett förutbestämt tröskelvärde. Om så är fallet uppbygges ivlsn 20 25 in n u i a .il »ia ii i 5 1 8 037 _? . _. enligt steg 228 en viss bromskraft på high-hjulet for att förspånna detta hjul. Om bromskraften har underskridit ett tröskelvärde, som ej behöver vara identiskt med trös- kelvärdet för bromskraftuppbyggnaden, uppbygges enligt steg 229 likaledes bromskraft. Därefter undersöks liksom efter steg 228 i steg 230, om bromsregleringen är avslutad. Detta är fallet om ingen slirning uppträder längre och bromskraften på low-hjulet minskat till noll. Om så är fallet avslutas programmet och inledes åter vid nästa tidpunkt, i annat fall upprepas programmet med steg 208.

I beroende av utföringsexempel utnyttjas endast drivmomentreglering eller bromsreg- lering eller båda lösningarna. Det sistnämnda visas vid exemplet av en typisk körsi- tuation i tidsdiagrammen i fig. 4.

I fig. 4a återges härvid motorvarvtalet Nmot över tiden T, i fig. 4b hastigheten Vlow hos low-hjulet, i fig. 4c hastigheten hos high-hjulet (Vhigh), i fig. 4d bromskraften (Plow) på low-hjulet och i fig. 4e bromskraften på high-hjulet (Phigh).

Figuren visar ett startfórlopp, vid vilket ett hjul uppvisar spinntendens. Vid tidpunkten TO överskrider hastigheten hos low-hjulet enligt fig. 4b det med streckad linje återgiv- na sliroptimum. Detta betyder att vid tidpunkten TO ökar bromskraften vid low-hjulet i motsvarighet till avståndet mellan low-hjulets hastighet och sliroptimum (jämför fig. 4d). Det reglerade motorvarvtalet visar ett stigande förlopp (se fig. 4a). Vid en tid- punkt T2 överskrider även hastigheten hos high-hjulet enligt 4c sliroptimum. Detta leder till att bromskraften på low-hjulet hålles (se fig. 4b). Eftersom bromskraften på low-hjulet redan vid tidpunkten T2 överskridit ett tröskelvärde, uppbygges vid denna tidpunkt på high-hjulet enligt fig. 4e bromskraft, för att iörspärma detta hjul. Vid tid- punkten T4 är slimingen på high-hjulet så stor (se fig. 4c), att bromskraftminskning sker vid low-hjulet (fig. 4d). Vid tidpunkten T5 underskrider high-hjulets hastighet sliroptimum (fig. 4c), så att bromskraftminskningen stannas vid tidpunkten T5 (fig. 4d). Till följd av den fortfarande bestående otillåtliga slimingen på low-hjulet upp- bygges därefter åter bromskraften (fig. 4d), tills high-hjulet vid tidpunkten T6 åter överskridit sliroptimum(f1g. 4c). Bromskraften på low-hjulet hålles (fig. 4d). Detta 513 03-; 4:12- Išßiiš _ 8 _ -_ förlopp upprepas tills tidpunkten T7, vid vilken såväl low- som high-hjulet ej längre är instabilt (fig. 4b, 4e). Till följd därav minskas vid tidpunkten T7 bromskraften på high- och low-hjulet till noll (fig. 4d och 4e). Därefter läninas startområdet. Fig. 4a visar alltså ett varvtalsforlopp, som erhållits enligt ovanstående beskrivning.

Sarnrnarifattiiingsvis kan fastställas att det drivhjul, vid vilket slirning först uppträder, genom bromskraftuppbyggnad, -minskning eller -hållning regleras så, att det andra drivhjulet löper inom slimingsoptimum. »iina

Claims (12)

,»|o; 10 15 20 25 5518 osv ”l Patentkrav

1. Förfarande för drivningsslirreglering, varvid vid spinntendens hos åtminstone ett drivhjul åtminstone vridmomentet hos drivenheten reduceras, kännetecknat av att inom startområdet sker en motorvarvtalsreglering, vars börvärde förutbestämmes i be- roende av driftsparametrar hos fordonet och drivenheten, och vilken inregleras vid for- donets drivenhet.

2. F örfarande enligt krav 1, kännetecknat av att börvarvtalet är beroende av körmot- ståndet, ett minimivarvtal, slimingsoptimum och växellådsutväxlingen.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att utom startorrirådet genomfö- res en slirningsreglering.

4. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att varvtalsregleringen realiseras i mo- mentregulatom hos ABS/ASR-styrapparaten.

5. Förfarande för drivningssliireglering, varvid vid spinntendens vid åtminstone ett drivhjul bromsen hos detta drivhjul påverkas för att reducera slimingen, känneteck- nat av att ett slimingen reducerande ingrepp sker på det hjul, vid vilket spinntendens först avkänts och att bromskraften vid detta hjul styres så, att det andra hjulet löper huvudsakligen stabilt.

6. Förfarande enligt krav 1 eller 5, kännetecknat av att dxivhjulet bromsas så, att det andra drivhjulet löper i slirningsoptimum.

7. Förfarande enligt krav 5 eller 6, kännetecknat av att vid instabilitet hos det andra hjulet minskas den på den första hjulet uppbyggda bromskraften. 11:e. 10 15 20 5 '18 0 3 7 _ I 0 . -.

8. Förfarande enligt något av kraven 5 - 7, kännetecknat av att vid instabilitet hos det andra hjulet sker bromskraftminslcningen tills det andra hjulet åter befinner sig i det stabila området.

9. Förfarande enligt något av kraven 5 - 8, kännetecknat av att från och med en be- stämd bromskraft på det första hjulet sker bromskraftuppbyggnad på det andra hjulet för att förspänna detta men vilken emellertid ej bidrager till väsentlig slirreducering.

10. F örfarande enligt något av kraven 5 - 9, kännetecknat av att vid överskridande av en första slirningsgräns på det andra hjulet stoppas bromskraftuppbyggnaden på det första hjulet.

11. Anordning för drivningsslirreglering, med en styrenhet, som avkänner spinnten- dens hos åtminstone ett drivhjul och vid avkänd spinntendens reducerar åtminstone vridmomentet hos fordonets drivenhet, kännetecknad av att styrenheten är så utfor- mad inom startorrirådet, att den i beroende av driftsparametrar hos fordonet och/eller dess drivenhet beräknar ett börvarvtalsvärde, vilket inregleras vid fordonets drivenhet.

12. Anordning för drivningsslirreglering, med en styrenhet, vilken avkärmer spirmten- dens hos åtminstone ett drivhjul och vilken vid avkänd spinntendens uppbygger bromskraft för reducering av spinntendensen, kännetecknad av att styrenheten är så utformad, att bromskraftuppbyggnaden sker endast vid det hjul, vid vilket spinnten- dens först uppträder, och bromskraften på detta hjul styres så, att det andra hjulet löper huvudsakligen stabilt.