DE19605263A1 - Beschleunigungsschlupf-Steuerungssystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schlupfsteue­ rung für ein Motorfahrzeug. Im einzelnen betrifft die Erfindung ein Beschleunigungsschlupf-Steuerungssystem für ein Motorfahrzeug, bei welchem ein Beschleuni­ gungsschlupf mittels einer Bremsensteuerungseinrich­ tung und einer Maschinenleistungssteuerungseinrich­ tung unterdrückt wird.

Zur Unterdrückung des sogenannten "Beschleunigungs­ schlupfs", der ein erheblicher Schlupf eines ange­ triebenen Rads ist und während des Startbetriebs oder Beschleunigungsbetriebs eines Motorfahrzeugs auf­ tritt, sind Beschleunigungsschlupf-Steuerungssysteme bekannt. Beispielsweise offenbart die Japanische Of­ fenlegungsschrift Nr. 16461/1989 ein Steuerungssy­ stem, bei dem Bremskräfte von vorbestimmter Stärke gleichzeitig an die jeweiligen angetriebenen Räder angelegt werden, wenn die Differenz zwischen den Schlupfwerten der rechten und linken angetriebenen Räder des Motorfahrzeugs gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.

Gemäß diesem Steuerungssystem wird in dem Falle, daß die Differenz zwischen den Schlupfwerten des rechten und linken angetriebenen Rads groß ist, das Antriebs­ rad mit dem kleineren Schlupf ebenfalls mit einer Bremskraft beaufschlagt, auch wenn ein Zustand vor­ liegt, in dem eine Schlupfsteuerung nicht erforder­ lich ist. Somit kann das Steuerungssystem das Auftre­ ten eines sogenannten gegenphasigen Schlupfs verhin­ dern, in welchem ein großes Drehmoment zwischen dem rechten und linken Antriebsrad über ein im Motorfahr­ zeug angeordnetes Differential hin- und herbewegt wird.

Des weiteren ist aus der Japanischen Offenlegungs­ schrift Nr.: 159857/1991 ein Beschleunigungsschlupf- Steuerungssystem bekannt, bei dem die Schlupfzustände des rechten und linken Rads während eines Beschleuni­ gungsbetriebs unabhängig voneinander ermittelt wer­ den, so daß die Steuerung der Bremsmomente für das rechte und linke Rad unabhängig voneinander in Abhän­ gigkeit von den Ermittlungsergebnissen gesteuert wer­ den können, und bei dem die den Antriebsrädern zuge­ führten Antriebskräfte mittels einer Steuerung des Öffnens und Schließens eines Drosselventils gesteuert werden. In diesem Falle werden die Bremsensteuerung und die Drosselventilsteuerung einander angeglichen, so daß die Beschleunigungsfähigkeit des Motorfahr­ zeugs in befriedigender Weise ohne negativen Einfluß auf dessen Bremssystem bereitgestellt werden kann.

Gemäß dem vorstehend angegebenen Stand der Technik wird, auch in dem Falle der Anwendung sowohl der Bremsensteuerung als auch der Maschinenleistungs­ steuerung zur Beschleunigungsschlupfsteuerung die Ausgangsleistung der Maschine des Motorfahrzeugs in jedem Fall nur dann vermindert, wenn in Bezug auf die Fahrzeuggeschwindigkeit (Geschwindigkeit der An­ triebsräder im Falle eines Zweiradantriebs) beide Rä­ der einen Schlupf aufweisen. Weist dagegen lediglich ein Rad einen Schlupf auf, dann wird der Schlupf mit­ tels der Bremskraft ohne Verminderung der Maschinen­ ausgangsleistung beschränkt. Da insbesondere die Ma­ schinenausgangsleistung nicht in Bezug auf lediglich ein Rad vermindert werden kann, wenn ein anderes an­ getriebenes Rad keinen Schlupf aufweist, wird die Ma­ schinenausgangsleistung unter der Annahme nicht ver­ mindert, daß das Kraftfahrzeug mittels der durch das Antriebsrad ohne Schlupf aufgebrachten Antriebskraft beschleunigt werden kann.

Wird jedoch ein Kraftfahrzeug beschleunigt, dessen rechtes und linkes Antriebsrad auf einer Straßenober­ fläche mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten (µ) laufen, dann wird das Rad auf der Seite des klei­ neren Reibungskoeffizienten einen Schlupf aufweisen.

Wird in diesem Falle der Schlupf lediglich mittels der Bremskraft auf der Basis einer Bremsensteuerung beeinflußt, dann kann sich in manchen Fällen die Dif­ ferenz zwischen den Drehzahlen der angetriebenen Rä­ der vor einem Rückgang des Schlupfs vergrößern. In diesem Falle vergrößert sich das Produkt (der soge­ nannte "PV-Wert") einer relativen Schlupfgeschwindig­ keit V und eines Oberflächendrucks P, wodurch sich ebenfalls die Belastung eines im Kraftfahrzeug ange­ ordneten Differentials vergrößert. Hierbei tritt die relative Schlupfgeschwindigkeit V als eine Geschwin­ digkeit zwischen einem Ritzel und einer Ritzelwelle innerhalb des Differentials auf, und der Oberflächen­ druck P ist ein Druck, mit dem die Ritzelwelle gegen das Ritzel drückt. Dabei tritt bei dem Differential die Gefahr des Festfressens auf.

Bezeichnet nun der Buchstabe k eine Konstante, die entsprechend dem Typ des Differentials bestimmt ist, das Symbol ΔN eine Differenz zwischen den Drehzahlen der angetriebenen Räder und bezeichnet das Symbol T_D/S den Gesamtbetrag des Antriebswellenmoments auf der rechten und linken Seite des Kraftfahrzeugs, dann wird der PV-Wert gemäß der nachfolgenden Gleichung (1) berechnet:

PV = k × ΔN × T_D/S (1)

Die an der Reibungsoberfläche (zwischen der Ritzel­ welle und dem Ritzel) entstehende Wärmemenge und der Temperaturanstieg der Reibungsoberfläche sind zum PV-Wert proportional. Ist eine bestimmte Temperatur der Reibungsoberfläche erreicht, dann wird sich das Differential infolge einer Unterbrechung des Ölfilms festfressen. Somit ist es der PV-Wert, der den er­ laubten Temperaturanstieg der Reibungsoberfläche des Differentials bestimmt.

Das aus der Japanischen Offenlegungsschrift Nr.: 16461/1989 bekannte Steuerungssystem vermindert die Drehzahldifferenz ΔN in Gleichung (1). Da jedoch das Steuerungssystem nicht das Maschinendrehmoment ver­ mindert, vergrößert sich das gesamte Antriebswellen­ drehmoment T_D/S infolge der Bremsung und führt zu ei­ nem größeren PV-Wert. Daher ist das aus dem Stand der Technik bekannte Steuerungssystem zum Schutze des Differentials nicht ausreichend.

Das aus der Japanischen Offenlegungsschrift Nr.: 159857/1991 bekannte Steuerungssystem vermindert das Ausmaß der Drehmomentverminderung auf der Basis der Drosselventilsteuerung zur Sicherstellung einer Be­ schleunigungsfähigkeit, wenn das linke und rechte Fahrzeugrad auf Straßenoberflächen mit jeweils unter­ schiedlichen Reibungskoeffizienten µ laufen. Somit wird auch hier das gesamte Antriebswellendrehmoment T_D/S eher vergrößert. Da ferner die Drehzahldifferenz ΔN in Gleichung (1) beispielsweise infolge von Ände­ rungen des Reibungskoeffizienten µ groß wird, wird auch der PV-Wert zur Vergrößerung der Belastung des Differentials größer.

Wie vorstehend beschrieben vermindern die Systeme ge­ mäß dem Stand der Technik die Drehmomente grundsätz­ lich in Beziehung zur Fahrzeuggeschwindigkeit, so daß eine derartige Steuerung nicht direkt den Gesichts­ punkt des Schutzes des Differentials berücksichtigt.

Des weiteren ist der Fall, bei dem lediglich ein An­ triebsrad einen Schlupf aufweist (während ein anderes Antriebsrad keinen Schlupf aufweist) im allgemeinen berücksichtigt durch Bremskräfte ohne Verminderung der Maschinenausgangsleistung, so daß die Beschleuni­ gungsfähigkeit nicht vermindert wird. Hierbei wird jedoch die Belastung des Differentials nicht verrin­ gert.

Die Systeme gemäß dem Stand der Technik sind somit nicht geeignet, das Differential wirksam zu schützen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Beschleunigungsschlupf-Steuerungssystem der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß die Bela­ stung eines Differentials gezielt zum Schutze des Differentials vermindert werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den in den Pa­ tentansprüchen 1 und 9 angegebenen Mitteln gelöst.

Auf diese Weise wird gemäß Patentanspruch 1 in dem Falle, daß der Verlauf der Beschleunigungsschlupf­ steuerung ermittelt wurde und daß bewertet wurde, daß die Geschwindigkeitsdifferenz des rechten und linken Antriebsrads gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist, die Maßnahmen der Beschleunigungsschlupfre­ gelungen auf der Basis der Maschinenausgangslei­ stungssteuerungseinrichtung und der Bremsensteue­ rungseinrichtung geändert. Somit wird das gesamte An­ triebswellendrehmoment T_D/S (gemäß Gleichung (1)), das auf das Differential einwirkt, mittels einer Ma­ schinenausgangsleistungssteuerung vermindert, oder die Drehzahldifferenz ΔN (gemäß Gleichung (1)) des rechten und linken Antriebsrads wird durch eine Bremssteuerung vermindert, wobei der PV-Wert zur Er­ mäßigung der Belastung des Differentials klein ge­ macht werden kann.

Ferner wird gemäß Patentanspruch 9 der vorbestimmte Wert zum Ändern der Maßnahmen der Beschleunigungs­ schlupfsteuerungen auf der Basis der Maschinenlei­ stungssteuerungseinrichtung und der Bremsensteue­ rungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Belastungs­ zustand des Differentials geändert. Bei einem Be­ triebszustand des Kraftfahrzeugs, bei dem das Diffe­ rential gleichmäßig einer großen Belastung unter­ liegt, kann das Steuerungssystem in der Weise verein­ facht werden, daß die geänderte (spezifische) Be­ schleunigungsschlupfsteuerung beginnt, wodurch die Belastung des Differentials in angemessener Weise vermindert werden kann.

Des weiteren kann die Belastung des Differentials in Abhängigkeit von einer Akkumulation des PV-Werts gut abgeschätzt werden.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestal­ tungen der Erfindung gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des grundsätzlichen Aufbaus der vorliegenden Erfin­ dung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung eines weiteren Gesichtspunkts der vorliegenden Erfin­ dung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Be­ schleunigungsschlupf-Steuerungssystems für ein Kraft­ fahrzeug,

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der Steuerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der Steuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbei­ spiel, und

Fig. 6 eine grafische Darstellung zur Veran­ schaulichung des PV-Werts eines Differentials in der Beschleunigungsbetriebsart des Motorfahrzeugs mit weit geöffnetem Drosselventil in dem Falle, daß das linke und rechte Antriebsrad des Kraftfahrzeugs je­ weils auf Straßenoberflächen mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten laufen.

Gemäß Fig. 3 umfaßt das Kraftfahrzeug eine Maschine 10, ein Differential 12, ein linkes Antriebsrad 14 und ein rechtes Antriebsrad 16. Das Steuerungssystem umfaßt Radgeschwindigkeitssensoren 18 und 20 zur je­ weiligen Erfassung der Drehzahlen der Antriebsräder 16 und 14.

Das Steuerungssystem umfaßt ferner einen Maschinen­ drehzahlsensor 22 zur Erfassung der Drehzahl (in 1/min) der Maschine 10, und einen Drosselöffnungs­ gradsensor 24 zur Erfassung des Öffnungsgrads des im Ansaugsystem der Maschine 10 angeordneten Drosselven­ tils. Eine linke Bremse 26 bremst das linke Antriebs­ rad 14 während eine rechte Bremse 28 das rechte An­ triebsrad 16 bremst. Eine hydraulische Steuerungsein­ heit 30 steuert die Bremsen 26 und 28 durch einen je­ weiligen Öldruck.

Bezugszeichen 32 bezeichnet eine Hauptsteuerungsein­ heit 32. Nach Erhalt von Erfassungssignalen der ein­ zelnen Sensoren führt die Hauptsteuerungseinheit 32 an der Maschine 10 eine Brennstoffabschaltsteuerung und die hydraulische Steuerungseinheit 30 eine Brem­ sensteuerung in Abhängigkeit von einem nachstehend noch beschriebenen Steuerungsablauf durch.

Nachstehend wird nun ein erstes Ausführungsbeispiel beschrieben.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel werden zur Ver­ hinderung eines Festfressens des Differentials 12 in dem Falle, daß die Differenz zwischen den Drehzahlen der Antriebsräder 14 und 16 einen Schwellenwert (vorbestimmten Wert) erreicht oder diesen übersteigt, eine spezifische Maschinenausgangsleistungssteuerung und eine spezifische Bremssteuerung zum Schutz des Differentials 12, wie es nachstehend noch beschrieben wird, mit Vorrang vor Rückkopplungsregelungen ent­ sprechend bekannten Beschleunigungsschlupfregelungen durchgeführt.

Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung der Steuerungen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das nachstehend beschrieben wird.

Bei einem Schritt 100 wird bewertet, ob die konven­ tionelle Beschleunigungsschlupfsteuerung (auf der Ba­ sis einer Rückkopplungsregelung) durchgeführt wird.

Die Bewertung wird durch die Hauptsteuerungseinheit 32 selbst durchgeführt. Wird keine Beschleunigungs­ schlupfsteuerung durchgeführt, dann ist die Bremsen­ steuerung nicht aktiv und üblicherweise ist die Dreh­ zahldifferenz nicht sehr groß. Somit vergrößert sich der PV-Wert (gemäß Gleichung (1)) des Differentials 12 ebenfalls nicht. Der Steuerungsablauf wird somit ohne Maßnahmen beendet.

Wird eine Beschleunigungsschlupfsteuerung durchge­ führt, dann geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt 105, in welchem die Drehzahldifferenz ΔN = |V_WDR - V_WDL| zwischen den Drehzahlen der An­ triebsräder 14 und 16 auf der Basis von mittels der Radgeschwindigkeitssensoren 18 und 20 ermittelten Si­ gnalen berechnet wird. Hierbei bezeichnet. V_WDR die Drehzahl des rechten Antriebsrads 16 und V_WDL be­ zeichnet die Drehzahl des linken Antriebsrads 14. Im nachfolgenden Schritt 110 wird sodann überprüft, ob die Drehzahldifferenz ΔN gleich einem oder größer als ein Schwellenwert ΔN_S ist.

In dem Falle, daß die Drehzahldifferenz ΔN nicht gleich oder größer als der Schwellenwert ΔN_S ist, kehrt der Steuerungsablauf zu Schritt 100 zurück. In dem Fall jedoch, daß die Differenz ΔN gleich dem oder größer als der Schwellenwert ΔN_S ist, geht der Steue­ rungsablauf zu den nächsten Schritten 120 und 130 über, in welchem die Hauptsteuerungseinheit 32 die hydraulische Steuerungseinheit 30 und die Maschine 10 zur Durchführung einer speziellen Bremsensteuerung und einer Brennstoffabschaltsteuerung anweist zur Verminderung des PV-Werts zum Schutz des Differenti­ als 12. Bei der Bremsensteuerung in Schritt 120 wird die auf das Antriebsrad 14 oder 16 mit dem größeren Schlupf einwirkende Bremskraft zur Verminderung der Drehzahldifferenz ΔN der Antriebsräder 14 und 16 ver­ größert. Die Vergrößerung des Bremsdrucks wird schnell schon in der Anfangsphase der Beschleuni­ gungsschlupfsteuerung durchgeführt. Dabei ist beab­ sichtigt, die große Drehzahldifferenz ΔN schneller als im Normalzustand der Beschleunigungsschlupfsteue­ rung zu vermindern, indem das Antriebsrad 14 oder 16 mit dem größeren Schlupf gemäß einem besonderen Steuerungsmuster, das eine größere Wirksamkeit bezüg­ lich der Vergrößerung des Bremsdrucks der jeweils entsprechenden Bremse 26 oder 28 aufweist, abgebremst wird.

Ferner wird im Rahmen der Brennstoffabschaltsteuerung gemäß Schritt 130 zur konventionellen Rückkopplungs­ regelung voreilend eine Mehrzylinder-Brennstoffab­ schaltsteuerung durchgeführt, wobei der Zielwert (Sollwert) des PV-Werts (auch in dem Falle, daß von den Antriebsrädern 14 und 16 eines einen Schlupf auf­ weist) erfüllt ist, wodurch das Ausgangsdrehmoment der Maschine 10 vermindert wird. Dabei ist die Brenn­ stoffabschaltsteuerung im vorliegenden Fall ebenfalls wirksam zur Beendigung des gegenphasigen Schlupfs zwischen den Antriebsrädern 14 und 16 und zur Vermin­ derung der Drehzahldifferenz ΔN dieser Antriebsräder.

In einem Schritt 140 wird nachfolgend die Differenz ΔN = |V_WDR - V_WDL| zwischen den Drehzahlen der An­ triebsräder 14 und 16 berechnet. Ferner wird in einem Schritt 150 bewertet, ob die Drehzahldifferenz ΔN der Antriebsräder 14 und 16 kleiner als ein Schwellenwert ΔN_E ist. In dem Falle, daß die Differenz ΔN kleiner als der Schwellenwert ΔN_E ist, wird die besondere Steuerung zum Schutz des Differentials 12 beendet und die konventionelle Rückkopplungsregelung wiederaufge­ nommen. Im Gegensatz dazu wird in dem Falle, daß die Differenz ΔN nicht kleiner als der Schwellenwert ΔN_E ist, die besondere Steuerung der Schritte 120 und 130 zum Schutz des Differentials fortgesetzt, bis die Differenz ΔN kleiner als der Schwellenwert ΔN_E wird.

Zur Vermeidung von Regelungsschwingungen bei den Be­ wertungen zu Beginn und am Ende der besonderen Steue­ rungen zum Schutz des Differentials 12 wird die Be­ ziehung ΔN_S < ΔN_E derart eingestellt, daß eine Hyste­ rese bezüglich der Bedingungen zum Starten und Been­ den der besonderen, dem Schutz dienenden Steuerungen erzielt wird. Ferner wird die Beziehung ΔN_S < (V_t - V_e) derart eingestellt, daß verhindert wird, daß die besonderen Steuerungen früher als die konventionelle Beschleunigungsschlupfsteuerungen beginnen. Hierbei bezeichnet V_t eine Sollfahrzeuggeschwindigkeit und V_e bezeichnet eine geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit.

Beispielsweise wird angenommen, daß die Sollfahrzeug­ geschwindigkeit V_t in einem Hochgeschwindigkeits- Betriebszustand des Kraftfahrzeugs als ein Wert vor­ liegt, der größer als die geschätzte Fahrzeugge­ schwindigkeit V_e und dem Produkt dieser geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit V_e und einem Schlupffaktor (3 ∼ 5 [%]), insbesondere 1.03V_e ∼ 1.05V_e [km] ist, und die Sollfahrzeuggeschwindigkeit V_t in einem Nied­ riggeschwindigkeit-Betriebszustand des Kraftfahrzeugs gegeben ist durch einen Wert, der erhalten wird durch Addition eines vorbestimmten Werts (3 ∼ 5 [km]) zur geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeit V_e, insbesondere V_e + (3 ∼ 5) [km]. Dabei ist die geschätzte Fahrzeug­ geschwindigkeit V_e die Fahrzeuggeschwindigkeit, die aus den Geschwindigkeiten der nicht gezeigten An­ triebsräder des Kraftfahrzeugs geschätzt wird.

Nachstehend wird nun ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben.

Auch wenn die besonderen Steuerungen zum Schutz des Differentials 12, wie vorstehend beschrieben, durch­ geführt werden, können diese besonderen Steuerungen unter bestimmten Umständen einen Schutz des Differen­ tials 12 nicht gewährleisten. Beispielsweise kann ei­ ne Situation auftreten, in der das Kraftfahrzeug wie­ derholt einen schwierigen Fahrzustand durchführt, in welchem es mit einem weit geöffneten Drosselventil beschleunigt wird und wobei das rechte und linke An­ triebsrad 16 und 14 auf einer Straßenoberfläche mit unterschiedlichem Reibungskoeffizienten (µ) läuft.

Bei dieser Fahrsituation werden allmählich Belastun­ gen im Differential 12 angesammelt. Somit könnte das Differential 12 trotz der besonderen schützenden Steuerungen festfressen, auch wenn die tatsächliche Belastung des Differentials 12, die zu der bestimmten Zeit vorliegt, nicht so groß ist.

Im zweiten Ausführungsbeispiel wird daher der Bela­ stungszustand des Differentials 12 in Ausdrücken des PV-Werts geschätzt. Insbesondere wird der PV-Wert be­ rechnet und akkumuliert. Wird der akkumulierte PV-Wert groß, dann werden die vorstehend genannten Schwellenwerte ΔN_S und ΔN_E zur Entscheidung der Be­ dingungen zum Starten und Beenden der besonderen schützenden Steuerungen geändert, so daß das Be­ schleunigungsschlupf-Steuerungssystem entlastet wird zum Beginnen der besonderen Steuerungen zum Schutz des Differentials 12.

Die Berechnung des PV-Werts, die Akkumulation der PV-Werte, die Abschätzung des Belastungszustands, die Änderungen der vorbestimmten Werte, usw., die nach­ stehend noch beschrieben werden, werden alle von der Hauptsteuerungseinheit 32 durchgeführt.

Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des Steuerungsablaufs gemäß dem zweiten Ausführungs­ beispiel.

In einem Schritt 200 wird zuerst ein Wert PV_INTG(1) = 0 als Anfangswert der akkumulativen Belastung des Differentials 12 eingestellt.

In einem Schritt 210 wird nachfolgend bewertet, ob eine Beschleunigungsschlupfsteuerung durchgeführt wird. In dem Falle, daß die Beschleunigungsschlupf­ steuerung nicht durchgeführt wird, ist die Bremsen­ steuerung nicht aktiviert und folglich wird der PV-Wert selten vergrößert. Der Steuerungsablauf kehrt daher zu Schritt 200 ohne Berechnung der Belastung des Differentials 12 zurück.

Wird jedoch eine Beschleunigungsschlupfsteuerung durchgeführt, dann geht der Steuerungsablauf zu einem Schritt 220 über, in welchem die Differenz ΔN = |V_WDR - V_WDL| zwischen den Drehzahlen der rech­ ten und linken Antriebsräder 16 und 14 berechnet wird.

In einem nächsten Schritt 230 wird das gesamte An­ triebswellendrehmoment T_D/S (von Gleichung (1)) be­ rechnet. Während der Beschleunigungsschlupfsteuerung ist das gesamte Drehmoment T_D/S im wesentlichen gleich einem Wert, der erhalten wird durch Multipli­ kation des Ausgangsdrehmoments der Maschine 10 mit sowohl einem Getriebeübertragungsverhältnis "i_T/M" als auch einem Differentialverhältnis "i_diff". Das Gesamtdrehmoment wird daher gemäß der nachfolgenden Gleichung (2) berechnet:

T_D/S = (T_E - T_F/C) × i_diff × i_T/M (2)

Hierbei bezeichnet T_E ein Maschinenausgangsdrehmo­ ment, das erhalten wird aus einem Kennfeld bezüglich des Drosselöffnungsgrads und der Maschinendrehzahl auf der Basis von Werten, die durch den Drosselöff­ nungssensor 24 und den Maschinendrehzahlsensor 22 er­ mittelt werden. Des weiteren bezeichnet T_F/C denjeni­ gen Betrag der Drehmomentverminderung, der auf der Basis der Brennstoffabschaltsteuerung erzielt wird und der berechnet wird durch eine Proportionalberech­ nung aus dem Maschinenausgangsdrehmoment T_EC und ei­ nem Maschinendrehmoment, das gebildet wird, wenn für alle Zylinder der Maschine 10 der Brennstoff abge­ schaltet wird.

Im nächsten Schritt 240 wird der PV-Wert des Diffe­ rentials 12 berechnet. Dabei erfolgt die Berechnung in Abhängigkeit von der vorstehend angegebenen Glei­ chung (1).

In einem Schritt 250 wird nachfolgend bewertet, ob der berechnete PV-Wert gleich einem oder größer als ein Schwellenwert PV_thres ist. In dem Falle, daß der PV-Wert kleiner als der Schwellenwert PV_thres ist, wird entsprechend bewertet, daß das Differential 12 eine unendliche Lebensdauer aufweist. In diesem Falle kehrt der Steuerungsablauf zu Schritt 210 zurück ohne Durchführung einer Akkumulationsberechnung der Bela­ stung des Differentials 12.

In dem Falle, daß der PV-Wert gleich dem oder größer als der Schwellenwert PV_thres ist, wird die akkumula­ tive Berechnung des PV-Werts in einem Schritt 260 durchgeführt. Insbesondere wird gemäß Fig. 6 der PV-Wert für einen Teil einer PV-Wert-Fläche (schraf­ fierte Fläche in Fig. 6) integriert (jeweils mit Δt = 24 [ms]), bei der der Schwellenwert PV_thres überschritten ist. Der integrierte PV-Wert wird in akkumulativer Weise zum letzten Ergebnis PV_INTG(n-1) gemäß der nachfolgenden Gleichung (3) addiert:

PV_INTG(n) = PV_INTG(n-1) + ∫ PV dt (3)

Der erhaltene Belastungsakkumulationswert PV_INTG(n) wird in der Hauptsteuerungseinheit 32 gespeichert.

In einem Schritt 270 wird nachfolgend überprüft, ob der Belastungsakkumulationswert PV_INTG(n) gleich ei­ nem oder größer als ein Schwellenwert PV_lim ist. In dem Falle, daß der Belastungsakkumulationswert PV_INTG(n) nicht gleich dem oder größer als der Schwellenwert PV_lim ist, kehrt der Steuerungsablauf zu Schritt 210 zurück, wodurch die Akkumulation wei­ ter fortgesetzt wird. Tritt demgegenüber der Fall auf, daß der Belastungsakkumulationswert PV_INTG(n) gleich dem oder größer als der Schwellenwert PV_lim ist, dann wird bewertet, daß die Belastung des Diffe­ rentials 12 groß geworden ist. In diesem Falle werden im nächsten Schritt 280 die vorbestimmten Werte ΔN und ΔN_E für die Bedingungen zum Starten und Beenden der besonderen Steuerungen jeweils mit einem Betrag KV (offset) korrigiert zum Erhalten neuer Schwellen­ werte ΔN_S und ΔN_E zur Vereinfachung des Beginns der besonderen Steuerungen zum Schutz des Differentials 12, wie es in Gleichung (4) angegeben ist:

ΔN_S - ΔN_S - KV
ΔN_E - ΔN_E - KV (4)

Hierbei wird ein unterer Schutzgrenzwert für die Kor­ rektur KV eingestellt, der größer ist als der Wert ΔN_S = V_wt - V_we, wobei V_wt eine Sollradgeschwindig­ keit und V_we. eine geschätzte Radgeschwindigkeit be­ zeichnen.

Wie vorstehend beschrieben werden die besonderen Steuerungen zum Schutz des Differentials 12 durchge­ führt, wenn die Drehzahldifferenz ΔN der Antriebsrä­ der den vorbestimmten Wert ΔN_S annimmt oder über­ schreitet während der Beschleunigungsschlupfsteue­ rung. Im ersten Ausführungsbeispiel werden die beson­ deren Steuerungen unmittelbar jedesmal dann durchge­ führt, wenn die Drehzahldifferenz ΔN den Wert ΔN_S an­ nimmt. Im zweiten Ausführungsbeispiel werden demge­ genüber die vorbestimmten Werte ΔN_S und ΔN_E zur Durchführung der besonderen Steuerungen geändert, wenn die akkumulierte Belastung des Differentials 12 einen bestimmten Grad erreicht hat, wodurch der Be­ ginn der besonderen Steuerungen erleichtert wird.

Dabei wird gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die Belastung lediglich bei identischer Beschleunigungs­ schlupfsteuerung akkumuliert. Wird die Beschleuni­ gungsschlupfsteuerung beendet, dann wird der akkumu­ lative Wert PV_ENTG gelöscht und auf 0 gesetzt.

In einigen Fällen wird jedoch das Kraftfahrzeug er­ neut gestartet, unmittelbar nachdem der Zündschalter ausgeschaltet wurde. In diesem Falle ist jedoch zu befürchten, daß das Differential 12 bereits eine be­ trächtliche akkumulative Belastung angesammelt hat und eine nachfolgende weitere Belastung zu einem Festfressen des Differentials 12 führen kann. Einer derartigen Situation wird in der nachfolgenden Weise begegnet. Ein Schwellenwert wird zusätzlich zum Schwellenwert PV_lim eingestellt. Ist der Belastungs­ akkumulationswert PV_INTG(n) gleich dem oder größer als der zusätzliche Schwellenwert, dann werden die Daten bezüglich dieses Akkumulationswerts beispiels­ weise in einem Sicherungsspeicher RAM der Hauptsteue­ rungseinheit 32 auch beim Ausschalten des Zündschal­ ters gespeichert. Die gespeicherten Daten werden im Rahmen der nächsten Akkumulationsberechnung verwen­ det, wodurch die Akkumulation fortgesetzt werden kann.

Dabei kann ferner der Fall auftreten, daß der Bela­ stungsakkumulationswert PV_INTG(n) einmal vergrößert wurde und die Maschine 10 weiterhin betrieben wird, wobei die Temperatur des Differentials im Verlauf ei­ ner längeren Zeitdauer seit der Vergrößerung des Be­ lastungsakkumulationswerts absinkt. In diesem Falle ist nicht zu befürchten, daß das Differential 12 festfressen kann. In entsprechender Weise kann daher das Steuerungssystem derart ausgestaltet sein, daß eine Zeitdauer zur Akkumulation der PV-Werte zuvor bestimmt wird, daß die PV-Werte während der vorbe­ stimmten Zeitdauer akkumuliert werden und daß der Ak­ kumulationswert gelöscht und auf 0 gesetzt wird, wenn dieser einen vorbestimmten Wert innerhalb einer vor­ bestimmten Zeitdauer nicht überschreitet.

Auf diese Weise kann das Differential in noch wirksa­ merer Weise geschützt werden. Wie vorstehend be­ schrieben werden die Verfahren zur Beschleunigungs­ schlupfsteuerung geändert, wenn die Drehzahldifferenz des rechten und linken Antriebsrads 16 und 14 gleich einem oder größer als ein vorbestimmter Wert ist.

Hierdurch wird die Wirkung erzielt, daß die Belastung eines Differentials vermindert und das Differential vor einem Festfressen geschützt werden kann.

Ferner wird in dem Falle, daß der Belastungszustand des Differentials geschätzt wird und der vorbestimmte Wert in Abhängigkeit vom geschätzten Belastungszu­ stand geändert wird, das Differential in wirksamer Weise auch dann geschützt, wenn ein Fahrzustand vor­ liegt, bei welchem eine auf das Differential einwir­ kende Belastung weiter andauert.

Somit wird bei einem Beschleunigungsschlupf-Steue­ rungssystem für ein Kraftfahrzeug eine auf ein im Kraftfahrzeug angeordnetes Differential wirkende Be­ lastung zum Schutz des Differentials vor einem Fest­ fressen vermindert. In dem Falle, daß während einer Beschleunigungsschlupfregelung die Drehzahldifferenz der Antriebsräder, die mittels einer Geschwindig­ keitsdifferenz-Erfassungseinrichtung erfaßt wird, größer ist als ein vorbestimmter Wert oder diesen überschreitet, werden die Verfahren der Beschleuni­ gungsschlupfsteuerung in Verbindung mit einer Brem­ sensteuerungseinrichtung und einer Maschinenlei­ stungssteuerungseinrichtung mittels einer besonderen Steuerungseinheit geändert.

Claims (9)

1. Beschleunigungsschlupf-Steuerungssystem für ein Kraftfahrzeug, bei dem ein Beschleunigungsschlupf der Antriebsräder mittels einer Bremsensteuerungsein­ richtung und einer Maschinenleistungssteuerungsein­ richtung unterdrückt wird, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (18, 20, 32) zur Erfassung ei­ ner Drehzahldifferenz zwischen den Antriebsrädern (14, 16) des Kraftfahrzeugs,
eine Einrichtung (32) zur Einstellung eines vor­ bestimmten Werts,
eine Einrichtung (32) zur Bewertung, ob die Drehzahldifferenz der Antriebsräder (14, 16) größer als ein vorbestimmter Wert ist oder diesen über­ steigt,
eine Einrichtung (32) zur Erfassung, ob die Be­ schleunigungsschlupfsteuerung andauert, und
eine Einrichtung (32) zur Durchführung einer be­ sonderen Steuerung, bei der die Art und Weise der Be­ schleunigungsschlupfsteuerung auf der Basis der Brem­ sensteuerungseinrichtung (30, 32) und der Maschinen­ leistungssteuerungseinrichtung (30) geändert wird, wenn die Drehzahldifferenz der Antriebsräder (14, 16) derart bewertet wird, daß sie während einer Beschleu­ nigungsschlupfsteuerung gleich dem vorbestimmten Wert ist oder diesen übersteigt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einrichtung (32) zur Durchführung einer besonderen Steuerung die Änderung der Art und Weise der Beschleunigungsschlupfsteuerungen durchführt durch Vergrößern des Bremsdrucks in gleicher Schnel­ ligkeit wie in der Anfangsphase der Beschleunigungs­ schlupfsteuerung mittels der Bremsensteuerungsein­ richtung (30, 32).

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einrichtung (32) zur Durchführung einer besonderen Steuerung die Änderung der Art und Weise der Beschleunigungsschlupfsteuerung durchführt durch Bewirken einer Mehrzylinder- Brennstoffabschaltsteuerung zur Verminderung einer Ausgangsleistung der Maschine (10) mittels der Ma­ schinenleistungssteuerungseinrichtung (32).

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Einrichtung (32) zur Durchführung einer besonderen Steuerung die Änderung der Art und Weise der Beschleunigungsschlupfsteuerungen durchführt durch Vergrößern eines Bremsdrucks ein gleicher Schnelligkeit wie in der Anfangsphase der Beschleuni­ gungsschlupfsteuerung mittels der Bremsensteuerungs­ einrichtung (30, 32), sowie durch Bewirken einer Mehrzylinder-Brennstoffabschaltsteuerung zur Vermin­ derung einer Ausgangsleistung der Maschine (10) mit­ tels der Maschinenleistungssteuerungseinrichtung (32).

5. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (32) zum Abschätzen eines Bela­ stungszustands eines im Kraftfahrzeug angeordneten Differentials (12), und eine Einrichtung (32) zur Än­ derung des vorbestimmten Werts in Abhängigkeit von dem geschätzten Belastungszustand.

6. System nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (32) zur Berechnung eines PV-Werts des Differentials (12) und einer Akkumulation der PV- Werte, wobei die Einrichtung (32) zur Abschätzung des Belastungszustands des Differentials (12) den Bela­ stungszustand in Abhängigkeit von der Akkumulation der PV-Werte schätzt.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Berechnung der Akkumulation der PV-Werte auch bei einem Ausschalten des Zündschalters gespei­ chert wird, wenn die Akkumulation der PV-Werte größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.

8. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Berechnung der Akkumulation der PV-Werte lediglich während einer vorbestimmten Zeitdauer durchgeführt wird, und daß die Akkumulation der PV- Werte gelöscht und auf 0 gesetzt wird, wenn sie wäh­ rend der vorbestimmten Zeitdauer einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet.

9. Verfahren zur Beschleunigungsschlupfsteuerung eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Beschleunigungs­ schlupf von Antriebsrädern mittels einer Bremsen­ steuerung und einer Maschinenleistungssteuerung un­ terdrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Art und Weise der Beschleunigungsschlupf­ steuerung in den Fällen geändert wird, wenn eine Drehzahldifferenz zwischen den Antriebsrädern des Mo­ torfahrzeugs derart bewertet wird, daß sie während des Verlaufs einer Beschleunigungsschlupfregelung ei­ nen vorbestimmten Wert erreicht oder diesen über­ steigt.