用于機(jī)動(dòng)車的控制裝置及其在機(jī)動(dòng)車中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車的控制裝置及其在機(jī)動(dòng)車中的應(yīng)用，該控制裝置包括電子控制單元，通過該電子控制單元，驅(qū)動(dòng)單元(EM、VM)的驅(qū)動(dòng)力矩(M_soll)能根據(jù)需要可變地分配到至少兩個(gè)軸上，其中，原則上能預(yù)定以優(yōu)先單軸驅(qū)動(dòng)意義的面向驅(qū)動(dòng)的控制，比較單元將要求的行駛動(dòng)力學(xué)的額定特征量(aFW)與行駛動(dòng)力學(xué)的潛能特征量(apot)比較，并且僅當(dāng)關(guān)于行駛動(dòng)力學(xué)的潛能特征量的確定的閾值被超過時(shí)，才從面向驅(qū)動(dòng)的控制轉(zhuǎn)入到以優(yōu)先多軸驅(qū)動(dòng)意義的面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制。
【專利說明】用于機(jī)動(dòng)車的控制裝置及其在機(jī)動(dòng)車中的應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種包括電子控制單元的用于機(jī)動(dòng)車的控制裝置，通過所述電子控制單元，驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)力矩能根據(jù)需要可變地分配到至少兩個(gè)軸上。

【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于【背景技術(shù)】例如參考 申請(qǐng)人:的如下專利文件:
[0003]DE102004035004A1:用于提高行駛穩(wěn)定性的模型支持的預(yù)控制的示例；
[0004]DE102011005095A1:常規(guī)的全輪驅(qū)動(dòng)方案的高能效控制的措施；
[0005]DE102006001297A1:通過用于測(cè)量輪胎變形的傳感器分析各個(gè)車輪關(guān)于縱向和橫向動(dòng)力學(xué)的潛能儲(chǔ)備的措施。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的任務(wù)是，尤其是關(guān)于能效改善開頭所述類型的方法并且為此提供一種簡單的控制。
[0007]該任務(wù)按照本發(fā)明通過權(quán)利要求1的主題解決。從屬的權(quán)利要求是本發(fā)明有利的進(jìn)一步構(gòu)成。
[0008]本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車的控制裝置，其包括電子控制單元，通過該電子控制單元，驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)力矩能根據(jù)需要可變地分配到至少兩個(gè)軸上，其中原則上能預(yù)定以優(yōu)先單軸驅(qū)動(dòng)意義的面向驅(qū)動(dòng)的控制。在此借助比較單元，優(yōu)選基于卡姆圓，將尤其是基于駕駛員愿望而要求的行駛動(dòng)力學(xué)的額定特征量與行駛動(dòng)力學(xué)的潛能特征量比較。僅當(dāng)關(guān)于行駛動(dòng)力學(xué)的潛能特征量(例如卡姆圓的邊界范圍)的確定的閾值(例如70% )被超過時(shí)，才從面向驅(qū)動(dòng)的控制轉(zhuǎn)入到以優(yōu)先多軸驅(qū)動(dòng)意義的面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制。
[0009]過渡到以優(yōu)先多軸驅(qū)動(dòng)意義的面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制可以離散或也可以連續(xù)地、例如與時(shí)間、行程或行駛動(dòng)力學(xué)參數(shù)相關(guān)地進(jìn)行。
[0010]概念“面向驅(qū)動(dòng)的控制”尤其是在混合動(dòng)力車輛的范圍中不只是理解為短期僅最小化燃料的針對(duì)效率的控制，而是一般性地也理解為驅(qū)動(dòng)構(gòu)件和/或關(guān)于軸的驅(qū)動(dòng)力矩分配的長期的針對(duì)要求的總功率和/或電的功率的最大可用性的控制。驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的關(guān)于驅(qū)動(dòng)的控制在混合動(dòng)力車輛中本身也作為所謂的混合運(yùn)行策略已經(jīng)已知。
[0011]本發(fā)明獨(dú)立于機(jī)動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)方案。其不僅可用于包括可控制的縱向離合器的常規(guī)的全輪驅(qū)動(dòng)車輛，而且可用于包括為每個(gè)軸配置的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(例如軸分離式混合驅(qū)動(dòng)或任意的其他具有在一個(gè)軸上的內(nèi)燃機(jī)和/或電動(dòng)機(jī)和在其他一個(gè)或多個(gè)軸上的內(nèi)燃機(jī)和/或電動(dòng)機(jī)的組合驅(qū)動(dòng))的混合驅(qū)動(dòng)車輛。
[0012]優(yōu)選尤其是在包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的常規(guī)的全輪驅(qū)動(dòng)車輛中在僅一個(gè)軸上作為面向驅(qū)動(dòng)的控制預(yù)定用于效率優(yōu)化或燃料最小化的單純的單軸驅(qū)動(dòng)。用于實(shí)施本發(fā)明的所述(行駛動(dòng)力學(xué))控制單元優(yōu)選與用于控制驅(qū)動(dòng)構(gòu)件(例如電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī))的(驅(qū)動(dòng))控制單元解耦。因此所述驅(qū)動(dòng)控制單元可能預(yù)定單軸驅(qū)動(dòng)，然而該單軸驅(qū)動(dòng)在需要時(shí)可能由行駛動(dòng)力學(xué)控制單元優(yōu)先控制。
[0013]本發(fā)明基于如下考慮、認(rèn)識(shí)和構(gòu)思:
[0014]在本發(fā)明中接著作為示例性的實(shí)施方式處理雙軸驅(qū)動(dòng)的車輛的特別情況(四輪/全輪驅(qū)動(dòng))。然而本發(fā)明明確地連帶包括其在多軸驅(qū)動(dòng)的和多輪轍驅(qū)動(dòng)的車輛中的應(yīng)用，而如下不總是說明這一點(diǎn)。
[0015]常規(guī)的雙軸驅(qū)動(dòng)的車輛特征在于，一個(gè)軸(初級(jí)驅(qū)動(dòng)的軸)直接由力矩來源(例如內(nèi)燃機(jī))驅(qū)動(dòng)，以及第二軸(次級(jí)驅(qū)動(dòng)的軸)通過離合元件(摩擦離合器、片式離合器、爪齒離合器)可以被連接。
[0016]此外用于可變的驅(qū)動(dòng)力矩分配的電子控制系統(tǒng)允許，在各軸之間情況適當(dāng)?shù)胤峙潋?qū)動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力矩。這種方式取得顯著的優(yōu)點(diǎn)，即，相關(guān)于行駛狀況可以提供最好的牽引。作為示例參閱在BMW集團(tuán)中使用的xDrive系統(tǒng)，該系統(tǒng)例如在G.Fischer、ff.Pfau, H.-S.Braun 和 C.Billig 的專業(yè)論文“x-Drive-Der neue Allradantrieb im BMW X3und BMWX5” 中說明(出現(xiàn)于 Automobiltechnische Zeitschrift ATZ, 2004 年 02 月出版；專利文獻(xiàn)DE10054023A1)。
[0017]附加于常規(guī)的全輪驅(qū)動(dòng)車輛，混合驅(qū)動(dòng)方案也允許實(shí)現(xiàn)雙軸驅(qū)動(dòng)。然而不同于在常規(guī)方案中，在(尤其是與穩(wěn)定性相關(guān)的)面向行駛動(dòng)力學(xué)的和(尤其是與效率相關(guān)的)面向驅(qū)動(dòng)的行駛之間的區(qū)別不僅僅通過被驅(qū)動(dòng)的軸的數(shù)量或在被驅(qū)動(dòng)的軸上的驅(qū)動(dòng)力矩分配。而是電子控制基于如下行駛策略，所述行駛策略在針對(duì)驅(qū)動(dòng)的行駛中強(qiáng)調(diào)行駛功率以及消耗優(yōu)化的用于控制驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)策略。與此相對(duì)在針對(duì)行駛動(dòng)力學(xué)的行駛中強(qiáng)調(diào)在軸上的驅(qū)動(dòng)力矩分配:
[0018]常規(guī)的全輪驅(qū)動(dòng)車輛:
[0019].面向驅(qū)動(dòng)或效率的控制:力矩分配為單軸驅(qū)動(dòng)(離合器打開)。
[0020].面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制:力矩分配為雙軸驅(qū)動(dòng)(離合器至少部分地閉合)；情況適當(dāng)?shù)亟油ù渭?jí)驅(qū)動(dòng)的軸和用于優(yōu)化的行駛動(dòng)力學(xué)的可變的驅(qū)動(dòng)力矩分配，例如關(guān)于拉力或推力情況下的固有轉(zhuǎn)向特性、在直線或轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的牽引和關(guān)于不足轉(zhuǎn)向或過度轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性。
[0021]混合的全輪驅(qū)動(dòng)車輛，尤其是軸混合驅(qū)動(dòng)的全輪驅(qū)動(dòng)車輛:
[0022].面向驅(qū)動(dòng)或效率的控制:驅(qū)動(dòng)構(gòu)件利用驅(qū)動(dòng)策略的直接控制優(yōu)化地按照要求的行駛功率、蓄電池狀態(tài)、蓄電池充電策略和/或消耗進(jìn)行。
[0023].面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制:驅(qū)動(dòng)構(gòu)件利用用于驅(qū)動(dòng)力矩分配的行駛動(dòng)力學(xué)策略的直接控制優(yōu)化按照行駛動(dòng)力學(xué)、例如關(guān)于拉力或推力下的固有轉(zhuǎn)向特性、在直線或轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的牽引和關(guān)于不足轉(zhuǎn)向或過度轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性
[0024]此外混合驅(qū)動(dòng)車輛的如下實(shí)施形式稱為軸混合驅(qū)動(dòng)，在其中，可選地前軸或后軸直接通過內(nèi)燃機(jī)并且相應(yīng)的第二軸直接通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)(例如也作為軸分離式混合驅(qū)動(dòng)已知)。示例性地參閱將推出的混合驅(qū)動(dòng)跑車BMWi8,在該車中該設(shè)計(jì)系列地實(shí)現(xiàn)。該介紹的軸混合驅(qū)動(dòng)技術(shù)尤其是因此構(gòu)成用于全輪驅(qū)動(dòng)的車輛的合適的實(shí)現(xiàn)形式，其中:
[0025]a)相對(duì)于常規(guī)的全輪驅(qū)動(dòng)方案取消在前軸和后軸之間的機(jī)械的離合器連接的必要性，并且
[0026]b)通過車輛電子控制，多個(gè)行駛模式可供使用(例如純內(nèi)燃機(jī)、純電、組合模式)并且因此能夠?qū)崿F(xiàn)能可變接通的全輪驅(qū)動(dòng)。
[0027]附加于在軸混合驅(qū)動(dòng)范圍中的所述有利的實(shí)施形式，應(yīng)該在這里強(qiáng)調(diào)，接著介紹的方法原則上可以用于控制每種兩軸或多軸的驅(qū)動(dòng)方案。這樣如下應(yīng)用領(lǐng)域也明確地是本發(fā)明的組成部分，而無需接著一直對(duì)此說明:在常規(guī)的全輪驅(qū)動(dòng)中的應(yīng)用、在包括在所述兩個(gè)/多個(gè)軸的至少一個(gè)上的多于一個(gè)電動(dòng)機(jī)的軸混合驅(qū)動(dòng)方案中的應(yīng)用、在包括初級(jí)的和次級(jí)的能量源(例如以不同的技術(shù)的實(shí)施方式的氫驅(qū)動(dòng)、燃料電池等)的任意的組合的混合驅(qū)動(dòng)方案中的應(yīng)用。
[0028]在電子控制的機(jī)動(dòng)車中、尤其是在全輪驅(qū)動(dòng)車輛中，原則上強(qiáng)調(diào)行駛動(dòng)力學(xué)的要求和借此也強(qiáng)調(diào)影響行駛安全的要求如縱向和橫向穩(wěn)定性。然而按照行駛動(dòng)力學(xué)策略(或雙軸或多軸運(yùn)行)的驅(qū)動(dòng)導(dǎo)致不利特性，即由此提高燃料消耗。在常規(guī)的具有機(jī)械的耦合的全輪驅(qū)動(dòng)車輛中，這歸結(jié)于在驅(qū)動(dòng)副軸時(shí)強(qiáng)制性出現(xiàn)的滾動(dòng)摩擦和慣性損耗。
[0029]本發(fā)明與之相反基于如下認(rèn)識(shí)，通過特別是行駛動(dòng)力學(xué)的關(guān)注，在車輛控制的設(shè)計(jì)中丟失燃料節(jié)省的潛力。因此存在許多具有相對(duì)低的行駛動(dòng)力學(xué)要求的行駛狀況，在這些行駛狀況中可以轉(zhuǎn)入優(yōu)選針對(duì)效率的驅(qū)動(dòng)策略或在這些行駛狀況中在常規(guī)的全輪驅(qū)動(dòng)車輛中的單軸驅(qū)動(dòng)是足夠的。示例性地舉出較長的直線行駛、以適中的車輛速度(例如lOOkm/h以下)的行駛、在幾乎沒有坡度的道路上的行駛以及在干燥的行車道上的行駛。
[0030]因而通過本發(fā)明提供一種用于改善在雙軸或多軸驅(qū)動(dòng)的車輛中的能效的方法。為此如接著說明的，提出一種新型的控制裝置。
[0031]本發(fā)明的基本構(gòu)思基于，在具有可能的全輪驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車中通過借助驅(qū)動(dòng)力矩分配的原則上面向驅(qū)動(dòng)的控制用于改善能效的措施代替驅(qū)動(dòng)力矩分配的至今特別是面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制。
[0032]這樣的新型的控制裝置設(shè)定，將由駕駛員愿望造成的行駛動(dòng)力學(xué)的額定特征量與關(guān)于到存在的軸上的驅(qū)動(dòng)力矩分配的行駛動(dòng)力學(xué)的潛能特征量優(yōu)選以卡姆圓意義比較并且基于比較結(jié)果在驅(qū)動(dòng)策略或效率策略和行駛動(dòng)力學(xué)策略之間做決定。為了提高效率在此首先相對(duì)于行駛動(dòng)力學(xué)策略優(yōu)選驅(qū)動(dòng)策略，因?yàn)樾旭倓?dòng)力學(xué)策略有利于行駛穩(wěn)定性但損耗效率地設(shè)定優(yōu)先多軸驅(qū)動(dòng)。因此在這里比在驅(qū)動(dòng)策略中發(fā)生驅(qū)動(dòng)力矩到可驅(qū)動(dòng)的軸上的較均勻的分配，所述驅(qū)動(dòng)策略與功率或消耗相關(guān)地設(shè)定優(yōu)先單軸驅(qū)動(dòng)。
[0033]確定行駛動(dòng)力學(xué)的額定特征量和潛能特征量:
[0034]借助制動(dòng)踏板位置和/或加速踏板位置連同離合器位置和選擇的擋位以及借助轉(zhuǎn)向盤位置產(chǎn)生關(guān)于車輛的縱向和橫向動(dòng)力學(xué)的駕駛員愿望。同時(shí)每個(gè)輪胎(或每個(gè)軸)只可以將確定的合力傳遞到行車道上，由此預(yù)定縱向力和橫向力的最大的潛能。按照對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的教導(dǎo)，可以通過構(gòu)成卡姆圓說明該行駛動(dòng)力學(xué)的潛能的界限。原則上車輛通過接通次級(jí)的驅(qū)動(dòng)軸達(dá)到較高的行駛動(dòng)力學(xué)的總潛能，從而卡姆圓范圍擴(kuò)大(縱向和橫向潛能的增長)。
[0035]駕駛員愿望和行駛動(dòng)力學(xué)潛能的比較借助模型支持的預(yù)控制進(jìn)行。由這種關(guān)系產(chǎn)生具有如下信息的控制信號(hào)，即是否駕駛員希望的動(dòng)力學(xué)值落入在車輛瞬時(shí)運(yùn)行狀態(tài)中可供使用的潛能的邊界范圍中。
[0036]對(duì)于混合驅(qū)動(dòng)方案(尤其是軸混合驅(qū)動(dòng))，計(jì)算的比例構(gòu)成關(guān)于驅(qū)動(dòng)策略和行駛動(dòng)力學(xué)策略之間的切換的決定判據(jù)。在首先提到策略中，將駕駛員愿望關(guān)于前軸和后軸的分別最大可能的潛能決算。一旦動(dòng)力學(xué)的額定值在所述軸之一的邊界范圍中變化并且因此達(dá)到該軸的飽和，則控制裝置切換到行駛動(dòng)力學(xué)策略中并且此后優(yōu)先利用在各軸上的驅(qū)動(dòng)力矩分配。對(duì)于常規(guī)的全輪驅(qū)動(dòng)方案，關(guān)于單軸或多軸的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)做決定。
[0037]因此借助新的控制裝置實(shí)現(xiàn):
[0038]a)在對(duì)行駛安全關(guān)鍵的情況中進(jìn)行以行駛動(dòng)力學(xué)的意義的優(yōu)先(在行駛動(dòng)力學(xué)的高要求時(shí))，并且
[0039]b)在其他的情況中有利于針對(duì)驅(qū)動(dòng)的并且在此尤其是高能效的并且因此燃料節(jié)省的方案做決定。
[0040]按照本發(fā)明介紹的控制系統(tǒng)引起，燃料消耗大的運(yùn)行僅在如下情況中主導(dǎo)，即在所述情況下基于行駛動(dòng)力學(xué)和穩(wěn)定性所述燃料消耗大的運(yùn)行的必需的(卡姆圓的邊界范圍)。本發(fā)明的顯著的優(yōu)點(diǎn)因此在于，在沒有行駛安全方面的喪失的情況下以特別高能效的方式實(shí)現(xiàn)可變的全輪驅(qū)動(dòng)的使用。
[0041]行駛動(dòng)力學(xué)的缺點(diǎn)在這里不用擔(dān)心，因?yàn)樵谝蠛芨叩男旭偁顩r(例如轉(zhuǎn)彎行駛)中，此外以行駛動(dòng)力學(xué)的意義優(yōu)先并且車輛的全部行駛動(dòng)力學(xué)的潛能對(duì)駕駛員可供使用。為此目的本發(fā)明附加地設(shè)定，沿速度特性曲線這樣適配控制裝置，使得到全輪驅(qū)動(dòng)中的轉(zhuǎn)換在低的速度下較早地進(jìn)行。然而此外也可設(shè)想其他的應(yīng)用特性場(chǎng)。
[0042]所介紹的方法的其他顯著優(yōu)點(diǎn)是其高的適應(yīng)性和簡單的使用。因?yàn)樗隹刂频幕旧系臉?gòu)造遵循簡單的物理學(xué)措施并且基于通用的行駛狀態(tài)參數(shù)，所述能夠?qū)?yīng)可變地適配加權(quán)機(jī)制(按照質(zhì)量、摩擦系數(shù)等)。這樣可以例如在確定行駛動(dòng)力學(xué)的額定特征量和行駛動(dòng)力學(xué)的潛能特征量時(shí)考慮車輛的裝載狀態(tài)或也探測(cè)對(duì)掛車的一起引導(dǎo)或車輛的牽引。在此對(duì)于該方法的使用足夠的是，一次設(shè)定對(duì)應(yīng)的應(yīng)用特性曲線，而可變的適配基于對(duì)狀態(tài)值的估計(jì)自動(dòng)進(jìn)行。
[0043]此外存在可能性，通過狀態(tài)測(cè)量支持控制裝置并且因此對(duì)該控制裝置更穩(wěn)定地保護(hù)以防失效。在優(yōu)選的實(shí)施方式中發(fā)明人設(shè)定相關(guān)的行駛狀態(tài)參數(shù)的估計(jì)(預(yù)控制)。然而如果這應(yīng)該失效，則可能采用測(cè)量，即使這可能導(dǎo)致較長的反應(yīng)時(shí)間。
[0044]其他應(yīng)用可能性:
[0045]該介紹的方法另外能引起第二驅(qū)動(dòng)的開始。如果駕駛員應(yīng)該例如已選擇純電行駛模式并且通過油門和轉(zhuǎn)向輸入而超過電動(dòng)機(jī)的功率范圍，則在沒有駕駛員干涉的情況下接通內(nèi)燃機(jī)，以便確保最大的行駛舒適性。
[0046]進(jìn)一步，可設(shè)想實(shí)現(xiàn)向駕駛員的反饋，例如借助力反饋踏板或通過轉(zhuǎn)向盤。通過行駛動(dòng)力學(xué)的額定特征量與作為中央控制參數(shù)的行駛動(dòng)力學(xué)的潛能特征量的比較，可以通過油門向駕駛員用信號(hào)表示，達(dá)到邊界范圍并且短時(shí)進(jìn)行全輪驅(qū)動(dòng)的接通，只要額定值通過駕駛員保持未改變的話。
[0047]抑制切換的選項(xiàng)可能用于阻止不確定的行駛特性。如果控制系統(tǒng)應(yīng)該確定在卡姆圓的邊界范圍中變化的動(dòng)力學(xué)值，則因此在該時(shí)間段上鎖止切換過程。
[0048]該方法此外也可以用于從潛能比較的信息出發(fā)激活其他的改善效率的機(jī)構(gòu)。作為示例提出在具有哈爾得克斯(Haldex)離合器的常規(guī)全輪系統(tǒng)中的應(yīng)用。這樣可以考慮確定的控制參數(shù)的評(píng)估以用于，一旦在較長時(shí)間段上不再需要接通次級(jí)的軸時(shí)，則切斷對(duì)于哈爾得克斯離合器需要的泵。通過切斷這樣的元件可以附加地降低燃料消耗。
[0049]最后也可以想到組合所介紹的方法與其他的控制裝置，例如利用發(fā)動(dòng)機(jī)干預(yù)/制動(dòng)干預(yù)。在鎖定的全輪驅(qū)動(dòng)的示例性的情況中，例如牽引/橫向動(dòng)力學(xué)優(yōu)化僅還通過總力矩減小才可能。這種情況可以在在這里示出的措施中通過針對(duì)駕駛員要求的決算識(shí)別。具體來說，在這種情況中駕駛員要求超過所有的已經(jīng)接通的軸的潛能，從而識(shí)別借助發(fā)動(dòng)機(jī)干預(yù)或制動(dòng)干涉的總力矩限制的必要性并且將其傳送給對(duì)應(yīng)的裝置。示例性地在這里參閱專利文件 DE102009055683A1。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0050]在附圖中示出本發(fā)明的實(shí)施例。附圖示出:
[0051]圖1整個(gè)驅(qū)動(dòng)方案的示意圖，按照本發(fā)明的控制裝置使用在該驅(qū)動(dòng)方案中；
[0052]圖2按照本發(fā)明的控制裝置的工作原理的更準(zhǔn)確的圖；
[0053]圖3用于在從在這里與效率相關(guān)的面向驅(qū)動(dòng)的控制到面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制的過渡過程中顯示本發(fā)明的作用方式的應(yīng)用示例。

【具體實(shí)施方式】
[0054]圖1示意性示出在這里雙軸的機(jī)動(dòng)車(包括前軸VA和后軸HA)的整個(gè)驅(qū)動(dòng)方案，其從用于確定與縱向加速度相關(guān)的駕駛員愿望的最重要的輸入信號(hào)、即加速踏板值FP出發(fā)。該驅(qū)動(dòng)方案主要包含如下構(gòu)件和功能模塊:
[0055]在驅(qū)動(dòng)方案中性的模塊AK_n中，從加速踏板值FP出發(fā)借助駕駛員愿望解釋器FW1、借助駕駛員愿望協(xié)調(diào)器KFW并且借助行駛動(dòng)力學(xué)協(xié)調(diào)器KFD形成額定驅(qū)動(dòng)力矩Μ_soil.該驅(qū)動(dòng)力矩M_soll通過動(dòng)態(tài)的濾波器DF發(fā)送給分配器模塊V。
[0056]在分配器模塊V中決定通過驅(qū)動(dòng)力矩M_soll的要由前軸VA傳遞的份額與驅(qū)動(dòng)力矩皿_8011的要由后軸HA傳遞的份額的分配比VA/HA(驅(qū)動(dòng)力矩分配)。在驅(qū)動(dòng)方案特定的模塊AK_s中，預(yù)定的驅(qū)動(dòng)力矩分配借助驅(qū)動(dòng)單元一一在這里包括兩個(gè)配置給前軸VA的電動(dòng)機(jī)EM和一個(gè)配置給后軸HA的內(nèi)燃機(jī)VM—一調(diào)節(jié)。在負(fù)的驅(qū)動(dòng)力矩時(shí)制動(dòng)控制系統(tǒng)BR也可以介入。在這里驅(qū)動(dòng)方案因此是軸混合驅(qū)動(dòng)式。
[0057]并行于上述優(yōu)選可以包含在電子的驅(qū)動(dòng)控制器中的功能模塊，如下優(yōu)選在電子的行駛動(dòng)力學(xué)控制器中包含的功能模塊起作用:
[0058]行駛動(dòng)力學(xué)信號(hào)提供模塊SBF例如提供求得的運(yùn)行參數(shù)如車輪轉(zhuǎn)速ηκ、轉(zhuǎn)向角LW、車輛速度V、制動(dòng)踏板值ΒΡ、摩擦系數(shù)μ、坡度S、縱向加速度ax、行駛阻力和加速踏板值FP。
[0059]按照本發(fā)明的控制裝置的核心是與行駛動(dòng)力學(xué)信號(hào)提供模塊SBF連接的控制單元I。該控制單元從模塊SBF尤其是獲得行駛動(dòng)力學(xué)的在這里以針對(duì)縱向和橫向動(dòng)力學(xué)的駕駛員希望加速度aFW形式的額定特征量以及獲得在這里以針對(duì)縱向和橫向動(dòng)力學(xué)的最大加速度ap(rt形式的行駛動(dòng)力學(xué)的潛能特征量作為輸入信號(hào)。
[0060]控制單元I借助行駛動(dòng)力學(xué)的驅(qū)動(dòng)力矩分配器例如作為第一輸出信號(hào)僅產(chǎn)生贊成或反對(duì)多軸驅(qū)動(dòng)的二進(jìn)制的決定O或1，其中O用于單軸驅(qū)動(dòng)2WD或I用于多軸驅(qū)動(dòng)4WD。
[0061]控制單元I可以附加地或備選地作為第二輸出信號(hào)產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)力矩1_8011的分配比VA/HA的至少一個(gè)允差范圍TB，尤其是當(dāng)還沒有做出贊成多軸驅(qū)動(dòng)4WD的決定時(shí)。借助行駛動(dòng)力學(xué)的驅(qū)動(dòng)力矩預(yù)控制也可以通過行駛動(dòng)力學(xué)協(xié)調(diào)器KFD對(duì)驅(qū)動(dòng)力矩M_soll的大小產(chǎn)生影響。
[0062]原則上控制單元I預(yù)定以優(yōu)先單軸驅(qū)動(dòng)2WD的意義的面向驅(qū)動(dòng)的控制。對(duì)于在過渡到多軸驅(qū)動(dòng)4WD上的操作方式參閱圖2:
[0063]在圖2中控制單元I還更詳細(xì)地示出。在這里應(yīng)該首先說明“全輪需求情況識(shí)另IJ” 一一亦即贊成或反對(duì)全輪驅(qū)動(dòng)的0/1決定。
[0064]對(duì)本發(fā)明重要的是，在預(yù)控制模塊VS中比較單元KK優(yōu)選借助在左側(cè)示出的卡姆圓將要求的行駛動(dòng)力學(xué)的額定特征量aFW與行駛動(dòng)力學(xué)的潛能特征量ap()t比較。要求的行駛動(dòng)力學(xué)的額定特征量aFW優(yōu)選由基于加速踏板值FP和/或制動(dòng)踏板值BP的額定縱向加速度aian}?s和由基于轉(zhuǎn)向角LW和車輛速度V的額定橫向加速度aqUOT求得。當(dāng)要求的行駛動(dòng)力學(xué)的額定特征量aFW超過關(guān)于行駛動(dòng)力學(xué)的潛能特征量ap(rt的確定的閾值(例如70% )時(shí)，則在這里從面向驅(qū)動(dòng)的控制2WD轉(zhuǎn)換到或轉(zhuǎn)入到面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制4WD。
[0065]行駛動(dòng)力學(xué)的潛能特征量ap()t是與行駛穩(wěn)定性相關(guān)的最大可能縱向加速度AangS
和最大可能橫向加速度aqUOT的合成結(jié)果。該潛能特征量尤其是與摩擦系數(shù)和/或坡度和/或空氣阻力和/或牽拉質(zhì)量相關(guān)。
[0066]在從O轉(zhuǎn)換到I時(shí)，可以附加地在反應(yīng)的模塊RS中附加地也考慮如下行駛動(dòng)力學(xué)的行駛狀態(tài):反向轉(zhuǎn)向GB、過度轉(zhuǎn)向--、后軸飽和HAS、打滑S。
[0067]卡姆圓可以在從多軸驅(qū)動(dòng)4WD到單軸驅(qū)動(dòng)2WD的過渡中跟隨滯后，這樣在示出的示例中該過渡在潛能特征量ap()t的50%的閾值時(shí)發(fā)生。用于從面向驅(qū)動(dòng)的控制到面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制的過渡以及相反的過渡的這些閾值(在這里為70%和50% )優(yōu)選相關(guān)于瞬時(shí)的車輛速度v(參看在圖2中雙箭頭旁的函數(shù)f (V))。
[0068]為了避免多軸運(yùn)行和單軸運(yùn)行的持久變換，所述滯后效果也可以附加地通過行程條件和或時(shí)間條件取得，其方式為，在X秒和/或I米上阻止到另一個(gè)狀態(tài)中的轉(zhuǎn)換。
[0069]在圖3中示出從帶有面向驅(qū)動(dòng)的控制的直線行駛到帶有面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制的轉(zhuǎn)彎行駛的過渡時(shí)并且再次復(fù)原的過程中本發(fā)明的作用方式的示例。
[0070]在區(qū)域BI和B5中發(fā)生最大的面向驅(qū)動(dòng)的控制，其中在這里預(yù)定用于分配比VA/HA的最大的允差帶TB。這也對(duì)應(yīng)于決定0，據(jù)此可以不受限制地允許單軸驅(qū)動(dòng)2WD。在區(qū)域B2和B4中發(fā)生從面向驅(qū)動(dòng)的控制到面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制的連續(xù)過渡，其方式為，在這里預(yù)定用于分配比VA/HA的限制的允差帶TB。這對(duì)應(yīng)于決定1，據(jù)此不再可以不受限制地允許單軸驅(qū)動(dòng)2WD。在區(qū)域B3中僅發(fā)生面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制，在該控制中預(yù)定驅(qū)動(dòng)力矩分配VA/HA的準(zhǔn)確的穩(wěn)定行駛的變化。
[0071]然而不同于現(xiàn)有技術(shù)通過本發(fā)明只在行駛動(dòng)力學(xué)的界限情況中作為例外進(jìn)行面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制，相反在正常情況中優(yōu)先進(jìn)行優(yōu)選用于減少燃料消耗但也用于要求的功率的可用性最大化的面向驅(qū)動(dòng)的控制。
【權(quán)利要求】
1.用于機(jī)動(dòng)車的控制裝置，該控制裝置包括電子控制單元(I)，通過該電子控制單元，驅(qū)動(dòng)單元(EM、VM)的驅(qū)動(dòng)力矩(M_soll)能根據(jù)需要可變地分配到至少兩個(gè)軸上，其中，原則上能預(yù)定以優(yōu)先單軸驅(qū)動(dòng)(2WD)意義的面向驅(qū)動(dòng)的控制(B1、B2、B4、B5)，比較單元(KK)將要求的行駛動(dòng)力學(xué)的額定特征量(aFW)與行駛動(dòng)力學(xué)的潛能特征量(apJ比較，并且僅當(dāng)關(guān)于行駛動(dòng)力學(xué)的潛能特征量(apJ的確定的閾值(例如70% )被超過時(shí)，才從面向驅(qū)動(dòng)的控制(B1、B2、B4、B5)轉(zhuǎn)入到以優(yōu)先多軸驅(qū)動(dòng)(4WD)意義的面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制(B3)。
2.按照權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述行駛動(dòng)力學(xué)的潛能特征量(apJ按卡姆圓是最大可能的縱向加速度(aIangs )和最大可能的橫向加速度(aqUOT)的合成結(jié)果。
3.按照上述權(quán)利要求之一所述的控制裝置，其特征在于，所述要求的行駛動(dòng)力學(xué)的額定特征量(aFW)按卡姆圓是至少基于駕駛員愿望(FP、Lff)而要求的額定縱向加速度(^iiings )和額定橫向加速度Oaquw)的合成結(jié)果。
4.按照上述權(quán)利要求之一所述的控制裝置，其特征在于，所述關(guān)于行駛動(dòng)力學(xué)的潛能特征量(apJ的確定的閾值(例如70% )能作為車輛速度(V)的函數(shù)(f(v))可變地預(yù)定。
5.按照上述權(quán)利要求之一所述的控制裝置，其特征在于，電子控制單元(I)的輸出信號(hào)是贊成或反對(duì)多軸驅(qū)動(dòng)(4WD)的二進(jìn)制決定(0/1)，由此能離散地預(yù)定從面向驅(qū)動(dòng)的控制到面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制的過渡。
6.按照上述權(quán)利要求之一所述的控制裝置，其特征在于，電子控制單元(I)的輸出信號(hào)是用于驅(qū)動(dòng)力矩(M_soll)的分配比(VA/HA)的允差范圍(TB)，由此能連續(xù)地預(yù)定從面向驅(qū)動(dòng)的控制(B1、B2、B4、B5)到面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制(B3)的過渡。
7.按照上述權(quán)利要求之一所述的控制裝置在機(jī)動(dòng)車中的應(yīng)用，所述機(jī)動(dòng)車包括在初級(jí)驅(qū)動(dòng)的軸(HA)和次級(jí)驅(qū)動(dòng)的軸(VA)之間的能控制的縱向離合器，整個(gè)驅(qū)動(dòng)單元持久地與初級(jí)驅(qū)動(dòng)的軸(HA)連接，并且驅(qū)動(dòng)力矩(M_soll)的分配比(VA/HA)借助對(duì)所述縱向離合器的控制能被調(diào)節(jié)，并且面向驅(qū)動(dòng)的控制通過朝打開方向控制縱向離合器進(jìn)行并且面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制通過朝至少部分地閉合的方向控制縱向離合器進(jìn)行。
8.按照上述權(quán)利要求之一所述的控制裝置在軸混合驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車中的應(yīng)用，所述機(jī)動(dòng)車沒有在軸(VA、HA)之間的縱向離合器，所述機(jī)動(dòng)車包括內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的第一軸(HA)和電驅(qū)動(dòng)的第二軸(VA)，其中，面向驅(qū)動(dòng)的控制針對(duì)在燃料消耗最小化和/或功率可用性方面的優(yōu)化的混合運(yùn)行策略，并且面向行駛動(dòng)力學(xué)的控制通過朝優(yōu)先多軸驅(qū)動(dòng)的方向控制驅(qū)動(dòng)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】F16D48/12GK104163106SQ201410204065
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月15日
【發(fā)明者】C·維默爾, D·奧登塔爾, M·塞勒 申請(qǐng)人:寶馬股份公司