JP2006528568A - 少なくともパートタイム的に四輪駆動される自動車両のための制御装置 - Google Patents

Abstract

制御ユニット（８，１０）を備える少なくともパートタイム的に四輪駆動される自動車両のための制御装置において、上記制御ユニットを用いて駆動ユニット（９）の駆動トルクが、駆動ユニット（９）に恒久的に接続された一次駆動輪（６，７）と、必要に応じてトランスファークラッチ（１）を介して駆動ユニット（９）に接続され得る二次駆動輪（４，５）とに可変に分配され、前記駆動ユニット（８）はトランスファークラッチ（１）にアクチュエータ装置を用いて設定されるべき目標クラッチトルク（Ｍksoll）を決定する。前記制御装置は、アクセルペダル位置（ＦＰ）の検知のための少なくとも一つの入力信号を受け、目標クラッチトルク（Ｍksoll）の算出の際に基礎パイロット割合（ＭＫ-Grund）が考慮されるように構成され、上記基礎パイロット割合はアクセルペダル位置（ＦＰ）に応じて設定され、制御ユニット（８）によって検知され又は算出される他のパラメータに応じて訂正される。

Description

本発明は、請求項１の上位概念（所謂おいて部分）にしたがう少なくともパートタイム的に四輪駆動される自動車両のための制御装置に関する。

ＤＥ １００５４０２３ Ａ１ ＤＥ ３４２７７２５ Ｃ２

そのような制御装置は例えば特許文献１に記載されている。それゆえ、センタデファレンシャルロック機能としての摩擦クラッチ（トランスファークラッチ）の対応制御によって前軸の車輪と後軸の車輪との間のトルク分配比の変更のためのトルク分配装置が公知である。トルク分配比の確定によって、車両の走行挙動は著しく作用される。引用文献１の対象は特にカーブ走行の際の走行ダイナミックを扱う。この際、パートタイム的に四輪駆動される自動車両は、トランスファークラッチを介してエネルギーを与えられる後輪駆動部を備えた基本的に前輪駆動される車両、トランスファークラッチを介してエネルギーを与えられる前輪駆動部を備えた基本的に後輪駆動される車両、又は前軸と後軸の間のトルク分配の変更のために調整可能なトランスファークラッチを備えたフルタイム全輪駆動車両である。

以下に、これに関して普遍化して、恒久的に駆動ユニットと接続する車輪を一次駆動輪と、トランスファークラッチを介して必要に応じて駆動ユニットと接続可能な車輪を二次駆動輪と称する。

更に、そのような公知の制御系はたいてい、一次駆動軸の回転数と二次駆動軸の回転数の間の回転数差に応じたトランスファークラッチの制御を有する（例えば特許文献２）。

本発明の課題は、調整精度を考慮して冒頭に言及した様式の制御系を改善することにある。

この課題は、請求項１の特徴構成によって解決される。好ましい態様は従属請求項の対象である。
本発明は、前提において全輪トルク分配の際に、最適なトラクションでのたいてい高いか強く変動する出力要求に関係したドライバー要望があるにちがいないという認識を基礎としている。それゆえ、特にアクセルペダル位置、とりわけアクセルペダル位置の変化が考慮される。同時に、しかしながら下位的にトラクション最善化にとっての限界も考慮される。これらは走行状態や車両コンディションによって予め設定され、これによってパワートレインにおいてひずみ／変形が生じる。その際、ひずみが特にカーブ走行の際若しくは駐車時出入車操作の際（舵角依存）に、更には（例えば様々なタイヤ周囲長による）強い車輪回転数差の際（ブラインドモーメント依存）にも生じることが考慮される。とりわけ、本発明に係る制御装置の場合、メカニカルな消耗や温度負荷に関して長続きする部品保護も考慮される（車両速度依存；駆動トルク依存）。最後に、付加的に快適性、特に動き始めの際の快適性も高まる（原動機回転数依存）。

図面において、本発明の実施例を示す。
図１において、パートタイム的に四輪駆動される車両を、必要に応じてトランスファークラッチ１を介して連結可能な前輪駆動部を備えた基本的に後輪駆動される自動車両の形態で示す。トランスファークラッチ１は、制御ユニット８を介して調整可能である。制御ユニット８は、取り出され例えばトランスファークラッチ１に直接取り付けられた補助制御機器１０を含んでおり、当該補助制御機器は例えば所定の目標クラッチトルクを、トランスファークラッチ１の調節ユニット（ここには図示せず）の駆動のための電流に変換する。

図１に係る車両の場合、開いているトランスファークラッチ１を用いて、駆動ユニット９の全トルク（駆動パワー）が後軸３の車輪６，７に伝達される。好ましくは駆動ユニット９は燃焼原動機（Brennkraftmaschine）９．１、トランスミッション９．２及び少なくとも１つの駆動制御機器（ここでは詳細に示さない）から構成されている。駆動制御機器は例えば公知の自動車両データバスＣＡＮを介して制御ユニット８に関連している。図１において、後輪６，７は、恒久的に駆動ユニット９と接続しているので、一次駆動輪である。トランスファークラッチ１でクラッチトルクが増加すると、駆動ユニット９は前軸９の車輪４，５も駆動する。それで前輪４，５は二次駆動輪である。

制御ユニット８は、別の入力信号として更にアクセルペダルの位置検出のための入力信号を、例えば所謂ガスペダルの操作角度ＦＰを検知する。それから制御ユニット８はガスペダル操作の速度ｄＦＰ／ｄｔを算出する。その上、制御ユニット８は原動機回転数ｎ_Ｍｏｔ、原動機モーメント（＝燃焼原動機トルク）又は駆動トルクＭ_Ａｎｔ（＝トランスミッション出口側のカルダン軸トルク）、舵角ＬＷ、ヨーイング率若しくはヨーイング速度ｒ並びに全ての車輪４，５，６，７の車輪回転数ｎ_ＶＬ、ｎ_ＨＬ、ｎ_ＶＲ、ｎ_ＨＲを検出するか算出する。これら車輪回転数ｎ_ＶＬ、ｎ_ＨＬ、ｎ_ＶＲ、ｎ_ＨＲから、制御ユニット８にある別の情報に関連して、全ての車輪４，５，６，７の車輪速度ｖ_ＶＬ、ｖ_ＨＬ；ｖ_ＶＲ、ｖ_ＨＲ並びに車両速度ｖが算出される。

駆動ユニット９の駆動トルクの分配のために、駆動ユニット９乃至一次駆動輪６，７と二次駆動輪４，５の間に配置されたトランスファークラッチ１のための調整されるべきクラッチトルクＭ_Ｋsollが予め設定される。好ましくは制御ユニット８は目標クラッチトルクＭ_Ｋsollを補助制御機器１０に出力する。補助制御機器１０は目標クラッチトルクＭ_Ｋsollを、ここでは殊更図示していないアクチュエータ装置の駆動のための電流に変換する。

図２に、制御ユニット８の更なる詳細を示す。
制御ユニット８において、コントローラユニット１を用いて、オーバーステア／アンダーステアのような走行ダイナミック量とホイールスピンを考慮に入れて、目標クラッチトルクＭ_Ｋsollのための走行ダイナミック調整割合Ｍ_{Ｋ Regler}が算出される。

パイロットユニット２において、修正された基礎パイロット割合Ｍ_{Ｋ Grund korr}が算出され、特に整合ユニット４に出力される。ダミーモーメント算出ユニット３においてホイールスピンに関連したダミーモーメントＭ_{Ｋ Delta n}が算出され得、同様に整合ユニット４に出力される。ダミーモーメントは、例えば様々なタイヤの大きさによる駆動系の変形／ひずみに至り得る偽モーメントと解釈される。ダミーモーメントＭ_{Ｋ Delta n}は特にホイール速度、原動機モーメント若しくは駆動トルク、車両重量及びタイヤ許容誤差要因に左右されて算出される。ダミーモーメント算出ユニット３及び／又は整合ユニット４は本発明の単に有利な更なる構成である。パイロットユニット２はまた加算器５と直接接続可能である。

修正された基礎パイロット割合Ｍ_{Ｋ Grund korr}に少なくとも等しく対応する整合ユニット４の出口モーメントＭ_{Ｋ Koordinator}は、加算器５に更に送られる。加算器５において、整合ユニット４の出口モーメントＭ_{Ｋ Koordinator}の、走行ダイナミック調整割合Ｍ_{Ｋ Regler}との合計（総括）が行われる。出力ユニット６において、実際の調節されるべき目標クラッチトルクＭ_Ｋsollが最終的に決められ、とりわけ補助制御機器１０に出力される（図１参照）。

制御ユニット８は、目標クラッチトルクＭ_Ｋsollの算出の際、例えば特性曲線の形状をしたパイロットユニット２におけるアクセルペダル位置ＦＰに応じて設定される基礎パイロット割合Ｍ_{Ｋ Grund}を考慮する。制御ユニットが検知又は算出する別のパラメータに応じて、基礎パイロット割合Ｍ_{Ｋ Grund}は修正された基礎パイロット割合Ｍ_{Ｋ Grund korr}に変えられる。

パイロットユニット２において、別のパラメータとしてアクセルペダル操作の速度ｄＦＰ／ｄｔが算出される。アクセルペダル操作の速度が上がるにつれ、即ち、アクセルペダル変化の勾配線の険しさが増すにつれて、基礎パイロット割合Ｍ_{Ｋ Grund}は例えば所定の負荷変更オフセットＭ_{Ｋ Grad}だけ高められる。

更に、パイロットユニット２において、別のパラメータとして原動機回転数ｎ_Ｍｏｔが検知される。原動機回転数ｎ_Ｍｏｔが上がるにつれて、基礎パイロット割合Ｍ_{Ｋ Grund}は例えば所定の回転数オフセットＭ_{Ｋ ｎ}だけ高められる。

更に、パイロットユニット２において、別のパラメータとして舵角ＬＷが検知される。舵角ＬＷが上がるにつれて、基礎パイロット割合Ｍ_{Ｋ Grund}は例えば所定の舵角オフセットＭ_{Ｋ ＬＷ}だけ減らされる。

更に、パイロットユニット２において、別のパラメータとして駆動トルクＭ_Ａｎｔが検知される。駆動トルクＭ_Ａｎｔが上がるにつれて、基礎パイロット割合Ｍ_{Ｋ Grund}は例えば所定のトルクオフセットＭ_{Ｋ Ｍ}だけ高められる。

更に、パイロットユニット２において、別のパラメータとして車両速度ｖが算出される。車両速度ｖが上がるにつれて、基礎パイロット割合Ｍ_{Ｋ Grund}は例えば所定の車両速度オフセットＭ_{Ｋ ｖ}だけ減らされる。代わりに、規定された車両速度範囲（例えば始動範囲０〜４０ｋｍ／ｈ、標準範囲４０〜１８０ｋｍ／ｈ、高速範囲１８０ｋｍ／ｈオーバー）に応じて、最大許容基礎パイロット割合（例えばＭ_{Ｋ ｖ max1}、Ｍ_{Ｋ ｖ max2}、Ｍ_{Ｋ Ｖ max3}）を設定することもでき、車両速度に応じて最大許容基礎パイロット割合は車両速度ｖが上がるにつれて減少する。

調節されるべき目標クラッチトルクＭ_Ｋsollは、例えば整合ユニット４によって又は出力ユニット６によって他の規則がより高い優先性を獲得しないならば、制御ユニット８によって原則的に、修正された基礎パイロット割合Ｍ_{Ｋ Grund korr}（標準パイロット）の走行ダイナミック調整割合Ｍ_{Ｋ Regler}との合計により算出される。出力ユニット６はとりわけ補助制御機器１０から入力信号としてアクチュエータ装置の負荷程度によって予め設定された最大許容リミットトルクＭ_{Ｋ max}を受ける。このリミットトルクはまた、整合ユニット４において考慮され得る。

それで、修正された基礎パイロット割合Ｍ_{Ｋ Grund korr}はとりわけ
Ｍ_{Ｋ Grund korr}＝Ｍ_{Ｋ Grund}＋Ｍ_{Ｋ Grad}＋Ｍ_{Ｋ ｎ}−Ｍ_{Ｋ ＬＷ}−Ｍ_{Ｋ ｖ}
によって、又は（車両速度範囲に応じて）
Ｍ_{Ｋ Grund korr}＝ＭＩＮ（（Ｍ_{Ｋ Grund}＋Ｍ_{Ｋ Grad}＋Ｍ_{Ｋ ｎ}−Ｍ_{Ｋ ＬＷ}），（Ｍ_{Ｋ ｖ max1}；Ｍ_{Ｋ ｖ max2}；Ｍ_{Ｋ ｖ max3}））
によって結果的に生じる。それで目標クラッチトルクＭ_Ｋsollはとりわけ
Ｍ_Ｋsoll＝Ｍ_{Ｋ Grund korr}−Ｍ_{Ｋ Delta n}＋Ｍ_{Ｋ Regler}
によって結果的に生じ、付加的に最大許容リミットトルクＭ_{Ｋ max}によって減らされる。

トランスファークラッチを介して連結可能な前輪駆動部を備えた基本的に後輪駆動される自動車両を例とした場合の、制御ユニットを介して調整可能なトランスファークラッチを備えた一時的に四輪駆動される車両の図式図である。 制御ユニットからの抜粋図である。

符号の説明

１ トランスファークラッチ
４，５ 二次駆動輪
６，７ 一次駆動輪
８ 制御ユニット
９ 駆動ユニット
１０ 補助制御機器

Claims (10)

1. 制御ユニットを備える少なくともパートタイム的に四輪駆動される自動車両のための制御装置にして、上記制御ユニットを用いて駆動ユニットの駆動トルクが、駆動ユニットに恒久的に接続された一次駆動輪と、必要に応じてトランスファークラッチを介して駆動ユニットに接続され得る二次駆動輪とに可変に分配され、前記駆動ユニットはトランスファークラッチにアクチュエータ装置を用いて調節されるべき目標クラッチトルクを決定する制御装置において、
   制御ユニット（８；８，１０）がアクセルペダル位置（ＦＰ）の検知のための少なくとも一つの入力信号を受け、目標クラッチトルク（Ｍ_Ｋsoll）の算出の際に基礎パイロット割合（Ｍ_{Ｋ Grund}）が考慮されるように構成され、上記基礎パイロット割合はアクセルペダル位置（ＦＰ）に応じて設定され、制御ユニットが検知し又は算出する他のパラメータに応じて訂正されることを特徴とする制御装置。
2. 別のパラメータがアクセルペダル操作の速度（ｄＦＰ／ｄｔ）であり、アクセルペダル操作の速度が上がるにつれ、基礎パイロット割合（Ｍ_{Ｋ Grund}）が高められることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 別のパラメータが原動機回転数（ｎ_Ｍｏｔ）であり、原動機回転数（ｎ_Ｍｏｔ）が上がるにつれて、基礎パイロット割合（Ｍ_{Ｋ Grund}）が高められることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 別のパラメータが舵角（ＬＷ）であり、舵角（ＬＷ）が上がるにつれて、基礎パイロット割合（Ｍ_{Ｋ Grund}）が減らされることを請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. 別のパラメータが駆動トルク（Ｍ_Ａｎｔ）であり、原動機モーメント乃至駆動トルク（Ｍ_Ａｎｔ）が上がるにつれて、基礎パイロット割合（Ｍ_{Ｋ Grund}）が高められることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御装置。
6. 別のパラメータが舵角（ＬＷ）であり、舵角（ＬＷ）が上がるにつれて、基礎パイロット割合（Ｍ_{Ｋ Grund}）が減らされることを請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御装置。
7. 別のパラメータが車両速度（ｖ）であり、車両速度（ｖ）が上がるにつれて、基礎パイロット割合（Ｍ_{Ｋ Grund}）が減らされるか、車両速度に応じて、最大許容基礎パイロット割合（Ｍ_{Ｋ ｖ max1}、Ｍ_{Ｋ ｖ max2}、Ｍ_{Ｋ Ｖ max3}）を制限して、当該最大許容基礎パイロット割合が車両速度（ｖ）が上がるにつれて減少することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の制御装置。
8. 調節されるべき目標クラッチトルク（Ｍ_Ｋsoll）は、制御ユニットによって、修正された基礎パイロット割合（Ｍ_{Ｋ Grund korr}）の走行ダイナミック調整割合（Ｍ_{Ｋ Regler}）との合計により算出されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の制御装置。
9. 調節されるべき目標クラッチトルク（Ｍ_Ｋsoll）は、制御ユニットによって、アクチュエータ装置の負荷程度によって設定された最大許容リミットトルク（Ｍ_{Ｋ max}）を考慮して、算出されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の制御装置。
10. 調節されるべき目標クラッチトルク（Ｍ_Ｋsoll）は、制御ユニットによって、ホイールスピンに関連したダミーモーメント（Ｍ_{Ｋ Delta n}）を考慮して、算出されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の制御装置。

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