DE10333650A1 - Steuersystem für ein zumindest zeitweise vierradgetriebenes Kraftfahrzeug - Google Patents
Steuersystem für ein zumindest zeitweise vierradgetriebenes Kraftfahrzeug Download PDFInfo
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Abstract
Bei einem Steuersystem für ein zumindest zeitweise vierradgetriebenes Kraftfahrzeug mit einer Steuereinheit, die den Radgeschwindigkeiten aller Räder proportionale Größen und die Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst oder ermittelt, und mittels der das Antriebsmoment einer Antriebseinheit auf primäre Antriebsräder, die permanent mit der Antriebseinheit verbunden sind, und auf sekundäre Antriebsräder, die bedarfsweise mit der Antriebseinheit verbindbar sind, variabel verteilbar ist, wird zur Verteilung des Antriebsmoments ein Kupplungsmoment einer zwischen der Antriebseinheit und den sekundären Antriebsrädern angeordneten Übertragungskupplung mittels der Steuereinheit eingestellt und ist die Steuereinheit derart ausgestaltet, dass das Kupplungsmoment erhöht wird, wenn zwischen der Radgeschwindigkeit eines Rades und der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Differenz erfasst wird und/oder wenn zwischen den beiden Radgeschwindigkeit der Räder zumindest einer Fahrzeugseite eine Differenz erfasst wird.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für ein zumindest zeitweise vierradgetriebenes Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Derartige Steuersysteme sind beispielsweise in der
DE 100 54 023 A1 beschrieben. Bekannt ist demnach eine Drehmomentverteilungseinrichtung zum Verändern des Drehmomentverteilungsverhältnisses zwischen den Rädern der Vorderachse und den Rädern der Hinterachse durch entsprechende Steuerung einer Reibungskupplung als Längssperre (Übertragungskupplung). Durch die Festlegung eines Drehmomentverteilungsverhältnisses kann das Fahrverhalten eines Fahrzeuges erheblich beeinflusst werden. Der Gegenstand derDE 100 54 023 A1 beschäftigt sich dabei insbesondere mit der Fahrdynamik bei Kurvenfahrt. Hierbei kann ein zeitweise vierradgetriebenes Kraftfahrzeug ein grundsätzlich vorderradangetriebenes Kraftfahrzeug mit über eine Übertragungskupplung zuschaltbarem Hinterradantrieb, ein grundsätzlich hinterradangetriebenes Kraftfahrzeug mit über eine Übertragungskupplung zuschaltbarem Vorderradantrieb oder ein Permanent- Allradfahrzeug mit regelbarer Übertragungskupplung zur Änderung der Drehmomentverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse sein. - Im Folgenden werden diesbezüglich verallgemeinernd als primäre Antriebsräder die permanent mit der Antriebseinheit verbundenen Räder und als sekundäre Antriebsräder die über die Übertragungskupplung bedarfsweise mit der Antriebseinheit verbindbaren Räder bezeichnet.
- Weiterhin weisen derartige bekannte Steuersysteme meist eine Steuerung der Übertragungskupplung in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz zwischen einer Drehzahl der primären Antriebsachse und der Drehzahl der sekundären Antriebsachse auf (z. B.
DE 37 41 009 A1 ,DE 69304449 T2 ). Hierbei werden die Drehzahlen der Antriebsachsen z. B. mit eigenen Sensoren erfasst. - Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Steuersystem eingangs genannter Art im Hinblick auf die Regelung zu verbessern.
- Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zum einen zusätzliche Drehzahlsensoren an den Antriebsachsen kostenintensiv sind und dass das Ausregeln eines Schlupfes zwischen den Antriebswellen aus Sicht der Fahrdynamikregelung zu ungenau ist. Die Genauigkeit des Schlupfregelungsprozesses lässt sich verkoppeln, wenn er abhängig von einem Einzelradschlupf bezogen auf alle vier Räder oder abhängig von einem Radschlupf zwischen den einzelnen Rädern jeweils einer Fahrzeug(längs)seite vorgenommen wird.
- Erfindungsgemäß wird daher bei einem Steuersystem für ein zumindest zeitweise vierradgetriebenes Kraftfahrzeug mittels einer Steuereinheit, die den Radgeschwindigkeiten aller Räder proportionale Größen und die Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst oder ermittelt, und durch die das Antriebsmoment einer Antriebseinheit auf primäre Antriebsräder, die permanent mit der Antriebseinheit verbunden sind, und auf sekundäre Antriebsräder, die bedarfsweise mit der Antriebseinheit verbindbar sind, variabel verteilbar ist, die Verstelleinheit einer zwischen der Antriebseinheit und den sekundären Antriebsrädern angeordneten Übertragungskupplung derart gesteuert, dass das Kupplungsmoment und somit das Antriebsmoment auf die sekundären Antriebsräder erhöht wird, wenn zwischen der Radgeschwindigkeit eines Rades und der Fahrzeuggeschwindigkeit eine Differenz erfasst wird und/oder wenn zwischen den beiden Radgeschwindigkeit der Räder zumindest einer Fahrzeug(längs)seite (links, rechts in Fahrtrichtung) eine Differenz erfasst wird.
- Das Antriebsmoment ist das Ausgangsdrehmoment einer Antriebseinheit, die vorzugsweise aus einer Brennkraftmaschine und einem ihr nachfolgenden Getriebe besteht. Dazu gibt die Steuereinheit zur Kupplungsmomenterhöhung ein radschlupfabhängiges Soll-Kupplungsmoment vor, das abhängig vom Betrag der Differenz zwischen der Radgeschwindigkeit eines Rades und der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder vom Betrag der Differenz zwischen den beiden Radgeschwindigkeit der Räder zumindest einer Fahrzeugseite bestimmt wird.
- Die der Radgeschwindigkeit eines Rades proportionale Größe ist vorzugsweise eine ohnehin erfasste Raddrehzahl, die in bekannter Weise in eine mit der Fahrzeuggeschwindigkeit direkt vergleichbare Radgeschwindigkeit in Metern pro Sekunde (v) umgerechnet werden kann.
- Das radschlupfabhängige Soll-Kupplungsmoment wird vorzugsweise in der Steuereinheit durch eine Maximalauswahl aus zumindest ff. drei Soll-Kupplungsmomenten ermittelt: einem erstes Soll-Kupplungsmoment, das abhängig vom Betrag der Differenz zwischen der Radgeschwindigkeit eines Rades und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt wird, einem zweiten Soll-Kupplungsmoment, das abhängig vom Betrag der Differenz zwischen den beiden Radgeschwindigkeit der Räder der linken Fahrzeugseite bestimmt wird, und einem dritten Soll-Kupplungsmoment, das abhängig vom Betrag der Differenz zwischen den beiden Radgeschwindigkeit der Räder der rechten Fahrzeugseite bestimmt wird.
- Der Vorteil des durch die Erfindung berücksichtigen Einzelradschlupfes liegt in der im Vergleich zum Stand der Technik verdoppelten Empfindlichkeit, mit der die Drehmomentverteilung geregelt werden kann. Dies ist besonders bei Kurvenfahrt günstig, da meist nur die kurveninneren Räder zum Durchdrehen neigen. Durch die Erfindung werden also auch eine Steigerung der Traktionseigenschaften und der Stabilitätseigenschaften eines Fahrzeuges erreicht.
- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
-
1 schematisch ein zeitweise vierradgetriebenes Fahrzeug mit einer über eine Steuereinheit einstellbaren Übertragungskupplung am Beispiel eines grundsätzlich hinterradangetriebenen Kraftfahrzeugs mit über eine Übertragungskupplung zuschaltbarem Vorderradantrieb -
2 Ausschnitte aus dem in der Steuereinheit enthaltenen möglichen Algorithmus zur Ermittlung des radschlupfabhängigen Soll-Kupplungsmoments - In
1 ist ein zeitweise vierradgetriebenes Fahrzeug in Form eines grundsätzlich hinterradangetriebenen Kraftfahrzeugs mit bedarfsweise über eine Übertragungskupplung1 zuschaltbarem Vorderradantrieb dargestellt. Die Übertragungskupplung1 ist über eine Steuereinheit8 einstellbar. Die Steuereinheit8 kann ein ausgelagertes Zusatzsteuergerät10 , das beispiels weise das vorgegeben Soll-Kupplungsmoment in einen Strom zur Ansteuerung der Verstelleinheit (hier nicht extra dargestellt) der Übertragungskupplung1 umsetzt, enthalten. - Bei einem Fahrzeug nach
1 wird mit offener Übertragungskupplung1 das gesamte Drehmoment (Antriebsmoment) der Antriebseinheit9 , vorzugsweise bestehend aus einer Brennkraftmaschine, einem Getriebe und mindestens einem Antriebssteuergerät, auf die Räder6 und7 der Hinterachse3 übertragen. Hier sind die Hinterräder6 und7 die primären Antriebsräder, da sie permanent mit der Antriebseinheit9 verbunden sind. Mit zunehmendem Kupplungsmoment an der Übertragungskupplung1 treibt die Antriebseinheit9 auch die Räder4 und5 der Vorderachse2 an. Somit sind die Vorderräder4 und5 die sekundären Antriebsräder. - Die Steuereinheit
8 erfasst zu weiteren Eingangssignalen hinzu insbesondere die Raddrehzahlen nVL, nHL, nVR, nHR aller Räder4 ,5 ,6 ,7 . Aus diesen Raddrehzahlen nVL, nHL, nVR, nHR werden im Zusammenhang mit weiteren in der Steuereinheit8 vorliegenden Informationen, wie z. B. den Reifenumfängen, die Radgeschwindigkeiten vVL, vHL; vVR, vHR aller Räder4 ,5 ,6 ,7 . sowie die Fahrzeuggeschwindigkeit vFzg ermittelt (vgl. auch2 ). - In
2 sind weitere zur Realisierung der Erfindung erforderliche Details der Steuereinheit8 gezeigt. - Zur Verteilung des Antriebsmoments der Antriebseinheit
9 wird ein einzustellendes Kupplungsmoment MKssol_Schlupf für die zwischen der Antriebseinheit9 bzw. den primären Antriebsrädern6 und7 und den sekundären Antriebsrädern4 und5 angeordneten Übertragungskupplung1 vorgegeben. Grundsätzlich wird das Kupplungsmoment erhöht, wenn zwischen der Radgeschwindigkeit vVL oder vVR oder vHL oder vHR eines Rades4 oder5 oder6 oder7 und der Fahrzeuggeschwindigkeit vFzg eine Differenz erfasst wird. Alternativ oder zusätzlich wird das Kupplungsmoment erhöht, wenn zwischen den beiden Radgeschwindigkeit vVL und vHL oder vVR und vHR der Räder zumindest einer Fahrzeugseite4 und6 oder5 und7 eine Differenz erfasst wird. - Zur Vereinfachung des mathematischen Vorgehens werden die Differenzen als Relativwerte in Prozent beispielsweise entsprechend den in
2 gezeigten Rechenblöcken11 bis13 ermittelt: Im Rechenblock11 wird der Betrag der relativen Differenz zwischen den einzelnen Radgeschwindigkeit vi (≔vVL, vHL, vVR, vHR) eines Rades und der Fahrzeuggeschwindigkeit vFzg bezogen auf die Fahrzeuggeschwindigkeit vFzg bestimmt. Im Rechenblock12 wird der Betrag der relativen Differenz zwischen den beiden Radgeschwindigkeit vVL und vHL der Räder4 und6 der linken Fahrzeugseite bezogen auf die Fahrzeuggeschwindigkeit vFzg bestimmt. Im Rechenblock12 wird der Betrag der relativen Differenz zwischen den beiden Radgeschwindigkeit vVR und vHR der Räder5 und7 der rechten Fahrzeugseite bezogen auf die Fahrzeuggeschwindigkeit VFzg bestimmt. - Das radschlupfabhängige Soll-Kupplungsmoment MKssol_Schlupf zur Kupplungsmomenterhöhung ergibt sich im Rechenblock
14 aus einer Maximalauswahl (MAX) aus den drei Soll-Kupplungsmomenten MKssol_Schlupf_1, MKssol_Schlupf_2, MKssol_Schlupf_3. Das erste Soll-Kupplungsmoment MKssol_Schlupf_1 wird abhängig vom im Rechenblock11 ermittelten relativen Differenz-Betrag bestimmt. Das zweite Soll-KupplungsmomentMKssol_ Schlupf_2 wird abhängig vom im Rechenblock12 ermittelten relativen Differenz-Betrag bestimmt. Das dritte Soll-Kupplungsmoment MKssol_Schlupf_3 wird abhängig vom im Rechenblock13 ermittelten relativen Differenz-Betrag bestimmt.
Claims (2)
- Steuersystem für ein zumindest zeitweise vierradgetriebenes Kraftfahrzeug mit einer Steuereinheit, die den Radgeschwindigkeiten aller Räder proportionale Größen und die Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst oder ermittelt, und mittels der das Antriebsmoment einer Antriebseinheit auf primäre Antriebsräder, die permanent mit der Antriebseinheit verbunden sind, und auf sekundäre Antriebsräder, die bedarfsweise mit der Antriebseinheit verbindbar sind, variabel verteilbar ist, dadurch gekenn zeichnet, dass zur Verteilung des Antriebsmoments ein Kupplungsmoment (MKsoll) einer zwischen der Antriebseinheit (
9 ) und den sekundären Antriebsrädern (4 ,5 ) angeordneten Übertragungskupplung (1 ) mittels der Steuereinheit (8 ;8 ,10 ) eingestellt wird und die Steuereinheit (8 ;8 ,10 ) derart ausgestaltet ist, dass das Kupplungsmoment (MKsoll) erhöht wird, wenn zwischen der Radgeschwindigkeit (vVL, vVR, vHL, vHR) eines Rades (4 ,5 ,6 ,7 ) und der Fahrzeuggeschwindigkeit (vFzg) eine vorgegebene Differenz erfasst wird und/oder wenn zwischen den beiden Radgeschwindigkeit (vVL, vHL; vVR, vHR) der Räder zumindest einer Fahrzeugseite (4 ,6 ;5 ,7 ) eine vorgegebene Differenz erfasst wird. - Steuersystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
8 ;8 ,10 ) zur Kupplungsmomenterhöhung ein radschlupfabhängiges Soll-Kupplungsmoment (MKssol_Schlupf) vorgibt, das sich aus einer Maximalauswahl aus zumindest drei Soll-Kupplungsmomenten (MKssol_Schlupf_1, MKssol_Schlupf_2, MKssol_Schlupf_3) ergibt, einem erstes Soll-Kupplungsmoment (MKssol_Schlupf_1), das abhängig vom Betrag der Differenz zwischen der Radgeschwindigkeit (vVL, vHL; vVR, vHR) eines Rades und der Fahrzeuggeschwindigkeit (vFzg) bestimmt wird, einem zweiten Soll-Kupplungsmoment (MKssol_Schlupf_2), das abhängig vom Betrag der Differenz zwischen den beiden Radgeschwindigkeit (vVL, vHL) der Räder (4 ,6 ) der linken Fahrzeugseite bestimmt wird, und einem dritten Soll-Kupplungsmoment (MKssol_Schlupf_3), das abhängig vom Betrag der Differenz zwischen den beiden Radgeschwindigkeit (vVR, VHR) der Räder (5 ,7 ) der rechten Fahrzeugseite bestimmt wird.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8130 | Withdrawal |