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Title:
METHOD AND VEHICLE DYNAMICS SYSTEM FOR CONTROLLING A STARTING PROCESS OF A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/105618
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for controlling a starting process of a vehicle, said method comprising at least the following steps: a) activating a control sequence (R) and setting a control sequence signal (RS), b) defining a maximum motor drive torque (M4_max), c) in the event that a drive request for a starting process is identified - c1) activating a clutch-transmission unit with a clutch engagement process duration greater than a standard clutch engagement process duration provided in the event of a deactivated control sequence, - c2) with control of wheel slip of the driven wheels by determination of wheel speeds of the driven wheels and at least adjustment of a drive torque at the output shaft, - c3) redefining the maximum motor drive torque (M4_max) depending on the wheel slip and a driving speed (v), and d) deactivating the control sequence (R) and resetting the control sequence signal (RS) if limit values (µ_tres, v_tres) are reached.

Inventors:
LÜLFING, Ralph-Carsten (Leistlinger Str. 43 A, Garbsen, 30826, DE)
SCHMIDT, Detlef (Wagnerweg 5, Gehrden, 30989, DE)
KAMPING, Ruppert (Kothöferdamm 17, Hannover, 30177, DE)
LENZ, Thomas (Planetenstr. 88, Lehrte, 31275, DE)
MUNKO, Tobias (Schnabelstr. 13, Hannover, 30459, DE)
SELENT, Stefan (Zur Alten Mühle 46, Nienburg, 31582, DE)
Application Number:
EP2018/074177
Publication Date:
June 06, 2019
Filing Date:
September 07, 2018
Export Citation:
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Assignee:
WABCO GMBH (Am Lindener Hafen 21, Hannover, 30453, DE)
International Classes:
B60W30/18; B60W10/02; B60W10/06; B60W10/16; B60W10/184; B60W40/064; B60W50/08; F16D48/08
Domestic Patent References:
WO2007116123A12007-10-18
Foreign References:
DE19850978A11999-05-12
DE19917437A12000-10-19
DE102004044788A12006-04-06
DE10222351A12002-11-28
US6182002B12001-01-30
DE69507405T21999-06-24
EP1125783B12003-07-02
EP1730006B12012-12-26
Attorney, Agent or Firm:
RABE, Dirk-Heinrich (WABCO GmbH, IP / Intellectual PropertyAm Lindener Hafen 21, Hannover, 30453, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Regelung eines Anfahrvorgangs eines Fahrzeugs (1 ), mit mindestens folgenden Schritten:

a) Aktivierung einer Regelsequenz (R) und Setzen eines Regelsequenz- Signals (SR),

b) Definieren eines maximalen Motorantriebsmomentes (M4_max), c) bei Erkennen einer Fahranforderung für einen Anfahrvorgang

- c1 ) Ansteuern einer Kupplungs-Getriebeeinheit (6) mit einer Einkup pelvorgangsdauer (tc) größer als eine bei deaktivierter Regelsequenz (R) vorgesehene Standardeinkuppelvorgangsdauer (tcs),

- c2) unter Regelung von Radschlupfen (ms) der angetriebenen Räder (4a, 4b) durch Ermittlung von Radgeschwindigkeiten (n4a, n4b) der ange triebenen Räder (4a, 4b) und zumindest Einstellung eines Ausgangs- Antriebsmomentes (M9) an der Abtriebswelle (9),

- c3) Neudefinieren des maximalen Motorantriebsmomentes (M4_max) in Abhängigkeit der Radschlupfe (ms) und einer Fahrgeschwindigkeit (v), und

d) Deaktivieren der Regelsequenz (R) und Rücksetzen des Regelse quenz-Signals (SR) bei Erreichen von Grenzwerten (p_tres, v_tres).

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung von Radschlupfen (ms) der angetriebenen Räder (4a, 4b) durch Messung von Radgeschwindigkeiten (n4a, n4b) der angetriebenen Räder (4a, 4b) und Radgeschwindigkeiten (n3) der nicht angetriebenen Räder (3) und Einstellung eines Antriebsmomentes (M9) die Ansteuerung zumindest ei ner Kupplungs-Getriebeeinheit (6) (St4) aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der An steuerung der Kupplungs-Getriebeeinheit (6) zum Einstellen des Aus gangs-Antriebsmomentes (M9) eine Kupplung (6a) mit einer Rampen- funktion, insbesondere in Abhängigkeit der Zeit (t) oder der Radge schwindigkeit (n4) der angetriebenen Räder (4a, 4b) eingelegt wird.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass nach der Aktivierung der Regelsequenz (R) die Kupplungs- Getriebeeinheit (6) die Kupplung (6a) ausrückt.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass

- vor der Regelung der Radschlupfe (ms) folgender Schritt vorgesehen ist: a1 ) Anlegen eines Regelsequenz-Bremsdrucks (PR) an Radbremsen (14a, 14b) von angetriebenen Rädern (4a, 4b) des Fahrzeugs (1 ), und

- nach dem Schritt c2) der Regelung der Radschlupfe (ms) der angetrie benen Räder folgender Schritt vorgesehen ist:

c2a) Verringern eines Bremsdrucks (P) an Radbremsen (14a, 14b) der angetriebenen Räder (4a, 4b).

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass vor dem Anlegen des Regelsequenz-Bremsdrucks (PR) an den Radbremsen (14a, 14b) von angetriebenen Rädern (4a, 4b) der Brems druck (P) derart erhöht wird, dass die angetriebenen Räder (4a, 4b) zum Stillstand kommen.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass in Schritt c2) die Einstellung des Ausgangs-Antriebsmomentes (M9) an der Abtriebswelle (9) durch Ansteuerung zumindest einer Kupp lungs-Getriebeeinheit (6) erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass bei der Regelung der Radschlupfe (ms) durch Einstellung des Ausgangs-Antriebsmomentes (M9) zusätzlich zu der Kupplungs- Getriebeeinheit (6) der Motor (5) angesteuert wird.

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass bei der Regelung der Radschlupfe (ms) durch Einstellung des Ausgangs-Antriebsmomentes (M9) zusätzlich zu der Kupplungs- Getriebeeinheit (6) der Bremsdruck (P) der angetriebenen Räder (4a, 4b) geregelt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Bremsdrucks (P4a, P4b) der angetriebenen Räder (4a, 4b), insbe sondere ein Absenken des Bremsdrucks (P4a, P4b), in Abhängigkeit der Zeit (t) oder der Radgeschwindigkeit (n4a, n4b) erfolgt.

11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass bei Ermitteln eines höheren Schlupfes (ms) an einem ersten angetriebenen Rad (4a) an dem anderen angetriebenen Rad (4b) der gleichen Achse der Bremsdruck (P) abgesenkt wird.

12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass die Aktivierung der Regelsequenz (R) bei Eingabe eines Aktivie rungssignals (S2) durch den Fahrer, zum Beispiel durch Betätigen einer Betätigungseinrichtung (18) erfolgt.

13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass die Aktivierung der Regelsequenz (R) bei Erfüllen eines Ent scheidungskriteriums (K1 ) in Abhängigkeit ermittelter Fahrzeug- Zustandsdaten erfolgt, z.B. einer oder mehrerer aus der Gruppe:

- Fahreranforderung für einen Anfahrvorgang liegt vor,

- Radschlupf (ms) ist höher als definierter Radschlupf- Grenzwert (ms_max)

- geringer Flaftwert (m).

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass übertragba re Antriebskräfte (Fa) auf die Fahrbahn (2) anhand des Schlupfes (ms) des letzten Bremsvorgangs oder der Schlupfe (ms) der letzten Brems- und Beschleunigungsvorgänge ermittelt werden.

15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass beim Schritt c2) der Regelung des Anfahrvorgangs gespeicher te Haftwert-Schlupf-Kurven herangezogen werden, zur Einstellung des Schlupfes (ms), der den maximalen Flaftwert (p_tres) erzeugt.

16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass beim Schritt b) des Definierens eines maximalen Antriebsmo mentes (M4_max) und/oder c3) des Neudefinierens eines maximalen An triebsmomentes (M4_max) ein Haftwert (m) zwischen den angetriebenen Rädern (4a, 4b) und der Fahrbahn (2) ermittelt wird, durch Verwendung von Achslastdaten der angetriebenen Räder (4a, 4b) und Ermittlung des sich einstellenden Schlupfes (ms) bei bekannter Antriebs- Momenteneinleitung in die Antriebsachse (Ha).

17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass die Grenzwerte (p_tres, v_tres) bei gesetztem Regelsequenz- Signal (SR) kleiner sind als bei ungesetztem Regelsequenz-Signal (SR).

18. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass der Grenzwert (p_tres, v_tres) zum Deaktivieren der Regelse quenz (R ) und Rücksetzen des Regelsequenz-Signals (SR) ein Grenz- Haftwert (p_tres) und/oder eine Grenz-Fahrgeschwindigkeit (v_tres) ist.

19. Fahrdynamik-System (7) zur Steuerung oder Regelung eines Anfahrvor gangs eines Fahrzeugs (1 ), insbesondere eines Nutzfahrzeuges (1 ), das aufweist:

Raddrehzahl-Sensoren (15a, 15b) zur Ausgabe von den Radgeschwin- digkeitssignalen (n4a, n4b) der angetriebenen Räder (4a, 4b) des Fahr zeugs (1 ),

eine Fahrdynamik-Steuereinrichtung (16) zur Aufnahme eines Fahrpedal- Signals (S3) und der Radgeschwindigkeitssignale(n4a, n4b) und zur Aus gabe von Anforderungssignalen (S4, S5) an eine Antriebs-Einheit (5, 6) des Fahrzeugs (1 ), wobei die Fahrdynamik-Steuereinrichtung (16) ausge bildet ist, mindestens folgende Schritte auszuführen:

a), c), d ), c2), c3), d).

20. Fahrdynamik-System (7) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrdynamik-Steuereinrichtung (16) zur Ausgabe eines Getrie- besteuerungs-Anforderungssignals (S4) an eine Getriebe- Steuereinrich tung (1 1 ) und/oder zur Ausgabe eines Motormoment-Anforderungssignals (S5) an eine Motorsteuereinheit (10) ausgebildet ist.

21. Fahrdynamik-System (7) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekenn zeichnet, dass die Fahrdynamik-Steuereinrichtung (16) zur Ausgabe ei nes ATC-Anforderungssignals (S6) an eine Brems-Steuereinrichtung (12) ausgebildet ist.

22. Fahrdynamik-System (7) nach einem der Ansprüche 19 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Radbremsen (14a, 14b) der angetriebenen Rä dern (4a, 4b) Teil einer Betriebsbremse und/oder eine Feststellbremse sind.

23. Fahrdynamik-System (7) nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Raddrehzahl-Sensoren (15a, 15b) aktive Rad drehzahl-Sensoren (15a, 15b) sind.

Description:
Verfahren und Fahrdynamik-System zur Regelung eines Anfahrvorganges eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Fahrdynamik-System zur Rege lung eines Anfahrvorganges eines Fahrzeugs.

Anfahrvorgänge sind insbesondere auf einer Fahrbahn mit einem niedrigen Reibungskoeffizient problematisch. So kann bei ungünstigen Witterungsbe dingungen wie Eis oder Schnee auch beim vorsichtigen Anfahren des Fahr zeugs frühzeitig ein erhöhter Schlupf an den Rädern der Antriebsachse auf- treten.

Um dennoch einen sicheren Anfahrvorgang bei durchdrehenden Rädern zu ermöglichen, sind Antriebsschlupfregelsysteme (ASR, ATC) bekannt, bei de nen der Schlupf der angetriebenen Räder gemessen und die Räder in Ab hängigkeit dieses Schlupfes abgebremst werden, und/oder die Motorleistung reduziert wird, um den Schlupf zu begrenzen.

Weiterhin sind Differenzialsperren bekannt, bei denen somit in die Verteilung des Antriebsmomentes auf die einzelnen Räder eingegriffen wird.

Es zeigt sich jedoch, dass durch bekannte Antriebsschlupfregelsysteme nicht alle Probleme bei Anfahrvorgängen gelöst werden, insbesondere bei niedrigen Haftwerten, können weiterhin Instabilitäten oder eine verminderte Traktion auftreten.

So wird bei bekannten Systemen regelnd eingegriffen, wenn eine Radrehzahl erreicht ist, die bei Schnee oder Eis als Untergrund diesen zum Anschmelzen bringt, was aufgrund des entstehenden Wasserfilms zu einer weiteren Ver ringerung der Haftwerte führt.

Des Weiteren treffen bekannte Systeme keine Vorkehrungen, um bei gerin gen Haftwerten ein entgegen des Fahrerwunsches vermindertes An triebsmoment an die Antriebsräder zu leiten um einen übermäßigen Schlupf im Vorfeld zu vermeiden.

Die US 6182002 B1 beschreibt ein Traktions-Regelungssystem, bei dem ei ne Radgeschwindigkeit auf Basis der gemessenen Fahrzeugbeschleunigung statt der gemessenen Radgeschwindigkeit ermittelt wird. Bei Ermittlung einer zu lang andauernden Beschleunigung wird ein Motormoment reduziert.

Aus der DE 69507405 T2 ist eine Motordrehmomentregelung und Anti schlupfregelungsverfahren bekannt, um einen Schlupf in den Antriebsrädern eines Kraftfahrzeugs zu reduzieren. Hierbei wird ein Zündpunkt in Abhängig keit eines verringerten Motorausgangsdrehmomentes zeitlich verzögert, um eine bestimmte Schlupfbedingung zu reduzieren

Die EP 1 125783 B1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung eines

Triebstrangs eines Kraftfahrzeugs mit einem Radschlupfregelsystem und einem automatischen Getriebe, bei dem das Schließen einer Kupplung in dem Getriebe auf Grundlage eines durch das Radschlupfregelsystems er zeugten Signals gesteuert wird, wobei das Signal den Reibungskoeffizienten zwischen einem Fahrzeugrad und einer Straßenoberfläche darstellt und/oder die Istmotordrehzahl darstellt.

EP1730006B1 zeigt ein Verfahren zur Bereitstellung von Bremsdruck an den Rädern eines fahrenden Fahrzeugs, unter Bestimmung des Vorhandenseins eines dynamischen Fahrzeugzustandes, um an den Fahrzeugrädern unab hängig von dem Bremsbefehl des Fahrers Bremsdruck bereitzustellen. Hierbei ist ein Modulator zwischen dem Doppelbremsventil und dem ange triebenen Rad vorgesehen, der durch die elektronische Steuereinheit ge steuert wird, um das angetriebene Rad selektiv mit Bremsdruck zu versor gen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Fahrdynamik-System zur Regelung eines Anfahrvorganges eines Fahrzeu ges dahingehend weiterzubilden, dass ein sicherer Anfahrvorgang mit guter Traktion, insbesondere bei geringen Haftwerten, ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein Fahrdynamik-System ge mäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die Unteransprüche beschrei ben bevorzugte Weiterbildungen.

Das erfindungsgemäße Fahrdynamik-System ist insbesondere zur Durch führung eines erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen. Weiterhin ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere unter Einsatz oder Verwendung eines erfindungsgemäßen Fahrdynamik-Systems vorgesehen.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, bereits vor Auftreten des ersten Schlupfes bzw. der Instabilität einen weichen Anfahrvorgang einzustellen. Hierzu wird insbesondere das Motormoment bestimmt, das ausreicht, um das Fahrzeug anfahren zu lassen, ohne dass gleichzeitig die Räder nen nenswerten Schlupf aufbauen. In die Bestimmung des Motormomentes können insbesondere Faktoren wie Fahrzeugmasse, Fahrbahnneigung, Reibungsverluste im Antriebsstrang, gewünschte Fahrzeugbeschleunigung usw. einfließen.

Vorzugsweise werden die Antriebskräfte, die von den angetriebenen Rädern auf die Fahrbahn übertragen werden, durch das erfindungsgemäße Verfah ren begrenzt, und der Schlupf wird vorzugsweise auf einen geringeren Wert als bei bekannten Antriebsschlupfregelsystemen geregelt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt eine Einbeziehung der Kupplungssteuerung. Diese stützt sich auch auf das für die Motorregelung berechnete maximale Antriebsmoment und begrenzt während des Einkup pelvorganges das Kupplungsmoment entsprechend und hilft somit, einen übermäßigen Schlupf an den Antriebsrädern zu vermeiden.

Weiterhin kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ein Bremsdruck an gesteuert bzw. geregelt werden. So kann beim Anfahren zunächst die Rad bremse eingelegt sein und dann geregelt oder gesteuert gelöst werden. Hierbei kann ein Regelsequenz-Bremsdruck an Radbremsen der angetrie benen Räder eingestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Räder, die vor der Aktivierung der Regelsequenz einen Schlupf aufweisen, bis zum Stillstand abgebremst.

Die Ermittlung des Radschlupfes erfolgt durch Messung der Radgeschwin digkeiten. Bevorzugt ist eine Messung mittels aktiver Raddrehzahlsensoren vorgesehen, z.B. auch bei weniger als einer Radumdrehung. Es können je doch als Radgeschwindigkeiten z.B. auch Raddrehzahlen der angetriebe nen Räder über passive Raddrehzahlsensoren gemessen werden.

Bei den Ausführungsformen, bei denen ein Regelsequenz-Bremsdruck ein gestellt ist, bleibt dieser während des Anfahrvorgangs zuerst aufrecht erhal ten. Hierdurch wird vermieden, dass beim Überschreiten des Schlupfes, der einen maximalen Haftwert erzeugt und folgend sich stark verringernden Haftwerts ein schneller Anstieg der Radgeschwindigkeit resultiert, bevor die Regelung den Schlupf wieder verringert. Es wird somit eine höhere Regel güte der Antriebskraft und des Schlupfes der Antriebsräder erreicht. Bevor zugt wird während des Anfahrvorgangs der Regelsequenz-Bremsdruck langsam verringert. Somit soll auf der Haftwert-Schlupf-Kurve, die den Haftwert bzw. die über tragbare Kraft in Abhängigkeit des Radschlupfes beschreibt, der Maximal wert vorzugsweise nicht überschritten werden, sondern es wird ein Anfahr vorgang bei angepasstem, vorzugsweise optimalen Haftwert eingestellt. Somit wird gegenüber einem herkömmlichen ASR bzw. ATC ein langsame rer Anfahrvorgang eingeregelt, der jedoch mit hoher Stabilität und guter Traktion erfolgt. Bei der herkömmlichen ASR-Regelung, niedrigen Haftwer ten und geringen Fahrgeschwindigkeiten kann gegebenenfalls die Haftrei bung bzw. Rollreibung in die geringere Gleitreibung übergehen, wenn der Schlupf zu schnell erhöht wird.

Der Haftwert (Reibungskoeffizient) der Fahrbahn kann ermittelt werden an hand des letzten Bremsvorgangs oder anhand der letzten Brems- und Be schleunigungsvorgänge oder alternativ anhand des sich einstellenden Schlupfes beim aktuellen Anfahrvorgang, oder er kann als niedriger Wert abgeschätzt werden. Es wird ein niedriges Antriebs-Moment auf die Ab triebswelle bzw. die angetriebenen Fahrzeugräder eingestellt, wobei hierzu das Motormoment und/oder die Kupplungs-Getriebeeinheit vorzugsweise mit einer Funktionskurve angesteuert wird, die eine Rampenführung oder Rampenfunktion ermöglicht, z.B. in Abhängigkeit der Zeit oder einer Radge schwindigkeit der angetriebenen Räder.

Bei einem Anfahrvorgang erfolgt eine Ansteuerung einer Kupplungs- Getriebeeinheit mit einer Einkuppelvorgangsdauer, die größer als eine bei deaktivierter Regelsequenz vorgesehene Standardeinkuppelvorgangsdauer ist, wobei die Standardeinkuppelvorgangsdauer wiederum fest vorgegeben sein kann oder auch z.B. erlernt oder aus vorangegangen Einkuppelvorgän gen erlernt werden kann.

Eine Haftwertbestimmung ermöglicht insbesondere auch ein automatisches oder selbsttätiges Aktivieren des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Rege lung des Anfahrvorgangs. Die Regelsequenz wird bei Erreichen von Grenzwerten zum Beispiel einer Grenz-Fahrgeschwindigkeit und/oder eines Grenz-Haftwerts, gegebenen falls auch in Abhängigkeit eines Grenz-Schlupfes, beendet und das Re gelsequenz-Signal zurück gesetzt, sodass nach der Regelsequenz des An fahrvorgangs zum Beispiel eine übliche Antriebsschlupfregelung durchge führt wird.

Das Verfahren zur Regelung des Anfahrvorganges kann somit in ein An triebsschlupf-Regelverfahren integriert werden, bzw. als erster Schritt die sem vorgeschaltet bzw. einbezogen werden.

In die Fahrzustandsdaten kann weiterhin eine ermittelte Fahrbahnneigung einbezogen werden, die zum Beispiel durch einen Längsbeschleunigungs sensor und/oder Kartenmaterial ermittelt wird. Somit werden das ermittelte Antriebsmoment und/oder der Bremsdruck in dem ersten Schritt der Steue rung des Anfahrvorgangs unter Einbeziehung der Fahrbahnneigung, und/oder einer ermittelten oder bekannten Fahrzeugmasse durchgeführt.

Die Aktivierung der Regelsequenz kann gemäß unterschiedlichen Ausfüh rungsformen durch Aktivierung mittels des Fahrers gestartet werden, das heißt wenn der Fahrer zum Beispiel ein Aktivierungsmittel betätigt und somit gezielt den sanften Anfahrvorgang wählt. Ergänzend oder alternativ kann dies auch bei einer Ermittlung eines derartigen Fahrzeug-Zustandes bzw. Zustandes der Fahrbahn gewählt werden, wobei hierzu zum Beispiel ein ermittelter Flaftwert (Reibungskoeffizient), die Fahrzeugmasse, die Fahr bahnneigung einbezogen werden.

Ist die Regelsequenz aktiv, wird in Abhängigkeit der Fahrzeugmasse bzw. der Last auf der angetriebenen Achse, des ermittelten oder angenommenen Haftwerts der Reifen zum Untergrund und der Fahrbahnneigung ein maxi- males Motorantriebsmoment definiert, das geringer als das maximale Mo torantriebsmoment ist, wenn die Regelsequenz deaktiviert ist.

Zusätzlich kann sich die Kupplungssteuerung ebenfalls auf das definierte Motorantriebsmoment beziehen, das geringer als das maximale Motoran triebsmoment bei inaktiver Regelsequenz ist. Dazu wird für die Einkuppel vorgangsdauer ein höherer Wert gesetzt, der gegebenenfalls in Abhängig keit der zuletzt genannten Parameter wie Fahrzeugmasse und Haftwert be ziehungsweise Haftwert ermittelt wird, als der Wert für die Standardeinkup pelvorgangsdauer, wenn die Regelsequenz deaktiviert ist.

Ergänzend wird durch Setzen eines Regelsequenz-Signals der Regelse quenz-Bremsdruck an die Bremsen der angetriebenen Räder angelegt, nachdem in bevorzugter Weise die möglicherweise noch rotierenden Räder bis zum Stillstand abgebremst worden sind.

Somit wird die Antriebskraft, die die angetriebenen Räder auf die Fahrbahn aufbringen, verringert und langsamer erhöht, als wenn die Regelsequenz deaktiviert ist.

Der initiale, nachhaltig haftwertvermindernde hohe Schlupf eines Anfahrvor gangs ohne die erfindungsgemäße Regelsequenz wird vermieden.

Tritt dennoch ein Schlupf auf, der so hoch ist, dass sich der Haftwert verrin gert, ist der Schlupf geringer und der Abfall des Haftwertes geringer als oh ne die erfindungsgemäße Regelsequenz. Die übertragbare Antriebskraft auf die Fahrbahn erhöht sich durch die erfindungsgemäße Regelsequenz ins besondere bei geringen Haftwerten und insbesondere bei Schnee oder Eis als Untergrund.

Erfindungsgemäß ist somit eine Umsetzung allein durch Begrenzung des Motomoments möglich. Die erste Erweiterung ist vorzugsweise die Einbe- ziehung der Kupplungsregelung. Die zweite Erweiterung ist vorzugsweise das zusätzliche Einbeziehen der Bremsregelung.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Fahrzeug mit einem Fahrdynamik-Regelsystem gemäß einer

Ausführungsform der Erfindung auf einer Fahrbahn;

Fig. 2 ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungs form der Erfindung;

Fig. 3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungs form;

Fig. 4 eine Haftwert-Schlupf-Kurve.

Ein Nutzfahrzeug 1 steht gemäß Figur 1 auf einer Fahrbahn 2, die einen Neigungswinkel a gegenüber der Horizontalen A aufweist. Das Fahrzeug 1 ist somit in Stillstand, das heißt die Fahrgeschwindigkeit v ist 0, weiterhin stehen die Räder 3 der nicht angetriebenen Vorderachse Va und die Hinter räder 4a, 4b der angetriebenen Hinterachse Ha still, das heißt die Radge schwindigkeiten n3 und n4a, n4b sind 0. Die Fahrbahn 2 weist einen niedri gen Haftwert (Reibungskoeffizienten) m auf, zum Beispiel aufgrund von Glatteis oder Schnee.

In Fig. 4 sind auf der Abszisse Schlupfwerte ms und auf der rechten Ordina- ten Haftwerte m sowie links davon auf einer weiteren Ordinate eine von den Reifen übertragbare Radkraft Fa, d.h. Bremskraft und Beschleunigungs kraft, aufgezeichnet. Somit wird bei einem herkömmlichen Anfahrvorgang bei durchdrehenden Hinterrädern 4a, 4b ein Schlupf ms=1 ausgebildet, der lediglich die Übertragung einer Standard- Radkraft Fa-1 ermöglicht. Hinge- gen wird erfindungsgemäß bei dieser Ausführungsform eine maximal über tragbare Kraft Fa, max bei einem Zielschlupf ms(Fa, max) erreicht, d.h. nicht im Stillstand, sondern bei etwas Schlupf; danach beginnt rechts von dem Zielschlupf ms(Fa, max) der instabile Ast HSKA der Haftwert-Schlupf- Kurve, der erfindungsgemäß vorzugsweise nicht beschritten wird.

Das Nutzfahrzeug 1 weist einen Motor und eine Kupplungs-Getriebeeinheit 6 auf, sodass der Antriebsstrang durch den Motor 5, die Kupplungs- Getriebeeinheit 6 und eine Abtriebswelle 9 gebildet wird, über die die Hin terräder 4a, 4b angetrieben werden. Die Kupplungs-Getriebeeinheit 6 weist hierbei eine Kupplung 6a auf, die eingelegt bzw. eingerückt wird zur Ausbil dung einer Wirkverbindung und ausgerückt wird zur Entkopplung der Hin terräder 4a, 4b vom Motor 5.

Der Motor 5 wird durch eine Motorsteuereinrichtung 10 gesteuert; entspre chend wird die Kupplungs-Getriebeeinheit 6 durch eine Getriebe- Steuereinrichtung 1 1 angesteuert. Weiterhin ist eine Brems- Steuereinrich tung 12 vorgesehen, die in den - hier nur angedeuteten - Bremssystemen 13 des Nutzfahrzeuges unterschiedliche Aufgaben und unterschiedliche Brems-Regelsysteme durchführt und hierbei unter anderem die Hinterrad- Bremsen 14a und 14b an den Hinterrädern 4a und 4b ansteuert und Rad- geschwindigkeits-Signale aufnimmt, hier insbesondere Radgeschwindig- keits-Signale n4a und n4b von Raddrehzahl-Sensoren 15a, 15b an den beiden Hinterrädern 4a, 4b. Hierbei können vorteilhafterweise aktive Rad drehzahl-Sensoren 15a, 15b eingesetzt werden, die somit nicht lediglich passiv ein magnetisches Signal einer mit den Hinterrädern 4a, 4b drehen den Kennungsscheibe erfassen, sondern durch aktive Signalerfassung die Radgeschwindigkeiten genauer erfassen, zum Beispiel bereits bei sehr kleinen Fahrgeschwindigkeiten v von 3km/h bzw. entsprechend kleinen Radgeschwindigkeiten. Das Zusammenwirken der oben genannten Steuer einrichtungen 10, 11 , 12 zusammen mit der Fahrdynamik-Steuereinrichtung 16, sowie die durch die Steuereinrichtungen 10, 1 1 , 12, 16 angesteuerten Systeme bilden das Fahrdynamik System 7.

Gemäß des Blockschaltbildes der Figur 2 ist eine Fahrdynamik- Steuerein richtung 16 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als sepa rate Einheit eingezeichnet; sie kann insbesondere in eine der anderen Steuereinrichtungen, insbesondere der Brems-Steuereinrichtung 12 inte griert sein. Die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 16 führt ein Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorganges durch, wobei sie nach verschiedenen Ausführungen hierzu verschiedene Signale aufnimmt und verschiedene Steuersignale ausgeben kann:

Im Allgemeinen wird die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 16 mit der Zün dung bzw. dem Zündungs-Signal S1 eingeschaltet, die Regelsequenz je doch nicht gestartet. Weiterhin kann gemäß einer Ausbildung im Dashboard des Nutzfahrzeugs 1 eine Betätigungseinrichtung 18 vorgesehen sein, die der Fahrer aktiv betätigen und hierdurch ein Aktivierungssignal S2 an die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 16 ausgibt und dadurch die Fahrdynamik- Steuereinrichtung 16 einschaltet. Weiterhin nimmt die Fahrdynamik- Steuereinrichtung 16 ein Fahrpedal-Signal S3 auf, das bei Betätigung des Fahrpedals 19 über eine Fahrpedal-Steuereinrichtung 20 ausgegeben wird. Die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 16 nimmt weiterhin auch die Radge- schwindigkeits-Signale n4a, n4b auf und gibt ein Getriebe- Anforderungssignal S4 an die Getriebe-Steuereinrichtung 1 1 , sowie ent sprechend ein Motormoment-Anforderungssignal S5 an die Motor- Steuereinrichtung 10, und ein ATC-Anforderungssignal S6 an die Brems- Steuereinrichtung 12 aus.

Hierbei können die oben genannten Signale insbesondere über den fahr zeuginternen CAN-Bus übertragen werden, sodass zum Beispiel die Rad- geschwindigkeits-Signale n4a, n4b in an sich bekannter Weise von der Brems-Steuereinrichtung 12 eingelesen und über den CAN-Bus anderen Systemen im Fahrzeug, hier somit auch der Fahrdynamik-Steuereinrichtung 16, zur Verfügung gestellt werden.

Die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 16 kann hierbei insbesondere in einer der anderen Steuereinrichtungen, insbesondere in der Brems- Steuereinrichtung 12, integriert sein. Sie kann weiterhin in einer Fahrdyna- mikregel-Steuereinrichtung, die weitere Fahrdynamikregelungen durchführt, wie zum Beispiel eine FDR-Regelung bzw. ESP-Regelung integriert sein, die im allgemeinen im Fahrzeug ergänzend zur Brems-Steuereinrichtung und den anderen Steuereinrichtungen vorgesehen ist.

Weiterhin nimmt die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 16 vorteilhafterweise - zusätzlich zu den Radrehzahl-Signalen n4a, n4b auch ein Fahrgeschwindig keits-Signal v auf, das entweder gemessen und/oder als ABS- Referenzgeschwindigkeit zum Beispiel von der Brems-Steuereinrichtung 12 zur Verfügung gestellt wird, sodass sie hieraus auch die dynamischen Haft- werte pd der Hinterräder 4a und 4b ermitteln kann, oder diesen Schlupf auch gegebenenfalls als Signal direkt über den CAN-Bus aufnehmen kann. Weiterhin nimmt die Fahrdynamik-Steuereinrichtung 16 vorteilhafterweise die Fahrzeugmasse m und die Achslast der angetriebenen Achse auf, die entweder vorab gemessen wurde oder zum Beispiel geschätzt zur Verfü gung steht.

Nachfolgend wird mit dem Fahrdynamik-System 7, das die Fahrdynamik- Steuereinrichtung 16 und die oben genannten Komponenten aufweist, ein Verfahren zur Steuerung eines Anfahrvorgangs gemäß dem Flussdiagramm der Figur 3 beschrieben:

Nach dem Start in Schritt St1 wird nachfolgend in Schritt St2 insbesondere das Verfahren weitergeführt, wenn die Zündung eingeschaltet ist, das heißt bei Vorliegen des Zündungs-Signals S, und vorzugsweise auch bei Erfüllen eines Entscheidungskriteriums K1 , das z.B. ermittelte Fahrzeug- Zustandsdaten beinhalten kann, z.B. eines oder mehrere aus der Gruppe:

- Fahreranforderung für einen Anfahrvorgang liegt vor,

- Radschlupf ms ist höher als definierter Radschlupf- Grenzwert ms_max

- geringer Flaftwert (m).

Somit wird in Schritt St3 eine Regelsequenz R gestartet und ein Regelse quenzsignal SR gesetzt, d.h. SR=1.

Nachfolgend sind ab Schritt St4 unterschiedliche Ausbildungen des erfin dungsgemäßen Verfahrens möglich, wobei eine Bremsdrucksteuerung vor genommen werden kann; es sind aber auch Ausbildungen ohne Brems drucksteuerungen möglich.

Gemäß einer ersten Ausbildung kann der Bremsdruck P4a und P4b für die beiden Hinterrad-Bremsen 14a und 14b zunächst gleich eingestellt und in St4 ein maximal zulässiges Motorantriebsmoment M4_max definiert. Dann wird der Bremsdruck in Schritt St5 bei beginnendem erhöhtem Radschlupf (ms) separat geregelt. Somit wird hier im Prinzip der Beginn eines ASR bzw. einer Antriebsschlupfregelung durchgeführt, bei der das Durchdrehen eines der angetriebenen Hinterräder 4a, 4b jeweils separat durch Abbremsen ge regelt wird.

Alternativ hierzu kann jedoch auch bei Auftreten eines höheren Radschlup fes ms zum Beispiel am ersten Hinterrad 4a, das heißt n4a>n4b, der

Bremsdruck P am anderen Hinterrad 4b abgesenkt werden. Dies kann somit in Schritt St5 erfolgen. Somit wird hier nicht das durchdrehende bzw. höhere Schlupf zeigende Hinterrad - hier 4a - abgebremst, sondern der Bremsdruck P am anderen Hinterrad - hier 4b - abgesenkt, um eine gleichmäßigere Schlupfbildung zu erreichen und die übertragene Antriebskraft Fa zu erhö hen. Dies kann insbesondere auch als Alternative zu einer Querdifferenzial sperre ausgebildet sein. Diese beiden Ausführungen der separaten ASR-Regelung jedes Hinterrades 4a, 4b und des Absenkens des Bremsdrucks P an jeweils dem Rad an dem der geringere Schlupf vorliegt, können auch kombiniert werden.

Gemäß einer Ausbildung wird im Schritt St6 bei Erreichen von Grenzwerten wie z.B. einer Grenz-Fahrgeschwindigkeit v_tres und/oder eines Grenz- Haftwerts m-tres die Regelsequenz deaktiviert und das Regelsequenz-Signal SR zurück gesetzt, d.h. SR=0, und das Verfahren in Schritt S7 beendet, an sonsten wird die Regelung erneut durchlaufen, d.h. hier zurückgesetzt vor Schritt St2.

Somit wird gemäß einer bevorzugten Ausbildung die Regelung vollständig in Fig. 4 in dem ersten, sicheren Zweig vor dem Maximalwert Fa_max durch geführt. So kann der Anfahrvorgang z. B. bei Haftwerten bis zu einem

Grenz-Haftwert p_tres durchgeführt werden, und/oder bis zum Erreichen ei ner Grenz-Fahrgeschwindigkeit v_tres, woraufhin dann die Regelsequenz des Anfahrvorgangs beendet wird und eine Fahrt, z. B. mit einem herkömm lichen ASR bzw. ATC, durchgeführt wird. Somit wird zwar ein etwas lang samerer Anfahrvorgang erreicht und die Regelung nicht um den Maximal wert Fa, max herum durchgeführt; dafür wird erfindungsgemäß sicherge stellt, dass der instabile Ast nicht beschritten wird und somit z. B. an einer Steigung kein Schlupf mit Durchdrehen der Räder auftreten kann.

Bezugszeichenliste (Teil der Beschreibung)

1 Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug

2 Fahrbahn

3 Vorderräder

4a, 4b angetriebene Flinterräder

5 Motor

6 Kupplungs-Getriebeeinheit, zum Beispiel für automatisches

Getriebe

7 Fahrdynamik-System

9 Abtriebswelle

10 Motor-Steuereinrichtung

1 1 Getriebe-Steuereinrichtung

12 Brems-Steuereinrichtung

13 Bremssystem

14a, 14b Radbremsen der angetriebenen Hinterräder

15a, 15b Raddrehzahl-Sensoren an den Hinterrädern 4a, 4b

16 Fahrdynamik-Steuereinrichtung

18 Betätigungseinrichtung

19 Fahrpedal

20 Fahrpedal-Steuereinrichtung

51 Zündungs-Signal

52 Aktivierungs-Signal

53 Fahrpedal-Signal

54 Getriebesteuerungs-Anforderungssignal

55 Motormoment-Anforderungssignal

56 ATC-Anforderungssignal a Neigung der Fahrbahn, Fahrbahnneigung

m statischer Haftwert (Reibungskoeffizient) der Fahrbahn 2 zu den

Rädern 3, 4a, 4b mό dynamischer Haftwert der Fahrbahn 2 zu den Rädern 3, 4a, 4b

A Horizontale

E Einkuppelvorgang

Fa Antriebskraft

Fa, max maximal übertragbare Kraft

Ha Hinterachse

HSKA der instabile Ast

k1 Entscheidungskriterium

ms Radschlupf der Hinterräder 4a, 4b

ms(Fa, max) Zielschlupf

M4 Motorantriebsmoment

M4 max maximales Motorantriebsmoment

M9 Ausgangs-Abtriebsmoment

n3 Radgeschwindigkeit der Vorderräder (3)

n4a, n4b Radgeschwindigkeiten der Hinterräder (4a, 4b)

P Bremsdruck

P4a, P4b Bremsdruck für die beiden Hinterrad-Bremsen

R Regelsequenz

PR Regelsequenz-Bremsdruck

SR Regelsequenz-Signal

tc Einkuppelvorgangsdauer

tcs Standardeinkuppelvorgangsdauer

t Zeit v Fahrgeschwindigkeit

Va Vorderachse

v_tres Grenz-Fahrgeschwindigkeit

p_tres Grenz-Haftwert




 
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