DE102014110136B4

DE102014110136B4 - Verfahren zum Steuern eines Allradantriebs eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102014110136B4
Application number: DE102014110136.7A
Authority: DE
Inventors: Sung Keun Lim; Ji Soo Lee; Heon KANG
Original assignee: Hyundai Motor Co; Hyundai Wia Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Hyundai Wia Corp
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2021-06-17
Anticipated expiration: 2034-07-19
Also published as: US20150149064A1; KR101509988B1; DE102014110136A1; CN104670205B; CN104670205A; US9604624B2

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern eines Fahrens eines Fahrzeugs, aufweisend:einen Messschritt, der einen Längsbeschleunigung-Abtastwert durch einen Längsbeschleunigungssensor an einem Fahrzeug misst (S10),einen Längsbeschleunigung-Berechnungsschritt, der eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs aus einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet (S20),einen Steigungsgrad-Berechnungsschritt, der einen Steigungsgrad eines Bodens, auf dem das Fahrzeug ist, aus dem Längsbeschleunigung-Abtastwert und der berechneten Längsbeschleunigung berechnet (S30),einen Ermittlungsschritt, der eine Steigungsrichtung und eine Steigungsstufe des Bodens aus dem berechneten Steigungsgrad ermittelt (S40), undeinen Steuerschritt, der vorab einen Drehmomentbetrag, welcher zum Fahren von den Hauptantriebsrädern auf die Hilfsantriebsräder verteilt wird, einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung in unterschiedlichen Stufen gemäß der Steigungsrichtung und der Steigungsstufe des Bodens bereitstellt (S50),wobei der Steuerschritt ferner einen Aufhebungs-Steuerschritt (S60) aufweist, der den der Antriebskraftverteilungsvorrichtung bereitgestellten Drehmomentbetrag gemäß einer Bremssignal-Erhaltungszeit oder einer Gangstufen-Erhaltungszeit des Fahrzeugs beibehält oder verringert.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Allradantriebs (bzw. Vierradantriebs) eines Fahrzeugs (z.B. eines Kraftfahrzeugs) und im Besonderen ein Verfahren zum Steuern eines Allradantriebs eines Fahrzeugs, das beim Anfahren eines Fahrzeugs eine Bergauffahrt-Ansprechzeit (bzw. Bergauffahrt-Reaktionszeit) und eine Bergauffahrt-Fähigkeit verbessert, insbesondere auf einer Bergaufstrecke (z.B. Bergaufstraße), indem die Antriebskraft der Hinterräder eines Allradantrieb-Fahrzeugs vorab gesteuert wird gemäß einem Steigungsgrad eines Bodens, auf dem das Fahrzeug ist.
Beschreibung der bezogenen Technik
Im Allgemeinen wird in Allradantrieb-Fahrzeugen, die mittels eines ein Antriebsdrehmoment von einem Motor (z.B. Verbrennungsmotor) zu den Vorderrädern sowie Hinterrädern verteilenden Verteilergetriebes gleichzeitig die Vorderräder und die Hinterräder antreiben, die Antriebskraft auf die Reifen der Vorder- und Hinterräder verteilt, wenn die Fahrzeuge auf einer rutschigen Straße, wie z.B. einer Schneestraße oder einer vereisten Straße, gefahren werden oder eine große Antriebskraft benötigen, beispielsweise auf einem sandigen Untergrund, einer steilen Steigung und einer verschlammten Straße, damit die antreibenden Reifen weniger auf den Straßen durchdrehen (bzw. Schlupf haben) und dadurch die Stabilität beim Fahren und die Fahrfähigkeit auf den Untergründen verbessert werden.
Die Allradantrieb-Fahrzeuge benötigen eine Steuereinheit, die die Antriebskraft vom Motor geeignet zu den Vorderrädern und den Hinterrädern in Abhängigkeit von der Fahrumgebung (bzw. umliegenden Umgebung) verteilt und das Antriebsdrehmoment erhöht/verringert, indem basierend auf der Differenz der Drehzahlen der Vorder- und der Hinterräder ermittelt wird, welche Antriebsräder zu viel Antriebskraft erhalten.
1 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines üblichen Allradantrieb-Fahrzeugs in einem Normalzustand veranschaulicht, in dem ein Verteilergetriebe des Allradantrieb-Fahrzeugs in einem Normalzustand geeignet die Antriebskraft von einem Motor (z.B. einen Verbrennungsmotor) 1 zu den Vorderrädern und den Hinterrädern verteilt in Abhängigkeit von der umliegenden Umgebung des fahrenden Fahrzeugs.
Das Verteilergetriebe 40 ist mit einer Steuervorrichtung 30 verbunden und verteilt die Antriebskraft auf die Vorder- und die Hinterräder, und die Steuervorrichtung 30 ermittelt basierend auf den Drehzahlen der Räder 20a, 20b, 20c und 20d, ob das Fahrzeug rutscht (z.B. die Räder durchdrehen oder Schlupf haben), und steuert das Verteilergetriebe 40, das die Antriebskraft auf die Vorder- und die Hinterräder verteilt.
Wenn allerdings in den Allradantrieb-Fahrzeugen die Fahrzeuge nach einem Anhalten auf einer Steigung anfahren, werden größere Lasten auf die Hinterräder ausgeübt als auf die Vorderräder, sodass sich die Reibungskraft zwischen den Vorderrädern und dem Boden relativ verringert, wohingegen sich die Reibungskraft zwischen den Hinterrädern und dem Boden erhöht.
Folglich gibt es ein Problem, dass - wenn die Vorderräder durch ein relativ großes Antriebsdrehmoment gedreht werden - die Antriebskraft der Vorderräder größer ist als die Reibungskraft, sodass die Vorderräder weiter durchdrehen (bzw. Schlupf haben), während sich die Antriebskraft der Hinterräder relativ verringert, und sich die Kraft, die das Fahrzeug durch die Hinterräder vorantreibt, relativ verringert, sodass sich die Fähigkeit des Anfahrens und des Bergauf-Fahrens des Fahrzeugs verringert.
Die obigen Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
Die DE 10 2010 002 779 A1 offenbart ein System zur Verbesserung der Fahrzeugleistung auf einer in einer Neigung ausgerichteten Fläche in einem Fahrzeug, wobei das System einen Motor, ein globales Positionsbestimmungssystem zur Berechnung von Daten, die eine Beschleunigung des Fahrzeugs darstellen, einen Beschleunigungssensor zur Erfassung einer Summe von Beschleunigung aufgrund von Fahrzeugbeschleunigung entlang der Neigung und einer Schwerkraftkomponente entlang der Neigung, der Daten auf Grundlage der erfassten Summe liefert, und eine Steuerung zur Ermittlung der Neigung unter Verwendung der Daten von dem globalen Positionsbestimmungssystem und der Daten von dem Beschleunigungssensor, Berechnung einer dynamischen Gewichtsverlagerung des Fahrzeugs von einem ersten Rad zu einem zweiten Rad, Berechnung einer statischen Gewichtsverlagerung des Fahrzeugs von dem ersten Rad zu dem zweiten Rad und Bestimmung einer maximalen Drehmomentgröße, und eine Drehmomentübertragungsvorrichtung zur Einstellung der an jedes des ersten und des zweiten Rads gesendeten Drehmomentgröße umfasst.
Ferner ist aus der US 2007 / 0 129 871 A1 Verfahren zum Steuern der Drehmomentverteilung zwischen der Vorderachse und der Hinterachse in einem Allradfahrzeug bekannt, wobei die vom Fahrzeug befahrene Bergneigung auf Basis einer gemessenen Fahrzeuglängsbeschleunigung und einer geschätzten Längsbeschleunigung berechnet wird. Weitere verwandte Systeme und Verfahren für Fahrzeuge bei Bergfahrt sind aus der DE 10 2011 003 490 A1 und der US 2010/0 017 070 A1 bekannt.
Erläuterung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern eines Allradantriebs eines Fahrzeugs bereitzustellen, das beim Anfahren eines Fahrzeugs eine Bergauffahrt-Ansprechzeit und eine Bergauffahrt-Fähigkeit verbessert, insbesondere auf einer Bergaufstrecke (z.B. Bergaufstraße), indem die Antriebskraft der Hinterräder eines Allradantrieb-Fahrzeugs vorab (bzw. zuvor) gesteuert wird gemäß einem Steigungsgrad des Bodens, auf dem das Fahrzeug ist.
Hierzu stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines Allradantriebs eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 1 bereit, das aufweist: einen Messschritt, der einen Längsbeschleunigung-Abtastwert durch einen Längsbeschleunigungssensor an einem Fahrzeug (bzw. durch einen an einem Fahrzeug installierten Längsbeschleunigungssensor) misst, einen Längsbeschleunigung-Berechnungsschritt, der eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs aus einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet, einen Steigungsgrad-Berechnungsschritt, der einen Steigungsgrad eines Bodens, auf dem das Fahrzeug ist, aus dem Längsbeschleunigung-Abtastwert und der berechneten Längsbeschleunigung berechnet, einen Ermittlungsschritt, der eine Steigungsrichtung und eine Steigungsstufe (bzw. Steigungsniveau) des Bodens aus dem berechneten Steigungsgrad ermittelt, sowie einen Steuerschritt, der vorab einen Drehmomentbetrag, welcher zum Fahren von den Hauptantriebsrädern auf die Hilfsantriebsräder verteilt wird, einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung unterschiedliche (bzw. auf unterschiedlichen Stufen) gemäß der Steigungsrichtung und der Steigungsstufe des Bodens bereitstellt, wobei der Steuerschritt ferner einen Aufhebungs-Steuerschritt aufweist, der den der Antriebskraftverteilungsvorrichtung bereitgestellten Drehmomentbetrag gemäß einer Bremssignal-Erhaltungszeit oder einer Gangstufen-Erhaltungszeit des Fahrzeugs beibehält oder verringert.
In dem Längsbeschleunigung-Berechnungsschritt kann die Längsbeschleunigung berechnet werden durch Differenzieren (bzw. Differenzialrechnung) einer durchschnittlichen Raddrehzahl (bzw. Radgeschwindigkeit). In dem Längsbeschleunigung-Berechnungsschritt kann nach der Berechnung der Längsbeschleunigung ein Rauschen durch einen Rauschfilter entfernt werden.
Die Hauptantriebsräder können die Vorderräder sein und die Hilfsantriebsräder können die Hinterräder sein, und der Drehmomentbetrag, der bereitgestellt wird, wenn das Fahrzeug auf einem Boden mit einer Bergauf-Steigung ist, kann größer sein als jener, wenn das Fahrzeug auf einem Boden mit einer Bergab-Steigung oder auf einer flachen Ebene ist.
In dem Steuerschritt kann ein größerer Drehmomentbetrag bereitgestellt werden, je höher die Steigungsstufe der Bergauf-Steigung ist.
In dem Aufhebungs-Steuerschritt kann der bereitgestellte Drehmomentbetrag beibehalten werden, wenn die Bremssignal-Erhaltungszeit kürzer ist als eine erste Bezugszeit. In dem Aufhebungs-Steuerschritt kann auf der Bergauf-Steigung der bereitgestellte Drehmomentbetrag um ein vorbestimmtes Verhältnis verringert werden, wenn die Bremssignal-Erhaltungszeit länger oder gleich einer ersten Bezugszeit ist und kürzer als eine zweite Bezugszeit ist. In dem Aufhebungs-Steuerschritt kann der Drehmomentbetrag um ein um so größeres Verhältnis verringert werden, je höher die Steigungsstufe der Bergauf-Steigung ist. In dem Aufhebungs-Steuerschritt kann der bereitgestellte Drehmomentbetrag vollständig aufgehoben werden, wenn die Bremssignal-Erhaltungszeit länger oder gleich der zweiten Bezugszeit ist.
In dem Aufhebungs-Steuerschritt kann der bereitgestellte Drehmomentbetrag beibehalten werden, wenn die P-Gangstufe oder die N-Gangstufe eingelegt ist und die Gangstufen-Erhaltungszeit kürzer ist als eine dritte Bezugszeit. Der bereitgestellte Drehmomentbetrag kann vollständig aufgehoben werden, wenn die P-Gangstufe oder die N-Gangstufe eingelegt ist und die Gangstufen-Erhaltungszeit länger oder gleich einer dritten Bezugszeit ist.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung der Grad einer Steigung, auf der sich das Fahrzeug befindet, im Voraus aus der Differenz zwischen dem Abtastwert und der Längsbeschleunigung ermittelt wird und ein geeigneter Drehmomentbetrag im Voraus der Antriebskraftverteilungsvorrichtung (bzw. Kraftverteilungsvorrichtung) gemäß der Stufe (bzw. Niveau) des Steigungsgrades bereitgestellt wird, wird die Ansprechzeit beim Anfahren des Fahrzeugs verbessert, und insbesondere auf einer Bergauf-Steigung wird durch die Antriebskraftverteilungsvorrichtung eine relativ große Antriebskraft im Voraus den Hinterrädern bereitgestellt, sodass die Bergauffahrt-Ansprechzeit und die Bergauffahrt-Fähigkeit verbessert werden.
Da ferner die Absicht eines Fahrers zum Anhalten ermittelt wird und der mit einer Steigungserkennung bereitgestellte Drehmomentbetrag beibehalten und aufgehoben wird, ist es möglich, einen häufigen Wechsel zwischen einer Steigungserkennung und einer Unterbrechung (z.B. der Steigungserkennung) zu verhindern. Da außerdem der Drehmomentbetrag um ein vorbestimmtes Verhältnis verringert wird, wenn die Logik zum Erkennen einer Steigung gestoppt ist, wird verhindert, dass der Drehmomentbetrag rapide verringert wird und Stöße in dem Allradantrieb-System können verhindert werden.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, ersichtlich sind oder darin ausführlicher dargelegt werden.
Figurenliste
Die obigen und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun im Einzelnen mit Bezug auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen davon beschrieben, die in den beiliegenden Zeichnungen, welche nachstehend nur zur Veranschaulichung gegeben sind, dargestellt sind und folglich nicht abschließend für die vorliegende Offenbarung sind, und worin:

1 ein Diagramm ist, das die Konfiguration eines Allradantriebssystems der bezogenen Technik in einem Normalzustand schematisch zeigt;
2 ein Flussdiagramm ist, das einen Steuerfluss zum Steuern des Drehmomentbetrags durch Ermitteln eines Steigungsgrades unter Verwendung eines beispielhaften Verfahrens zum Steuern des Allradantriebs für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
3 ein Flussdiagramm ist, das einen Steuerfluss zum Aufheben des Drehmomentbetrages gemäß eines beispielhaften Verfahrens zum Steuern eines Allradantriebs der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
4 ein Diagramm ist, das Beispiele eines Drehmomentbetrag-Aufhebungsverhältnisses und eines im Voraus bereitgestellten Drehmomentbetrages gemäß der Stufe des Steigungsgrads zeigt, welche durch ein beispielhaftes Verfahren der vorliegenden Erfindung ermittelt wurde; und
5 ein Testergebnis ist, das Unterschiede in den Drehmomentbeträgen beim Anfahren eines Fahrzeugs zeigt, wenn ein beispielhaftes Verfahren zum Steuern eines Allradantriebs der vorliegenden Erfindung angewendet wird, und im Vergleich dazu, wenn es nicht angewendet wird.

Es versteht sich, dass die angehängten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und lediglich eine vereinfachte Darstellung der verschiedenen Merkmale präsentieren, veranschaulichend für die Grundprinzipien der Erfindung. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie hierin offenbart, einschließlich, zum Beispiel, spezifischer Dimensionen, Orientierungen, Lagen und Formen, werden in Teilen durch die besonders beabsichtigte Anwendung und das Nutzungsumfeld bestimmt werden.
In den Figuren kennzeichnen Bezugszeichen die gleichen oder entsprechenden Bauteile der vorliegenden Erfindung in allen verschiedenen Figuren der Zeichnungen.
Detaillierte Beschreibung
Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en), von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und unten beschrieben sind. Während die Erfindung(en) im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird/werden, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist beabsichtigt, dass die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen deckt/decken, die in den Sinn und Schutzbereich der Erfindung(en) fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
2 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerfluss zum Steuern des Drehmomentbetrags durch Ermitteln eines Steigungsgrades gemäß einem Verfahren zum Steuern des Allradantriebs für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, 3 ist ein Flussdiagramm, das einen Steuerfluss zum Aufheben des Drehmomentbetrages gemäß einem Verfahren zum Steuern eines Allradantriebs der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, 4 ist ein Diagramm, das Beispiele eines Drehmomentbetrag-Aufhebungsverhältnisses und eines im Voraus bereitgestellten Drehmomentbetrages gemäß der Stufe des Steigungsgrads zeigt, welche durch ein Verfahren der vorliegenden Erfindung ermittelt wurde, und 5 ist ein Testergebnis, das Unterschiede in den Drehmomentbeträgen beim Anfahren eines Fahrzeugs zeigt, wenn ein Verfahren zum Steuern eines Allradantriebs der vorliegenden Erfindung angewendet wird, und im Vergleich dazu, wenn es nicht angewendet wird.
Das Verfahren zum Steuern eines Allradantriebs eines Fahrzeug der vorliegenden Erfindung weist einen Messschritt S10, einen Längsbeschleunigung-Berechnungsschritt S20, einen Steigungsgrad-Berechnungsschritt S30, einen Ermittlungsschritt S40 und einen Steuerschritt S50 auf.
Die vorliegende Erfindung im Einzelnen unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläuternd, weist das Verfahren auf: den Messschritt S10, der einen Längsbeschleunigung-Abtastwert durch einen Längsbeschleunigungssensor an einem Fahrzeug misst, den Längsbeschleunigung-Berechnungsschritt S20, der die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs aus der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet, den Steigungsgrad-Berechnungsschritt S30, der den Steigungsgrad des Bodens, auf dem das Fahrzeug ist, aus dem Längsbeschleunigung-Abtastwert und der tatsächlichen Längsbeschleunigung berechnet, den Ermittlungsschritt S40, der die Steigungsrichtung und die Steigungsstufe (bzw. das Steigungsniveau) des Bodens aus dem berechneten Steigungsgrad ermittelt sowie den Steuerschritt S50, der im Voraus den zum Fahren von den Hauptantriebsrädern zu den Hilfsantriebsrädern (bzw. Unter-Antriebsrädern) verteilten Drehmomentbetrag einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung auf unterschiedlichen Niveaus (bzw. verschiedenartig) gemäß der Steigungsrichtung und der Steigungsstufe des Bodens bereitstellt.
Das Verfahren ermittelt vorab den Steigungsgrad des Bodens, auf dem das Fahrzeug ist, aus der Differenz zwischen dem Abtastwert und der Längsbeschleunigung und stellt der Antriebskraftverteilungsvorrichtung im Voraus den geeigneten Drehmomentbetrag gemäß der Stufe des Steigungsgrades bereit, wodurch die Ansprechzeit zum Anfahren eines Fahrzeugs verbessert wird. Die Antriebskraftverteilungsvorrichtung kann ein Verteilergetriebe sein, und das Verteilergetriebe kann mit einer Mehrscheibenkupplung ausgestattet sein, die die Antriebskraft auf die Vorderräder und die Hinterräder verteilen kann.
In dem Längsbeschleunigung-Berechnungsschritt S20 der vorliegenden Erfindung kann die Längsbeschleunigung durch Differenzieren (z.B. Differenzialrechnung) der durchschnittlichen Raddrehzahl (bzw. Radgeschwindigkeit) berechnet werden. Ferner ist es in dem Längsbeschleunigung-Berechnungsschritt S20 möglich, nach dem Berechnen der Längsbeschleunigung mittels eines Rauschfilters ein Rauschen (bzw. Störpegel) zu beseitigen. Der Rauschfilter kann ein Tiefpassfilter sein. Die Längsbeschleunigung mit dem beseitigten Rauschen kann mittels der folgenden Gleichung berechnet werden:

Längsbeschleunigung mit beseitigtem Rauschen = Tiefpassfilter (LP) [d(durchschnittliche Raddrehzahl)/dt]

Das Verfahren zum Berechnen des Steigungsgrades im Einzelnen erläuternd, kann der Längsbeschleunigungssensor an dem Fahrzeug ein DC-Beschleunigungsmesser sein, und die Steigung wird auf einer flachen Ebene als Null (0) gemessen und die Steigung von 90 ° wird als 1g gemessen. In dem Ausgang aus dem Längsbeschleunigungssensor ist der Beschleunigungswert gemäß der Beschleunigungs-Nerzögerungsbewegung des Fahrzeugs in dem Wert gemäß der Stufe des Steigungsgrades einbezogen.
Der Beschleunigungswert gemäß der Beschleunigungs-/ Verzögerungsbewegung des Fahrzeugs ist die durch Differenzieren (z.B. Differenzialrechnung) der Raddrehzahl gewonnene Längsbeschleunigung.
Entsprechend ist es durch Subtrahieren des durch Differenzieren der Raddrehzahl berechneten Längsbeschleunigungswertes von dem Längsbeschleunigung-Abtastwert möglich, den reinen Steigungsgradwert des Bodens, auf dem das Fahrzeug ist, zu gewinnen ungeachtet des momentanen Fahrzustands des Fahrzeugs, wie in der folgenden Gleichung: $\begin{array}{l} S t e g u n g s g r a d (%) = t a n [s i n^{- 1} {L n g s b e s c h l e u n i g u n g a b t a s t w e r t (\frac{m}{s^{2}}) - \\ B e r e c h n e t e r L n g s b e s c h l e u n i g u n g a b t a s t w e r t (\frac{m}{s^{2}}) / g}] \times 100 \end{array}$
Entsprechend wird die Steigung, auf der das Fahrzeug fährt, durch den Steigungsgrad-Berechnungsschritt S30 genau (bzw. präzise) und schnell ermittelt, z.B. innerhalb von 1 bis 2 Sekunden, sodass es möglich ist, die Ansprechzeit beim Anfahren des Fahrzeugs zu verbessern.
In der vorliegenden Erfindung können die Hauptantriebsräder die Vorderräder sein, und die Hilfsantriebsräder können die Hinterräder sein.
Falls im Ermittlungsschritt S40 der Boden, auf dem das Fahrzeug ist, als eine Bergauf-Steigung ermittelt wird, kann im Steuerschritt S50 ein Drehmomentbetrag größer als jener für eine Bergab-Steigung und eine flache Ebene bereitgestellt werden. Vorzugsweise kann in einigen Ausführungsformen in dem Steuerschritt S50 ein größerer Drehmomentbetrag der Antriebskraftverteilungsvorrichtung bereitgestellt werden, je höher die Steigungsstufe der Bergauf-Steigung ist.
Die Größe des gemäß der Steigungsstufe bereitgestellten Drehmomentbetrags kann durch einen (z.B. im Kennfeld) abgebildeten Wert gesetzt werden und die Stufen (bzw. Schritte) der Steigungsstufen können in unterschiedlichen Größen gesetzt werden. Wenn - bezugnehmend auf 4 - beispielsweise die Steigungsstufe des berechneten Steigungsgrades einer ersten Stufe einer steilen Bergab-Steigung (z.B. einer Bergab-Neigung), einer zweiten Stufe einer leichten Bergab-Steigung und einer dritten Stufe einer flachen Ebene entspricht, kann der Drehmomentbetrag von 2 - 100 Nm im Voraus der Antriebskraftverteilungsvorrichtung bereitgestellt werden.
Wenn ferner die Steigungsstufe des berechneten Steigungsgrades einer vierten Stufe entspricht, die eine leichte Bergauf-Steigung ist, kann der Drehmomentbetrag von 2 - 200 Nm im Voraus der Antriebskraftverteilungsvorrichtung bereitgestellt werden, und wenn insbesondere die Steigungsstufe einer steilen Bergauf-Steigung entspricht, kann der Drehmomentbetrag von 200 - 400 Nm, größer als jener für eine leichte Bergauf-Steigung, im Voraus der Antriebskraftverteilungsvorrichtung bereitgestellt werden.
Das heißt, wenn ein Fahrzeug nach dem Anhalten anfährt, werden größere Belastungen auf die Hinterräder ausgeübt als auf die Vorderräder insbesondere auf einer Bergauf-Steigung und so sollte ein hohes Drehmoment an den Hinterrädern bereitgestellt werden, um diese anzutreiben.
Da entsprechend der Steigungsgrad vorab ermittelt wird und - wie in dem Testergebnis auf der unteren Seite in 5 - der Drehmomentbetrag vorab der Antriebskraftverteilungsvorrichtung bereitgestellt wird, um der Steigungsstufe zu entsprechen, und die Antriebskraft der Vorderräder gesteuert wird, um vorab auf die Hinterräder verteilt zu werden, wird bei Betätigung des Gaspedals die Bergauf-Ansprechzeit verbessert.
Indem sich insbesondere auf einer Bergauf-Steigung der auf die Hinterräder verteilte Drehmomentbetrag relativ erhöht, erhöht sich die Antriebskraft der Hinterräder gegenüber den Belastungen und der Reibungskraft an den Hinterrädern, sodass sich die das Fahrzeug vorantreibende Kraft (mit anderen Worten: Zugkraft des Fahrzeugs) erhöht und die Bergauffahrt-Fähigkeit (bzw. Fähigkeit zum Bergauf-Fahren) verbessert wird.
Der Steuerschritt S50 kann ferner einen Aufhebungs-Steuerschritt (z.B. Senk-Steuerschritt) S60 aufweisen, der den der Antriebskraftvorrichtung bereitgestellten Drehmomentbetrag gemäß einer Bremssignal-Erhaltungszeit oder einer Bestimmte-Gangstufe-Erhaltungszeit (bzw. Erhaltungszeit einer bestimmten Gangstufe) des Fahrzeugs beibehält oder verringert. Das heißt, der Aufhebungs-Steuerschritt ermittelt den Zeitpunkt zum Stoppen einer Steigungserkennungslogik, indem die Absicht des Fahrers zum Anhalten des Fahrzeugs mit der betriebenen Steigungserkennungslogik ermittelt wird, und ein häufiger Wechsel zwischen einer Erkennung und einer Nicht-Erkennung einer Steigung wird verhindert.
Bezugnehmend auf 3 kann in dem Aufhebungs-Steuerschritt S60 der bereitgestellte Drehmomentbetrag beibehalten werden, wenn die Bremssignal-Erhaltungszeit kürzer ist als eine erste Bezugszeit. Die erste Bezugszeit kann auf 3 Sekunden gesetzt sein/werden. Das heißt, wenn die Bremssignal-Erhaltungszeit innerhalb von 3 Sekunden ist, wird ermittelt, dass es keine Absicht des Fahrers zum Anhalten gibt, und so wird die Logik gemäß der Steigungserkennung aufrechterhalten, ohne dass der bereitgestellte Drehmomentbetrag verringert wird.
Wenn in dem Aufhebungs-Steuerschritt S60 die Bremssignal-Erhaltungszeit länger oder gleich der ersten Bezugszeit ist und kürzer als eine zweite Bezugszeit ist, kann der bereitgestellte Drehmomentbetrag auf einer Bergauf-Steigung um ein vorbestimmtes Verhältnis verringert werden. Die zweite Bezugszeit kann auf 6 Sekunden gesetzt sein/werden.
Der Drehmomentbetrag kann um ein um so größeres Verhältnis verringert werden, je höher die Steigungsstufe der Bergauf-Steigung ist. Das heißt, wenn beispielsweise die Bremssignal-Erhaltungszeit 4 Sekunden ist und die Steigungsstufe der aktuellen Straße der vierten Stufe entspricht, die eine leichte Bergauf-Steigung ist, kann der der Antriebskraftverteilungsvorrichtung bereitgestellte Drehmomentbetrag zum Beispiel um ein Verhältnis von 20 - 40 % verringert werden. Wenn die Steigungsstufe der aktuellen Straße der fünften Stufe entspricht, die eine steile Bergauf-Steigung ist, kann der Drehmomentbetrag zum Beispiel um ein Verhältnis von 40 - 80 %, größer als jenes für die leichte Bergauf-Steigung, verringert werden.
Das heißt, wenn im betriebenen Zustand der Steigungserkennungslogik die Erkennungslogik plötzlich gestoppt wird, wird ein Stoß auf den inneren Teil des Allradantriebssystems ausgeübt, und so wird die Stoßerzeugung minimiert durch Verringern des Drehmoments um ein vorbestimmtes Verhältnis, wie oben erläutert, und der häufige Wechsel zwischen Betrieb und Unterbrechung der Steigungserkennungslogik wird verhindert.
Wenn ferner in dem Aufhebungs-Steuerschritt S60 die Bremssignal-Erhaltungszeit länger oder gleich der zweiten Bezugszeit ist, wird der bereitgestellte Drehmomentbetrag vollständig verringert. Das heißt, wenn die Bremssignal-Erhaltungszeit zum Beispiel 6 Sekunden oder länger ist, wird ermittelt, dass es eine Absicht des Fahrers zum Anhalten gibt, sodass das aufgrund einer Steigungserkennung vorab bereitgestellte Drehmoment aufgehoben wird.
Wenn in dem Aufhebungs-Steuerschritt S60 die P-Gangstufe oder die N-Gangstufe eingelegt ist und die Gangstufen-Erhaltungszeit kürzer ist als eine dritte Bezugszeit, kann der bereitgestellte Drehmomentbetrag beibehalten werden. Die dritte Bezugszeit kann auf 3 Sekunden gesetzt sein/werden.
Das heißt, wenn die P-Gang-Erhaltungszeit oder die N-Gang-Erhaltungszeit innerhalb von 3 Sekunden ist, wird ermittelt, dass es keine Absicht des Fahrers zum Anhalten gibt, sodass die Logik gemäß der Steigungserkennung aufrechterhalten wird, ohne dass der bereitgestellte Drehmomentbetrag verringert wird.
Wenn ferner die P-Gangstufe oder die N-Gangstufe eingelegt ist und die Gangstufen-Erhaltungszeit länger oder gleich der dritten Bezugszeit ist, kann der bereitgestellte Drehmomentbetrag vollständig verringert werden. Das heißt, wenn die P-Gangstufen-Erhaltungszeit oder die N-Gangstufen-Erhaltungszeit 3 Sekunden oder länger beträgt, wird ermittelt, dass es eine Absicht des Fahrers zum Anhalten gibt, sodass das aufgrund einer Steigungserkennung vorab (bzw. zuvor) bereitgestellte Drehmoment aufgehoben wird.
Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sollen nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form einschränkend verstanden werden, und es sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich angesichts der obigen Lehre. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern und dadurch dem Fachmann die Herstellung und den Gebrauch der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie von deren zahlreichen Alternativen und Modifikationen zu ermöglichen. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die angeführten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.

Claims

Ein Verfahren zum Steuern eines Fahrens eines Fahrzeugs, aufweisend: einen Messschritt, der einen Längsbeschleunigung-Abtastwert durch einen Längsbeschleunigungssensor an einem Fahrzeug misst (S10), einen Längsbeschleunigung-Berechnungsschritt, der eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs aus einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs berechnet (S20), einen Steigungsgrad-Berechnungsschritt, der einen Steigungsgrad eines Bodens, auf dem das Fahrzeug ist, aus dem Längsbeschleunigung-Abtastwert und der berechneten Längsbeschleunigung berechnet (S30), einen Ermittlungsschritt, der eine Steigungsrichtung und eine Steigungsstufe des Bodens aus dem berechneten Steigungsgrad ermittelt (S40), und einen Steuerschritt, der vorab einen Drehmomentbetrag, welcher zum Fahren von den Hauptantriebsrädern auf die Hilfsantriebsräder verteilt wird, einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung in unterschiedlichen Stufen gemäß der Steigungsrichtung und der Steigungsstufe des Bodens bereitstellt (S50), wobei der Steuerschritt ferner einen Aufhebungs-Steuerschritt (S60) aufweist, der den der Antriebskraftverteilungsvorrichtung bereitgestellten Drehmomentbetrag gemäß einer Bremssignal-Erhaltungszeit oder einer Gangstufen-Erhaltungszeit des Fahrzeugs beibehält oder verringert.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei in dem Längsbeschleunigung-Berechnungsschritt die Längsbeschleunigung berechnet wird durch Differenzieren einer durchschnittlichen Raddrehzahl.
Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Längsbeschleunigung-Berechnungsschritt nach der Berechnung der Längsbeschleunigung ein Rauschen durch einen Rauschfilter entfernt wird.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Hauptantriebsräder die Vorderräder sind und die Hilfsantriebsräder die Hinterräder sind, und der Drehmomentbetrag, der bereitgestellt wird, wenn das Fahrzeug auf einem Boden mit einer Bergauf-Steigung ist, größer ist als jener, wenn das Fahrzeug auf einem Boden mit einer Bergab-Steigung oder auf einer flachen Ebene ist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in dem Steuerschritt ein um so größerer Drehmomentbetrag bereitgestellt wird, je höher die Steigungsstufe der Bergauf-Steigung ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei in dem Aufhebungs-Steuerschritt der bereitgestellte Drehmomentbetrag beibehalten wird, wenn die Bremssignal-Erhaltungszeit kürzer ist als eine erste Bezugszeit.
Das Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, wobei in dem Aufhebungs-Steuerschritt auf der Bergauf-Steigung der bereitgestellte Drehmomentbetrag um ein vorbestimmtes Verhältnis verringert wird, wenn die Bremssignal-Erhaltungszeit länger oder gleich einer ersten Bezugszeit ist und kürzer als eine zweite Bezugszeit ist.
Das Verfahren nach Anspruch 7, wobei in dem Steuerschritt der Drehmomentbetrag um ein um so größeres Verhältnis verringert wird, je höher die Steigungsstufe der Bergauf-Steigung ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei in dem Aufhebungs-Steuerschritt der bereitgestellte Drehmomentbetrag vollständig aufgehoben wird, wenn die Bremssignal-Erhaltungszeit länger oder gleich der zweiten Bezugszeit ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei in dem Aufhebungs-Steuerschritt der bereitgestellte Drehmomentbetrag beibehalten wird, wenn eine P-Gangstufe oder eine N-Gangstufe eingelegt ist und die Gangstufen-Erhaltungszeit kürzer ist als eine dritte Bezugszeit.
Das Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei der bereitgestellte Drehmomentbetrag vollständig aufgehoben wird, wenn die P-Gangstufe oder die N-Gangstufe eingelegt ist und die Gangstufen-Erhaltungszeit länger oder gleich einer dritten Bezugszeit ist.