DE102006037818A1

DE102006037818A1 - Steuersystem für ein zumindest zeitweise vierradgetriebenes Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102006037818A1
Application number: DE102006037818A
Authority: DE
Inventors: Thomas-Dieter Vogel; Gerd Egger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-08-12
Filing date: 2006-08-12
Publication date: 2008-02-14
Also published as: US8078374B2; US20080040011A1

Abstract

Bei einem Steuersystem für ein zumindest zeitweise vierradgetriebens Kraftfahrzeug mit einer Steuereinheit, die zumindest die Drehzahlen aller Räder und die Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt und mittels der das Antriebsmoment einer Antriebseinheit auf primäre Antriebsräder, die permanent mit der Antriebseinheit verbunden sind, und auf sekundäre Antriebsräder, die bedarfsweise mit der Antriebseinheit verbindbar sind, über eine steuerbare Übertragungskupplung variabel verteilbar ist, schließt die Steuereinheit die Übertragungskupplung, wenn der Schlupf eines Hinterrades den Schlupf des Vorderrades der gleichen Fahrzeugseite um einen Wert übersteigt, der größer ist als eine vorgegebene erste Schwelle, und wenn vorzugsweise auch die Fahrzeuglängsverzögerung eine vorgegebene zweite Schwelle und/oder die Fahrzeugquerbeschleunigung eine vorgegebene dritte Schwelle überschreitet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem für ein zumindest zeitweise vierradgetriebenes Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Steuersystem ist beispielsweise in der DE 100 54 023 A1 beschrieben. Bekannt ist demnach eine Drehmomentverteilungseinrichtung zum Verändern des Drehmomentverteilungsverhältnisses zwischen den Rädern der Vorderachse und den Rädern der Hinterachse durch entsprechende Steuerung einer Reibungskupplung als Längssperre (Übertragungskupplung). Durch die Festlegung eines Drehmomentverteilungsverhältnisses kann das Fahrverhalten eines Fahrzeuges erheblich beeinflusst werden. Der Gegenstand der DE 100 54 023 A1 beschäftigt sich dabei insbesondere mit der Fahrdynamik bei Kurvenfahrt. Hierbei kann ein zeitweise vierradgetriebenes Kraftfahrzeug beispielsweise ein grundsätzlich vorderradangetriebenes Kraftfahrzeug mit einem über eine Übertragungskupplung zuschaltbarem Hinterradantrieb oder ein grundsätzlich hinterradangetriebenes Kraftfahrzeug mit einem über eine Übertragungskupplung zuschaltbarem Vorderradantrieb sein.
Im Folgenden werden diesbezüglich verallgemeinernd als primäre Antriebsräder die permanent mit der Antriebseinheit verbundenen Räder und als sekundäre Antriebsräder die über die Übertragungskupplung bedarfsweise mit der Antriebseinheit verbindbaren Räder bezeichnet.
Weiterhin weisen derartige bekannte Steuersysteme meist eine Steuerung der Übertragungskupplung in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz zwischen einer Drehzahl der primären Antriebsachse und der Drehzahl der sekundären Antriebsachse oder zwischen den beiden Raddrehzahlen der Räder zumindest einer Fahrzeugseite auf (z.B. DE 103 33 650 A1 ).
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Steuersystem eingangs genannter Art im Hinblick auf ein optimiertes Zusammenspiel zwischen Längssperren-Regelung und Bremsschlupf-Regelung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist der Gegenstand des abhängigen Patentanspruchs.
Erfindungsgemäß wird bei einem Steuersystem für ein zumindest zeitweise vierradgetriebenes Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinheit, die zumindest die Drehzahlen aller Räder und die Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt, und mittels der das Antriebsmoment einer Antriebseinheit auf primäre Antriebsräder, die permanent mit der Antriebseinheit verbunden sind, und auf sekundäre Antriebsräder, die bedarfsweise mit der Antriebseinheit verbindbar sind, über eine steuerbare Übertragungskupplung variabel verteilbar ist, die Übertragungskupplung von der Steuereinheit geschlossen, wenn der Schlupf eines Hinterrades den Schlupf des Vorderrades der gleichen Fahrzeugseite um einen Wert übersteigt, der größer ist als eine vorgegebene erste Schwelle, und wenn vorzugsweise auch die Fahrzeuglängsverzögerung eine vorgegebene zweite Schwelle oder die Fahrzeugquerbeschleunigung eine vorgegebene dritte Schwelle überschreitet.
Der Erfindung liegt folgende Erkenntnis zugrunde:
Es ist bekannt, dass Kraftfahrzeuge sowohl mit elektronisch gesteuertem Allradantrieb als auch mit einer elektronisch gesteuerten Bremsregelungsanlage ausgestattet sind. Weiterhin ist bekannt, dass die elektronische Steuereinheit zur Steuerung der Bremsanlage die Steuerung der Übertragungskupplung eines elektronisch gesteuerten Allradantriebs enthält. Doch bisher werden im Teilbremsbereich, d.h. bei einem Bremsvorgang außerhalb der Antiblockierregelung, die Steuerstrategien für die Bremsregelungsanlagen weitgehend entkoppelt von den Steuerstrategien für Allradantriebe vorgenommen. Dies kann jedoch bei Auftreten von im Vergleich zur Vorderachse verhältnismäßig hohem Bremsschlupf an der Hinterachse zu hörbaren Regeleingriffen führen. Die Erfindung sieht also im Teilbremsbereich bei Auftreten von im Vergleich zur Vorderachse verhältnismäßig hohem Bremsschlupf an der Hinterachse eine Fahrstabilisierung durch vollständiges Schließen der Übertragungskupplung vor. Dabei wird die Übertragungskupplung vorzugsweise aber nur dann geschlossen, wenn kein Niederreibwert vorliegt. Niederreibwert wird erfindungsgemäß erkannt, wenn die Fahrzeuglängsbeschleunigung im Vergleich zum aufgebrachten Bremsdruck zu gering ist.
Durch die Erfindung wird demnach insbesondere die Akustik einer Bremsregelungsanlage bei gleichzeitiger Beibehaltung der Fahrstabilität verbessert.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
1 schematisch ein zeitweise vierradgetriebenes Fahrzeug mit einer über eine Steuereinheit einstellbaren Übertragungskupplung am Beispiel eines grundsätzlich hinterradangetriebenen Kraftfahrzeugs mit über eine Übertragungskupplung zuschaltbarem Vorderradantrieb
2 Ausschnitte aus dem in der Steuereinheit enthaltenen möglichen Algorithmus zur Durchführung des erfindungsmgemäßen Verfahrens.
In 1 ist ein zeitweise vierradgetriebenes Fahrzeug in Form eines grundsätzlich hinterradangetriebenen Kraftfahrzeugs mit bedarfsweise über eine Übertragungskupplung 1 zuschaltbarem Vorderradantrieb dargestellt. Die Übertragungskupplung 1 ist über eine elektronische Steuereinheit 8 einstellbar. Die Steuereinheit 8 kann ein ausgelagertes Zusatzsteuergerät 10, das beispielsweise das vorgegeben Soll-Kupplungsmoment in einen Strom zur Ansteuerung der Verstelleinheit der Übertragungskupplung 1 umsetzt, enthalten.
Bei einem Fahrzeug nach 1 wird mit offener Übertragungskupplung 1 das gesamte Drehmoment (Antriebsmoment) der Antriebseinheit 9, vorzugsweise bestehend aus einer Brennkraftmaschine, einem Getriebe und mindestens einem Antriebssteuergerät, auf die Räder 6 und 7 der Hinterachse 3 übertragen. Hier sind die Hinterräder 6 und 7 die primären Antriebsräder, da sie permanent mit der Antriebseinheit 9 verbunden sind. Mit zunehmendem Kupplungsmoment an der Übertragungskupplung 1 treibt die Antriebseinheit 9 auch die Räder 4 und 5 der Vorderachse 2 an. Somit sind die Vorderräder 4 und 5 die sekundären Antriebsräder.
Die Steuereinheit 8 erfasst zu weiteren Eingangssignalen hinzu insbesondere die Raddrehzahlen n_VL, n_HL, n_VR, n_HR aller Räder 4, 5, 6, 7, die Fahrzeugquerbeschleunigung a_Q und die Fahrzeuggeschwindigkeit V_Fzg (vgl. auch 2). Die Fahrzeugquerbeschleunigung a_Q und die Fahrzeuggeschwindigkeit V_Fzg können alternativ auch in der Steuereinheit 8 berechnet werden.
In 2 sind schematisch weitere zur Realisierung der Erfindung erforderliche Details der Steuereinheit 8 gezeigt.
Zur Verteilung des Antriebsmoments der Antriebseinheit 9 wird ein einzustellendes Kupplungsmoment M_{Ksoll_Schlupf} für die zwischen der Antriebseinheit 9 bzw. den primären Antriebsrädern 6 und 7 und den sekundären Antriebsrädern 4 und 5 angeordneten Übertragungskupplung 1 vorgegeben. Erfindungsgemäß wird das Kupplungsmoment M_{Ksoll_Schlupf} derart erhöht, dass die Übertragungskupplung 1 vollständig geschlossen ist, wenn der Schlupf S_HL oder S_HR eines Hinterrades 6 oder 7 den Schlupf S_VL oder S_VR des Vorderrades 4 oder 5 der jeweils gleichen Fahrzeugseite um einen Wert übersteigt, der größer ist als eine vorgegebene erste Schwelle S1 und wenn vorzugsweise gleichzeitig auch

– die Fahrzeuglängsverzögerung a_{L_}, die beispielsweise aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V_Fzg berechnet werden kann, eine vorgegebene zweite Schwelle S2 und/oder
– die Fahrzeugquerbeschleunigung a_Q eine vorgegebene dritte Schwelle S3 überschreitet.

Claims

Steuersystem für ein zumindest zeitweise vierradgetriebenes Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinheit, die zumindest die Drehzahlen aller Räder und die Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt, und mittels der das Antriebsmoment einer Antriebseinheit auf primäre Antriebsräder, die permanent mit der Antriebseinheit verbunden sind, und auf sekundäre Antriebsräder, die bedarfsweise mit der Antriebseinheit verbindbar sind, über eine steuerbare Übertragungskupplung variabel verteilbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (8; 8, 10) die Übertragungskupplung (1) schließt, wenn der Schlupf (S_HL; S_HR) eines Hinterrades (6; 7) den Schlupf (S_VL; S_VR) des Vorderrades (4; 5) der gleichen Fahrzeugseite um einen Wert übersteigt, der größer ist als eine vorgegebene erste Schwelle (S1).
Steuersystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (8; 8, 10) die Übertragungskupplung (1) nur dann schließt, wenn auch die Fahrzeuglängsverzögerung (a_L) eine vorgegebene zweite Schwelle (S2) überschreitet.
Steuersystem nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (8; 8, 10) die Übertragungskupplung (1) nur dann schließt, wenn auch die Fahrzeugquerbeschleunigung (a_Q) eine vorgegebene dritte Schwelle (S3) überschreitet.