CN114523971A - 用于车辆的车辆运动管理系统和运动支持系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于车辆的车辆运动管理系统和运动支持系统。车辆运动管理系统和运动支持系统被布置用以控制至少一个致动器的操作，该致动器被配置用以向车辆的至少一个车轮施加扭矩。车辆运动管理系统被配置用以将指示期望扭矩和车轮速度限值的控制信号传输到运动支持系统，由此基于接收到的信号，运动支持系统被配置用以将致动器信号传输到致动器，用于使致动器在不超过致动器旋转速度限值的情况下在所述至少一个车轮上产生操作扭矩。

Description

用于车辆的车辆运动管理系统和运动支持系统
技术领域
本公开涉及用于车辆的车辆运动管理系统和运动支持系统。本公开还涉及一种方法以及可由车辆运动管理系统和运动支持系统操作的控制信号。本公开适用于电动推进车辆。尽管本公开将主要针对使用电机进行推进的卡车形式的车辆，但是本公开也可以适用于其它类型车辆。
背景技术
在车辆领域，特别是在统称为卡车的低、中、重型车辆中，关于车辆的各种控制功能存在不断发展。特别是，这些控制功能旨在改进车辆的驾驶性能、驾驶员的舒适性以及操作期间的安全性。
WO 2017/215751中描述了一种用于改进例如整体车辆稳定性的系统。特别是，WO2017/215751描述了一种车轮控制器，其包括布置用以与轮胎模型生成器通信的车辆车轮能力模块。车辆车轮能力模块被布置用以基于计算出的车轮滑移值来确定纵向车轮力值。
WO 2017/215751描述的系统在例如整体车辆动态控制方面提供了显著优势。然而，对于其中车轮速度相对较低(即接近零)的操作条件，WO 2017/215751仍然需要进一步改进，因为低车轮速度会在计算车轮滑移时引入不一致。因此，希望改进控制系统至少在低速操作期间的可控性。
发明内容
因此，本公开的目的是至少部分地克服上述缺陷。
根据第一方面，提供了一种用于车辆的车辆运动管理系统，该车辆运动管理系统可连接到运动支持系统，用于在两者之间控制信号的通信，其中该车辆运动管理系统被配置用以：确定在当前车辆操作条件下操作车辆的期望扭矩；确定车辆的至少一个车轮的车轮滑移限值；至少基于车轮滑移限值，确定车辆的所述至少一个车轮的车轮速度限值；并且将指示期望扭矩和车轮速度限值的控制信号传输到运动支持系统。
车辆运动管理系统和运动支持系统是车辆的控制系统，其中每个控制系统被布置用以执行用于控制车辆操作的各种控制功能，特别是用于控制车轮操作。车辆运动管理系统优选地被配置用以在高级别上接收并确定车轮参数，即车辆运动管理系统以更通用形式(generalized form)确定期望的扭矩和车轮滑移限值，而运动支持系统被布置为低级别的控制系统，该控制系统被配置用以将从车辆运动管理系统接收的参数转换为用于致动器的适当参数。运动支持系统在向致动器发送致动器信号之前考虑当前传动系统状态。当前传动系统状态可以例如涉及当前车辆变速器状态、车辆变速器的挡位或变速器离合器致动状态。
例如，期望扭矩可以从推动加速踏板和/或推动制动踏板的车辆操作者接收到。期望扭矩也可以从自主控制车辆推进操作的系统接收到，或者从高级驾驶员辅助系统(ADAS)接收。
车轮滑移限值应理解为所述至少一个车轮在操作期间的最大可允许车轮滑移。车轮滑移是指车辆车轮与其地面之间的相对纵向运动，即“打滑”的量。考虑到车轮半径，车轮滑移可以确定为车轮纵向速度和车轮旋转速度之间的关系。因此，车轮速度限值基于如在基于车轮的坐标系中看到的相对于路面的车轮速度。根据示例性实施例，车辆运动管理系统可以被配置用以：确定车辆的至少一个车轮的当前旋转车轮速度和当前纵向车轮速度；并且基于当前旋转车轮速度和当前纵向车轮速度来确定所述至少一个车轮的车轮滑移。
本公开基于这样的认识，即通过将指示期望扭矩与车轮速度限值相结合的控制信号传输到运动支持系统，车轮滑移限值的计算可以由更高级别的车辆运动管理系统来执行。当计算车轮滑移时，车轮滑移方程中的分母由车轮的旋转车轮速度组成。在车辆低速操作时，分母因此接近零，或者近似为零，这可能导致计算车轮滑移时的误差源。因此，在高级别的车辆运动管理系统中执行车轮滑移是有利的，因为可以避免由单独的运动支持系统进行的车轮滑移计算中的潜在不一致。由此实现了改进的车轮滑移一致性。
此外，当使用电机操作车辆时，将指示期望扭矩和车轮速度限值的控制信号传输到运动支持系统是特别有利的，因为电机能够受到速度和扭矩控制。与滑移控制相反地，速度控制对于例如行车制动器也更容易实现，因为旋转速度是轮胎扭矩平衡系统的常用输出，并且不包括在车轮滑移方程中存在的任何非线性。
根据示例性实施例，车轮速度限值可以是进一步基于期望扭矩。因此，期望扭矩，即扭矩请求，用于计算滑移限值，当计算车轮速度限值时使用该滑移限值。
根据示例性实施例，车轮速度限值可以包括车轮速度上限和车轮速度下限。车辆运动管理系统还可以被配置用以：至少当期望扭矩高于零时，将车轮速度上限传输到运动支持系统；并且至少当期望扭矩低于零时，将车轮速度下限传输到运动支持系统。
一个优点是，可以根据车辆加速度或车辆减速度，使用不同的车轮速度限值。
根据示例性实施例，车辆运动管理系统可以进一步被配置用以：确定车轮速度补偿参数；获得指示车辆的车辆车轮速度的信号；并且当车轮速度低于阈值车辆速度限值时，基于车轮速度补偿参数确定车轮滑移限值。
当车轮速度相对较低时，例如接近零时，有利地使用车轮速度补偿参数。如上面所描述的，由于车轮滑移计算模型的分母，因此在低速下很难正确计算车轮滑移限值。因此，设置车轮速度补偿参数有利于弥补这种潜在的不一致性。车轮速度补偿参数可以是车轮速度上补偿参数和车轮速度下补偿参数，其中车轮速度上补偿参数高于当前车辆速度，并且车轮速度下补偿参数低于当前车辆速度。车轮速度补偿参数可以通过使用轮胎模型将车轮速度补偿参数映射到期望扭矩来获得。
根据示例性实施例，车轮滑移限值可以在预定的车轮滑移范围内。因此，车辆的车轮将不会暴露于太严重的车轮滑移或太低的车轮滑移。
根据示例性实施例，车辆运动管理系统可以进一步被配置用以：获得指示车辆加速踏板的当前加速踏板位置的信号；并且基于当前加速踏板位置确定期望扭矩。然而，根据示例性实施例，期望扭矩可以替代地基于从自主车辆操作系统接收的信号来确定。根据如上所述的另一替代方案，车辆运动管理系统还可以被配置用以获得指示用于确定期望扭矩的制动踏板位置的信号，或者从车辆减速器的所谓减速器杆位置获得信号。因此，车辆运动管理系统可以布置在自主控制的车辆以及驾驶员控制的车辆中。
根据示例性实施例，车辆运动管理系统可以进一步被配置用以：确定所述至少一个车轮和路面之间的车轮摩擦水平；并且基于所确定的车轮摩擦水平来确定当前车辆操作条件。确定当前车辆操作条件的其它替代方案，例如车辆的当前重量(即装载车辆的重量)、车辆当前操作的道路拓扑等也可以作为替代或与车轮摩擦水平相结合地在确定当前车辆操作条件时用作输入参数。
根据第二方面，提供了一种用于车辆的运动支持系统，该运动支持系统可连接到上述车辆运动管理系统和至少一个致动器，该至少一个致动器被配置用以向车辆的至少一个车轮施加扭矩，其中该运动支持系统被配置用以：从车辆运动管理系统接收控制信号，该控制信号指示用于在当前车辆操作条件下操作车辆的期望扭矩，并且指示车辆的所述至少一个车轮的车轮速度限值；确定车辆的当前车辆传动系统状态；基于当前车辆传动系统状态、期望扭矩和车轮速度限值，确定操作扭矩和致动器旋转速度限值；并且将致动器信号传输到致动器，用于使致动器在不超过致动器旋转速度限值的情况下在所述至少一个车轮上产生操作扭矩。
当前传动系统状态应该被解释为传动系统的当前操作模式，特别是传动系统的变速器的当前操作模式。根据示例性实施例，当前车辆传动系统状态可以是当前车辆变速器状态、车辆变速器的挡位或变速器离合器致动状态中的一种状态。因此，如上所述，运动支持系统被布置为低级别的控制系统，该低级别的控制系统被配置用以考虑到当前传动系统状态将从车辆运动管理系统接收的参数转换成致动器的适当参数。
根据示例性实施例，车轮运动系统可以是可连接到车轮专用致动器的分散式车轮运动系统，所述车轮专用致动器被配置用以控制车辆的单个车轮。
使用分散式车轮运动系统能够对其所连接的特定致动器做出快速响应，这从而提高车辆的操作推进/制动性能。分散式可以连接到单独的车辆运动管理系统，或者连接到中央车辆运动管理系统，该中央车辆运动管理系统连接到多个分散式车轮运动系统。
第二方面的进一步效果和特征在很大程度上类似于上面关于第一方面描述的那些。借助于上面描述的第一方面和第二方面，因此提供了一种车辆控制系统，其包括由第一方面的任何一个实施例限定的车辆运动管理系统，以及由第二方面的任何一个实施例限定的运动控制系统。
根据第三方面，提供了一种用于控制车辆的致动器的方法，该致动器被配置用以在车辆的至少一个车轮上施加扭矩，其中该方法包括：确定用于在当前车辆操作条件下操作车辆的期望扭矩；确定车辆的至少一个车轮的车轮滑移限值；至少基于车轮滑移限值，确定车辆的所述至少一个车轮的车轮速度限值；基于期望扭矩、车轮速度限值和当前车辆传动系统状态，确定操作扭矩和致动器旋转速度限值；以及控制致动器，以在不超过致动器旋转速度限值的情况下在所述至少一个车轮上产生操作扭矩。
第三方面的效果和特征在很大程度上类似于上面关于第一方面和第二方面描述的那些。因此，上述关于车辆运动管理系统以及运动支持系统的特征适用于第三方面中描述的方法。
根据第四方面，提供了表示将由运动支持系统执行的指令的控制信号，该控制信号包括：扭矩分量，其使得运动支持系统能够确定操作扭矩；以及表示车轮速度限值数据的车轮速度限值分量，所述控制信号在由运动支持系统执行时使得运动支持系统产生致动器信号，该致动器信号对应于受限于致动器旋转速度限值的操作扭矩，该致动器旋转速度限值可以基于车轮速度限值分量并考虑到当前车辆传动系统状态来确定。
根据第五方面，提供了一种计算机程序，包括程序代码装置，该程序代码装置用于当程序在计算机上运行时执行上面描述的第三方面的步骤。
根据第六方面，提供了一种携带计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序包括程序装置，该程序装置用于当程序装置在计算机上运行时执行上面描述的第三方面的步骤。
第四、第五和第六方面的效果和特征在很大程度上类似于上面关于第一和第二方面描述的那些。
当研究所附权利要求和以下描述时，进一步的特征和优点将变得明显。本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，可以组合不同的特征来创建不同于以下描述的实施例。
附图说明
通过以下示例性实施例的说明性和非限制性详细描述，将更好地理解上述以及附加的目的、特征和优点，在附图中：
图1是示出呈卡车形式的车辆的示例性实施例的侧视图；
图2是根据示例性实施例的车辆运动管理系统和运动支持系统的示意图；
图3是示出表示车轮滑移和轮胎力之间的关系的模型的示例性实施例的曲线图；和
图4是根据示例性实施例的用于控制图1中车辆的致动器的方法的流程图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开，在附图中示出了示例性实施例。然而，本公开可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于这里阐述的实施例；而是，提供这些实施例是为了彻底性和完整性。在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。
特别参考图1，描述了卡车形式的车辆100。车辆包括多个车轮102，其中每个车轮102包括各自的致动器104。尽管图1所示的实施例示出了用于每个车轮102的致动器，但是应当容易理解，例如一对车轮102可以布置成没有这样的致动器104。此外，致动器104优选地是用于控制相应的车轮推进设备的致动器，车轮推进设备比如是布置用以例如向车辆100的车轮提供轮胎力的电机106，如图3所示并且将在下面进一步描述的。这样的电机因此可以适于产生推进扭矩，并且被布置成再生制动模式，用于给车辆100的电池(未示出)或其它能量储存系统充电。电机也可以在不储存能量的情况下产生制动扭矩。例如，制动电阻器(brake resistors)等可以用于在制动期间耗散来自电机的多余能量。
此外，每个致动器104连接到各自的运动支持系统300，运动支持系统300被布置用以控制致动器104的操作。运动支持系统300优选地是分散式运动支持系统300，然而集中式实现方式也是可能的。还应当理解，运动支持系统的一些部分可以在远离车辆的处理电路上实现，比如在可通过无线链路从车辆访问的远程服务器上实现。此外，每个运动支持系统300经由数据总线通信装置114等连接到车辆100的车辆运动管理系统200。因此，控制信号可以在车辆运动管理系统200和运动支持系统300之间传输。车辆运动管理系统200和运动支持系统300将在下面参考图2进一步详细描述。
车辆运动管理系统200以及运动支持系统300可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一可编程设备。该系统还可以或者替代地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备或数字信号处理器。在系统包括可编程设备(比如上述微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器)的情况下，处理器还可以包括控制可编程设备的操作的计算机可执行代码。
转向图2，图2是根据示例性实施例的车辆运动管理系统200和运动支持系统300的示意图。车辆运动管理系统200和运动支持系统300因此形成车辆运动系统500的一部分。
整个车辆控制系统可以在一个或多个车辆单元计算机(VUC)上实现。VUC可以被配置用以执行根据分层功能架构组织的车辆控制方法，在分层功能构架中，一些功能可以包括在位于较高层的交通状况管理(TSM)域中，并且一些其它功能可以包括在位于较低功能层的车辆运动管理(VMM)域中。
图2示意性地示出了通过一些示例性运动支持设备(MSD)(比如摩擦制动器和推进设备)来控制一个或多个车轮的功能。摩擦制动器和推进设备是车轮扭矩生成设备的示例，车轮扭矩生成设备也可以被称为致动器，并且可以由一个或多个运动支持设备控制单元来控制。该控制是基于例如从车轮速度传感器和其它车辆状态传感器(比如雷达传感器、激光雷达传感器和基于视觉的传感器，比如照相机传感器和红外探测器)获得的测量数据。可以根据这里讨论的原理控制的其它示例性扭矩生成运动支持设备包括发动机减速器和动力转向设备。MSD控制单元可布置用以控制一个或多个致动器。例如，MSD控制单元被布置用以控制给定车轴上的两个车轮并不罕见。
TSM功能以例如10秒左右的时间范围计划驾驶操作。该时间帧对应于例如车辆通过弯道所花费的时间。由TSM计划和执行的车辆操纵可关联于描述给定操纵的期望车辆速度和转弯的加速度曲线和曲率曲线。TSM持续地从VMM功能请求期望的加速度曲线areq和曲率曲线creq，该VMM功能执行力分配以便以安全且稳健的方式满足TSM的请求。
加速度曲线和曲率曲线也可以通过正常的控制输入设备(比如方向盘、加速踏板和制动踏板)从重型车辆的驾驶员获得。
VMM功能在大约1秒左右的时间范围内操作，并且持续地将加速度曲线areq和曲率曲线creq转换成用于控制车辆运动功能的控制命令，其由车辆100的不同MSD致动，该MSD将能力报告给VMM，该能力又用作车辆控制中的约束。VMM功能执行车辆状态或运动估计，即，VMM功能通过使用布置在车辆100上的各种传感器监控操作来持续地确定车辆状态，该车辆状态包括车辆组合中不同单元的位置、速度、加速度和铰接角度，其通常但不总是与MSD相关联。
运动估计的结果，即所估计的车辆状态，可以输入到力生成模块，该力生成模块确定不同车辆单元所需的总力，以使车辆100根据请求的加速度曲线areq和曲率曲线creq移动。所需的总力矢量被输入到MSD协调功能，该MSD协调功能分配车轮力并协调其它MSD，比如转向和悬架。然后，所协调的MSD一起在车辆单元上提供所需的侧向力Fy和纵向力Fx，以及所需的力矩Mz，以通过车辆组合获得所需的运动。
通过使用例如全球定位系统、基于视觉的传感器、车轮速度传感器、雷达传感器和/或激光雷达传感器来确定车辆单元运动，并且通过将该车辆单元运动转换到给定车轮的局部坐标系(就例如纵向速度分量和侧向速度分量而言)中，可以通过将车轮参考坐标系中的车辆单元运动与从结合车轮布置的车轮速度传感器获得的数据进行比较而准确估计车轮滑移。
下面将结合图3更详细地讨论轮胎模型，该轮胎模型可用于期望的纵向轮胎力Fxi和车轮滑移之间转换。车轮滑移涉及到车轮旋转速度和地面上的速度之间的差异，并且将在下面详细讨论。车轮速度是车轮的旋转速度，以例如每分钟转数(rpm)或弧度/秒(rad/s)或度/秒(deg/s)表示的角速度为单位。
这里，轮胎模型是车轮行为的模型，其描述了随车轮滑移而变的在纵向方向(滚动方向)和/或侧向方向(垂直于纵向方向)上产生的车轮力。在Hans Pacejkar的“Tyre andvehicle dynamics(轮胎和车辆动力学)”(Elsevier Ltd.2012，ISBN 978-0-08-097016-5)中包含了轮胎模型的基础。例如参见第7章，其中讨论了车轮滑移和纵向力之间的关系。
概括地说，VMM功能管理力生成和MSD协调两者，即它确定在车辆单元处需要什么力来满足来自TSM功能的请求，例如根据TSM请求的请求加速度曲线使车辆加速和/或通过也如TSM请求地使车辆产生一定曲率运动。这些力可以包括例如偏航力矩Mz、纵向力Fx和侧向力Fy，以及施加在不同车轮处的不同类型扭矩。
VMM被布置为高层控制系统，而MSD被布置为低层控制系统。因此，如稍后将描述的，高层VMM 200被布置用以确定车辆/车轮域中的各种参数，即基于诸如车辆速度的整体车辆状况来确定。另一方面，低层MSD 300被布置用以确定对于连接到车轮的致动器特定的参数。因此，低层MSD考虑例如传动比、传动系统惯性等将从高层VMM接收的信号转换到致动器域。
根据非限制性示例，车辆运动管理系统200包括扭矩模块202、车轮滑移模块204和摩擦模块206。车辆运动管理系统200还被布置用以接收车辆操作信号502，该车辆操作信号502包括可由车辆运动管理系统200及其各种模块202、204、206操作的数据。提供给车辆运动管理系统200的车辆操作信号502可以例如包括信号形式的数据，该信号指示车辆的当前环境、当前交通状况、车辆重量参数(例如车辆是否装载、空载、部分装载)，等等。车辆运动管理系统200还可以接收指示特定车辆状况(例如当前车辆操作条件)的其它信号，如下所述。扭矩模块202、车轮滑移模块204和摩擦模块206被配置用以在彼此之间传输通信信号，即不同的模块被配置用以彼此通信，如通过下面的公开内容明显的。应当容易理解，扭矩模块202、车轮滑移模块204和摩擦模块206被示出为单独的部件，这仅是为了说明目的。车辆运动管理系统200当然也可以简单地自身包括执行下述功能的各种控制功能。
下面将描述车辆运动管理系统200的功能操作。特别是，车辆运动管理系统200被布置用以接收具有与当前车辆操作条件相关的信息的输入信号。当前车辆操作条件可以例如包括指示车辆车轮与路面之间的车轮摩擦水平或车辆的当前重量(即车辆是否空载、装载或部分装载)或车辆当前操作的道路拓扑的数据。因此，车辆运动管理系统200可以接收各种操作条件以作为各个分量(component)，或者作为使用所有不同操作条件作为整体车辆操作条件的分量。车辆的不同操作条件可以使用合适的传感器确定并传输到车辆运动管理系统200。
如上所述，车辆运动管理系统200还包括摩擦模块206。根据示例性实施例，车辆运动管理系统200被布置用以使用摩擦模块206来确定所述至少一个车轮与路面之间的车轮摩擦水平。车辆运动管理系统200可以基于所确定的车轮摩擦水平来确定当前的车辆操作条件。
扭矩模块202适于确定用于在当前车辆操作条件下操作车辆的期望扭矩。因此，在上述高层的车辆运动管理系统200中，车辆运动管理系统200确定扭矩请求，用于在当前操作条件下适当地控制车辆100。
期望扭矩可以例如基于当前加速踏板位置、制动踏板位置或基于从自主车辆操作系统接收的信号来确定。
车轮滑移模块204被布置用以确定车辆100的至少一个车轮102的车轮滑移限值。因此，车辆的最大可允许车轮滑移被确定，其中不允许车辆的车轮超过这种车轮滑移限值。作为非限制性示例，车轮滑移可以基于以下方程(1)来确定：
Figure BDA0003328834410000121
其中：
λ是车轮的车轮滑移；
ωw是车轮的旋转速度；
Rw是车轮半径；和
Vx,w是车轮的纵向车轮速度。
车轮滑移限值可以通过使用例如下面关于图3描述的模型350来确定。车辆运动管理系统200由此可以将力请求转换成滑移请求，由此基于所述滑移请求设置滑移限值。根据另一个示例，滑移限值可以根据力请求独立地设置为固定值。滑移限值也可以是基于指示路面和轮胎表面之间的当前摩擦水平的信号的。
基于车轮滑移限值，车轮滑移模块204被配置用以确定所述至少一个车轮的车轮速度限值。因此，车辆运动管理系统200执行车轮滑移限值计算和车轮速度限值计算。根据非限制性示例，车轮速度限值ωw,sl可以基于以下方程(2)来确定：
Figure BDA0003328834410000131
其中：
λlim是车轮滑移限值；和
Treg是所需的扭矩。
在车轮速度相对较低(即接近于零)的情况下，车辆运动管理系统200可以被布置用以基于车轮速度补偿参数来确定车轮滑移，由此车轮速度补偿限值可以根据以下非限制性方程(3)来计算：
ωw，olVx，w/Rw+max(|λlim|kol，ωw，ol，max)sgn(λ) (3)
其中：
ωw,ol是根据速度补偿限值计算的车轮速度限值；
kol,ω和ωol,max是增益和用于将滑移限值转换为补偿限值的最大速度补偿参数；和
sgn(λ)是符号函数，其在加速期间等于1并且在减速期间等于-1。
此外，车轮速度限值还可以包括车轮速度上限和车轮速度下限，其中车轮速度上限在加速期间(即在推进期间)使用，并且车轮速度下限在减速期间(即在制动期间)使用。当车轮滑移限值为正并且期望扭矩在零以上时，即在加速期间，使用车轮速度上限，而当车轮滑移限值为负并且期望扭矩在零以下时，即在减速期间，使用车轮速度下限。此外，车轮滑移限值在预定范围内，该范围定义为：
-1<λlim<1
图3描述了车轮滑移相对于纵向轮胎力和横向轮胎力的特性。因此，图3示出了模型350，模型350表示计算的纵向车轮滑移和估计的纵向车轮力值之间的关系，而模型450表示给定纵向车轮滑移的最大可用侧向车轮力之间的关系。对于轮胎的预定侧向滑移角，模型450还可以表示对于给定的纵向车轮滑移所获得的侧向车轮力。垂直轴340表示在支撑车轮102的表面和车轮之间产生的轮胎力，而水平轴330表示车轮102的纵向车轮滑移，如上面方程(1)中所定义的。
返回参考图2，当已经确定了车轮速度限值和期望扭矩时，车辆运动管理系统200向运动支持系统300发送控制信号550，其中控制信号指示期望扭矩和车轮速度限值。
运动支持系统300又包括传动系统状态模块302和致动器扭矩模块304。以与上文关于车辆运动管理系统200所描述的类似的方式，出于说明的目的，传动系统状态模块302和致动器扭矩模块304仅被描述为单独的部件。运动支持系统300当然也可以简单地包括执行下面描述的功能的各种控制功能本身。
如上面所描述的，运动支持系统300从车辆运动管理系统200接收控制信号550。传动系统状态模块302确定车辆100的当前传动系统状态。当前传动系统状态可以例如涉及当前车辆变速器状态、车辆变速器的挡位、变速器离合器致动状态等。
致动器扭矩模块304被配置用以确定致动器特定扭矩，即，将来自车辆运动管理系统200的期望扭矩的数据转换成与致动器104相关的数据。具体而言，致动器扭矩模块304基于从车辆运动管理系统200接收的期望扭矩以及基于车辆100的当前传动系统状态，来确定操作扭矩。
致动器扭矩模块304还确定致动器104的致动器旋转速度限值。致动器旋转速度限值是基于从车辆运动管理系统200接收的车轮速度限值的。致动器旋转速度限值也可以是基于当前传动系统状态的。因此，运动支持系统300已经将从车辆运动管理系统200接收的车轮速度限值转换成车轮特定旋转车轮速度限值。
此后，运动支持系统300将致动器控制信号590传输到致动器104，，以在不超过致动器旋转速度限值的情况下在车轮102上产生操作扭矩。
总之，参考图4，其示出了根据示例性实施例的用于控制车辆100的致动器104的方法的流程图。在车辆100的操作期间，确定S1在当前车辆操作条件下操作车辆100的期望扭矩。如上面所描述的，期望扭矩可以基于来自车辆100的加速踏板的输入信号或者来自自主车辆操作系统的输入信号或者来自在车辆100中实施的一些高级驾驶员辅助系统(ADAS)的输入信号来确定。如上面所描述的，当前车辆操作条件可以包括指示车辆车轮和路面之间的车轮摩擦水平、车辆当前重量、车辆当前操作的道路拓扑等的数据。
此外，确定S2车轮滑移限值，并且基于所确定的车轮滑移限值，确定S3所述至少一个车轮102的车轮速度限值。基于期望扭矩、车轮速度限值和当前车辆传动系统状态，可以确定S4操作扭矩和允许的致动器旋转速度范围。由此，确定致动器特定参数。
最后，控制S5致动器，以在不超过致动器旋转速度限值的情况下在所述至少一个车轮102上产生操作扭矩。因此，只要致动器旋转速度保持在允许范围内，就允许扭矩控制来产生操作扭矩。
应当理解，本公开不限于上面描述和附图所示的实施例；相反，本领域技术人员将认识到，在所附权利要求的范围内可以进行许多改变和修改。

Claims (16)

1.一种用于车辆的车辆运动管理系统(200)，所述车辆运动管理系统能够连接到运动支持系统(300)，用于在两者之间控制信号的通信，其中所述车辆运动管理系统被配置用以：
-确定用于在当前车辆操作条件下操作车辆的期望扭矩；
-确定车辆的至少一个车轮的车轮滑移限值；
-至少基于所述车轮滑移限值，确定车辆的至少一个车轮的车轮速度限值；并且
-将指示所述期望扭矩和所述车轮速度限值的控制信号传输到所述运动支持系统(300)。
2.根据权利要求1所述的车辆运动管理系统(200)，其中所述车轮速度限值还基于所述期望扭矩。
3.根据权利要求2所述的车辆运动管理系统(200)，其中所述车轮速度限值包括车轮速度上限和车轮速度下限，所述车辆运动管理系统被配置用以：
-至少当所述期望扭矩高于零时，将所述车轮速度上限传输到所述运动支持系统(300)；并且
-至少当所述期望扭矩低于零时，将所述车轮速度下限传输到所述运动支持系统(300)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的车辆运动管理系统(200)，其中所述车辆运动管理系统(200)还被配置用以：
-确定车轮速度补偿参数；
-获得指示车辆的车轮速度的信号；并且
-当所述车轮速度低于阈值车辆速度限值时，基于所述车轮速度补偿参数来确定所述车轮滑移限值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的车辆运动管理系统(200)，其中所述车辆运动管理系统(200)还被配置用以：
-确定车辆的至少一个车轮的当前旋转车轮速度和当前纵向车轮速度；并且
-基于所述当前旋转车轮速度和所述当前纵向车轮速度来确定所述至少一个车轮的车轮滑移。
6.根据前述权利要求中任一项所述的车辆运动管理系统(200)，其中所述车轮滑移限值在预定的车轮滑移范围内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的车辆运动管理系统(200)，其中所述车辆运动管理系统(200)还被配置用以：
-获得指示车辆的加速踏板的当前加速踏板位置的信号；并且
-基于所述当前加速踏板位置来确定所述期望扭矩。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的车辆运动管理系统(200)，其中，基于从自主车辆操作系统接收的信号来确定所述期望扭矩。
9.根据前述权利要求中任一项所述的车辆运动管理系统(200)，其中所述车辆运动管理系统(200)还被配置用以：
-确定所述至少一个车轮与路面之间的车轮摩擦水平；并且
-基于所确定的车轮摩擦水平来确定所述当前车辆操作条件。
10.一种用于车辆的运动支持系统(300)，所述运动支持系统(300)能够连接到车辆运动管理系统(200)和至少一个致动器，所述致动器被配置用以向车辆的至少一个车轮施加扭矩，其中所述运动支持系统(300)被配置用以：
-从所述车辆运动管理系统(200)接收控制信号，所述控制信号指示用于在当前车辆操作条件下操作车辆的期望扭矩，并且指示车辆的所述至少一个车轮的车轮速度限值；
-确定车辆的当前车辆传动系统状态；
-基于所述当前车辆传动系统状态、所述期望扭矩和所述车轮速度限值，确定操作扭矩和致动器旋转速度限值；并且
-向所述致动器(104)传输致动器信号，以使所述致动器在不超过所述致动器旋转速度限值的情况下在至少一个车轮上产生操作扭矩。
11.根据权利要求10所述的运动支持系统(300)，其中所述当前车辆传动系统状态是当前车辆变速器状态、车辆变速器的挡位或变速器离合器致动状态中的一种状态。
12.根据权利要求10或11中任一项所述的运动支持系统(300)，其中车轮运动系统(300)是能够连接到车轮专用致动器的分散式车轮运动系统(300)，所述车轮专用致动器被配置用以控制车辆的单个车轮。
13.一种用于控制车辆的致动器的方法，所述致动器被配置用以在车辆的至少一个车轮(102)上施加扭矩，其中所述方法包括：
-确定(S1)用于在当前车辆操作条件下操作车辆的期望扭矩；
-确定(S2)车辆的所述至少一个车轮的车轮滑移限值；
-至少基于所述车轮滑移限值，确定(S3)车辆的所述至少一个车轮的车轮速度限值；
-基于所述期望扭矩、所述车轮速度限值和当前车辆传动系统状态，确定(S4)操作扭矩和致动器旋转速度限值；并且
-控制(S5)所述致动器，以在不超过所述致动器旋转速度限值的情况下在所述至少一个车轮上产生操作扭矩。
14.一种表示将由运动支持系统(300)执行的指令的控制信号，所述控制信号包括：
-扭矩分量，所述扭矩分量使得所述运动支持系统(300)能够确定操作扭矩；和
-车轮速度限值分量，所述车轮速度限值分量表示车轮速度限值数据，
所述控制信号在由所述运动支持系统(300)执行时使得所述运动支持系统(300)产生致动器信号，所述致动器信号对应于受限于致动器旋转速度限值的操作扭矩，所述致动器旋转速度限值能够基于所述车轮速度限值分量并考虑到当前车辆传动系统状态来确定。
15.一种计算机程序，包括程序代码装置，所述程序代码装置用于在所述程序在计算机上运行时执行权利要求13所述的步骤。
16.一种承载计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序装置，所述程序装置用于在所述程序装置在计算机上运行时执行权利要求13所述的步骤。
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