DE102014223609B4 - Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug, aufweisend:Berechnen eines Gefälles einer Straße;Berechnen einer Filter-Zeitkonstante unter Verwendung des Gefälles und eines vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments; undeinen variablen Steuerschritt zum Anwenden der berechneten Filter-Zeitkonstante auf ein Filter, Eingeben des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments in das Filter und Steuern eines Motors basierend auf einem Drehmomentwert, der von dem Filter als Anforderungsdrehmoment ausgegeben wird;wobei der variable Steuerschritt Folgendes aufweist:Anwenden der berechneten Filter-Zeitkonstante auf das Filter;Erzeugen einer grundlegenden Steigfähigkeit durch Multiplizieren des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments mit einem Übersetzungsverhältnis geteilt durch einen Radius eines Reifens;Eingeben der grundlegenden Steigfähigkeit in das Filter; undSteuern des Motors basierend auf der erforderten Steigfähigkeit, die von dem Filter ausgegeben wird.

Description

• HINTERGRUND
• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug, das entwickelt ist, um zu verhindern, dass das Fahrzeug eine überhöhte Energiemenge verbraucht und auf einer Abwärtsneigung unbeabsichtigt beschleunigt.
• Beschreibung der verwandten Technik
• Durch einen Elektromotor angetriebene Fahrzeuge, wie beispielsweise Elektrofahrzeuge, Hybridfahrzeuge und Brennstoffzellenfahrzeuge, erfordern eine zusätzliche Steuerung zur Kriechfahrt, da dieselben im Gegensatz zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor kein Leerlaufdrehmoment aufweisen. Da eine Schrittsteuerung (step control) ein unkomfortables Fahren verursachen kann, wenn dieselbe während des Anlegens eines Kriechdrehmoments durchgeführt wird, wird zudem ein gleichmäßiges Drehmoment an den Motor durch Filtern ausgegeben. Bei der Berechnung einer Zeitkonstante für das Filtern weist eine Bestimmung der Zeitkonstante des Drehmomentfilters bei der Kriechdrehmomentsteuerung das folgende Abwägungsverhältnis auf:
1. 1. Die Zeitkonstante wird zum Zweck eines sanften Kriech-Abfahrens bzw. Kriech-Anfahrens des Fahrzeugs (insbesondere beim Bergauffahren) verringert.
2. 2. Die Zeitkonstante wird erhöht, um die Abruptheit während des Anfahrens zu reduzieren und die Kriech-Verbindung einer Bremse während des Bremsens (insbesondere auf einer flachen Oberfläche oder einer Abwärtsneigung) zu reduzieren.
• Je kleiner die Zeitkonstante ist, desto überhöhter ist daher das Kriechdrehmoment. Dies erhöht übermäßig die Beschleunigungsmenge während des Anfahrens bergab.
• Aus der US 2012 / 0 150 384 A1 ist ein Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug bekannt, aufweisend: Berechnen eines Gefälles einer Straße; und Berechnen einer Filter-Zeitkonstante unter Verwendung des Gefälles und eines vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments.
• Die US 2013 / 0 103 282 A1 zeigt überdies ein System und ein Verfahren zur Steuerung des betriebs eines Kraftfahrzeugs, wobei das Verfahren umfassen kann: Einstellen eines Kriechdrehmoments als ein minimales Drehmoment; Einstellen eines maximalen Drehmoments als eine Summe eines maximalen Drehmoments eines Verbrennungsmotors und eines maximalen Drehmoments eines Motors; Überwachen eines Beschleunigungspedalpositionssensor (APS)-Werts; Berechnen eines Anforderungsdrehmoments gemäß dem APS-Wert; Einstellen eines Filterkoeffizienten zum Filtern des Anforderungsdrehmoments gemäß einem Betriebszustand des Fahrzeugs; und Filtern des Anforderungsdrehmoments durch mittels des Filterkoeffizienten.
• Die in dem Hintergrund-Abschnitt offenbarten Informationen dienen nur zur Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Offenbarung und sollten nicht als Bestätigung oder jegliche Form von Vorschlag genommen werden, dass diese Informationen die verwandte Technik bilden, die wohl jemandem mit technischen Fähigkeiten bereits bekannt ist.
• ZUSAMMENFASSUNG
• Folglich erfolgte die vorliegende Offenbarung unter Berücksichtigung der obigen Probleme, die bei der verwandten Technik auftreten. Die vorliegende Offenbarung schlägt ein Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments für ein motorgetriebenes Fahrzeug vor, das entwickelt wurde, um zu verhindern, dass das Fahrzeug eine überhöhte Energiemenge verbraucht und auf einer Abwärtsneigung unbeabsichtigt beschleunigt.
• Um die obige Aufgabe zu erfüllen, ist nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug geliefert. Das Verfahren enthält einen Schritt zum Berechnen eines Bergabgradienten bzw. Gefälles einer Straße; einen Schritt zum Berechnen einer Filter-Zeitkonstante unter Verwendung des Gefälles und eines vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments; und einen variablen Steuerschritt zum Anwenden der berechneten Filter-Zeitkonstante auf ein Filter, Eingeben des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments in das Filter und Steuern eines Motors basierend auf einem Drehmomentwert, der von dem Filter als Anforderungsdrehmoment ausgegeben wird, wobei der variable Steuerschritt Folgendes aufweist: Anwenden der berechneten Filter-Zeitkonstante auf das Filter; Erzeugen einer grundlegenden Steigfähigkeit durch Multiplizieren des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments mit einem Übersetzungsverhältnis geteilt durch einen Radius eines Reifens; Eingeben der grundlegenden Steigfähigkeit in das Filter; und Steuern des Motors basierend auf der erforderten Steigfähigkeit, die von dem Filter ausgegeben wird.
• Die Filter-Zeitkonstante kann unter Verwendung des Gefälles, des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments, einer festgelegten Geschwindigkeit und eines Kompensationskoeffizienten des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments, der der festgelegten Geschwindigkeit entspricht, berechnet werden.
• Die Filter-Zeitkonstante kann kleiner als eine maximale Zeitkonstante sein, die durch die folgende Formel berechnet wird: $$k\le 2v_n{\left[\frac{AT}{M}{\left\{ln\left(1-\alpha \right)\right\}}^2+2g\theta ln\left(1-\alpha \right)\right]}^{-1},$$

  

  wobei k die Filter-Zeitkonstante, v_n die festgelegte Geschwindigkeit, A GR/R_tire, d.h. ein Übersetzungsverhältnis geteilt durch einen Radius eines Reifens, T das vorbestimmte grundlegende Kriechdrehmoment, M eine Masse eines Fahrzeugs, α ein Korrekturfaktor für das vorbestimmte grundlegende Kriechdrehmoment, g eine Gravitations- bzw. Schwerkraftbeschleunigung und θ das Gefälle ist, das eine negative Zahl ist.
• Die Zeitkonstante kann größer als eine minimale Zeitkonstante sein, die durch die folgende Formel berechnet wird: $$k\ge 2v_n{\left[\frac{AT}{M}{\left\{ln\left(1-\beta \right)\right\}}^2+2g\theta ln\left(1-\beta \right)\right]}^{-1},$$

  

  wobei k die Filter-Zeitkonstante, v_n die festgelegte Geschwindigkeit, A GR/R_tire, d.h. ein Übersetzungsverhältnis geteilt durch einen Radius eines Reifens, T das vorbestimmte grundlegende Kriechdrehmoment, M eine Masse eines Fahrzeugs, β ein Korrekturfaktor für das vorbestimmte grundlegende Kriechdrehmoment, g eine Schwerkraftbeschleunigung und θ das Gefälle ist, das eine negative Zahl ist.
• Der variable Steuerschritt kann Folgendes enthalten: Erzeugen einer endgültigen Steigfähigkeit durch Entfernen der Gravitation bzw. Schwerkraft von der erforderten Steigfähigkeit; und Steuern des Motors basierend auf der endgültigen Steigfähigkeit.
• Die Schwerkraft kann durch Multiplizieren der Masse eines Fahrzeugs, der Schwerkraftbeschleunigung und des Gefälles berechnet werden.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug bereitgestellt, aufweisend: Berechnen eines Gefälles einer Straße; Berechnen einer Filter-Zeitkonstante unter Verwendung des Gefälles und eines vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments; und einen variablen Steuerschritt zum Anwenden der berechneten Filter-Zeitkonstante auf ein Filter, Eingeben des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments in das Filter und Steuern eines Motors basierend auf einem Drehmomentwert, der von dem Filter als Anforderungsdrehmoment ausgegeben wird; wobei das Filter durch die folgende Formel zum Ausdruck gebracht wird: $$F\left(s\right)=\frac{1}{k.s+1},$$

  

  wobei k die Filter-Zeitkonstante ist.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug bereitgestellt, aufweisend: Berechnen eines Gefälles einer Straße; Berechnen einer Filter-Zeitkonstante unter Verwendung des Gefälles und eines vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments; und einen variablen Steuerschritt zum Anwenden der berechneten Filter-Zeitkonstante auf ein Filter, Eingeben des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments in das Filter und Steuern eines Motors basierend auf einem Drehmomentwert, der von dem Filter als Anforderungsdrehmoment ausgegeben wird; wobei der Schritt zum Berechnen der Filter-Zeitkonstante das Festlegen des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments als Profil eines maximalen Kriechdrehmoments enthält, das von der folgenden Formel abgeleitet wird: $$T\cong \frac{M}{A}\left(\ddot{x}+g\theta \right),$$

  

  wobei T das vorbestimmte grundlegende Kriechdrehmoment, M eine Masse eines Fahrzeugs, A ein Übersetzungsverhältnis geteilt durch einen Radius eines Reifens, g eine Schwerkraftbeschleunigung, θ das Gefälle, das eine negative Zahl ist, und x̅ eine Beschleunigung des Fahrzeugs ist.
• Das Beschleunigungsprofil des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments kann ein Soll-Beschleunigungsprofil auf einem vorbestimmten Gefälle sein.
• Nach dem Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments für ein motorgetriebenes Fahrzeug, das zuvor dargelegt ist, variiert die Filter-Zeitkonstante gemäß dem Gradienten einer Abwärtsneigung. Es ist daher möglich ein optimales Kriechdrehmoment zu erzeugen, wobei dadurch der Fahrkomfort und die Sicherheit erhöht und die Brennstoffeffizienz verbessert werden.
• Figurenliste
• Die oben erwähnten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen eindeutiger verständlich, in denen:
• 1 ein Ablaufplan ist, der ein Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
• 2 eine erläuternde Ansicht des Verfahrens zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
• 3 ein Beispiel eines Graphen der Soll-Beschleunigung zum Durchführen des Verfahrens zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
• 4 ein Beispiel eines Graphen eines maximalen Kriechdrehmoments zum Durchführen des Verfahrens zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
• 5 ein Beispiel eines Graphen einer Zeitkonstante zum Durchführen des Verfahrens zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
• 6 ein Blockdiagramm ist, das das Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
• 7 Graphen der Effekte des Verfahrens zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt; und
• 8 ein Blockdiagramm ist, das einen Bergabfahrt-Modus eines Fahrzeugs zeigt.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Nun wird auf ein Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug nach der vorliegenden Offenbarung detaillierter Bezug genommen werden, dessen beispielhafte Ausführungsformen in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht sind. Nach Möglichkeit werden überall in den Zeichnungen und der Beschreibung die gleichen Bezugsnummern verwendet werden, um auf die gleichen oder ähnliche Teile Bezug zu nehmen.
• Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Offenbarung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf“ und/oder „aufweisend“, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder“ jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente.
• Es ist klar, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder ein anderer ähnlicher Ausdruck, der hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen enthält, wie beispielsweise Personenkraftwagen, die Geländefahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene Geschäftswagen enthalten, Wasserfahrzeuge, die eine Vielzahl von Booten und Schiffen enthalten, Luftfahrzeuge und Ähnliches, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge mit alternativen Brennstoffen enthält (z.B. Brennstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl gewonnen werden). Wie hierin bezeichnet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Leistungsquellen aufweist, wie beispielsweise sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
• Zudem ist klar, dass die nachstehenden Verfahren durch zumindest eine Steuerung ausgeführt werden können, die zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem Kraftfahrzeug geeignet ist. Der Ausdruck „Steuerung“ bezieht sich auf eine Hardwarevorrichtung, die einen Speicher und/oder einen Prozessor enthalten kann. Der Speicher kann zum Speichern von Programmbefehlen vorgesehen sein und der Prozessor kann zum Ausführen der Programmbefehle konfiguriert sein, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
• Die vorliegende Offenbarung soll verhindern, dass ein motorgetriebenes Fahrzeug auf einer Abwärtsneigung übermäßig beschleunigt. Das Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält Folgendes: den Gefälleberechnungsschritt S100 zum Berechnen eines Gefälles einer Straße; den Zeitkonstantenberechnungsschritt S200 zum Berechnen einer Filter-Zeitkonstante unter Verwendung des Gefälles, eines voreingestellten grundlegenden Kriechdrehmoments, einer festgelegten Geschwindigkeit und eines Kompensationskoeffizienten des grundlegenden Kriechdrehmoments, der der festgelegten Geschwindigkeit entspricht; und den variablen Steuerschritt S300 zum Anwenden der berechneten Zeitkonstante auf ein Filter, Eingeben des grundlegenden Kriechdrehmoments in das Filter und Steuern eines Motors basierend auf einem Drehmomentwert, der von dem Filter als Anforderungsdrehmoment ausgegeben wird.
• Im Allgemeinen sorgt ein motorgetriebenes Fahrzeug für Sicherheit auf einer Aufwärtsneigung oder Ähnlichem durch Ausgeben eines künstlichen Kriechdrehmomentes von einem Motor. Wenn das Kriechdrehmoment gleichmäßig verarbeitet und ausgegeben wird, kann jedoch im Vergleich zu Fahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor der verwandten Technik eine unkomfortable Betätigung auftreten.
• Daher wird zunächst das Gefälle der Straße berechnet. Das Gefälle kann unter Verwendung eines Höhenwertes von beispielsweise einem G-Sensor oder einem Präzisionskennfeld berechnet werden.
• Das grundlegende Kriechdrehmoment wird abgeleitet und der Motor wird basierend auf dem grundlegenden Kriechdrehmoment auf einem Flachland angesteuert. Auf einer Abwärtsneigung wird der Motor durch Modifizieren des grundlegenden Kriechdrehmoments gesteuert.
• Der Motor wird durch Variieren der Graphenform des grundlegenden Kriechdrehmoments basierend auf dem berechneten Gefälle gesteuert. Hierfür wird eine Filter-Zeitkonstante unter Verwendung des Gefälles, eines voreingestellten grundlegenden Kriechdrehmoments, einer festgelegten Geschwindigkeit und eines Kompensationskoeffizienten des grundlegenden Kriechdrehmoments, der der festgelegten Geschwindigkeit entspricht, berechnet.
• Die berechnete Zeitkonstante wird auf das Filter angewandt, das grundlegende Kriechdrehmoment wird in das Filter eingegeben und der Motor wird unter Verwendung eines Drehmomentwertes gesteuert, der von dem Filter als Anforderungsdrehmoment ausgegeben wird, wodurch der Grad der Empfindlichkeit, mit der sich das grundlegende Kriechdrehmoment einem Soll-Wert nähert, abhängig von der Situation des Gefälles angepasst werden kann.
• Wie in 2 gezeigt, kann insbesondere die Situation, in der sich das Fahrzeug auf einer Abwärtsneigung befindet, durch die Gleichung 1 unten modelliert werden: $$\begin{array}{l}M\ddot{x}=\Sigma F=-Mgsin\theta +T\frac{GR}{R_{tire}}\\ \ddot{x}=\frac{1}{M}\left(-Mgsin\theta +AT\right)\left(\leftarrow A=\raisebox{1ex}{$GR$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$R_{tire}$}\right.\right)\end{array}$$

  

  $$\begin{array}{l}\cong \frac{1}{M}\left(-Mg\theta +AT\right)\left(\leftarrow sin\left(x\right)\cong x\right)\\ T\cong \frac{M}{A}\left(\ddot{x}+g\theta \right)\end{array}$$

  

  wobei A ein Übersetzungsverhältnis dividiert durch den Radius eines Reifens (GR/R_tire), T ein grundlegendes Kriechdrehmoment, M die Masse eines Fahrzeugs, g die Schwerkraftbeschleunigung und θ ein Gefälle ist.
• 6 ist ein Blockdiagramm, das das Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Nach der vorliegenden Offenbarung wird das Gefälle θ berechnet und anschließend qualifiziert bzw. näher bestimmt (qualified) (z.B. unter Verwendung eines Schätzungsmodells) und eine Zeitkonstante k wird von dem qualifizierten Wert des Gefälles erzeugt. Die Zeitkonstante k wird dann auf das Filter F(s) angewandt und ein Produkt von dem grundlegenden Kriechdrehmoment T und A=GR/R_tire, d.h. das Übersetzungsverhältnis geteilt durch den Radius eines Reifens, wird auf das Filter angewandt, wobei dadurch eine erforderte Steigfähigkeit erzeugt wird.
• Zudem wird die endgültige Steigfähigkeit durch Entfernen der Schwerkraft von der erforderten Steigfähigkeit erzeugt und eine Motorsteuerung kann den Motor basierend auf der endgültigen Steigfähigkeit steuern. Zur Erwähnung wird ein Antriebsdrehmoment, das für den Motor erfordert wird, durch Dividieren der endgültigen Steigfähigkeit durch A=GR/R_tire, d.h. das Übersetzungsverhältnis geteilt durch den Radius eines Reifens, berechnet. Es ist möglich eine Drehmomentsteuerung über den Motor basierend auf dem Antriebsdrehmoment durchzuführen.
• Die Modellierung der Bergabfahrt eines Fahrzeugs, die in 8 gezeigt ist, wird durch die Formel 2 unten zum Ausdruck gebracht: $$\begin{array}{l}\ddot{X}\left(s\right)=\frac{1}{M}\left\{-Mg\theta \left(s\right)+\left(\frac{A}{ks+1}\right)T\left(s\right)\right\}=-\frac{g\theta }{s}+\left(\frac{A}{ks+1}\right)\frac{T}{s}\\ \dot{x}\left(t\right)=-g\theta t+\frac{AT}{M}t+\frac{ATk}{M}{e}^{-\frac{t}{k}}-\frac{ATk}{M}\left\{\leftarrow \dot{x}\left(0\right)=0\right\}\end{array}$$

  
• Wenn dieselbe einer inversen Laplace-Transformation in einem Zeitbereich unterliegt, wird dieselbe wie in dem unteren Teil zum Ausdruck gebracht.
• Wie in 3 gezeigt, wird das Profil einer beabsichtigten Soll-Beschleunigung durch Modifizieren des Profils einer Soll-Beschleunigung auf der Abwärtsneigung wie in 3 erzeugt. Das Beschleunigungsprofil wird auf $T\cong \frac{M}{A}\left(\ddot{x}+g\theta \right)$

  

  in Formel 1 angewandt, wobei dadurch das Profil eines maximalen Kriechdrehmoments erzeugt wird, wie in 4 gezeigt. Dies wird als ein grundlegendes Kriechdrehmoment bezeichnet.
• Wenn die Formel 2 durch Fourier-Reihenentwicklung linearisiert wird, kann dieselbe wie in Formel 3 unten zum Ausdruck gebracht werden: $$\begin{array}{l}\dot{x}\left(t\right)=-g\theta t+\frac{AT}{M}t+\frac{AT}{M}{e}^{-\frac{t}{k}}-\frac{ATk}{M}\\ \cong -g\theta t+\frac{AT}{M}t+\left(\frac{ATk}{M}-\frac{AT}{M}t+\frac{AT}{2Mk}{t}^2\right)-\frac{ATk}{M}\\ \cong -g\theta t+\frac{AT}{2Mk}{t}^2\end{array}$$

  
• In Formel 3 oben wird, wenn vorausgesetzt wird, dass die Geschwindigkeit eine festgelegte Geschwindigkeit V_n zu einem Zeitpunkt t_n erreicht, die Formel 3 als Formel 4 unten angesetzt: $$\begin{array}{l}\dot{x}\left(t_n\right)\cong -g\theta t_n+\frac{AT}{2Mk}{t}_{n}2=v_n\\ \Rightarrow t_n=\frac{g\theta +\sqrt{{\left(g\theta \right)}^2+\frac{2AT}{Mk}{v}_n}}{\frac{AT}{Mk}}\end{array}$$

  
• Wenn vorausgesetzt wird, dass sich das Kriechdrehmoment einem beabsichtigten Drehmoment γT zu dem Zeitpunkt t_n nähern soll, wenn die Geschwindigkeit die festgelegte Geschwindigkeit V_n erreicht, ist es möglich das Ergebnis der Formel 4 auf ein Kriechdrehmoment-Modell der Formel 5 anzuwenden, wobei dadurch die Formel 6 erzeugt wird: $$T\left(t\right)=T-T{e}^{-\frac{t}{k}}$$

  

  $$T\left(t\right)=T-T{e}^{-\frac{t}{k}}$$

  

  wobei k eine Zeitkonstante, v_n eine festgelegte Geschwindigkeit, A GR/R_tire, d.h. ein Übersetzungsverhältnis geteilt durch den Radius eines Reifens, T ein grundlegendes Kriechdrehmoment, M die Masse eines Fahrzeugs, γ ein Korrekturfaktor für das grundlegende Kriechdrehmoment, g die Schwerkraftbeschleunigung und θ ein Gefälle (d.h. eine negative Zahl) ist.
• Beim Steuern des beabsichtigten Kriechdrehmoments, um sich γT zu nähern, was γ mal das maximale Kriechdrehmoment (d.h. grundlegendes Kriechdrehmoment) ist, zu dem Zeitpunkt, wenn die Geschwindigkeit die festgelegte Soll-Geschwindigkeit erreicht, muss die Zeitkonstante des Filters zu diesem Zweck wie in Formel 6 oben gesteuert werden.
• Das grundlegende Kriechdrehmoment wird durch Anwenden des Gefälles auf Formel 1 abgeleitet und der Korrekturfaktor γ wird gemäß der beabsichtigten festgelegten Geschwindigkeit V_n zu dem beabsichtigten Zeitpunkt t_n voreingestellt. Die Zeitkonstante wird bestimmt, wenn ein gemessener Wert des Gefälles als eine Variable darauf angewandt wird.
• Wenn das beabsichtigte Kriechdrehmoment zu dem Zeitpunkt t_n gleich oder größer als αT ist, muss die Zeitkonstante kleiner als die maximale Zeitkonstante sein, die durch die Formel 7 unten berechnet wird: $$k\le 2v_n{\left[\frac{AT}{M}{\left\{ln\left(1-\alpha \right)\right\}}^2+2g\theta ln\left(1-\alpha \right)\right]}^{-1}$$

  

  wobei k eine Zeitkonstante, v_n eine festgelegte Geschwindigkeit, A GR/R_tire, d.h. ein Übersetzungsverhältnis geteilt durch den Radius eines Reifens, T ein grundlegendes Kriechdrehmoment, M die Masse eines Fahrzeugs, α ein Korrekturfaktor für das grundlegende Kriechdrehmoment, g die Schwerkraftbeschleunigung und θ ein Gefälle (d.h. eine negative Zahl) ist.
• Wenn das beabsichtigte Kriechdrehmoment zu einem Zeitpunkt t_n gleich oder kleiner als βT ist, muss die Zeitkonstante größer als die minimale Zeitkonstante sein, die durch die Formel 8 unten berechnet wird: $$k\ge 2v_n{\left[\frac{AT}{M}{\left\{ln\left(1-\beta \right)\right\}}^2+2g\theta ln\left(1-\beta \right)\right]}^{-1}$$

  

  wobei k eine Zeitkonstante, v_n eine festgelegte Geschwindigkeit, A GR/R_tire, d.h. ein Übersetzungsverhältnis geteilt durch den Radius eines Reifens, T ein grundlegendes Kriechdrehmoment, M die Masse eines Fahrzeugs, β ein Korrekturfaktor für das grundlegende Kriechdrehmoment, g die Schwerkraftbeschleunigung und θ ein Gefälle (d.h. eine negative Zahl) ist.
• Die Zeitkonstante wird zwischen den maximalen und minimalen Werten der Zeitkonstante, d.h. zwischen der k-Kurve durch α und der k-Kurve durch β in dem Graph der 5, ausgewählt und der Korrekturfaktor γ, der oben erörtert wurde, kann als ein angemessener Zwischenwert verwendet werden.
• In der Zwischenzeit kann der variable Steuerschritt S300 die berechnete Zeitkonstante auf das Filter anwenden, die grundlegende Steigfähigkeit durch Multiplizieren des grundlegenden Kriechdrehmoments mit dem Übersetzungsverhältnis geteilt durch den Radius eines Reifens erzeugen, die grundlegende Steigfähigkeit in das Filter eingeben und den Motor basierend auf der erforderten Steigfähigkeit, die von dem Filter ausgegeben wird, steuern. Der variable Steuerschritt kann auch die endgültige Steigfähigkeit durch Entfernen der Schwerkraft von der erforderten Steigfähigkeit erzeugen und anschließend den Motor basierend auf der endgültigen Steigfähigkeit steuern. Zudem kann die Schwerkraft durch Multiplizieren der Masse des Fahrzeugs, der Schwerkraftbeschleunigung und des Gefälles berechnet werden. Eine Übertragungsfunktion F(s) des Filters kann durch die Formel 9 unten zum Ausdruck gebracht werden: $$F\left(s\right)=\frac{1}{k.s+1}$$

  
• 7 zeigt Graphen, die die Effekte des Verfahrens zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vergleichen. Es wird eingesehen, dass, wenn die Zeitkonstante des Kriechdrehmoments gemäß dem Gefälle verändert wird, der maximale Wert des Motordrehmoments (z.B. Drehmomentbefehl) abnimmt und die Anstiegsrate verlangsamt wird. Es wird auch eingesehen, dass die Spitze der Beschleunigung abnimmt und die endgültige Lastenergie verringert wird.
• Nach dem Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug, das oben dargelegt ist, ist es möglich ein optimales Kriechdrehmoment zu erzeugen, da die Zeitkonstante gemäß dem Gradienten variiert, und dadurch den Fahrkomfort und die Sicherheit zu erhöhen. Es ich auch möglich eine übermäßige Beschleunigung auf einer Abwärtsneigung zu verhindern, wobei dadurch die Brennstoffeffizienz verbessert wird.
• Zwar wurden die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu veranschaulichenden Zwecken beschrieben, aber jemand mit technischen Fähigkeiten wird einsehen, dass verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind ohne von dem Bereich und Wesen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, die in den beiliegenden Ansprüchen offenbart sind.

Claims (9)

1. Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug, aufweisend: Berechnen eines Gefälles einer Straße; Berechnen einer Filter-Zeitkonstante unter Verwendung des Gefälles und eines vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments; und einen variablen Steuerschritt zum Anwenden der berechneten Filter-Zeitkonstante auf ein Filter, Eingeben des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments in das Filter und Steuern eines Motors basierend auf einem Drehmomentwert, der von dem Filter als Anforderungsdrehmoment ausgegeben wird; wobei der variable Steuerschritt Folgendes aufweist: Anwenden der berechneten Filter-Zeitkonstante auf das Filter; Erzeugen einer grundlegenden Steigfähigkeit durch Multiplizieren des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments mit einem Übersetzungsverhältnis geteilt durch einen Radius eines Reifens; Eingeben der grundlegenden Steigfähigkeit in das Filter; und Steuern des Motors basierend auf der erforderten Steigfähigkeit, die von dem Filter ausgegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Filter-Zeitkonstante unter Verwendung des Gefälles, des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments, einer festgelegten Geschwindigkeit und eines Kompensationskoeffizienten des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments, der der festgelegten Geschwindigkeit entspricht, berechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Filter-Zeitkonstante kleiner als eine maximale Zeitkonstante ist, die durch die folgende Formel berechnet wird: $$k\le 2v_n{\left[\frac{AT}{M}{\left\{ln\left(1-\alpha \right)\right\}}^2+2g\theta ln\left(1-\alpha \right)\right]}^{-1},$$

   

   wobei k die Filter-Zeitkonstante, v_n die festgelegte Geschwindigkeit, A ein Übersetzungsverhältnis geteilt durch einen Radius eines Reifens, T das vorbestimmte grundlegende Kriechdrehmoment, M eine Masse eines Fahrzeugs, α ein Korrekturfaktor für das vorbestimmte grundlegende Kriechdrehmoment, g eine Schwerkraftbeschleunigung und θ das Gefälle ist, das eine negative Zahl ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Filter-Zeitkonstante größer als eine minimale Zeitkonstante ist, die durch die folgende Formel berechnet wird: $$k\ge 2v_n{\left[\frac{AT}{M}{\left\{ln\left(1-\beta \right)\right\}}^2+2g\theta ln\left(1-\beta \right)\right]}^{-1},$$

   

   wobei k die Filter-Zeitkonstante, v_n die festgelegte Geschwindigkeit, A ein Übersetzungsverhältnis geteilt durch einen Radius eines Reifens, T das vorbestimmte grundlegende Kriechdrehmoment, M eine Masse eines Fahrzeugs, β ein Korrekturfaktor für das vorbestimmte grundlegende Kriechdrehmoment, g eine Schwerkraftbeschleunigung und θ das Gefälle ist, das eine negative Zahl ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der variable Steuerschritt Folgendes aufweist: Erzeugen einer endgültigen Steigfähigkeit durch Entfernen einer Schwerkraft von der erforderten Steigfähigkeit; und Steuern des Motors basierend auf der endgültigen Steigfähigkeit.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Schwerkraft durch Multiplizieren einer Masse eines Fahrzeugs, einer Schwerkraftbeschleunigung und des Gefälles berechnet wird.
7. Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug, aufweisend: Berechnen eines Gefälles einer Straße; Berechnen einer Filter-Zeitkonstante unter Verwendung des Gefälles und eines vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments; und einen variablen Steuerschritt zum Anwenden der berechneten Filter-Zeitkonstante auf ein Filter, Eingeben des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments in das Filter und Steuern eines Motors basierend auf einem Drehmomentwert, der von dem Filter als Anforderungsdrehmoment ausgegeben wird, wobei das Filter durch die folgende Formel zum Ausdruck gebracht wird: $$F\left(s\right)=\frac{1}{k.s+1},$$

   

   wobei k die Filter-Zeitkonstante ist.
8. Verfahren zum Steuern eines Kriechdrehmoments in einem motorgetriebenen Fahrzeug, aufweisend: Berechnen eines Gefälles einer Straße; Berechnen einer Filter-Zeitkonstante unter Verwendung des Gefälles und eines vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments; und einen variablen Steuerschritt zum Anwenden der berechneten Filter-Zeitkonstante auf ein Filter, Eingeben des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments in das Filter und Steuern eines Motors basierend auf einem Drehmomentwert, der von dem Filter als Anforderungsdrehmoment ausgegeben wird, wobei das Berechnen der Filter-Zeitkonstante das Festlegen des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments als Profil eines maximalen Kriechdrehmoments aufweist, das durch die folgende Formel abgeleitet wird: $$T\cong \frac{M}{A}\left(\ddot{x}+g\theta \right),$$

   

   wobei T das vorbestimmte grundlegende Kriechdrehmoment, M eine Masse eines Fahrzeugs, A ein Übersetzungsverhältnis geteilt durch einen Radius eines Reifens, g eine Schwerkraftbeschleunigung, θ das Gefälle, das eine negative Zahl ist, und x̅ eine Beschleunigung eines Fahrzeugs ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei ein Beschleunigungsprofil des vorbestimmten grundlegenden Kriechdrehmoments ein Soll-Beschleunigungsprofil auf einem vorbestimmten Gefälle ist.

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