DE102013208965B4 - Steuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinheit, durch die das Antriebsmoment einer Antriebseinheit bedarfsweise auf mindestens zwei Achsen variabel verteilbar ist - Google Patents

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Abstract

Steuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinheit (1), durch die das Antriebsmoment (M_soll) einer Antriebseinheit (EM, VM) bedarfsweise auf mindestens zwei Achsen variabel verteilbar ist, wobei grundsätzlich eine antriebsorientierte Steuerung (B1, B2, B4, B5) im Sinne eines vorrangig einachsigen Antriebs (2WD) vorgegeben ist, wobei eine Vergleichseinheit (KK) auf Basis des Kamm'schen Kreises eine angeforderte fahrdynamische Soll-Kenngröße (aFW) mit einer fahrdynamischen Potenzial-Kenngröße (apot) vergleicht und wobei von der antriebsorientierten Steuerung (B1, B2, B4, B5) nur dann auf eine fahrdynamikorientierte Steuerung (B3) im Sinne eines vorrangig mehrachsigen Antriebs (4WD) übergegangen wird, wenn ein definierter Schwellwert (z. B. 70%) bezogen auf die fahrdynamische Potenzial-Kenngröße (apot) in Form des Grenzbereichs des Kamm'schen Kreises überschritten wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinheit, durch die das Antriebsmoment einer Antriebseinheit bedarfsweise auf mindestens zwei Achsen variabel verteilbar ist, sowie Verwendungen einer solchen Steuerungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug.
  • Zum technischen Hintergrund wird beispielsweise auf folgende
  • Patentdokumente der Anmelderin hingewiesen:
    • DE 10 2004 035 004 A1 : Beispiel für eine modellgestützte Vorsteuerung zur Erhöhung der Fahrstabilität;
    • DE 10 2011 005 095 A1 : Ansatz der energieeffizienten Steuerung eines konventionellen Allradkonzepts;
    • DE 10 2006 001 297 A1 : Ansatz, der die Potentialreserven einzelner Räder hinsichtlich Längs- und Querdynamik durch Sensoren zur Messung der Reifen-Verformungen analysiert.
  • Weiterhin ist aus der DE 10 2004 004 870 A1 ein Verfahren und eine Anordnung zur Steuerung einer Kraftfahrzeug-Drehmomentübertragungskupplung mit fahrdynamikorientierter Strategie bekannt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren eingangs genannter Art insbesondere im Hinblick auf Energieeffizienz zu verbessern und dafür eine einfache Steuerung zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinheit, durch die das Antriebsmoment einer Antriebseinheit bedarfsweise auf mindestens zwei Achsen variabel verteilbar ist, wobei grundsätzlich eine antriebsorientierte Steuerung im Sinne eines vorrangig einachsigen Antriebs vorgebbar ist. Dabei wird mittels einer Vergleichseinheit, vorzugsweise auf Basis des Kamm'schen Kreises, eine insbesondere aufgrund des Fahrerwunsches angeforderte fahrdynamische Soll-Kenngröße mit einer fahrdynamischen Potenzial-Kenngröße verglichen. Von der antriebsorientierten Steuerung wird nur dann auf eine fahrdynamikorientierte Steuerung im Sinne eines vorrangig mehrachsigen Antriebs übergegangen, wenn ein definierter Schwellwert (z. B. 70%) bezogen auf die fahrdynamische Potenzial-Kenngröße (z. B. Grenzbereich des Kamm'schen Kreises) überschritten wird.
  • Ein Übergang auf eine fahrdynamikorientierte Steuerung im Sinne eines vorrangig mehrachsigen Antriebs kann diskret oder auch kontinuierlich, z. B. zeit-, weg- oder fahrdynamikgrößenabhängig, vorgenommen werden.
  • Unter dem Begriff „antriebsorientierte Steuerung“ wird insbesondere im Rahmen von Hybridfahrzeugen nicht nur eine kurzfristig allein kraftstoffminimierende effizienzorientierte Steuerung, sondern generell auch eine längerfristige auf maximale Verfügbarkeit der angeforderten Gesamtleistung und/oder elektrischen Leistung ausgerichtete Steuerung der Antriebskomponenten und/oder der achsbezogenen Antriebsmomentverteilung verstanden. Antriebsbezogene Steuerungen der Antriebskomponenten bei Hybridfahrzeugen sind für sich auch als sogenannte Hybridbetriebsstrategien bereits bekannt.
  • Die Erfindung ist unabhängig vom Antriebskonzept eines Kraftfahrzeuges. Sie ist sowohl auf ein konventionelles Allradfahrzeug mit steuerbarer Längskupplung als auch auf ein Hybridkraftfahrzeug mit jeder Achse zugeordneten Antriebsmotoren (z. B. Axlesplit-Hybrid oder beliebige andere Kombination mit Verbrenner und/oder E-Maschine an einer Achse und Verbrenner und/oder E-Maschine an der (den) anderen Achse(n)) anwendbar.
  • Vorzugsweise wird insbesondere bei konventionellen Allradfahrzeugen mit Antriebsmotoren an nur einer Achse als antriebsorientierte Steuerung ein reiner einachsiger Antrieb zur Effizienzoptimierung bzw. Kraftstoffminimierung vorgegeben. Die (Fahrdynamik-) Steuereinheit zur Durchführung der Erfindung ist vorzugsweise entkoppelt von einer (Antriebs-) Steuereinheit zur Ansteuerung der Antriebskomponenten (z. B. Elektromotor und Verbrennungsmotor). Somit könnte die Antriebs-Steuereinheit einen einachsigen Antrieb vorgeben, der jedoch von der Fahrdynamik-Steuereinheit bei Bedarf übersteuert werden könnte.
  • Der Erfindung liegen folgende Überlegungen, Erkenntnisse und Ideen zugrunde:
    • In der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend als beispielhafte Ausführung der Spezialfall eines zweiachsgetriebenen Fahrzeugs behandelt (vierrad/allradgetrieben). Die Erfindung bezieht jedoch ausdrücklich deren Anwendung bei mehrachsgetriebenen und mehrspurgetriebenen Fahrzeugen mit ein, ohne dass im Folgenden stets darauf verwiesen wird.
  • Konventionelle zweiachsgetriebene Fahrzeuge sind dadurch gekennzeichnet, dass eine Achse direkt von einer Momentenquelle (z.B. Verbrennungsmotor) angetrieben wird (primär angetriebene Achse), sowie eine zweite Achse über ein Kupplungselement angebunden werden kann (Reib-, Lamellen-, Klauenkupplung) (sekundär angetriebene Achse).
  • Zudem erlauben elektronische Steuersysteme zur variablen Antriebsmomentverteilung, dass die Antriebskräfte bzw. Antriebsmomente zwischen den Achsen situationsgerecht verteilt werden. Dieses Vorgehen erzielt den wesentlichen Vorteil, dass in Abhängigkeit von der Fahrsituation die beste Traktion bereitgestellt werden kann. Als Beispiel sei auf das bei der BMW Group eingesetzte xDrive System verwiesen, welches etwa in dem Fachartikel „x-Drive - Der neue Allradantrieb im BMW X3 und BMW X5“ von G. Fischer, W. Pfau, H.-S. Braun und C. Billig beschrieben wird (erschienen in Automobiltechnische Zeitschrift ATZ, Ausgabe Nr. 2004-02; Offenlegungsschrift DE 100 54 023 A1 ).
  • Zusätzlich zu konventionellen Allradfahrzeugen ermöglichen auch hybride Konzepte die Realisierung eines zweiachsigen Antriebs. Anders als bei konventionellen Konzepten erfolgt jedoch die Unterscheidung zwischen (insbesondere stabilitätsbezogenem) fahrdynamikorientiertem und (insbesondere effizienzbezogenem) antriebsorientiertem Fahren nicht ausschließlich über die Anzahl der angetriebenen Achsen bzw. die Antriebsmomentverteilung auf die angetriebenen Achsen. Vielmehr liegen der elektronischen Steuerung Fahrstrategien zu Grunde, welche bei antriebsorientiertem Fahren die Fahrleistung sowie den Verbrauch optimierende Antriebs-Strategien zur Ansteuerung der Antriebskomponenten in den Vordergrund stellen. Demgegenüber wird bei fahrdynamikorientiertem Fahren die Antriebsmomentverteilung auf die Achsen in den Vordergrund gestellt:
  • Konventionelle Allradfahrzeuge -
    • • antriebs- bzw. effizienzorientierte Steuerung:
      • Antriebsmomentverteilung einachsig (Kupplung auf)
    • • fahrdynamikorientierte Steuerung:
      • Antriebsmomentverteilung zweiachsig (Kupplung zumindest teilweise zu); situationsgerechte Zuschaltung der sekundär angetriebenen Achse und variable Antriebsmomentverteilung für optimierte Fahrdynamik, z. B. bzgl. Eigenlenkverhalten unter Zug oder Schub, Traktion bei Geradeaus- oder Kurvenfahrt und Stabilität hinsichtlich Unter- oder Übersteuern
  • Hybride Allradfahrzeuge, insbesondere Achshybride -
    • • antriebs- bzw. effizienzorientierte Steuerung:
      • direkte Ansteuerung der Antriebskomponenten mit Antriebs-Strategie erfolgt optimiert nach angeforderter Fahrleistung, Speicherzustand, Speicherladestrategie und/oder Verbrauch
    • • fahrdynamikorientierte Steuerung:
      • direkte Ansteuerung der Antriebskomponenten mit Fahrdynamik-Strategie zur Antriebsmomentverteilung optimiert nach Fahrdynamik, z. B. bzgl. Eigenlenkverhalten unter Zug oder Schub, Traktion bei Geradeaus- oder Kurvenfahrt und Stabilität hinsichtlich Unter- oder Übersteuern
  • Ferner wird als Achshybrid die Ausführungsform eines Hybridfahrzeugs bezeichnet, bei der wahlweise die Vorder- oder Hinterachse direkt durch einen Verbrennungsmotor und die jeweilige zweite Achse direkt durch einen Elektromotor angetrieben wird (z. B. auch bekannt als Axlesplit-Hybrid). Beispielhaft sei auf den kommenden Hybrid-Sportwagen BMW i8 verwiesen, bei dem dieses Konzept in Serie verwirklicht wird.
  • Die vorgestellte Achshybrid-Technik stellt insbesondere deshalb eine geeignete Realisierungsform für ein allradgetriebenes Fahrzeug dar, als dass
    1. a) gegenüber konventionellen Allradkonzepten die Notwendigkeit einer mechanischen Kupplungsverbindung zwischen Vorder- und Hinterachse entfällt, und
    2. b) durch die elektronische Fahrzeugsteuerung mehrere Fahrmodi zur Verfügung stehen (z.B. rein verbrennungsmotorisch, rein elektrisch, kombiniert) und sich somit ein variabel zuschaltbarer Allradantrieb verwirklichen lässt.
  • Zusätzlich zu der beschriebenen vorteilhaften Ausführungsform im Rahmen eines Achshybrides soll hier betont werden, dass das nachfolgend vorgestellte Verfahren prinzipiell zur Steuerung eines jeden zwei- bzw. mehrachsigen Antriebskonzeptes angewendet werden kann. So sind die folgenden Einsatzgebiete ausdrücklich auch Bestandteil der vorliegenden Erfindung, ohne dass im Folgenden kontinuierlich darauf eingegangen wird: Einsatz in konventionellen Allrad-Antrieben, Einsatz in Achshybrid-Varianten mit mehr als einem E-Motor an mindestens einer der zwei/mehreren Achsen, Einsatz in hybriden Antriebskonzepten mit einer beliebigen Kombination primärer und sekundärer Energiequellen (wie etwa Wasserstoffantriebe in unterschiedlicher technologischer Ausführung, Brennstoffzelle, etc.).
  • Bei elektronisch gesteuerten Kraftfahrzeugen, insbesondere Allradfahrzeugen, stehen grundsätzlich fahrdynamische und damit auch fahrsicherheitsbeeinflussende Anforderungen wie Längs- und Querführungsstabilität im Vordergrund. Ein Antrieb gemäß der Fahrdynamik-Strategie (respektive der Betrieb zweier oder mehrerer Achsen) offenbart jedoch die nachteilige Eigenschaft, dass hierdurch der Kraftstoffverbrauch erhöht wird. Bei konventionellen Allradfahrzeugen mit mechanischer Kopplung ist dies den Wälzreibungs- und Trägheitsverlusten geschuldet, welche zwangsläufig beim Antreiben einer Sekundärachse auftreten.
  • Der Erfindung liegt hingegen die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine vor allem fahrdynamische Fokussierung bei der Auslegung der Fahrzeugsteuerung Potential zur Kraftstoffeinsparung verloren geht. So existiert eine Vielzahl an Fahrsituationen mit verhältnismäßig niedrigen fahrdynamischen Anforderungen, in welchen in die vorzugsweise effizienzorientierte Antriebs-Strategie übergegangen werden kann bzw. in welchen der einachsige Antrieb bei konventionellen Allradfahrzeugen ausreichend ist. Beispielhaft seien längere Geradeausfahrten, Fahrten bei mäßiger Fahrzeuggeschwindigkeit (beispielsweise bis zu 100 km/h), Fahrten auf Strecken mit nahezu keinem Gefälle sowie Fahrten auf trockener Fahrbahn genannt.
  • Durch die Erfindung wird demnach ein Verfahren zur Verbesserung der Energieeffizienz in zwei- oder mehrachsgetriebenen Fahrzeugen bereitgestellt. Hierzu wird wie nachfolgend beschrieben eine neuartige Steuerungsvorrichtung vorgeschlagen.
  • Die grundlegende Idee der Erfindung beruht darauf, in einem Kraftfahrzeug mit einem möglichen Allradantrieb die bisher vor allem fahrdynamikorientierte Steuerung der Antriebsmomentverteilung durch einen Ansatz zur Verbesserung der Energieeffizienz mittels grundsätzlich antriebsorientierter Steuerung der Antriebmomentverteilung zu ersetzen.
  • Eine solche neuartige Steuerungsvorrichtung sieht vor, die aus dem Fahrerwunsch resultierenden fahrdynamischen Soll-Kenngrößen mit fahrdynamischen Potenzial-Kenngrößen bezogen auf die Antriebsmomentverteilung auf die vorhandenen Achsen vorzugsweise im Sinne des Kamm'schen Kreises zu vergleichen und auf Basis des Vergleichsergebnisses zwischen einer Antriebs- bzw. Effizienz-Strategie oder einer Fahrdynamik-Strategie zu entscheiden. Zur Steigerung der Effizienz wird dabei vorrangig die Antriebs-Strategie gegenüber der Fahrdynamik-Strategie bevorzugt, da die Fahrdynamik-Strategie zugunsten der Fahrstabilität aber auf Kosten der Effizienz einen vorrangig mehrachsigen Antrieb vorsieht. Hierbei findet also eine gleichmäßigere Verteilung der Antriebsmomente auf die antreibbaren Achsen statt als bei einer Antriebs-Strategie, die leistungs- oder verbrauchsbezogen einen vorrangig einachsigen Antrieb vorsieht.
  • Ermittlung der fahrdynamischen Soll- und Potenzial-Kenngrößen:
  • Mittels der Brems- und/oder Fahrpedalstellung inklusive Kupplungsstellung und gewähltem Gang sowie mittels der Lenkradstellung ergibt sich der Fahrerwunsch hinsichtlich der Längs- und Querdynamik des Fahrzeugs. Zugleich kann jeder Reifen (bzw. jede Achse) nur eine bestimmte Gesamtkraft auf die Fahrbahn übertragen, wodurch ein maximales Potential an Längs- und Querkräften vorgegeben ist. Gemäß einer dem Fachmann geläufigen Lehre können die Grenzen dieses fahrdynamischen Potentials durch Aufspannen des Kamm'schen Kreises beschrieben werden. Prinzipiell erreicht ein Fahrzeug durch Zuschalten einer sekundären Antriebsachse ein höheres fahrdynamisches Gesamtpotential, so dass sich der Umfang des Kamm'sche Kreises vergrößert (Zuwachs an Längs- und Querpotential).
  • Der Vergleich von Fahrerwunsch und fahrdynamischem Potential erfolgt mithilfe einer modellgestützten Vorsteuerung. Aus dieser Relation ergibt sich ein Steuerungssignal mit der Information, ob die vom Fahrer gewünschten Dynamikwerte in den Grenzbereich desjenigen Potentials fallen, welches in dem momentanen Betriebszustand des Fahrzeugs zur Verfügung steht.
  • Für hybride Konzepte (insbesondere Achshybride) stellt das berechnete Verhältnis ein Entscheidungskriterium hinsichtlich der Schaltung zwischen Antriebs- und Fahrdynamik-Strategie dar. In der erstgenannten wird der Fahrerwunsch gegen das jeweils maximal mögliche Potential der Vorder- und Hinterachse bilanziert. Sobald sich die dynamischen Sollwerte im Grenzbereich einer der Achsen bewegen und somit eine Sättigung dieser Achse erreicht wird, schaltet die Steuerungsvorrichtung in die Fahrdynamik-Strategie und priorisiert fortan über die Antriebsmomentverteilung an den Achsen. Für konventionelle Allradantriebs-Konzepte fällt die Entscheidung hinsichtlich einem ein- oder mehrachsigen Antriebszustand.
  • Mithilfe der neuen Steuerungsvorrichtung wird also erreicht, dass
    1. a) in fahrsicherheitskritischen Situationen eine Priorisierung im Sinne der Fahrdynamik erfolgt (bei hohen fahrdynamischen Anforderungen) und
    2. b) in sonstigen Situationen zugunsten einer antriebsorientierten und dabei insbesondere energieeffizienten und somit Kraftstoff sparenden Auslegung entschieden wird.
  • Die erfindungsgemäß vorgestellte Steuerungssystematik bewirkt, dass ein kraftstoffintensiver Betrieb ausschließlich in Situationen vorherrscht, in welchen dieser aus Gründen der Fahrdynamik und -stabilität notwendig ist (Grenzbereich des Kamm'schen Kreises). Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht folglich darin, ohne Einbußen im Bereich der Fahrsicherheit den Einsatz eines variablen Allradantriebs auf besonders energieeffiziente Art und Weise zu realisieren.
  • Fahrdynamische Nachteile sind hierbei nicht zu befürchten, da in anspruchsvollen Fahrsituationen (z.B. Kurvenfahrt) weiterhin im Sinne der Fahrdynamik priorisiert und dem Fahrer das gesamte fahrdynamische Potential des Fahrzeugs zur Verfügung gestellt wird. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung zusätzlich vor, die Steuerungsvorrichtung entlang einer Geschwindigkeits-Kennlinie derart anzupassen, dass die Umschaltung in den Allradantrieb bei niedrigen Geschwindigkeiten frühzeitiger erfolgt.
  • Darüber hinaus sind jedoch auch andere Applikationskennfelder sind denkbar.
  • Weitere wesentliche Vorteile des vorgestellten Verfahrens sind dessen hohe Adaptivität und einfache Anwendung. Da der grundsätzliche Aufbau der Steuerung einem einfachen physikalischen Ansatz folgt und auf gängigen Fahrzustandsgrößen basiert, lässt sich der Gewichtungsmechanismus entsprechend variabel anpassen (nach Masse, Reibwert, etc.). So kann zum Beispiel bei der Bestimmung der fahrdynamischen Soll-Kenngröße und der fahrdynamischen Potenzial-Kenngröße der Beladungszustand des Fahrzeugs berücksichtigt oder auch das Mitführen eines Anhängers bzw. das Abschleppen eines Fahrzeugs detektiert werden. Dabei genügt es für die Anwendung des Verfahrens, eine entsprechende Applikationskennlinie einmalig einzustellen, während die variable Anpassung aufgrund der Schätzung der Zustandswerte automatisch erfolgt.
  • Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Steuerungsvorrichtung durch Zustandsmessungen zu stützen und somit stabiler gegen einen Ausfall zu sichern. In der bevorzugten Ausführung sieht der Erfinder die Schätzung der relevanten Fahrzustandsgrößen vor (Vorsteuerung). Sollte dies jedoch versagen, könnte auf Messungen zurückgegriffen werden, auch wenn dies längere Reaktionszeiten zur Folge hätte.
  • Weitere Anwendungsmöglichkeiten:
  • Das vorgestellte Verfahren ist unter anderem in der Lage, den Zustart eines zweiten Antriebs zu veranlassen. Sollte der Fahrer beispielweise den Modus des rein elektrischen Fahrens gewählt haben und durch Gas- und Lenkeingaben den Leistungsbereich des Elektromotors überschreiten, so wird ohne Eingriff des Fahrers der Verbrennungsmotor hinzugeschaltet, um maximalen Fahrkomfort zu gewährleisten.
  • Desweiteren ist die Verwirklichung einer Rückmeldung an den Fahrer denkbar, etwa mithilfe eines Force Feedback Pedals oder über das Lenkrad. Durch den Vergleich der fahrdynamischen Soll-Kenngröße mit der fahrdynamischen Potential-Kenngröße als zentrale Steuergröße kann dem Fahrer über das Gaspedal signalisiert werden, dass der Grenzbereich erreicht wird und die Zuschaltung des Allradantriebs in Kürze erfolgt, sofern die Sollwerte durch den Fahrer unverändert bleiben.
  • Die Option der Schaltunterdrückung könnte dazu dienen, ein undefiniertes Fahrverhalten zu verhindern. Sollte die Steuerungssystematik Dynamikwerte ermitteln, die sich im Grenzbereich des Kamm'schen Kreises bewegen, wird demzufolge ein Schaltvorgang für diesen Zeitraum blockiert.
  • Das Verfahren kann darüber hinaus auch angewendet werden, um ausgehend von der Information des Potentialvergleichs weitere effizienzverbessernde Mechanismen zu aktivieren. Als Beispiel sei die Anwendung bei einem konventionellen Allradsystem mit einer Haldex-Kupplung genannt. So kann die Auswertung der definierten Steuergröße dafür herangezogen werden, die für die Haldex-Kupplung notwendige Pumpe abzuschalten, sobald für einen längeren Zeitraum keine Hinzuschaltung einer sekundären Achse mehr erforderlich gewesen ist. Durch das Abschalten solcher Elemente kann der Kraftstoffverbrauch zusätzlich gesenkt werden.
  • Abschließend kann auch über die Kombination des vorgestellten Verfahrens mit weiteren Steuerungsvorrichtungen nachgedacht werden, etwa mit einem Motor-/Bremseingriff. Im beispielhaften Fall eines gesperrten Allradantriebs etwa ist eine Traktions-/ Querdynamik-Optimierung nur noch über eine Gesamtmomentenreduktion möglich. Dieser Fall kann beim hier dargestellten Ansatz durch eine Bilanzierung gegen die Fahreranforderungen erkannt werden. Konkret lägen in dem Fall die Fahreranforderungen über dem Potential aller bereits zugeschalteten Achsen, so dass die Notwendigkeit einer Gesamtmomentendrosselung mithilfe eines Motor- oder Bremseingriffs erkannt und diese an entsprechende Vorrichtungen kommuniziert wird. Beispielhaft sei an dieser Stelle auf Offenlegungsschriften DE 10 2009 055 683 A1 verwiesen.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
    • 1 eine schematische Darstellung des gesamten Antriebskonzepts, in dem die erfindungsgemäße Steuervorrichtung eingebettet ist,
    • 2 eine genauere Darstellung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung und
    • 3 ein Anwendungsbeispiel zur Darstellung der Wirkungsweise der Erfindung bei einem Übergang von einer hier effizienzbezogenen antriebsorientierten Steuerung in eine fahrdynamikorientierte Steuerung.
  • 1 zeigt schematisch ein gesamtes Antriebskonzept eines hier zweiachsigen Kraftfahrzeuges (mit einer Vorderachse VA und einer Hinterachse HA) ausgehend von dem wichtigsten Eingangssignal zur Ermittlung des längsbeschleunigungsbezogenen Fahrerwunsches - dem Fahrpedalwert FP. Das Antriebskonzept enthält im Wesentlichen folgende Komponenten und Funktionsblöcke:
    • Im antriebskonzeptneutralen Block AK_n wird ausgehend vom Fahrpedalwert FP mittels einer Fahrerwunsch-Interpretation FWI, mittels eines Fahrerwunschkoordinators KFW und mittels eines Fahrdynamikkoordinators KFD das Soll-Antriebsmoment M_soll gebildet. Dieses Antriebsmoment M_soll wird über einen dynamischen Filter DF zum Verteilerblock V gesendet.
  • Im Verteilerblock V wird über das Verteilungsverhältnis VA/HA (Antriebsmomentenverteilung) des von der Vorderachse VA zu übertragenden Anteils des Antriebsmoments M_soll zum von der Hinterachse HA zu übertragenden Anteil des Antriebsmoments M_soll entschieden. Im antriebskonzeptspezifischen Block AK_s wird die vorgegebene Antriebsmomentverteilung mittels der Antriebseinheit - hier bestehend aus zwei der Vorderachse VA zugeordneten Elektromotoren EM und einem der Hinterachse HA zugeordnetem Verbrennungsmotor VM - eingestellt. Bei negativem Antriebsmoment kann auch ein Bremssteuersystem BR eingreifen. Hier ist das Antriebskonzept also ein Achshybrid.
  • Parallel zu den oben genannten Funktionsblöcken, die vorzugsweise in einem elektronischen Antriebssteuergerät enthalten sein können, kommen folgende vorzugsweise in einem elektronischen Fahrdynamik-Steuergerät enthaltenen Funktionsblöcke zum Tragen:
    • Ein Fahrdynamik-Signalbereitstellungs-Block SBF stellt beispielsweise ermittelte Betriebsgrößen wie die Raddrehzahlen nR, den Lenkwinkel LW, die Fahrzeuggeschwindigkeit v, den Bremspedalwert BP, den Reibwert µ, die Steigung s, die Längsbeschleunigung ax, den Fahrwiderstand und den Fahrpedalwert FP zur Verfügung.
  • Kern der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ist die Steuereinheit 1, die mit dem Fahrdynamik-Signalbereitstellungs-Block SBF verbunden ist. Sie erhält vom Block SBF insbesondere die fahrdynamische Soll-Kenngröße, hier in Form einer längs- sowie querdynamikorientierten Fahrerwunsch-Beschleunigung aFW, und die fahrdynamische Potenzial-Kenngröße, hier in Form einer längs- sowie querdynamikorientierten Maximal-Beschleunigung apot, als Eingangssignale..
  • Die Steuereinheit 1 erzeugt mittels eines fahrdynamischen Antriebsmomentverteilers beispielsweise als erstes Ausgangssignal lediglich die binäre Entscheidung 0 oder 1 für oder gegen einen mehrachsigen Antrieb: 0 für einen einachsigen Antrieb 2WD oder 1 für einen mehrachsigen Antrieb 4WD.
  • Die Steuereinheit 1 kann zusätzlich oder alternativ als zweites Ausgangssignal zumindest einen Toleranzbereich TB für das Verteilungsverhältnis VA/HA des Antriebsmoments M_soll erzeugen, insbesondere wenn noch keine Entscheidung für einen mehrachsigen Antrieb 4WD getroffen wurde. Mittel einer fahrdynamischen Antriebsmomentvorsteuerung kann auch über den Fahrdynamikkoordinator KFD auf die Höhe des Antriebsmoments M_soll Einfluss genommen werden.
  • Grundsätzlich gibt die Steuereinheit 1 eine antriebsorientierte Steuerung im Sinne eines vorrangig einachsigen Antriebs 2WD vor. Zur Vorgehensweise beim Übergang auf einen mehrachsigen Antrieb 4WD wird auf 2 verwiesen:
    • In 2 ist die Steuereinheit 1 noch detaillierter dargestellt. Hier soll vorrangig eine „Allradbedarf-Situationserkennung“ - also die 0/1 Entscheidung für oder gegen einen Allradantrieb - beschrieben werden.
  • Erfindungswesentlich ist, dass in einem Vorsteuerblock VS eine Vergleichseinheit KK vorzugsweise mittels des links dargestellten Kamm'schen Kreises eine angeforderte fahrdynamische Soll-Kenngröße aFW mit einer fahrdynamischen Potenzial-Kenngröße apot vergleicht. Die angeforderte fahrdynamische Soll-Kenngröße aFW wird vorzugsweise aus einer Soll-Längsbeschleunigung alängs basieren auf dem Fahrpedalwert FP und/oder dem Bremspedalwert BP und aus einer Soll-Querbeschleunigung aquer basieren auf dem Lenkwinkel LW und der Fahrzeuggeschwindigkeit v ermittelt. Von der antriebsorientierten Steuerung 2WD wird hier dann auf eine fahrdynamikorientierte Steuerung 4WD umgeschaltet oder übergegangen, wenn die angeforderte fahrdynamische Soll-Kenngröße aFW einen definierten Schwellwert (z. B. 70%) bezogen auf die fahrdynamische Potenzial-Kenngröße apot überschreitet.
  • Die fahrdynamische Potenzial-Kenngröße apot ist die Resultierenden der fahrstabilitätsbezogenen maximal möglichen Längsbeschleunigung alängs und maximal möglichen Querbeschleunigung aquer. Sie ist insbesondere reibwert- und/oder steigungs- und/oder luftwiderstands- und/oder schleppmassenabhängig.
  • Bei der Umschaltung von 0 auf 1 können zusätzlich in einem reaktiven Block RS zusätzlich auch folgende fahrdynamische Fahrzustände berücksichtigt werden:
    • Gegenlenken GB, Überlenken ÜL, Hinterachssättigung HAS, Schlupf S
  • Der Kamm'sche Kreis kann bei dem Übergang vom mehrachsigen Antrieb 4WD in den einachsigen Antrieb 2WD einer Hysterese folgen, so findet im dargestellten Beispiel dieser Übergang bei einem Schwellwert von 50% der Potenzial-Kenngröße apot statt. Die Schwellwerte (hier 70% und 50%) zum Übergang von der antriebsorientierten Steuerung in die fahrdynamikorientierten Steuerung und umgekehrt sind vorzugsweise abhängig von der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit v (siehe Funktion f(v) bei den Doppelpfeilen in 2).
  • Um einen ständigen Wechsel von Mehrachs- und Einachsbetrieb zu vermeiden kann der Hystereseffekt auch zusätzlich durch eine Weg- und oder Zeitbedingung erzielt werden, indem ein Umschalten in den jeweils anderen Zustand für x Sekunden und/oder y Meter verhindert wird.
  • In 3 ist ein Beispiel der Wirkungsweise der Erfindung bei einem Übergang von einer Geradeausfahrt mit antriebsorientierter Steuerung in eine Kurvenfahrt mit fahrdynamikorientierter Steuerung und wieder zurück dargestellt.
  • In den Bereichen B1 und B5 findet eine maximale antriebsorientierte Steuerung statt, in dem hier ein maximales Toleranzband TB für das Verteilungsverhältnis VA/HA vorgegeben wird. Dies entspricht auch der Entscheidung 0, wonach ein einachsiger Antrieb 2WD uneingeschränkt zugelassen werden kann. In den Bereichen B2 und B4 findet ein kontinuierlicher Übergang von einer antriebsorientierten zu einer fahrdynamikorientierten Steuerung statt, indem hier ein einschränkendes Toleranzband TB für das Verteilungsverhältnis VA/HA vorgegeben wird. Dies entspricht der Entscheidung 1, wonach ein einachsiger Antrieb 2WD nicht mehr uneingeschränkt zugelassen werden kann. Im Bereich B3 findet eine ausschließlich fahrdynamikorientierte Steuerung statt, in der ein genauer fahrstabilisierender Verlauf der Antriebmomentenverteilung VA/HA vorgegeben wird.
  • Durch die Erfindung wird jedoch im Unterschied zum Stand der Technik eine fahrdynamikorientierte Steuerung nur in fahrdynamischen Grenzsituationen als Ausnahme vorgenommen, wogegen im Normalfall vorrangig eine antriebsorientierte Steuerung vorrangig zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauches aber auch zur Verfügbarkeitsmaximierung der angeforderten Leistung führt.

Claims (8)

  1. Steuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinheit (1), durch die das Antriebsmoment (M_soll) einer Antriebseinheit (EM, VM) bedarfsweise auf mindestens zwei Achsen variabel verteilbar ist, wobei grundsätzlich eine antriebsorientierte Steuerung (B1, B2, B4, B5) im Sinne eines vorrangig einachsigen Antriebs (2WD) vorgegeben ist, wobei eine Vergleichseinheit (KK) auf Basis des Kamm'schen Kreises eine angeforderte fahrdynamische Soll-Kenngröße (aFW) mit einer fahrdynamischen Potenzial-Kenngröße (apot) vergleicht und wobei von der antriebsorientierten Steuerung (B1, B2, B4, B5) nur dann auf eine fahrdynamikorientierte Steuerung (B3) im Sinne eines vorrangig mehrachsigen Antriebs (4WD) übergegangen wird, wenn ein definierter Schwellwert (z. B. 70%) bezogen auf die fahrdynamische Potenzial-Kenngröße (apot) in Form des Grenzbereichs des Kamm'schen Kreises überschritten wird.
  2. Steuerungsvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrdynamische Potenzial-Kenngröße (apot) entsprechend des Kamm'schen Kreises die Resultierende der maximal möglichen Längsbeschleunigung (alängs) und der maximal möglichen Querbeschleunigung (aquer) ist.
  3. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die angeforderte fahrdynamische Soll-Kenngröße (aFW) entsprechend des Kamm'schen Kreises die Resultierende der zumindest aufgrund des Fahrerwunsches (FP, LW) angeforderten Soll-Längsbeschleunigung (alängs) und Soll-Querbeschleunigung (aquer) ist.
  4. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Schwellwert (z. B. 70%) bezogen auf die fahrdynamische Potenzial-Kenngröße (apot) als Funktion (f(v)) der Fahrzeuggeschwindigkeit (v) variabel vorgebbar ist.
  5. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangssignal der Steuereinheit (1) die binäre Entscheidung (0/1) für oder gegen einen mehrachsigen Antrieb (4WD) ist, wodurch der Übergang von der antriebsorientierten Steuerung (B1, B2, B4, B5) auf die fahrdynamikorientierte Steuerung (B3) diskret vorgebbar ist.
  6. Steuerungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangssignal der Steuereinheit (1) ein Toleranzbereich (TB) für das Verteilungsverhältnis (VA/HA) des Antriebsmoments (M_soll) ist, wodurch der Übergang von der antriebsorientierten Steuerung (B1, B2, B4, B5) auf die fahrdynamikorientierte Steuerung (B3) kontinuierlich vorgebbar ist.
  7. Verwendung der Steuerungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche in einem Kraftfahrzeug mit einer steuerbaren Längskupplung zwischen einer primär angetriebenen Achse (HA) und einer sekundär angetriebenen Achse (VA), wobei die gesamte Antriebseinheit dauerhaft mit der primär angetriebene Achse (HA) verbunden ist und wobei das Verteilungsverhältnis (VA/HA) des Antriebsmoments (M_soll) mittels Ansteuerung der Längskupplung einstellbar ist und wobei die antriebsorientierte Steuerung (B1, B2, B4, B5) durch Ansteuerung der Längskupplung in Richtung Öffnen und die fahrdynamikorientierte Steuerung (B3) durch Ansteuerung der Längskupplung in Richtung zumindest teilweises Schließen erfolgt.
  8. Verwendung der Steuerungsvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 7 in einem Achs-HybridKraftfahrzeug ohne Längskupplung zwischen den Achsen (VA, HA) mit einer ersten verbrennungsmotorisch angetriebenen Achse (HA) und einer zweiten elektrisch angetriebenen Achse (VA), wobei die antriebsorientierte Steuerung (B1, B2, B4, B5) auf eine optimale Hybrid-Betriebsstrategie hinsichtlich Verfügbarkeit der Leistung und/oder Minimierung des Kraftstoffverbrauchs ausgerichtet ist und die fahrdynamikorientierte Steuerung (B3) durch Ansteuerung der Antriebskomponenten in Richtung vorrangig mehrachsigen Antriebs erfolgt.
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US14/277,917 US9186988B2 (en) 2013-05-15 2014-05-15 Control system for a motor vehicle having an electronic control unit by which the drive torque of a drive unit can be variably distributed, as required, on at least two axles
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013208965B4 (de) * 2013-05-15 2022-10-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinheit, durch die das Antriebsmoment einer Antriebseinheit bedarfsweise auf mindestens zwei Achsen variabel verteilbar ist
DE102013219085B4 (de) * 2013-09-23 2021-07-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Steuervorrichtung zum Betrieb eines straßengekoppelten Hybridfahrzeuges
DE102014200427A1 (de) 2014-01-13 2015-07-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Steuervorrichtung zum Betrieb eines straßengekoppelten Hybridfahrzeuges
DE102014202103B4 (de) 2014-02-05 2023-11-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Steuervorrichtung zum Betrieb eines straßengekoppelten Hybridfahrzeuges
DE102014203668A1 (de) 2014-02-28 2015-09-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuervorrichtung zum Betrieb eines straßengekoppelten Hybridfahrzeuges
CN104875600B (zh) 2014-02-28 2018-10-19 宝马股份公司 用于运行道路耦联式混合动力车辆的控制设备
DE202015002817U1 (de) 2015-04-17 2016-07-19 GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATION LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Abstandsregelungssystem, Kraftfahrzeug sowie Computerprogrammprodukt
DE102015213956B4 (de) * 2015-07-23 2020-07-30 Audi Ag Verfahren zum Betreiben eines allradgetriebenen Fahrzeugs mit aktiver Federfußpunktverstellung
DE102015222059A1 (de) * 2015-11-10 2017-05-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrdynamikregelsystem in einem Kraftfahrzeug und elektronische Fahrdynamiksteuereinheit für ein Fahrdynamikregelsystem
US10137799B2 (en) 2015-12-18 2018-11-27 Ford Global Technologies, Llc System and method for controlling multiple electric drives
US10017035B2 (en) 2016-02-24 2018-07-10 Cnh Industrial America Llc System and method for controlling a multi-axle work vehicle based on axle loading
US9855843B2 (en) 2016-02-24 2018-01-02 Cnh Industrial America Llc System and method for controlling the speed of a track-driven work vehicle based on monitored loads to avoid track overheating
WO2019219698A1 (en) * 2018-05-17 2019-11-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Traction control system
DE102021112481A1 (de) 2021-05-12 2022-11-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuervorrichtung zum Betrieb eines straßengekoppelten Hybridfahrzeuges

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09284911A (ja) 1996-04-08 1997-10-31 Toyota Motor Corp ４輪駆動型ハイブリッド車両の駆動制御装置
DE10054023A1 (de) 2000-11-01 2002-05-08 Bayerische Motoren Werke Ag Steuersytem zur variablen Drehmomentverteilung
DE102004004870A1 (de) 2004-01-30 2005-08-18 Gkn Driveline International Gmbh Verfahren und Anordnung zur Steuerung einer Kraftfahrzeug-Drehmomentübertragungskupplung
DE102004035004A1 (de) 2004-07-20 2006-02-16 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Erhöhung der Fahrstabilität eines Kraftfahrzeugs
DE102006001297A1 (de) 2006-01-11 2007-07-12 Bayerische Motoren Werke Ag System zur Bestimmung der zwischen den Reifen eines Kraftfahrzeugs und der Fahrbahn übertragbaren Kräfte
DE102006037818A1 (de) 2006-08-12 2008-02-14 Bayerische Motoren Werke Ag Steuersystem für ein zumindest zeitweise vierradgetriebenes Kraftfahrzeug
DE102009055683A1 (de) 2009-11-25 2011-05-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Einstellen einer Antriebs- und/oder Bremsleistung
DE102011005095A1 (de) 2011-03-04 2012-09-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit vier Rädern

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61139519A (ja) * 1984-12-12 1986-06-26 Nissan Motor Co Ltd ４輪駆動車の駆動輪切換え制御装置
EP1759915A3 (de) * 1998-07-21 2007-03-14 TOKYO R&D CO., LTD. Hybridfahrzeug und Verfahren zur Fahrzeugfahrtregelung
US7007763B2 (en) * 2003-09-19 2006-03-07 Borgwarner Inc. Control system for interactive driveline and vehicle control
DE102004035044A1 (de) 2004-07-20 2006-03-09 Daimlerchrysler Ag Verdichter in einem Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb eines Verdichters
AT9756U1 (de) * 2006-12-11 2008-03-15 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag Verfahren zur steuerung des hybridantriebes eines kraftfahrzeuges und steuersystem
JP4258548B2 (ja) * 2006-12-19 2009-04-30 トヨタ自動車株式会社 車両およびその制御方法
JP4232824B2 (ja) * 2006-12-28 2009-03-04 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車およびその制御方法
US8091677B2 (en) * 2008-03-27 2012-01-10 GM Global Technology Operations LLC System and method of differentiating rotational speed and torque between wheels of a hybrid vehicle
US8204657B2 (en) * 2009-04-14 2012-06-19 Borgwarner, Inc. Automatic axle disconnect
DE102010009832A1 (de) * 2010-03-02 2011-09-08 Ivd Prof. Hohenberg Gmbh Kraftfahrzeug mit kombiniertem Antrieb
GB2488529A (en) * 2011-02-18 2012-09-05 Land Rover Uk Ltd Vehicle with power transfer clutch actuator which reduces mode chattering
DE102011056597A1 (de) * 2011-12-19 2013-06-20 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betrieb eines derartigen Antriebssystems
DE102012112418A1 (de) * 2012-12-17 2014-06-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Verteilen eines Wunschdrehmomentes
US8892288B2 (en) * 2013-01-08 2014-11-18 Ford Global Technologies, Llc Method and device for controlling the drive train of an electric vehicle
US9776527B2 (en) * 2013-05-14 2017-10-03 Ford Global Technologies, Llc Powertrain for electric vehicles
DE102013208965B4 (de) * 2013-05-15 2022-10-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuerungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinheit, durch die das Antriebsmoment einer Antriebseinheit bedarfsweise auf mindestens zwei Achsen variabel verteilbar ist
US9096226B2 (en) * 2013-10-31 2015-08-04 Ford Global Technologies, Llc Vehicle dynamic controls coordination system for dual-axle driven electric vehicles

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09284911A (ja) 1996-04-08 1997-10-31 Toyota Motor Corp ４輪駆動型ハイブリッド車両の駆動制御装置
DE10054023A1 (de) 2000-11-01 2002-05-08 Bayerische Motoren Werke Ag Steuersytem zur variablen Drehmomentverteilung
DE102004004870A1 (de) 2004-01-30 2005-08-18 Gkn Driveline International Gmbh Verfahren und Anordnung zur Steuerung einer Kraftfahrzeug-Drehmomentübertragungskupplung
DE102004035004A1 (de) 2004-07-20 2006-02-16 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Erhöhung der Fahrstabilität eines Kraftfahrzeugs
DE102006001297A1 (de) 2006-01-11 2007-07-12 Bayerische Motoren Werke Ag System zur Bestimmung der zwischen den Reifen eines Kraftfahrzeugs und der Fahrbahn übertragbaren Kräfte
DE102006037818A1 (de) 2006-08-12 2008-02-14 Bayerische Motoren Werke Ag Steuersystem für ein zumindest zeitweise vierradgetriebenes Kraftfahrzeug
DE102009055683A1 (de) 2009-11-25 2011-05-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Einstellen einer Antriebs- und/oder Bremsleistung
DE102011005095A1 (de) 2011-03-04 2012-09-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit vier Rädern

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FISCHER, Gerhard [u.a.]: xDrive. Wiesbaden:Vieweg, In: ATZ - Automobiltechnische Zeitschrift, Bd. 106, 2004, H. 2, S. 92 - 102. - ISSN 0001-2785
Mitschke, Manfred; Wallentowitz, Henning: Dynamik der Kraftfahrzeuge. Vierte, neubearbeitete Auflage. Berlin, Heidelberg : Springer , Imprint: Springer, 2004. S. 42 - 44, 680, 681. Abschnitt 11 und 127. - ISBN 9783662068038

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