CN102458950B - 用于产生作用于机动车的车轮的力矩差的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在机动车中产生力矩差的方法，其中对于机动车处于负荷交变状态中并且同时处于行驶动力学上的极限状况中这种情况来说改变车轮之间的力矩分配，其中在所述行驶动力学上的极限状况中在车轮上加载着不同程度的车轮力矩。

Description

用于产生作用于机动车的车轮的力矩差的方法

技术领域

本发明涉及一种用于产生作用于机动车的车轮的力矩差的方法。

背景技术

在DE 10 2006 031 511 A1中描述了一种用于在行驶动力学上的极限状况中尤其在机动车转向过量或转向不足时使机动车保持稳定的方法，在所述行驶动力学上的极限状况中机动车调整器通过至少一个车轮制动器的自动的操纵来干预行驶运行。车轮制动器的触发借助于机动车调整系统尤其ESP系统（电子稳定程序）来进行。

对车轮上的合成的力矩的自动的干预也可以以改进机动车的动态性能这样的目标来实施。因此比如知道，通过所谓的力矩-定向-调节器（Torque-Vectoring-Steller）来主动地将驱动力矩分配到左右车轮上。但是在这种情况下应该注意，通过这样的对行驶动力学上的极限状况的干预不会引起机动车的不稳定。

发明内容

本发明的任务是，在出现作用于机动车的车轮的力矩差的情况下防止机动车的不稳定。

该任务按本发明利用一种用于产生作用于机动车的车轮上的力矩差的方法得到解决。在此，在两个车轮上在所限定的行驶状况中不同程度的车轮力矩在起作用。根据本发明，对于机动车处于负荷交变状态中并且同时处于行驶动力学上的极限状况中这种情况来说改变所述车轮之间的力矩分配，其中在所述行驶动力学上的极限状况中在所述车轮上加载着不同程度的车轮力矩。

本发明还涉及有利的改进方案。

对于按本发明的方法来说，在所限定的行驶状况中在至少两个车轮上尤其在一个左车轮和一个右车轮上加载着不同程度的车轮力矩。所述加载的车轮力矩是指可以由制动力矩和/或驱动力矩组成的合成的力矩，其中在本发明的范围内原则上仅仅让制动力矩或者仅仅让驱动力矩作用于车轮上就已足够。此外，不仅在两个车轮上车轮力矩在起作用这种情况是可能的，其中车轮力矩的大小有区别，而且仅仅在一个车轮上合成的车轮力矩在起作用并且对置的车轮没有得到制动力矩或者驱动力矩这种状况也是可能的。

在行驶动力学上的极限状况中机动车通过负荷交变得到行驶状态的变化，为了在所述行驶动力学上的极限状况中避免机动车的不受欢迎的状态，在探测到这样的状况之后改变车轮之间的力矩分配。通过这种方式来干预机动车的行驶动力学上的状态，从而比如可以预防转向过量或者转向不足或者至少可以减少这样的行驶状态。

对车轮力矩分配的干预依赖于负荷交变的存在情况。在出现负荷交变时，在较短的时间之内从牵引状态转变为推进状态或者相反，并且更确切地说通过加速踏板的突然松开或者突然操纵必要时结合驾驶员辅助系统或者通过驾驶员来进行转变。如果机动车在负荷交变过程中处于行驶动力学上的极限范围内，那么在没有按本发明的功能的情况下在已经存在车轮力矩差时就会导致机动车的转向过量，必要时也会导致机动车的转向不足，其中在所述行驶动力学上的极限范围内机动车虽然还稳定地在其额定轨迹上运动，但是在出现细微的变化时尤其在提速时就已经变得不稳定。然而通过对车轮优选被驱动的车轮之间的力矩分配的干预可以使行驶状态保持稳定，使得突然出现的负荷交变不会对机动车状态产生负面影响。

按照一种有利的改进方案，如此改变车轮之间的力矩分配，从而现在向具有原来较低的合成的车轮力矩-必要时也具有等于零的合成的车轮力矩-的车轮加载一种车轮力矩值，该车轮力矩值超过加载在另一个车轮上的车轮加矩。在这种情况下，不仅考虑到将一个车轮上的车轮力矩保持恒定并且提高或者说降低另一个车轮上的车轮力矩以逆转力矩比例这种状况，而且考虑到改变所述两个车轮上的合成的车轮力矩直到调节所期望的新的力矩比例这种状况。优选通过制动干预来影响合成的车轮力矩。但是，原则上也可以考虑制动干预与驱动力矩和/或牵引力矩的分配之间的组合或者仅仅通过驱动力矩和/或牵引力矩来产生影响。

每个车轮上的合成的车轮力矩的绝对值在重新调节力矩分配之后依赖于机动车的若干状态参量并且尤其如此来加以确定，从而可以维持机动车运动时所在的额定轨迹。新调整的力矩分配关于力矩的大小尤其不是必然关于原来的力矩分配对称，即使力矩分配的这样的逆转在原则上也是可能的。

有利地在一根共同的车轴的左右车轮上进行力矩分配。但是也可以通过不同侧上或者共同侧上不同的车轴的车轮进行力矩分配并且通过三个或者四个车轮进行力矩分配。

为了确定，机动车是否处于行驶动力学上的极限状况中，可以检查若干标准。按照一种有利的实施方式，对于存在行驶动力学上的极限状况这种情况来说，检查由合成的所观察的车轮车矩的差构成的力矩差是否超过极限值。在此利用所述力矩差，用于考虑到自行转向性能和/或牵引力来改变机动车的行驶状态，并且所述转矩差是用于有关的车轴上的力容量（Kraftkapazität）的利用情况的尺度。

所述力矩差可以作为ESP系统（电子稳定程序）的附加功能来产生，利用所述ESP系统来产生作用于不同的车轮的不同程度的车轮制动力矩，用于影响行驶动力学上的机动车状态。在这种情况下，尤其在转弯内侧的后轮上必要时也在转弯外侧的前轮上采用制动干预，这样做具有积极的效应，即提高了最大的转弯速度。所述力矩差按照另一种有利的实施方式从机动车的通过测量来求得的实际偏转比率和所计算的额定偏转比率中来确定，在此尤其当前的车速进入到所计算的额定偏转比率中。因为所述力矩差作为ESP系统的调整器附加功能已经与行驶动力学上的极限状况相协调，所以所述力矩差的数值也就是车轮力矩之间的差别可以用于探测行驶动力学上的极限状况。如果所述力矩差高于所配属的极限值，那就可以认为出现了行驶动力学上的极限状况。所述力矩差对处于极限范围内的机动车来说代表着用于车轮与路面之间的传力连接潜力的利用情况的指标。

所述力矩差可以经受滤波。由于滤波，在行驶动力学上仅仅具有较小意义的短暂的峰值不在考虑之列。仅仅对于持续的较大的力矩差来说，认为出现了极限状况。如果所述力矩差的数值在较长的阶段里比较大，但是在负荷交变的时刻又已经减小，那么尽管如此在正常情况下也应该实施稳定处理。借助于所述滤波，对来自过去的阶段中的力矩差一同加以考虑，经过滤波的力矩差随着作为信息加以利用的阶段延迟（Phasenverzug）而减小。

分配给所述力矩差的极限值作为固定的参量来预先设定，所述固定的参量仅仅依赖于对机动车来说典型的调节量，但是不依赖于当前的状态参量。但是原则上也可以根据当前的状态参量来确定用于机动车中的力矩差的极限值。

负荷交变的状态可以通过对驱动力矩的特性曲线的研究或者对与其关联的参量的研究来探测。因为只有在负荷交变时才应该改变车轮力矩的分配，所以对机动车中的当前的负荷交变的可靠检测具有很大的意义。这通过对驱动力矩或者与其相关联的参量比如在机动车的万向节轴中起作用的万向节力矩的分析来进行。作为驱动力矩考虑在输出侧加载的力矩，该力矩加载在布置在所述驱动马达后面的变速器上。必要时也可以在考虑到变速器中的传动比的情况下将发动机扭矩用于检查负荷交变。

为了能够以较高的可靠性来探测负荷交变，使所述驱动力矩或者说与其相关联的力矩经受滤波比如低通滤波，并且随后形成未经滤波的力矩和经过滤波的力矩之间的力矩差。在这个力矩差中可以看出通过驾驶员引起的突然的加速踏板变化，从所述突然的加速踏板变化可以推断出负荷交变。如果由经过滤波的和未经滤波的力矩构成的差超过所配属的极限值，则存在着负荷交变。

只要存在着所有的条件，也就是不仅存在着所述行驶动力学上的极限状况而且加载着负荷交变，那就以前面所描述的方式改变力矩分配，用于将机动车保持稳定。

所述按本发明的方法在调整仪或者说控制仪中来实施，所述调整仪或者说控制仪可以是驾驶员辅助系统的组成部分或者可以分配给这样的驾驶员辅助系统比如电子稳定程序ESP。

附图说明

其它优点和有利的实施方式可以从附图说明及附图中获知，在附图中示出了具有用于实施所述方法的方法步骤的流程图。

具体实施方式

为了实施所述方法，在硬件方面假定一个调节机构，用该调节机构可以影响至少两个车轮上的车轮力矩。该调节机构比如是车轮制动装置，所述车轮制动装置能够在不同的车轮上自动地产生不同程度的车轮制动力矩。除此以外，也可以考虑主动的连接环节（转矩定向差速器，Torque Vectoring Differential），用于在不同的驱动轮之间分配驱动力矩。

在附图中示出的方法流程的前提是，通过调节机构已经在两个不同的车轮上尤其在一根共同的车轴的车轮上加载着有效的力矩差M_diff。为了对于在极限稳定的（grenzstabil）行驶状况中出现负荷交变的情况改变所属的车轮力矩M_wh1、M_wh2之间的力矩差M_diff，首先检查，是否存在这些另外的前提-极限稳定的行驶状况和负荷交变。

在第一方法步骤1中，首先用机动车自身的传感装置来检测若干状态参量或者说从测量参量中求得若干状态参量。这种传感装置比如是ESP传感装置。在此尤其检测车速v以及实际偏转比率 。从车速v以及必要时其它的状态参量尤其横向动态的参量比如机动车横向加速度中可以求得额定偏转比率 _d，其中从所述实际偏转比率和额定偏转比率 _d中可以求得用于力矩差M_diff的数值。这个力矩差作为输出参量加载在尤其ESP系统的调整器中，并且优选在极限动态的行驶状况中求得并且通过机动车的调节机构来预先设定，优选通过车轮制动力矩的分配来预先设定，用于有针对性地影响机动车的行驶动力。通过所述力矩差M_diff比如可以避免转向不足的趋势，以便产生更具运动性的行驶状态。

因为同时所求得的力矩差M_diff代表着用于轮胎与路面之间的摩擦系数的指标，所以通过对所述力矩差的分析可以确定行驶动力学上的极限状态。为此在方法步骤2中检查，所述力矩差M_diff是否超过所配属的极限值M_diff,lim。如果不是这种情况，那还没有存在使当前的力矩分配的改变成为必要的行驶动力学上的极限状况。在这种情况下，否-分支（“N”）接下来又返回到所述第一方法步骤的开始。

否则满足了用于改变力矩分配的第一条件并且是-分支（“Y”）接下来继续进行到下一方法步骤3。在方法步骤3和4中检查第二条件，当前是否在机动车中进行负荷交变。为此首先在方法步骤3中检测到当前的驱动力矩M_dr，从当前的驱动力矩M_dr中计算在万向节轴中起作用的万向节力矩M_kar，该万向节力矩M_kar能够作为驱动力矩M_dr的函数来表示。对所述万向节力矩M_kar进行滤波，其中经过滤波的万向节力矩M_kar,F能够作为未经滤波的万向节力矩M_kar的函数来表示。随后形成所述未经滤波的万向节力矩M_kar与经过滤波的万向节力矩M_kar,F之间的差M_kar,diff。

在接下来的方法步骤4中询问，所述力矩差M_kar,diff是否超过所配属的极限值M_kar,lim。如果是这种情况，则可以认为机动车中出现负荷交变，随后将是-分支接下来继续进行到下一个方法步骤5。否则所述否-分支接下来又返回到第一方法步骤，并且重新进行整个方法的流程。

在方法步骤5中重新计算车轮力矩M_wh1和M_wh2并且通过所配属的调节机构尤其车轮制动装置来产生所述车轮力矩M_wh1和M_wh2。通过这种方式来重新调节车轮之间的力矩差M_diff。所述调节尤其如此进行，使得机动车尽管在所述极限稳定的行驶状况中进行了负荷交变也保持稳定。在这种情况下，优选彻底逆转存在的力矩比例，也就是将一个车轮上的原来较大的车轮力矩更改为相对于对置的车轮上的车轮力矩较小的力矩。由此重新确定车轮力矩的绝对大小。

用于力矩差M_diff的极限值M_diff,lim和用于经过滤波的与未经滤波的万向节力矩之间的力矩差的极限值M_kar,lim可以作为固定值来预先设定。但是也可以考虑根据当前的状态参量来求取这些极限值。

Claims (12)

1.用于产生作用于机动车的车轮上的力矩差（M_diff）的方法，其中在两个车轮上在所限定的行驶状况中不同程度的车轮力矩（M_wh1、M_wh2）在起作用，其特征在于，对于机动车处于负荷交变状态中并且同时处于行驶动力学上的极限状况中这种情况来说改变所述车轮之间的力矩分配，其中在所述行驶动力学上的极限状况中在所述车轮上加载着不同程度的车轮力矩（M_wh1、M_wh2）。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，如此改变所述车轮之间的力矩分配，从而向具有原来较低的合成的车轮力矩的车轮加载一种车轮力矩值，该车轮力矩值超过另一个车轮的车轮力矩。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于存在行驶动力学上的极限状况这种情况来说检查由所述车轮力矩（M_wh1、M_wh2）的差形成的力矩差（M_diff）是否超过极限值（M_diff,lim）。

4.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，从机动车的实际偏转比率和/或额定偏转比率中确定所述力矩差（M_diff）。

5.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于驱动力矩的特性曲线中的变化来探测到负荷交变。

6.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于在机动车的万向节轴中起作用的万向节力矩的特性曲线中的变化来探测到负荷交变。

7.按权利要求5所述的方法，其特征在于，为了探测负荷交变而对所观察的力矩进行滤波并且形成未经滤波的与经过滤波的力矩之间的差，其中如果该差超过所配属的极限值（M_kar,lim），则存在着负荷交变。

8.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述力矩差通过制动干预来产生。

9.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述力矩差通过驱动力矩的分配来产生。

10.调整仪或者说控制仪，用于实施按权利要求1到9中任一项所述的方法。

11.机动车中的装置，具有按权利要求10所述的调整仪或者说控制仪。

12.按权利要求11所述的装置，其特征在于，设置了用于在两个车轮之间产生力矩差的调节机构。

13. 按权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述装置是电子稳定程序（ESP）。