DE102015109461B4

DE102015109461B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE102015109461B4
Application number: DE102015109461.4A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi IENAGA
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2017-05-04
Anticipated expiration: 2035-06-16
Also published as: CN105291883A; JP5898724B2; US9376112B2; CN105291883B; DE102015109461A1; US20150360693A1; JP2016005328A

Abstract

Fahrzeugsteuerungsvorrichtung, die Folgendes aufweist: – mindestens eine Antriebseinheit (300, 302), die über eine Antriebswelle (400, 402) einen zugeordneten Reifen (102 bis 108) antreibt; – ein Referenzdrehzahl-Berechnungsmodul (260), das einen Torsionsbetrag der Antriebswelle (400, 402) berechnet auf der Basis eines angeforderten Drehmoments, und eine Referenzdrehzahl ausgibt zur Schlupfbestimmung, wobei die Referenzdrehzahl erhalten wird durch Addieren des Torsionsbetrags zu einer Drehzahl der Antriebseinheit (300, 302), wobei die Drehzahl einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V) entspricht; – mindestens eine Schlupfbestimmungsvorrichtung (272), die die Drehzahl der Antriebseinheit (300, 302) mit der Referenzdrehzahl vergleicht, um zu bestimmen, ob ein Reifenschlupf vorliegt oder nicht; und – ein Drehzahl-Steuermodul (270), das die Drehzahl der Antriebseinheit (300, 302) steuert auf der Basis einer Solldrehzahl, wenn die Schlupfbestimmungsvorrichtung (272) bestimmt, dass Reifenschlupf vorliegt, und die Drehzahl des Reifens steuert auf der Basis der Solldrehzahl, wenn ein Reifenschlupf unter Kontrolle kommt.

Description

HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung von Fahrzeugen, insbesondere von Kraftfahrzeugen.
2. Stand der Technik
In der japanischen ungeprüften Patentanmeldungs-Veröffentlichung JP 2012-029 473 A wird beispielsweise eine konventionelle Technologie beschrieben, in welcher ein Schlupf von Antriebsreifen bestimmt wird auf der Basis eines Vergleichs eines Werts, der einer geschätzten Motordrehzahl entspricht, mit einem Wert, der der tatsächlichen Motordrehzahl entspricht, wobei die geschätzte Motordrehzahl bestimmt wird durch eine Übertragungscharakteristik zwischen dem Drehmoment eines Motors und der Motordrehzahl auf der Basis der Torsionssteifigkeit eines Antriebssystems.
Es ist gewünscht, einen Reifenschlupf so schnell wie möglich zu unterdrücken, welcher dann auftritt, wenn ein Fahrzeug anfährt oder mit einer sehr geringen Geschwindigkeit fährt. Es ist allerdings schwierig, einen Schlupf zu unterdrücken, wenn Antriebseinheiten, wie etwa Motoren, dazu ausgelegt sind, über Antriebswellen mit zugeordneten Reifen (Rädern) verbunden zu werden, da eine Feedback-Steuerung über die Antriebseinheiten basierend auf einer Reifendrehzahl, die von einem Sensor erhalten wird, eine Zeitverzögerung bei der Bestimmung erhöht aufgrund der Trennung der Reifen von den Antriebseinheiten. Während dieser Zeitverzögerung erhöht sich die Reifendrehzahl.
Dabei kann eine Feedback-Steuerung über die Antriebseinheiten, basierend auf der Drehzahl der Antriebseinheit, die von einem Sensor erhalten wird, zuverlässig eine Zeitverzögerung verringern. Allerdings kann unglücklicherweise eine Torsionsvibration der Antriebswellen die Steuerbarkeit verschlechtern, da die Antriebswellen zwischen den Antriebseinheiten und den Reifen installiert sind.
Die Technologie, die in der JP 2012 029 473 A beschrieben ist, bestimmt einen Schlupf von Antriebsreifen auf der Basis eines Vergleichs eines Werts, der einer geschätzten Motordrehzahl entspricht, mit einem Wert, der der tatsächlichen Motordrehzahl entspricht, wobei die geschätzte Motordrehzahl auf der Torsionssteifigkeit eines Antriebssystems basiert.
Allerdings erhöht die Steuerung, basierend auf einer Reifendrehzahl, nach der Bestimmung eines Schlupfs die Reifendrehzahl während einer Zeitverzögerung, wie oben beschrieben, so dass es schwierig ist, einen Schlupf zu unterdrücken. Wenn die Steuerung, basierend auf einer Motordrehzahl, nach der Bestimmung eines Schlupfs fortgesetzt wird, verschlechtert die Torsionsvibration von Antriebswellen, wie oben beschrieben, unglücklicherweise die Steuerbarkeit.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf diese Nachteile konzipiert, und die vorliegende Erfindung gibt eine neue und verbesserte Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung von Fahrzeugen an, mit denen es möglich ist, unverzüglich den Schlupf eines Reifens beim Antreiben des Reifens über eine Antriebswelle bestimmen, den Schlupf zu unterdrücken, und zu verhindern, dass eine Torsionsvibration der Antriebswelle die Steuerbarkeit reduziert.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung angegeben, die Folgendes aufweist:

– mindestens eine Antriebseinheit, die über eine Antriebswelle einen zugeordneten Reifen antreibt;
– ein Referenzdrehzahl-Berechnungsmodul, das einen Torsionsbetrag der Antriebswelle berechnet auf der Basis eines angeforderten Drehmoments, und eine Referenzdrehzahl ausgibt zur Schlupfbestimmung, wobei die Referenzdrehzahl durch Addieren des Torsionsbetrags zu einer Drehzahl der Antriebseinheit erhalten wird, wobei die Drehzahl einer Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht;
– mindestens eine Schlupfbestimmungsvorrichtung, die die Drehzahl der Antriebseinheit mit der Referenzdrehzahl vergleicht, um zu bestimmen, ob ein Reifenschlupf vorliegt oder nicht; und
– ein Drehzahl-Steuermodul, das die Drehzahl der Antriebseinheit steuert auf der Basis einer Solldrehzahl, wenn die Schlupfbestimmungsvorrichtung bestimmt, dass Reifenschlupf vorliegt, und eine Drehzahl des Reifens steuert auf der Basis der Solldrehzahl, wenn ein Reifenschlupf unter Kontrolle kommt.

Die Schlupfbestimmungsvorrichtung kann bestimmen, dass Reifenschlupf vorliegt auf der Basis eines Vergleichs einer Differenz zwischen der Drehzahl der Antriebseinheit und der Referenzdrehzahl mit einem vorbestimmten Schwellwert.
Das Drehzahl-Steuermodul kann bestimmen, dass der Reifenschlupf unter Kontrolle kommt auf der Basis eines Vergleichs einer Differenz zwischen der Drehzahl der Antriebseinheit und der Solldrehzahl mit einem vorbestimmten Schwellwert.
Wenn bestimmt wird, dass Reifenschlupf vorliegt auf der Basis eines Vergleichs der Drehzahl der Antriebseinheit mit der Referenzdrehzahl, die erhalten wird durch Addieren des Torsionsbetrags der Antriebseinheit zu der Drehzahl der Antriebseinheit, die der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, kann das Referenzdrehzahl-Berechnungsmodul die Drehzahl der Antriebseinheit, die der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, ausgeben als die Referenzdrehzahl.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugsteuerungsverfahren angegeben, das Folgendes aufweist.

– Berechnen eines Torsionsbetrags einer Antriebswelle auf der Basis eines angeforderten Drehmoments, und Addieren des Torsionsbetrags zu einer Drehzahl von mindestens einer Antriebseinheit, um eine Referenzdrehzahl zur Schlupfbestimmung zu berechnen, wobei die Antriebswelle eine Antriebskraft der Antriebseinheit zu einem zugeordneten Reifen überträgt, wobei die Drehzahl einer Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht;
– Vergleichen der Drehzahl der Antriebseinheit mit der Referenzdrehzahl, um zu bestimmen, ob ein Reifenschlupf vorliegt oder nicht;
– Steuern der Drehzahl der Antriebseinheit auf der Basis einer Solldrehzahl, wenn bestimmt wird, dass Reifenschlupf vorliegt;
– Bestimmen, ob ein Reifenschlupf unter Kontrolle kommt oder nicht, auf der Basis einer Differenz zwischen der Drehzahl der Antriebseinheit und der Solldrehzahl; und
– Steuern einer Drehzahl des Reifens auf der Basis der Solldrehzahl, wenn bestimmt wird, dass der Reifenschlupf unter Kontrolle kommt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Ausgestaltung eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein schematisches Diagramm, das eine Ausgestaltung einer Fahrzeugsteuerungsvorrichtung zeigt;
3 ist ein schematisches Diagramm, das eine Ausgestaltung eines Referenzdrehzahl-Berechnungsmoduls zeigt;
4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Bewegungsmodell eines Fahrzeugs zeigt;
5 ist ein Kennfeld, das einen Vergleich einer Feedback-Steuerung (durchgezogene Linie) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Feedback-Steuerung (gestrichelte Linie) allein mit der Reifendrehzahl zeigt;
6 ist ein Kennfeld, das im Detail das Verhalten der Drehzahl und der Feedback-Steuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 5 dargestellt, zeigt;
7 ist ein Kennfeld, das einen Zusammenhang zwischen einer Referenzdrehzahl Nm' und einem Korrekturbetrag (integrierter Wert I), der einem Torsionsbetrag eine Antriebswelle entspricht, zeigt; und
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess zeigt, der von der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die angefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass in dieser Beschreibung und in den angefügten Zeichnungen strukturelle Elemente, die im Wesentlichen die gleiche Funktion und Struktur aufweisen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und eine wiederholte Beschreibung dieser strukturellen Elemente ausgelassen wird.
Zuerst wird, unter Bezugnahme auf 1, eine Ausgestaltung eines Fahrzeugs 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist ein schematisches Diagramm, das die Ausgestaltung des Fahrzeugs 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 1 dargestellt, weist das Fahrzeug 100 folgendes auf: Vier Reifen (Räder) 102, 104, 106 und 108; eine Fahrzeugsteuerungsvorrichtung (Steuerung) 200; zwei Motoren (Antriebseinheiten) 300 und 302, die die Umdrehung der zugeordneten Hinterreifen 106 und 108 steuern; Antriebswellen 400 und 402, die die zugeordneten Motoren 300 und 302 mit den zugeordneten Reifen 106 und 108 verbinden; Reifendrehzahlsensoren 500 und 502, die die Reifengeschwindigkeit bzw. Reifendrehzahl der zugeordneten Hinterreifen 106 und 108 aus ihrer Umdrehung messen; Motordrehzahlsensoren 600 und 602, die die Drehzahl der zugeordneten Motoren 300 und 302 messen, und einen Beschleunigungssensor 700.
Ferner entsprechen die Motoren 300 und 302 der „Antriebseinheit” in den beigefügten Ansprüchen der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 100 ist als Elektro-Fahrzeug ausgelegt, dass den linken und rechten Antriebshinterreifen (Reifen 106 und 108) unabhängig antreibt.
2 ist ein schematisches Diagramm, das eine Ausgestaltung einer Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 200 zeigt. Wie in 2 dargestellt, weist die Fahrzeugsteuerungsvorrichtung 200 Folgendes auf: ein Solldrehzahl-Bestimmungsmodul 210; ein Bestimmungsmodul 220 für ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment; ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Bestimmungsmodul 230; ein Motordrehzahl-Bestimmungsmodul 240; ein Reifendrehzahl-Bestimmungsmodul 250; ein Referenzdrehzahl-Berechnungsmodul 260; und ein Drehzahl-Steuermodul 270.
Das Solldrehzahl-Erfassungsmodul erfasst die Solldrehzahl Ntgt. Die Soll-drehzahl Ntgt wird erhalten durch Umwandlung eines geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeitswerts V', der als Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 verwendet wird, in die Drehzahl der Antriebswellen des Motors 300 und 302, und ferner durch die Addition eines Schlupfverhältnisses.
Eine Position einer Beschleunigungsvorrichtung, eine Gierrate des Fahrzeugs 100, und der Wert eines Lenkwinkels werden zur Berechnung der Solldrehzahl Ntgt herangezogen. Das Erfassungsmodul 220 für ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment erfasst ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment Td aus der Position eines Gaspedals. Das Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsmodul 230 erfasst einen Wert Nv', der durch Umwandlung der Fahrzeuggeschwindigkeit in die Drehzahl der Antriebswellen des Motors 300 und 302 erhalten wird.
Das Motordrehzahl-Erfassungsmodul 240 erfasst eine Motordrehzahl Nm, die von den Motordrehzahlsensoren 600 und 602 detektiert wird. Das Reifendrehzahl-Erfassungsmodul 250 erfasst einen Wert Nt', der durch Umwandlung der Reifendrehzahl in die Drehzahl der Antriebswellen der Motoren 300 und 302 auf der Basis der Drehzahl der Reifen 106 und 108, die von den Reifendrehzahlsensoren 500 und 502 detektiert wird, erhalten wird.
Das Drehzahl-Steuermodul 270 weist eine Schlupfbestimmungsvorrichtung 272 auf. Wenn ein Schlupf bestimmt wird, führt das Drehzahl-Steuermodul 270 eine Feedback-Steuerung über die Drehzahl der Motoren 300 und 302 auf der Basis der Solldrehzahl Ntgt durch. Umgekehrt führt das Drehzahl-Erfassungsmodul 270 eine Feedback-Steuerung über die Reifendrehzahl Nt' auf der Basis der Solldrehzahl Ntgt durch, wenn kein Schlupf bestimmt wird.
Auf diese Weise wird eine Feedback-Steuerung ausgeführt durch das Umschalten von Sensorwerten, die für einen Feedback verwendet werden, zwischen den Motordrehzahlsensoren 600 und 602, und den Reifendrehzahlsensoren 500 und 502, welche die Reifengeschwindigkeit detektieren, in Übereinstimmung mit dem Resultat der Schlupfbestimmung der vorliegenden Ausführungsform.
Diese Arten der Steuerung werden durchgeführt auf der Basis eines Wertes, der erhalten wird durch Umwandeln der Reifengeschwindigkeit und der Fahrzeuggeschwindigkeit in die Drehzahl der Antriebswellen des Motors 300 und 302 der vorliegenden Ausführungsform. Das Drehzahl-Steuermodul 270 führt die Feedback-Steuerung durch, die die Funktionen hat, einen Schlupf zu unterdrücken, einer Solldrehzahl (einem Sollschlupfverhältnis) zu folgen, und sich von einem Abfall des Drehmoments zu erholen.
Das Referenzdrehzahl-Berechnungsmodul 260 berechnet eine Referenzdrehzahl Nm', die ein Kriterium zur Bestimmung von Schlupf ist. 3 ist ein schematisches Diagramm, das die Ausgestaltung des Referenzdrehzahl-Berechnungsmoduls 260 zeigt. Das Referenzdrehzahl-Berechnungsmodul 260 weist Folgendes auf: einen Motordrehbeschleunigungsrechner 261; einen Reifendrehbeschleunigungsrechner 262; ein Subtrahierer 263; einen Integrator 264; einen Addierer-Subtrahierer 265; eine Schlupfbestimmungsvorrichtung 266; und einen Addierer 267. Das Referenzdrehzahl-Berechnungsmodul 260 empfängt ein angefordertes Drehmoment Td, eine Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' und eine Motordrehzahl Nm.
Die Referenzdrehzahl Nm', berechnet durch das Referenzdrehzahl-Berechnungsmodul 260, wird erhalten durch Addition des Torsionsbetrags der Antriebswellen 400 und 402 zu der Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' an den Antriebswellen der Motoren 300 und 302. Wenn vorhergesagt wird, dass die Antriebswellen 400 und 402 einer hohen Torsion unterliegen, aufgrund von einem von dem Fahrer angeforderten Drehmoment, das zur Beschleunigung aus einer Standposition oder dergleichen erhöht wird, so wird die Referenzdrehzahl Nm', die der Motordrehzahl ohne Schlupf entspricht, aus dem angeforderten Drehmoment Td berechnet.
Die Referenzdrehzahl Nm', die auf diese Weise berechnet wird, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform verglichen mit der Motordrehzahl Nm, so dass bestimmt wird, ob die Reifen 106 und 108 Schlupf unterliegen oder nicht. Die Referenzdrehzahl Nm', die durch Addition des Torsionsbetrags der Antriebswellen 400 und 402 zu der Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' erhalten wird, entspricht der Motordrehzahl ohne Schlupf.
Demgemäß stimmt die Referenzdrehzahl Nm', wenn kein Schlupf auftritt, mit der Motordrehzahl Nm überein. Allerdings ist die Motordrehzahl Nm, wenn Schlupf vorliegt, höher als die Referenzdrehzahl Nm', da die Reifen 106 und 108 unötig rotieren.
Das Vergleichen der Referenzdrehzahl Nm' mit der Motordrehzahl Nm ermöglicht es daher, zu bestimmen, ob die Reifen 106 und 108 Schlupf unterliegen oder nicht, wenn vorhergesagt wird, dass die Antriebswellen 400 und 402 hoher Torsion unterliegen.
Das Referenzdrehzahl-Berechnungsmodul 260 berechnet den Torsionsbetrag der Antriebswellen 400 und 402 aus dem vom Fahrer angeforderten Drehmoment Td und addiert den berechneten Torsionsbetrag zu der Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' an der Motorwelle, um die Referenzdrehzahl Nm' zu berechnen. Das angeforderte Drehmoment Td ist daher ein Input für den Motordrehbeschleunigungsrechner 261 und den Reifendrehbeschleunigungsrechner 262.
4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Bewegungsmodell des Fahrzeugs 100 zeigt. Wie in 4 dargestellt, hat das Fahrzeug 101 ein Gewicht M, fährt mit der Geschwindigkeit V und der Beschleunigung α. Zu diesem Zeitpunkt werden an dem linken und rechten Reifen eine longitudinale Kraft Ft (L + R) und ein Fahrwiderstand Fr erzeugt. Sobald die Motoren 300 und 302 ein Drehmoment Tm erzeugen, erzeugen die Reifen 106 und 108 die longitudinale Reifenkraft Ft.
Die Torsionssteifigkeit der Antriebswellen 400 und 402, die Dämpfungskraft der Antriebswellen 400 und 402, und ein Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche sind entsprechend durch Kd, Kc, und γ repräsentiert. Außerdem werden das Trägheitsmoment der Motoren 300 und 302, und das Trägheitsmoment der Räder (Reifen 106 und 108) durch Jr und Jw repräsentiert.
Der Motordrehbeschleunigungsrechner 261 und der Reifendrehbeschleunigungsrechner 262 lösen simultan die folgenden Bewegungsgleichungen (1) bis (7), um eine Motordrehbeschleunigung dωm/dt und eine Reifendrehbeschleunigung dωw/dt in dem Modell gemäß 4 zu berechnen. Tm – Td/N = Jm·dωm/dt (1) Td – R·FT = Jw·dωw/dt (2) Ft – Fr = M·α (3) Td = Kd∫ωw/N – ωw)dt + Kc(ωw/N – ωw) (4) s(Reifenbremsschlupfverhältnis) = (R·ωw – V)/V(V > R·ωw) (5) s(Reifenfahrschlupfverhältnis) = (R·ωw – V)/Rω)(V ≤ R·ωw) (6) FT = μ·f(s) (f(s) ist mit einer Kennlinie oder einer Konstanten definiert) (7).
In den Gleichungen stellt die Gleichung (1) eine Bewegungsgleichung eines Motors dar; die Gleichung (2) ist eine Bewegungsgleichung eines Rades; die Gleichung (3) ist eine Bewegungsgleichung des Fahrzeugs; die Gleichung (4) ist eine Bewegungsgleichung einer Antriebswelle; die Gleichungen (5) und (6) stellen jeweils eine Bewegungsgleichung eines Reifenschlupfverhältnis dar; und die Gleichung (7) ist eine Bewegungsgleichung einer longitudinale Reifenkraft.
Die Konstanten und Variablen in den Gleichungen sind, wie nachstehend angegeben, definiert.
KONSTANTEN

Jm:

Motorträgheit

Jw:

Radträgheit

M:

Fahrzeuggewicht

N:

Untersetzungsverhältnis

Kd:

Torsionssteifigkeit der Antriebswelle

Kc:

Dämpfungskraft der Antriebswelle

R:

Reifenradius

μ:

Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche

f(s):

Kennlinie [N] des Reifen s – F

VARIABLEN

Tm:

Motordrehmoment [N·m]

Td:

Antriebswellendrehmoment [N·m]

Ft:

longitudinale Reifenkraft [N]

Fr:

Fahrwiderstand [N]

ωm:

Motordrehgeschwindigkeit [rad/s]

ωw:

Raddrehgeschwindigkeit [rad/s]

V:

Fahrzeuggeschwindigkeit [m/s]

dωm/dt:

Motordrehbeschleunigung [rad/s²]

dωw/dt:

Raddrehbeschleunigung [rad/s²]

α:

Fahrzeugbeschleunigung [m/s²]

s:

Reifenschlupfverhältnis

Auf diese Weise berechnet, unter Bezugnahme auf 3, der Motordrehbeschleunigungsrechner 261 die Motordrehbeschleunigung dωm/dt, und der Reifendrehbeschleunigungsrechner 262 berechnet die Reifendrehbeschleunigung dωw/dt. Der Subtrahierer 263 berechnet einen Wert, der durch Subtrahieren der Reifendrehbeschleunigung dωw/dt von der Motordrehbeschleunigung dωm/dt erhalten wird, und der Integrator 264 integriert das von dem Subtrahierer 263 durch Subtraktion erhaltene Ergebnis, um die Drehzahl zu erhalten.
Der integrierte Wert I, der aus der Integration durch den Integrator 264 resultiert, entspricht einer Differenz aufgrund der Torsion der Antriebswelle 400 (oder 402) zwischen der Drehzahl des Motors 300 (oder 302) und der Drehzahl des Reifens 106 (oder 108). Die Addition der Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' zu dem integrierten Wert I ermöglicht es daher, die Referenz Drehzahl Nm' basierend auf dem Torsionsbetrag der Antriebswelle zu berechnen.
Der Addierer-Subtrahierer 265 empfängt die Fahrzeuggeschwindigkeit Nv', den integrierten Wert I, und die Motordrehzahl Nm. Der Addierer-Subtrahierer 265 erhält durch Addieren der Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' zu dem integrierten Wert I die Differenz S (= Nm – Nm') zwischen der Motordrehzahl Nm und der Referenzdrehzahl Nm'. Der absolute Wert der Differenz S zwischen der Motordrehzahl Nm und der Referenzdrehzahl Nm', die durch den Addierer-Subtrahierer 265 erhalten wird, wird der Schlupfbestimmungsvorrichtung 266 zugeführt.
Die Schlupfbestimmungsvorrichtung 266 vergleicht die Differenz S zwischen der Motordrehzahl Nm und der Referenzdrehzahl Nm' mit einem vorbestimmten Schlupfbestimmungsschwellwert n1. Wenn die Differenz S zwischen der Motordrehzahl Nm und der Referenzdrehzahl Nm' größer oder gleich dem Schwellwert n1 ist, bestimmt die Schlupfbestimmungsvorrichtung 266, dass ein Schlupf vorliegt.
Wie oben beschrieben, stimmt die Motordrehzahl Nm mit der Referenzdrehzahl Nm' überein, wenn kein Schlupf vorliegt, aber die Motordrehzahl Nm differiert von der Referenzdrehzahl Nm', wenn ein Schlupf vorliegt, so dass das Vergleichen der Differenz S zwischen der Motordrehzahl Nm und der Referenzdrehzahl Nm' mit dem vorbestimmten Schlupfbestimmungsschwellwert n1 es ermöglicht, einen Schlupf zu bestimmen.
Wenn bestimmt wird, dass ein Schlupf vorliegt, gibt die Schlupfbestimmungsvorrichtung 266 den Wert „0” an den Addierer 267 aus. Hingegen gibt die Schlupfbestimmungsvorrichtung 266 den integrierten Wert I an den Addierer 267 aus, wenn bestimmt wird, dass kein Schlupf vorliegt.
Der Addierer 267 empfängt die Fahrzeuggeschwindigkeit Nv'. Wenn die Schlupfbestimmungsvorrichtung 266 einen Schlupf bestimmt, ist der Torsionsbetrag der Antriebswellen 400 und 402 gleich „0”. Entsprechend wird die Referenzdrehzahl Nm', die durch Addieren der Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' zu dem Input mit dem Wert „0” von der Schlupfbestimmungsvorrichtung 266 zu dem Addierer 267 erhalten wird, zu dem Drehzahl-Steuermodul 270 ausgegeben. In diesem Fall stimmt die Referenzdrehzahl Nm' mit der Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' überein.
Hingegen wird die Referenzdrehzahl Nm', die durch Addieren der Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' zu dem integrierten Wert I in dem Addierer 267 erhalten wird, zu dem Drehzahl-Steuermodul 270 ausgegeben, wenn die Schlupfbestimmungsvorrichtung 266 keinen Schlupf bestimmt. Wenn die Schlupfbestimmungsvorrichtung 266 einen Schlupf bestimmt, wird die Ausgabe der Referenzdrehzahl Nm' von dem Addierer 267 in die Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' korrigiert.
Auf diese Weise korrigiert das Referenzdrehzahl-Berechnungsmodul 260 die Referenzdrehzahl Nm' in die Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' und gibt die korrigierte Referenzdrehzahl Nm' zu der Drehzahl-Steuerungsvorrichtung 270 aus, wenn ein Schlupf bestimmt wird, während das Referenzdrehzahl-Berechnungsmodul 260 einen Wert als die Referenzdrehzahl Nm' ausgibt, der durch Addieren des integrierten Werts I zu der Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' erhalten wird, wenn kein Schlupf bestimmt wird.
Die Schlupfbestimmungsvorrichtung 272 des Drehzahl-Steuermodul 270 führt die gleiche Schlupfbestimmung durch auf der Basis der Ausgabe der Referenzdrehzahl Nm' des Referenzdrehzahl-Berechnungsmoduls 260.
Wenn ein Schlupf bestimmt wird, führt das Drehzahl-Steuermodul 270 eine Feedback-Steuerung durch über die Drehzahl der Motoren 300 und 302 auf der Basis der Solldrehzahl Ntgt und gibt für die Feedback-Steuerung ein Ausgabe-Drehmoment aus. Hingegen führt das Drehzahl-Steuermodul 270 eine Feedback-Steuerung über die Reifendrehzahl Nt' auf der Basis der Solldrehzahl Ntgt durch und gibt für die Feedback-Steuerung ein Ausgabe-Drehmoment aus, wenn kein Schlupf bestimmt wird.
Demgemäß nutzt die Schlupfbestimmungsvorrichtung 272 des Drehzahl-Steuermoduls 270 die eingegebene Referenzdrehzahl Nm', um das Vorliegen oder die Abwesenheit eines Schlupfs zu bestimmen in der gleichen Weise, wie die Schlupfbestimmungsvorrichtung 266 des Referenzdrehzahl-Berechnungsmoduls 260 dies tut.
Wenn die Schlupfbestimmungsvorrichtung 266 des Referenzdrehzahl-Berechnungsmoduls 260 einen Schlupf bestimmt, wird die Referenzdrehzahl Nm' zu der Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' korrigiert. Demgemäß kann ein Wert, der dem Torsionsbetrag entspricht, als „0” gesetzt werden, und eine Schlupfbestimmung kann mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden.
Die Schlupfbestimmungsvorrichtung 272 führt eine Schlupfbestimmung durch, indem sie die Differenz zwischen der Motordrehzahl Nm und der Referenzdrehzahl Nm' mit dem vorbestimmten Schlupfbestimmungsschwellwert n1 vergleicht. Wenn ein Schlupf bestimmt wird, führt das Drehzahl-Steuermodul 270 eine Feedback-Steuerung über die Motordrehzahl Nm auf der Basis der Solldrehzahl Ntgt durch.
Wenn ein Schlupf als Folge der Feedback-Steuerung über die Motordrehzahl Nm, basierend auf der Solldrehzahl Ntgt, unter Kontrolle kommt, führt das Drehzahl-Steuermodul 270 eine Feedback-Steuerung über die Reifendrehzahl Nt' auf der Basis der Solldrehzahl Ntgt durch.
Alternativ kann das Drehzahl-Steuermodul 270 ein Ergebnis einer Schlupfbestimmung von der Schlupfbestimmungsvorrichtung 266 des Referenzdrehzahl-Berechnungsmoduls 260 empfangen und eine Feedback-Steuerung über die Motordrehzahl Nm oder die Reifendrehzahl Nt' durchführen, ohne selbst eine Schlupfbestimmung durchzuführen.
Auf diese Weise wird, in dem Fall, in dem ein Schlupf bestimmt wird, eine Feedback-Steuerung über die Motordrehzahl Nm durchgeführt, und dann die Feedback-Steuerung zu einer Feedback-Steuerung über die Reifendrehzahl Nt' umgeschaltet, wenn ein Schlupf unter Kontrolle kommt, so dass es ermöglicht wird, Vibrationen aufgrund einer Torsion der Antriebswellen 400 und 402 sicher zu verhindern.
5 ist ein Kennfeld, das einen Vergleich einer Feedback-Steuerung (durchgezogene Linie) gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einer Feedback-Steuerung (gestrichelte Linie) allein mit der Reifendrehzahl zeigt, wobei die horizontale Achse die Zeit darstellt und die vertikale Achse die Reifendrehzahl darstellt. 5 zeigt eine Simulation eines Reibungskoeffizienten μ der Straßenoberfläche von 0,1 und Beschleunigung aus dem Stillstand unter Vollgas.
Unter Bezug auf 5 wird hinsichtlich der Feedback-Steuerung (durchgezogene Linie) gemäß der vorliegenden Ausführungsform, sobald ein Schlupf bestimmt wird, eine Feedback-Steuerung durchgeführt über die Motordrehzahl Nm in einer Art, dass sich die Motordrehzahl Nm der Solldrehzahl Ntgt annähert, und dann eine Feedback-Steuerung über die Reifendrehzahl Nt durchgeführt wird auf der Basis der Solldrehzahl Ntgt, wenn sich die Motordrehzahl Nm der Solldrehzahl Ntgt annähert.
Indes wird hinsichtlich der Feedback-Steuerung (gestrichelte Linie) allein mit der Reifendrehzahl, welche zum Vergleich dargestellt ist, eine Feedback-Steuerung über die Reifendrehzahl Nt' allein unter Beschleunigung bei Vollgas in einer Art durchgeführt, dass sich die Reifendrehzahl Nt' der Solldrehzahl Ntgt annähert.
Wie in 5 dargestellt, erzeugen Kennlinien, die sowohl mit der durchgezogenen Linie wie auch mit der gestrichelten Linie angedeutet werden, einen Reifenschlupf und erhöhen stark die Drehzahl, wenn die Beschleunigung unter Vollgas beginnt. Die Feedback-Steuerung (gestrichelte Linie), die allein auf der Reifendrehzahl basiert, weist allerdings – wie oben beschrieben – eine große Zeitverzögerung auf, und sorgt für eine beträchtliche Zunahme der Reifendrehzahl während der Zeitverzögerung.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Feedback-Steuerung mit der Motordrehzahl Nm durchgeführt, wenn ein Schlupf bestimmt wird, wobei diese bei der Detektion ein besseres Ansprechverhalten aufweist, wobei dargestellt wird, dass die Feedback-Steuerung (durchgezogene Linie) gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Reifendrehzahl direkt nach dem Beginn der Beschleunigung niedriger hält und einen Schlupf besser unterdrückt.
Die Feedback-Steuerung (durchgezogene Linie) gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterdrückt auch ein Schwanken der Reifendrehzahl, nachdem ein Schlupf unter Kontrolle gekommen ist.
6 ist eine Kennlinie, die im Detail das Verhalten der Drehzahl zeigt während der Feedback-Steuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die in 5 dargestellt ist. Hierbei stellt die vertikale Achse der 6 die Drehzahl dar, die in die Drehzahl an den Antriebswellen der Motoren 300 und 302 umgewandelt ist, und die horizontale Achse stellt die Zeit dar.
6 zeigt, wie die Referenzdrehzahl Nm' (Einpunkt-Kettenlinie), die Motordrehzahl Nm (gestrichelte Linie), die Solldrehzahl Ntgt (Zweipunkt-Kettenlinie), und die Reifendrehzahl Nt' (durchgezogene Linie) sich jeweils unter Beschleunigung aus einem Stillstand verändern.
Wie in 6 dargestellt, erhöht die Beschleunigung aus einem Stillstand sowohl die Motordrehzahl Nm als auch die Referenzdrehzahl Nm'. Die Motordrehzahl Nm unterscheidet sich dann bei einem Zeitpunkt t21 von der Referenzdrehzahl Nm', und die Differenz S zwischen diesen wird größer oder gleich dem vorbestimmten Schlupfbestimmungsschwellwert n1.
Hierdurch wird bestimmt, dass ein Schlupf auftritt, und eine Feedback-Steuerung wird zwischen der Solldrehzahl Ntgt und der Motordrehzahl Nm durchgeführt. Entsprechend wird die Motordrehzahl Nm derart gesteuert, dass sie zu dem Zeitpunkt t21 oder später niedrig ist in einer Weise, dass die Motordrehzahl Nm sich der Solldrehzahl Ntgt annähert, so dass ein Schlupf minimiert werden kann.
Die Motordrehzahl Nm weist eine kleinere Zeitverzögerung und ein besseres Ansprechverhalten auf, so dass es ermöglicht wird, einen Schlupf schnell zu detektieren und effektiv zu unterdrücken, und zwar direkt nachdem eine Beschleunigung beginnt. Daher – wie in 6 gezeigt – wird es ermöglicht, das Auftreten eines Schlupfs zu detektieren, sogar bevor sich die Reifendrehzahl Nt' erhöht, so dass es ermöglicht wird, einen Schlupf sicher zu unterdrücken.
Ferner wird die Motordrehzahl Nm zu einem Zeitpunkt t21 oder später in einer Weise gesteuert, dass die Motordrehzahl Nm sich der Solldrehzahl Ntgt annähert, was somit die Drehzahl der Reifendrehzahl Nt' derart steuert, dass die Drehzahl der Reifendrehzahl Nt' niedrig wird.
Danach wird, sobald eine Differenz zwischen der Motordrehzahl Nm und der Solldrehzahl Ntgt kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert n3 zu einem Zeitpunkt t22 wird, der Steuerungsbetrag der Feedback-Steuerung von der Motordrehzahl Nm zu der Reifendrehzahl Nt' umgeschaltet. Daher wird die Feedback-Steuerung über die Reifendrehzahl Nt' auf der Basis der Solldrehzahl Ntgt zu dem Zeitpunkt t22 oder später durchgeführt.
Somit wird es ermöglicht, effektiv Vibrationen aufgrund einer Torsion der Antriebswellen 400 und 402 zu unterdrücken, indem die Feedback-Steuerung über die Drehzahl der Motoren 300 und 302 mit der Reifendrehzahl Nt' über keine der Antriebswellen 400 und 402 durchgeführt wird. Es ist daher möglich, gleichzeitig das Ansprechverhalten einer Schlupfbestimmung zu verbessern, und die Stabilität bei der Unterdrückung von Vibrationen sicherzustellen.
7 ist eine Kennlinie, die ein Verhältnis zwischen der Referenzdrehzahl Nm' und dem Korrekturbetrag (integrierter Wert I), der dem Torsionsbetrag der Antriebswellen 400 und 402 entspricht, zeigt, und den Maßstab der vertikalen Achse im Vergleich mit 6 vergrößert.
Wie oben beschrieben, wird die Referenzdrehzahl Nm' erhalten durch Addieren des Korrekturbetrags (integrierter Wert I), der dem Torsionsbetrag der Antriebswellen 400 und 402 entspricht, zu der Fahrzeuggeschwindigkeit V'.
Wie in 7 dargestellt, erhöht sich der Korrekturbetrag, der dem Torsionsbetrag der Antriebswellen 400 und 402 entspricht, bei der Beschleunigung aus einem Stillstand in Übereinstimmung mit dem angeforderten Drehmoment Td, und der Torsionsbetrag verkleinert sich nach dem Erreichen eines Maximalwerts. Entsprechend erhöht sich die Referenzdrehzahl Nm' bis vor den Zeitpunkt t21 mit einer Erhöhung des Korrekturbetrags, der dem Torsionsbetrag entspricht.
Wenn ein Schlupf zu dem Zeitpunkt t21 bestimmt wird, so wird die Referenzdrehzahl Nm' gleich der Fahrzeuggeschwindigkeit V', da der Korrekturbetrag (integrierter Wert I), der dem Torsionsbetrag der Antriebswellen 400 und 402 entspricht, nicht zu der Fahrzeuggeschwindigkeit V' in der späteren Berechnung der Referenzdrehzahl Nm' addiert wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es – wie oben beschrieben – möglich, sicher einen Schlupf zu unterdrücken, indem eine Schlupfbestimmung auf der Basis eines Vergleichs zwischen der Referenzdrehzahl Nm' und der Motordrehzahl Nm vorgenommen wird, und indem eine Feedback-Steuerung mit der Motordrehzahl Nm durchgeführt wird, wenn ein Schlupf bestimmt wird.
Wenn eine Differenz zwischen der Motordrehzahl Nm und der Solldrehzahl Ntgt kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert n3 wird, kommt ein Schlupf unter Kontrolle, und die Durchführung einer Feedback-Steuerung mit der Reifendrehzahl Nt' ermöglicht es, sicher eine Verschlechterung einer Steuerbarkeit aufgrund einer Torsionsvibration der Antriebswellen 400 und 402 zu verhindern.
Als nächstes wird auf der Basis des Ablaufdiagramms der 8 ein von der Fahrzeugsteuerungsvorrichtung durchgeführter Prozess gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Zuerst wird in einem Schritt S10 eine geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V' berechnet. Die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit V' kann aus der Reifendrehgeschwindigkeit geschätzt werden, die von dem Reifendrehzahlsensor 500 bestimmt wird, kann aber auch aus der Geschwindigkeit geschätzt werden, die durch Integration der Beschleunigung des Fahrzeugs 100 erhalten wird, wenn ein Schlupf auftritt.
Die Beschleunigung des Fahrzeugs wird durch einen Detektionswert des Beschleunigungssensors 700 erhalten. Wenn das Fahrzeug 100 ein GPS aufweist, kann der geschätzte Wert auch durch einen Detektionswert des GPS korrigiert werden, um die Genauigkeit zu verbessern.
Im nächsten Schritt S12 wird die Solldrehzahl Ntgt berechnet. Wie oben beschrieben, wird die Solldrehzahl Ntgt durch Umwandlung des geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeitswerts V' in die Drehzahl der Antriebswellen der Motoren 300 und 302 erhalten, und ferner durch Addition eines Schlupfverhältnisses. Die Solldrehzahl Ntgt ist ein Sollwert für eine Steuerung der Drehzahl, die durch das Drehzahl-Steuermodul 270 durchgeführt wird.
Das Drehzahl-Steuermodul 270 führt eine Feedback-Steuerung auf der Basis der Solldrehzahl Ntgt durch. Im nächsten Schritt S14 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' an den Antriebswellen der Motoren 300 und 302 berechnet. Die Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' ist ein Wert, der durch Umwandlung des geschätzten Fahrzeuggeschwindigkeitswerts V' in die Drehzahl der Antriebswellen der Motoren 300 und 302 erhalten wird.
Im nächsten Schritt S16 wird die Motordrehzahl Nm erhalten. Im nächsten Schritt S18 wird die Reifendrehzahl Nt' berechnet. Die Reifendrehzahl Nt' wird durch Umwandlung der Reifendrehzahl, die durch den Reifendrehzahlsensor 500 detektiert wird, in die Drehzahl der Antriebswellen der Motoren 300 und 302, erhalten.
In dem Fall, in dem beispielsweise Verzögerungsmechanismen, wie etwa Getriebe zwischen den Reifen 106 und 108 und den Motoren 300 und 302 vorhanden sind, wird die Reifendrehzahl Nt' auf der Basis des Reduzierungsverhältnis berechnet.
Im nächsten Schritt S20 wird ein Änderungsbetrag ΔTd des vom Fahrer angeforderten Drehmoments Td berechnet. Der Änderungsbetrag ΔTd wird erhalten von dem Betrag der Änderung in dem angeforderten Drehmoment Td innerhalb einer vorbestimmten Zeit. Im nächsten Schritt S22 wird bestimmt, ob oder ob nicht der Änderungsbetrag ΔTd größer oder gleich einem Schwellwert Δt1 für eine Bestimmung eines starken Anstiegs des Drehmoments ist, und wenn ΔTd > Δt1 erfüllt ist, fährt der Prozess mit dem Schritt S24 fort.
Im Schritt S24 wird die Referenzdrehzahl Nm' berechnet. Wie oben beschrieben, ist die Referenzdrehzahl Nm' ein geschätzter Wert der Motordrehzahl, die auf der Basis einer Nicht-Schlupf Torsion der Antriebswellen 400 und 402 geschätzt wird, und wird berechnet durch Addieren des Torsionsbetrags (integrierter Wert I) der Antriebswellen 400 und 402 zu der Fahrzeuggeschwindigkeit Nv'.
Im nächsten Schritt S26 wird bestimmt, ob eine Differenz zwischen der Motordrehzahl Nm und der Referenzdrehzahl Nm' größer oder gleich dem vorbestimmten Schlupfbestimmungsschwellwert n1 ist oder nicht. Wenn Nm – Nm' ≥ n1 erfüllt ist, wird bestimmt, dass ein Schlupf vorliegt, und der Prozess fährt dann mit dem Schritt S28 fort. In Schritt S28 wird eine Feedback-Steuerung durchgeführt über die Motordrehzahl Nm auf der Basis der Solldrehzahl Ntgt. Indes wird der Prozess beendet (Ende), wenn Nm – Nm' < n1 im Schritt S26 erfüllt ist.
Der Prozess fährt mit dem Schritt S30 nach dem Schritt S28 fort, wenn bestimmt wird, ob oder ob nicht eine Differenz zwischen der Motordrehzahl Nm und der Solldrehzahl Ntgt kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert n3 ist. Hierbei wird der Schwellwert n3 zum Umschalten eines Steuerbetrags von der Motordrehzahl Nm zu der Reifendrehzahl Nt' verwendet.
Wenn Nm – Ntgt ≤ n3 erfüllt ist, nähert sich die Motordrehzahl Nm der Solldreh-zahl Ntgt an, und ein Schlupf sollte unter Kontrolle geraten, so dass der Prozess mit dem Schritt S32 fortfährt und eine Feedback-Steuerung über die Reifendrehzahl Nt' auf der Basis der Solldrehzahl Ntgt durchgeführt. Indes kehrt der Prozess, wenn Nm – Ntgt > n3 im Schritt S30 erfüllt ist, zu Schritt S28 zurück.
Der Prozess fährt nach dem Schritt S32 mit dem Schritt S34 fort, und es wird bestimmt, ob eine Differenz zwischen der Reifendrehzahl Nt' und der Solldrehzahl Ntgt kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert n4 ist oder nicht. Hierbei wird der Schwellwert n4 zur Bestimmung, ob ein Schlupf unter Kontrolle kommt oder nicht, verwendet.
Wenn Nt' – Ntgt ≤ n4 erfüllt ist, nähert sich die Reifendrehzahl Nt' der Solldrehzahl Ntgt an, und ein Schlupf ist vermeintlich unter Kontrolle geraten, so dass der Prozess beendet (Ende) wird. Indes kehrt der Prozess, wenn Nt' – Ntgt > n4 erfüllt ist, zum Schritt S32 zurück.
Wenn ΔTd < Δt1 im Schritt S22 erfüllt ist, fährt der Prozess mit dem Schritt S40 und folgenden fort. Wenn im Schritt S20 ΔTd < Δt1 erfüllt ist, tritt kein starker Anstieg des angeforderten Drehmoments Td auf, so dass keine Schlupfbestimmung der Motordrehzahl Nm im Schritt S40 und folgenden vorgenommen wird, aber eine Feedback-Steuerung wird mit der Reifendrehzahl Nt' durchgeführt.
Zuerst wird im Schritt S40 bestimmt, ob eine Differenz zwischen der Reifendrehzahl Nt' und der Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert n2 ist oder nicht. Hierbei wird der Schwellwert n2 zur Bestimmung eines Schlupfs verwendet auf der Basis der Reifendrehzahl Nt' und der Fahrzeuggeschwindigkeit Nv'.
Wenn Nt' – Nv' ≥ n2 erfüllt ist, fährt der Prozess mit dem Schritt S42 fort, und eine Feedback-Steuerung wird über die Reifendrehzahl Nt' auf der Basis der Solldrehzahl Ntgt durchgeführt. Indes, wenn Nt' – Nv' < n2 erfüllt ist, wird der Prozess beendet, da die Reifendrehzahl Nt' sich der Fahrzeuggeschwindigkeit Nv' angenähert hat.
Der Prozess fährt nach dem Schritt S42 mit dem Schritt S44 fort. Im Schritt S44 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen der Reifendrehzahl Nt' und der Solldrehzahl Ntgt kleiner oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert n4 ist oder nicht. Wenn Nt' – Ntgt ≤ n4 erfüllt ist, wird der Prozess beendet. Indes kehrt der Prozess, wenn Nt' – Ntgt > n4 erfüllt ist, zum Schritt S42 zurück.
Gemäß dem Prozess der 8 wie oben beschrieben, wird ein Schlupf bestimmt und eine Feedback-Steuerung mit der Motordrehzahl Nm durchgeführt, wenn die Differenz zwischen der Motordrehzahl Nm und Referenzdrehzahl Nm' größer oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert n1 ist. Entsprechend ist es möglich, einen Schlupf in einem frühen Stadium der Beschleunigung sicher zu unterdrücken.
Wenn die Differenz zwischen der Motordrehzahl Nm und der Solldrehzahl Ntgt kleiner oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert n3 wird als Folge der Feedback-Steuerung mit der Motordrehzahl Nm, wird die Feedback-Steuerung mit der Reifendrehzahl Nt' durchgeführt. Daher ist es möglich, eine Verschlechterung der Steuerbarkeit aufgrund einer Torsionsvibration der Antriebswellen 400 und 402 sicher zu verhindern.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es – wie oben beschrieben – möglich, einen Schlupf unmittelbar nach dem Beginn der Beschleunigung schnell zu detektieren auf der Basis einer Differenz zwischen der Referenzdrehzahl Nm' und der Motordrehzahl Nm. Wenn ein Schlupf bestimmt wird, kann eine Feedback-Steuerung über die Motordrehzahl Nm, basierend auf der Solldrehzahl Ntgt, effektiv einen Schlupf unterdrücken.
Wenn ein Schlupf unter Kontrolle kommt als Folge der Feedback-Steuerung über die Motordrehzahl Nm, basierend auf der Solldrehzahl Ntgt, kann die Feedback-Steuerung über die Reifendrehzahl Nt', basierend auf der Solldrehzahl Ntgt, zuverlässig Vibrationen aufgrund einer Verbiegung der Antriebswellen 400 und 402 verhindern.
Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird es möglich, unverzüglich einen Schlupf eines Reifens beim Antreiben des Reifens mittels einer Antriebswelle zu detektieren, den Schlupf zu unterdrücken, und eine Torsionsvibration der Antriebswelle zu verhindern, die die Steuerbarkeit reduzieren würde.
Obschon eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail in Bezug auf die angeführten Zeichnungen beschrieben worden ist, so ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Für einen Fachmann ist klar, dass verschiedene Modifikationen oder Variationen möglich sind, sofern diese innerhalb des technischen Umfangs der beiliegenden Ansprüche und deren Äquivalente liegen. Es sollte klar sein, dass solche Modifikationen und Variationen auch innerhalb des technischen Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen.
Bezugszeichenliste

100: Fahrzeug
102: Reifen (Rad)
104: Reifen (Rad)
106: Reifen (Rad)
108: Reifen (Rad)
200: Fahrzeugsteuerungsvorrichtung (Steuerung)
210: Solldrehzahl-Erfassungsmodul
220: Erfassungsmodul für ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment
230: Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsmodul
240: Moterdrehzahl-Erfassungsmodul
250: Reifendrehzahl-Erfassungsmodul
260: Referenzdrehzahl-Berechnungsmodul
261: Motordrehbeschleunigungsrechner
262: Reifendrehbeschleunigungsrechner
263: Subtrahierer
264: Integrator
265: Addierer-Subtrahierer
266: Addierer
270: Drehzahl-Steuermodul
272: Schlupfbestimmungsvorrichtung
300: Motor
302: Motor
400: Antriebswelle
402: Antriebswelle
500: Reifendrehzahlsensor
502: Reifendrehzahlsensor
600: Motordrehzahlsensor
602: Motordrehzahlsensor

Claims

Fahrzeugsteuerungsvorrichtung, die Folgendes aufweist: – mindestens eine Antriebseinheit (300, 302), die über eine Antriebswelle (400, 402) einen zugeordneten Reifen (102 bis 108) antreibt; – ein Referenzdrehzahl-Berechnungsmodul (260), das einen Torsionsbetrag der Antriebswelle (400, 402) berechnet auf der Basis eines angeforderten Drehmoments, und eine Referenzdrehzahl ausgibt zur Schlupfbestimmung, wobei die Referenzdrehzahl erhalten wird durch Addieren des Torsionsbetrags zu einer Drehzahl der Antriebseinheit (300, 302), wobei die Drehzahl einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V) entspricht; – mindestens eine Schlupfbestimmungsvorrichtung (272), die die Drehzahl der Antriebseinheit (300, 302) mit der Referenzdrehzahl vergleicht, um zu bestimmen, ob ein Reifenschlupf vorliegt oder nicht; und – ein Drehzahl-Steuermodul (270), das die Drehzahl der Antriebseinheit (300, 302) steuert auf der Basis einer Solldrehzahl, wenn die Schlupfbestimmungsvorrichtung (272) bestimmt, dass Reifenschlupf vorliegt, und die Drehzahl des Reifens steuert auf der Basis der Solldrehzahl, wenn ein Reifenschlupf unter Kontrolle kommt.
Fahrzeugsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schlupfbestimmungsvorrichtung (272) bestimmt, dass Reifenschlupf vorliegt auf der Basis eines Vergleichs einer Differenz zwischen der Drehzahl der Antriebseinheit (300, 302) und der Referenzdrehzahl mit einem vorbestimmten Schwellwert.
Fahrzeugsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Drehzahl-Steuermodul (270) bestimmt, dass der Reifenschlupf unter Kontrolle kommt auf der Basis eines Vergleichs einer Differenz zwischen der Drehzahl der Antriebseinheit (300, 302) und der Solldrehzahl mit einem vorbestimmten Schwellwert.
Fahrzeugsteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei dann, wenn bestimmt wird, dass Reifenschlupf vorliegt, auf der Basis eines Vergleichs der Drehzahl der Antriebseinheit (300, 302) mit der Referenzdrehzahl, die erhalten wird durch Addieren des Torsionsbetrags der Antriebseinheit (400, 402) zu der Drehzahl der Antriebseinheit (300, 302), die der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, das Referenzdrehzahl-Berechnungsmodul (260) die Drehzahl der Antriebseinheit (300, 302), die der Fahrzeuggeschwindigkeit entspricht, als die Referenzdrehzahl ausgibt.
Fahrzeugsteuerungsverfahren, das Folgendes aufweist. – Berechnen eines Torsionsbetrags einer Antriebswelle (400, 402) auf der Basis eines angeforderten Drehmoments, und Addieren des Torsionsbetrags zu einer Drehzahl mindestens einer Antriebseinheit (300, 302), um eine Referenzdrehzahl zur Schlupfbestimmung zu berechnen, wobei die Antriebswelle (400, 402) eine Antriebskraft der Antriebseinheit (300, 302) zu einem zugeordneten Reifen überträgt, wobei die Drehzahl einer Fahrzeuggeschwindigkeit (V) entspricht; – Vergleichen der Drehzahl der Antriebseinheit (300, 302) mit der Referenzdrehzahl, um zu bestimmen, ob ein Reifenschlupf vorliegt oder nicht; – Steuern der Drehzahl der Antriebseinheit (300, 302) auf der Basis einer Solldrehzahl, wenn bestimmt wird, dass Reifenschlupf vorliegt; – Bestimmen, ob ein Reifenschlupf unter Kontrolle kommt oder nicht, auf der Basis einer Differenz zwischen der Drehzahl der Antriebseinheit (300, 302) und der Solldrehzahl; und – Steuern der Drehzahl des Reifens auf der Basis der Solldrehzahl, wenn bestimmt wird, dass der Reifenschlupf unter Kontrolle kommt.