CN111770863B - 车辆控制方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种动力总成控制器(3)，用于控制车辆(1)的前轴(4)与后轴(5)之间的扭矩分配。该动力总成控制器(3)包括处理器(8)和存储装置(9)。该处理器(8)配置成选择性地实施限定前轴(4)与后轴(5)之间的扭矩分配的第一扭矩分配曲线(TDP1)和第二扭矩分配曲线(TDP2)。处理器(8)确定一个或更多个车辆动态参数(VDPn)何时在一个或更多个预定的稳定性裕度(VSMn)内以及所述一个或更多个车辆动态参数(VDPn)何时在所述一个或更多个预定的稳定性裕度(VSMn)之外。扭矩请求信号(STQR)被监测以识别扭矩请求(TQR)方面的变化。当所述一个或更多个车辆动态参数(VDPn)在所述一个或更多个预定的稳定性裕度(VSMn)内时实施第一扭矩分配曲线(TDP1)。当所述一个或更多个车辆动态参数(VDPn)在所述一个或更多个预定的稳定性裕度(VSMn)之外并且所识别的扭矩请求(TQR)方面的变化包括扭矩请求(TQR)的减小时实施第二扭矩分配曲线(TDP2)。本公开还涉及一种包括动力总成控制器(3)的车辆；一种控制车辆(1)的前轴(4)与后轴(5)之间的扭矩分配的方法；以及一种非暂时性计算机可读介质。

Description

车辆控制方法及设备
技术领域
本公开涉及车辆控制方法及设备。更具体地，但非排他地，本公开涉及用于控制车辆的前轴与后轴之间的扭矩分配的动力总成控制器。本公开还涉及控制车辆的前轴与后轴之间的扭矩分配的方法。
本发明的各方面涉及动力总成控制器、车辆、方法、以及非暂时性计算机可读介质。
背景技术
已经认识到的是，前轴与后轴之间的适当的动力总成扭矩分配至少部分取决于表面抓地力水平(被表示为摩擦系数μ(mu))。由于从正扭矩请求向负扭矩请求的变化，例如，由于在驾驶员抬离油门踏板时的抬离事件，车辆在转向操控期间可能偏离预定路线。这种扭矩请求方面的改变可能导致车辆转向过度或转向不足，这取决于前轴与后轴之间的动力总成扭矩分配；和/或表面抓地力水平(mu)。为了提供一致的车辆响应，用于控制前轴与后轴之间的扭矩分配的稳定性裕度可以限定在轮胎附着点以下。稳定性裕度可以提前触发以提高车辆在高和低表面抓地力水平(mu)上的响应，从而减少前轴与后轴之间的扭矩传递的发生。然而，这可能减小能量回收的机会并且可能在前轴与后轴之间提供非最佳的扭矩分配。
至少在某些实施方式中，本发明寻求克服与现有技术领域系统相关联的问题中的至少一些问题。
发明内容
本发明的各方面和各实施方式涉及如下的动力总成控制器、车辆、方法以及非暂时性计算机可读介质。
根据本发明的一方面提供了一种用于控制车辆的前轴与后轴之间的扭矩分配的动力总成控制器；该动力总成控制器包括处理器和存储装置，该处理器配置成选择性地实施限定前轴与后轴之间的扭矩分配的第一扭矩分配曲线和第二扭矩分配曲线；其中，该处理器配置成：确定一个或更多个车辆动态参数何时在一个或更多个预定的稳定性裕度内以及所述一个或更多个车辆动态参数何时在所述一个或更多个预定的稳定性裕度之外；监测扭矩请求信号以识别扭矩请求方面的变化；当所述一个或更多个车辆动态参数在所述一个或更多个预定的稳定性裕度内时实施第一扭矩分配曲线；以及当所述一个或更多个车辆动态参数在所述一个或更多个预定的稳定性裕度之外并且所识别的扭矩请求方面的变化包括扭矩请求的减小时实施第二扭矩分配曲线。例如，扭矩请求的减小可以指示当车辆的驾驶员抬离油门踏板(也被称为加速踏板)时产生的超速扭矩。第一扭矩分配曲线和第二扭矩分配曲线控制前轴与后轴之间的动力总成扭矩分配(即前轴与后轴之间的扭矩分配)。
处理器可以设置成当在扭矩请求减小的量大于预定的扭矩变化率阈值时实施第二扭矩分配曲线。当所述一个或更多个车辆动态参数在所述一个或更多个预定的稳定性裕度之外时，预定的扭矩变化阈值可以对应于可能影响车辆稳定性的扭矩请求方面的变化。可以针对车辆校准预定的扭矩变化阈值。
替代性地，或附加地，该处理器可以配置成当在所识别的变化期间扭矩请求的变化率大于预定的变化率阈值时实施第二扭矩分配曲线。当所述一个或更多个车辆动态参数在所述一个或更多个预定的稳定性裕度之外时，预定的变化率阈值可以对应于可能影响车辆稳定性的扭矩请求的变化率。可以针对车辆校准预定的变化率阈值。
扭矩请求的减小可能导致扭矩请求向负扭矩请求变化；或负扭矩请求的量级的增加。当所识别的扭矩请求方面的变化导致负扭矩请求或导致负扭矩请求的量的增加时，可以实施第二扭矩分配曲线。处理器可以配置成当扭矩请求的减小包括从正扭矩请求至负扭矩请求的变化时实施第二扭矩分配曲线。替代性地，或附加地，该处理器可以配置成当扭矩请求的减小包括从大致中性的扭矩请求至负扭矩请求的变化时实施第二扭矩分配曲线。替代性地，或附加地，该处理器可以配置成当扭矩请求的减小包括负扭矩请求的量的增加时实施第二扭矩分配曲线。
可以根据表面抓地力水平实施第一扭矩分配曲线和第二扭矩分配曲线。为减小车辆转向过度的趋势，当车辆在提供较高的表面抓地力水平的表面上行驶时可以优先考虑负扭矩朝向前轴分配。为减小车辆转向过度或转向不足的趋势，当车辆在提供较低的表面抓地力水平的表面上行驶时，负扭矩的分配可以在前轴与后轴之间分配得更均匀。表面抓地力水平可以根据车辆的横向加速度进行评估。
第一扭矩分配曲线可以包括车辆的前轴与后轴之间的第一固定扭矩分配。
控制器可以配置成确定车辆的横向加速度。第二扭矩分配曲线可以根据所确定的车辆横向加速度控制前轴与后轴之间的扭矩分配。
第二扭矩分配曲线可以根据所确定的车辆的横向加速度增加分配至前轴的扭矩。第二扭矩分配曲线可以与所确定的横向加速度成正比地控制分配至前轴的扭矩。第二扭矩分配曲线可以根据所确定的车辆的横向加速度控制分配至后轴的扭矩。第二扭矩分配曲线可以与所确定的横向加速度成正比地减小分配至后轴的扭矩。
第二扭矩分配曲线可以包括横向加速度阈值。在所确定的车辆的横向加速度大于横向加速度阈值时，可选地实施根据车辆的横向加速度控制前轴与后轴之间的扭矩分配。
当确定的横向加速度小于横向加速度阈值时，第二扭矩分配曲线可以包括车辆的前轴与后轴之间的第二固定扭矩分配。与第一扭矩分配曲线的第一固定扭矩分配相比，第二扭矩分配曲线的第二固定扭矩分配可以对车辆的后轴分配较多的扭矩。与第二固定扭矩分配相比，第一固定扭矩分配可以对后轴分配较少的扭矩。
所识别的扭矩请求方面的变化可以对应于超速扭矩。例如，超速扭矩可以对应于油门踏板抬离事件。
所识别的扭矩请求方面的变化可以对应于制动事件。
车辆动态参数可以包括以下项中的一者或更多者：纵向加速度、横向加速度、竖向加速度、围绕纵向轴线的旋转运动、围绕横向轴线的旋转运动、以及围绕竖向轴线的旋转运动。车辆动态参数可以包括以下项中的一者或更多者：动力总成扭矩请求、制动扭矩请求、一个或更多个轮速度信号、以及一个或更多个轮滑动信号。
动力总成控制器可以配置成分析车辆动态参数以产生一个或更多个指数。例如，动力总成控制器可以配置成产生以下项中的一者或更多者：过度制动指数；动态牵引控制稳定性指数；以及横摆稳定性指数。可以针对车辆的轴生成每个指数。因此，可以针对车辆的前轴和后轴产生独立的指数。所述一个或更多个指数可以用于判定一个或更多个车辆动态参数是否在一个或更多个预定的稳定性裕度内。每个指数可以指示稳定状态或非稳定状态。如果一个或更多个指数指示非稳定状态，该动力总成控制器可以确定所述一个或更多个车辆动态参数在所述一个或更多个预定的稳定性裕度之外。如果每个指数指示稳定状态，该动力总成控制器可以确定所述一个或更多个车辆动态参数在所述一个或更多个预定稳定性裕度内。
根据本发明的另一方面提供了一种包括如本文中所述的动力总成控制器的车辆。该车辆可以包括一个或更多个牵引电动机。
根据本发明的另一方面提供了一种通过选择性地至少实施第一扭矩分配曲线和第二扭矩分配曲线而控制车辆的前轴与后轴之间的扭矩分配的方法，第一扭矩分配曲线和第二扭矩分配曲线限定前轴与后轴之间的扭矩分配；其中，该方法包括：确定一个或更多个车辆动态参数何时在一个或更多个预定的稳定性裕度内以及一个或更多个车辆动态参数何时在一个或更多个预定的稳定性裕度之外；监测扭矩请求以识别扭矩请求方面的变化；当一个或更多个车辆动态参数在一个或更多个预定的稳定性裕度内时实施第一扭矩分配曲线；以及当一个或更多个车辆动态参数在一个或更多个预定的稳定性裕度之外并且识别的扭矩请求方面的变化包括扭矩请求方面的减小时实施第二扭矩分配曲线。
当扭矩请求减小的量大于预定的扭矩变化阈值时实施第二扭矩分配曲线。
替代性地，或附加地，当在所识别的变化期间扭矩请求的变化率大于预定的变化率阈值时实施第二扭矩分配曲线。
该方法可以包括当扭矩请求的减小包括从正扭矩请求至负扭矩请求的变化时；或当扭矩请求的减小包括从大致中性扭矩请求至负扭矩请求的变化时；或当扭矩请求的减小包括负扭矩请求的量的增加时，实施第二扭矩分配曲线。
该方法可以包括确定车辆的横向加速度。第二扭矩分配曲线可以根据所确定的车辆的横向加速度控制前轴与后轴之间的扭矩分配。第二扭矩分配曲线可以根据所确定的车辆的横向加速度增加分配至前轴的扭矩。第二扭矩分配曲线可以与所确定的横向加速度成正比地控制分配至前轴的扭矩。第二扭矩分配曲线可以根据所确定的车辆的横向加速度控制分配至后轴的扭矩。第二扭矩分配曲线可以与所确定的横向加速度成正比地减小分配至后轴的扭矩。
第二扭矩分配曲线可以包括横向加速度阈值。根据所确定的车辆的横向加速度控制前轴与后轴之间的扭矩分配在车辆的横向加速度大于横向加速度阈值时可选地实施。
第一扭矩分配曲线可以包括车辆的前轴与后轴之间的第一固定扭矩分配。
当所确定的横向加速度小于横向加速度阈值时，第二扭矩分配曲线可以包括车辆的前轴与后轴之间的第二固定扭矩分配。与第一扭矩分配曲线相比，第二扭矩分配曲线的第二固定扭矩分配可以对车辆的后轴分配较多的扭矩。与第二固定扭矩分配相比，第一固定扭矩分配可以对后轴分配较少的扭矩。
扭矩请求的减小可以对应于超速扭矩。超速扭矩可以对应于油门踏板抬离事件。
由处理器识别的扭矩请求的减小可以对应于制动事件。
根据本发明的另一方面提供了一种非暂时性计算机可读介质，该计算机可读介质具有存储在计算机可读介质中的一组指令，所述一组指令在被执行时使处理器执行本文中所述的方法。
存储装置电联接至电子处理器，并且存储装置具有存储在存储装置中的指令。处理器配置成访问该存储装置并且执行存储在存储装置中的指令。
本文中所述的任何控制单元或控制器可以适合地包括具有一个或更多个电子处理器的计算装置。系统可以包括单个控制单元或电子控制器，或者替代性地，控制器的不同的功能可以体现或集存(hosted)在不同的控制单元或控制器中。如本文中所用的术语“控制器”或“控制单元”将被理解为包括单个控制单元或控制器以及共同操作以提供任何陈述的控制功能的多个控制单元或控制器。为配置车辆控制器或控制单元，可以提供在执行时使所述控制单元或计算装置实施本文中指定的控制技术的适合的一组指令。该组指令可以适合地嵌入所述一个或更多个电子处理器中。替代性地，该组指令可以设置为保存在与要在所述计算装置上执行的所述控制器相关联的一个或更多个存储器上的软件。控制单元或控制器可以在于一个或更多个处理器上运行的软件中实施。一个或更多个其他控制单元或控制器可以在于一个或更多个处理器，可选地与第一控制器相同的一个或更多个处理器上运行的软件中实施。也可以采用其他适合的布置结构。
在本申请的范围内，明确意在的是，在前面段落中、在权利要求书中和/或在以下描述和附图中所阐述的各个方面、实施方式、示例和替代性方案以及特别是其单独特征可以独立地或以任何组合的方式考虑。也就是说，除非这些特征是不可兼容的，否则所有实施方式和/或任何实施方式的特征可以以任何方式和/或组合来组合。申请人保留修改任何原始提交的权利要求或因此提交的任何新权利要求的权利，包括将任何原始提交的权利要求修改为从属于任何其他权利要求的任何特征和/或并入任何其他权利要求的任何特征的权利，尽管最初没有以这种方式要求。
附图说明
现在将参照附图仅以示例的方式对本发明的一个或更多个实施方式进行描述，在附图中：
图1示出了根据本发明的实施方式的结合动力总成控制器的车辆的示意图；
图2示出了图1中所示的动力总成控制器的示意图；
图3示出了表示要由动力总成控制器实施的扭矩分配曲线的第一图；
图4示出了表示图1中所示的动力总成控制器的操作的流程图；以及
图5示出了表示请求扭矩方面的变化的图。
具体实施方式
现在将参照附图对根据本发明的实施方式的包括动力总成(总体上由附图标记2表示)与动力总成控制器3的车辆1进行描述。本文中参照包括纵向轴线X、横向轴线Y和竖向轴线Z的参照框架对车辆1进行描述。
本实施方式中的车辆1是道路车辆，比如汽车、运动型多功能车辆(SUV)或多功能车辆。如图1中所示，车辆1包括但不限于：第一轮W1和第二轮W2，第一轮W1和第二轮W2安装在前轴4上；以及第三车轮W3与第四车轮W4，第三车轮W3与第四车轮W4安装在后轴4上。动力总成2包括但不限于第一电动马达6和第二电动马达7，第一电动马达6和第二电动马达7构造成分别对前轴4和后轴5输出扭矩。在使用中，动力总成扭矩(也被称为牵引扭矩)传送至轮W1至W4中的每个轮以推动车辆1。动力总成控制器3配置成控制第一电动马达6和第二电动马达7的操作。例如，动力总成控制器3可以控制分别与第一电动马达6和第二电动马达7相关联的第一逆变器和第二逆变器(未示出)的操作。动力总成2的其他构型也是有用的。例如，动力总成2可以包括但不限于一个电动马达和/或内燃发动机。
动力总成控制器3操作成控制对车辆1的前轴4和后轴5的动力总成扭矩分配。具体地，动力总成控制器3配置成确定扭矩分配比(前/后)以控制车辆1的前轴4与后轴5之间的动力总成扭矩分配。该扭矩分配比限定分配至前轴4(本文中被称为前轴动力总成扭矩TFA)和分配至后轴5(本文中被称为后轴动力总成扭矩TRA)的总请求动力总成扭矩TQR的比例。将理解的是，前轴动力总成扭矩TFA和后轴动力总成扭矩TRA之和等于总请求动力总成扭矩TQR。在本实施方式中，动力总成2不包括用于控制前轴4与后轴5之间的动力总成扭矩分配的机械装置。而是，动力总成控制器3控制第一电动马达6和第二电动马达7的操作以调整前轴4与后轴5之间的动力总成扭矩分配。动力总成控制器3包括但不限于连接至存储装置9的处理器8。在使用中，处理器8执行存储在存储装置9上的一组计算指令。在本文中更详细地描述处理器8的操作。
动力总成控制器3的示意图在图2中示出。动力总成控制器3配置成接收来自设置在车辆1中的惯性测量单元(IMU)10的惯性运功信号SIMU。IMU 10配置成测量沿着纵向轴线X的纵向加速度A(X)、沿着横向轴线Y的横向加速度A(Y)、以及沿着竖向轴线Z的竖向加速度A(Z)。IMU 10还配置成测量围绕纵向轴线X的旋转运动ω(X)(被称为“滚转”)、围绕纵向轴线Y的旋转运动ω(Y)(被称为“俯仰”)、以及围绕竖向轴线Z的旋转运动ω(Z)(被称为“横摆”)。例如，IMU 10可以包括但不限于至少一个加速计11和至少一个陀螺仪12。惯性运动信号SIMU包括但不限于输出至动力总成控制器3的横向加速度信号SIMU1。将理解的是，动力总成控制器3可以从其他来源，例如，基于利用来自其他传感器的数据的模拟技术确定车辆1的横向加速度。
动力总成控制器3配置成接收包括总请求扭矩TQR的扭矩请求信号STQR。根据制动踏板13和油门踏板14的致动产生扭矩请求信号STQR。替代性地，或附加地，扭矩请求信号STQR可以由车辆控制系统，比如自适应巡航控制(ACC)系统或车辆稳定性控制(VSC)系统产生。扭矩请求信号STQR表示要传送至前轴4和后轴5的总扭矩。扭矩请求信号STQR可以包括但不限于正(+ve)扭矩请求或负(-ve)扭矩请求。动力总成控制器3监测扭矩请求信号STQR以识别从正(+ve)扭矩请求至负(-ve)扭矩请求的扭矩变化ΔTQR。替代性地，或附加地，动力总成控制器3监测扭矩请求信号STQR以识别从中性扭矩请求(即零扭矩请求)至负(-ve)扭矩请求的扭矩变化ΔTQR。替代性地，或附加地，动力总成控制器3可以监测扭矩请求信号STQR以识别表示负(-ve)扭矩请求的量的增加的扭矩变化ΔTQR。可以根据例如在踩下制动踏板13时的制动请求产生负扭矩请求。替代性地，或附加地，负扭矩请求可以是在驾驶员抬离油门踏板14(从而移除对于车辆1的加速请求)时产生的超速扭矩(或阻力(drag)扭矩)。制动踏板13和油门踏板14的位置可以由制动踏板位置传感器15和油门踏板位置传感器16确定。负扭矩请求可以表示对再生能量，例如对能量储存装置(未示出)，比如牵引电池再充电的机会。控制第一电动马达6和第二电动马达7产生超速扭矩以提供与预期车辆行为一致的车辆响应。特别地，施加超速扭矩以对应于由内燃发动机在没有正扭矩请求的情况下产生的发动机扭矩。
动力总成控制器3包括但不限于稳定性控制系统(SCS)17，稳定性控制系统(SCS)17选择性地配置成启动稳定性裕度功能。SCS 17监测多个车辆动态参数VDPn以判定车辆1是否在预定车辆稳定性裕度VSMn之内还是之外运行。车辆动态参数VDPn在本实施方式中包括但不限于以下项中的一者或更多者：纵向加速度A(X)、横向加速度A(Y)、竖向加速度A(Z)、围绕纵向轴线X的旋转运动ω(X)、围绕横向轴线Y的旋转运动ω(Y)、以及围绕竖向轴线Z的旋转运动ω(Z)。车辆动态参数VDPn还可以包括以下项中的一者或更多者：动力总成扭矩请求、制动扭矩请求、一个或更多个轮速度信号、以及一个或更多个轮滑动信号。SCS17分析车辆动态参数VDPn以产生以下项中的一者或更多者：过度制动指数OVBIN；动态牵引控制(DTC)稳定性指数DCTIN；以及横摆稳定指数YAWIN。下面将更详细地描述车辆动态参数VDPn。
过度制动指数OVBIN是接收来自防抱死制动系统(ABS)18的接通制动稳定性指示器，并且过度制动指数OVBIN包括但不限于用于前轴4和后轴5的独立指示器。过度制动指数OVBIN基于ABS 18的活动。值为零(0)指示无滑动状态，并且值为一(1)指示ABS 18对该轴4、5起作用。过度制动指数OVBIN等于一(1)指示轴4、5不稳定。中间值(即零(0)与一(1)之间的值)指示轴4、5变得不稳定。过度制动指数OVBIN根据每个轴4、5上的轮滑动确定，其中，车辆1的参照速度VREF与轮速度不同。过度制动指数OVBIN被限定用于前轴4(前轴过度制动指数OVBINFA)和后轴4(后轴过度制动指数OVBINRA)。
DTC稳定性指数DCTIN是接收来自DTC19的断开制动和接通制动稳定性指示器，并且DTC稳定性指数DCTIN包括但不限于用于前轴4和后轴5的独立指示器。DTC稳定性指数DCTIN基于DTC 19的活动。值为零(0)指示无滑动状态，并且值为一(1)指示DTC 19对该轴4、5起作用。DTC稳定性指数DCTIN等于一(1)指示轴4、5不稳定。中间值(即零(0)与一(1)之间的值)指示轴4、5变得不稳定。DTC稳定性指数DCTIN根据每个轴4、5上的轮滑动确定，其中，车辆1的参照速度VREF与轮速度不同。DTC稳定性指数DCTIN被限定用于前轴4(前轴DTC稳定性指数DCTINFA)和后轴4(后轴DTC稳定性指数DCTINRA)。
横摆稳定性指数YAWIN是接收来自车辆动态控制器(VDC)20的基于横摆的稳定性指示器，并且横摆稳定性指数YAWIN包括但不限于用于前轴4和后轴5的独立指示器。值为零(0)指示无横摆偏差状态，并且值为一(1)指示转向过度或转向不足控制对该轴4、5起作用。横摆稳定性指数YAWIN等于一(1)指示轴4、5不稳定。中间值(即零(0)与一(1)之间的值)指示轴4、5接近VDC 20的干预阈值。横摆稳定性指数YAWIN根据测量的横摆率与目标横摆率的差确定。横摆稳定性指数YAWIN被限定用于前轴4(前轴横摆稳定性指数YAWINFA)和后轴5(后轴横摆稳定性指数YAWINRA)。
根据对车辆动态参数VDPn的分析，动力总成控制器3确定了最大后偏置极限(RearBiasMAX)和最小后偏置极限(RearBiasMIN)，最大后偏置极限(RearBiasMAX)和最小后偏置极限(RearBiasMIN)限定对车辆1的后轴5的扭矩分配。例如，最大后偏置极限RearBiasMAX和最小后偏置极限RearBiasMIN可以控制在后轴5处传递的总请求负扭矩(即制动扭矩)。最大后偏置极限和最小后偏置极限被限定为通过调整前轴4与后轴5之间的动力总成扭矩分配而非总扭矩控制车辆1的稳定性。输出最大后偏置极限(RearBiasMAX)和最小后偏置极限(RearBiasMIN)以确定被SCS 17认为稳定的扭矩分配操作窗口。最大后偏置极限(RearBiasMAX)和最小后偏置极限(RearBiasMIN)可以确定操作频带，或者可以收敛到相同值上以确定由SCS 17输出的绝对扭矩分配。如果确定车辆动态参数VDPn在预定车辆稳定性裕度VSMn之外，最大后偏置极限(RearBiasMAX)和最小后偏置极限(RearBiasMIN)会收敛到一个稳定的扭矩分配窗口。在正常操作条件下，遵循最大后偏置极限(RearBiasMAX)和最小后偏置极限(RearBiasMIN)，但也可能存在例外。例如，如果电动马达6、7中的一个发生故障，或者如果电动马达6、7中的一个被降额(例如，为了避免过热)，则可能不遵循最大后偏置极限(RearBiasMAX)和最小后偏置极限(RearBiasMIN)。
SCS 17根据预定的车辆稳定性裕度VSMn选择性地启动或停用稳定性裕度功能。当车辆1在预定的车辆稳定性裕度VSMn之外运行时，稳定性裕度功能启动。在本实施方式中，当过度制动指数OVBIN；动态牵引控制(DTC)稳定性指数DCTIN；以及横摆稳定性指数YAWIN中的一者或更多者等于一(1)时，稳定性裕度功能启动。当车辆1在预定的车辆稳定性裕度VSMn内运行时，稳定性裕度功能非启动(或停用)。在本实施方式中，当过度制动指数OVBIN；动态牵引控制(DTC)稳定性指数DCTIN；以及横摆稳定性指数YAWIN中的每一者小于一(1)时，稳定性裕度功能非启动(或停用)。当车辆1在预定的车辆稳定性裕度VSMn之外运行时，车辆1响应于扭矩请求方面的变化的动态行为取决于表面抓地力水平(被限定为摩擦系数μ(mu))以及前轴4与后轴5之间的动力总成扭矩分配。车辆1的动态行为特别受从正扭矩请求至负扭矩请求的变化影响。如果动力总成扭矩分配固定，当稳定性裕度功能启动时，从正扭矩请求至负扭矩请求变化可能导致转向不足状态或转向过度状态，这取决于表面抓地力水平。具体地，如果车辆1在具有较低的抓地力水平的表面上行驶并且前/后扭矩分配固定，则从正扭矩请求至负扭矩请求变化可能导致对于车辆1的转向不足状态。相反，如果车辆1在具有较高的抓地力水平的表面上行驶并且前/后扭矩分配固定，则从正扭矩请求至负扭矩请求变化可能导致对于车辆1的转向过度状态。
提供一致的车辆响应的一种方法是将稳定性裕度限定在轮胎附着点以下，从而约束或限制在超速和/或制动事件期间电动马达用以产生动力总成扭矩的使用。由于这些稳定性裕度与扭矩分配比有关联，因此提前触发稳定性裕度，以改善车辆在高低的表面抓地力水平(mu)上的响应，从而减小在较高的横向加速度A(Y)期间前轴4与后轴5之间的扭矩传递的发生。然而，这减小了能量回收的机会并且有可能在前轴4与后轴5之间为高低的mu表面提供非最佳的扭矩分配。
根据本发明的动力总成控制器3限定了用于控制前轴4与后轴5之间的扭矩分配的第一扭矩分配曲线TDP1和至少第二扭矩分配曲线TDP2。第一扭矩分配曲线TDP1限定第一扭矩分配比，第一扭矩分配比限定前轴4与后轴5之间的扭矩分配。第二扭矩分配曲线TDP2限定第二扭矩分配比，第二扭矩分配比限定前轴4与后轴5之间的扭矩分配。例如，第一扭矩分配曲线TDP1由基础底盘系统21实施。第一扭矩分配曲线TDP1是基础(默认)扭矩分配并且当车辆1在预定的车辆稳定性裕度VSMn之内运行时启动。第二扭矩分配曲线TDP2是修改的扭矩分配并且当车辆1在预定的车辆稳定性裕度VSMn之外运行时实施。本实施方式中的第二扭矩分配曲线TDP2由SCS 17实施。在变型中，SCS 17的功能和基础底盘系统21的功能可以组合。SCS 17优先于基础底盘系统21。当车辆1在预定的车辆稳定性裕度VSMn之外运行并且第二扭矩分配曲线TDP2优先于由基础底盘系统21实施的第一扭矩分配曲线TDP1时，稳定性裕度功能启动。因此，当稳定性裕度功能未启动时，第一扭矩分配曲线TDP1操作；并且并且当稳定性裕度功能启动时，第二扭矩分配曲线TDP2实施。将理解的是，在变型中，动力总成控制器3可以配置成选择第一扭矩分配曲线TDP1或第二扭矩分配曲线TDP2。
在本实施方式中，假设没有来自驾驶员的+ve驱动扭矩请求，第一扭矩分配曲线TDP1限定前轴4与后轴5之间的第一固定扭矩分配。举例来说，本实施方式中的第一扭矩分配曲线TDP1限定前轴4与后轴5之间的70/30(前/后)的扭矩分配比。第二扭矩分配曲线TDP2配置成考虑可用的表面抓地力水平(被限定为摩擦系数μ(mu))。第二扭矩分配曲线TDP2限定前轴4与后轴5之间的动态扭矩分配。在本实施方式中，由第二扭矩分配曲线TDP2限定的扭矩分配根据可用的表面抓地力水平控制。本实施方式中的动力总成控制器3根据车辆1的横向加速度A(Y)确定表面抓地力水平。在稳定性裕度功能启动时的较高的横向加速度A(Y)表示较高的表面抓地力水平(即较高的mu表面)。相反，在稳定性裕度功能启动时的较低的横向加速度A(Y)表示较低的表面抓地力水平(即较低的mu表面)。通过测量横向加速度A(Y)，确定表面抓地力水平。
第二扭矩分配曲线TDP2在图3中所示的第一曲线图50中图示。第一曲线图50示出了分配至车辆1的前轴4的总请求扭矩相对于测量的横向加速度A(Y)的比例。(分配至后轴5的扭矩通过从一减去分配至轴4的比例计算。)当SCS 17检测到从正(+ve)请求至负(-ve)扭矩请求的扭矩变化ΔTQR时，实施第二扭矩分配曲线TDP2。例如，从正(+ve)扭矩请求至负(-ve)扭矩请求的转换可以指示由车辆1的驾驶员抬离油门踏板14而导致的超速扭矩。第二扭矩分配曲线TDP2限定横向加速度阈值LAT1。在本实施方式中，横向加速度阈值LAT1被限定为3m/s2，如图3中所示。在本实施方式中，当测量的横向加速度A(Y)小于横向加速度阈值时，第二扭矩分配曲线TDP2限定第二固定扭矩分配比。在本实施方式中，第二固定扭矩分配比不同于由第一扭矩分配曲线TDP1限定的第一固定扭矩分配比。当测量的横向加速度A(Y)大于横向加速度阈值时，第二扭矩分配曲线TDP2限定可变的扭矩分配比。横向加速度阈值LAT1被限定成根据在稳定性裕度功能启动时的扭矩请求方面的变化提供车辆1的期望的动态行为。横向加速度阈值LAT1可以对于特定的车辆类型或车辆类别进行校准。
当车辆1的测量的横向加速度A(Y)小于横向加速度阈值LAT1时，动力总成控制器3确定车辆1的表面抓地力水平(mu)较低。在这种情况下，第二扭矩分配曲线TDP2优先考虑前轴4与后轴5之间的扭矩平衡。分配至前轴4的总请求扭矩的比例减小(相对于由第一扭矩分配曲线TDP1限定的扭矩分配比)；并且分配至后轴5的总请求扭矩的比例增加(相对于由第一扭矩分配曲线TDP1限定的扭矩分配比)。例如，第二扭矩分配曲线TDP2可以优先考虑前轴4与后轴5之间的超速扭矩的平衡，从而导致小于由基础底盘系统21实施的第一扭矩分配曲线TDP1的比例分配。与由第一扭矩分配曲线TDP1限定的扭矩分配比相比，前轴4与后轴5之间产生的扭矩分配更接近50/50(前/后)的分配。第一曲线图50示出了当测量的横向加速度小于横向加速度阈值LAT1时的约为55/45(前/后)的扭矩分配比。在变型中，当测量的横向加速度小于横向加速度阈值LAT1时，可以采用60/40(前/后)的扭矩分配。
当车辆1的测量的横向加速度A(Y)大于横向加速度阈值LAT1时，动力总成控制器3确定车辆1的表面抓地力水平(mu)较高。在这种情况下，第二扭矩分配曲线TDP2使分配至前轴4的扭矩优先于分配至后轴5的扭矩。分配至前轴4的总请求扭矩的比例增加(相对于对于测量的横向加速度小于横向加速度阈值LAT1时由第二扭矩分配曲线TDP2限定的扭矩分配比)；并且分配至后轴5的总请求扭矩的比例减小(相对于对于测量的横向加速度小于横向加速度阈值LAT1时由第二扭矩分配曲线TDP2限定的扭矩分配比)。在本实施方式中，当测量的横向加速度A(Y)大于横向加速度阈值LAT1时，分配至前轴4的总请求扭矩的比例与测量的横向加速度A(Y)成正比地增加。例如，第二扭矩分配曲线TDP2可以使分配到前轴4上的超速扭矩优先于分配到后轴5上的超速扭矩，从而导致比由基础底盘系统21实施的第一扭矩分配曲线TDP1大的比例分配。如图3中所示，当测量的横向加速度等于横向加速度阈值LAT1(即测量的横向加速度为3m/s2)时，第二扭矩分配曲线TDP2限定大约55/45(前/后)的扭矩分配比。当测量的横向加速度为6m/s2时，第二扭矩分配曲线TDP2限定大约75/25(前/后)的扭矩分配比。
现在将参照图4中所示的流程图100对动力总成控制器3的操作进行描述。该过程开始(框105)并且基础底盘系统21启动第一扭矩分配曲线TDP1(框110)。由动力总成控制器3监测车辆稳定性裕度VSMn(框115)。SCS 17根据车辆稳定性裕度VSMn控制稳定性控制裕度的启动(框120)。当车辆动态参数VDPn在车辆稳定性裕度VSMn之外时，SCS 17启动稳定性裕度功能。当车辆动态参数VDPn在车辆稳定性裕度VSMn内时，不启动(或停用)稳定性裕度功能。如果稳定性裕度功能未启动，则第一扭矩分配曲线TDP1保持起作用并且监测车辆稳定性裕度VSMn(框115)。如果稳定性裕度功能启动，动力总成控制器3监测请求扭矩TQR方面的变化ΔTQR(框125)。动力总成控制器3配置成判定变化ΔTQR是否从正(+ve)扭矩请求TQR至负(-ve)扭矩请求TQR(框130)。如果变化ΔTQR不是从正(+ve)扭矩请求TQR至负(-ve)扭矩请求TQR，动力总成控制器3继续监测请求扭矩TQR以识别变化ΔTQR(框125)。如果变化ΔTQR是从正(+ve)扭矩请求TQR至负(-ve)扭矩请求TQR，动力总成控制器3启动第二扭矩分配曲线TDP2(框135)。根据接收来自IMU 10的横向加速度信号SIMU1(框145)监测车辆1的横向加速度A(Y)(框140)。动力总成控制器3将测量的横向加速度A(Y)与横向加速度阈值LAT1进行比较(框150)。如果测量的横向加速度A(Y)小于横向加速度阈值LAT1，则限定固定的扭矩分配比(框155)。固定的扭矩分配比被输出以控制第一电动马达6和第二电动马达7，从而在前轴4与后轴5之间分配扭矩(框160)。动力总成控制器3继续监测车辆稳定性裕度VSMn(框115)。如果测量的横向加速度A(Y)大于横向加速度阈值LAT1，确定动态扭矩分配比(框165)。根据接收来自IMU 10的横向加速度信号SIMU1确定动态扭矩分配比(框170)。动态扭矩分配比被输出以控制第一电动马达6和第二电动马达7，从而在前轴4与后轴5之间分配扭矩(框175)。动力总成控制器3继续监测车辆稳定性裕度VSMn(框115)。
第二扭矩分配曲线TDP2可以出于再生目的与车辆1的横向加速度A(Y)成比例地减小赋予前轴4的优先级。这可以减小由于优先考虑前轴4在低摩擦表面上的产生的附加的转向不足力矩或由于在高横向加速度下后轴5在高摩擦表面上具有更多的再生扭矩而产生的抬离过度转向。将理解的是，第二扭矩分配曲线TDP2可以对于不同的牵引模式和/或驾驶员可配置的再生模式进行调节。
本文中已经参照第一曲线图50对第二扭矩分配曲线TDP2进行描述。将理解的是，第二扭矩分配曲线TDP2可以由查阅表限定。例如，扭矩分配比可以通过根据测量的横向加速度A(Y)访问查询表中的条目确定。替代性地，或附加地，可以使用方程限定扭矩分配比与测量的横向加速度A(Y)之间的关系。
第二扭矩分配曲线TDP2在横向加速度阈值LAT1以下可以是不均匀的。例如，扭矩分配比可以与测量的横向加速度A(Y)成比例地增加。扭矩分配与横向加速度A(Y)之间的第一关系可以限定在横向加速度阈值LAT1以下；并且扭矩分配与横向加速度A(Y)之间的第二关系可以限定在横向加速度阈值LAT1以上。扭矩分配比可以在测量的横向加速度A(Y)小于横向加速度阈值LAT1时具有第一梯度；并且在测量的横向加速度A(Y)大于横向加速度阈值LAT1时具有第二梯度。
动力总成控制器3在本文中已经被描述为监测扭矩请求信号STQR以识别从正(+ve)扭矩请求至负(-ve)扭矩请求的扭矩变化ΔTQR。从正(+ve)扭矩请求至负(-ve)扭矩请求的第一扭矩变化ΔTQR1由图5中的线AB表示。在变型中，动力总成控制器3可以监测扭矩请求信号STQR以识别可能影响车辆1的稳定性的扭矩变化ΔTQR。例如，动力系控制器3可以监测扭矩请求信号STQR以识别超过第一扭矩变化阈值ΔTQTH1的扭矩变化ΔTQR。该扭矩变化ΔTQR可以包括正(+ve)扭矩请求的量的减小。表示正(+ve)扭矩请求的减小的第二扭矩变化ΔTQR2由图5中的线CD表示。例如，动力总成控制器3可以监测扭矩请求信号STQR以识别超过第二扭矩变化阈值ΔTQTH2的扭矩变化ΔTQR。该扭矩变化ΔTQR可以包括负(-ve)扭矩请求的量的增加。表示负(-ve)扭矩请求的增加的第三扭矩变化ΔTQR3由图5中的线EF表示。例如，动力总成控制器3可以监测扭矩请求信号STQR以识别超过第三扭矩变化阈值ΔTQTH3的扭矩变化ΔTQR。第一扭矩变化阈值ΔTQTH1、第二扭矩变化阈值ΔTQTH2和第三扭矩变化阈值ΔTQTH3可以是预定的。第一扭矩变化阈值ΔTQTH1、第二扭矩变化阈值ΔTQTH2和第三扭矩变化阈值ΔTQTH3可以彼此相同。替代性地，第一扭矩变化阈值ΔTQTH1、第二扭矩变化阈值ΔTQTH2和第三扭矩变化阈值ΔTQTH3中的一者或更多者可以不同。例如，第二扭矩变化阈值ΔTQTH2可以大于第一扭矩变化阈值ΔTQTH1(即ΔTQTH2＞ΔTQTH1)。第三扭矩变化阈值ΔTQTH3可以小于第一扭矩变化阈值ΔTQTH1(即ΔTQTH3＜ΔTQTH1)。
替代性地，或附加地，动力总成控制器3可以确定扭矩请求变化率(dTQR/dt)。动力总成控制器3可以将确定的扭矩请求变化率(dTQR/dt)与预定的变化率阈值进行比较。当确定的扭矩请求变化率(dTQR/dt)大于预定的变化率阈值时，可以实施第二扭矩分配曲线TDP2。
将理解的是，可以在不脱离所附权利要求的范围的情况下对本文中描述的实施方式做出各种改型。

Claims (16)

1.一种动力总成控制器，用于控制车辆的前轴与后轴之间的扭矩分配；所述动力总成控制器包括处理器和存储装置，所述处理器配置成选择性地实施限定所述前轴与所述后轴之间的扭矩分配的第一扭矩分配曲线(TDP1)和第二扭矩分配曲线(TDP2)；其中，所述处理器配置成：
确定一个或更多个车辆动态参数(VDPn)何时在一个或更多个预定的稳定性裕度(VSMn)内以及所述一个或更多个车辆动态参数(VDPn)何时在所述一个或更多个预定的稳定性裕度(VSMn)之外；
监测扭矩请求信号(STQR)以识别扭矩请求(TQR)的变化；
当所述一个或更多个车辆动态参数(VDPn)在所述一个或更多个预定的稳定性裕度(VSMn)内时实施所述第一扭矩分配曲线(TDP1)；以及
当所述一个或更多个车辆动态参数(VDPn)在所述一个或更多个预定的稳定性裕度(VSMn)之外并且所识别的所述扭矩请求(TQR)的变化包括所述扭矩请求(TQR)的减小时实施所述第二扭矩分配曲线(TDP2)；
其中，所述控制器配置成确定所述车辆的横向加速度，且所述第二扭矩分配曲线(TDP2)包括横向加速度阈值(LAT1)。
2.根据权利要求1所述的动力总成控制器，其中，所述处理器配置成在下述情况发生时实施所述第二扭矩分配曲线(TDP2)：
所述扭矩请求(TQR)的减小的量大于预定的扭矩变化阈值(ΔTQTH)；并且/或者
所述扭矩请求(TQR)的变化率大于预定的变化率阈值。
3.根据权利要求1所述的动力总成控制器，其中，所述处理器配置成在下述情况发生时实施所述第二扭矩分配曲线(TDP2)：所述扭矩请求(TQR)的减小包括从正(+ve)扭矩请求(TQR)至负(-ve)扭矩请求(TQR)的变化；或者从中性扭矩请求(TQR)至负(-ve)扭矩请求(TQR)的变化；或者负(-ve)扭矩请求(TQR)的量的增加。
4.根据权利要求2所述的动力总成控制器，其中，所述处理器配置成在下述情况发生时实施所述第二扭矩分配曲线(TDP2)：所述扭矩请求(TQR)的减小包括从正(+ve)扭矩请求(TQR)至负(-ve)扭矩请求(TQR)的变化；或者从中性扭矩请求(TQR)至负(-ve)扭矩请求(TQR)的变化；或者负(-ve)扭矩请求(TQR)的量的增加。
5.根据权利要求3所述的动力总成控制器，其中，所述第二扭矩分配曲线(TDP2)根据所确定的所述车辆的横向加速度控制所述前轴与所述后轴之间的扭矩分配。
6.根据权利要求5所述的动力总成控制器，其中，所述第二扭矩分配曲线(TDP2)根据所确定的所述车辆的横向加速度增加分配至所述前轴的扭矩。
7.根据权利要求6所述的动力总成控制器，其中，所述第二扭矩分配曲线(TDP2)与所确定的所述车辆的横向加速度成正比地控制分配至所述前轴的扭矩。
8.根据权利要求5至7中的任一项所述的动力总成控制器，其中，所述第二扭矩分配曲线(TDP2)根据所确定的所述车辆的横向加速度控制分配至所述后轴的扭矩。
9.根据权利要求8所述的动力总成控制器，其中，所述第二扭矩分配曲线(TDP2)与所确定的所述车辆的横向加速度成正比地减小分配至所述后轴的扭矩。
10.根据权利要求3至7中的任一项所述的动力总成控制器，其中，在所确定的所述车辆的横向加速度大于所述横向加速度阈值(LAT1)时，实施根据所述车辆的横向加速度控制所述前轴与所述后轴之间的扭矩分配。
11.根据权利要求1至7中的任一项所述的动力总成控制器，其中，所述扭矩请求(TQR)的减小对应于超速扭矩。
12.根据权利要求1至7中的任一项所述的动力总成控制器，其中，所述扭矩请求(TQR)的减小对应于制动事件。
13.一种车辆，包括根据权利要求1至12中的任一项所述的动力总成控制器。
14.根据权利要求13所述的车辆，其中，所述车辆包括一个或更多个牵引电动机。
15.一种通过选择性地实施至少第一扭矩分配曲线(TDP1)和第二扭矩分配曲线(TDP2)而控制车辆的前轴与后轴之间的扭矩分配的方法，所述第一扭矩分配曲线(TDP1)和所述第二扭矩分配曲线(TDP2)限定所述前轴与所述后轴之间的扭矩分配；其中，所述方法包括：
确定一个或更多个车辆动态参数(VDPn)何时在一个或更多个预定的稳定性裕度(VSMn)内以及所述一个或更多个车辆动态参数(VDPn)何时在所述一个或更多个预定的稳定性裕度(VSMn)之外；
监测扭矩请求(TQR)以识别所述扭矩请求(TQR)的变化；
当所述一个或更多个车辆动态参数(VDPn)在所述一个或更多个预定的稳定性裕度(VSMn)内时实施所述第一扭矩分配曲线(TDP1)；当所述一个或更多个车辆动态参数(VDPn)在所述一个或更多个预定的稳定性裕度(VSMn)之外并且所识别的所述扭矩请求(TQR)的变化包括所述扭矩请求(TQR)的减小时实施所述第二扭矩分配曲线(TDP2)；以及
确定车辆的横向加速度，其中，所述第二扭矩分配曲线(TDP2)包括横向加速度阈值(LAT1)。
16.一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质中存储有一组指令，所述一组指令在被执行时使处理器实施根据权利要求15所述的方法。
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