DE102008045966A1 - Erfassung und Steuerung eines leistungsinduzierten Springens während einer Antriebssteuerung in einem Fahrzeug - Google Patents

Erfassung und Steuerung eines leistungsinduzierten Springens während einer Antriebssteuerung in einem Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Erfassung und Steuerung eines leistungsinduzierten Springens während einer Antriebssteuerung in einem Fahrzeug, wobei ein Verfahren bereitgestellt wird zum Steuern eines Antriebs eines mit Rädern versehenen Fahrzeugs während eines Antriebssteuerungsereignisses. Das Verfahren beinhaltet das Korrigieren eines Raddrehmomentes auf Basis einer Amplitude einer bandpassgefilterten Antriebsraddrehzahl und einer Beschleunigungsrichtung von Antriebsrädern (Figur 1).

Description

  • Die Erfindung betrifft die Antriebssteuerung eines Fahrzeugs, und betrifft insbesondere das Lindern eines leistungsinduzierten Springens während der Antriebssteuerung.
  • Beim Antriebssteuerungsbetrieb kann das Steuern eines Radschlupfes auf bestimmten Straßenoberflächen in Wechselwirkung mit natürlichen Frequenzen in dem Antriebstrang oder der Aufhängung stehen, was als ein leistungsinduziertes „Springen" bezeichnet werden kann. Spring-Resonanzen werden durch Wechselwirkungen zwischen den Reifen, der Straße und Aufhängungskomponenten verursacht.
  • Auf typischen Straßenoberflächen halten die Umwandlung von Motorleistung in Fahrzeugbeschleunigung und Reibungsverluste an den Reifen die Amplitude der Spring-Resonanz relativ klein. Jedoch kann sich auf bestimmten Straßenoberflächen die Spring-Resonanz auf ein störendes Niveau erhöhen. Beispielsweise können sich auf einer Asphaltoberfläche mit einer dünnen Schicht von darauf stehendem Wasser der Reibungskoeffizient (μ) und eine Oberflächen-Drehmomentkapazität in Bezug auf Reifenschlupf und Aufhängungsbelastung signifikant ändern. Wenn an einem Reifen die volle Aufhängungskraft wirkt, kann für eine normale Antriebssteuerung und einen normalen Fahrzeugbetrieb die Reifen-Straße-Reibungs-Drehmomentkapazität auf einem gewünschten Wert sein. Wenn die Aufhängung den Reifen entlastet (aus unterschiedlichen Gründen, einschließlich Oberflächenunebenheiten), kann Wasser zwischen der Straßenoberfläche und dem Reifen vorhanden sein, was einen Verlust an Reibungs-Drehmomentkapazität bewirkt. Da die Aufhängung den Reifen in der Vorne/Hinten-Richtung bzw. Längsrichtung schnell entlasten kann, kann die Dicke der Wasserschicht zwischen dem Reifen und der Straße verändert werden. Infolge dessen kann sich die Reifen-Straße-Reibungs-Drehmomentkapazität verändern. Diese zyklische Wechselwirkung kann die normalerweise unbedeutende Aufhängungsschwingung oder Spring-Resonanz anregen und eine signifikante, oszillierende Radbeschleunigung initiieren, was bewirkt, dass die Räder oder sogar das gesamte Fahrzeug hüpfen bzw. hüpft. Ohne Linderung kann das Antriebssteuerungssystem durch eine gleichphasige Antriebsstrang-Drehmomentreaktion auf die oszillierende Radbeschleunigung das Fahrzeugsystem weiter anregen. Die Anregung eines Springens kann zu einer Erhöhung von Fahrzeuggeräuschen, Fahrzeugschwingung und Fahrzeugrauigkeit (NHV – Noise, Vibration and Harshness) sowie zu einer potentiellen Haltbarkeitsbesorgnis bzw. Haltbarkeitsproblemen korrespondieren.
  • Eine Lösung zum Steuern bzw. Kontrollieren des leistungsinduzierten Springens kann das Stoppen der ungewollten Beschleunigung und Verzögerung durch Beaufschlagen eines gegenphasigen Drehmoments umfassen. Jedoch kann die Implementation bzw. Realisierung solcher Aktionen eine schnelle Sprung-Erfassungs- oder Berechnungs-Einrichtung und/oder gut abgestimmte, schnellwirkende Betätigungskomponenten erfordern. Folglich kann dies für in Massenproduktion hergestellte Fahrzeuge, wie beispielsweise jene, die eine Antriebssteuerung über Motordrehmomentreduzierung ohne Bremsbetätigung vorsehen, hinsichtlich der Kosten unerschwinglich bzw. untragbar sein.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen zum Steuern eines Antriebs (powertrain) eines mit Rädern versehenen Fahrzeugs während eines Antriebssteuerungsereignisses, wobei das Verfahren kostengünstig ein leistungsinduziertes Springen während eines Antriebssteuerungsereignisses verhindern bzw. reduzieren kann.
  • Dies wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1, Anspruch 13 bzw. Anspruch 18 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist ein Verfahren bereitgestellt zum Steuern eines Antriebs eines mit Rädern versehenen Fahrzeugs während eines Antriebssteuerungsereignisses. Das Verfahren beinhaltet das Korrigieren eines Raddrehmomentes auf Basis einer Amplitude einer bandpassgefilterten Antriebsraddrehzahl bzw. Antriebsradgeschwindigkeit und einer Beschleunigungsrichtung von Antriebsrädern. Gemäß einem Beispiel stellt die Amplitude der bandpassgefilterten Antriebsraddrehzahl eine Spring-Meldung bereit, welche dann verwendet werden kann zum Bereitstellen einer asymmetrischen Drehmomentsteuerung auf Basis der Radbeschleunigungsrichtung. Genauer gesagt kann durch Berücksichtigen der Radbeschleunigungsrichtung die Drehmomentsteuerung Drehmomentkorrekturen reduzieren, die zu einer Spring-Oszillation beitragen, und die Schwingungen besser dämpfen. Auf diese Weise kann es möglich sein, motorbasierte Drehmomentkorrekturen zum effektiven Reduzieren des Spring-Phänomens zu verwenden.
  • Es ist zu bemerken, dass der obige Ansatz, obwohl auch ein Radbremsmoment verwendet werden kann, insbesondere bei einer Antriebssteuerung auf Basis einer Motordrehmomentreduzierung und ohne Verwendung von Radbremsmoment verwendet werden kann.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt zum Steuern eines Antriebs eines mit Rädern versehenen Fahrzeugs während eines Antriebssteuerungsereignisses. Das Verfahren weist auf:
    Erfassen eines Spring-Niveaus durch Verarbeiten von Antriebsrad-Drehzahlsignalen, Korrigieren eines Raddrehmomentes in eine erste Richtung und in einem ersten Größenverhältnis zu einer Radschlupfveränderung, wenn eine Beschleunigung von Antriebsrädern größer als Null ist, und Korrigieren des Raddrehmoments in eine zweite Richtung und in einem zweiten Größenverhältnis zur Radschlupfveränderung, wenn die Beschleunigung kleiner als Null ist, wobei das zweite Größenverhältnis in Reaktion auf das bzw. auf Basis des Spring-Niveau(s) angepasst wird.
  • Gemäß noch einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren bereitgestellt zum Steuern eines Antriebs eines mit Rädern versehenen Fahrzeugs während eines Antriebssteuerungsereignisses. Das Verfahren weist auf:
    Korrigieren eines Raddrehmoments auf Basis eines Übertragungsfaktors, eines Raddrehzahlfehlers bzw. Radgeschwindigkeitsfehlers und einer Beschleunigung von Antriebsrädern, wobei der Übertragungsfaktor angepasst wird auf Basis eines Spring-Niveaus, einer Richtung des Raddrehzahlfehlers und einer Beschleunigungsrichtung.
  • Die oben beschriebenen Verfahren können ein leistungsinduziertes Springen während einer Antriebssteuerung verhindern oder reduzieren. Beispielsweise können die obigen Verfahren, sogar wenn die Räder verzögert werden, die Raddrehmomentkorrektur bzw. Raddrehmomentanpassung reduzieren, wenn das Spring-Niveau zunimmt. Auf diese Weise wird die Raddrehzahl bzw. Radgeschwindigkeit begünstigt bzw. in günstiger Weise angepasst, so dass zu einem zum Reduzieren des Springens gewünschten Schlupfniveau zurückgekehrt wird. Somit ist es realisierbar, dass ein Radspringen durch das Antriebsstrang-Steuersystem nicht angeregt wird.
  • Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsformen beschrieben.
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild eines ein Antriebssteuersystem aufweisenden Fahrzeugs.
  • 2 zeigt schematisch ein Verhältnis zwischen Oberflächen-Reifen-Wechselwirkung und Schlupfgeschwindigkeit, was eine Oberflächen-Drehmomentkapazität darstellt.
  • 3 zeigt ein Blockschaltbild eines exemplarischen Spring-Erfassungsverfahrens zum Verarbeiten von Raddrehzahlsignalen und Bestimmen eines Spring-Niveaus gemäß der Erfindung.
  • 4 zeigt ein exemplarisches Verhältnis eines Spring-Faktors zu der Amplitude des Spring-Niveaus.
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines exemplarischen Verfahrens zum Erfassen und Steuern eines Springens während eines Antriebssteuerungsereignisses gemäß der Erfindung.
  • 6 zeigt ein schematisches Steuerungsschaubild, in dem ein exemplarischer Steueralgorithmus dargestellt ist zum Bestimmen eines Aufsetz-Schutz-Drehmoments gemäß der Erfindung.
  • 7 zeigt ein schematisches Steuerschaubild, in dem ein exemplarischer Steueralgorithmus dargestellt ist für einen exemplarischen Steuermodus zum Reduzieren des Springens gemäß der Erfindung.
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs 10, das ein Antriebssteuersystem bzw. eine Antriebs-Schlupf-Regelung (Traction Control System) aufweist. Wie in 1 gezeigt, kann das Fahrzeug 10 Reifen-und-Rad-Anordnungen 12a, 12b, 12c und 12d aufweisen. Ein mit einem Antriebsstrang (drivetrain) 16 gekuppeltes Antriebssystem 14 kann über ein vorderes Differential 18 und ein hinteres Differential 20 den Rad-und-Reifen-Anordnungen 12a–d Antriebsleistung bereitstellen. Das Antriebssystem 14 kann eine Motorsteuervorrichtung 15 und einen Antrieb (powertrain) 17 aufweisen. Die Motorsteuervorrichtung 15 kann ein mikroprozessorbasiertes System sein. Der Antrieb 17 kann Antriebsleistung bereitstellen mittels einer Antriebsleistungs-Erzeugungseinheit, wie beispielsweise einem Verbrennungsmotor, einem Hybrid-Elektro-System, einem elektrischen Antriebssystem oder einem Bremsstoffzellensystem. Die Motorsteuervorrichtung 15 kann den Drehmomentbetrag und somit den an jedem der Räder erzeugten Schlupfbetrag steuern. Das Antriebssystem 14 kann den Betrag an Antriebsleistungsausgabe variieren bzw. ändern, so dass eine Drehmomentänderung an den Rad-und-Reifen-Anordnungen 12a–d bewirkt wird.
  • Das Antriebssystem 14 kann Drehmoment bereitstellen über den Antriebsstrang 16, welcher ein Getriebe, ein vorderes Differential 18 und ein hinteres Differential 20 aufweisen kann. Bei einem hinterradgetriebenen Fahrzeug würde nur das hintere Differential 20 vorhanden sein.
  • Ein Vierrad- oder ein Allrad Antriebssystem kann sowohl das vordere Differential 18 als auch das hintere Differential 20 aufweisen. Ferner kann bei einem bestimmten Allrad-Antriebssystem ein zusätzliches Mitteldifferential vorgesehen sein.
  • Das Fahrzeug 10 kann ein Bremssystem 24 aufweisen zum Betätigen von Bremsen 26a, 26b, 26c und 26d. Das Bremssystem 24 kann ein elektrisches, ein elektro-hydraulisches oder ein hydraulisches System aufweisen. Die Bremsen 26a–b werden in Reaktion auf eine Fahrereingabe aktiviert.
  • Das Fahrzeug 10 kann ferner ein Antriebssteuersystem 30 aufweisen. Das Antriebssteuersystem 30 kann mit dem Antriebssystem 14 gekoppelt sein und kann direkt oder indirekt mit Raddrehzahlsensoren bzw. Radgeschwindigkeitssensoren 32a, 32b, 32c und 32d gekoppelt sein. Das Antriebssteuersystem 30 kann ein Steuersignal oder einen Drehmomentbefehl erzeugen zum Reduzieren des Drehmomentbetrages für den Motor nach Erfassen eines Schlupf aufweisenden Rades. Bei einigen Ausführungsformen kann das Antriebssteuersystem 30 ferner einen Bremsbefehl erzeugen zum Vergrößern einer Radbremsung nach Erfassen eines Schlupf aufweisenden Rades durch die Raddrehzahlsensoren.
  • Die Raddrehzahlsensoren können neben anderen Zwecken Informationen zur Antriebssteuerung bereitstellen. Beispielsweise kann die von den Raddrehzahlsensoren gemessene Raddrehzahl von einem Antrieb-Steuersystem verarbeitet werden zum Erfassen des Auftretens eines Springens und/oder zum Bestimmen eines Spring-Niveaus. Wie in 1 gezeigt, können die Raddrehzahlsensoren 32a, 32b, 32c und 32d direkt mit den Rädern gekoppelt sein. Bei einigen Ausführungsformen können die Raddrehzahlsignale die Ausgabe von einem Antiblockiersystem, einem Achssensor usw. sein.
  • Zusätzlich können diverse Dynamiksensoren mit dem Antriebssteuersystem 30 gekoppelt sein. Dynamiksensoren können einen Gierratensensor 36, einen Querbeschleunigungssensor 38 und einen Längsbeschleunigungssensor 40 umfassen. Der Gierratensensor 36 erzeugt ein Gierratensignal, das zu der Gierrate des Fahrzeugs korrespondiert. Mittels des Gierratensensors 36 kann ferner die Gierbeschleunigung bestimmt werden. Der Querbeschleunigungssensor 38 erzeugt ein Querbeschleunigungssignal, das zu der Querbeschleunigung der Fahrzeugkarosserie korrespondiert. Der Längsbeschleunigungssensor 40 erzeugt ein Längsbeschleunigungssignal, das zu der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs korrespondiert. Die diversen Sensoren können direkt mit diversen Fahrzeugdynamik-Steuersystemen gekoppelt sein, wie beispielsweise einem Giersteuersystem oder einem Überroll-Stabilitäts-Steuersystem. Ferner kann ein Wankratensensor 42 vorgesehen sein zum Bestimmen einer Lastverlagerung für das Fahrzeug.
  • 2 zeigt schematisch ein Verhältnis zwischen einer Oberflächen-Reifen-Wechselwirkung und einer Schlupfgeschwindigkeit, was eine Oberflächen-Drehmomentkapazität darstellt. Die durchgezogene Linie zeigt eine Kurve, die die Veränderung der Oberflächen-Drehmomentkapazität zu der Schlupfgeschwindigkeit (Meter/Sekunde) beschreibt. Die Strichlinie zeigt die Kraftveränderung zu der Schlupfgeschwindigkeit. Wie in 2 gezeigt, weist eine Zone A eine geringe Schlupfgeschwindigkeit und eine hohe Oberflächen-Reifen-Wechselwirkung oder Kraft auf. Zone A repräsentiert den Normal-Fahrzustand-Schlupf für eine Vorwärtsbeschleunigung. Die Oberflächen-Drehmomentkapazität reagiert auf eine Antrieb-Drehmomentausgabe. Wenn sich die Schlupfgeschwindigkeit erhöht, erhöht sich die Oberflächen-Drehmomentkapazität. Zone B weist eine weggebrochene Spitze auf und zeigt einen Bereich mit hoher Oberflächen-Drehmomentkapazität. Die Zone B repräsentiert die besten Vorwärtsbeschleunigungs-Bedingungen. Die aktuelle Oberflächen-Drehmomentkapazität kann durch den Reibungskoeffizienten (μ) angegeben werden. Von einem Spitzenpunkt in Zone B aus bis zu der gesamten Zone C kann eine Antriebssteuerung aktiviert werden zum Aufrechterhalten der Fahrzeugsteuerung, wenn sich der Schlupf erhöht. Die Antriebssteuerung wird betrieben zum Reduzieren des Schlupfes auf oder unter einen Basis-Schlupf-Sollwert. Somit vermindert sich, wenn der Schlupf ansteigt, die Oberflächen- Drehmomentkapazität mit einem stetigen Gefälle. Zone D ist der Bereich, in dem die Räder mehr oder weniger frei drehen.
  • Bei jedem gegebenen μ können die aktuelle Form und das aktuelle Gefälle der Kurve anders sein. Eine Oberfläche mit extrem steilem Gefälle, oder wenn dynamische Kräfte die Position der Spitze ändern, kann als eine gipflige Oberfläche (peaky-surface) bezeichnet werden. Diese Oberflächenarten können natürliche Frequenzen in dem Antriebsstrang oder der Aufhängung anregen und ein signifikantes Springen eines Fahrzeugs bewirken. Ein Beispiel für eine gipflige Oberfläche ist eine abgedichtete Asphaltstraße mit einer dünnen Schicht von darauf stehendem Wasser.
  • Das Kontrollieren bzw. Steuern eines leistungsinduzierten Springens kann das Steuern eines Radschlupfes in bzw. innerhalb eine/einer geeigneten Zone aufweisen. Wie nachstehend detailliert beschrieben, kann eine Steuerstrategie einen die Grenze der Zonen betreffenden Algorithmus aufweisen. Beispielsweise kann gemäß einem Ansatz dem Raddrehmoment ein Aufsetz(Null-Schlupf)-Schutz-Drehmoment hinzugefügt werden, wenn sich der Radschlupf in der Zone A befindet.
  • Eine Spring-Steuerung kann von dem Erfassen des Auftretens eines Springens und einem Spring-Niveau abhängen. Das Springen kann als ein deutliches bzw. einzelnes sinusförmiges Signal erscheinen, das der durchschnittlichen Antriebsraddrehzahl bzw. Antriebsradgeschwindigkeit überlagert ist. Jedoch kann das interne motorbasierte Antriebssystem nicht ausreichend Bandbreite aufweisen zum Erfassen des Springens und nachfolgenden Steuern des Schwingungsmodus oder der Größe des Springens direkt über eine Drehmomentsteuerung. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines exemplarischen Spring-Erfassungsverfahrens 100 zum Verarbeiten von Raddrehzahlsignalen und Bestimmen des Spring- Niveaus, wobei die sinusförmigen Komponenten der durchschnittlichen Antriebsraddrehzahl isoliert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Spring-Erfassungsverfahren 100 einbeziehen: einen Bandpassfilter 102 zum Filtern der durchschnittlichen Raddrehzahl bei einer Rad-Spring-Frequenz, eine Absolutwertfunktion 104 zum Ausgeben eines Absolutwertes der bandpassgefilterten Signale und einen Tiefpassfilter 106 zum Bestimmen der Amplitude der Signalausgabe der Absolutwertfunktion-Komponente 104. Die Amplitude kann kennzeichnend sein für das Spring-Niveau oder die Größe des Springens.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Bandpassfilter 102 ein Bandpassfilter zweiter Ordnung sein. Unter der Annahme, dass eine Resonanzfrequenz (Omega, ω) und eine gewünschte Eintrittsbandbreite (Zeta, ζ) fest sind, ist der Bandpassfilter mit einer Bilinearform in dem kontinuierlichen (Laplace) Raum wie folgt definiert:
    Figure 00100001
    wobei o eine Ausgabe ist, i eine Eingabe ist und S der Laplace-Operator ist. Bei einigen Ausführungsformen kann die Frequenz ω ein Festwert sein, der für spezifische Fahrzeugarten kalibriert ist. Alternativ kann die Frequenz zusätzlich zu der Fahrzeugkonfiguration auf Basis von Fahrzeugbetriebsbedingungen abgestimmt sein.
  • Um den obigen Filter in einer diskreten, computerbasierten bzw. computergestützten Umgebung zu nutzen, kann dessen Z-Transformierte die Folgende Form annehmen:
    Figure 00110001
    wobei Z ein diskreter Raumoperator ist und die Therme N, D0, D1 und D2 das Ergebnis einer Standard-Bilinerarsubstitution sind. In dem diskreten Raum können einige Verbesserungen und Optimierungen verwendet werden. Wie durch die obige Gleichung gezeigt, kann die bilineare Transformatoreingabe (Zähler) so umgestellt werden, dass die Eingaben (0) und (1) verwendet werden anstatt von (0) und (2), welche bei einigen Bandpassfiltern verwendet werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Z-Transformation wie folgt modifiziert sein:
    Figure 00110002
  • Bei einigen Ausführungsformen kann ein Übertragungsfaktor verwendet werden zum Kompensieren hinsichtlich einer Distanz über zwei Schleifen hinweg anstatt einer.
  • Da eine aktuelle Radbeschleunigung strukturell begrenzt ist und das Messsystem diskret ist (Zahnkanten-Zeitsteuerung – tooth-edge-timing), besteht bei der oben beschriebenen Transformation hinsichtlich Aliasing keine Besorgnis. Bei einigen Ausführungsformen kann eine Raddrehzahl-Abtastfrequenz annähernd eine Größenordnung höher als die Rad-Spring-Frequenz sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das Spring-Erfassungsverfahren 100 mit der gleichen Rate betrieben werden, mit der Raddrehzahlsignale an das Antrieb-Steuersystem übertragen bzw. übermittelt werden. Die oben beschriebenen Transformationen können somit ein Spring- Erfassungsverfahren 100 ermöglichen zum Erzielen zuverlässiger Informationen bezüglich des Auftretens des Springens, wobei mit einer langsameren Abtastrate gearbeitet wird. Auf diese Weise kann das Spring-Erfassungsverfahren 100 in das Antrieb-Steuersystem in einem Fahrzeug implementiert werden zum Steuern des Springens während einer Antriebssteuerung ohne die Verwendung von zusätzliche Kosten verursachenden Berechnungseinrichtungen und Prozessoren höherer Abtastrate.
  • Mit 3 fortfahrend können die gefilterten Bandpass-Signale durch eine Absolutfunktion bzw. Absolutwertfunktion 104 hindurchgeführt werden, so dass ein Absolutwert für die gefilterten Signale erhalten wird. Dann kann in dem Tiefpassfilter 106 die Amplitude der gefilterten Raddrehzahlsignale bestimmt werden. Die Amplitude kann in einem Effektivwert bzw. quadratischen Mittelwert (root mean square) Arms ausgedrückt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann der Tiefpassfilter 106 ein Filter erster Ordnung sein. Eine Gleichung für den Filter erster Ordnung in einem diskreten Raum kann wie folgt ausgedrückt werden:
    Figure 00120001
    wobei die Frequenz des Tiefpassfilters wie folgt ist:
    Figure 00120002
  • Alternativ kann der Tiefpassfilter 106 konfiguriert sein als ein asymmetrischer Filter erster Ordnung mit zwei kalibrierbaren Zeitkonstanten, die auf der Änderungsrichtung des Spring-Niveaus basieren. Wenn beispielsweise die erfasste Amplitude (d. h. die Sprung-Meldung) zunimmt, kann es notwendig sein, dass die Geschwindigkeit zum Verarbeiten oder Ausgeben der Amplitude aus dem Tiefpassfilter 106 für eine schnelle Spring-Erfassung und eine nachfolgende Spring-Linderung schnell erhöht wird. Die wie in Gleichung (5) beschriebene Frequenz des Filters erster Ordnung kann verwendet werden. Wenn die erfasste Amplitude abnimmt, kann sich die Ausgabegeschwindigkeit des Tiefpassfilters 106 relativ langsam reduzieren. Die Filter-Frequenz kann wie nachstehend bestimmt werden:
    Figure 00130001
  • Mit dem asymmetrischen Filter kann eine Signal-Amplitude als eine Spring-Meldung für Linderungszwecke nützlicher bzw. vorteilhafter sein. Ferner kann der modifizierte Filter erster Ordnung den Steuerungsspeicher unterstützen. Es ist zu bemerken, dass Omega (ω) und Zeta (ξ) eine Funktion diverser Variablen sein können, wie beispielsweise Straßenoberflächenbedingungen, Fahrzeugbetriebsbedingungen und einer Fahrzeugkonfiguration. Bei einigen Ausführungsformen kann die Straßenoberflächenbedingung einen Oberflächen-Reifen-Reibungskoeffizienten (μ) aufweisen. Die Fahrzeugbetriebsbedingung kann die Fahrzeuggeschwindigkeit eines angetriebenen Rades oder Antriebsrades, die Beschleunigung usw. aufweisen. Die Fahrzeugkonfiguration kann das Getriebe-Übersetzungsverhältnis, das geschätzte Fahrzeuggewicht, eine dominierende Kraftänderungskomponente, eine dominierende Trägheitsänderungskomponente usw. aufweisen. Omega (ω) und Zeta (ξ) können bestimmt werden aus einem Speicherabbild oder aus Polynomen, einschließlich der obigen Variablen.
  • Es sollte ferner erkannt werden, dass es einen Unterschied gibt zwischen einem Einzelrad-Springen, einem Entgegengesetzt-Rad-Springen bzw. Gegenüberliegend-Rad Springen und einem Synchron-Rad-Springen. Während diese Frequenzen geringfügig unterschiedlich sind, kann es möglich sein, einen einzigen Filter mit einem breiten Band zu haben. Unter gewissen Bedingungen kann das Springen eine solche Größe aufweisen, dass eine Amplitude selbst bzw. an sich eine Unterscheidungseigenschaft bzw. ein Unterscheidungsmerkmal sein kann. Es sollte außerdem erkannt werden, dass die Filter des Spring-Erfassungsverfahrens 100 so eingerichtet sein können, dass sie selbstabstimmend sind zu einer Mittelfrequenz. Durch Auswählen der Mittelfrequenz und der Bandbreite kann das Spring-Erfassungsverfahren 100, wie durch das Antrieb-Steuersystem des Fahrzeugs realisiert, all die diskreten Filterterme und notwendigen Korrektur- oder Modifizierungs-Faktoren berechnen. Somit können, wenn die Mittelfrequenz mit den oben beschriebenen Variablen dynamisch ist, die Filterparameter (zum Beispiel Frequenz oder Bandbreite) während des Fahrzeugbetriebs angepasst bzw. korrigiert werden.
  • Es ist ferner zu bemerken, dass die in 3 gezeigte Ausführungsform eine exemplarische Realisierung darstellt und diverse andere oder alternative Filter verwendet werden können.
  • Das Spring-Erfassungsverfahren 100 kann mehrere Vorteile aufweisen. Beispielsweise kann der Filter mit niedrigen Abtastraten die gewünschten Band-Signale herausseparieren, wenn die Bandbreite einen signifikanten Anteil von unterabgetasteten Daten aufweist. Bei einem Beispiel können, wenn die Mittelfrequenz mit einem Abstand von 1,5 + Radianten abgetastet wird, nutzbare Daten erhalten werden. Auf diese Weise können die Kosten reduziert werden zum Realisieren des Spring-Erfassungsverfahrens in einem Fahrzeug. Ferner erlaubt das Spring-Erfassungsverfahren ein dynamisches Abstimmen der Filter, indem es eine höhere Frequenzauswahl ohne Deaktivierung oder Reduzierung der Effekte der Filter erlaubt. Ferner kann das Spring-Erfassungsverfahren Kalibrierungsflexibilität bereitstellen zum Anzeigen der Amplitude aller Rad-Spring-Modi für alle Gänge und Oberflächen und für alle Aufbaukombinationen, die mit einem Einzel-Antrieb-Steuermodul-Flashabbild (single powertrain control module flash image) zusammenhängen.
  • Die durch das Spring-Erfassungsverfahren 100 bestimmte Amplitude kann verwendet werden zum Bestimmen eines Spring-Faktors zur Spring-Steuerung. 4 zeigt einen exemplarischen Zusammenhang des Spring-Faktors mit der Amplitude der bandgefilterten Radsignale oder dem Spring-Niveau. Wie oben beschrieben, kann während eines Antriebssteuerungsereignisses die Spring-Resonanz relativ klein sein. Beispielsweise kann die Amplitude der Spring-Resonanz geringer als 2,0 km/h (kph) sein. Jedoch kann auf einigen Oberflächen die Amplitude ein Niveau erreichen, das von signifikanter Wichtigkeit in Bezug auf ein Fahrergefühl und Fahrzeug-NHV ist. Die Oberfläche kann eine „gipflige" Oberfläche sein, wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Unter gewissen Bedingungen kann die Amplitude ein Niveau von größer als 10,0 km/h erreichen.
  • Der Spring-Faktor kann in einem Bereich von 0,0 bis 1,0 sein. Jedoch kann, wie in 4 gezeigt, bei einigen Ausführungsformen der Spring-Faktor negativ sein. Der in 4 gezeigte Zusammenhang kann experimentell bestimmt werden oder für spezifische Fahrzeugarten kalibriert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann der Zusammenhang definiert werden durch eine Gleichung mit Parametern, die die Fokusse (foci) oder den Flankenabfall (roll-off) definieren. Alternativ kann eine Nachschlagetabelle (lookup table) zum Bestimmen des Spring-Faktors verwendet werden. Beispielsweise kann die Nachschlagetabelle vier Punkte (four-points) mit konstanter End-Extrapolation aufweisen. Bei dem dargestellten Beispiel nimmt der Spring-Faktor ab, wenn die Spring-Amplitude zunimmt. Bei einigen Ausführungsformen kann der Spring-Faktor in eine Drehmomentsteuerung integriert sein zum Reduzieren des Raddrehmoments. Das Raddrehmoment kann so konfiguriert sein, dass es abnimmt, wenn der Spring-Faktor abnimmt oder das Spring-Niveau zunimmt. Wie ferner in 4 gezeigt, kann der Spring-Faktor außerdem geringfügig negativ sein. Ein negativer Spring-Faktor kann das Drehmoment schnell reduzieren, so dass die Antriebsräder dabei unterstützt werden, schnell in ein Reifen-Oberflächen-Aufsetzen (zum Beispiel in die in 2 gezeigte Zone A) zu kommen. In der Zone A kann die Energie in dem Fahrzeug schnell geerdet werden und kann die Schwingung reduziert werden.
  • Der Spring-Faktor kann von dem Antrieb-Steuersystem verwendet werden zum Steuern des Springens unter Verwendung unterschiedlicher Ansätze. Bei einigen Ausführungsformen kann die Spring-Steuerung durchgeführt werden durch Modifizieren eines Basis-Schlupf-Sollwertes. Der Basis-Schlupf-Sollwert wird typischerweise für Normalbedingungen während einer Antriebssteuerung verwendet. Bei einigen Ausführungsformen kann der Basis-Schlupf-Sollwert bestimmt werden als eine Funktion von μ und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Basis-Schlupf-Sollwert kann auf Basis des Spring-Faktors modifiziert werden. Bei einem Beispiel wird der Basis-Schlupf-Sollwert mit dem Spring-Faktor multipliziert. Auf diese Weise nimmt der modifizierte Schlupf-Sollwert ab, wenn das Spring-Niveau zunimmt. Somit kann eine Drehmomentausgabe des Antriebs reduziert werden, so dass die Größe des Springens gelindert wird oder das Springen verhindert wird. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Antriebssteuersystem, bei dem der Schlupf-Sollwert auf ein Minimum begrenzt ist zum Lindern untergeordneter NVH-Anliegen, ist der modifizierte Schlupf-Sollwert nicht auf das Minimum begrenzt. Auf diese Weise kann die Drehmomentausgabe schneller reduziert werden zum Stoppen ungewollter Beschleunigung oder Verzögerung.
  • Während die oben beschriebene Schlupf-Sollwert-Modifikation dabei helfen kann, zum Reduzieren des Spring-Niveaus die Energie zu erden, kann das mit normaler Antriebssteuerung betriebene Antrieb-Steuersystem, wenn der Steuermodus nicht geeignet modifiziert ist, damit weitermachen, den Resonanzzustand anzuregen. Daher können bei einigen Ausführungsformen, zusätzlich zum Modifizieren des Basis-Schlupf-Sollwertes zum Reduzieren des Spring-Niveaus, Antriebssteuerungsmodi weiter modifiziert werden, so dass die Größe des Springens reduziert wird oder das Springen verhindert wird. Nachstehend wird detailliert eine Drehmomentsteuerung zum Reduzieren des Spring-Niveaus beschrieben.
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines exemplarischen Verfahrens 200 zum Erfassen und Steuern eines Springens während eines Antriebssteuerungsereignisses. Zuerst beinhaltet das Verfahren 200 in Schritt 202 das Bestimmen, ob eine Antriebssteuerung aktiviert ist. Wenn die Antriebssteuerung aktiviert ist, erfasst das Verfahren 200 in Schritt 204 ein Springen und bestimmt das Spring-Niveau durch Verarbeiten von Geschwindigkeitssignalen bzw. Drehzahlsignalen von angetriebenen Rädern bzw. Antriebsrädern. Der Bandpassfilter, der Tiefpassfilter und eine zugehörige Rechnereinrichtung, wie bei dem Erfassungsverfahren 100 beschrieben, können verwendet werden zum Verarbeiten der Drehzahlsignale und zum Bestimmen der Amplitude der Raddrehzahl oder des Spring-Niveaus.
  • Wie oben beschrieben, kann die Spring-Resonanz während eines Antriebssteuerungsereignisses vorhanden sein. Nur ein Springen auf hohen Niveaus kann Besorgnisse bzw. Probleme für den Fahrzeugbetrieb und die Fahrzeugkomponenten hervorrufen. Daher weist das Verfahren 200 in Schritt 206 ein Bestimmen auf, ob das Spring-Niveau größer als ein Grenzwert ist. Bei einigen Ausführungsformen kann das Spring-Niveau angegeben werden durch den quadratischen Mittelwert bzw. Effektivwert (Arms) der Amplitude, der mittels des Spring-Erfassungsverfahrens bestimmt wurde. Der Grenzwert kann ein Spring-Niveau sein, bei dem die Spring-Resonanz-Energie nicht durch Fahrzeugbeschleunigung und Reibung abgeleitet werden kann. Eine Spring-Linderung oder eine Spring-Steuerung kann verwendet werden, wenn der Grenzwert überschritten wird.
  • Wenn das Spring-Niveau größer als der Grenzwert ist, kann das Verfahren 200 in Schritt 208 ein Modifizieren eines Basis-Schlupf-Sollwertes aufweisen. Unter gewissen Bedingungen kann das Springen allein durch eine Sollwert-Modifikation gesteuert werden, wie beispielsweise ein Reduzieren des Schlupfgeschwindigkeits-Sollwertes, wenn das Spring-Niveau zunimmt. Wie oben beschrieben, kann der Basis-Schlupf-Sollwert eine Funktion des Reibungskoeffizienten (μ) und der Raddrehzahl bzw. Radgeschwindigkeit bzw. von diesen abhängig sein. Bei einigen Ausführungsformen kann der Schlupf-Sollwert modifiziert werden durch Multiplizieren des Basis-Schlupf-Sollwertes mit einem Spring-Faktor FSpring.
  • Es ist zu bemerken, dass der modifizierte Schlupf-Sollwert ferner auf Basis einer Straßenbedingung bestimmt werden kann. Beispielsweise kann auf einer Oberfläche mit hohem μ, wie beispielsweise Sand, der Schlupf-Sollwert vergrößert werden, wenn das Spring-Niveau zunimmt. Jedoch auf einer Oberfläche mit geringem μ, wie beispielsweise Eis, kann der Schlupf-Sollwert verringert werden, wenn das Spring-Niveau zunimmt. Ferner ist zu bemerken, dass die Schlupf-Sollwert-Modifikation fahrzeugspezifisch sein kann.
  • Es sollte ferner erkannt werden, dass eine Schlupf-Sollwert-Modifikationsrate so konfiguriert sein kann, dass sie sich mit dem Spring-Niveau und einer Richtung der Spring-Änderungen ändert. Wie oben beschrieben, kann der Tiefpassfilter 104 so konfiguriert sein, dass er die Signale schnell verarbeitet, wenn erwartet wird, dass das Springen zunimmt, und dass er die Signale langsam verarbeitet, wenn erwartet wird, dass das Springen abnimmt. In ähnlicher Weise kann der Schlupf-Sollwert schneller verändert werden (zum Beispiel mit einer schnelleren Änderungsrate), wenn das Spring-Niveau ansteigt, und kann weniger schnell verändert werden, wenn das Spring-Niveau abfällt. Somit kann das Springen effektiv gesteuert oder gelindert werden. Während dessen kann der Schlupf-Sollwert sanft zu dem normalen Betriebszustand zurückkehren.
  • Ferner kann das Springen zusätzlich gesteuert werden durch Modifizieren von für die normale Antriebssteuerung verwendeten Steuermodi. Daher kann das Verfahren 200 in Schritt 210 aufweisen ein Korrigieren bzw. Anpassen des Raddrehmomentes auf Basis des Spring-Niveaus, einer Raddrehzahländerung bzw. Radgeschwindigkeitsänderung und/oder einer Radbeschleunigung sowie einer Radschlupf-Änderungsrichtung und/oder einer Fahrzeugbeschleunigung. Bei einigen Ausführungsformen kann ein Proportional-Steuermodus modifiziert werden zum Steuern des Springens. In dem Proportional-Steuermodus ist bei den meisten Fahrzeugen während eines ersten Drehens bzw. Durchdrehens und ersten Überschussaufflackerungen ein extremes Springen unwahrscheinlich. Jedoch kann bei einigen mit hoher Antriebsleistung versehenen RWD(Rear Wheel Drive – Hinterradantrieb)-Fahrzeugen auf Oberflächen mit hohem μ ein extremes Springen auftreten. Ein Ansatz zum Verhindern oder Reduzieren eines extremen Springens kann ein schnelles Abfallen von Drehmoment (oder der Energie, wenn mit der Raddrehzahl multipliziert) aufweisen. Daher kann der Spring-Faktor mit dem Vorwärtssteuerungs-Term bzw. Vorwärtskopplungs-Term des Proportional-Steuermodus multipliziert werden. Da der Schlupf-Sollwert auch abfallen kann, kann der Proportional-Term in dem Steuermodus enthalten sein. Der Proportional-Steuermodus kann durch die folgende Gleichung beschrieben werden:
    Figure 00200001
    wobei TRad ein Raddrehmoment ist, VZiel der Schlupf-Sollwert ist und Kp und Kμ Konstanten sind.
  • Mit dem Proportional-Vorwärtssteuerungs-Steuermodus, der im Obigen beschrieben wurde, kann das signifikante Springen beim ersten Drehen (1–3 Sekunden der Antriebssteuerung) für ein Hochleistungsfahrzeug während eines Zugrennens (drag racing) oder ähnlichen Bedingungen verhindert oder gelindert werden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann ein Integral-Steuermodus bei der Antriebssteuerung verwendet werden zum Reduzieren des Spring-Niveaus. Zusätzlich zu den bei der Proportional-Steuerung verwendeten Variablen kann eine Radbeschleunigung in den Integral-Steuermodus integriert werden. Der Integral-Steuermodus gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 7 detailliert beschrieben.
  • Mit 5 fortfahrend kann das Verfahren 200 in Schritt 212 ein Bestimmen aufweisen, ob ein Schlupf kleiner als ein Schlupf-Grenzwert ist. Bei einigen Ausführungsformen kann der Schlupf-Grenzwert ein Maximalschlupf in der Zone A in 2 sein. Daher bestimmt das Verfahren 200 in Schritt 212, ob der Radschlupf sich in der Zone A befindet. Wenn sich der Radschlupf in der Zone A befindet, kann das Verfahren 200 in Schritt 214 ein Hinzufügen eines Aufsetz-Drehmomentes zu dem Raddrehmoment aufweisen. Es ist zu bemerken, dass es wünschenswert ist, das Fahrzeug in der Zone A zu betreiben, wenn ein extremer Spring-Zustand erfasst wird. Daher kann sowohl in dem Proportional-Modus als auch in dem Integral-Modus eine Aufsetz-Schutz-Drehmoment-Addiereinrichtung verwendet werden. Der Steueralgorithmus für das Aufsetz-Drehmoment wird detailliert in 6 beschrieben.
  • Das Aufsetz(nahezu Null Radschlupf)-Schutz-Drehmoment kann einen Timer bzw. Zeitgeber unter einem Minimal-Radschlupf oder in Zone A berücksichtigen. Die Timerfunktion für das Aufsetz-Schutz-Drehmoment kann ermöglichen, dass eine Aufsetzeinrichtung arbeitet, wenn das Springen eine vorübergehende Erscheinung ist, wobei jedoch die Aufsetzeinrichtung abgezogen bzw. deaktiviert wird, wenn das Springen anhaltend ist. Ferner kann das Aufsetz-Schutz-Drehmoment unkorrekte Aufsetzungen (Zone A) für ein falschpositives Springen lindern, indem ermöglich wird, dass die Aufsetzeinrichtung einen sanften Übergang von Verwenden zu Nichtverwenden hat.
  • Nun auf 6 bezugnehmend ist ein schematisches Steuerschaubild 300 gezeigt zum Erläutern eines exemplarischen Steueralgorithmus zum Bestimmen eines Aufsetz-Schutz-Drehmoments gemäß der Erfindung. Bei einigen Ausführungsformen kann das Aufsetz-Schutz-Drehmoment verwendet werden zum Steuern des Drehmomentes, wenn ein Fahrzeug in Zone A betrieben wird. In Block 302 wird ein Antriebsradschlupf mit einem Schlupf-Grenzwert verglichen, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug in Zone A betrieben wird. Wenn dies falsch ergibt, wird ein Wert von Null in Block 304 eingegeben. Wenn dies wahr ergibt, wird ein mit einem Spring-Faktor und einer Aufsetzrate zusammenhängender Wert in den Block 304 eingegeben. Der Wert wird erhalten durch Quadrieren des Spring-Faktors FSpring in Block 306 und Multiplizieren der Aufsetz-Drehmomentrate Ktd bei 308. Der Wert von Block 304 wird dann in Block 310 integriert zum Erlangen des Aufsetz-Schutz-Drehmoments. Die folgenden Gleichungen können den in 6 dargestellten Steueralgorithmus 300 beschreiben:
    Wenn Schlupf ≤ Zone A, dann:
    Figure 00220001
    Wenn Schlupf > Zone A, dann: TAufsetzen = 0. (9)
  • Wie oben beschrieben, kann das Aufsetz-Schutz-Drehmoment in den Proportional-Steuermodus und in den Integral-Steuermodus integriert werden zum Reduzieren des Springens.
  • 7 zeigt ein schematisches Steuerschaubild 400, in dem ein exemplarischer Steueralgorithmus für einen exemplarischen Steuermodus zum Reduzieren des Springens gemäß der Erfindung dargestellt ist. Bei einigen Integral-Modi, wie beispielsweise einem Proportional-Differential (PD) integriert zu Proportional-Integral (PI), kann das Drehmoment oder die Fahrzeugbeschleunigung möglicherweise bzw. potentiell direkt phasenverschoben zu dem Spring-Zustand geraten und das Springen weiter anregen. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, kann der Steueralgorithmus 400 zum Reduzieren des Springens implementiert bzw. realisiert werden. Wie in 7 gezeigt, kann ein Spurfehler (tracking error) in den Block 402 eingegeben werden und in Block 402 mit einer Integralkonstante KI multipliziert werden. Der Spurfehler kann eine Raddrehzahländerung bzw. eine Radgeschwindigkeitsänderung repräsentieren. Bei einigen Ausführungsformen kann der Spurfehler eine Differenz zwischen einem Schlupf-Sollwert VZiel und einer Raddrehzahl bzw. Radgeschwindigkeit Vangetrieben von angetriebenen Rädern bzw. Antriebsrädern sein. Der Schlupf-Sollwert kann ein modifizierter Schlupf-Sollwert sein, der auf einem Spring-Niveau und einer Straßenbedingung basiert. Die Ausgabe von Block 402 kann in einem Integrationsblock 404 integriert werden zum Erlangen eines Fehlerterms in dem Steueralgorithmus.
  • Zusätzlich kann eine Dämpfungsfunktion in den Steueralgorithmus 400 integriert werden zum Reduzieren des Drehmoments zum Lindern des Springens. Bei einigen Ausführungsformen kann die Dämpfung auf eine Beschleunigung von Antriebsrädern und eine Richtung der Beschleunigung reagieren bzw. darauf empfindlich sein. Wie in 7 gezeigt, wird die Antriebsradbeschleunigung aangetrieben in Block 406 eingegeben und in Block 406 mit einer Proportionalkonstante Kp multipliziert.
  • Der Steueralgorithmus 400 kann in Block 408 die Richtung der Beschleunigung bestimmen. Beispielsweise kann Block 408 bestimmen, ob die Beschleunigung größer als Null ist. Wenn dies wahr ist, wird ein Wert von 1,0 in Block 410 eingegeben. Wenn dies falsch ist, wird ein Spring-Faktor FSpring in Block 410 eingegeben. Die Ausgabe von Block 410 kann in Block 412 mit der Ausgabe von Block 406 multipliziert werden und wird dann in dem Integrationsblock 414 integriert zum Erlangen eines Dämpfungsterms in dem Steueralgorithmus.
  • In einem Summierblock 416 können eine Ausgabe des Integrationsblocks 404 addiert und eine Ausgabe des Integrationsblocks 414 subtrahiert werden zum Erlangen eines Raddrehmomentes TRad. Zusätzlich oder alternativ kann bei einigen Ausführungsformen in Block 416 ein Aufsetz-Schutz-Drehmoment TAufsetzen addiert werden.
  • Der im Obigen beschriebene Steueralgorithmus kann durch die folgenden Gleichungen beschrieben werden:
    Wenn aangetrieben ≥ 0, dann TRad = Σ[Ki·Δt·(VZiel – Vangetrieben) – Kp·Δt·aangetrieben]. (10)Wenn aangetrieben < 0, dann
    Figure 00240001
  • Zusätzlich oder alternativ kann das Aufsetz-Drehmoment TAufsetzen zu den Gleichungen (10) und (11) hinzuaddiert werden, wenn die Bedingung für die Addition erfüllt ist.
  • Wie durch den Steueralgorithmus und Gleichung (10) beschrieben, ist, wenn die Räder hochbeschleunigt werden (d. h. aangetrieben ≥ 0), der Dämpfungsterm (der zweite Term in Gleichung (10)) die Basis oder das negative Drehmoment wird dem Raddrehmoment hinzuaddiert. Wie durch die Gleichung (10) gezeigt, kann, wenn die Antriebsräder bzw. die angetriebenen Räder hochbeschleunigt werden, das Raddrehmoment unabhängig von dem Spring-Niveau oder dem Spring-Faktor angepasst bzw. korrigiert werden. Somit kann das Raddrehmoment signifikant reduziert werden.
  • Jedoch wird, wie durch den Steueralgorithmus und Gleichung (11) beschrieben, wenn die Räder verlangsamt bzw. abgebremst werden, der Dämpfungsterm mit dem Spring-Faktor FSpring multipliziert. Somit ist die Raddrehmoment-Korrektur bzw. Raddrehmoment-Anpassung proportional zu dem Spring-Niveau. Wie durch Gleichung (11) gezeigt, nimmt, sogar wenn die Antriebsräder bzw. die angetriebenen Räder verzögert werden, das Raddrehmoment ab, wenn das Spring-Niveau zunimmt (es ist zu bemerken, dass FSpring abnimmt, wenn das Spring-Niveau zunimmt). Auf diese Weise kann unter gewissen Bedingungen die Drehmomentreduzierung eine einseitige Dämpfung sein, d. h., das Raddrehmoment nimmt ab, wenn das Spring-Niveau zunimmt. Es ist zu bemerken, dass unter gewissen Bedingungen, bei denen das Springen bedeutungslos bzw. geringfügig sein kann (zum Beispiel FSpring = 1), ein Steuermodus eine zweiseitige Dämpfung auf Basis der Antriebsrad-Beschleunigungsrichtung durchführen kann.
  • Das System und das Verfahren, die im Obigen beschrieben wurden, sind vorteilhaft beim Steuern bzw. Kontrollieren des Springens. Beispielsweise kann eine Spring-Erfassung möglich sein durch Verarbeiten von Raddrehzahlsignalen mittels eines Antrieb-Steuersystems und ohne Hinzufügung von teuren Rechenkomponenten und Algorithmen. Ferner wird die Signalverarbeitung so an die Spring-Steuermodi angepasst, dass die Steuermodi in Übereinstimmung mit dem erfassten Spring-Niveau realisiert werden können.
  • Ferner können die Steuermodi selektiv realisiert werden, um das Springen in Abhängigkeit von spezifischen Fahrzeugen und spezifischen Fahrzeugbetriebsbedingungen zu reduzieren. Beispielsweise kann unter bestimmten Umständen ein Spring-Steuermodus das Springen in einem kurzen Zeitraum für eine spezifische Fahrzeugart effektiv reduzieren. Bei einem anderen Beispiel kann unter gewissen Bedingungen ein integrierter Steuermodus das durch Implementieren der Drehmomentsteuerung angeregte, signifikante Springen verhindern oder reduzieren. Beispielsweise kann unter gewissen Bedingungen eine Radbeschleunigung infolge von Drehmomenthinzufügungen phasenverschoben sein. Der integrierte Steuermodus kann das Raddrehmoment reduzieren, wenn das Spring-Niveau zunimmt, sogar wenn die Räder verzögert werden. Auf diese Weise wird die Raddrehzahl bzw. Radgeschwindigkeit gefördert bzw. auf günstige Weise angepasst, so dass zu einem Schlupf-Niveau zurückgekehrt wird, das zum Reduzieren des signifikanten Springens erwünscht ist. Somit kann sichergestellt werden, dass ein signifikantes Fahrzeugspringen nicht durch das Antrieb-Steuersystem angeregt wird.
  • Es ist zu erkennen, dass die hierin offenbarten Prozesse in ihrer Natur exemplarisch sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem beschränkenden Sinne zu betrachten sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung umfasst alle neuen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der diversen Strukturen und anderer Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart sind.
  • Die folgenden Ansprüche heben bestimmte als neu und nicht naheliegend erachtete Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor. Diese Ansprüche können sich auf „ein" Element oder „ein erstes" Element oder dessen Äquivalente beziehen. Solche Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Integration von einem oder mehreren solcher Elemente mit einschließen, wobei sie zwei oder mehr solcher Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen von Verfahren und Systemkomponenten-Konfigurationen, Prozessen, Vorrichtungen und/oder anderen Merkmalen, Funktionen, Elementen und/oder Eigenschaften können beansprucht werden durch Ändern der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlegen neuer Ansprüche in dieser oder einer zugehörigen Anmeldung. Solche Ansprüche, ob sie in ihrem Umfang breiter, enger, gleich oder unterschiedlich zu den ursprünglichen Ansprüchen sind, werden ebenfalls als in den Gegenstand der vorliegenden Offenbarung mit eingeschlossen betrachtet.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Steuern eines Antriebs eines mit Rädern versehen Fahrzeugs während eines Antriebssteuerungsereignisses, wobei das Verfahren aufweist: Korrigieren eines Raddrehmomentes auf Basis einer Amplitude einer bandpassgefilterten Antriebsraddrehzahl und einer Beschleunigungsrichtung von Antriebsrädern.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Korrigieren des Raddrehmomentes ein Hinzufügen eines negativen Drehmomentes zu den Rädern aufweist, wenn die Radbeschleunigung größer als Null ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Korrigieren des Raddrehmomentes ein Hinzufügen eines Drehmomentes zu den Rädern aufweist, wenn die Fahrzeugbeschleunigung kleiner als Null ist, wobei das hinzugefügte Drehmoment abnimmt, wenn die Amplitude zunimmt.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei dem Rad ein negatives Drehmoment hinzugefügt wird, wenn die Amplitude größer als ein Grenzwert ist.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 4, ferner aufweisend: Modifizieren eines Schlupf-Sollwertes auf Basis der Amplitude und einer Straßenbedingung, wobei der Schlupf-Sollwert für eine erste Straßenbedingung mit zunehmendem Springen vergrößert wird, und wobei der Schlupf-Sollwert für eine zweite Straßenbedingung mit zunehmendem Springen vermindert wird.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, ferner aufweisend: Korrigieren des Raddrehmomentes auf Basis einer Raddrehzahländerung, wobei die Raddrehzahländerung eine Differenz zwischen einem modifizierten Schlupf-Sollwert und einer Raddrehzahl ist.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Korrigieren des Raddrehmomentes ferner ein Hinzufügen eines Aufsetz-Drehmomentes zu dem Rad aufweist, wenn ein Radschlupf kleiner als ein Grenzwert ist.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei mittels eines Bandpassfilters Antriebsraddrehzahlen mit einem Abtastimpulsabstand von größer als 1,5 Radianten abgetastet werden.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei eine Mittelfrequenz eines Bandpassfilters auf Basis von einem von einer Straßenoberflächenbedingung, einer Fahrzeugbetriebsbedingung und der Fahrzeugkonfiguration angepasst wird.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Straßenoberflächenbedingung einen Oberflächen-Reifen-Wechselwirkungs-Reibungskoeffizienten aufweist.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Fahrzeugbetriebsbedingung eine Fahrzeuggeschwindigkeit aufweist.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Fahrzeugkonfiguration eines von einem Getriebe-Übersetzungsverhältnis und einem geschätzten Fahrzeuggewicht aufweist.
  13. Verfahren zum Steuern eines Antriebs eines mit Rädern versehenen Fahrzeugs während eines Antriebssteuerungsereignisses, wobei das Verfahren aufweist: Erfassen eines Spring-Niveaus durch Verarbeiten von Antriebsrad-Drehzahlsignalen, Korrigieren eines Drehmoments in eine erste Richtung und in einem ersten Größenverhältnis zu einer Radschlupfänderung, wenn eine Beschleunigung von Antriebsrädern größer als Null ist, und Korrigieren des Raddrehmomentes in eine zweite Richtung und in einem zweiten Größenverhältnis zu der Radschlupfänderung, wenn die Beschleunigung kleiner als Null ist, wobei das zweite Größenverhältnis in Abhängigkeit vom dem Spring-Niveau angepasst wird.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das Korrigieren des Raddrehmomentes in die erste Richtung ein Hinzufügen eines negativen Drehmomentes zu dem Raddrehmoment aufweist, und wobei das erste Größenverhältnis unabhängig von dem Spring-Niveau ist.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das Korrigieren des Raddrehmomentes in die zweite Richtung ein Hinzufügen eines Drehmomentes zu dem Raddrehmoment aufweist, und wobei das zweite Größenverhältnis angepasst wird, so dass es abnimmt, wenn das Spring-Niveau zunimmt.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das Korrigieren des Raddrehmomentes ein Hinzufügen eines Aufsetz-Drehmomentes zu dem Rad aufweist, wenn ein Radschlupf kleiner als ein Grenzwert ist.
  17. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei die Antriebsrad-Drehzahlsignale von einem Bandpassfilter und einem Tiefpassfilter verarbeitet werden, so dass das Spring-Niveau kennzeichnende Signale erzeugt werden, wobei ein Abtastimpulsabstand des Bandpassfilters größer als 1,5 Radianten ist und der Tiefpassfilter zwei Zeitkonstanten aufweist.
  18. Verfahren zum Steuern eines Antriebs eines mit Rädern versehenen Fahrzeugs während eines Antriebssteuerungsereignisses, wobei das Verfahren aufweist: Korrigieren eines Raddrehmomentes in Abhängigkeit von einem Übertragungsfaktor, einem Raddrehzahlfehler und einer Beschleunigung von Antriebsrädern, wobei der Übertragungsfaktor auf Basis eines Spring-Niveaus, einer Richtung des Raddrehzahlfehlers und einer Richtung der Beschleunigung angepasst wird.
  19. Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei der Raddrehzahlfehler eine Differenz zwischen einem Schlupf-Sollwert und einer Antriebsraddrehzahl ist.
  20. Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei dem Raddrehmoment ein Aufsetz-Drehmoment hinzugefügt wird, wenn ein Radschlupf kleiner als ein Schlupf-Grenzwert ist und eine Zeitdauer des Springens kleiner als ein Zeit-Grenzwert ist.
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