DE3587723T2

DE3587723T2 - Radschlupfregelsystem.

Info

Publication number: DE3587723T2
Application number: DE3587723T
Authority: DE
Inventors: Ikuya Kobayashi; Kazumasa Nakamura; Takahiro Nogami; Yoshihisa Nomura; Kaoru Ohashi; Akira Shirai
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1984-10-30
Filing date: 1985-10-16
Publication date: 1994-08-04
Anticipated expiration: 2005-10-17
Also published as: EP0180096A3; EP0180096B1; EP0180096A2; US4681374A; JPH0626945B2; JPS61108039A; DE3587723D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Technologisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Radschlupfregelsystem für ein Fahrzeug, das zum Regeln der Drehung der Antriebsräder zum Steuern der Leistung der Brennkraftmaschine sowie zum Regeln des Bremssystems für die Antriebsräder während eines Beschleunigungsschlupfes betreibbar ist.

Stand der Technik

In der DE-A-31 27 302 ist ein System zum Regeln der Vortriebskraft, die an Kraftfahrzeugrädern aufgebracht wird, welche einzelne hydraulisch betätigte Scheibenbremsen haben, im Sinne des Verhinderns eines unerwünschten Durchdrehens der angetriebenen Fahrzeugräder zum Erzielen eines erwünschten Fahrzustands bei kritischen Fahrsituationen, insbesondere unter extremen Fahrbahnbedingungen offenbart. Bei dem System ist ein Vergleicher vorgesehen, der durch mindestens einen voreinstellbaren oder ständig voreingestellten, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechenden Schwellenwert ausgelöst wird und der ein Ausgangssignal erzeugt, das eine Verringerung des Antriebsdrehmoments bewirkt, sobald der Schwellenwert überschritten ist und ein Signal vorliegt, welches anzeigt, daß gerade die einzelne Radbremse betätigt ist und/oder daß eines der angetriebenen Räder zum Durchdrehen neigt. Das Regelsystem umfaßt eine erste Regelschleife, die auf den Bewegungszustand von zumindest den angetriebenen Fahrzeugrädern anspricht und die dann, wenn eines dieser Räder zum Durchdrehen neigt, dessen Radbremse betätigt, und eine zweite Regelschleife, die an der Antriebseinheit des Fahrzeugs eine Steuerung zur Drehmomentverringerung ausführt, wenn Werte, die vorzugsweise aus den Raddrehzahlen der nicht angetriebenen Fahrzeugräder bestimmt sind und die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Fahrzeugs wiedergeben, den Schwellenwert übersteigen. Der Schwellenwert für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, der den Steuerungsprozeß bestimmt, wird vorzugsweise entsprechend der Querbeschleunigung eingestellt, die an dem Fahrzeug wirkt, wenn dieses eine Kurvenbahn durchfährt, wobei auf diese Weise eine Regelung der Fahrzeuglage in Abhängigkeit von der erfaßten Fahrgeschwindigkeit ausgeführt wird und die Regelung außerdem an den Kurvenfahrzustand des Fahrzeugs angepaßt ist.
Ferner sind (beispielsweise aus der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung No. 59-2962 "Hydraulic Anti-skid Control System") für Fahrzeuge verschiedenartige Antiblockier-Regelsysteme bekannt, mit denen der Schlupf der Räder während des Bremsens und während der Beschleunigung geregelt wird. Andererseits wird ein anderes Schlupfregelsystem für Fahrzeuge in Betracht gezogen, welches eine Antriebsschlupfregelung zum Verbessern der Fahrstabilität, der Beschleunigung usw. ausführt. Bei einer derartigen Einrichtung wird das leere Drehen von angetriebenen Rädern verhindert und die Drehung der angetriebenen Räder wird derart gesteuert, daß während einer Beschleunigung die Reibungskraft zwischen dem Reifen und der Fahrbahnoberfläche maximal wird.
Hinsichtlich des letzteren Antriebsschlupfregelsystems ist zu erwägen, durch Einstellen beispielsweise des Zündzeitpunkts und der Brennstoffeinspritzmenge die Leistung der Brennkraftmaschine und damit die Drehung der angetriebenen Räder zu steuern, wenn ermittelt wird, daß der Grad des Antriebsradschlupfes einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Die vorstehend angeführten Radschlupfregelsysteme sind jedoch noch träge und es bleiben die folgenden Probleme ungelöst:
Die herkömmlichen Radschlupfregelsysteme sind darauf gerichtet, einen Schlupf während des Beschleunigens dadurch zu verhindern, daß die Brennstoffeinspritzmenge verringert wird oder eine Zeitverzögerung gegen eine Änderung des Zündzeitpunkts einzustellen, um so die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine zu steuern. In diesem Fall besteht ein Problem darin, daß die Steuerungsfähigkeit beschränkt ist, wobei Vorbeugungsmaßnahmen gegen abnormale Vibration oder Feuer infolge von plötzlichen Änderungen der Betriebszustände der Maschine getroffen werden müssen.
Wenn andererseits die Ansaugluftmenge gesteuert wird, werden dementsprechend der Zündzeitpunkt und die Brennstoffeinspritzmenge usw. bestimmt. Daher kann die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine stoßfrei gesteuert werden, um die Antriebsfähigkeit zu verbessern. Falls aber die Öffnungsstellung der mit dem Fahrpedal gekoppelten Drosselklappe gegen das getretene Pedal gesteuert wird, können mancherlei Probleme auftreten, beispielsweise durch Beunruhigen des Fahrers durch einen Rückschlag oder dadurch, daß bei einem Ausfall von Steuerteilen für die Drosselklappe die Stabilität nicht beibehalten werden kann.
Außerdem wäre auf ein anderes Problem hinzuweisen, nämlich daß die Drehung der angetriebenen Räder wegen der schlechten Ansprechempfindlichkeit nicht unverzögert gesteuert werden kann, wenn wie in dem vorstehend beschriebenen Fall zum Steuern der Drehung der angetriebenen Räder die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine benutzt wird. Dementsprechend ist es möglich, die Drehung der angetriebenen Räder auf direkte Weise durch Einsetzen des an dem Fahrzeug angebrachten Bremssystems zu steuern, wenn während einer Beschleunigung der Schlupf der angetriebenen Räder auftritt und deren Drehung unverzüglich gesteuert werden muß. Zum Steuern der Drehung der angetriebenen Räder allein mittels des Bremssystems wird aber ein besonderes Bremssystem erforderlich. D.h., wenn die Antriebskraft ziemlich groß ist, beispielsweise die Schaltstellung des Getriebes auf den ersten Gang eingestellt ist, wird ein besonderes Bremssystem erforderlich, das eine stärkere Bremskraft erzeugt, um gegen die Antriebskraft eine entsprechende Bremskraft aufzubringen. Das herkömmliche Bremssystem könnte nicht gut wirken. Für das Verstärken von Bremsdruck, der einem Bremszylinder an den angetriebenen Rädern des Steuersystems für Fahrzeuge zugeführt wird, wird auch eine Druckquelle benötigt. Daher muß in herkömmlichen Fahrzeugen eine Ölpumpe hinzugefügt werden, um die Bremse für eine Drosselung zu betätigen (eine Pumpe kleiner Art ist akzeptabel).

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend angeführten Probleme zu lösen und ein Radschlupfregelsystem anzubieten, das dazu geeignet ist, bei dem Auftreten von Schlupf der angetriebenen Räder während einer Beschleunigung eine Feinregelung ohne irgendeine Verringerung der Antriebsfähigkeit und Sicherheit von Fahrzeugen sowie ohne irgendwelche Verzögerung hinsichtlich der Regelung auszuführen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Radschlupfregelsystem anzugeben, bei dem die Bremskraft an Rädern einschließlich angetriebener Räder durch eine Bremsvorrichtung, ein sog. Antiblockierregelsystem bei dem Bremsen und eine Antriebsschlupfregelung bei dem Beschleunigen und andere, in das Fahrzeug eingebaute Druckquellen gesteuert wird und die Ausgangsleistung einer Brennkraftmaschine durch eine zweite Drosselklappe gesteuert wird, welche die Ansaugluftmenge in einer längeren Zeitdauer steuert, so daß die angetriebenen Räder mit der am besten geeigneten Antriebskraft durch Steuern der Antriebskraft der angetriebenen Räder betrieben werden können, um das Auftreten eines übermäßigen Schlupfes wie Blockieren, daraus entstehendes Rutschen usw. zu verhindern.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Radschlupfregelsystem anzugeben, bei dem durch Steuern sowohl der Ausgangsleistung einer Brennkraftmaschine als auch der Bremskraft die benötigte Bremskraft der Bremsvorrichtung auf ein Mindestmaß verringert wird, so daß daher die Abmessungen und das Gewicht des Systems verringert werden können, um den Brennstoffverbrauch zu verringern.
Die andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Radschlupfregelsystem anzugeben, bei dem Fahrzeugen, die mit dem Antiblockierregelsystem und anderen Druckquellen ausgestattet sind, das Antriebsschlupfregelsystem auf einfache Weise hinzugesetzt wird, da die Einrichtung und der Aufbau des Antiblockiersystems durch Nutzung eines hydraulischen Systems vereinfacht sind, was zu der Möglichkeit führt, eine Feinregelung der Bremskraft vorzunehmen und die allein für die Antriebsschlupfregelung eingesetzten erforderlichen Vorrichtungen zu minimieren.
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch ein Radschlupfregelsystem für ein Fahrzeug gelöst, das
(a) eine Bremsschlupf-Detektorvorrichtung (25, 26) zum Erfassen eines Schlupfzustandes von Rädern (14, 15, 16, 17) während eines Bremsens des Fahrzeugs und zur Abgabe eines den Schlupfzustand darstellenden Bremsschlupfsignals,
(b) eine erste elektronische Steuereinrichtung (ESC), die das Bremsschlupfsignal aufnimmt und ein erstes Einstellsignal abgibt, welches eine Antriebsradgeschwindigkeit (Vrr) steuert,
(c) eine Beschleunigungsschlupf-Detektorvorrichtung (25, 26) zum Erfassen eines Schlupfzustandes der Räder während einer Beschleunigung des Fahrzeugs und zum Abgeben von Beschleunigungsschlupfsignalen (Vcbh, Vcbl, Vrgh, Vrgl) zur Antriebsschlupfregelung und von Beschleunigungsschlupfsignalen (Vcsh, Vcsl) zum Steuern der Maschinenausgangsleistung,
(d) eine zweite elektronische Steuereinrichtung (30), die die Antriebsschlupfsignale (Vcbh, Vcbl, Vrgh, Vrgl) für die Antriebsschlupfregelung zum Abgeben eines zweiten Einstellsignals (Vesc) und die Beschleunigungsschlupfsignale (Vcsh, Vcsl) für die Maschinenausgangsleistungssteuerung zum Bilden eines dritten Einstellsignals (Vcsc) aufnimmt, welches eine Stellvorrichtung (6) einer Drosselklappe (7) steuert,
(e) eine die zweite elektronische Steuereinrichtung (30) mit der Stellvorrichtung (6) verbindende Steuerleitung zum Steuern der Stellvorrichtung (6) der in einem Ansaugkanal (3) angeordneten Drosselklappe (7) durch das dritte Einstellsignal (Vcsc) und
(f) eine Hydrauliksteuervorrichtung (23) aufweist, die entweder das erste Einstellsignal zum Steuern der Antriebsradgeschwindigkeit (Vrr) oder das zweite Einstellsignal (Vesc) zur Antriebsschlupfregelung aufnimmt und den Schlupf der Antriebsräder (16, 17) steuert,
wobei das Radschlupfregelsystem dadurch gekennzeichnet ist, daß
(g1) die zweite elektronische Steuereinrichtung (30) die Hydrauliksteuervorrichtung (23) entsprechend dem zweiten Einstellsignal (Vesc) zu einer sofortigen feinen Antriebsschlupfregelung durch Aufbringen eines Bremsdruckes steuert, wenn die erfaßte Radschlupfgeschwindigkeit einen vorbestimmten ersten Schwellenwert (Vfbh) übersteigt, und
(g2) die Steuerung der Drosselklappe (7) durch das dritte Einstellsignal (Vcsc) zum Erzielen der Maschinenausgangsleistungssteuerung beginnt, wenn eine Schlupfgeschwindigkeit einen vorbestimmten dritten Schwellenwert (Vfsh) übersteigt, wobei der erste Schwellenwert (Vfbh) eine höhere Schlupfgeschwindigkeit als der dritte Schwellenwert (Vfsh) darstellt.
Bei dem Radschlupfregelsystem wird gemeinschaftlich ein Teil eines sog. Antiblockierregelsystems benutzt, welches die Bremsung der Räder durch Ändern des Hydraulikdruckes des Hydraulikdrucksystems in Übereinstimmung mit der von dem Fahrer betätigten ersten Druckquelle regelt, wenn während einer Bremsung des Fahrzeugs der Schlupfzustand des Fahrzeugs erfaßt wird. Außerdem werden dann, wenn während des Beschleunigens des Fahrzeugs der Schlupf zu stand erfaßt wird, unter Einsatz der in dem Fahrzeug gesondert von der ersten Druckquelle angebrachten zweiten Druckquelle als Druckquelle des Hydraulikdrucksystems für die Bremsregeleinrichtung sowohl die Stellung der zweiten Drosselklappe als auch der Druck des Hydraulikdrucksystems gesteuert.
Dementsprechend ergibt das Radschlupfregelsystem zum Ausführen einer genauen Antriebsschlupfregelung der Antriebsräder drei Einstellsignale, auf denen der Regelungsprozeß basiert. Das erste Einstellsignal bezieht sich auf den durch eine Bremsschlupf-Detektorvorrichtung erfaßten und bewerteten Bremsschlupf und wird dazu benutzt, die Antriebsradgeschwindigkeit bezüglich eines Bremsens zu regeln. Das zweite und das dritte Einstellsignal werden durch die zweite Steuereinrichtung aufgrund der erfaßten und skalierten Beschleunigungsschlupfsignale jeweils für die Steuerung der Maschinenausgangsleistung erzeugt.
Die zweite elektronische Steuereinrichtung verarbeitet das zweite und das dritte Einstellsignal und steuert die Hydrauliksteuervorrichtung entsprechend dem zweiten Einstellsignal zu einer sofortigen feinen Antriebsschlupfregelung der angetriebenen Fahrzeugräder während des Beschleunigens des Fahrzeugs, wodurch die einzelnen Radbremsen betätigt werden, falls es erforderlich ist.
Im Gegensatz zu der sofortigen Feinregelung über die hydraulischen Radbremsen wird dann, wenn ein vorbestimmtes Radschlupfverhältnis überschritten ist, das dritte Einstellsignal zum Einleiten eines Steuervorgangs zum Verringern des Antriebsdrehmoments der Brennkraftmaschine eingesetzt. Zu diesem Zweck ist die zweite elektronische Steuereinrichtung über eine Steuerleitung mit der Stellvorrichtung für eine Drosselklappe verbunden, um die Stellung der Drosselklappe entsprechend der erforderlichen Verringerung des Antriebsdrehmoments und unter Berücksichtigung der zuvor ausgeführten Steuerung der einzelnen Radbremsen durch die Hydrauliksteuervorrichtung einzustellen.
Bezüglich Fig. 1 beschreibt die erste Druckquelle M1 den Druck, der von einem Bremspedal erhalten wird, das direkt oder indirekt von dem Fahrer betätigt wird, und es kann der durch einen Mechanismus wie eine Servobremse verstärkte künstliche Druck annehmbar sein.
Ferner stellt die zweite Druckquelle M2 irgendwelche in Fahrzeuge eingebaute Druckquellen dar, z. B. die Druckquellen für die Antiblockierregelung oder Servolenkung usw.
Die Druckquellenwählvorrichtung M3 kann derart gestaltet sein, daß die Quelle mit einem höheren Druck Vorrang erhält. Daher kann eine Kombination aus Rückschlagventilen und der Einsatz eines Wechselventils angewandt werden. Selbstverständlich ist eine Gestaltung zulässig, bei der die geeignete Druckquelle zwangsläufig entsprechend dem Zustand der Schlupfregelung des Fahrzeugs gewählt wird.
Die Bremsschlupf-Detektorvorrichtung M6 erfaßt den Schlupfzustand der Antriebsräder M4 während eines Bremsvorgangs, z. B. bewertet eine Vorrichtung den Schlupf, wenn die Differenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Antriebsradgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert übersteigt, oder eine andere Vorrichtung erfaßt den Schlupf dann, wenn die ermittelte Beschleunigung der Antriebsräder unter einen vorbestimmten negativen Wert absinkt.
Andererseits erfaßt eine Beschleunigungsschlupf Detektorvorrichtung M7 den Schlupf (die Mitnahme) der angetriebenen Räder während eines Beschleunigungsvorgangs, z. B. bestimmt eine Vorrichtung den Schlupf, wenn die Differenz zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Antriebsradgeschwindigkeit einen vorbestimmten Wert übersteigt, oder eine andere erfaßt den Schlupf entsprechend der Differenz der Geschwindigkeit (Drehzahl) zwischen den Antriebsrädern und den nicht angetriebenen Rädern, während eine weitere den Schlupf dann bestimmt, wenn die Drehbeschleunigung der angetriebenen Räder über einem vorbestimmten Wert liegt.
Es ist möglich, daß die Bremsschlupf-Detektorvorrichtung M6 und die Beschleunigungsschlupf-Detektorvorrichtung M7 die gleiche Gestaltung haben, wenn allein der Parameter geändert wird. Da der Bremsschlupf und der Beschleunigungsschlupf nicht gleichzeitig auftreten, bestehen keine Probleme hinsichtlich der gemeinsamen Nutzung des Systems. Daher ergibt dies einen bemerkenswerten Vorteil dadurch, daß das System und der Aufbau vereinfacht werden können.
Eine elektronische Steuereinrichtung M11 nimmt Signale aus der Beschleunigungsschlupf-Detektorvorrichtung M7 und der Bremsschlupf-Detektorvorrichtung M6 auf und steuert den Hydraulikdruck der Schlupfsteuervorrichtung M5 und die Stellung der zweiten Drosselklappe M10. Die Steuereinrichtung ist derart gestaltet, daß sie durch ein Stellglied usw. die Stellung der zweiten Drosselklappe M10 sowie auch durch ein Dreiwegeventil mit drei Stellungen usw. den Hydraulikdruck senkt, beibehält oder erhöht. Außer der Bremsschlupf-Detektorvorrichtung M6 und der Beschleunigungsschlupf-Detektorvorrichtung M7 kann eine Anordnung zum Steuern der Stellung des Dreiwegeventils mit den drei Stellungen und der Betätigungsgröße des Stellglieds durch einen Mikrocomputer auch durch diskrete Schaltungsanordnungen für die jeweiligen Vorrichtungen realisiert werden.
Auf diese Weise wird dann, wenn während eines Beschleunigungsvorgangs in dem System der Schlupf auftritt, durch den Druck der zweiten Druckquelle die geeignete Bremskraft an den Rädern aufgebracht und durch Einstellen der Ansaugluftmenge mit der zweiten Drosselklappe die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine gesteuert, die die Antriebsräder betreibt. Daher kann durch das erstere ein schnelles Ansprechen der Antriebsschlupfregelung sichergestellt werden und durch das letztere der unnütze Verbrauch an Leistung aus der Brennkraftmaschine verringert werden, wenn die Antriebsschlupfregelung ausgeführt wird. D.h., dem wirtschaftlichen Wirkungsgrad und der Dauerhaftigkeit wird genügt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine allgemeine Blockdarstellung des erfindungsgemäßen Schlupfregelsystems.
Fig. 2 ist eine schematische Blockdarstellung, die hauptsächlich das hydraulische System des Radschlupfregelsystems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist eine schematische Blockdarstellung, die den Antriebsschlupfregelteil 30' der elektronischen Steuerschaltung 30 nach Fig. 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm, das als Beispiel die Regelfunktion des ersten Ausführungsbeispiels veranschaulicht.
Fig. 5 ist eine Blockdarstellung, die die Gestaltung der elektronischen Steuerschaltung 30 nach Fig. 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
Fig. 6A und 6B sind Ablaufdiagramme, die als Beispiel die Regelfunktion bei dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulichen.
Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm, das als Beispiel die Regelfunktion bei dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Es werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
In Fig. 2, die allgemein ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Radschlupfregelsystems zeigt, ist mit 1 eine Brennkraftmaschine bezeichnet, mit 2 ist ein Brennstoffeinspritzventil bezeichnet und mit 3 ist ein Ansaugluftkanal bezeichnet, der mit einer ersten Drosselklappe 5, welche mit einem Fahrpedal 4 gekoppelt ist, und einer zweiten Drosselklappe 7 versehen ist, welche durch einen Gleichstrommotor 6 gesteuert wird, um die Ansaugluftmenge einzustellen. Normalerweise ist die zweite Drosselklappe 7 voll geöffnet. Sie wird aus der vollen Öffnung auf die volle Schließung gesteuert, um so allein für die Antriebsschlupfregelung die Leistung der Brennkraftmaschine zu steuern. Die Schlupfregelung wird ausgeführt, wenn die Klappe halb geöffnet ist.
Die Anordnung enthält ferner ein Bremspedal 11, einen Bremshauptzylinder 12, der als erste Druckquelle für das Liefern eines hydraulischen Bremsdruckes im Ansprechen auf eine Verstellung des Bremspedals 11 dient, einen Neben- Hauptzylinder 13, der als zweite Druckquelle für das Liefern eines hydraulischen Bremsdruckes dient, welcher auf die Erfassung eines Beschleunigungsschlupfes hin gemäß der nachfolgenden Beschreibung aus dem hydraulischen Servolenksystem hergeleitet wird, ein nicht angetriebenes rechtes und linkes Rad 14 und 15 des Fahrzeugs, ein rechtes und linkes Antriebsrad 16 und 17, Radzylinder 18 bis 21 für die Räder 14 bis 17, ein Hydrauliksystem 23 zur Antiblockierregelung, ein Servolenkungs-Hydrauliksystem 24 sowohl für die Antiblockierregelung als auch für die Antriebsschlupfregelung, einen Mitlaufrad-Drehzahlsensor 25, der ein Impulssignal mit Frequenzen erzeugt, die zu der Drehzahl der nicht angetriebenen Räder 14 und 15 proportional sind, einen Antriebsrad-Drehzahlsensor 26, der ein Impulssignal mit Frequenzen erzeugt, die zu den Drehzahlen der Antriebsräder 16 und 17 proportional sind, und eine elektronische Steuerschaltung 30, die durch Steuern der Hydrauliksysteme 23 und 24 die Antiblockierregelung sowie auch die Antriebsschlupfregelung ausführt.
Der Bremshauptzylinder 12 ist eine Doppel- Hauptzylindereinheit, die den Radzylindern 18 und 19 an den nicht angetriebenen Rädern 14 und 15 in einem Hydrauliksystem sowie den Radzylindern 20 und 21 der Antriebsräder 16 und 17 in dem anderen System Bremsöldruck zuführt. Der von dem Hilfs-Hauptzylinder 13 erzeugte Bremsöldruck wird zum Bremsen der Antriebsräder 16 und 17 benutzt und es wird durch ein als Druckquellen- Wählvorrichtung dienendes Umschaltventil 32 bestimmt, ob über das Antiblockier-Hydrauliksystem 23 den Radzylindern 20 und 21 dieser hydraulische Bremsdruck oder derjenige zugeführt wird, der durch den Bremshauptzylinder 12 erzeugt wird. Das Umschaltventil 32 hat die Gestaltung eines Wechselventils, das dem Antiblockier-Hydrauliksystem 23 den höheren der vorstehend genannten beiden hydraulischen Drücke zu führt.
Das Antiblockier-Hydrauliksystem 23 hat Hydraulikhauptkanäle für das Zuführen des Druckes aus dem Umschaltventil 32 zu den Radzylindern 20 und 21 über ein Dreistellungsventil 34 und bewirkt in Abhängigkeit von der Stellung des Dreistellungsventils 34 eine Druckerhöhung mittels einer Ölpumpe 36 und das Beibehalten oder Verringern des Druckes (den Druckablaß zu einem Vorratsbehälter 38). Das System 23 enthält ferner Rückschlagventile 39, 40 und 41, wobei die hydraulische Leitung über das Ventil 41 zum Verringern des Druckes (Verringern der Bremskraft) durch die Bedienung des Bremspedals genutzt wird, wenn das Dreistellungsventil 34 in der "Halten"-Stellung steht. Das Dreistellungsventil 34 wird durch die elektronische Schaltung 30 betätigt und Stellungen a, b und c nach Fig. 2 entsprechen jeweils "Druckerhöhung", "Druckhaltung" bzw. "Drucksenkung"
Als nächstes wird das Servolenkungs-Hydrauliksystem 24 beschrieben. Das Servolenkungs-Hydrauliksystem 24 besteht aus einer Ölpumpe 52 für das Pumpen des in dem System verwendeten Hydrauliköls aus einem Vorratsbehälter 51, Rückschlagventilen 53 und 54 für die Einwegeleitung der Ölströmung, einem Lenkgetriebekasten 55, einem Öldruckschalter 56, der (auf niedrigen Pegel) einschaltet, wenn der Öldruck in dem Lenkgetriebekasten 55 infolge des Lenkvorgangs ansteigt, einem (nachfolgend als M/C- Druckventil bezeichneten) Zweistellungsventil 57 mit einer Stellung e für das Zuführen des durch die Ölpumpe 52 erhöhten (nachfolgend als Lenkungsöldruck bezeichneten) Öldruckes allein zu dem Servolenkungs-Hydrauliksystem 24 und eine Stellung f für das Zuführen des Öls sowohl zu dem System 24 als auch zu dem Antriebsschlupfregelungs- Hilfshauptzylinder 13 hat, und einem (nachfolgend als PS- Druckventil bezeichneten) Zweistellungsventil 58, das eine Stellung h für das direkte Zuführen des von der Ölpumpe 52 gepumpten Hydrauliköls zu dem Lenkgetriebekasten 55 und eine Stellung i für das Zuführen des Hydrauliköls mit erhöhtem Druck zu dem Getriebekasten 55 hat. Die Stellung des Öldruckschalters 56 wird der elektronischen Steuerschaltung 30 gemeldet und das MC-Druckventil 57 und das PS-Druckventil 58 werden durch die elektronische Steuerschaltung 30 gesteuert.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 ein Teil 30' der elektronischen Steuerschaltung 30 für das Ausführen der Antriebsschlupfregelung beschrieben. Außer der Antriebsschlupfregelschaltung 30' enthält die elektronische Steuerschaltung 30 die Antiblockierregelschaltung (ES), aber dieser nicht direkt mit der Erfindung im Zusammenhang stehende Teil wird in der folgenden Beschreibung außer Acht gelassen.
In der Antriebsschlupfregelschaltung 30' wird das Impulssignal aus dem Mitlaufrad-Drehzahlsensor 25 an einem f/V-Umsetzer 70 aufgenommen, dessen Ausgangsspannung Vfr durch einen Differenzierer 71 differenziert, um die Beschleunigung des Fahrzeugs zu ermitteln, und durch einen Vergleicher 72 das differenzierte Ausgangssignal mit einem Nullpegel verglichen, um ein Signal Vfc zu erhalten, das anzeigt, ob das Fahrzeug gerade beschleunigt oder verlangsamt wird. Das Signal Vfc wird der Antiblockierregelschaltung ESC zugeführt, die in Betrieb gesetzt wird, wenn das Signal Vfc niedrigen Pegel hat.
Gemäß dem Signal Vfr, das die Geschwindigkeit der nicht angetriebenen Räder darstellt, erzeugen ein Schwellenwert-1- Generator 73a und ein Addierer 74a gemeinsam den ersten Schlupfschwellenwert Vfbh, ein Schwellenwert-2-Generator 73b und ein Addierer 74b gemeinsam den zweiten Schlupfschwellenwert Vfbl, ein Schwellenwert-3-Generator 73c und ein Addierer 74c gemeinsam den dritten Schlupfschwellenwert Vfsh und ein Schwellenwert-4-Generator 73d und ein Addierer 74d gemeinsam den vierten Schlupfschwellenwert Vfsl.
Diese Spannungspegel werden jeweils durch Vergleicher 80a, 80b, 80c bzw. 80d mit dem Spannungssignal Vrr verglichen, das aus dem durch den Antriebsrad-Drehzahlsensor 26 erzeugten Impulssignal hergeleitet und durch einen f/V- Umsetzer 79 in Spannung umgesetzt ist, und es werden vier Schlupfschwellenwertsignale Vcbl, Vcbh, Vcsh und Vcsl erhalten. Der Zusammenhang zwischen diesen Signalen ist folgender:
Vfbh > Vfsh > Vfbl > Vfsl
Gemäß der nachfolgenden Erläuterung nach Fig. 4 werden das erste und das zweite Schlupfschwellenwertsignal Vfbh und Vfbl als Schwellenwert für das Steuern der Bremskraft mittels des Antiblockier-Hydrauliksystems 23 und das dritte und das vierte Schlupfschwellenwertsignal Vfsh und Vfsl als Schwellenwert für das Steuern der Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine 1 mittels der zweiten Drosselklappe 7 verwendet. Ferner zeigen gemäß Fig. 4 die ersten beiden Signale Vcbh und Vcbl den Vergleich der Antriebsradgeschwindigkeit Vrr mit dem ersten Schwellenwert Vfbh und dem zweiten Schwellenwert Vfbl an, die entsprechend der Geschwindigkeit Vfr der nicht angetriebenen Räder gebildet sind. Das vierte Schlupfschwellenwertsignal Vfsl ergibt einen Zeitpunkt für das Vorbereiten der Antriebsschlupfregelung, während das erste Schlupfschwellenwertsignal Vfbh einen Zeitpunkt für das Ausführen der Antriebsschlupfregelung durch Erhöhen des Bremsöldruckes ergibt.
Ferner zeigt das durch Vergleichen des dritten Schlupfschwellenwertes Vfsh mit der Antriebsradgeschwindigkeit erzeugte dritte Schlupfschwellenwertsignal Vcsh den Zeitpunkt an, an dem die Drosselklappe 7 durch Betreiben des Motors 6 in normaler Richtung zu der Schließstellung hin verstellt wird. Andererseits bestimmt das durch Vergleichen des vierten Schlupfschwellenwertes Vfsl mit der Antriebsradgeschwindigkeit erzeugte vierte Schlupfschwellenwertsignal Vcsl den Zeitpunkt, an dem die Drosselklappe 7 durch Betreiben des Motors 6 in der Gegenrichtung zu der Öffnungsstellung hin verstellt wird.
In der Antriebsschlupfregelschaltung 30' wird ferner das die Antriebsradgeschwindigkeit darstellende Signal Vrr differenziert, um ein die Beschleunigung der Antriebsräder 16 und 17 darstellendes Signal Vrg zu erhalten. Das Signal Vrg wird jeweils durch Vergleicher 87 und 88 mit einem Ausgangssignal G1 aus einem Schwellenwert-5-Generator 84 und einem Ausgangssignal G2 aus einem Schwellenwert-6-Generator 85 verglichen und es werden ein erstes Schlupfregelsignal Vrgh und ein zweites Schlupfregelsignal Vrgl erhalten.
Diese drei Signalverarbeitungssysteme führen eine Antriebsschlupfregelung gemäß der Darstellung in Fig. 4 aus.
Wenn im Betrieb das Fahrzeug beschleunigt, so daß sich ein hochpegliges Signal Vfc ergibt, nimmt ein Schlupfschwellenwertsignal Vfbl niedrigen Pegels den hohen Pegel an, wodurch eine durch eine monostabile Kippstufe gebildete Verzögerungsschaltung 89 ein Ausgangssignal mit hohem Pegel erzeugt und gemäß Fig. 4 ein UND-Glied 90a mit zwei Eingängen ein Ausgangssignal Vrt hohen Pegels erzeugt. Dieses Signal durchläuft ein ODER-Glied 91 mit zwei Eingängen sowie einen Verstärker 92, um die Ölpumpe 36 in dem Antiblockier-Hydrauliksystem 23 zu betreiben, und zugleich einen Verstärker 90b, um das M/C- Druckbeaufschlagungsventil 57 in die Stellung f zu schalten, so daß ein Ölkanal für das Zuleiten des Servolenkung Öldruckes zu dem Hilfshauptzylinder 13 gebildet wird. Zusammen mit einer anderen Bedingung, nämlich daß der Öldruckschalter 56 ausgeschaltet ist und hohen Pegel ergibt, zusätzlich zu der vorstehenden Bedingung ergibt ein UND- Glied 90c mit drei Eingängen ein Ausgangssignal Vrs und wenn das Signal Vrs den hohen Pegel annimmt, gelangt es durch einen Verstärker 93 hindurch, um das PS-Druckventil 58 in eine Stellung i zu schalten und die Leitung zum Lenkungsgetriebekasten 55 zu drosseln sowie dem Hilfshauptzylinder 13 den Servolenkung-Hydraulikdruck zuzuführen. Der Zweck der Eingabe des Ausgangssignals des Öldruckschalters 56 in das UND-Glied 90c mit den drei Eingängen ist es, das PS-Druckventil 58 zu schalten, um eine unnötige Erhöhung des Öldruckes zu verhindern, der automatisch angehoben wird, wenn während der Antriebsschlupfregelung das Lenkrad gedreht wird. Die Anordnung bewirkt auch das Zuführen des Öldruckes zu dem Servolenkungssystem unter Vorrang gegenüber dem Antriebsschlupfregelsystem.
Die drei Stellungen a, b und c des Dreistellungsventils 34 in dem Antiblockier-Hydrauliksystem 23 werden im Ansprechen auf den Zustand eines Transistors Tr1, der durch das Ausgangssignal eines Verstärkers 95 angesteuert ist, und den Zustand eines Transistors Tr2 gesteuert, der mit einem Strombegrenzungswiderstand R versehen ist und durch das Ausgangssignal eines anderen Verstärkers 96 angesteuert ist. Die Ventilstellung wird durch die Kombination der Transistorausgangssignale folgendermaßen bestimmt:
Tr1 Tr2 Ventilstellung Bremsöldruck
AUS AUS a Erhöhung
AUS EIN b Halten
EIN EIN c Verringern
Der Verstärker 96 für das Ansteuern des Transistors Tr2 nimmt aus einem UND-Glied 97 mit drei Eingängen das Ausgangssignal Vru auf, welches durch die logische Summe aus dem Ausgangssignal eines NAND-Glieds 98 mit zwei Eingängen, das das obere Schlupfschwellenwertsignal Vcbh und das erste Schlupfregelsignal Vrgh aufnimmt, aus dem Signal Vrt und aus dem Steuersignal aus der Antiblockierregelschaltung ESC bestimmt ist, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Der Verstärker 95 für das Ansteuern des Transistors Tr1 nimmt dagegen das Ausgangssignal Vrd eines ODER-Glieds 99 mit zwei Eingängen auf, wobei das Signal Vrd durch die logische Summe aus dem Ausgangssignal eines UND-Glieds 101 mit zwei Eingängen, welches das durch einen Inverter 100 invertierte untere Schlupfschwellenwertsignal Vcbl und das zweite Schlupfregelsignal Vrgl aufnimmt, und aus dem Eingangssignal aus der Antiblockierregelschaltung ESC bestimmt ist.
Andererseits wird die zweite Drosselklappe 7 jeweils durch das dritte und das vierte Schlupfschwellenwertsignal Vcsh und Vcsl folgendermaßen gesteuert: Wenn das dritte und das vierte Schlupfschwellenwertsignal auf niedrigem Pegel liegen, nimmt das Ausgangssignal Vcsc eines NOR-Glieds 105 mit zwei Eingängen den hohen Pegel an und ein Normal/Umkehr- Verstärker 107 leitet den Strom so, daß der Motor 6 in der Gegenrichtung betrieben wird, bis die Drosselklappe 7 voll geöffnet ist. Infolgedessen wird die zweite Drosselklappe 7 voll geöffnet und die Ansaugluftmenge wird durch die mit dem Fahrpedal 4 gekoppelte erste Drosselklappe 5 gesteuert. Wenn das vierte Schlupfschwellenwertsignal Vcsl hohen Pegel hat, nimmt das Ausgangssignal Vcsc des NOR-Glieds 105 mit den zwei Eingängen den niedrigen Pegel an, so daß der Normal/ Umkehr-Verstärker 107 dem Motor 6 keinen Strom zuführt. Wenn dann das dritte Schlupfschwellenwertsignal Vcsh den hohen Pegel hat, nimmt das Ausgangssignal Vcsc des NOR-Glieds 105 mit den zwei Eingängen den niedrigen Pegel an, so daß dann der Normal/Umkehr-Verstärker 107 den Strom in der im Vergleich zu dem ersteren Fall entgegengesetzten Richtung zuführt, um den Motor 6. in normaler Richtung zu betreiben, bis die zweite Drosselklappe 7 voll geschlossen ist.
Die vorstehend beschriebene Gestaltung dieses Ausführungsbeispiels ergibt:
(A) Wenn das Fahrzeug beschleunigt, was an den nicht angetriebenen Rädern 14 und 15 erfaßt wird, und der Servolenkung-Öldruck ausreichend hoch ist, läuft der Regelvorgang folgendermaßen ab:
(1) Wenn die Antriebsradgeschwindigkeit Vrr den auf der Mitlaufradgeschwindigkeit basierenden unteren Schwellenwert Vfbl überschritten hat, wird die Ölpumpe 36 in dem Antiblockier-Hydrauliksystem 23 in Betrieb gesetzt und das M/C-Druckventil 57 sowie das PS-Druckventil 58 in dem Servolenkung-Hydrauliksystem 24 werden jeweils in die Stellungen f bzw. i geschaltet.
(2) Wenn die Antriebsradgeschwindigkeit Vrr den auf der Mitlaufradgeschwindigkeit basierenden dritten Schlupfschwellenwert Vfsh überschritten hat, wird die Leistung der Brennkraftmaschine 1 als unnötig hoch bewertet und daher durch Betreiben des Motors 6 in der normalen Richtung und Verstellen der zweiten Drosselklappe 7 zu der Vollschließstellung hin gesteuert.
(3) Wenn die Antriebsradgeschwindigkeit Vrr den auf der Mitlaufradgeschwindigkeit basierenden oberen Schwellenwert Vfbh übersteigt und zugleich die Antriebsradbeschleunigung Vrg einen bestimmten Bezugswert GI übersteigt, wird das Dreistellungsventil 34 in dem Antiblockier-Hydrauliksystem 23 in die Stellung a (zur Druckerhöhung) gestellt, um die Bremskraft an den angetriebenen Rädern 16 und 17 zu verstärken.
(4) Wenn die Antriebsradgeschwindigkeit Vrr unter dem auf der Mitlaufradgeschwindigkeit basierenden unteren Schwellenwert Vfbl liegt und zugleich die Antriebsradbeschleunigung Vrg unter einem bestimmten (negativen) Bezugswert G2 liegt, wird das Dreistellungsventil 34 in die Stellung c (zur Druckverminderung) gestellt, um die Bremskraft zu verringern.
(5) Wenn die Antriebsradgeschwindigkeit Vrr unter dem auf der Mitlaufradgeschwindigkeit basierenden vierten Schlupfschwellenwert Vfsl liegt, wird die Steuerung der Leistung der Brennkraftmaschine 1 als unnötig betrachtet und die Leistung wird durch Betreiben des Motors 6 in der Gegenrichtung und Verstellen der zweiten Drosselklappe 7 zu der vollen Öffnung hin erhöht.
(6) Unter anderen Bedingungen als den vorstehend genannten Bedingungen (3) und (4) wird die Regelung derart ausgeführt, daß durch Einstellen des Dreistellungsventils 34 in die Stellung b (zum Halten) die Bremskraft beibehalten wird. Andererseits wird unter den Bedingungen mit Ausnahme der vorstehend genannten Bedingungen (2) und (5) die Leistung der Brennkraftmaschine 1 ohne Verstellung der zweiten Drosselklappe 7 beibehalten.
(B) Wenn ein Lenkvorgang stattfindet, wodurch der Öldruck in dem Lenkgetriebekasten 55 erhöht wird und der Öldruckschalter 56 eingeschaltet wird, wird das PS- Druckventil 58 in die-Stellung h zurückgestellt und das Dreistellungsventil 34 in die Stellung a (zur Druckerhöhung) eingestellt. Infolgedessen wird dann, wenn während der Beschleunigung des Fahrzeugs das Antriebsrad 16 oder 17 durchdreht, das mit dem Servolenkung-Hydraulikdruck beaufschlagte bestehende Antiblockier-Hydrauliksystem zum Bremsen der Antriebsräder 16 und 17 eingesetzt, um ein Fahren mit Schlupf usw. zu verhindern, wobei die Antriebsräder 16 und 17 eine optimale Antriebskraft aufbringen.
Ferner ist es durch die Antriebsschlupfregelung im Hinblick auf die Verminderung der Leistung der Brennkraftmaschine 1 durch die zweite Drosselklappe 7 möglich, das Bremsen oder Blockieren der Antriebsräder 16 und 17 usw. zu verhindern und an diesen Rädern die optimale Antriebskraft aufzubringen. Daher kann insgesamt gesehen die Antriebsschlupfregelung mit der guten Leistungsfähigkeit erzielt werden, wobei jeweils das Bremssystem entsprechend dem Hydraulikdruck des Antiblockier-Hydrauliksystems 23 für das schnelle Ansprechen bzw. die zweite Drosselklappe 7 für das Steuern der Drehung in einem verhältnismäßig längeren Zeitabschnitt benutzt wird.
Außerdem wird dann, wenn die Leistung der Brennkraftmaschine 1 durch die zweite Drosselklappe 7 gesteuert wird, die für die Antriebsschlupfregelung erforderliche Bremskraft minimal und es wird die Verringerung der Abmessungen und des Gewichts des hydraulischen Systems ermöglicht. Ferner wird der Brennstoffverbrauch verbessert, da der Brennkraftmaschine 1 kein zusätzlicher Brennstoff zugeführt wird, wenn die Bremskraft aufgebracht wird, und zugleich kann die Wärmeabgabe des Bremssystems verhindert werden, welches die Bremskraft aufbringt.
Diese Antriebsschlupfregelung wird auf einfache Weise ausgeführt, da kein besonderes Hydrauliksystem und keine besonderen Vorrichtungen benötigt werden, sondern das für den Antiblockiervorgang eingesetzte Hydrauliksystem, das darin verwendete Dreistellungsventil 34 und das Servolenkung-Hydrauliksystem benutzt werden, um den Bremsöldruck unabhängig von einem Eingriff des Fahrers zu erhalten. In Anbetracht dessen kann für ein Fahrzeug, in das schon die Systeme zur Antiblockierregelung und zur Servolenkung eingebaut sind, die Antischlupfregelung allein durch geringfügige Abwandlung der Leitungsführung und durch Ersetzen der elektronischen Steuerschaltung 30 herbeigeführt werden. Hinsichtlich Fig. 3 wäre anzumerken, daß jeweils der verbleibende eine Eingang der ODER-Glieder 91 und 99 mit den zwei Eingängen und des UND-Glieds 97 mit den drei Eingängen das Steuern des Dreistellungsventils 34 und der Ölpumpe 36 durch die Antiblockierregelschaltung ESC zulassen. Da die Antiblockierregelung und die Antriebsschlupfregelung nicht gleichzeitig stattfinden, können diese Systeme durch einfaches logisches Summieren für gesonderte Zwecke gemeinsam benutzt werden.
Als nächstes wird das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sollen die Hydrauliksysteme und die zugehörigen Vorrichtungen auf gleichartige Weise wie bei dem in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel durch eine elektronische Steuerschaltung 30 gesteuert werden, welche in diesem Fall gemäß Fig. 5 hauptsächlich durch einen Mikrocomputer gebildet ist. Die Steuerung wird entsprechend dem in Fig. 6A und 6B dargestellten Ablaufdiagramm ausgeführt. Die Anordnung nach Fig. 5 enthält eine Zentraleinheit (CPU) 110, die zum Aufnehmen der Sensorsignale aus dem Antriebsrad-Drehzahlsensor 26, dem Mitlaufrad-Drehzahlsensor 25 und dem Öldruckschalter 56 und zum Ausführen von verschiedenerlei Berechnungen im Ansprechen auf diese Eingangssignale programmiert ist. Andere enthaltene Schaltungskomponenten sind ein Festspeicher (ROM) 112 zum Speichern des vorstehend genannten Zentraleinheit-Steuerprogramms, von Tabellen und von festgelegten Daten, ein Schreib/Lesespeicher (RAM) 113 für das Lesen und Schreiben von vorübergehenden Sensoreingabedaten und Rechendaten, eine Eingabeschnittstellenschaltung 114 mit Impulsformerschaltungen und einem Multiplexer für das selektive Zuführen der Sensoreingabesignale zu der Zentraleinheit 110, eine Ausgabeschaltung 116 für das Betreiben der Ölpumpe 36, des M/C-Druckventils 57 und des PS-Druckventils 58 sowie auch zum Steuern des Dreistellungsventils 34 über die Transistoren Tr1 und Tr2, eine Busleitung 118 für die Datenübertragung zwischen der Zentraleinheit 110, dem Festspeicher 112, dem Schreib/Lesespeicher 113 und den Eingabe/Ausgabe-Schnittstellenschaltungen 114 und 116 und eine Stromversorgungsschaltung 120 für alle vorstehenden Schaltungskomponenten.
Außerdem sind das Dreistellungsventil 34 und der Motor 6 derart gestaltet, daß sie durch die Ausgabeschnittstellenschaltung 116 jeweils über die Transistoren Tr1 und Tr2 und einen Strombegrenzungswiderstand R bzw. über eine PWM- Treiberschaltung 125 gesteuert werden, welche eine Impulsbreitenmodulation ausführt.
Der Antriebsschlupfregelvorgang, der durch die auf die vorstehend beschriebene Weise gestaltete elektronische Steuerschaltung 30 zusammen mit der Antiblockierregelung im Zeitmultiplex ausgeführt wird, wird in Verbindung mit dem in Fig. 6A und 6B gezeigten Ablaufdiagramm beschrieben.
Obgleich die Ablaufdiagramme in Anbetracht des Zeichnungsformats gesondert in Form von Fig. 6A und 6B gezeichnet sind, wird eine Folge von Prozessen zusammenhängend ausgeführt. Die Routine für diese Antriebsschlupfregelung wird zusammen mit der Antiblockierregelung usw. in jeweils vorbestimmten Zeitabständen ausgeführt. Nachstehend wird der Prozeß bei jeweiligen Schritten beschrieben.
Schritt 200: Lesen der Eingangsdaten an der Eingabeschnittstellenschaltung 114 für die Antriebsradgeschwindigkeit vr aus dem Antriebsradsensor 26, die Mitlaufradgeschwindigkeit vf aus dem Mitlaufradsensor 25 und den Schaltzustand des Öldruckschalters 56.
Schritt 220: Differenzieren der Antriebsradgeschwindigkeit vr zum Erhalten der Beschleunigung a der Antriebsräder.
Schritt 230: Prüfen, ob die Antriebsradbeschleunigung α größer als Null ist (Beschleunigung).
Schritt 240: Berechnen der Schlupfschwellenwerte vs1, vs2, vs3 und vs4 aus der Mitlaufradgeschwindigkeit vf unter Ansetzen von vorbestimmten Konstanten K1, K2, K3, K4 (K2 > K3 > K4 > K1), g1, g2, g3 und g4 auf folgende Weise:
vs1 = K1 · vf + g1
vs2 = K2 · vf + g2
vs3 = K3 · vf + g3
vs4 = K4 · vf + g4
Schritt 242: Entscheiden, ob die Antriebsradgeschwindigkeit über dem dritten Schlupfschwellenwert vs3 liegt oder nicht.
Schritt 244: Entscheiden, ob die Antriebsradgeschwindigkeit gleich dem oder kleiner als der vierte Schlupfschwellenwert vs4 ist oder nicht.
Schritt 246: Ausgabe des Normal-Signals über die Ausgabeschnittstellenschaltung 116 zum Verstellen der zweiten Drosselklappe 7 zu der Vollschließstellung hin durch Betreiben des Motors 6 durch die PWM-Treiberschaltung 125 in Normaldrehrichtung.
Schritt 247: Ausgabe des Umkehrsignals über die Ausgabeschnittstellenschaltung 116 zum Verstellen der Drosselklappe 7 zu der Vollöffnungsstellung hin durch Betreiben des Motors 6 durch die PWM-Treiberschaltung 125 in Gegendrehrichtung.
Schritt 248: Abschalten der Ausgabe des Normalsignals und des Umkehrsignals, die vorstehend genannt sind.
Die jeweiligen Schritte in dem in Fig. 6A gezeigten Ablaufdiagramm wurden vorstehend erläutert und diejenigen nach Fig. 6B werden nachstehend beschrieben.
Schritt 250: Prüfen, ob die Antriebsradgeschwindigkeit vr höher als der erste Schwellenwert vs1 ist.
Schritt 260: Einsetzen eines vorbestimmten Wertes in einen Zähler C in der Zentraleinheit.
Schritt 270: Rücksetzen des Zählers C auf Null.
Schritt 280: Abstufen des Zählers C um "1".
Schritt 290: Prüfen, ob der Inhalt des Zählers C über Null
ist. Der bei den Schritten 260 bis 290 eingesetzte Zähler C ist tatsächlich eine programmierte Funktion, die die Verzögerungsschaltung 89 bei dem ersten Ausführungsbeispiel ersetzt, und ihr Zweck ist es, die Antriebsschlupfregelung für eine voreingestellte Zeitdauer fortzusetzen, wenn nach dem Beginn der Antriebsschlupfregelung die Geschwindigkeit vr der Antriebsräder 16 und 17 unter den ersten Schwellenwert vs1 abgefallen ist.
Schritt 293: Prüfen, ob der Öldruckschalter 56 ausgeschaltet ist. Wenn der Schalter ausgeschaltet ist, was anzeigt, daß die Lenkung nicht betätigt ist und der Servolenkung- Hydraulikdruck nicht erhöht ist, schreitet der Ablauf zu einem Schritt 250 weiter.
Schritt 296: Wenn bei dem Schritt 293 ermittelt wird, daß der Öldruckschalter 56 eingeschaltet ist, was den Lenkvorgang anzeigt, wird das PS-Druckventil 58 in die Stellung h zurückgestellt.
Schritt 300: Das M/C-Druckventil 57 in dem Servolenkung- Hydrauliksystem 24 wird in die Stellung f eingestellt oder in dieser gehalten und es wird die Ölpumpe 36 in Betrieb gesetzt.
Schritt 303: Prüfen, ob der Öldruckschalter 56 ausgeschaltet ist.
Schritt 306: Wenn der Öldruckschalter 56 ausgeschaltet ist, wird das PS-Druckventil 58 in die Stellung i geschaltet, um den dem Hilfshauptzylinder 13 zugeleiteten Öldruck zu erhöhen.
Schritt 309: Wenn der Öldruckschalter 56 eingeschaltet ist, wird das PS-Druckventil 58 in die Stellung h geschaltet.
Schritt 310: Prüfen, ob die Antriebsradgeschwindigkeit vr höher als der zweite Schwellenwert vs2 ist.
Schritt 320: Das M/C-Druckventil 57 und das PS-Druckventil 58 jeweils in die Stellung e bzw. h zurückstellen oder darin halten sowie die Ölpumpe 36 abschalten.
Schritt 330: Dreistellungsventil 34 in dem Antiblockier- Hydrauliksystem 23 in die Stellung a (zur Druckerhöhung) einstellen oder in dieser halten.
Schritt 340: Dreistellungsventil 34 in die Stellung b (zum Halten des Druckes) einstellen.
Schritt 350: Dreistellungsventil 34 in die Stellung c (zur Druckverminderung) einstellen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich gemäß Fig. 7:
(A) Wenn eine Beschleunigung der Antriebsräder 16 und 17 ermittelt wird (α ≥ 0), d. h., bei dem Schritt 230 eine positive Entscheidung getroffen wird, läuft der Regelvorgang folgendermaßen ab:
(1) Wenn die Antriebsradgeschwindigkeit vr den auf der Mitlaufradgeschwindigkeit vf basierenden dritten Schlupfschwellenwert vs3 überschritten hat, nämlich bei dem Schritt 242 eine positive Entscheidung getroffen wurde, wird der Motor 6 in normaler Drehrichtung betrieben, um die zweite Drosselklappe 7 zu der Vollschließstellung hin zu verstellen und die Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine 1 zum Steuern der Ausgangsleistung zu verringern (Zeitabschnitt CL nach Fig. 7).
(2) Wenn durch die bei (1) oder nachfolgend bei (5) angeführte Steuerung die Antriebsradgeschwindigkeit vr unter den vierten Schlupfschwellenwert vs4 abgefallen ist, nämlich bei dem Schritt 244 eine positive Entscheidung getroffen wurde, wird der Motor 6 in Gegendrehrichtung betrieben, um die zweite Drosselklappe 7 zu der Vollöffnungsstellung hin zu steuern und die Ansaugluftmenge der Brennkraftmaschine 1 zum Erhöhen der Ausgangsleistung zu vergrößern (Zeitabschnitt OP nach Fig. 7).
(3) Wenn der Zusammenhang zwischen der Antriebsradgeschwindigkeit vr und dem vierten Schlupfschwellenwert vs4 < vr < vs3 ist, nämlich bei den beiden Schritten 242 und 244 eine negative Entscheidung getroffen wird, werden sowohl das Normalsignal als auch das Umkehrsignal rückgesetzt, um die Stellung der zweiten Drosselklappe 7 beizubehalten.
(4) Wenn die Antriebsradgeschwindigkeit vr den auf der Mitlaufradgeschwindigkeit vf basierenden ersten Schwellenwert vs1 überstiegen hat, nämlich bei dem Schritt 250 eine positive Entscheidung getroffen wurde, wird die Ölpumpe 36 in dem Antiblockier-Hydrauliksystem 23 in Betrieb gesetzt, das M/C-Druckventil 57 in dem Servolenkung- Hydrauliksystem 24 in die Stellung f eingestellt und das Dreistellungsventil 34 in dem Antiblockier-Hydrauliksystem 23 in die Stellung b (zum Halten des Druckes) eingestellt (Zeitabschnitt I nach Fig. 7).
Falls bei dem vorstehend beschriebenen Betriebsvorgang der Öldruckschalter 56 ausgeschaltet ist, wird das PS- Druckventil 58 in die Stellung i eingestellt (Schritte 303 und 306), oder falls der Öldruckschalter 56 eingeschaltet ist, wird das PS-Druckventil 58 in die Stellung h eingestellt (Schritte 303 und 309).
(5) Wenn die Antriebsradgeschwindigkeit vr den zweiten Schwellenwert vs2 überschritten hat, nämlich bei dem Schritt 310 eine positive Entscheidung getroffen wurde, wird das Dreistellungsventil 34 in die Stellung a (zur Druckerhöhung) eingestellt, um die Bremskraft an den Antriebsrädern zu verstärken (Zeitabschnitt II nach Fig. 7).
(6) Wenn auf den Zustand (4) oder (5) folgend die Antriebsradgeschwindigkeit vr unter den ersten Schwellenwert vs1 abgefallen ist, nämlich bei dem Schritt 250 eine negative Entscheidung und bei dem Schritt 290 eine positive Entscheidung getroffen wurde, wird das Dreistellungsventil 34 in die Stellung c (zur Druckverminderung) eingestellt, um die Bremskraft zu verringern (Zeitabschnitt 111 nach Fig. 7). Wenn zu diesem Zeitpunkt ermittelt wird, daß der Öldruckschalter 56 eingeschaltet ist, wird das PS- Druckventil 58 in die Stellung h zurückgestellt (Schritte 293 und 296).
(7) Wenn die in dem Zähler C eingestellte Zeitdauer abgelaufen ist (bei dem Schritt 290 eine negative Entscheidung getroffen wird), während die Antriebsradgeschwindigkeit vr unterhalb des ersten Schwellenwertes vs1 verbleibt, werden das M/C-Druckventil 57 und das PS-Druckventil 58 jeweils in die Stellung e und h eingestellt, die Ölpumpe 36 wird abgeschaltet und das Dreistellungsventil 34 wird in die Stellung a (zur Druckerhöhung) geschaltet, um den Antriebsschlupfregelvorgang abzuschließen (in Fig. 7 nicht gezeigter Zeitabschnitt).
(B) Wenn die Fahrzeugbeschleunigung α unter Null abfällt, nämlich die Verlangsamung beginnt (bei dem Schritt 230 eine negative Entscheidung getroffen wird), wird der Zähler C auf Null rückgesetzt und es folgt die gleiche Steuerung wie die vorstehend angeführte Steuerung (4) (Zeitabschnitt IV in Fig. 7).
Dieses Ausführungsbeispiel wirkt auf gleiche Weise wie das erste Ausführungsbeispiel und ergibt die gleichen Wirkungen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, z. B. das durch das Antiblockier-Hydrauliksystem 23 erzielte schnelle Ansprechen, die Verringerung des Brennstoffverbrauchs durch die zweite Drosselklappe 7 usw., wobei darüberhinaus die Verwendung der Zentraleinheit 110 verschiedenerlei Schemata für die Antriebsschlupfregelung ohne Veränderung des Schaltungsaufbaus der elektronischen Steuerschaltung 30 zuläßt.

Claims

1. Radschlupfregelsystem für ein Fahrzeug, das

(a) eine Bremsschlupf-Detektorvorrichtung (25, 26) zum Erfassen eines Schlupfzustandes von Rädern (14, 15, 16, 17) während eines Bremsens des Fahrzeugs und zur Abgabe eines den Schlupfzustand darstellenden Bremsschlupfsignals,

(b) eine erste elektronische Steuereinrichtung (ESC), die das Bremsschlupfsignal aufnimmt und ein erstes Einstellsignal abgibt, welches eine Antriebsradgeschwindigkeit (Vrr) steuert,

(c) eine Beschleunigungsschlupf-Detektorvorrichtung (25, 26) zum Erfassen eines Schlupfzustandes der Räder während einer Beschleunigung des Fahrzeugs und zum Abgeben von Beschleunigungsschlupfsignalen (Vcbh, Vcbl, Vrgh, Vrgl) zur Antriebsschlupfregelung und von Beschleunigungsschlupfsignalen (Vcsh, Vcsl) zum Steuern der Maschinenausgangsleistung,

(d) eine zweite elektronische Steuereinrichtung (30), die die Antriebsschlupfsignale (Vcbh, Vcbl, Vrgh, Vrgl) für die Antriebsschlupfregelung zum Abgeben eines zweiten Einstellsignals (Vesc) und die Beschleunigungsschlupfsignale (Vcsh, Vcsl) für die Maschinenausgangsleistungssteuerung zum Bilden eines dritten Einstellsignals (Vcsc) aufnimmt, welches eine Stellvorrichtung (6) einer Drosselklappe (7) steuert,

(e) eine die zweite elektronische Steuereinrichtung (30) mit der Stellvorrichtung (6) verbindende Steuerleitung zum Steuern der Stellvorrichtung (6) der in einem Ansaugkanal (3) angeordneten Drosselklappe (7) durch das dritte Einstellsignal (Vcsc) und

(f) eine Hydrauliksteuervorrichtung (23) aufweist, die entweder das erste Einstellsignal zum Steuern der Antriebsradgeschwindigkeit (Vrr) oder das zweite Einstellsignal (Vesc) zur Antriebsschlupfregelung aufnimmt und den Schlupf der Antriebsräder (16, 17) steuert, wobei das Radschlupfregelsystem dadurch gekennzeichnet ist, daß

(g1) die zweite elektronische Steuereinrichtung (30) die Hydrauliksteuervorrichtung (23) entsprechend dem zweiten Einstellsignal (Vesc) zu einer sofortigen feinen Antriebsschlupfregelung durch Aufbringen eines Bremsdruckes steuert, wenn d erfaßte Radschlupfgeschwindigkeit einen vorbestimmten ersten Schwellenwert (Vfbh) übersteigt, und

(g2) die Steuerung der Drosselklappe (7) durch das dritte Einstellsignal (Vcsc) zum Erzielen der Maschinenausgangsleistungssteuerung beginnt, wenn eine Schlupfgeschwindigkeit einen vorbestimmten dritten Schwellenwert (Vfsh) übersteigt, wobei der erste Schwellenwert (Vfbh) eine höhere Schlupfgeschwindigkeit als der dritte Schwellenwert (Vfsh) darstellt.

2. Radschlupfregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner eine Druckquellen- Wählvorrichtung (32) aufweist, die einen ersten Druck einer ersten Druckquelle (11, 12) und einen zweiten Druck einer zweiten Druckquelle (24) aufnimmt, um die Differenz zwischen den beiden Drücken zu messen, und die zum Wählen der ersten oder der zweiten Druckquelle in Abhängigkeit von der gemessenen Druckdifferenz ausgebildet ist, und daß die erste Druckquelle (11, 12) ein Bremspedal (11) und einen Hauptzylinder (12) umfaßt, der einen zu der Verstellung des Bremsmechanismus (11) proportionalen Druck erzeugt.

3. Radschlupfregelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Druckquelle (24) ein Servolenkung-Steuerdrucksystem, ein Schaltventil (57, 58) zum Einstellen eines von dem Servolenkung-Steuerdrucksystem erzeugten Druckes und einen Hilfs-Hauptzylinder (13) aufweist, welcher der Druckquellen-Wählvorrichtung (32) einen von dem Schaltventil (57, 58) gelieferten Druck zuführt.

4. Radschlupfregelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquellen-Wählvorrichtung (32) ein Umschaltventil (32) aufweist, das gemäß der Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Druck die erste oder die zweite Druckquelle mit dem höheren Druck speist.

5. Radschlupfregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrauliksteuervorrichtung (23) eine Antiblockier-Steuerdruckeinheit aufweist, die ein Dreistellungsventil (34) enthält, das entsprechend entweder dem ersten Einstellsignal oder dem zweiten Einstellsignal (Vesc) an dem Druck aus der Druckquellen-Wählvorrichtung (32) das Aufrechterhalten, das Verringern oder das Verstärken bewirkt.

6. Radschlupfregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsschlupf-Detektorvorrichtung (25, 26) und die Beschleunigungsschlupf-Detektorvorrichtung (25, 26) einen Antriebsrad-Drehzahlsensor (26) und einen Mitlaufrad-Drehzahlsensor (25) aufweisen.

7. Radschlupfregelsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinrichtung (30) entsprechend dem zweiten Einstellsignal (Vesc) an dem Dreistellungsventil (34) das Verringern des an dem Antriebsrad aufgebrachten Druckes, das Verstärken des Druckes und das Aufrechterhalten des Druckes bewirkt.

8. Radschlupfregelsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe (7) eine zweite Drosselklappe ist, die nahe an einer in einem Ansaugkanal (3) angebrachten ersten Drosselklappe (5) angebracht ist, welche mit einem Beschleunigungsmechanismus (4) gekoppelt ist, wobei die elektronische Steuereinrichtung (30) die Drosselklappe (7) entsprechend dem dritten Einstellsignal (Vcsc) aufgrund eines oberen Grenzwertes (Vfsh) und eines unteren Grenzwertes (Vfsl) der Antriebsradgeschwindigkeit (Vrr) steuert.

9. Radschlupfregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ferner eine Druckquellen- Wählvorrichtung (32) aufweist, die einen ersten Druck einer ersten Druckquelle (11, 12) und einen zweiten Druck einer zweiten Druckquelle (24) aufnimmt und zum zwangsweisen Wählen der ersten oder der zweiten Druckquelle in Abhängigkeit von der Steuerung durch die erste elektronische Steuereinrichtung (ESC) und die zweite elektronische Steuereinrichtung (30) ausgebildet ist und daß die erste Druckquelle (11, 12) ein Bremspedal (11) und einen Hauptzylinder (12) aufweist, der einen zur Verstellung des Bremspedals (11) proportionalen Druck erzeugt.