DE102004040561A1 - Verfahren zur Stützung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit bei Allradfahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stützung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit bei Allradfahrzeugen, wobei das Allradfahrzeug eine kontinuierlich ansteuerbare elektronisch geregelte Mittenkupplung zur Übertragung eines Antriebsmomentes auf eine Sekundärachse aufweist, wobei zur Stützung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit die elektronisch geregelte Mittenkupplung abhängig von einer vorgegebenen Sollgröße geöffnet wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stützung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit bei Allradfahrzeugen gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 7.
• In Kraftfahrzeugen werden vermehrt komplexe elektronische Systeme zur Steuerung und Regelung des Fahrverhaltens, insbesondere elektronisch gesteuerte Bremssysteme eingesetzt. Beispiele hierfür sind Bremskraftregelsysteme (ABS), Fahrstabilitätsprogramme (ESP), Antriebsschlupfregelungssysteme (ASR, BTCS oder TCS) und Motorschleppmomentregelung (MSR). Eine wichtige Kenngröße die für eine Vielzahl der genannten elektronischen Systeme benötigt wird ist die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit. Diese wird überwiegend aus freirollenden Rädern ermittelt. Während die Ermittlung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit bei einem Fahrzeug mit nur einer angetriebenen Achse durch einfache Betrachtung der nichtangetriebenen (freirollenden) Achse bzw. der an dieser Achse befestigten Räder recht einfach ist, gestaltet sich die Ermittlung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit bei einem Allradfahrzeug wesentlich komplizierter, da hier keine permanent freirollenden Räder zur Verfügung stehen.
• Bei bisher bekannten Systemen in Allradfahrzeugen, wie beispielsweise in der WO 00/52481 A1 beschrieben, wird die Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit aus den Radgeschwindigkei ten ermittelt. Hierbei kann die ermittelte Geschwindigkeit von der tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs abweichen. Zur Stützung der ermittelten Geschwindigkeit werden stabil laufende Räder benötigt, deren antreibendes Moment kleiner als der Kraftschluss der Fahrbahn ist. Bisher musste hierzu die Mittenkupplung komplett geöffnet werden. Ein komplettes Öffnen der Mittenkupplung führt zu einem spürbaren Traktionsverlust und ändert das Kurvenverhalten. Durch das Öffnen der Mittenkupplung wird das gesamte Antriebsmoment auf die Primärachse verlagert. Wenn der Kraftschluss an der Primärachse bereits ausgeschöpft ist, kann das durch das Öffnen der Mittelkupplung von der Sekundärachse auf die Primärachse verlagerte Antriebsmoment nicht mehr abgesetzt werden wodurch das Fahrzeug Vortrieb verliert. Das nicht absetzbare Antriebsmoment wird beispielsweise durch ein Antriebsschlupfregelungssystem (ASR) ausgeregelt. Wenn anschließend die Mittelkupplung wieder geschlossen wird, fehlt dieses Antriebsmoment obwohl es wieder abgesetzt werden könnte. Das Öffnen der Mittenkupplung bei Kurvenfahrten bewirkt ein untersteuerndes und beim Schließen ein übersteuerndes Fahrverhalten. Neben der Fahrverhaltensänderung können Schläge im Antriebsstrang auftreten, die unkomfortabel und aus Bauteilschutzgründen unerwünscht sind.
• Es sind neuerdings Mittenkupplungen erhältlich, bei denen ein vorgegebenes Antriebsmoment der Sekundärachse kontinuierlich eingestellt werden kann. Hierbei wäre ein komplettes Öffnen der Mittenkupplung zur Stützung der ermittelten Geschwindigkeit nicht mehr erforderlich.
• Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, welches eine Stützung der Fahrzeugreferenzge schwindigkeit ohne ein komplettes Öffnen der Mittenkupplung ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
• Weitere bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine elektronisch geregelte Mittenkupplung abhängig von einer vorgegebenen Sollgröße geöffnet. Diese Sollgröße beschreibt eine sicher absetzbare Vortriebskraft, welche dafür sorgt, dass, obwohl die Räder der Sekundärachse mit dieser Vortriebskraft angetrieben werden, sich die Räder dabei dennoch in einem stabilen Zustand befinden. Die Sollgröße wird also so gewählt, dass die Schlupfe de Räder sicher im stabilen Ast der μ-Schlupf-Kurve liegen. Hierdurch können die Radgeschwindigkeiten zur Stützung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit genutzt werden, obwohl die Räder noch angetrieben werden. Diese Sollgröße wird zur Stützung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit in Abhängigkeit des geschätzten Reibwertes berechnet.
• Im Vergleich zu einem kompletten Öffnen der Mittenkupplung zeigt sich bei diesem Verfahren eine spürbare Verbesserung an Traktion und Kurvenverhalten und eine reduzierte mechanische Belastung der Kupplung.
• Die sicher absetzbare Vortriebskraft F_V als Sollgröße der Mittenkupplung ergibt sich wie folgt: FV = m·gsens – m·p – k·m·(accswa – accsens) – m·offset
  m: Fahrzeugmasse,
  m·g_sens: die über den Längsbeschleunigungssensor abgeschätzte Vortriebskraft,
  m·p: statischer Offset-Fehler des Längsbeschleunigungssensors,
  p: geschätzte Neigung einer Gefällstrecke, welche aber auch Offset-Fehler des Längsbeschleunigungssensors enthält,
  k·m·(acc_swa – acc_sens): Kompensation des Einflusses der Querbeschleunigung auf den Längsbeschleunigungssensor bei hohen Schwimmwinkeln in Kurvenfahrten,
  acc_swa: die über den Lenkwinkel geschätzte Querbeschleunigung bei stabiler Kurvenfahrt,
  acc_sens: die gemessene Querbeschleunigung,
  m·offset: Verschiebung der absetzbaren Vortriebskraft F_V in den stabilen Ast der μ-Schlupf-Kurve.
• Da in dem Faktor p sowohl die geschätzte Neigung einer Gefällstrecke als auch Offset-Fehler des Längsbeschleunigungssensors enthalten sind, ist eine Trennung zwischen einer Gefällstrecke und Offset-Fehlern nicht möglich. Hieraus ergibt sich, dass bei Gefällstrecken immer eine zu geringe Vortriebskraft angenommen wird. Da bei einer Gefällstrecke eine höhere Vorderachslast vorliegt, ist diese Vorgehensweise dennoch vertretbar.

Claims (7)

1. Verfahren zur Stützung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit bei Allradfahrzeugen, wobei das Allradfahrzeug eine kontinuierlich ansteuerbare elektronisch geregelte Mittenkupplung zur Übertragung eines Antriebsmomentes auf eine Sekundärachse aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Stützung der Fahrzeugreferenzgeschwindigkeit die elektronisch geregelte Mittenkupplung abhängig von einer vorgegebenen Sollgröße geöffnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollgröße eine sicher absetzbare Vortriebskraft beschreibt, welche dafür sorgt, dass obwohl die Räder der Sekundärachse mit dieser Vortriebskraft angetrieben werden, sich die Räder dabei dennoch in einem stabilen Zustand befinden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die sicher absetzbare Vortriebskraft F_V aus gemessenen und/oder geschätzten fahrzeugspezifischen Größen, Fahrparametern und Kompensationsparametern gebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch qekennzeichnet, dass die fahrzeugspezifische Größe im wesentlichen durch die Fahrzeugmasse bestimmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrparameter im wesentlichen durch die Fahrzeuglängsbeschleunigung, die Fahrzeugquerbeschleunigung und die Neigung der Fahrstrecke bestimmt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompensationsparameter im wesentlichen durch den Einfluss der Fahrzeugquerbeschleunigung auf die Fahrzeuglängsbeschleunigung bestimmt wird.
7. Computerprogrammprodukt, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen Algorithmus definiert, welcher ein Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst.