DE3625945C2

DE3625945C2 - Antriebsradschlupf-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE3625945C2
Application number: DE3625945A
Authority: DE
Inventors: Takafumi Inagaki; Kazumasa Nakamura; Hiroharu Miyazaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1985-08-01
Filing date: 1986-07-31
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2006-08-01
Also published as: US4733760A; JPS6229461A; DE3625945A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsradschlupf- Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im Stand der Technik ist eine Antriebsradschlupf-Steuervorrichtung (ASR-Einrichtung) für ein Kraftfahrzeug bekannt, die während einer Beschleunigung des Fahrzeugs das Schlupfen von einem oder mehreren der Antriebsräder, d. h. deren wesentliche schnelleres Umlaufen, als es für den Momentanwert der Fahrgeschwindigkeit angemessen ist, ermittelt und unter diesen Umständen eine Bremsvorrichtung an dem schlupfenden Antriebsrad betätigt, um dessen Schlupfen einzuschränken oder zu drosseln. Das ist im Prinzip wirksam, um einen übermäßigen Reifenverschleiß zu unterbinden und einen sicheren Fahrzeugbetrieb zu begünstigen, jedoch entstehen bei einer derart einfachen Art einer Antriebsradschlupf-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach dem Stand der Technik verschiedene Probleme.

Aus der DE-OS 24 01 709 ist eine ASR-Einrichtung dieser Gattung bekannt, anhand der diese bestimmten Probleme näher beschrieben werden sollen.

Gemäß der DE-OS 24 01 709 wird die Leistung N, welche auf ein Antriebsrad bespielsweise eines Kraftfahrzeugs aufgebracht wird, durch einen Rechner in Abhängigkeit eines Steuerreibwertes R_v zwischen Rad und Untergrund geregelt, so daß ein Fahren an der Reibwertgrenze bei maximaler Kraftübertragung auf den Untergrund möglich ist. Wird jedoch aufgrund einer Änderung des tatsächlichen Reibwertes R des momentan überfahrenen Untergrunds ein Durchdrehen des Antriebsrads festgestellt, erfolgt eine Minderung der Radumdrehung beispielsweise durch Verringerung der auf das Antriebsrad aufgebrachten Leistung N nach einem fest vorbestimmten Regelungsablauf unabhängig von dem Reibwert.

Bei dieser Einrichtung ist es demnach vorgesehen, den eingestellten Reibwert R_v zur Bestimmung der aufbringbaren Leistung N entsprechend bestimmter Kenngrößen, die während des Regelungsablaufes gemessen wurden, beispielsweise die Zeitdauer t, die zur Wiedererlangung der Haftreibung benötigt wurde, den Maximalwert d der Raddrehgeschwindigkeit usw., nach beendetem Regelungsablauf zum Zeitpunkt t₄ um einen bestimmten Korrekturwert X zu verändern und damit dem realen Reibwert R iterativ anzunähern. Auf diese Weise wird das vorstehend erwähnte Fahren an der Reibgrenze gewährleistet, wenngleich die maximal mögliche Beschleunigung entsprechend dem vorstehend beschriebenen Regelverfahren erst nach einer gewissen Zeit, bzw. nach Ablauf einer Anzahl von Regelvorgängen erreicht werden kann.

Dem Erfindungsgegenstand liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, die ASR-Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß der Schlupf eines Fahrzeug-Antriebsrads in angemessener Weise bei allen Betriebszuständen steuerbar ist, ohne dabei die Drehung des Fahrzeug-Antriebsrad wesentlich über- oder unterzubremsen und damit die Beschleunigungsfähigkeit des Fahrzeugs zu beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des anliegenden Hauptanspruchs gelöst.

Demzufolge liegt die Erfindung darin, daß bereits vor Einleitung eines Antischlupf-Regelvorgangs die Einstellung eines den realen Reibungskoeffizienten µ des Untergrunds wiedergebenden Parameters vorgenommen und entsprechend dieses Parameters die Art und/oder die Zeitdauer der folgenden Gegenmaßnahmen vorzugsweise das Abbremsen des durchdrehenden Rades verändert werden. Auf diese Weise ist es möglich, den Schlupf des Antriebsrads präzise zu steuern und somit eine Fahrzeugbeschleunigung auf dem die Straßenoberfläche zulassenden Maximalwert zu ermöglichen. Erreicht wird dieser Regelvorgang durch die erfindungsgemäße Anordnung der den Zustand einer Straßenoberfläche ermittelnden Einrichtung, die entsprechende Signale an die Bremsbetätigungseinrichtung für die Auswahl der jeweils optimalen Bremsbedingungen sendet.

Die die Bremsbetätigungseinrichtung steuernde Einrichtung kann demzufolge fakultativ entweder die an der Bremsvorrichtung für das Antriebsrad herrschende Bremskraft oder die Zeitspanne des Bremsens oder beides ändern.

Diese Antriebsradschlupf-Steuervorrichtung kann, falls es gewünscht oder angestrebt wird, des weiteren eine Einrichtung enthalten, die während eines Beschleunigungsschlupfes den Motor des Kraftfahrzeugs herunterdrosselt.

Als eine bevorzugte Möglichkeit wird ins Auge gefaßt, daß die den Zustand der Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, bestimmende Einrichtung den Reibungskoeffizienten ermittelt, indem sie einen das Drehmoment am Antriebsrad wiedergebenden Wert sowie einen die Drehbeschleunigung des Antriebsrades wiedergebenden Wert bestimmt und daraus den vorstehenden Parameterwert ableitet, was fakultativ durch Suchen in einer Tafel geschehen kann.

Zur besseren Erläuterung der Erfindung zeigt die Fig. 1 ein schematisches Blockbild. Hierin bezeichnet M1 das angetriebene Rad (Antriebsrad) des Fahrzeugs, das auf der Straßenoberfläche M6 rollt, während mit M4 die Bremsvorrichtung für dieses Antriebsrad M1 bezeichnet ist. Die Einrichtung M2 dient der Ermittlung der Drehzahl des Antriebsrades M1, während die Einrichtung M3 das Vorhandensein eines Beschleunigungs- Schlupfzustandes bestimmt. Die Bremsvorrichtung M4 wird durch eine Betätigungseinrichtung M5 betrieben. Die Einrichtung M7 erfaßt den Zustand der Straßenoberfläche M6, während M8 die Betätigungseinrichtung für die Steuervorrichtung M5 der Bremsvorrichtung M4 ist, welche entsprechend dem Momentanzustand der Straßenoberfläche M6 die Bremsbedingungen für das angetriebene Fahrzeugrad M1 ändert.

Im einzelnen kann beispielsweise die Beschleunigungsschlupf- Bestimmungseinrichtung die Drehbeschleunigung des Antriebsrades M1 aus aufeinanderfolgenden Werten dessen Drehzahl, die als Signale von der Drehzahl-Ermittlungseinrichtung M2 ihr zugeführt werden, berechnen und entscheiden, ob diese Drehbeschleunigung wenigstens einen gewissen bestimmten Wert hat, bei dem das Antriebsrad M1 einem Beschleunigungsschlupf momentan unterliegt. Alternativ besteht für diese Beschleunigungsschlupf-Bestimmungseinrichtung die Möglichkeit, den Momentanwert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit Bezug zur Straßenoberfläche M6 durch eine andere Einrichtung, z. B. ein Radar, zu bestimmen und den Unterschied zwischen der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit sowie dem Produkt aus der Drehzahl des Antriebsrades M1 und seines Umfangs zu berechnen und dann, wenn dieser Unterschied größer als ein gewisser bestimmter Wert ist, auf das Vorhandensein des Beschleunigungsschlupfzustandes entscheiden. Diese Verfahren zur Bestimmung eines Beschleunigungsschlupfzustandes sind an sich bekannt.

Die Einrichtung M5 zur Betätigung der Bremsvorrichtung M4 wirkt auf diese Vorrichtung M4 ein, wenn durch die Bestimmungseinrichtung M3 ein Beschleunigungsschlupf des Rades M1 festgestellt wird, um die Drehzahl dieses Rades M1 zu begrenzen und dessen Beschleunigungsschlupf herabzusetzen. In der Praxis kann diese Betätigungseinrichtung M5 für die Bremsvorrichtung M4 einen diese betätigenden Hydraulikdruck erzeugen.

Die den Zustand der Straßenoberfläche erfassende Einrichtung M7 bestimmt den Wert µ, der den momentanen Reibungskoeffizienten zwischen dem Antriebsrad M1 und der Straßenoberfläche M6 wiedergibt. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß ein Lichtstrahl oder eine elektromagnetische Strahlung mit einer bestimmten Wellenlänge auf die Straßenoberfläche M6 gerichtet und deren Rauheit durch den Intensitätspegel der reflektierten Strahlung ermittelt wird, oder es kann dadurch geschehen, wie oben angedeutet wurde, daß ein das Drehmoment am Antriebsrad M1 wiedergebender Wert und ein die Drehbeschleunigung dieses Rades M1 wiedergebender Wert bestimmt werden, aus denen dann der Wert µ erhalten wird, und zwar möglicherweise durch Suchen in einer Tafel.

Die Betätigungseinrichtung M8 für die Steuerungseinrichtung M5 der Bremsvorrichtung hängt von dem Wert des Straßenoberflächen- Reibungskoeffizienten µ ab, der durch die Einrichtung M7 bestimmt wurde, und sie setzt entweder die von der Bremsvorrichtung M4 gelieferte Bremskraft für das Antriebsrad M1 oder die Zeitspanne des Bremsens oder beides entsprechend dem Reibungskoeffizienten µ fest. Das dient dazu, die oben mit Bezug auf Vorrichtungen nach dem Stand der Technik herausgestellten Probleme zu lösen, nämlich: wenn dieser Reibungskoeffizient µ niedrig ist und ein relativ geringes Bremsen erforderlich ist, um einem Beschleunigungsschlupf entgegenzuwirken, so ist es angemessen, entweder die Bremskraft niedrig einzustellen oder die Bremszeit kurz zu halten oder beide Maßnahmen zu ergreifen, und wenn dieser Reibungskoeffizient hoch ist und ein relativ starkes Bremsen erforderlich ist, um dem Beschleunigungsschlupf entgegenzuwirken, so ist es angemessen, entweder die Bremskraft hoch und die Zeit des Bremsens lang anzusetzen oder beide Maßnahmen zu ergreifen. Dieses Erfordernis für einen niedrigen Bremseffekt im Fall eines niedrigen Straßenoberflächen- Reibungskoeffizienten µ wird durch die Gleichung belegt:

I_r × A_r = -(T_r-µ × W_r × R)

worin sind:
A_r: die Drehbeschleunigung des Antriebsrades M1, wenn das Fahrzeug gebremst wird,
I_r: das Trägheitsmoment des mit dem Antriebsrad M1 drehenden Teils,
T_r: das Bremsmoment, das durch die Bremsvorrichtung M4 ausgeübt wird,
µ: der Reibungskoeffizient zwischen dem Antriebsrad M1 und der Straßenoberfläche M6,
W_r: die Belastung am Antriebsrad M1
R: der Radius des Antriebsrades M1.

In dieser Gleichung sind I_r, W_r und R für irgendeinen Fahrzeugtyp fest, so daß für eine stabile Bremssteuerung ohne Rücksicht auf die Straßenoberflächenzustände bei konstantem A_r (in Wirklichkeit: Verlangsamung) je kleiner der Wert von µ ist, desto kleiner das erforderliche Bremsmoment ist, und umgekehrt, je größer der Wert von µ ist, desto größer das erforderliche Bremsmoment ist. Da das Bremsmoment T_r dem Ausmaß des Bremsens oder der Zeit des Betriebs der Bremsvorrichtung M4 proportional ist, ist es insofern erwünscht und zweckmäßig, die Bremskraft oder die Zeit des Betriebs der Bremsvorrichtung entsprechend den Straßenzuständen festzusetzen.

Aus dem Obigen folgt, daß gemäß der Erfindung die Bremskraft oder die Zeitdauer des Bremsens in Übereinstimmung mit dem Zustand der Straßenoberfläche festgesetzt werden. Deshalb wird die Bremskraft vom Zustand der Straßenoberfläche abhängig gemacht und eine stabile Bremssteuerung bei allen Arten von Straßenoberflächen und bei allen Betriebsbedingungen erreicht sowie eine gute Antibeschleunigungsschlupf- Steuerung geschaffen. Mit anderen Worten wird das Ausmaß des an einem schlupfenden Antriebsrad des Fahrzeugs ausgeübten Bremsens entsprechend den betrieblichen Erfordernissen geändert und ein Radschlupf eines Fahrzeugrades auf der Straße in geeigneter Weise bei allen Betriebszuständen gesteuert, ohne jemals die Drehung der Fahrzeug-Antriebsräder wesentlich über- oder unterzubremsen und ohne die Beschleunigungsfähigkeit des Fahrzeugs in ungünstiger Weise zu beeinträchtigen. Trotz allem wird mit einer solchen Antriebsradschlupf- Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug ein Radschlupf in positiver und zweckmäßiger Weise eingeschränkt oder gedrosselt. Ferner ist diese Steuervorrichtung dazu geeignet, einen positiven Fahrbetrieb auf Straßenoberflächen mit verschiedenartigen Reibungskoeffizienten, die von schlüpfrigen, mit Eis, Schnee oder Wasser bedeckten Straßen bis zu trockenen Straßen reichen, zu gewährleisten.

Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand seiner bevorzugten Ausführungsform, auf die er jedoch nicht begrenzt ist, erläutert. Räumliche Angaben sind als auf die jeweilige Figur bezogen zu verstehen. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockbild zum Gesamtaufbau des Erfindungsgegenstandes;

Fig. 2 zwei synchronisierte Kurvenbilder, in denen die Zeit auf der Abszisse und die Raddrehzahl sowie der hydraulische Bremsbetätigungsdruck auf der Ordinate aufgetragen wird;

Fig. 3 eine schematische Darstellung von gewissen Teilen eines Kraftfahrzeugs, die mit der Radschlupf-Steuervorrichtung in engem Zusammenhang stehen, sowie Teile dieser Vorrichtung;

Fig. 4 ein Blockbild über den inneren Aufbau eines Mikrocomputers, der bei dem Erfindungsgegenstand zur Anwendung kommt;

Fig. 5 einen Flußplan zur Darstellung der Prozesse, um von verschiedenen Fühlern Signale zu erhalten und das Vorhandensein oder Fehlen des Zustandes eines Beschleunigungsschlupfes zu bestimmen;

Fig. 6 einen Flußplan zur Darstellung des Prozesses zur Regelung des den Radbremszylindern der Fahrzeug-Antriebsräder zugeführten Hydraulikdrucks, wenn der Zustand eines Beschleunigungsschlupfes gegeben ist;

Fig. 7 einen Flußplan zur Darstellung des Prozesses der Steuerung einer Hilfs-Drosselklappe, um das von dem in Fig. 6 gezeigten Programmteil durchgeführte Bremsen im Fall des Vorhandenseins des Zustands eines Beschleunigungsschlupfes zu unterstützen;

Fig. 8 einen Zeitplan, der das Zeitverhalten einer mittleren Antriebsraddrehzahl, der Werte von Flags F₁, F₂ und F_s, der Stellung des Steuerventils, eines hydraulischen Bremsbetätigungsdrucks und einer Drosselklappenöffnung während des Eintretens eines Beschleunigungsschlupfes an einem Antriebsrad zeigt;

Fig. 9 eine beispielhafte Datentafel A zur Erläuterung der Art und Weise wie der Wert des Reibungskoeffizienten µ zwischen den Antriebsrädern und der Straßenoberfläche bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung in Abhängigkeit von dem an den Antriebsrädern wirkenden Drehmoment und der Beschleunigung dieser Antriebsräder bestimmt wird;

Fig. 10 eine beispielhafte Datentafel B zur Erläuterung der Art und Weise des für das Bremssystem der Antriebsräder gelieferten Bremswirkung bestimmt, und ein zweiter Zählgrenzwert C_c, der die Zeitspanne, für die der Bremseffekt zum Bremsen der Antriebsräder aufrechterhalten wird, bestimmt, auf der Grundlage des Reibungskoeffizienten µ zwischen den Fahrzeugrädern und der Straßenoberfläche festgelegt werden;

Fig. 11 einen Flußplan zum Prozeß der Steuerung des Druckwerts an einem Druckspeicher für die erfindungsgemäße Steuervorrichtung.

Die Fig. 3 zeigt bestimmte Teile eines Kraftfahrzeugs, die mit dem Bremssystem zusammenhängen, das mit der bevorzugten Ausführungsform einer Antriebsradschlupf-Steuervorrichtung gemäß der Erfindung ausgestattet ist. Der Kraftfahrzeugmotor 1 weist eine Zylinderbohrung auf, in der ein Kolben 2 hin- und hergeht, welcher in Verbindung mit einem Zylinderkopf und der Zylinderbohrung in üblicher Weise einen Brennraum bestimmt, der mit einer Zündkerze 3 versehen ist, wobei der Eintritt eines Luft-Kraftstoffgemischs durch ein Einlaßventil 4 gesteuert wird. Dieses Gemisch wird vom Brennraum her durch eine Bohrung, die mit einer Kraftstoff-Einspritzdüse 5 versehen ist, und durch einen einen Druckausgleichbehälter 6 aufweisenden Ansaugkanal zur Zufuhr von Luft zur Bohrung angesaugt. Stromoberhalb des Druckausgleichbehälters 6 befindet sich in dem Ansaugkanal ein Luftmengenmesser 7 und ein Luftfilter 8. Ferner ist zwischen dem Luftmengenmesser und dem Druckausgleichbehälter 6 im Ansaugkanal eine Haupt-Drosselklappe 10 vorgesehen, die die Menge der durch dieses Luftansaugsystem eingesaugten Luft regelt. Die Haupt- Drosselklappe 10 ist über ein übliches Gestänge mit dem Gaspedal 9 des Fahrzeugs verbunden, so daß, je mehr das Gaspedal vom Fahrer niedergedrückt wird, die Drosseklappe 10 umso mehr geöffnet wird. Kurz unterhalb der Haupt- Drosselklappe 10 und zwischen dieser sowie dem Druckausgleichbehälter 6 ist im Ansaugkanal eine Hilfs-Drosselklappe 14 angeordnet, die durch einen Gleichstrom- Schrittmotor 12 oder einen anderen Elektromotor gesteuert wird und selbst die durch das Ansaugsystem strömende Luftmenge in der gleichen Weise wie die Haupt-Drosselklappe 10 regelt. Die Winkelstellungen der Haupt- und der Hilfs-Drosselklappe 10 bzw. 14 werden durch jeweilige Drosselklappen-Stellungsfühler 16 und 17 ermittelt, die für diese Winkelstellungen kennzeichnende elektrische Ausgangssignale liefern. Auch die Winkellage oder die Größe im Niedertreten des Gaspedals 9 wird durch einen Gaspedal-Stellungsfühler 18 erfaßt, der ebenfalls ein elektrisches Signal, das die Gaspedalstellung wiedergibt, liefert. Die Ausgangssignale der Drosselklappen- Stellungsfühler 16 sowie 17 und des Gaspedal-Stellungsfühlers 18 werden alle einem Steuergerät 50, auf das noch eingegangen werden wird, zugeführt, das auch den Schrittmotor 12 steuert, um die Hilfs-Drosselklappe 14 zu verstellen.

Das Bremssystem des Fahrzeugs umfaßt ein Bremspedal 21, das mit einem Hauptbremszylinder 22 verbunden ist, der entsprechend dem Ausmaß des Niedertretens dieses Bremspedals 21 durch den Fahrer einen Druck erzeugt, und einen Hilfsbremszylinder 23, der, wie erläutert werden wird, hydraulisch und automatisch betrieben wird sowie dazu vorgesehen ist, einen hydraulischen Bremsdruck zu liefern, wenn ein Beschleunigungsschlupf auftritt. Bei dem Fahrzeug wird im gewählten Beispiel davon ausgegangen, daß es zwei nicht angetriebene Laufräder 24 und 25, von denen das Rad 24 auf der linken Seite und das Rad 25 auf der rechten Seite liegt, sowie zwei angetriebene Räder 26 und 27 hat. Für die mit der Erfindung erfolgten Zwecke ist es unerheblich, welches dieser beiden Radpaare die Vorderräder und welches die Hinterräder darstellen. Die nicht angetriebenen Laufräder 24 und 25 sind mit Radbremszylindern 28 bzw. 29 und die angetriebenen Räder (Antriebsräder) 26 sowie 27 sind mit Radbremszylindern 30 bzw. 31 jeweils ausgestattet.

Der Hauptbremszylinder 22 ist ein durch den Fuß des Fahrers betätigter Tandem-Zylinder, der auf der Grundlage des ihm durch den Fuß des Fahrers aufgebrachten Drucks einen entsprechenden Bremsdruck durch zwei unabhängige Leitungssysteme schickt und von denen das eine den Betätigungsdruck den beiden Radbremszylindern 28 und 29 für die Laufräder 24, 25 und das andere den Betätigungsdruck den beiden Bremszylindern 30 und 31 für die Antriebsräder 26 und 27 zuführt.

Der Hilfsbremszylinder 23 ist ein Einzelzylinder, der durch die Zufuhr eines Hydraulikdrucks zu einer ihm eingegliederten Druckkammer 23a betätigt wird und entsprechend der Größe dieses zugeführten Betätigungsdrucks einen hydraulischen Bremsdruck nur dem Leitungssystem zuführt, das den beiden Radbremszylindern 30 und 31 für die Antriebsräder 26, 27 zugeordnet ist. Ein an sich bekanntes Wechselventil 32 ist vorgesehen, um dem Leitungssystem für die beiden Radbremszylinder 30, 31 der Antriebsräder 26, 27 den Betätigungsdruck zuzuführen. Hierbei wird jeweils der höhere Druck, der am Hauptbremszylinder 22 bzw. am Hilfsbremszylinder 23 ansteht, den Radbremszylindern 30 und 31 zugeführt, während die Leitung vom Bremszylinder mit dem niedrigeren Druck abgesperrt wird.

Ein elektrisch gesteuertes Hydraulik-Steuersystem dient der Zuführung von Betätigungsdruck zur Druckkammer 23a des Hilfsbremszylinders 23. Dieses Steuersystem 40 arbeitet entsprechend dem Wert eines ihm zugeführten elektrischen Signals so, daß es (a) entweder Hydraulikdruck von der Druckkammer 23a des Hilfsbremszylinders 23 abläßt oder (b) jeglichen Betätigungsdruck, der gegenwärtig in der Druckkammer 23a ansteht, einschließt und einen Flüssigkeitsdruck nicht zuführt oder abläßt, oder (c) einen hohen Betätigungsdruck an die Druckkammer 23a des Hilfs- Bremszylinders 23 legt. Im einzelnen umfaßt das Hydraulik- Steuersystem 40 einen Sammelbehälter 41 und eine Druckflüssigkeitspumpe 42, die aus dem Behälter 41 Flüssigkeit ansaugt und sie auf einen vorbestimmten Druckwert erhöht, was im Ansprechen auf ein elektrisches Betätigungs- und Steuersignal, das diese Pumpe 42 empfängt, geschieht. Des weiteren umfaßt das Steuersystem an der Druckseite sowie an der Saugseite der Pumpe 42 angeordnete Rückschlagventile 43 und 44, um eine Rückströmung von unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit zu verhindern. Ein Speicher 45 dient der Speicherung einer angemessenen Menge an unter Druck stehender Flüssigkeit. Ein hydraulischer Druckschalter 46 dient als ein Fühler und gibt ein elektrisches Signal, das für die Größe des Hydraulikdrucks in der Leitung, die von der Pumpe 42 kurz unterhalb des Rückschlagventils 43 versorgt wird, kennzeichnend ist, ab. Ein Magnetventil 47 ist ein Drei-Stellungsventil, das mit einer dieses belastenden Feder versehen ist und durch ein ihm vom Steuergerät 50 zugeführtes Signal in eine von drei Schaltstellungen "a", "b" und "c" verstellt wird. Die Einlaßöffnung dieses Ventils empfängt den Ausgangsdruck von der Pumpe 42 über das Rückschlagventil 43.

Wenn das Magnetventil 47 elektrisch so gesteuert wird, daß es in seiner ersten Schaltstellung "a" ist, dann sperrt es den Flüssigkeitsdruck an seiner Einlaßöffnung ab und verbindet die eine seiner Auslaßöffnungen, die zur Druckkammer 23a des Hilfsbremszylinders 23 führt, mit der anderen seiner Auslaßöffnungen, die den Ablauf zum Sammelbehälter 41 darstellt, so daß der Hydraulikdruck von der Druckkammer 23a zum Sammelbehälter 41 abgeführt wird. Wird das Magnetventil 47 in seine zweite Schaltstellung "b" geführt, dann trennt es sowohl seine Einlaßöffnung wie seine Auslaßöffnung, die zur Druckkammer 23a führt, ab, so daß jeglicher Betätigungsdruck, der gegenwärtig in dieser Druckkammer 23a des Hilfsbremszylinders 23 herrscht, eingeschlossen wird und somit weder Flüssigkeitsdruck zugeführt noch abgelassen wird. Wird das Magnetventil 47 in seine dritte Schaltstellung "c" verschoben, dann führt es den Hydraulikdruck von seiner Einlaßöffnung zu der einen seiner Auslaßöffnungen, die zur Druckkammer 23a Verbindung hat, so daß dieser Kammer 23a des Hilfsbremszylinders ein hoher Betätigungsdruck zugeführt wird.

Den beiden Laufrädern 24 und 25 sind jeweils ein linker sowie ein rechter Drehzahlfühler 52 bzw. 53 zugeordnet, von denen jeder ein die Drehzahl seines Laufrades kennzeichnendes Signal abgibt. Dagegen ist den beiden Antriebsrädern 26 und 27 ein einzelner, kombinierter Drehzahlfühler 51 zugeordnet, der ein eine Drehzahl, die in der Mitte zwischen der Drehzahl der beiden Antriebsräder 26, 27 liegt, kennzeichnendes elektrisches Signal liefert. Dieser kombinierte Drehzahlfühler 51 kann in der Tat an der Abtriebswelle des Fahrzeuggetriebes, an einem Differential od. dgl. angebracht sein. Ein an dem (nicht gezeigten) Getriebe vorgesehener Übersetzungsstufenfühler 54 gibt ein Signal ab, das die momentan arbeitende Übersetzungsstufe des Getriebes, das ein Handschalt- oder ein Automatikgetriebe sein kann, kennzeichnet.

Das Steuergerät 50 umfaßt in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen Mikrocomputer mit einem zugeordneten Eingabe- und Ausgabekreis mit an sich bekanntem Aufbau. Dieses Steuergerät 50 wird im folgenden als Ganzes nur als der "Mikrocomputer 50" bezeichnet, der in Fig. 4 gezeigt ist und, wie schon gesagt wurde, elektrische Eingangssignale empfängt sowie elektrische Ausgangssignale abgibt, worauf im folgenden näher eingegangen wird.

Der Mikrocomputer 50 empfängt an seiner Eingabeeinheit 64, die einen Wellenformer sowie einen Multiplexer umfassen kann, um in ausgewählter Weise Ausgangssignale zu erhalten, ein Ausgangssignal vom Haupt-Drosselklappen- Stellungsfühler 16, ein Ausgangssignal vom Hilfs-Drosselklappen- Stellungsfühler 17, ein Ausgangssignal vom Gaspedal- Stellungsfühler 18, ein Ausgangssignal vom Druckschalter 46, ein Ausgangssignal vom kombinierten Drehzahlfühler 51, Ausgangssignale vom linken sowie rechten Laufrad- Drehzahlfühler 52 sowie 53 und ein Ausgangssignal vom Übersetzungsstufenfühler 54. An seiner Ausgabeeinheit 65, die verschiedene Treiberschaltungen od. dgl. enthalten kann, gibt der Mikrocomputer 50 Ausgangssteuersignale zum Drei-Stellungs-Magnetventil 47, zur Druckflüssigkeitspumpe 42 sowie zum Gleichstrommotor 12 zur Regelung der Stellung der Hilfs-Drosselklappe 14 ab.

Neben der Eingabe- sowie Ausgabeeinheit 64 und 65 enthält der Mikrocomputer 50 eine Zentraleinheit (ZE) 61, einen Festwertspeicher (ROM) 62, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 63 und einen Datenbus 66, der alle diese Bauteile in bekannter Weise untereinander verbindet. Ein Energiezufuhrkreis 67 liefert die zum Betrieb des Mikrocomputers 50 benötigte Energie.

Entsprechend den Werten der von den verschiedenen Fühlern eingegebenen Signale bestimmt der Mikrocomputer 50, ob ein Zustand eines Beschleunigungsschlupfes vorliegt, und leitet den beiden Radbremszylindern 30, 31 der Antriebsräder 26, 27 einen hydraulischen, angemessenen Bremsdruck zu. Zugleich vermindert der Mikrocomputer 50 durch ein angemessenes Verstellen der Hilfs-Drosselklappe 14 die Motorausgangsleistung, wobei durch Erzeugen einer Bremswirkung an den Antriebsrädern 26, 27 deren Drehung geregelt sowie ein Beschleunigungsschlupf-Steuervorgang ausgeführt wird. Der Mikrocomputer 50 führt auch einen Flüssigkeitsdruck-Steuervorgang aus, indem er die Pumpe 42 so regelt, daß im Speicher 45 ein angemessener Flüssigkeitsdruck gehalten wird. Während dieses Betriebs des Mikrocomputers speichert der ROM 62 feste Daten, wie das Steuerprogramm, Datentafeln usw., während der ROM 63 zeitweise für die Berechnung benötigte Ergebnisse speichert. Der Datenbus verbindet die verschiedenen Bauelemente untereinander und leitet zwischen diesen Signale. Die ZE 61 folgt dem im ROM 62 gespeicherten Programm, führt die verschiedenen Berechnungen aus und erfüllt im allgemeinen die Funktionen einer zentralen Verarbeitungseinheit.

Die Arbeitsweise des Mikrocomputers 50 wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Flußpläne und Kurvenbilder der Fig. 5-11 erläutert.

Der Flußplan von Fig. 5 zeigt die von der ZE 61 durchgeführten Prozesse, um die Signale von den verschiedenen Fühlern zu erhalten und auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Zustandes eines Beschleunigungsschlupfes zu entscheiden. Auf diese Programmroutine wird im folgenden näher eingegangen.

Im ersten Schritt 101 wird eine Entscheidung getroffen, ob das Fahrzeug beschleunigt oder nicht. Diese Entscheidung beruht auf dem Momentanwert des vom Gaspedal-Stellungsfühler 18 erhaltenen Ausgangssignals, das die Stellung des Gaspedals 9 kennzeichnet und hier als AN-Signal angenommen wird, wenn das Gaspedal weiter als ein bestimmter Wert, der eine Fahrzeugbeschleunigung anzeigt, durchgetreten wird. Lautet die Entscheidung NEIN, dann besteht derzeit kein Erfordernis für eine Beschleunigungsschlupfsteuerung, weshalb von dieser Programmroutine nichts von Bedeutung - mit Ausnahme des Löschens bestimmter Flags - getan werden muß. Demzufolge geht der Steuerungsablauf zum Schritt 102, in dem der Wert des Flags F₁ auf Null gesetzt wird, dann zum Schritt 103, in dem der Wert eines weiteren Flags F₂ auf Null gesetzt wird, und schließlich zum Schritt 104, in dem der Wert eines dritten Flags F_s auf Null gesetzt wird, weiter. Dann geht der Steuerungsablauf zum Ausgang dieser Programmroutine über, ohne eine weitere Tätigkeit auszuführen.

Lautet dagegen die Entscheidung im Schritt 101 JA, dann ist im Moment die Ausführung einer Beschleunigungsschlupfsteuerung notwendig, weshalb der Steuerungsablauf zum Schritt 105 weitergeht. Im Schritt 105 wird in Übereinstimmung mit dem Momentanwert des Ausgangssignals vom kombinierten Antriebsrad-Drehzahlfühler 51 die gegenwärtige mittlere Drehzahl V_r der beiden Antriebsräder 26 und 27, d. h. ein in der Mitte der Drehzahlen dieser Räder 26 und 27 liegender Wert, berechnet. Ferner wird im Schritt 105 die augenblickliche, tatsächliche Fahrgeschwindigkeit V_f des Fahrzeugs mit Bezug zur Straße in Übereinstimmung mit den Momentanwerten der jeweiligen Ausgangssignale vom linken sowie zum rechten Laufrad-Drehzahlfühler 52 bzw. 53 berechnet. Diese Werte V_r und V_f werden natürlich in kompatiblen Einheiten, z. B. km/h, ausgedrückt, d. h., sie werden entsprechend dem Durchmesser der in Rede stehenden Räder korrigiert. Dann geht der Steuerungsablauf zum Schritt 106 weiter.

Im Schritt 106 werden aus der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit V_f eine erste und eine zweite Normal- oder Bezugsgeschwindigkeit V_s1 und V_s2 berechnet, um zu bestimmen, ob ein Beschleunigungsschlupf vorliegt oder nicht, indem bestimmte Werte zur momentanen, tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit V_f addiert werden. Die erste Momentan- Bezugsgeschwindigkeit V_s1 ist geringer als die zweite Momentan-Bezugsgeschwindigkeit V_s2. Hierauf geht die Routine zum Schritt 107 weiter.

Im Schritt 107 wird entschieden, ob die gegenwärtige mittlere Drehzahl V_r der Antriebsräder 26, 27 größer ist als die soeben bestimmte erste Momentan-Bezugsgeschwindigkeit V_s1 oder nicht. Lautet die Entscheidung NEIN, so daß V_r nicht größer als V_s1 ist, dann wird angenommen, daß zu diesem Zeitpunkt ein Beschleunigungsschlupf, der bedeutungslos ist, bestenfalls vorliegt. Der Steuerungsablauf geht dann zu den Schritten 102, 103 und 104 nacheinander über, um, wie schon erläutert wurde, die Flags F₁, F₂ und F_s auf Null zu setzen, und geht anschließend zum Ausgang dieser Routine ohne eine weitere Tätigkeit weiter. Lautet dagegen die Entscheidung im Schritt 107 JA, so daß also V_r nun tatsächlich größer ist als V_s1, dann wird davon ausgeganen, daß gegenwärtig ein Beschleunigungsschlupf von bedeutsamem Ausmaß vorliegt, und in diesem Fall geht der Steuerungsablauf zum Schritt 108 weiter.

Im Entscheidungsschritt 108 wird darüber entschieden, ob der Wert des Flags F₁ im Augenblick Null ist oder nicht. Wenn die Antwort bei dieser Entscheidung NEIN ist, so bedeutet das, daß bereits ein Beschleunigungsschlupf erfaßt und dessen Steuerung bereits eingeleitet worden ist, und das ist bei dieser Routine der Fig. 5 für diesen Fall des Beschleunigungsschlupfes nicht das erste Mal, so daß der Steuerungsablauf einen Sprung ausführt, um zum Schritt 111 überzugehen. Wenn andererseits im Schritt 108 die Entscheidung JA lautet, so daß es tatsächlich in der Routine von Fig. 5 das erste Mal ist, daß der Zustand eines Beschleunigungsschlupfes erfaßt worden ist, dann geht der Steuerungsablauf zum Schritt 109 weiter. In diesem Schritt 109 wird der Wert des Flags F₁ auf Eins festgesetzt, um anzuzeigen, daß nun ein Beschleunigungsschlupf erfaßt worden ist und in dieser Routine der Fig. 5 das nächste Auftreten eines Beschleunigungsschlupfes nicht mehr länger das erste Mal sein wird, worauf der Steuerungsablauf zum Schritt 110 weitergeht, in dem der Wert des Flags F_s ebenfalls auf Eins festgesetzt wird.

Dieses Flag F_s wird im Programm, was noch beschrieben werden wird, zur Steuerung der Hilfs-Drosselklappe 14 und für das Steuerprogramm für die Bremsdruckflüssigkeit zur wirklichen Ausführung der Beschleunigungsschlupfsteuerung, um die Drehung der Antriebsräder tatsächlich zu hemmen, benutzt. Schließlich geht der Steuerungsablauf zum nächsten Entscheidungsschritt 111 weiter.

Im Schritt 111 wird entschieden, ob die augenblickliche mittlere Drehzahl V_r der beiden Antriebsräder 26 und 27 größer ist als die vorher bestimmte zweite Momentandrehzahl V_s2 oder nicht. Lautet die Antwort JA, so daß V_r als größer als V_s2 festgesetzt wird, dann wird die Steuerung zum Schritt 112 überführt, in welchem das Flag F₂ auf Eins gesetzt wird, worauf der Steuerungsablauf zum Ausgang dieser Routine ohne irgendeine weitere Tätigkeit übergeht. Lautet dagegen die Antwort im Schritt 111 NEIN, so daß V_r als gegenwärtig kleiner als V_s2 bestimmt wird, dann geht der Steuerungsablauf zum Schritt 113 weiter.

Im Schritt 113 wird entschieden, ob der gegenwärtige Wert des Flags F₂ Eins ist oder nicht. Dabei werden zwei Fälle unterschieden, nämlich der Fall, daß der Beschleunigungsschlupf soeben und relativ kurz vorher aufgetreten ist und nun die Fahrzeugräger 26, 27 immer schneller umlaufen, wobei ihre Drehzahl, obwohl sie größer geworden ist als V_s1, noch nicht so weit angestiegen ist, daß sie größer ist als V_s2, und der andere Fall, daß nach einem Erfassen einer Schlupfbeschleunigung die anfänglich relativ heftige Drehung der Antriebsräder 26, 27 etwas beschränkt worden ist, so daß die mittlere Drehzahl V_r der Antriebsräder etwas abgefallen ist und nun, nachdem sie einmal über V_s2 angestiegen ist, geringer als V_s2 ist. Wenn die Antwort in diesem Schritt 113 JA lautet, so daß ein Bremsen tatsächlich erfolgt ist und V_r nun tatsächlich unter V_s2 wieder abgesunken ist, nachdem V_r in diesem Verlauf einmal größer als V_s2 gewesen ist, dann geht das Programm zum Schritt 114 weiter, in dem der Wert des Flags F_s auf Null gesetzt wird, worauf der Steuerungsablauf ohne irgendeine weitere Tätigkeit zum Ausgang dieser Progrmmroutine übergeht. Lautet jedoch im Schritt 113 die Entscheidung NEIN, dann wird angenommen, daß es sich um die Anfangsstufe eines Beschleunigungsschlupfes handelt, und in diesem Fall geht der Steuerungsablauf ohne eine weitere Tätigkeit unmittelbar zum Ausgang dieser Routine.

Die Betriebsweise des Unterprogramms von Fig. 5 kann folgendermaßen zusammengefaßt werden. Wenn, wie im Zeitplan von Fig. 8 gezeigt ist, die mittlere Drehzahl V_r der Antriebsräder über V_s1 hinausgeht, dann wird das Flag F_s auf Eins gesetzt und dieser Wert des Flags F_s auf Eins gehalten, bis eine Antibeschleunigungsschlupfbremsung ausgeführt worden ist und Erfolg gehabt hat, so daß V_r unter V_s2 gebracht wird. Die Beschleunigungsschlupfsteuerung, d. h., die Bremsdruck-Steuerungsroutine sowie die Hilfs-Drosselklappen-Steuerungsroutine, die noch beschrieben werden, benutzen den Wert des Flags F_s, um zu bestimmen, daß der Beschleunigungsschlupfzustand im Moment herrscht, und sie führen ihre jeweiligen Funktionen durch Abbremsen der Fahrzeug-Antriebsräder 26, 27 und durch Verstellen der Hilfs-Drosselklappe 14 aus.

Im Flußplan von Fig. 6 werden die von der ZE 61 ausgeführten Prozesse zur Steuerung des den beiden Radbremszylindern 30, 31 der Antriebsräder 26, 27 zugeführten Hydraulikdrucks im Fall des Vorhandenseins eines Beschleunigungsschlupfzustandes gezeigt. Die Schritte dieser Programmroutine werden im folgenden erläutert, und diese Routine kann einmal bei jedem irgendwie festgesetzten Zeitintervall, z. B. bei etwa jeweils 20 ms, durchgeführt werden.

Im ersten Schritt 201 wird entschieden, ob der Wert des Flags F_s gegenwärtig gleich Eins ist oder nicht. Lautet die Antwort NEIN, so daß F_s gegenwärtig tatsächlich Null ist, dann wird angenommen, daß momentan kein Beschleunigungsschlupf vorliegt, worauf der Steuerungsablauf zum Schritt 202 übergeht. Lautet jedoch die Entscheidung auf JA, so daß F_s gegenwärtig tatsächlich Eins ist, dann wird angenommen, daß gegenwärtig ein Beschleunigungsschlupf vorliegt, und in diesem Fall geht der Steuerungsablauf zum Schritt 205 über.

Im Fall des Nichtvorliegens eines Beschleunigungsschlupfes wird im Schritt 202 der Wert eines Flags F₃ auf Null gesetzt, und im nächsten Schritt 202 wird der Wert eines Zählers C gelöscht. Im folgenden Schritt 204 gibt der Mikrocomputer 50 ein geeignetes elektrisches Signal an die Magnetspule des Drei-Stellungs-Magnetventils 47, um dieses Ventil in seine erste Schaltstellung "a" zu bringen, in welcher, wie bereits beschrieben wurde, dieses Ventil den Hydraulikdruck an seiner Zulauföffnung absperrt und die Druckkammer 23a des Hilfsbremszylinders 23 mit dem Sammelbehälter 41 zum Ablaufen verbindet, so daß sichergestellt ist, daß diese Druckkammer 23a des Hilfsbremszylinders im wesentlichen einen Null-Hydraulikdruck aufweist, womit folglich die Radbremszylinder 30 und 31 der Antriebsräder 26 und 27 keinen wesentlichen Druck, soweit dieses automatische Bremssystem betroffen ist, empfangen. Selbstverständlich kann der Fahrer zu jeder Zeit die Bremsen unter Verwendung des Bremspedals über den Hauptbremszylinder 22 betätigen. Schließlich verläßt der Steuerungsablauf diese Programmroutine ohne jegliche weitere Tätigkeit.

Im Fall eines Beschleunigungsschlupfes wird jedoch im Schritt 205 der Wert des Zählers C um Eins erhöht, worauf die Steuerung zum Entscheidungsschritt 206 übergeht, in dem eine Entscheidung getroffen wird, ob der Momentanwert des Flags F₃, das im Schritt 202 des an den Schritt 201 anschließenden Zweigs auf Null gesetzt worden ist, Eins ist oder nicht. Lautet die Antwort dieser Entscheidung NEIN, so daß es das erste Mal in diesem Unterprogramm ist, daß dieser Zweig vom Schritt 201 ausgeführt wird, dann wird angenommen, daß bis jetzt kein Beschleunigungsschlupf aufgetreten ist und es das erste Mal ist, daß F_s gleich Eins ist, worauf der Steuerungsablauf zum Schritt 207 weitergeht. Lautet dagegen im Schritt 206 die Antwort JA, so daß es sich nicht um das erste Mal handelt und eine Beschleunigungsschlupfsteuerung bereits eingeleitet worden ist, dann geht das Programm zum Entscheidungsschritt 216 weiter.

Für den Fall, daß es sich um das erste Mal handelt, daß es erforderlich ist, einen Beschleunigungsschlupf zu steuern, wird der Wert des Flags F₃ im Schritt 207 auf Eins gesetzt, worauf die Steuerung zum Schritt 208 weitergeht. In diesem Schritt 208 wird der gegenwärtige Wert α der mittleren Drehbeschleunigung der Antriebsräder 26, 27 des Fahrzeugs aus den beiden letzten Werten V_r der mittleren Geschwindigkeit der Antriebsräder 26 und 27, die in den letzten beiden Iterationen des Unterprogramms der Fig. 5 für ein Erfassen einer Schlupfbeschleunigung bestimmt wurden, d. h. aus V_r(n-1) und V_r(n-2) und aus der Zeitdifferenz Δt zwischen den Zeiten der beiden letzten Iterationen, berechnet. Hierauf geht das Programm zum Schritt 209 über.

Im Schritt 209 wird das gegenwärtig vom Fahrzeuggetriebe gelieferte Übersetzungsverhältnis G auf der Grundlage des Ausgangssignals des am Getriebe vorgesehenen Übersetzungsstufenfühlers 54 bestimmt, worauf der Steuerungsablauf zum Schritt 210 weitergeht. In diesem Schritt 210 wird die steuernde minimale Drosselklappenöffnung R, die die kleinere Drosselklappenöffnung von R₁und R₂ ist, berechnet, wobei R₁ der gegenwärtige Öffnungswert der Haupt-Drosselklappe 10 ist, der aus dem Momentanwert des Ausgangssignals vom Drosselklappen-Stellungsfühler 16 der Haupt-Drosselklappe 10 bestimmt wird, und R₂ der Momentanwert der Öffnung der Hilfs-Drosselklappe 14 ist, der aus dem Momentanwert des Ausgangssignals vom Drosselklappen- Stellungsfühler 17 für diese Hilfs-Drosselklappe 14 bestimmt wird. Anschließend geht der Programmablauf zum Schritt 211.

In diesem Schritt 211 wird das an die Antriebsräder 26 und 27 gelegte Drehmoment als das Produkt der momentanen minimalen Drosselklappenöffnung R, des momentanen Übersetzungsverhältnisses G und einer Konstanten K bestimmt. Anschließend wird zum Schritt 212 übergegangen, in dem der Momentanwert des Reibungskoeffizienten zwischen den Antriebsrädern 26, 27 sowie der Straßenoberfläche aus einer Datentafel, wie der in Fig. 9 beispielsweise gezeigten Datentafel A, berechnet wird. Diese Datentafel benutzt das an die Antriebsräder 26, 27 gelegte Drehmoment T und den Momentanwert α der mittleren Drehbeschleunigung dieser Antriebsräder als Parameter. Hierauf geht der Programmablauf zum Schritt 213 über.

Die Folge der Schritte 208 bis 212 zur Berechnung des Werts des Reibungskoeffizienten zwischen den Antriebsrädern 26, 27 und der Straßenoberfläche entspricht der bereits besprochenen Einrichtung M7. Der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche wird aus dem Drehmoment T der Antriebsräder und deren mittlerer Winkelbeschleunigung α berechnet. Die Drehbewegung der Antriebsräder während einer Beschleunigung folgt der Gleichung:

I_t · α = T-µ · W · R

worin sind:
I_t: das Trägheitsmoment des mit den Antriebsrädern drehenden Teils,
α: die mittlere Beschleunigung der Antriebsräder 26 und 27
T: Das Drehmoment
W: die Last
R: der Reifenradius
µ: der Reibungskoeffizient.

I_t, W und R sind konstant. Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung wird T aus der regelnden minimalen Drosselklappenöffnung R und dem Übersetzungsverhältnis G abgeleitet, jedoch könnte alternativ das Drehmoment T selbstverständlich unmittelbar aus dem Drehmoment der Antriebsräder unter Verwendung eines an der Fahrzeug-Antriebswelle od. dgl. angebrachten Drehmomentfühlers bestimmt werden.

Im nächsten Schritt 213 wird ein Zählgrenzwert C_b für den Zähler C abgeleitet, der der Zeit entspricht, die benötigt wird, um das Ansteigen des Bremsflüssigkeitsdrucks für die Radbremszylinder 30 und 31 der Antriebsräder 26 und 27 in Übereinstimmung mit dem Wert von µ des Straßenoberflächen- Reibungskoeffizienten zu beenden. Der Wert C_b wird aus einer Datentafel, beispielsweise der in Fig. 10 gezeigten Datentafel B, die den Reibungskoeffizienten µ als einen Parameter verwendet, abgeleitet. Damit wird C_b in Form von µ festgesetzt, womit der Endwert für den Bremsendruck, der den Radbremszylindern 30 und 31 zu übertragen ist, festgelegt wird. Dieser Schritt entspricht folglich der eingangs besprochenen Einrichtung M8.

Im folgenden Schritt 214 wird in ähnlicher Weise ein weiterer Zählgrenzwert C_c für den Zähler C abgeleitet, der der Zeit entspricht, über die der Bremsdruck in den Radbremszylindern 30 und 31 beibehalten wird, wobei diese Ableitung wiederum auf dem Reibungskoeffizienten µ beruht. Der Wert C_c kann ebenfalls aus der Datentafel B, die in Fig. 10 als Beispiel gezeigt ist, unter Verwendung des Reibungskoeffizienten µ als Parameter abgeleitet werden. Diese Tafel bestimmt folglich den Wert C_c und setzt die Zeit in Form von µ fest, in der die Bremsen angezogen bleiben, womit dieser Schritt folglich ebenfalls der oben besprochenen Einrichtung M8 entspricht.

Im daran anschließenden Schritt 215 gibt der Mikrocomputer 50 ein geeignetes elektrisches Signal an die Magnetspule des Drei-Stellungs-Ventils 47, um dieses in seine dritte Schaltstellung "c" zu verschieben, in welcher es den an seiner Eingangsöffnung liegenden Hydraulikdruck mit der einen Auslaßöffnung verbindet, die zur Druckkammer 23a des Hilfsbremszylinders 23 führt, womit an diese Druckkammer ein hoher Betätigungsdruck gelegt wird, so daß den Radbremszylindern 30, 31 der Antriebsräder 26, und 27 ein, soweit dieses automatische Bremssystem betroffen ist, erheblicher Druck zugeführt wird. Somit werden die Bremsen der Antriebsräder 26, 27 im Verlauf der Zeit stärker und stärker angezogen, und das in Fig. 6 gezeigte Programm wird mit dem mehrmals den diesen Schritt 215 enthaltenden Zweig durchlaufenden Programmablauf wiederholt, bis der gezählte Wert des Zählers C den Wert C_b erreicht. Letztlich verläßt der Programmablauf diese Routine ohne weitere Tätigkeit.

Wenn dagegen im Schritt 206 die Antwort der Entscheidung, ob der Momentanwert des Flags F₃ gleich Eins ist oder nicht, JA lautet, so daß es nicht das erte Mal in diesem Unterprogramm ist, daß dieser Zweig vom Schritt 201 aus durchlaufen wird, dann wird angenommen, daß eine Beschleunigungsschlupfsteuerung bereits eingeleitet worden ist, und in diesem Fall geht der Programmablauf zum Entscheidungsschritt 216 weiter.

In diesem Schritt 216 wird entschieden, ob der Momentanwert des Zählers C den vorher bestimmten Zählgrenzwert C_b schon erreicht hat oder nicht. Wenn die Antwort NEIN lautet, so daß dieser Zweig der Routine von Fig. 6 noch nicht C_b-mal durchlaufen worden ist, dann ist das Bremssystem für die Antriebsräder 26 und 27 noch nicht so stark, wie es erforderlich ist, angelegt worden, d. h., es ist noch nicht für eine so lange Zeitspanne angelegt worden, wie es als erforderlich angesehen wird, um ein geeignetes Ausmaß in der Bremsung bei diesen Betriebszuständen zu erzeugen. Hierauf geht der Programmablauf zum Schritt 215, der oben erläutert wurde, weiter, in dem darin fortgefahren wird, das Bremssystem für die Antriebsräder 26 und 27 durch eine weitere Zufuhr von Druckflüssigkeit zur Druckkammer 23a des Hilfsbremszylinders 23, womit ein immer mehr ansteigender Betätigungsdruck an der Druckkammer 23a ansteht, so daß die Radbremszylinder 30, 31 für die Antriebsräder 26, 27 einen immer mehr ansteigenden Druck zugeführt erhalten, mehr und mehr anzuziehen. Ist dagegen im Schritt 216 die Antwort auf die Entscheidung JA, so daß dieser Zweig der Routine von Fig. 6 nun schon C_b-mal durchlaufen worden ist, dann wird angenommen, daß das Bremssystem für die Antriebsräder 26, 27 nun so stark angezogen ist, wie es unter diesen Betriebsumständen erforderlich ist, und in diesem Fall geht der Programmablauf zum Schritt 217 über.

Im Schritt 217 wird entschieden, ob der Momentanwert des Zählers C schon den anderen, vorher bestimmten Zählgrenzwert C_c erreicht hat oder nicht. Wenn die Antwort dieser Entscheidung NEIN lautet, so daß dieser Zweig der Routine von Fig. 6 noch nicht so häufig wie C_c-C_b-mal durchlaufen worden ist, dann ist das Bremssystem noch nicht für eine solch lange Zeit, wie es erforderlich ist, im angezogenen Zustand gehalten worden, weshalb der Programmablauf zum Schritt 218 übergeht. In diesem Schritt 218 gibt der Mikrocomputer 50 ein geeignetes elektrisches Signal an die Magnetspule des Drei-Stellungs-Magnetventils 47, um dieses Ventil in seine zweite Schaltstellung "b" zu verschieben. Wie bereits erläutert wurde, trennt das Magnetventil 47 in dieser Schaltstellung seine einen Druck empfangende Einlaßöffnung und seine zur Druckkammer 23a führende Auslaßöffnung voneinander, so daß der gegenwärtig in der Druckkammer 23a des Hilfsbremszylinders 23 anstehende Betätigungsdruck eingeschlossen wird und kein Zulauf oder Ablauf der Druckflüssigkeit stattfindet. Anschließend geht der Programmablauf zum Ausgang dieser Routine ohne jede weitere Tätigkeit.

Ist dagegen im Schritt 217 die Antwort auf die Entscheidung JA, so daß dieser Zweig der Routine von Fig. 6 nun C_c-C_b-mal durchlaufen worden ist, dann wird angenommen, daß das Bremssystem für die Antriebsräder nun im angezogenen Zustand für eine solch lange Zeitspanne gehalten worden ist, wie es unter diesen Betriebszuständen erforderlich ist, und in diesem Fall geht der Programmablauf zum Schritt 204 über, der, wie vorher erläutert wurde, den Vorgang des Ablaufens über das Drei-Stellungsventil 47 von der Druckkammer 23a des Hilfsbremszylinders 23 ausführt und somit vollständig sowie eindeutig das Bremssystem für die Antriebsräder 26 und 27 entlastet, womit die Beschleunigungsschlupfsteuerung endet.

Gemäß dem Zeitplan von Fig. 8 steigt der den Radbremszylindern 30, 31 für die Antriebsräder 26, 27 zugeführte Hydraulikdruck auf einen Wert P_µ, der dem bestimmten Zählgrenzwert C_b entspricht, welcher vom Reibungskoeffizienten µ zwischen den Antriebsrädern und der Straßenoberfläche abhängt, und bleibt dann auf diesem Wert P_µ für eine Zeit T_µ, die dem Wert der bestimmten Zählgrenze C_c-C_b, die auch von diesem Reibungskoeffizienten µ abhängt, entspricht.

Die Fig. 7 zeigt einen Flußplan über die von der ZE 61 ausgeführten Prozesse zur Regelung der Hilfs-Drosselklappe 14, um den mit Bezug auf die Routine von Fig. 6 beschriebenen Bremsvorgang zu unterstützen, und zwar auch im Fall des Vorhandenseins eines Beschleunigungsschlupfzustandes. Diese Programmroutine, deren Schritte im folgenden erläutert werden, kann ebenfalls einmal zu einem festen Zeitintervall, z. B. bei jeweils 20 ms, ausgeführt werden. Dieses Programm hat grundsätzlich die Wirkung, die Hilfs-Drosselklappe 14 während des oben beschriebenen Steuerungsvorgangs des Beschleunigungsschlupfzustandes zu schließen und ansonsten diese Hilfs-Drosselklappe 14 offenzuhalten. Insofern wird ein simples Steuerungsverfahren angewendet.

Im Schritt 301 wird die Winkelstellung oder das Öffnungsmaß R₂ der Hilfs-Drosselklappe 14 auf der Grundlage des Ausgangssignals des Drosselklappen-Stellungsfühlers 17 für diese Drosselklappe 14 bestimmt, worauf das Programm zum Entscheidungsschritt 302 übergeht.

Im Schritt 302 wird entschieden, ob der Wert des im Unterprogramm von Fig. 5 gesetzten Flags F_s gleich Eins ist oder nicht. Wenn die Antwort NEIN lautet, so daß das Flag F_s tatsächlich momentan gleich Null ist, dann wird angenommen, daß gegenwärtig ein Beschleunigungsschlupf nicht auftritt und die Hilfs-Drosselklappe 14 völlig geöffnet sein soll, worauf der Programmablauf zum Entscheidungsschritt 306 weitergeht. Lautet dagegen im Schritt 302 die Antwort JA, so daß das Flag F_s tatsächlich im Augenblick gleich Eins ist, dann wird angenommen, daß zu dieser Zeit ein Beschleunigungsschlupf vorliegt, weshalb eine Regelung im Öffnungswert der Hilfs-Drosselklappe 14 erforderlich ist. In diesem Fall geht der Steuerungsablauf zum Entscheidungsschritt 303 weiter.

Im Entscheidungsschritt 303 wird entschieden, ob der Momentanwert dieser Winkelstellung (Öffnungswert) R₂ der Hilfs- Drosselklappe 14 geringer als ein oder gleich einem bestimmten Wert R_s ist oder nicht. Wenn die Antwort bei dieser Entscheidung NEIN lautet, so daß R₂ größer ist als R_s, dann wird angenommen, daß der Öffnungswert der Hilfs-Drosselklappe 14 zu groß ist, weshalb der Steuerungsablauf zum Schritt 304 übergeht. Lautet dagegen die Antwort JA, so daß R₂ kleiner als oder gleich R_s ist, dann wird angenommen, daß der Öffnungswert der Hilfs-Drosselklappe 14 ausreichend niedrig ist, so daß der Steuerungsablauf zum Schritt 305 übergeht.

Andererseits wird im Schritt 306 darüber entschieden, ob der Momentanwert der Winkelstellung R₂ der Hilfs- Drosselklappe 14 geringer ist als der für diese geltende maximale Wert R_max oder nicht. Wenn die Antwort dieser Entscheidung NEIN lautet, so daß R₂ (im wesentlichen) gleich R_max ist, dann ist selbstverständlich der Öffnungswert der Hilfs-Drosselklappe 14 nun ausreichend, worauf der Steuerungsablauf zum Schritt 305 übergeht. Lautet dagegen die Antwort bei dieser Entscheidung JA, so daß R₂ kleiner ist als R_max, dann wird angenommen, daß zu diesem Zeitpunkt der Öffnungswert der Hilfs-Drosselklappe 14 zu klein ist, und in diesem Fall geht der Programmablauf zum Schritt 307 weiter.

Im Schritt 304 betätigt der Mikrocomputer 50 den Gleichstromschrittmotor 12 in einer solchen Weise, daß die Hilfs- Drosselklappe 14 in Schließrichtung bewegt wird, was in dieser Stufe des Programms eine zweckmäßige Tätigkeit darstellt. Anschließend geht der Programmablauf zum Ausgang dieser Routine ohne weitere Tätigkeit. Andererseits stellt im Schritt 305 der Mikrocomputer 50 eine Betätigung des Schrittmotors 12 ein, um den Antrieb an der Hilfs-Drosselklappe 14 zu beenden, was gleicherweise als eine geeignete Tätigkeit in dieser Programmstufe angesehen werden kann, und der Programmablauf verläßt diese Programmroutine ohne irgendeine weitere Tätigkeit. Schließlich betätigt im Schritt 307 der Mikrocomputer 50 den Schrittmotor 12 in der Weise, daß die Hilfs-Drosselklappe 14 in Öffnungsrichtung bewegt wird, was ebenfalls eine angemessene Wirkung in diesem Programmzustand darstellt. Wiederum verläßt dann der Programmablauf diese Routine ohne weitere Tätigkeit.

Wenn ein Beschleunigungsschlupf in der Tat momentan nicht auftritt, dann wird also der Schrittmotor 12 derart betätigt, daß er die Hilfs-Drosselklappe 14 in die Öffnungsrichtung dreht, bis sie nahezu voll mit dem Winkel R_max geöffnet ist. Wenn dagegen momentan ein Beschleunigungsschlupf tatsächlich auftritt, dann wird der Schrittmotor 12 so betätigt, daß die Hilfs-Drosselklappe 14 in der Schließrichtung bewegt wird, bis sie nahezu mit dem Winkel R_s geschlossen ist. Dieser Winkel R_s entspricht in der Tat nicht der völlig geschlossenen Winkellage der Drosselklappe 14, so daß die Drehung der Antriebsräder 26 und 27 nicht in überhöhtem Ausmaß begrenzt wird. Somit wird, während der Wert des Flags F_s Eins ist, die Hilfs-Drosselklappe 14 zur Winkelstellung R_s geschlossen, womit die Luftzufuhr zum Motor 1 beschränkt und das Ausgangsdrehmoment dieses Motors herabgesetzt wird. Insofern werden die Antriebsräder 26, 27 nicht nur unmittelbar gebremst, sondern das Schließen der Hilfs-Drosselklappe 14 vermindert auch das an diesen Antriebsrädern auftretende Drehmoment, womit die Beschleunigungsschlupfsteuerung schneller, sicherer und wirksamer gemacht wird. In Fig. 8. zeigt die strich-puntierte Linie R₁ das Ausmaß der Öffnung der Haupt-Drosselklappe 10.

Um eine gute Arbeitsweise des Bremssystems für die Antriebsräder 26 und 27 zu erzielen, ist es wünschenswert, den Hydraulikdruck im Speicher 45 auf einem geeigneten Druckpegel zu halten. Die Fig. 11 zeigt einen Prozeß, wie er von der ZE 61 durchgeführt wird, um den Druck im Speicher 45 zu regeln und damit den Bremsvorgang zu unterstützen. Dieses Unterprogramm kann einmal zu jeweils einem festen Zeitintervall, z. B. etwa einmal bei jeweils 20 ms, durchgeführt werden.

Zuerst wird im Entscheidungsschritt 401 eine Entscheidung getroffen, ob das Ausgangssignal vom Druckschalter 46 für einen Hydraulikdruck mit niedrigem Pegel kennzeichnend ist, d. h. für einen Druckpegel, der geringer ist als irgendein bestimmter Druckwert, oder nicht. Wenn bei dieser Entscheidung die Antwort NEIN ist, so daß der Druckschalter 46 gegenwärtig einen niedrigen Hydraulikdruck nicht erfaßt, dann wird angenommen, daß der Druckpegel im Speicher 45 ausreichend ist, worauf der Programmablauf zum Schritt 403 übergeht. Lautet dagegen im Schritt 401 die Antwort JA, so daß der Druckschalter 46 tatsächlich einen momentanen niedrigen Hydraulikdruck erfaßt, dann wird angenommen, daß der Druckpegel im Speicher 45 derzeit nicht ausreichend ist, weshalb in diesem Fall der Programmablauf zum Schritt 402 weitergeht.

Im Schritt 402 gibt der Mikrocomputer 50 ein Treibersignal an die Druckflüssigkeitspumpe 42, um den Druckpegel der Flüssigkeit im Speicher 45 zu erhöhen, worauf der Programmablauf dieses Unterprogramms ohne eine weitere Tätigkeit verläßt. Andererseits gibt der Mikrocomputer 50 im Schritt 403 an die Druckflüssigkeitspumpe 42 ein Halt-Signal, so daß der Druckpegel der Flüssigkeit im Speicher 45 nicht mehr weiter angehoben wird. Auch hier verläßt der Programmablauf ohne weitere Tätigkeit diese Programmroutine. Somit wird der Schritt 402 lediglich dann ausgeführt, wenn der Druckpegel der Flüssigkeit im Speicher 45 unter den vorher erwähnten bestimmten Druckpegel abgesunken ist, weil der Hydraulikdruck dazu verwendet worden, ist, den Hauptbremszylinder 23 durch Zufuhr zu dessen Druckkammer 23a zu betätigen. Ansonsten wird dieser Schritt 402 nicht ausgeführt.

Die Arbeitsweise der bevorzugten Ausführungsform der Antriebsradschlupf-Steuervorrichtung gemäß der Erfindung kann folgendermaßen zusammengefaßt werden. Wenn ein Beschleunigungsschlupf auftritt, so ändert sich der Wert des Flags F_s von Null zu Eins, wird das Bremssystem für die Antriebsräder 26, 27 des Fahrzeugs betätigt und ferner die Hilfs- Drosselklappe 14 etwas verstellt, um durch Drosseln das Motordrehmoment zu vermindern. Der Druck P_µ, der dem Bremssystem für die Antriebsräder 26 und 27 zugeführt wird, wird in Abhängigkeit von einem Wert festgesetzt, welcher aus dem Reibungskoeffizienten µ zwischen den Antriebsrädern 26, 27 und der Straßenoberfläche abgeleitet wird. Gleicherweise wird die Zeit T_µ, über die das Bremssystem für die Antriebsräder 26, 27 tätig ist, in Abhängigkeit von diesem Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten µ abgeleitet. Auf diese Weise werden die eingangs im Hinblick auf den Stand der Technik herausgeestellten Probleme, daß in Abhängigkeit von dem tatsächlichen Wert von µ die Bremswirkung zu stark oder zu schwach sein kann und daß die Zeit, in der die Bremswirkung herrscht, zu lang oder zu kurz sein kann, vermieden. Da die Beschleunigungsschlupfsteuerung entsprechend den momentanen Bedingungen bzw. Zuständen der Straßenoberfläche optimiert wird, ist es insofern möglich, die Steuerungszeit auf ein Mimimum zu bringen und den Abrieb an den Bremsbelägen oder -klötzen zu minimieren. In Fig. 8 zeigt die strich-punktierte Linie V_r, die Änderung im Betrieb eines herkömmlichen Beschleunigungsschlupf-Steuersystems in dem Fall, wenn die Straßenoberfläche einen geringen Reibungskoeffizienten µ hat. Eine gestrichelte Linie V_r″ zeigt die Änderung im Betrieb eines herkömmlichen Beschleunigungsschlupf- Steuersystems in dem Fall, da die Straßenoberfläche einen hohen Reibungskoeffizienten µ hat, in welchem Fall die Fahrzeugbeschleunigung vermindert wird, wie es durch die gestrichelte Linie V_f′ dargestellt ist.

Wie aus dem Obigen folgt, wird gemäß der Erfindung die Bremsintensität oder die Zeitspanne des Bremsens entsprechend zum Zustand der Straßenoberfläche eingestellt. Deshalb hängt die Bremskraft vom Zustand der Straßenoberfläche ab und wird eine stabile Bremssteuerung bei allen Arten von Straßenoberflächen und bei allen Betriebszuständen erzielt, was bedeutet, daß eine gute Antibeschleunigungsschlupfsteuerung geschaffen wird. Das Ausmaß des auf ein schlupfendes Antriebsrad eines Fahrzeugs wirkenden Bremsens wird gemäß den betrieblichen Erfordernissen geändert, und es wird ein Fahrzeugradschlupf in geeigneter und zweckmäßiger Weise bei allen Betriebszuständen gesteuert, ohne jemals die Drehung der Fahrzeug-Antriebsräder wesentlich über- oder unterzubremsen und ohne die Beschleunigungsfähigkeit des Fahrzeugs ungünstig zu beeinträchtigen. Gemäß der Radschlupf- Steuervorrichtung wird folglich ein Radschlupf immer in richtiger Weise beherrscht und gedämpft. Ferner ist die Radschlupf-Steuervorrichtung dazu geeignet, einen guten Fahrbetrieb auf Straßenoberflächen mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten, die von schlüpfrigen, mit Eis, Schnee oder Wasser bedeckten Straßen bis zu trockenen Straßen reichen, zu gewährleisten.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Antriebsradschlupf- Steuervorrichtung gemäß der Erfindung sind sowohl die Druckanstiegszeit zur Bremsbetätigung, d. h. der Bremsdruckwert, und die Zeit, in der der Bremsbetätigungsdruck gehalten wird, d. h. die Bremszeit, vom Reibungskoeffizienten zwischen den angetriebenen Fahrzeugrädern und der Straßenoberfläche abhängig, was jedoch nicht als die Erfindung begrenzend anzusehen ist. Beispielsweise könnten die guten Wirkungen, die mit dem Erfindungsgegenstand zu erreichen sind, zumindest teilweise dadurch erlangt werden, daß eine dieser Größen in Übereinstimmung mit dem Straßenoberflächen-Reibungskoeffizienten bestimmt wird, während die andere dieser Größen im wesentlichen konstantgehalten wird. Obgleich des weiteren bei der bevorzugten Ausführungsform die Hilfs-Drosselklappe 14 dazu benutzt wurde, das Motordrehmoment während einer Beschleunigungsschlupfsteuerung zu vermindern, so ist das für den Erfindungsgegenstand nicht unbedingt notwendig, vielmehr kann eine ähnliche Wirkung erlangt werden, wenn nur die Antriebsräder gebremst werden und eine Drehmomentverminderung für den Motor nicht vorgesehen wird.

Claims

1. Antriebsradschlupf-Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die zur Erfassung eines Beschleunigungsschlupfzustandes an einem Antriebsrad (M1) jeweils eine Drahzahlermittlungseinrichtung (M2) aufweist, die der Ist-Raddrehzahl entsprechende Signale an eine Schlupf-Bestimmungseinrichtung (M3) abgibt, die auf Grundlage dieser Signale die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs berechnet und bei einer Abweichung der dabei einzunehmenden Soll-Raddrehzahl von der Ist-Raddrehzahl ein Signal an eine Bremsbetätigungs- und Steuerungseinrichtung (M8) anlegt, mittels der eine Bremsvorrichtung (M4) zur Verringerung der Ist-Raddrehzahl auf die Soll-Raddrehzahl betätigbar ist, gekennzeichnet durch eine den Zustand einer Straßenoberfläche ermittelnde Einrichtung (M7), durch die der Reibungskoeffizient µ der momentan überfahrenen Straßenoberfläche ermittelbar ist und die dem Reibungskoeffizienten µ entsprechende Signale an die Bremsbetätigungseinrichtung (M8) weiterleitet, mittels der die Bremsbedingungen wie die Bremskraft und/oder die Bremsdauer entsprechend dem momentanen Reibungskoeffizienten µ veränderbar sind.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen den Motor (1) des Kraftfahrzeugs während eines Beschleunigungsschlupfes herunterdrosselnde Einrichtung (12, 14).

3. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zustand der Straßenoberfläche (M6), auf der das Fahrzeug fährt, bestimmte Einrichtung (M7) den Reibungskoeffizienten (µ) aus einer Bestimmung eines das Drehmoment (T) am Antriebsrad (M1, 26, 27) wiedergebenden Werts und eines die Drehbeschleunigung (α) des Antriebsrades wiedergebenden Werts ermittelt.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zustand der Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug fährt, bestimmte Einrichtung (M7) den Reibungskoeffizienten (µ) durch Herausziehen aus einer Tafel, in der er gegen den das Drehmoment (T) am Antriebsrad (M1, 26, 27) wiedergebenden Wert und den die Drehbeschleunigung (α) des Antriebsrades wiedergebenden Wert aufgetragen ist, ermittelt.