DE102012218295A1

DE102012218295A1 - Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugradachsendrehmoments und Steuersystem für dasselbe

Info

Publication number: DE102012218295A1
Application number: DE102012218295A
Authority: DE
Inventors: Christopher E. Whitney; Richard B. Jess; Danny Abdow; Thomas Richard Durkin
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2012-10-08
Publication date: 2013-08-01
Also published as: US8577578B2; CN103043056B; US20130096797A1; CN103043056A

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern eines Drehmoments an einer Fahrzeugradachse umfasst das Vergleichen einer Drehmomenteingriffsanforderung mit einem vorbestimmten minimalen Achsdrehmoment für eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und eine aktuelle Bewegungsrichtung des Fahrzeugs. Das vorbestimmte minimale Achsdrehmoment nimmt ab, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in einer vom Fahrer ausgewählten Bewegungsrichtung zunimmt. Ein zugeteiltes Achsdrehmoment wird auf der Basis eines vom Fahrer angeforderten Drehmoments, der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, der aktuellen Bewegungsrichtung und des größeren der Drehmomenteingriffsanforderung und des vorbestimmten minimalen Drehmoments berechnet. Das Achsdrehmoment wird auf die Radachse des Fahrzeugs zumindest teilweise auf der Basis des zugeteilten Achsdrehmoments angewendet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugradachsdrehmoments und ein Steuersystem hierfür, insbesondere zum Verhindern eines Antriebs in einer zu einer beabsichtigten Bewegungsrichtung entgegengesetzten Richtung.
HINTERGRUND
Die Richtung einer beabsichtigten Bewegung eines Fahrzeugs wird vom Fahrzeugfahrer, typischerweise durch die Position der Schalthebelposition des Fahrers, bestimmt. Wenn der Fahrer die Schalthebelposition in der Parkstellung oder Neutralstellung hat, ist keine Bewegung, weder vorwärts noch rückwärts, beabsichtigt. Wenn der Fahrer die Schalthebelposition in der Fahrstellung, in der niedrigen oder manuellen Stellung hat, ist die Richtung der beabsichtigten Bewegung die Vorwärtsrichtung. Wenn der Fahrer die Schalthebelposition im Rückwärtsgang hat, ist die Richtung der beabsichtigten Bewegung die Rückwärtsrichtung.
Herkömmliche Antriebsstränge sind typischerweise vor einer Bewegung in einer zu der Richtung der beabsichtigten Bewegung entgegengesetzten Richtung geschützt, da eine Kraftmaschine kein Drehmoment herstellen kann, während sie selbst rückwärts läuft. Das Getriebe verbindet die Kraftmaschine direkt mit der Richtung der beabsichtigten Bewegung durch Vorsehen einer Verbindung mit den Achsen, die das Achsdrehmoment in der Richtung der beabsichtigten Bewegung unterstützt.
Bei Hybrid- oder Brennstoffzellenanwendungen mit einem oder mehreren Elektromotoren kann jedoch der Elektromotor ein Drehmoment bereitstellen, während er sich in einer von beiden Richtungen dreht. Daher existiert die Möglichkeit des Antriebs des Fahrzeugs in der zur beabsichtigten Bewegung entgegengesetzten Richtung.
ZUSAMMENFASSUNG
Bei einigen Hybridanwendungen interpretiert ein elektronisches Steuermodul (ECM) die Fahrpedalposition des Fahrers und bestimmt das gewünschte Achsdrehmoment des Fahrers. Es teilt dies dann gegenüber anderen Achsdrehmoment-”Eingriffs”-Anforderungen wie z. B. Fahrzeugüberdrehzahlschutz, Traktions- oder Stabilitätssteuerung und Tempomat zu. Eine endgültige zugeteilte Achsdrehmomentanforderung wird dann vom ECM zu einem Hybridsteuermodul (HCM) gesendet, das bestimmt, wie die Kombination von Kraftmaschine, Elektromotoren und Getriebe zu verwenden ist, um das gewünschte Achsdrehmoment zu erreichen.
Wenn sich ein Fahrzeug in der Richtung der beabsichtigten Bewegung mit einer beliebigen Geschwindigkeit bewegt, die größer ist als eine relativ langsame Geschwindigkeit, wie z. B. etwa 5 Meilen pro Stunde (mph) (8,05 km/h), und wenn der Fahrer seinen Fuß vom Fahrpedal abnimmt, sollte das ECM ein negatives Achsdrehmoment anfordern, um das Fahrzeug zu verlangsamen. Wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit null nähert, hat die Anwendung eines negativen Achsdrehmoments das Potential, das Fahrzeug in Abhängigkeit vom Betrag der Anforderung rückwärts anzutreiben. Folglich sollte ein Kriechsteuersystem ein zunehmendes positives Drehmoment (und kein negatives Drehmoment) anwenden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter eine vorbestimmte positive Schwellengeschwindigkeit abnimmt und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit negativ wird. Dies minimiert beispielsweise das Zurückrollen des Fahrzeugs auf Hügeln, wenn ein Fahrer ein Fahrzeug an einer Bergaufsteigung stoppt und dann die Bremse loslässt.
Ein Verfahren zum Steuern eines Achsdrehmoments umfasst das Bestimmen einer vom Fahrer ausgewählten Bewegungsrichtung für ein Fahrzeug, einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer tatsächlichen Bewegungsrichtung des Fahrzeugs. Mindestens eine Drehmomenteingriffsanforderung wird dann mit einem vorbestimmten minimalen Achsdrehmoment für die Fahrzeuggeschwindigkeit und die tatsächliche Bewegungsrichtung verglichen. Das ”vorbestimmte minimale Achsdrehmoment” wird auch als ”vorbestimmte Achsdrehmomentgrenze” bezeichnet. Eine ”Drehmomenteingriffsanforderung” ist ein angefordertes Achsdrehmoment, das von einem anderen Fahrzeugsystem angefordert wird, das vom Steuersystem berücksichtigt wird, um das Drehmoment an den Fahrzeugrädern zu bestimmen. Da die Drehmomenteingriffsanforderung keine Fahreranforderung ist, wird sie als Eingriff bezeichnet. Die anderen Fahrzeugsysteme können als nicht begrenzendes Beispiel ein Fahrzeugüberdrehzahlsystem, ein Traktions- oder Stabilitätssteuersystem, ein Bremsdrehmoment-Steuersystem oder ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Begrenzungssystem sein. Beim Bestimmen des ”vorbestimmten minimalen Achsdrehmoments”, wird das Achsdrehmoment in der Richtung der beabsichtigten Bewegung als positiv betrachtet. Das Achsdrehmoment in der Richtung, die zu dem Achsdrehmoment entgegengesetzt ist, das das Fahrzeug in der Richtung der beabsichtigten Bewegung antreiben würde, wird als negativ betrachtet und weist somit einen zunehmenden negativen Wert auf, wenn die Geschwindigkeit in der Richtung der beabsichtigten Bewegung zunimmt. Das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment kann durch eine vom Fahrer betätigte Fahrpedalvorrichtung wie z. B. ein Fahrpedal bestimmt werden. Die vom Fahrer ausgewählte Bewegungsrichtung kann von einem vom Fahrer betätigten Schalthebel bestimmt werden.
Das Verfahren umfasst das Berechnen eines zugeteilten Achsdrehmoments, das auf einem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment und der mindestens einen Drehmomenteingriffsanforderung basiert, wenn die mindestens eine Drehmomenteingriffsanforderung größer ist als das vorbestimmte minimale Achsdrehmoment, das jedoch statt dessen auf dem vorbestimmten minimalen Achsdrehmoment basiert, wenn die mindestens eine Drehmomenteingriffsanforderung nicht größer ist als das vorbestimmte minimale Achsdrehmoment. Das zugeteilte Achsdrehmoment kann dann auf die angetriebene(n) Radachse(n) angewendet werden.
Das vorbestimmte minimale Achsdrehmoment kann als Kriechausrollsystern-Drehmornentgrenze bei Fahrzeuggeschwindigkeiten unter einer ersten Schwellengeschwindigkeit funktionieren. Folglich kann das vorbestimmte minimale Achsdrehmoment zunehmen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einer vorbestimmten Schwellengeschwindigkeit liegt und sich verlangsamt, und auch wenn die tatsächliche Bewegungsrichtung des Fahrzeugs zur vom Fahrer ausgewählten Bewegungsrichtung entgegengesetzt ist. Ferner kann das vorbestimmte minimale Achsdrehmoment bis zu einem vorbestimmten Schwellenwert abnehmen (d. h. einen zunehmenden negativen Drehmomentwert aufweisen), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt. Der vorbestimmte Schwellenwert kann eine maximale negative Achsdrehmomentgrenze sein, die ungeachtet der Fahrzeuggeschwindigkeit anwendbar ist, um eine übermäßige unbeabsichtigte (d. h. nicht vom Fahrer angeforderte) Fahrzeugverlangsamung zu verhindern.
Das Verfahren kann für Hybrid- oder Brennstoffzellenfahrzeuge besonders nützlich sein, die einen Elektromotor aufweisen, der ein Achsdrehmoment zu der (den) Radachse(n) in beiden Richtungen hinzufügen kann. Bei solchen Fahrzeugen kann ein erster Controller wie z. B. ein Kraftmaschinensteuermodul im Fall eines Hybridfahrzeugs mit dem vom Fahrer betätigten Schalthebel, mit der vom Fahrer betätigten Fahrpedalvorrichtung und mit dem mindestens einem Drehmomentsteuersystem, das die Drehmomenteingriffsanforderung liefert, betriebsfähig verbunden sein. Der erste Controller weist einen Prozessor mit einem ersten Algorithmus auf, der das zugeteilte Achsdrehmoment berechnet, wie vorstehend beschrieben. Ein zweiter Controller ist mit dem ersten Controller und mit einer Fahrzeugachse betriebsfähig verbunden. Der zweite Controller kann ein Hybridcontroller sein, der die Kraftmaschine und die Elektromotor/Generatoren steuert und koordiniert, um das Achsdrehmoment auf die Fahrzeugachse anzuwenden. Der zweite Controller empfängt ein Signal, das dem zugeteilten Achsdrehmoment entspricht, vom ersten Controller und weist einen zweiten Algorithmus auf, der bestimmt, wie das auf die Fahrzeugachse anzuwendende zugeteilte Achsdrehmoment festgelegt werden soll.
Folglich steuern das Verfahren und das Steuersystem den Antrieb in einer zur Richtung der beabsichtigten Bewegung entgegengesetzten Richtung durch weitgehendes Verhindern dessen, selbst wenn die Fahrzeugsysteme Drehmomenteingriffsanforderungen darstellen. Das Verfahren und das Steuersystem begrenzen auch das negative Achsdrehmoment, um eine übermäßige Fahrzeugverlangsamung zu verhindern.
Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Hybridfahrzeugs mit einem Steuersystem, das den Antrieb in einer Richtung entgegengesetzt zu einer beabsichtigten Bewegungsrichtung verhindert;
2 ist ein Diagramm des Achsdrehmoments als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit, das eine vorbestimmte Achsdrehmomentgrenzkurve zeigt, die eine Grenze für ein negatives Achsdrehmoment festlegt, das an einer Radachse eines Fahrzeugs angewendet wird, um einen Antrieb in einer zur beabsichtigten Richtung entgegengesetzten Richtung zu verhindern, und ein minimales Schwellenachsdrehmoment aufweist, das von der Fahrzeuggeschwindigkeit unabhängig ist, um eine übermäßige Verlangsamung zu verhindern; und
3 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Steuern des Raddrehmoments des Fahrzeugs.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In den Zeichnungen, in denen sich in allen verschiedenen Ansichten gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten beziehen, zeigt 1 ein Fahrzeug 10, das angetrieben wird, wenn ein Achsdrehmoment zu einer Radachse 12 eines Fahrzeugrades 14 geliefert wird. Nur eine Radachse 12 ist gezeigt. Innerhalb des Schutzbereichs der beanspruchten Erfindung kann das Fahrzeug 10 ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb, Hinterradantrieb oder Allradantrieb sein. Wie gezeigt, ist das Fahrzeug 10 ein Hybridfahrzeug mit sowohl einer Kraftmaschine 16 als auch zwei Motor/Generatoren 18, 20. Das Fahrzeug 10 kann jedoch stattdessen ein Elektrofahrzeug sein, das Motor/Generatoren, aber keine Kraftmaschine aufweist, oder kann ein Brennstoffzellenfahrzeug sein, das nur eine Brennstoffzelle aufweist, die einen oder mehrere Elektromotor/Generatoren antreibt. Das Fahrzeug 10 kann in Abhängigkeit vom Eingriff von Kupplungen oder Bremsen in einem Getriebe 22 und in Abhängigkeit davon, ob die Kraftmaschine 16 eingeschaltet ist und ob die Motor/Generatoren 18, 20 jeweils separat gesteuert werden, um als Motor oder als Generator zu funktionieren, mehrere Betriebsmodi aufweisen.
Die Kraftmaschine 16 ist mit einem Eingangselement 23 des Getriebes 22 betriebsfähig verbunden. Ein Drehzahlverhältnis vom Eingangselement 23 zu einem Ausgangselement 25 des Getriebes 22 wird durch ein Drehzahlverhältnis, das im Getriebe 22 gemäß den eingerückten Kupplungen und Bremsen festgelegt wird, und ob die Kraftmaschine 16 eingeschaltet ist und/oder die Motor/Generatoren als Motoren oder als Generatoren gesteuert werden, bestimmt. Eine Endantriebsverzahnungsanordnung 27 kann ein zusätzliches Drehzahlverhältnis zwischen dem Ausgangselement 25 und der Radachse 12 festlegen.
Das Fahrzeug 10 kann mehrere Betriebsmodi aufweisen, wie z. B. einen nur elektrischen Betriebsmodus, in dem die Kraftmaschine 16 ausgeschaltet ist und das Fahrzeug 10 durch einen Motor/Generator 18, der als Motor funktioniert, angetrieben wird, einen nur elektrischen Betriebsmodus mit Lastverteilung, in dem die Kraftmaschine 16 ausgeschaltet ist und das Fahrzeug 10 durch beide Motor/Generatoren 18, 20, die als Motoren funktionieren, angetrieben wird, einen Ladungserhaltungs-Reihenbetriebsmodus, in dem die Kraftmaschine 16 den Motor/Generator 18 antreibt, damit er als Generator funktioniert, und der Motor/Generator 18 elektrische Leistung zum Motor/Generator 20 liefert, der als Motor funktioniert. Schließlich kann das Fahrzeug 10 einen Ladungserhaltungs-Betriebsmodus aufweisen, in dem die Kraftmaschine 16 den Motor/Generator 18 antreibt, damit er als Motor funktioniert, und der Motor/Generator 20 auch als Motor funktioniert. Diese Betriebsmodi werden durch ein Hybridsteuermodul (HCM) 24 koordiniert, das hier als zweiter Controller bezeichnet wird und das einen Hybridsteuerprozessor 29 mit einem gespeicherten Algorithmus umfasst, der bestimmt, wie das Raddrehmoment unter Verwendung von einem oder mehreren der Kraftmaschine 16 und der Motor/Generatoren 18, 20 bereitgestellt werden soll. In einer Batterie 19 ist elektrische Energie gespeichert und sie ist mit den Motor/Generatoren 18, 20 durch einen Leistungsumrichter 21 betriebsfähig verbunden, der Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, wenn Leistung von der Batterie 19 zu einem oder beiden Motor/Generatoren 18, 20 geliefert wird, die als Motoren funktionieren, und von Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt, wenn Leistung zur Batterie 19 von einem oder beiden der Motor/Generatoren 18, 20 geliefert wird, die als Generatoren funktionieren.
Das an der Radachse 12 gelieferte Achsdrehmoment wird teilweise auf der Basis eines vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoments und von Drehmomenteingriffsanforderungen, die von anderen Fahrzeugsystemen empfangen werden, bestimmt, wobei die Drehmomenteingriffsanforderungen Begrenzungen unterliegen, die durch ein Steuersystem 26 auferlegt werden, das den Antrieb in einer Bewegungsrichtung entgegengesetzt zur beabsichtigten Bewegungsrichtung steuert und weitgehend verhindert und auch eine übermäßige Verlangsamung des Fahrzeugs 10 verhindert. Der Fahrer kann ein Fahrzeugführer sein, in welchem Fall das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment das vom Fahrzeugführer gewünschte Achsdrehmoment ist.
Das Steuersystem 26 umfasst ein elektronisches Steuermodul (ECM) 30 sowie das HCM 24. Das ECM 30 wird hier als erster Controller bezeichnet und empfängt mehrere vom Fahrer gesteuerte Eingangssignale. Ein vom Fahrer betätigter Schalthebel 32 ist beispielsweise durch einen Fahrer selektiv in die Position der Parkstellung 34, des Rückwärtsgangs 36, der Neutralstellung 38, der Fahrstellung 40 und der niedrigen Stellung 42 beweglich. In der Position der Parkstellung 34 und der Neutralstellung 38 besteht die Absicht des Fahrers darin, dass das Fahrzeug 10 keine Bewegung oder keinen Antrieb hat. Wenn der Schalthebel 32 in der Position des Rückwärtsgangs 36 angeordnet ist, liegt die vom Fahrer ausgewählte Bewegungsrichtung für das Fahrzeug 10 (d. h. die ”Richtung der beabsichtigten Bewegung”) in einer Rückwärtsrichtung. Wenn der Schalthebel 32 in der Position der Fahrstellung 40 oder in der Position der niedrigen Stellung 42 angeordnet ist, liegt die vom Fahrer ausgewählte Bewegungsrichtung für das Fahrzeug in der Vorwärtsrichtung. Der Schalthebel 32 ist so konfiguriert, dass ein Signal 44 für die vom Fahrer ausgewählte Richtung zum ECM 30 geliefert wird.
Eine vom Fahrer betätigte Fahrpedalvorrichtung 46 wie z. B. ein Fahrpedal ist betriebsfähig, um ein Signal 48 für das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment zum ECM 30 zu liefern. Das Signal 48 für das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment ist ein elektrisches Signal, das die Position der Fahrpedalvorrichtung 46 darstellt, die mit einem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment an der Radachse 12 korreliert werden kann. Die Achsdrehmomentanforderung ist die Summe des Drehmoments an allen Achsen. In einer Allradantriebsanwendung kann eine Anforderung von 400 Nm mit 200 Nm an beiden Achsen oder 300 Nm an einer Achse und 100 Nm an der anderen Achse erreicht werden.
Eine vom Fahrer betätigte Bremsvorrichtung 50 wie z. B. ein Bremspedal ist betriebsfähig, um ein Signal 52 für das vom Fahrer angeforderte Bremsdrehmoment zum ECM 30 zu liefern. Das Signal 52 für das vom Fahrer angeforderte Bremsdrehmoment stellt die Position der Bremsvorrichtung 50 dar, die mit einem vom Fahrer angeforderten Bremsdrehmoment korreliert werden kann, das über ein Bremssystem 54 auf die Radachse 12 angewendet wird. Das Bremsdrehmoment ist ein Achsdrehmoment in einer Richtung entgegengesetzt zum vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment, das der Fahrpedalvorrichtung 46 zugeordnet ist.
Das ECM 30 empfängt auch ein Fahrzeugdrehzahlsignal 56 wie z. B. von einem Drehzahlsensor 58. Das Drehzahlsignal 56 gibt eine Drehzahl des Ausgangselements 25 sowie die Drehrichtung des Ausgangselements 25 an.
Das ECM 30 kann Signale von einem oder mehreren zusätzlichen Fahrzeugdrehmoment-Steuersystemen, die nicht direkt vom Fahrzeugfahrer gesteuert werden, empfangen. Diese Systeme schaffen Anforderungen für ein Achsdrehmoment an der Radachse 12 in Ansprechen auf Fahrzeugbetriebsbedingungen. Solche Achsdrehmomentanforderungen, die nicht direkt vom Fahrzeugfahrer durchgeführt werden, werden hier als ”Drehmomenteingriffsanforderungen” bezeichnet. Ein Fahrzeugdrehmoment-Steuersystem kann beispielsweise ein Fahrzeugüberdrehzahlsystem 60 sein, das ein Fahrzeugüberdrehzahlsystem-Achsdrehmoment-Anforderungssignal 62 erzeugt, um ein negatives Drehmoment an der Radachse 12 in Ansprechen auf eine Feststellung, dass die Fahrzeugdrehzahl über einem vorbestimmten maximalen Drehzahlschwellenwert liegt, anzufordern. Wie hier verwendet, ist das ”negative Drehmoment” ein Achsdrehmoment an der Radachse 12 in einer Richtung entgegengesetzt zum Achsdrehmoment an der Radachse 12, das einen Antrieb in der Richtung der beabsichtigten Bewegung schafft. Das positive Drehmoment ist ein Achsdrehmoment an der Radachse 12, das einen Antrieb in der Richtung der beabsichtigten Bewegung schafft.
Ein weiteres Fahrzeugdrehmoment-Steuersystem kann ein Traktions- oder Stabilitätssteuersystem 64 sein, das ein Traktionssteuersystem-Drehmomentanforderungssignal 66 erzeugt. Das Traktionssteuersystem-Drehmomentanforderungssignal 66 könnte mit einer Anforderung für entweder ein positives oder negatives Drehmoment an der Radachse 12 korreliert sein, wie zum Überwinden eines Radschlupfs oder -widerstandes erforderlich.
Ein Bremsdrehmoment-Steuersystem 68 ist ein weiteres Fahrzeugdrehmoment-Steuersystem, das verwendet werden kann, um ein Bremsdrehmoment-Anforderungssignal 70 zu erzeugen, das mit einer Anforderung für ein negatives Drehmoment korreliert ist, das an der Radachse 12 angewendet werden soll, das die Verwendung von regenerativem Bremsen anstelle von Reibungsbremsen ermöglicht. Das Bremsdrehmoment-Anforderungssignal kann alternativ nur ein positiver Wert sein, der das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment begrenzt, um ein übermäßiges Reibungsbremsdrehmoment zu mildern, das für das Bremssystem 54 erforderlich ist. Das heißt, das Bremsdrehmoment-Steuersystem 68 fordert eine maximale Menge an Achsdrehmoment an, das an der Radachse 12 angewendet werden soll, um ein Bremsdrehmoment zu ermöglichen, das mit dem vom Fahrer angeforderten Bremsdrehmomentsignal 52 korreliert ist, ohne über vorbestimmte mechanische Grenzen des Bremssystems 54 hinaus zu gehen.
Ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Begrenzungssystem 72 ist ein weiteres Fahrzeugdrehmoment-Steuersystem, das verwendet werden kann, um ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Begrenzungsdrehmoment-Anforderungssignal 74 zu erzeugen, das mit einer Anforderung für eine Menge an negativem Drehmoment korreliert ist, das auf die Radachse 12 angewendet werden soll, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zu verringern. Ein solches System 72 kann verwendet werden, um die Fahrzeuggeschwindigkeit im Fall eines Diebstahls des Fahrzeugs 10 auf einen Kriechbereich zu verringern.
Andere Drehmomentsteuersysteme können auch vorgesehen sein, die Drehmomentanforderungssignale zum ECM 30 senden, die nicht vom Fahrzeugfahrer eingeleitet werden, um das Achsdrehmoment an der Fahrzeugradachse 12 zu regeln.
Das ECM 30 weist einen Prozessor 76 auf, der einen gespeicherten Algorithmus aufweist und der zusammen mit dem Prozessor 29 im Hybridsteuermodul 24 ein Verfahren 200 zum Steuern des Radachsdrehmoments ausführt. Das Verfahren 200 ist als Ablaufdiagramm in 3 dargestellt und wird in Bezug auf das Fahrzeug 10 von 1 und ein Diagramm 100 des Achsdrehmoments 102 (vertikale Achse) als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit 104 (horizontale Achse) in 2 beschrieben, das eine vorbestimmte Achsdrehmomentgrenzkurve 110 zeigt. Die vorbestimmte Achsdrehmomentgrenzkurve 110 von 2 gibt eine vorbestimmte Achsdrehmomentgrenze (d. h. ein vorbestimmtes minimales Achsdrehmoment) für eine gegebene Fahrzeuggeschwindigkeit und Bewegungsrichtung an. In 2 nimmt das Achsdrehmoment in der vom Fahrer ausgewählten Bewegungsrichtung (d. h. der vom Fahrer beabsichtigten Bewegungsrichtung) in der Richtung des Pfeils 106 von einem Achsdrehmoment von null am Punkt 109 zu. Das Achsdrehmoment nimmt in der Richtung entgegengesetzt zum Pfeil 106 ab und weist einen zunehmenden negativen Wert in der Richtung entgegengesetzt zum Pfeil 106 unter dem Punkt 109 auf. Die horizontale Achse gibt die Fahrzeuggeschwindigkeit an, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit in der beabsichtigten Bewegungsrichtung in der Richtung des Pfeils 108 von einer Geschwindigkeit von null am Punkt 109 zunimmt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt in der Richtung entgegengesetzt zur Richtung der beabsichtigten Bewegung in der Richtung entgegengesetzt zu jener des Pfeils 108 beginnend am Punkt 109 zu. Die Werte der vorbestimmten Achsdrehmomentgrenze für jede gegebene Fahrzeuggeschwindigkeit und für die tatsächliche Bewegungsrichtung (d. h. die Werte der Punkte, die die vorbestimmte Achsdrehmomentgrenzkurve 110 erstellen) können im ECM 30 als Nachschlagetabelle gespeichert werden. Die vorbestimmte Achsdrehmomentgrenzkurve 110 wirkt als Grenze für Drehmomenteingriffsanforderungen, so dass, wenn die Drehmomenteingriffsanforderungen, wie begrenzt, bezüglich des vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoments zugeteilt werden, das angewendete Achsdrehmoment den Antrieb des Fahrzeugs 10 in einer zur beabsichtigten Richtung 108 entgegengesetzten Richtung verhindert. Unter einer vorbestimmten Schwellengeschwindigkeit 112 folgt die vorbestimmte Achsdrehmomentgrenzkurve 110 im Allgemeinen einer Standard-Kriechausrollkurve 114, wie bei 116 angegeben. Die Kriechausrollkurve 114 ist nur für Vergleichszwecke gezeigt, da die vorbestimmte Achsdrehmomentgrenzkurve 110 die Grenze ist, die tatsächlich unter dem Verfahren 200 angewendet wird. Die Kriechausrollkurve 114 stellt eine Grenze für das negative Achsdrehmoment dar, das bei einem Fahrpedaldrehmoment von null angewendet werden kann, und ist dazu ausgelegt, ein Achsdrehmoment in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung der beabsichtigten Bewegung zu verhindern, berücksichtigt jedoch keine Drehmomenteingriffsanforderungen. Wie in 2 ersichtlich ist, ermöglicht die vorbestimmte Achsdrehmomentgrenzkurve 110 bei Fahrzeuggeschwindigkeiten über der vorbestimmten Schwellengeschwindigkeit 112 ein niedrigeres minimales Drehmoment (d. h. ein größeres Achsdrehmoment in der Richtung entgegengesetzt zur Richtung der beabsichtigten Bewegung) als die Kriechausrollkurve 114.
Ein minimaler Achsdrehmomentschwellenwert 118, der von der Fahrzeuggeschwindigkeit unabhängig ist, wird als Grenzwert der vorbestimmten Achsdrehmomentgrenzkurve 110 angewendet, um eine übermäßige Verlangsamung zu verhindern. Folglich kann die vorbestimmte minimale Achsdrehmomentgrenze nicht geringer sein als der minimale Achsdrehmoment-Schwellenwert (d. h. kann keinen größeren negativen Wert als den minimalen Schwellenwert 118 aufweisen).
Mit Bezug auf 3 beginnt das Verfahren 200, das teilweise durch das ECM 30 und teilweise durch das HCM 24 ausgeführt wird, mit dem Block 202, in dem eine vom Fahrer ausgewählte Bewegungsrichtung bestimmt wird. Dies wird auf der Basis des Signals 44 bestimmt, das die Position des vom Fahrer betätigten Schalthebels 32 angibt. Im Block 204 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann auf der Basis des Signals 56 vom Drehzahlsensor 58 bestimmt werden. Im Block 206 wird die tatsächliche Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 10 bestimmt. Dies kann auch aus dem Drehzahlsignal 56 bestimmt werden, das die Richtung der Drehbewegung des Ausgangselements 25 angibt.
Im Block 208 werden ein vom Fahrer angefordertes Achsdrehmoment und mindestens eine Drehmomenteingriffsanforderung vom ECM 30 empfangen. Das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment wird über das Signal 48 von der Fahrpedalvorrichtung 46 und das Signal 52 von der vom Fahrer betätigten Bremsvorrichtung 50 empfangen. Im Allgemeinen gibt nur eines der Signale 48, 52 einen angeforderten Achsdrehmomentwert an, da ein Fahrzeugfahrer im Allgemeinen nicht sowohl die Fahrpedalvorrichtung 46 als auch die Bremsvorrichtung 50 gleichzeitig herabtritt. Wenn jedoch sowohl die Fahrpedalvorrichtung 46 als auch die Bremsvorrichtung 50 gleichzeitig getreten werden, kann die Anforderung der Bremsvorrichtung 50 verwendet werden, um die Beschleunigungsanforderung von der Fahrpedalvorrichtung 46 aufzuheben. Die Drehmomenteingriffsanforderung wird als eines oder mehrere der Signale 62, 66, 70 oder 74 vom Fahrzeugüberdrehzahlsystem 60, vom Traktions- oder Stabilitätssteuersystem 64, vom Bremsdrehmoment-Steuersystem 68 bzw. vom Fahrzeuggeschwindigkeit-Begrenzungssystem 72 empfangen. Die Blöcke 202, 204, 206 und 208 müssen nicht in der im Ablaufdiagramm von 3 gezeigten Reihenfolge stattfinden.
Sobald das ECM 30 die Informationen in den Blöcken 202, 204, 206 und 208 bestimmt oder empfängt, vergleicht der Prozessor 76 die empfangene Drehmomenteingriffsanforderung (oder mehrere Drehmomenteingriffsanforderungen) mit der vorbestimmten Achsdrehmomentgrenze (d. h. dem Wert, der durch die Achsdrehmomentgrenzkurve 110 angegeben wird), die in einer Nachschlagetabelle gespeichert ist, für die im Block 204 bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit und die im Block 206 bestimmte Bewegungsrichtung.
Als nächstes berechnet der Prozessor 76 ein zugeteiltes Achsdrehmoment im Block 212. Das zugeteilte Achsdrehmoment wird gemäß einem gespeicherten Algorithmus berechnet und basiert auf dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment, das im Block 208 empfangen wird und durch das Signal 48 und/oder Signal 52 angegeben wird. Das zugeteilte Achsdrehmoment basiert auch auf jenen der einen oder mehreren Drehmomenteingriffsanforderungen 62, 66, 70, 74, die größer sind als die vorbestimmte Achsdrehmomentgrenze, die durch die Kurve 110 für die bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit und die tatsächliche Bewegungsrichtung angegeben ist. Für irgendeine der einen oder mehreren Drehmomenteingriffsanforderungen, die geringer sind als die vorbestimmte Achsdrehmomentgrenze für die bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit und tatsächliche Bewegungsrichtung (d. h. für beliebige Drehmomenteingriffsanforderungen für das Achsdrehmoment unter der vorbestimmten Achsdrehmomentgrenzkurve 110), wird schließlich die vorbestimmte minimale Achsdrehmomentgrenze für die bestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit und tatsächliche Bewegungsrichtung vom Algorithmus anstelle des Werts der Drehmomenteingriffsanforderung verwendet. Dies hilft sicherzustellen, dass das an der Achse 12 unter dem Verfahren 200 angewendete Drehmoment nicht in der Richtung entgegengesetzt zur vom Fahrer beabsichtigten Bewegungsrichtung für das Fahrzeug 10 liegt. Wahlweise kann das durch die Kurve 110 angegebene vorbestimmte minimale Achsdrehmoment auf einen Wert begrenzt werden, der größer ist als der vorbestimmte Schwellenwert 118 für die übermäßige Verlangsamung.
Ein Beispiel des gespeicherten Algorithmus, der zum Berechnen des zugeteilten Achsdrehmoments verwendet wird, ist ein Algorithmus, der zuerst die niedrigste abnehmende Drehmomenteingriffsanforderung sowie die höchste zunehmende Drehmomenteingriffsanforderung identifiziert. Diese Drehmomenteingriffsanforderungen bestehen, nachdem sie mit der vorbestimmten minimalen Achsdrehmomentgrenze verglichen und durch diese begrenzt wurden, wie vorstehend beschrieben. Die Drehmomenteingriffsanforderung nimmt ab, wenn es eine Anforderung für ein niedrigeres Achsdrehmoment als das aktuelle Achsdrehmoment ist, und nimmt zu, wenn es eine Anforderung für ein Achsdrehmoment ist, das höher ist als das aktuelle Achsdrehmoment. Wenn die niedrigste abnehmende Drehmomenteingriffsanforderung unter dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment liegt, dann ist die niedrigste abnehmende Drehmomenteingriffsanforderung der zugeteilte Achsdrehmomentwert. Wenn die niedrigste abnehmende Drehmomenteingriffsanforderung über dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment liegt und die höchste zunehmende Drehmomenteingriffsanforderung über dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment liegt, dann ist die niedrigere der höchsten zunehmenden Drehmomenteingriffsanforderung und der niedrigsten abnehmenden Drehmomenteingriffsanforderung der zugeteilte Achsdrehmomentwert. Wenn keine der zwei obigen Aussagen gilt, dann ist das vom Fahrer angeforderte Achsdrehmoment das zugeteilte Achsdrehmoment.
Im Block 214 wird der zugeteilte Achsdrehmomentwert über das Signal 80 zum HCM 24 zur Anwendung an der Achse 12 gesendet. Im Block 216 bestimmt das HCM 24, wie die Steuerung der Kraftmaschine 16 und der Motor/Generatoren 18 und 20 zu koordinieren ist, um das zugeteilte Achsdrehmoment vorzusehen.
Wenn das Verfahren 200 angewendet wird, um das Achsdrehmoment am Fahrzeug 10 zu steuern, ist die Anwendung eines größeren negativen Achsdrehmoments als bisher durch vorherige Verfahren angewendet möglich, ohne einen Antrieb in der Richtung entgegengesetzt zur Richtung der beabsichtigten Bewegung zu verursachen.
Obwohl die besten Arten zur Ausführung der Erfindung im Einzelnen beschrieben wurden, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche.

Claims

Verfahren zum Steuern eines Drehmoments an einer Radachse, das umfasst: Vergleichen mindestens einer Drehmomenteingriffsanforderung mit einem vorbestimmten minimalen Achsdrehmoment für eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und eine aktuelle Bewegungsrichtung des Fahrzeugs; wobei das vorbestimmte minimale Achsdrehmoment abnimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in einer von einem Fahrer ausgewählten Bewegungsrichtung zunimmt; Berechnen eines zugeteilten Achsdrehmoments auf der Basis eines vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoments, der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, der aktuellen Bewegungsrichtung und des größeren der mindestens einen qDrehmomenteingriffsanforderung und des vorbestimmten minimalen Achsdrehmoments; und Anwenden des Achsdrehmoments auf die Radachse zumindest teilweise auf der Basis des zugeteilten Achsdrehmoments.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das vorbestimmte minimale Achsdrehmoment auf einen Wert begrenzt wird, der größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert für alle Fahrzeuggeschwindigkeiten, wodurch die maximale Fahrzeugverlangsamung begrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Drehmomenteingriffsanforderung eine Fahrzeugüberdrehzahlsystem-Drehmomentanforderung, eine Traktions- oder Stabilitätssteuersystem-Drehmomentanforderung, eine Bremsdrehmoment-Steuersystem-Drehmomentanforderung und/oder eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Begrenzungssystem-Drehmomentanforderung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das vorbestimmte minimale Achsdrehmoment als eine Kriechausrollsystem-Drehmomentgrenze bei Fahrzeuggeschwindigkeiten unter einer ersten Schwellengeschwindigkeit funktioniert.
Verfahren zum Steuern eines Radachsdrehmoments, das umfasst: Bestimmen einer vom Fahrer ausgewählten Bewegungsrichtung für ein Fahrzeug; Bestimmen einer Fahrzeuggeschwindigkeit; Bestimmen einer tatsächlichen Bewegungsrichtung des Fahrzeugs; Vergleichen mindestens einer Drehmomenteingriffsanforderung mit einer vorbestimmten Achsdrehmomentgrenze für die Fahrzeuggeschwindigkeit und die tatsächliche Bewegungsrichtung; Berechnen eines zugeteilten Achsdrehmoments; wobei das zugeteilte Achsdrehmoment auf einem von einem Fahrer angeforderten Achsdrehmoment und der mindestens einen Drehmomenteingriffsanforderung basiert, wenn die mindestens eine Drehmomenteingriffsanforderung größer ist als die vorbestimmte Achsdrehmomentgrenze; wobei das zugeteilte Achsdrehmoment auf dem vom Fahrer angeforderten Achsdrehmoment und der vorbestimmten Achsdrehmomentgrenze basiert, wenn die mindestens eine Drehmomenteingriffsanforderung nicht größer ist als die vorbestimmte Achsdrehmomentgrenze; und Anwenden des zugeteilten Achsdrehmoments auf eine Radachse des Fahrzeugs, wodurch eine Bewegung des Fahrzeugs in einer Richtung entgegengesetzt zur vom Fahrer ausgewählten Bewegungsrichtung verhindert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die vorbestimmte Achsdrehmomentgrenze zunimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter einer vorbestimmten Schwellengeschwindigkeit liegt, und auch wenn die tatsächliche Bewegungsrichtung des Fahrzeugs zur vom Fahrer ausgewählten Bewegungsrichtung entgegengesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die vorbestimmte Achsdrehmomentgrenze bis zu einem vorbestimmten Schwellenwert abnimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, wenn die tatsächliche Bewegungsrichtung und die vom Fahrer ausgewählte Bewegungsrichtung gleich sind.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die vorbestimmte Achsdrehmomentgrenze als eine Kriechausrollsystem-Drehmomentgrenze bei Fahrzeuggeschwindigkeiten unter einer vorbestimmten Schwellengeschwindigkeit funktioniert.
System zum Steuern eines Radachsdrehmoments, das umfasst: einen vom Fahrer betätigten Schalthebel, der betriebsfähig ist, um eine beabsichtigte Bewegungsrichtung des Fahrzeugs festzulegen; eine vom Fahrer betätigte Fahrpedalvorrichtung, die betriebsfähig ist, um ein gewünschtes Achsdrehmoment festzulegen; mindestens ein Drehmomentsteuersystem, das betriebsfähig ist, um eine Drehmomenteingriffsanforderung festzulegen; einen ersten Controller, der mit dem vom Fahrer betätigten Schalthebel, mit der vom Fahrer betätigten Fahrpedalvorrichtung und mit dem mindestens einen Drehmomentsteuersystem betriebsfähig verbunden ist, wobei der erste Controller einen Prozessor aufweist mit: einem ersten Algorithmus, der: die mindestens eine Drehmomenteingriffsanforderung mit einem vorbestimmten minimalen Achsdrehmoment vergleicht, das abnimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in der beabsichtigten Bewegungsrichtung über eine vorbestimmte Schwellengeschwindigkeit zunimmt, das zunimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in der beabsichtigten Bewegungsrichtung und unter die vorbestimmte minimale Geschwindigkeit zunimmt, und das zunimmt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit in einer Bewegungsrichtung entgegengesetzt zur beabsichtigten Bewegungsrichtung zunimmt; das größere der mindestens einen Drehmomenteingriffsanforderung und des vorbestimmten minimalen Achsdrehmoments bestimmt; und ein zugeteiltes Achsdrehmoment auf der Basis des gewünschten Achsdrehmoments und des größeren der mindestens einen Drehmomenteingriffsanforderung und des vorbestimmten minimalen Achsdrehmoments berechnet; und einen zweiten Controller, der mit dem ersten Controller betriebsfähig verbunden ist; wobei der zweite Controller ein Signal, das dem zugeteilten Achsdrehmoment entspricht, vom ersten Controller empfängt und aufweist: einen zweiten Algorithmus, der bestimmt, wie das auf eine Fahrzeugachse anzuwendende zugeteilte Achsdrehmoment festzulegen ist.
Steuersystem nach Anspruch 9, wobei das vorbestimmte minimale Achsdrehmoment auf einen Wert begrenzt wird, der größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert.