DE102014002851B4

DE102014002851B4 - Fahrzeugsteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102014002851B4
Application number: DE102014002851.8A
Authority: DE
Inventors: Hayato IINO
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2013-02-26
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2022-08-11
Anticipated expiration: 2034-02-26
Also published as: JP2014166053A; CN104002679A; JP6198036B2; DE102014002851A1; CN104002679B

Abstract

Fahrzeugsteuerungsvorrichtung (2), aufweisend:eine Steuerungseinheit (3), die konfiguriert ist, um eine Drehmomentgröße eines durch einen Antriebsmotor (1) zum Antreiben eines Fahrzeugs zu erzeugenden Kriechdrehmoments zu steuern,eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit (4), die konfiguriert ist, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu erfassen,eine Bremsbetätigungs-Erfassungseinheit (5), die konfiguriert ist, um eine Betätigung einer Bremse zu erfassen,eine Beschleunigeröffnungsgrad-Erfassungseinheit (6) zum Erfassen eines Beschleunigeröffnungsgrads, welcher einen Betätigungszustand eines Gaspedals darstellt, undeine Straßenoberflächenzustands-Akquirierungseinheit (7), die konfiguriert ist, um eine Neigungsgröße einer Straßenoberfläche, auf welcher das Fahrzeug stoppt, zu berechnen oder zu erfassen, wobei die Steuerungseinheit (3) eine Drehmomentgrößen-Änderungseinheit (3A) umfasst, welche konfiguriert ist, um die Drehmomentgröße des Kriechdrehmoments gemäß der Neigungsgröße der Straßenoberfläche, die durch die Straßenoberflächenzustands-Akquirierungseinheit (7) akquiriert ist, zu ändern, falls ein Stoppzustand des Fahrzeugs durch Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit (4) erfasst ist und nachfolgend die Betätigung der Bremse durch die Bremsbetätigungs-Erfassungseinheit (5) erfasst ist und der durch die Beschleunigeröffnungsgrad-Erfassungseinheit (6) bestimmte Beschleunigeröffnungsgrad kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert größer als Null ist, wobei die Drehmomentgröße des Kriechdrehmoments auf null eingestellt wird, wenn die durch die Straßenoberflächenzustands-Akquirierungseinheit (7) berechnete oder erfasste Neigungsgröße gleich einem oder kleiner als ein Schwellenwert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung, und insbesondere auf eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung, die in der Lage ist, ein Zurückrollen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, wie etwa ein Hybridfahrzeug oder ein elektrisches Fahrzeug, auf einer geneigten Straße oder dergleichen zu verhindern.
Bei herkömmlichen Fahrzeugen, die mit einem Automatikgetriebe ausgerüstet sind, wird ein Kriechdrehmoment aufgrund seines Mechanismus erzeugt, um das Fahrzeug in einer Vorwärtsrichtung zu bewegen, sogar obwohl ein Fahrer ein Gaspedal nicht betätigt.
Außerdem wenden elektrisch angetriebene Fahrzeuge, wie etwa ein Hybridfahrzeug oder ein elektrisches Fahrzeug, eine Struktur an, welche ein Motordrehmoment steuern kann, um kein Kriechdrehmoment zu erzeugen.
Allerdings sind die elektrisch angetriebenen Fahrzeuge normalerweise eingestellt, um das Kriechdrehmoment zu erzeugen, so dass mit mit einem Automatikgetriebe ausgerüsteten Fahrzeug erfahrene Fahrer keine Unannehmlichkeit empfinden. Eine Erzeugung des Kriechdrehmoments bei dem Fahrzeugstopp, bei welchem ein Bremspedal betätigt ist, verbraucht eine Antriebsenergie auf eine unwirtschaftliche Art und Weise, was nicht einer bevorzugten Situation entspricht. Ein Steuern des Kriechdrehmoments basierend auf einem Betätigungszustand des Bremspedals wurde in Anbetracht dieser Situationen vorgeschlagen.
Bei dem elektrisch angetriebenen Fahrzeug ist es vorzuziehen, das Kriechdrehmoment während des Fahrzeugstopps in Anbetracht eines Brennstoffverbrauchs auf null einzustellen. Allerdings kann das Fahrzeug für den Fall, dass das Fahrzeug stoppt, während es eine Steigung hochfährt, zwischen einem Lösen der Bremse und der Erzeugung des Kriechdrehmoments zurückrollen, falls das Drehmoment verringert ist oder auf null eingestellt ist.
Eine solche Fahrzeugsteuerungsvorrichtung ist in der JP 2004-320 850 A , der JP 2011-230 551 A und der JP 2011-229 348 A offenbart.
Die in der JP 2004-320 850 A offenbarte Motordrehmomentsteuerung für ein Fahrzeug stellt eine Konfiguration dar, die in der Lage ist, ein Zurückrollen des Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug auf einer geneigten Straße startet, was für den Fall möglicherweise auftreten kann, dass das Kriechdrehmoment verringert ist, zu verhindern. Für den Fall, dass eine Bremskraft erhöht wird, wird das Motordrehmoment (Kriechdrehmoment) schnell auf null gesetzt, während für den Fall, dass die Bremskraft verringert wird, das Motordrehmoment (Kriechdrehmoment) gemäß einer Betätigungsgröße des Bremspedals erzeugt wird.
Das in der JP 2011-230 551 A offenbarte Fahrzeugstartunterstützungs-Steuerungssystem dient zur Erfassung oder zur Annahme eines Gradienten einer Straßenoberfläche, auf welcher sich das eigene Fahrzeug befindet, zur Einstellung der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit beim Starten gemäß einer abgelaufenen Zeitdauer aus dem Gradienten und beim Starten oder einer abgelaufenen Zeitdauer aus der Gaspedalbetätigung durch einen Fahrer, und zur Steuerung einer Antriebsvorrichtung, um die Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit beim Starten zu erreichen.
Eine in der JP 2011-229 348 A offenbarte Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Hügelstartunterstützung dient zur Berechnung einer reduzierten Größe des Kriechdrehmoments basierend auf einem Straßenoberflächengradienten einer ansteigenden Straße und einer Bremskraft vor einer Rückgabe, und zum Einstellen des Kriechdrehmoments basierend auf der berechneten reduzierten Größe des Kriechdrehmoments.
In der JP 2004-320 850 A ist es für den Fall, dass das Fahrzeug auf der ansteigenden Straße von dem Fahrzeugstopp startet, während ein Elektrizitätsverbrauch unterdrückt wird, möglich, das Zurückrollen auf der ansteigenden Straße durch Erzeugen des Kriechdrehmoments gemäß dem Lösen der Bremse zu verhindern. Wenn allerdings bestimmt wird, ob das Kriechdrehmoment auf null eingestellt ist oder nicht, wird nicht bestimmt, ob das Fahrzeug gegenwärtig auf der ansteigenden Straße stoppt oder nicht. Deshalb wird ein ausreichendes Kriechdrehmoment nicht erzeugt, falls der Fahrer das Bremspedal nicht stufenweise freigibt, sondern es augenblicklich freigibt. Somit kann das Fahrzeug zurückrollen. Aus diesem Grund sind weitere Verbesserungen notwendig.
Die DE 102 21 835 A1 offenbart eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung für ein Anfahrelement, beispielsweise eines hydrodynamischen Wandlers, einer Kupplung oder einer Elektromaschine eines Kraftfahrzeuges im Kriechmodus bekannt ist, wobei ein Kriechmoment-Sollwert an dem Anfahrelement eingestellt wird, der in Abhängigkeit von mindestens einer der folgenden Umgebungsbedingungen oder Fahrervorgaben des Kraftfahrzeuges eingestellt wird: der aktuellen Neigung des Kraftfahrzeuges, dem durch einen Fahrer des Fahrzeuges bewirkten Bremspedaldruck, der Distanz des Fahrzeuges zu Hindernissen und dem Fahrertyp.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung vorzusehen, die in der Lage ist, ein Zurückrollen eines Fahrzeugs zu verhindern, ohne Elektrizität auf unwirtschaftliche Art und Weise zu verbrauchen.
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgesehen.
Die vorliegende Erfindung kann verhindern, dass das Fahrzeug zurückrollt, ohne dass Elektrizität auf unwirtschaftliche Art und Weise verbraucht wird.
In den begleitenden Zeichnungen zeigen:

1 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugsteuerungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 eine Tabelle gemäß einem Ausführungsbeispiel, in welchem ein Kriechdrehmoment gemäß einer Neigungsgröße (Neigungswinkel) eingestellt ist;
3 ein Flussdiagramm einer Kriechdrehmomentsteuerung bei einem Fahrzeugstopp gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 ein Zeitdiagramm einer Steuerung auf einer flachen Straße gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
5 ein Zeitdiagramm einer Steuerung auf einer ansteigenden Straße gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe zum Verhindern eines Zurückrollens eines Fahrzeugs, ohne die Elektrizität auf unwirtschaftliche Art und Weise zu verbrauchen, indem eine Drehmomentgröße basierend auf einem Neigungszustand einer Straßenoberfläche variiert wird.
1 bis 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 dargestellt, umfasst ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug (nachstehend als Fahrzeug bezeichnet), wie etwa ein Hybridfahrzeug oder ein elektrisches Fahrzeug, einen Antriebsmotor 1 zum Antreiben des Fahrzeugs und eine Steuerungsvorrichtung 2 zum Steuern des Antriebsmotors 1.
Die Steuerungsvorrichtung 2 weist eine Steuerungseinheit auf, welche eine Drehmomentgröße eines durch den Antriebsmotor 1 erzeugten Kriechdrehmoments steuert.
Die Steuerungseinheit 3 steht mit einer Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit 4 zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs (nachstehend als Fahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet), einer Bremsbetätigungs-Erfassungseinheit 5 zum Erfassen einer Bremsbetätigung, welche ein Betätigungszustand eines Bremspedals ist, als EIN/AUS, und einer Beschleunigeröffnungsgrad-Erfassungseinheit 6 zum Erfassen eines Beschleunigeröffnungsgrads, welcher einen Betätigungszustand eines Gaspedals darstellt, in Verbindung.
Außerdem steht die Steuerungseinheit 3 mit einem Beschleunigungssensor 8 (Beschleunigung G) als eine Straßenoberflächenzustands-Akquirierungseinrichtung 7 zum Berechnen oder Erfassen einer Neigungsgröße einer Straßenoberfläche, auf welcher das Fahrzeug stoppt, in Verbindung.
Die Steuerungseinheit 3 weist eine Drehmomentgrößen-Änderungseinrichtung 3A zum Ändern einer Drehmomentgröße basierend auf der Neigungsgröße (Neigungswinkel) der Straßenoberfläche, die durch die Straßenoberflächenzustands-Akquirierungseinrichtung 7 akquiriert ist, auf, falls der Stoppzustand des Fahrzeugs durch die Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit 4 erfasst ist, erfasst ist, und die Betätigung der Bremse durch die Bremsbetätigungs-Erfassungseinheit 5 erfasst ist.
Die Drehmomentänderungseinrichtung 3A wird für den Fall ausgeführt, dass der Stoppzustand des Fahrzeugs für eine vorbestimmte Zeitdauer aufrechterhalten wird.
Aus diesem Grund wird das Kriechdrehmoment (Nm) relativ zu der Neigungsgröße (Neigungswinkel (%)) in der Steuerungseinheit 3, wie in 2 dargestellt, eingestellt. In diesem in 2 dargestellten Fall wird beurteilt, dass das Kriechdrehmoment nicht notwendig ist, wenn die Neigungsgröße (Neigungswinkel (%)) ein Schwellenwert von 2 % oder weniger ist.
In diesem Ausführungsbeispiel wird also die Neigungsgröße der Straßenoberfläche durch den Beschleunigungssensor 8 (Beschleunigung G) als die Straßenoberflächenzustands-Akquirierungseinrichtung 7 erkannt, um die ansteigende Straße zu erfassen. Wenn die ansteigende Straße erfasst ist, wird das Kriechdrehmoment nicht auf null eingestellt, sondern das Kriechdrehmoment hängt von der Neigungsgröße (Neigungswinkel) ab. Wenn unterdessen die flache Straße erfasst ist, wird das Kriechdrehmoment auf null eingestellt, wodurch der Energieverbrauch reduziert wird und auch das Zurückrollen des Fahrzeugs verhindert wird. Außerdem verhindert das Kriechdrehmoment das Zurückrollen des Fahrzeugs bei der Erfassung der ansteigenden Straße, sogar für den Fall, dass der Fahrer das Bremspedal augenblicklich freigibt.
Im Folgenden wird die Kriechdrehmomentsteuerung bei dem Fahrzeugstopp gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit Bezug auf das Flussdiagramm in 3 beschrieben.
Wie in 3 dargestellt, wird zunächst bestimmt, falls ein Programm der Steuerungseinheit 3 startet (Schritt A01), ob das Fahrzeug stoppt oder nicht, d.h., es wird bestimmt, ob die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit 4 erfasste Fahrzeuggeschwindigkeit die Beziehung „Fahrzeuggeschwindigkeit ≤ a (vorbestimmter Wert)“ erfüllt oder nicht (Schritt A02).
Falls in Schritt A02 JA bestimmt wird, wird bestimmt, ob das Bremspedal betätigt wird oder nicht, d.h., es wird bestimmt, ob die Bremsbetätigungs-Erfassungseinheit 5 EIN ist oder nicht (Schritt A03).
Falls in Schritt A03 JA bestimmt wird, wird bestimmt, ob das Gaspedal betätigt wird oder nicht, d.h., es wird bestimmt, ob der durch die Beschleunigeröffnungsgrad-Erfassungseinheit 6 erfasste Beschleunigeröffnungsgrad die Beziehung „Beschleunigeröffnungsgrad ≤ b (vorbestimmter Wert)“ erfüllt oder nicht (Schritt A04).
Falls in Schritt A04 JA bestimmt wird, startet ein Zählerinkrement, um die Kriechdrehmomentsteuerungsbedingung zu erstellen (Schritt S05).
Falls unterdessen in Schritt A02 NEIN bestimmt wird, falls in Schritt A03 NEIN bestimmt wird, oder falls in Schritt A04 NEIN bestimmt wird, wird bestimmt, dass der jeweilige Schritt nicht erfüllt ist, und der Zähler wird zurückgesetzt (Schritt A06) .
Nach der Verarbeitung von Schritt A05 wird bestimmt, ob der Zähler einen gewünschten Wert (vorbestimmte Zeitdauer) d überschreitet oder nicht (Schritt A07).
Falls in Schritt A07 JA bestimmt wird, wird die Kriechdrehmomentsteuerungsbedingung erstellt (Schritt A08), und ein Befehlsdrehmoment wird gemäß der Neigungsgröße (Neigungswinkel) (Schritt A09) berechnet.
In Schritt A09 wird die Kriechdrehmomentgröße basierend auf der in 2 gezeigten Tabelle eingestellt, und wird auf null eingestellt, da bestimmt ist, dass das Kriechdrehmoment für den Fall, dass die Neigungsgröße (Neigungswinkel) ein Schwellenwert von 2 % oder weniger ist, nicht notwendig ist. Unterdessen wird auf der ansteigenden Straße, deren Neigungsgröße (Neigungswinkel) der Schwellenwert von 2 % oder größer ist, ein Kriechdrehmoment bis zu einem bestimmten Grad erzeugt, damit das Fahrzeug am Zurückrollen gehindert wird, wenn die Bremse freigegeben ist. Somit kann das Fahrzeug beim Fahrzeugstart am Zurückrollen gehindert werden.
Falls in Schritt A07 NEIN bestimmt wird, oder nach der Verarbeitung von Schritt A06, wird die Kriechdrehmomentsteuerungsbedingung nicht erstellt (Schritt A10) und das Befehlsdrehmoment wird unter einer normalen Steuerung berechnet (Schritt A11).
Nach der Verarbeitung von Schritt A09 oder nach der Verarbeitung von Schritt A11 wird das Programm beendet (Schritt A12).
4 und 5 sind jeweils Zeitdiagramme, von welchen 4 einen Fall zeigt, bei welchem das Fahrzeug auf der flachen Straße stoppt, und 5 einen Fall zeigt, bei welchem das Fahrzeug auf der ansteigenden Straße stoppt.
4 zeigt den Fall, dass das Fahrzeug auf der flachen Straße stoppt, und 5 zeigt den Fall, dass das Fahrzeug auf der ansteigenden Straße stoppt.
Für den Fall, dass das Fahrzeug, wie in 4 gezeigt, auf der flachen Straße stoppt, beträgt an einem Punkt A die Fahrzeuggeschwindigkeit den vorbestimmten Wert a oder einen kleineren, ist die Bremsbetätigungs-Erfassungseinheit 5 EIN, und beträgt der Beschleunigeröffnungsgrad den vorbestimmten Wert b oder einen kleineren. Zusätzlich wird der Zähler erhöht, um die Kriechdrehmomentsteuerungsbedingung zu erstellen.
An einem Punkt B wird bei einem in der Tabelle aus 2 eingestellten Kriechdrehmoment fortgefahren, falls der Zähler einen vorbestimmten Wert (vorbestimmte Zeitdauer) d oder einen größeren darstellt, und somit wird die Kriechdrehmomentsteuerungsbedingung erstellt. Da in diesem Fall das Kriechdrehmoment null wird, kann ein unnötiger Energieverbrauch verhindert werden.
Unterdessen rollt, für den Fall, dass das Fahrzeug, wie in 5 dargestellt, auf der ansteigenden Straße stoppt, falls das Kriechdrehmoment auf null eingestellt ist, das Fahrzeug bei dem nächsten Start zurück. Deshalb wird ein Kriechdrehmoment eines beliebigen Werts H erzeugt, um das Zurückrollen des Fahrzeugs zu verhindern.
Demzufolge weist in diesem Ausführungsbeispiel die Steuerungseinheit 3 die Drehmomentgrößen-Änderungseinrichtung 3A zum Ändern der Drehmomentgröße basierend auf der Neigungsgröße der durch die Straßenoberflächenzustands-Akquirierungseinrichtung 7 akquirierten Straßenoberfläche auf, falls der Stoppzustand des Fahrzeugs durch die Fahrzeuggeschwindigkeit erfasst ist, die durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit 4 erfasst ist, und die Betätigung der Bremse durch die Bremsbetätigungs-Erfassungseinheit 5 erfasst ist.
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird Elektrizität nicht unnötig verbraucht, da die Drehmomentgröße bis zu einem bestimmten Grad erzeugt wird, um den Stoppzustand des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten. Deshalb kann eine Energieerzeugungsgröße (andernfalls eine Ladungsgröße), die nur für das Kriechdrehmoment benötigt wird, reduziert werden.
Außerdem stellt die Straßenoberflächenzustands-Akquirierungseinrichtung 7 den Beschleunigungssensor 8 dar. Die Drehmomentgrößen-Änderungseinrichtung 3A wird für den Fall ausgeführt, dass der Stoppzustand des Fahrzeugs für eine vorbestimmte Zeitperiode aufrechterhalten wird.
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann sogar für den Fall, dass der Beschleunigungssensor 8 verwendet wird, um den Straßenoberflächenzustand zu akquirieren, die Änderungssteuerung der Drehmomentgröße mit hoher Genauigkeit erzielt werden.
Die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann in verschiedenen Fahrzeugen Anwendung finden.

Claims

Fahrzeugsteuerungsvorrichtung (2), aufweisend: eine Steuerungseinheit (3), die konfiguriert ist, um eine Drehmomentgröße eines durch einen Antriebsmotor (1) zum Antreiben eines Fahrzeugs zu erzeugenden Kriechdrehmoments zu steuern, eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit (4), die konfiguriert ist, um eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu erfassen, eine Bremsbetätigungs-Erfassungseinheit (5), die konfiguriert ist, um eine Betätigung einer Bremse zu erfassen, eine Beschleunigeröffnungsgrad-Erfassungseinheit (6) zum Erfassen eines Beschleunigeröffnungsgrads, welcher einen Betätigungszustand eines Gaspedals darstellt, und eine Straßenoberflächenzustands-Akquirierungseinheit (7), die konfiguriert ist, um eine Neigungsgröße einer Straßenoberfläche, auf welcher das Fahrzeug stoppt, zu berechnen oder zu erfassen, wobei die Steuerungseinheit (3) eine Drehmomentgrößen-Änderungseinheit (3A) umfasst, welche konfiguriert ist, um die Drehmomentgröße des Kriechdrehmoments gemäß der Neigungsgröße der Straßenoberfläche, die durch die Straßenoberflächenzustands-Akquirierungseinheit (7) akquiriert ist, zu ändern, falls ein Stoppzustand des Fahrzeugs durch Erfassen der Fahrzeuggeschwindigkeit durch die Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungseinheit (4) erfasst ist und nachfolgend die Betätigung der Bremse durch die Bremsbetätigungs-Erfassungseinheit (5) erfasst ist und der durch die Beschleunigeröffnungsgrad-Erfassungseinheit (6) bestimmte Beschleunigeröffnungsgrad kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert größer als Null ist, wobei die Drehmomentgröße des Kriechdrehmoments auf null eingestellt wird, wenn die durch die Straßenoberflächenzustands-Akquirierungseinheit (7) berechnete oder erfasste Neigungsgröße gleich einem oder kleiner als ein Schwellenwert ist.
Fahrzeugsteuerungsvorrichtung (2) nach Anspruch 1, wobei die Straßenoberflächenzustands-Akquirierungseinheit (7) ein Beschleunigungssensor (8) ist, und die Drehmomentgrößen-Änderungseinheit (3A) konfiguriert ist, um die Drehmomentgröße in einem Fall zu ändern, bei dem der Stoppzustand des Fahrzeugs für eine vorbestimmte Zeitdauer aufrechterhalten wird.