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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Brennkraftmaschinen und insbesondere Systeme und Verfahren zur Drehmomentschätzung.
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HINTERGRUND
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Die hier bereitgestellte Hintergrundbeschreibung dient dem Zweck einer allgemeinen Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder, sofern sie in diesem Hintergrundabschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt des Einreichens nicht anderweitig als Stand der Technik ausgewiesen sind, werden weder explizit noch implizit als Stand der Technik gegen die vorliegende Offenbarung anerkannt.
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Eine Brennkraftmaschine verbrennt ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff, um ein Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Eine Drehmomentausgabe der Kraftmaschine kann an ein Getriebe geliefert werden. Eine Drehmomenteingabe in das Getriebe kann über Zahnräder, die innerhalb des Getriebes gewählt werden, durch das Getriebe hindurch übertragen werden. Ein Differential empfängt eine Drehmomentausgabe des Getriebes und liefert Drehmoment an Halbwellen. Die Halbwellen treiben Räder des Fahrzeugs an, um das Fahrzeug voranzutreiben.
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Ein oder mehrere Fahrzeugsteuerungsmodule können Drehmomentdaten zum Steuern zugehöriger Fahrzeugsysteme verwenden. Nur als Beispiel kann ein Getriebesteuerungsmodul das Verhalten eines Gangschaltvorgangs auf der Grundlage von Drehmomentdaten steuern. Ein Steuern dessen, wie der Gangschaltvorgang durchgeführt wird, auf der Grundlage der Drehmomentdaten kann dazu beitragen, Geräusche, Vibrationen und/oder Rauigkeit zu begrenzen, die in einer Fahrgastzelle des Fahrzeugs wahrgenommen werden. Das Getriebesteuerungsmodul kann außerdem die Drehmomentdaten für einen oder mehrere andere Zwecke verwenden, etwa um eine Blockadebedingung zu detektieren, die verwendet werden kann, um festzustellen, wann eine Kupplung gefüllt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Radpositionsbestimmungsmodul bestimmt erste und zweite Radpositionen auf der Grundlage von ersten und zweiten Signalen, die unter Verwendung von ersten und zweiten Raddrehzahlsensoren erzeugt werden. Die ersten und zweiten Raddrehzahlsensoren erzeugen die ersten und zweiten Signale jeweils auf der Grundlage einer Drehung von Antriebsrädern des Fahrzeugs. Das Radpositionsbestimmungsmodul bestimmt dritte und vierte Radpositionen auf der Grundlage von dritten und vierten Signalen, die unter Verwendung dritter und vierter Raddrehzahlsensoren erzeugt werden. Die dritten und vierten Raddrehzahlsensoren erzeugen die dritten und vierten Signale jeweils auf der Grundlage einer Drehung anderer Räder des Fahrzeugs. Ein Modul zur Bestimmung eines ersten Mittelwerts bestimmt einen ersten Mittelwert der ersten und zweiten Radpositionen. Ein Modul zur Bestimmung eines zweiten Mittelwerts bestimmt einen zweiten Mittelwert der dritten und vierten Radpositionen. Ein Schätzmodul erzeugt selektiv einen Schätzwert eines Drehmoments an den Antriebsrädern auf der Grundlage des ersten und zweiten Mittelwerts.
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Ein Verfahren für ein Fahrzeug umfasst, dass: erste und zweite Radpositionen auf der Grundlage erster und zweiter Signale bestimmt werden, welche unter Verwendung erster und zweiter Raddrehzahlsensoren erzeugt werden, wobei die ersten und zweiten Raddrehzahlsensoren die ersten und zweiten Signale jeweils auf der Grundlage einer Drehung von Antriebsrädern des Fahrzeugs erzeugen; dritte und vierte Radpositionen auf der Grundlage von dritten und vierten Signalen bestimmt werden, die unter Verwendung dritter und vierter Raddrehzahlsensoren erzeugt werden, wobei die dritten und vierten Raddrehzahlsensoren die dritten und vierten Signale jeweils auf der Grundlage einer Drehung anderer Räder des Fahrzeugs erzeugen; ein erster Radpositionsmittelwert auf der Grundlage der ersten und zweiten Radpositionen bestimmt wird; ein zweiter Radpositionsmittelwert auf der Grundlage der dritten und vierten Radpositionen bestimmt wird; selektiv ein Schätzwert des Drehmoments an den Antriebsrädern auf der Grundlage der ersten und zweiten Radpositionsmittelwerte erzeugt wird; und mindestens ein Betriebsparameter des Fahrzeugs selektiv auf der Grundlage des Schätzwerts des Drehmoments verstellt wird.
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Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Offenbarung werden sich aus der hier nachstehend bereitgestellten genauen Beschreibung ergeben. Es versteht sich, dass die genaue Beschreibung und spezielle Beispiele nur zur Veranschaulichung gedacht sind und den Umfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Offenbarung wird anhand der genauen Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen vollständiger verstanden werden, wobei:
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1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsystems gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
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2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Getriebesteuerungsmoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
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3 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Raddrehzahlbestimmungsmoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist;
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4 ein Graph der Größe eines beispielhaften Raddrehzahlsignals als Funktion der Zeit ist;
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5 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Drehmomentschätzmoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung ist; und
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6 ein Flussdiagramm ist, das ein beispielhaftes Verfahren zum Schätzen von Drehmoment an Antriebsrädern eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden ffenbarung darstellt.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist nur beispielhaft und ist keinesfalls dazu gedacht, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungsmöglichkeiten einzuschränken. Der Klarheit halber werden in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen verwendet, um ähnliche Elemente zu bezeichnen. Bei der Verwendung hierin soll der Ausdruck A, B und/oder C so aufgefasst werden, dass er ein logisches (A oder B oder C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen Oder bedeutet. Es versteht sich, dass Schritte in einem Verfahren in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern.
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Bei der Verwendung hierin kann der Begriff ”Modul” eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, eine kombinatorische Logikschaltung, ein im Feld programmierbares Gatearray (FPGA), einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) der einen Code ausführt, andere geeignete Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen, oder eine Kombination aus einigen oder allen vorstehenden, wie etwa ein System-On-Chip bezeichnen, ein Teil davon sein, oder diese enthalten. Der Begriff Modul kann einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert, oder Gruppe) umfassen, der einen Code speichert, der vom Prozessor ausgeführt wird.
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Der Begriff ”Code” kann, so wie er vorstehend verwendet wird, Software, Firmware und/oder Mikrocode umfassen und kann Programme, Routinen, Funktionen, Klassen und/oder Objekte bezeichnen. Der Begriff ”gemeinsam genutzt” bedeutet, so wie er vorstehend verwendet wird, dass ein Teil oder der gesamte Code von mehreren Modulen unter Verwendung eines einzigen (gemeinsam genutzten) Prozessors ausgeführt werden kann. Zudem kann ein Teil oder der gesamte Code von mehreren Modulen von einem einzigen (gemeinsam genutzten) Speicher gespeichert werden. Der Begriff ”Gruppe” bedeutet, so wie er vorstehend verwendet wird, dass ein Teil oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Prozessoren oder einer Gruppe von Ausführungsmaschinen ausgeführt werden kann. Zum Beispiel können mehrere Kerne und/oder mehrere Threads eines Prozessors als Ausführungsmaschinen betrachtet werden. Bei verschiedenen Implementierungen können Ausführungsmaschinen über einen Prozessor hinweg, über mehrere Prozessoren hinweg und über Prozessoren an mehreren Orten hinweg gruppiert werden, etwa als mehrere Server in einer Anordnung mit paralleler Verarbeitung. Zudem kann ein Teil oder der gesamte Code von einem einzigen Modul unter Verwendung einer Gruppe von Speichern gespeichert werden.
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Die hier beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können von einem oder mehreren Computerprogrammen implementiert werden, die von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt werden. Die Computerprogramme umfassen von einem Prozessor ausführbare Anweisungen, die in einem nicht vorübergehenden konkreten computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten enthalten. Beispiele ohne Einschränkung des nicht vorübergehenden konkreten computerlesbaren Mediums sind nicht flüchtiger Speicher, magnetischer Massenspeicher und optischer Massenspeicher.
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Ein Fahrzeug kann zwei Antriebsräder und zwei andere Räder umfassen. Die anderen Räder können angetrieben oder nicht angetrieben sein. Mit jedem Rad des Fahrzeugs kann ein Raddrehzahlsensor verbunden sein. Ein Raddrehzahlsensor erzeugt ein Raddrehzahlsignal auf der Grundlage einer Drehung des zugehörigen Rads. Ein Steuerungsmodul kann eine Position, eine Drehzahl und/oder eine Beschleunigung des Rads auf der Grundlage des Raddrehzahlsignals bestimmen.
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Ein Modul des Fahrzeugs empfängt die Raddrehzahlsignale, die auf der Grundlage einer Drehung der Antriebsräder und der anderen Räder erzeugt werden. Das Modul bestimmt erste und zweite Radpositionen auf der Grundlage der Raddrehzahlsignale, die auf der Grundlage einer Drehung der Antriebsräder erzeugt werden. Das Modul bestimmt dritte und vierte Radpositionen auf der Grundlage der Raddrehzahlsignale, die auf der Grundlage einer Drehung der anderen Räder erzeugt werden.
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Das Modul schätzt ein Drehmoment an den Antriebsrädern auf der Grundlage der ersten, zweiten, dritten und vierten Radpositionen. Ein oder mehrere Betriebsparameter des Fahrzeugs können auf der Grundlage des geschätzten Drehmoments an den Antriebsrädern selektiv verstellt werden. Nur als Beispiel kann ein Getriebesteuerungsmodul eine Kupplung während eines Gangschaltvorgangs auf der Grundlage des geschätzten Drehmoments steuern. Nur als weiteres Beispiel kann ein Kraftmaschinensteuerungsmodul einen oder mehrere Kraftmaschinenbetriebsparameter auf der Grundlage des geschätzten Drehmoments selektiv verstellen.
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Mit Bezug nun auf 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugsystems 100 dargestellt. Eine Kraftmaschine 104 eines Fahrzeugs verbrennt ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff. Eine Verbrennung des Gemisches aus Luft und Kraftstoff erzeugt ein Drehmoment. Die Kraftmaschine 104 gibt ein Drehmoment an ein Getriebe 108 aus. Ein Kraftmaschinensteuerungsmodul (ECM) 106 steuert die Drehmomentausgabe der Kraftmaschine 104. Obwohl es nicht gezeigt ist, kann das Fahrzeug zusätzlich oder alternativ einen oder mehrere Elektromotoren und/oder Motor/Generatoren enthalten.
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Das Getriebe 108 empfängt ein Drehmoment an einer Getriebeeingangswelle 112. Das Drehmoment wird von der Getriebeeingangswelle 112 über einen (nicht gezeigten) Zahnradsatz, der innerhalb des Getriebes 108 in Eingriff steht, an eine Getriebeausgangswelle 116 übertragen. Das Getriebe 108 enthält mehrere Zahnradsätze, die einem oder mehreren Übersetzungsverhältnissen beim Vorwärtsfahren, einem oder mehreren Übersetzungsverhältnissen beim Rückwärtsfahren usw. entsprechen. Das Getriebe 108 kann ein Schaltgetriebe, ein Automatikgetriebe, ein automatisches Schaltgetriebe, ein Getriebe von Kupplung zu Kupplung [engl.: clutch to clutch transmission], ein Doppelkupplungsgetriebe oder einen anderen geeigneten Getriebetyp umfassen. Ein Getriebesteuerungsmodul 118 kann die Arbeitsweise des Getriebes 108, etwa Gangschaltvorgänge innerhalb des Getriebes 108, steuern.
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Über die Getriebeausgangswelle 116 gibt das Getriebe 108 ein Drehmoment an ein Differential 120 aus. Das Differential 120 überträgt das Drehmoment von der Getriebeausgangswelle 116 an erste und zweite Halbwellen 124 und 128. Die ersten und zweiten Halbwellen 124 und 128 übertragen ein Drehmoment an erste und zweite Antriebsräder 132 bzw. 136. Die ersten und zweiten Antriebsräder 132 und 136 können Vorder- oder Hinterräder des Fahrzeugs sein. Das Fahrzeug enthält außerdem erste und zweite Nicht-Antriebsräder 140 und 144. Obwohl die ersten und zweiten Nicht-Antriebsräder 140 und 144 erörtert werden, können bei verschiedenen Implementierungen alle vier Räder Antriebsräder sein.
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Ein erstes Zahnrad 148 dreht sich mit dem ersten Antriebsrad 132. Ein zweites Zahnrad 152 dreht sich mit dem zweiten Antriebsrad 136. Ein drittes Zahnrad 156 dreht sich mit dem ersten Nicht-Antriebsrad 140. Ein viertes Zahnrad 160 dreht sich mit dem zweiten Nicht-Antriebsrad 144.
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Ein erster Raddrehzahlsensor 164 erzeugt ein erstes Antriebsraddrehzahlsignal 166 auf der Grundlage einer Drehung des ersten Zahnrads 148. Ein zweiter Raddrehzahlsensor 168 erzeugt ein zweites Antriebsraddrehzahlsignal 170 auf der Grundlage einer Drehung des zweiten Zahnrads 152. Ein dritter Raddrehzahlsensor 172 erzeugt ein erstes Nicht-Antriebsraddrehzahlsignal 174 auf der Grundlage einer Drehung des dritten Zahnrads 156. Ein vierter Raddrehzahlsensor 176 erzeugt ein zweites Nicht-Antriebsraddrehzahlsignal 178 auf der Grundlage einer Drehung des vierten Zahnrads 160.
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Obwohl der erste Raddrehzahlsensor 164 und das erste Zahnrad 148 erörtert werden, können die anderen Raddrehzahlsensoren auf der Grundlage einer Drehung des zugehörigen Zahnrads ähnlich oder identisch funktionieren. Das erste Zahnrad 148 kann N in etwa gleichmäßig beabstandete Zähne enthalten, wobei N eine positive ganze Zahl größer als 1 ist. Nur als Beispiel kann N bei verschiedenen Implementierungen 72 sein.
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Der erste Raddrehzahlsensor 164 kann einen Sensor mit variabler Reluktanz (VR-Sensor), einen Halleffekt-Sensor oder einen anderen geeigneten Positionssensortyp umfassen. Der erste Raddrehzahlsensor 164 erzeugt jedes Mal einen Impuls in dem ersten Antriebsraddrehzahlsignal 166, wenn einer der Zähne des ersten Zahnrads 148 am ersten Raddrehzahlsensor 164 vorbeiläuft. Folglich kann jeder Impuls im ersten Antriebsraddrehzahlsignal 166 einer Winkeldrehung des ersten Antriebsrads 132 und der ersten Halbwelle 124 um etwa 360° dividiert durch N entsprechen.
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Ein Steuerungsmodul des Fahrzeugs, etwa das Getriebesteuerungsmodul 118 oder ein Karosseriesteuerungsmodul und/oder ein oder mehrere andere Module des Fahrzeugs können die ersten und zweiten Antriebsraddrehzahlsignale 166 und 170 und die ersten und zweiten Nicht-Antriebsraddrehzahlsignale 174 und 178 empfangen. Das Steuerungsmodul kann außerdem Signale von einem oder mehreren anderen Sensoren 180 empfangen.
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Das Steuerungsmodul kann ein Drehmomentschätzmodul 184 enthalten. Das Drehmomentschätzmodul 184 schätzt ein Drehmoment an den ersten und zweiten Antriebsrädern 132 und 136 auf der Grundlage der ersten und zweiten Antriebsraddrehzahlsignale 166 und 170 und der ersten und zweiten Nicht-Antriebsraddrehzahlsignale 174 und 178. Das geschätzte Drehmoment an den Antriebsrädern wird als das geschätzte Raddrehmoment bezeichnet. Obwohl das Drehmomentschätzmodul 184 so gezeigt ist, dass es innerhalb des Getriebesteuerungsmoduls 118 implementiert ist, kann das Drehmomentschätzmodul 184 in einem anderen Steuerungsmodul des Fahrzeugs implementiert sein, etwa dem Karosseriesteuerungsmodul, oder unabhängig sein.
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Ein oder mehrere Steuerungsmodule des Fahrzeugs können einen oder mehrere Parameter auf der Grundlage des geschätzten Raddrehmoments verstellen. Nur als Beispiel kann das Getriebesteuerungsmodul 118 das Füllen einer Kupplung für einen Gangschaltvorgang auf der Grundlage des geschätzten Raddrehmoments steuern und detektieren. Das Steuern des Füllens einer Kupplung des Getriebes 108 auf der Grundlage des geschätzten Raddrehmoments kann Geräusche, Vibrationen und/oder Rauigkeit verringern, die während des Gangschaltvorgangs wahrgenommen werden. Das Getriebesteuerungsmodul 118 kann zusätzlich oder alternativ einen oder mehrere Getriebefluiddrücke auf der Grundlage des geschätzten Raddrehmoments steuern. Das Getriebesteuerungsmodul 118 kann zusätzlich oder alternativ die Kupplung eines Drehmomentwandlers auf der Grundlage des geschätzten Raddrehmoments steuern.
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Das Kraftmaschinensteuerungsmodul 106 kann selektiv einen oder mehrere Kraftmaschinenbetriebsparameter auf der Grundlage des geschätzten Raddrehmoments verstellen. Nur als Beispiel kann das Kraftmaschinensteuerungsmodul 106 die Öffnung einer Drosselklappe, die Kraftstoffeinspritzmenge, den Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung, den Zündfunkenzeitpunkt, den Hub und die Dauer von Einlass- und/oder Auslassventilen, die Ausgabe einer Verstärkungsvorrichtung und/oder andere geeignete Kraftmaschinenbetriebsparameter selektiv verstellen.
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Mit Bezug nun auf 2 ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Getriebesteuerungsmoduls 118 dargestellt. Ein Radpositionsbestimmungsmodul 204 (siehe auch 3) empfängt die ersten und zweiten Antriebsraddrehzahlsignale 166 und 170. Das Radpositionsbestimmungsmodul 204 empfängt außerdem die ersten und zweiten Nicht-Antriebsraddrehzahlsignale 174 und 178.
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Das Radpositionsbestimmungsmodul 204 bestimmt eine erste Radposition 208 auf der Grundlage des ersten Antriebsraddrehzahlsignals 166. Die erste Radposition 208 gibt eine Drehposition des ersten Antriebsrads 132 an. Das Radpositionsbestimmungsmodul 204 bestimmt eine zweite Radposition 212 auf der Grundlage des zweiten Antriebsraddrehzahlsignals 170. Die zweite Radposition 212 gibt eine Drehposition des zweiten Antriebsrads 136 an.
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Das Radpositionsbestimmungsmodul 204 bestimmt eine dritte Radposition 216 auf der Grundlage des ersten Nicht-Antriebsraddrehzahlsignals 174. Die dritte Radposition 216 gibt eine Drehposition des ersten Nicht-Antriebsrads 140 an. Das Radpositionsbestimmungsmodul 204 bestimmt eine vierte Radposition 220 auf der Grundlage des zweiten Nicht-Antriebsraddrehzahlsignals 178. Die vierte Radposition 220 gibt eine Drehposition des zweiten Nicht-Antriebsrads 144 an.
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Ein Raddrehzahlbestimmungsmodul 224 bestimmt eine erste Antriebsraddrehzahl 228 auf der Grundlage der ersten Radposition 208. Nur als Beispiel kann das Raddrehzahlbestimmungsmodul 224 die erste Antriebsraddrehzahl 228 auf der Grundlage einer Differenz zwischen zwei Werten der ersten Radposition 208 dividiert durch eine Zeitspanne zwischen dem Auftreten der zwei Werte bestimmen. Die erste Antriebsraddrehzahl 228 gibt eine Drehzahl des ersten Antriebsrads 132 an.
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Das Raddrehzahlbestimmungsmodul 224 bestimmt eine zweite Antriebsraddrehzahl 232 auf der Grundlage der zweiten Radposition 212. Nur als Beispiel kann das Raddrehzahlbestimmungsmodul 224 die zweite Antriebsraddrehzahl 232 auf der Grundlage einer Differenz zwischen zwei Werten der zweiten Radposition 212 dividiert durch eine Zeitspanne zwischen dem Auftreten der zwei Werte bestimmen. Die zweite Antriebsraddrehzahl 232 gibt eine Drehzahl des zweiten Antriebsrads 136 an.
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Das Raddrehzahlbestimmungsmodul 224 bestimmt eine erste Nicht-Antriebsraddrehzahl 236 auf der Grundlage der dritten Radposition 216. Nur als Beispiel kann das Raddrehzahlbestimmungsmodul 224 die erste Nicht-Antriebsraddrehzahl 236 auf der Grundlage einer Differenz zwischen zwei Werten der dritten Radposition 216 dividiert durch eine Zeitspanne zwischen dem Auftreten der zwei Werte bestimmen. Die erste Nicht-Antriebsraddrehzahl 236 gibt eine Drehzahl des ersten Nicht-Antriebsrads 140 an.
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Das Raddrehzahlbestimmungsmodul 224 bestimmt eine zweite Nicht-Antriebsraddrehzahl 240 auf der Grundlage der vierten Radposition 220. Nur als Beispiel kann das Raddrehzahlbestimmungsmodul 224 die zweite Nicht-Antriebsraddrehzahl 240 auf der Grundlage einer Differenz zwischen zwei Werten der vierten Radposition 220 dividiert durch eine Zeitspanne zwischen dem Auftreten der zwei Werte bestimmen. Die zweite Nicht-Antriebsraddrehzahl 240 gibt eine Drehzahl des zweiten Nicht-Antriebsrads 144 an.
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Ein Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungsmodul 244 kann eine Fahrzeuggeschwindigkeit 248 auf der Grundlage der ersten Antriebsradsdrehzahl 228, der zweiten Antriebsraddrehzahl 232, der ersten Nicht-Antriebsraddrehzahl 236 und/oder der zweiten Nicht-Antriebsraddrehzahl 240 bestimmen. Nur als Beispiel kann das Fahrzeuggeschwindigkeitsbestimmungsmodul 244 die Fahrzeuggeschwindigkeit 248 auf der Grundlage eines Mittelwerts aus der ersten Antriebsraddrehzahl 228, der zweiten Antriebsraddrehzahl 232, der ersten Nicht-Antriebsraddrehzahl 236 und der zweiten Nicht-Antriebsraddrehzahl 240 bestimmen oder sie gleich diesem setzen.
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Ein Radschlupfbestimmungsmodul 252 kann einen Radschlupf 256 auf der Grundlage der ersten Antriebsraddrehzahl 228, der zweiten Antriebsraddrehzahl 232, der ersten Nicht-Antriebsraddrehzahl 236 und/oder der zweiten Nicht-Antriebsraddrehzahl 240 bestimmen. Nur als Beispiel kann das Radschlupfbestimmungsmodul 252 den Radschlupf 256 auf der Grundlage einer Differenz zwischen einem Mittelwert aus den ersten und zweiten Antriebsraddrehzahlen 228 und 232 und einem Mittelwert aus den ersten und zweiten Nicht-Antriebsraddrehzahlen 236 und 240 bestimmen oder ihn gleich dieser setzen.
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Das Drehmomentschätzmodul 184 (siehe auch 5) bestimmt das geschätzte Raddrehmoment 260 auf der Grundlage der ersten Antriebsraddrehzahl 228, der zweiten Antriebsraddrehzahl 232, der ersten Nicht-Antriebsraddrehzahl 236 und der zweiten Nicht-Antriebsraddrehzahl 240. Das Drehmomentschätzmodul 184 kann die Bestimmung des geschätzten Raddrehmoments 260 auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit 248 und/oder des Radschlupfs 256 selektiv aktivieren und deaktivieren.
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Ein Steuerungsmodul 264 kann den Betrieb des Getriebes 108 auf der Grundlage des geschätzten Raddrehmoments 260 selektiv steuern. Das Steuerungsmodul 264 kann außerdem das geschätzte Raddrehmoment 260 an ein oder mehrere Module des Fahrzeugs, etwa das Kraftmaschinensteuerungsmodul 106, selektiv ausgeben. Andere Module des Fahrzeugs können eine oder mehrere Aktionen auf der Grundlage des geschätzten Raddrehmoments 260 ergreifen. Nur als Beispiel kann das Kraftmaschinensteuerungsmodul 106 einen oder mehrere Kraftmaschinenbetriebsparameter auf der Grundlage des geschätzten Raddrehmoments 260 selektiv verstellen.
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Mit Bezug nun auf 3 ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Radpositionsbestimmungsmoduls 204 dargestellt. Ein erstes Impulsdetektionsmodul 304 empfängt das erste Antriebsraddrehzahlsignal 166, das unter Verwendung des ersten Raddrehzahlsensors 164 erzeugt wird. Das erste Impulsdetektionsmodul 304 kann eine Anzeige 308 erzeugen, wenn in dem ersten Antriebsraddrehzahlsignal 166 ein Impuls detektiert wird. Das erste Impulsdetektionsmodul 304 kann eine Anzeige jedes Mal dann erzeugen, wenn ein Impuls in dem ersten Antriebsraddrehzahlsignal 166 detektiert wird.
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Ein erstes Zeitstempelmodul 312 erzeugt einen Zeitstempel 316, wenn im ersten Antriebsraddrehzahlsignal 166 ein Impuls detektiert wird. Das erste Zeitstempelmodul 312 erzeugt einen Zeitstempel jedes Mal dann, wenn in dem ersten Antriebsraddrehzahlsignal 166 ein Impuls detektiert wird. Das erste Zeitstempelmodul 312 speichert die Zeitstempel in einem ersten Puffermodul 320.
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Auf der Grundlage des zweiten Antriebsraddrehzahlsignals 170 können ein zweites Impulsdetektionsmodul 324 und ein zweites Zeitstempelmodul 328 ähnlich oder identisch wie das erste Impulsdetektionsmodul 304 und das erste Zeitstempelmodul 312 funktionieren. Auf diese Weise werden Zeitstempel, die Impulsen entsprechen, die in dem zweiten Antriebsraddrehzahlsignal 170 detektiert werden, in einem zweiten Puffermodul 332 gespeichert.
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Auf der Grundlage des ersten Nicht-Antriebsraddrehzahlsignals 174 können ein drittes Impulsdetektionsmodul 336 und ein drittes Zeitstempelmodul 340 ähnlich oder identisch wie das erste Impulsdetektionsmodul 304 und das erste Zeitstempelmodul 312 funktionieren. Auf diese Weise werden Zeitstempel, die Impulsen entsprechen, die in dem ersten Nicht-Antriebsraddrehzahlsignal 174 detektiert werden, in einem dritten Puffermodul 344 gespeichert.
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Auf der Grundlage des zweiten Nicht-Antriebsraddrehzahlsignals 178 können ein viertes Impulsdetektionsmodul 348 und ein viertes Zeitstempelmodul 352 ähnlich oder identisch wie das erste Impulsdetektionsmodul 304 und das erste Zeitstempelmodul 312 funktionieren. Auf diese Weise werden Zeitstempel, die Impulsen entsprechen, die im zweiten Nicht-Antriebsraddrehzahlsignal 178 detektiert werden, in einem vierten Puffermodul 356 gespeichert.
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Erste, zweite, dritte und vierte Positionsbestimmungsmodule 360, 364, 368 und 372 bestimmen die ersten, zweiten, dritten und vierten Radpositionen 208, 212, 216 bzw. 220. Die ersten, zweiten, dritten und vierten Positionsbestimmungsmodule 360, 364, 368 und 372 bestimmen die ersten, zweiten, dritten und vierten Radpositionen 208, 212, 216 und 220, wenn sie von einem Auslösemodul 376 ausgelöst werden.
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Das Auslösemodul 376 löst die ersten, zweiten, dritten und vierten Positionsbestimmungsmodule 360, 364, 368 und 372 bei jeder vorbestimmten Zeitspanne aus. Nur als Beispiel kann das Auslösemodul 376 die ersten, zweiten, dritten und vierten Positionsbestimmungsmodule 360, 364, 368 und 372 alle 25 Millisekunden (ms) oder mit einer anderen geeigneten Frequenz auslösen. Die vorbestimmte Zeitspanne kann ein festgelegter Wert oder eine Variable sein. Die vorbestimmte Zeitspanne kann beispielsweise auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit 248 variabel sein. Das Auslösemodul 376 kann die ersten, zweiten, dritten und vierten Positionsbestimmungsmodule 360, 364, 368 und 372 beispielsweise auslösen, indem es einen Auslöser 380 auf einen aktiven Zustand setzt, oder auf eine andere geeignete Weise.
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4 enthält einen Graphen der Größe 404 eines beispielhaften Raddrehzahlsignals 408 als Funktion der Zeit 412 während einer Zeitspanne 416 mit 25 ms. Mit fortgesetzter Bezugnahme auf 3 kann das beispielhafte Raddrehzahlsignal 408 einen oder mehrere vollständige Impulse während jeder vorbestimmten Zeitspanne enthalten. Zum Beispiel enthält das beispielhafte Raddrehzahlsignal 408 erste und zweite vollständige Impulse während der Zeitspanne 416, die durch eine erste Zeitspanne 420 bzw. eine zweite Zeitspanne 424 definiert sind.
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Das beispielhafte Raddrehzahlsignal 408 kann während jeder vorbestimmten Zeitspanne außerdem einen oder mehrere Teilimpulse enthalten. Zum Beispiel enthält das beispielhafte Raddrehzahlsignal 408 einen Anfangsteilimpuls, der durch eine dritte Zeitspanne 428 definiert ist, und einen Endteilimpuls, der durch eine vierte Zeitspanne 432 definiert ist. Obwohl die Funktionalität des ersten Positionsbestimmungsmoduls 360 in Verbindung mit einer Bestimmung der ersten Radposition 208 beschrieben wird, können die zweiten, dritten und vierten Positionsbestimmungsmodule 364, 368 und 372 auf ähnliche Weise funktionieren, um die zweiten, dritten und vierten Radpositionen 212, 216 bzw. 220 zu bestimmen.
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Das erste Positionsbestimmungsmodul 360 bestimmt die erste Radposition 208 für eine aktuelle vorbestimmte Zeitspanne (n) auf der Grundlage der Zeitstempel, die im ersten Puffermodul 320 gespeichert sind. Insbesondere bestimmt das erste Positionsbestimmungsmodul 360 die erste Radposition 208 auf der Grundlage der ersten Radposition 208 bei der letzten vorbestimmten Zeitspanne (n – 1) und einer Winkeldrehung des ersten Antriebsrads 132 während der aktuellen vorbestimmten Zeitspanne (n).
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Nur als Beispiel kann das erste Positionsbestimmungsmodul
360 die Winkeldrehung des ersten Antriebsrads
132 auf der Grundlage der Gleichung:
bestimmen, wobei Φ
TOTAL(n) ein Anteil einer vollständigen Drehung des ersten Antriebsrads
132 ist, der während der aktuellen vorbestimmten Zeitspanne (n) wahrgenommen wird, Φ
INIT(n) der Anteil eines vollständigen Impulses ist, der dem Anfangsteilimpuls während der aktuellen vorbestimmten Zeitspanne (n) entspricht, Φ
END(n) der Anteil eines vollständigen Impulses ist, der dem Endteilimpuls während der aktuellen vorbestimmten Zeitspanne (n) entspricht, Anzahl_Vollständig(n) die Anzahl vollständiger Impulse ist, die während der aktuellen vorbestimmten Zeitspanne (n) aufgetreten sind und Gesamtanzahl_Zähne die Gesamtanzahl der Zähne des ersten Zahnrads
148 ist.
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ΦINIT(n) kann auf der Grundlage der Zeitspanne des Anfangsteilimpulses und der Zeitspanne eines ersten vollständigen Impulses während der aktuellen vorbestimmten Zeitspanne (n) bestimmt werden. Der erste vollständige Impuls kann zum Anfangsteilimpuls benachbart sein oder diesen enthalten. Nur als Beispiel kann ΦINIT(n) unter Verwendung der Gleichung: ΦINIT(n) = T1 / P1 bestimmt werden, wobei T1 die Zeitspanne des Anfangsteilimpulses ist, der innerhalb der aktuellen vorbestimmten Zeitspanne (n) auftritt, und P1 die Zeitspanne eines relevanten vollständigen Impulses ist (z. B. des ersten vollständigen Impulses). Nur als Beispiel kann in 4 ΦINIT(n) für den Anfangsteilimpuls auf der Grundlage der dritten Zeitspanne 428 (T1) dividiert durch die erste Zeitspanne 420 (P1) bestimmt werden.
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Ein oder mehrere Parameter können bei verschiedenen Implementierungen korrigiert werden, um Variationen von Zahn zu Zahn zu berücksichtigen. Nur als Beispiel kann ΦINIT(n) unter Verwendung der Gleichung: ΦINIT(n) = 1 – ΦEND(n – 1) eingestellt werden, wobei ΦEND(n – 1) der Anteil eines vollständigen Impulses ist, der dem Endteilimpuls der letzten vorbestimmten Zeitspanne (n – 1) entspricht.
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ΦEND(n) kann auf der Grundlage der Zeitspanne des Endteilimpulses und der Zeitspanne eines letzten vollständigen Impulses während der aktuellen vorbestimmten Zeitspanne bestimmt werden. Wenn während der aktuellen vorbestimmten Zeitspanne (n) nur ein vollständiger Impuls aufgetreten ist, kann die Zeitspanne des ersten Impulses (P1) als die Zeitspanne des letzten vollständigen Impulses verwendet werden. Der letzte vollständige Impuls kann zu dem Endteilimpuls benachbart sein oder diesen enthalten. Nur als Beispiel kann ΦEND(n) unter Verwendung der Gleichung: ΦEND(n) = T2 / P2 bestimmt werden, wobei T2 die Zeitspanne des Endteilimpulses ist, der innerhalb der aktuellen vorbestimmten Zeitspanne (n) auftritt, und P2 die Zeitspanne eines relevanten vollständigen Impulses ist (z. B. des letzten vollständigen Impulses). Nur als Beispiel kann in 4 ΦEND(n) für den Endteilimpuls auf der Grundlage der vierten Zeitspanne 432 dividiert durch die zweite Zeitspanne 424 bestimmt werden.
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Mit Bezug nun auf 5 ist ein Funktionsblockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des Drehmomentschätzmoduls 184 dargestellt. Ein erstes Mittelwertbestimmungsmodul 504 bestimmt einen Antriebsradpositionsmittelwert 508 auf der Grundlage der ersten und zweiten Radpositionen 208 und 212. Nur als Beispiel kann das erste Mittelwertbestimmungsmodul 504 den Antriebsradpositionsmittelwert 508 gleich einem Mittelwert aus den ersten und zweiten Radpositionen 208 und 212 setzen.
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Ein zweites Mittelwertbestimmungsmodul 512 bestimmt einen Nicht-Antriebsradpositionsmittelwert 516 auf der Grundlage der dritten und vierten Radpositionen 216 und 220. Nur als Beispiel kann das zweite Mittelwertbestimmungsmodul 512 den Nicht-Antriebsradpositionsmittelwert 516 gleich einem Mittelwert aus den dritten und vierten Radpositionen 216 und 220 setzen.
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Wenn es aktiviert ist, bestimmt ein Schätzmodul 520 das geschätzte Raddrehmoment 260 auf der Grundlage des Antriebsradpositionsmittelwerts 508 und des Nicht-Antriebsradpositionsmittelwerts 516. Nur als Beispiel kann das Schätzmodul 520 das geschätzte Raddrehmoment 260 unter Verwendung der Gleichung: TWHEELS = KEQ (AVGUNDRIVEN – AVGDRIVEN), bestimmen, wobei TWHEELS das geschätzte Raddrehmoment 260 ist, KEQ ein Drehmomentumwandlungskoeffizient ist, AVGUNDRIVEN der Nicht-Antriebsradpositionsmittelwert 516 ist und AVGDRIVEN der Antriebsradpositionsmittelwert 508 ist. Das Verwenden der vorstehenden Gleichung zum Bestimmen des geschätzten Raddrehmoments 260 kann Geräusche verringern. Das Verwenden der vorstehenden Gleichung zum Bestimmen des geschätzten Raddrehmoments 260 kann das geschätzte Raddrehmoment 260 außerdem genauer machen, wenn das Fahrzeug eine Kurve fährt. Wenn das Fahrzeug keine Kurve fährt, kann das geschätzte Raddrehmoment 260 bestimmt werden, indem anstelle des Nicht-Antriebsradpositionsmittelwerts 516 bzw. des Antriebsradpositionsmittelwerts 508 eine Nicht-Antriebsradposition und eine Antriebsposition eingesetzt werden. KEQ kann ein feststehender Wert oder ein variabler Wert sein. KEQ kann beispielsweise auf der Grundlage der Nachgiebigkeit der Halbwellen 124 und 128, der Länge der Halbwellen 124 und 128, des Reibungskoeffizienten der Oberfläche, die das Fahrzeug trägt, der Neigung der Oberfläche, der Nachgiebigkeit der Reifen, des Reifendrucks und/oder eines oder mehrerer anderer Parameter eingestellt werden. Das geschätzte Raddrehmoment 260 kann als ein relatives Drehmoment (im Gegensatz zu einem absoluten Drehmoment) beschrieben werden, weil es auf der Grundlage der (kumulierten) Position der Antriebsräder relativ zu der (kumulierten) Position der Nicht-Antriebsräder über eine Zeitspanne hinweg bestimmt wird.
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Ein Aktivierungs-/Deaktivierungsmodul 524 aktiviert und deaktiviert selektiv das Schätzmodul 520. Das Aktivierungs-/Deaktivierungsmodul 524 kann das Schätzmodul 520 selektiv auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit 248 und/oder des Radschlupfs 256 aktivieren und deaktivieren. Nur als Beispiel kann das Aktivierungs-/Deaktivierungsmodul 524 das Schätzmodul 520 deaktivieren, wenn der Radschlupf 256 größer als ein vorbestimmter Wert ist und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit 248 kleiner als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist. Die vorbestimmte Geschwindigkeit kann beispielsweise auf der Grundlage der vorbestimmten Zeitspanne eingestellt werden, mit welcher das Auslösemodul 376 den Auslöser 380 erzeugt. Nur als Beispiel nimmt die vorbestimmte Geschwindigkeit ab, wenn die vorbestimmte Zeitspanne zunimmt, und umgekehrt.
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Mit Bezug nun auf 6 ist ein Flussdiagramm dargestellt, das ein beispielhaftes Verfahren 600 zum selektiven Schätzen eines Drehmoments an Rädern eines Fahrzeugs und zum selektiven Steuern eines oder mehrerer Parameter eines Fahrzeugs zeigt. Die Steuerung detektiert Impulse in den ersten, zweiten, dritten und vierten Raddrehzahlsignalen 166, 170, 174 und 178. Jedes Mal, wenn ein Impuls detektiert wird, erzeugt die Steuerung einen Zeitstempel.
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Bei 604 stellt die Steuerung fest, ob ein Zeitgeber gleich der vorbestimmten Zeitspanne ist. Wenn dies zutrifft, fährt die Steuerung mit 608 fort und die Steuerung kann den Zeitgeber zurücksetzen. Wenn dies nicht zutrifft, kann die Steuerung mit dem Detektieren von Impulsen und dem Erzeugen von Zeitstempeln fortfahren und bei 604 bleiben. Nur als Beispiel kann die vorbestimmte Zeitspanne etwa 25 ms oder einen anderen geeigneten Wert betragen.
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Bei 608 bestimmt die Steuerung die ersten, zweiten, dritten und vierten Radpositionen 208, 212, 216 und 220. Die Steuerung bestimmt die erste Radposition 208 auf der Grundlage der Zeitstempel, die auf der Grundlage des ersten Antriebsraddrehzahlsignals 166 erzeugt werden. Die Steuerung bestimmt die zweite Radposition 212 auf der Grundlage der Zeitstempel, die auf der Grundlage des zweiten Antriebsraddrehzahlsignals 170 erzeugt werden. Die Steuerung bestimmt die dritte Radposition 216 auf der Grundlage der Zeitstempel, die auf der Grundlage des ersten Nicht-Antriebsraddrehzahlsignals 174 erzeugt werden. Die Steuerung bestimmt die vierte Radposition 220 auf der Grundlage der Zeitstempel, die auf der Grundlage des zweiten Nicht-Antriebsraddrehzahlsignals 178 erzeugt werden.
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Bei 612 bestimmt die Steuerung den Antriebsradpositionsmittelwert 508 und den Nicht-Antriebsradpositionsmittelwert 512. Die Steuerung bestimmt den Antriebsradpositionsmittelwert 508 auf der Grundlage des Mittelwerts der ersten und zweiten Radpositionen 208 und 212. Die Steuerung bestimmt den Nicht-Antriebsradpositionsmittelwert 512 auf der Grundlage des Mittelwerts der dritten und vierten Radpositionen 216 und 220.
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Die Steuerung kann bei 616 feststellen, ob der Radschlupf 256 kleiner als der vorbestimmte Wert ist und ob die Fahrzeuggeschwindigkeit 248 größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist. Wenn beides zutrifft, kann die Steuerung mit 620 fortfahren. Wenn eines oder beides nicht zutrifft, kann die Steuerung enden. Auf diese Weise kann die Steuerung vom Bestimmen und/oder Verwenden des geschätzten Raddrehmoments 260 Abstand nehmen, wenn der Radschlupf 256 größer als der vorbestimmte Wert ist und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit 248 kleiner als die vorbestimmte Geschwindigkeit ist.
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Bei 620 bestimmt die Steuerung das geschätzte Raddrehmoment 260. Nur als Beispiel kann die Steuerung das geschätzte Raddrehmoment 260 unter Verwendung der Gleichung: TWHEELS = KEQ(AVGUNDRIVEN – AVGDRIVEN), bestimmen, wobei TWHEELS das geschätzte Raddrehmoment 260 ist, KEQ der Drehmomentumwandlungskoeffizient ist, AVGUNDRIVEN der Nicht-Antriebsradpositionsmittelwert 516 ist und AVGDRIVEN der Antriebsradpositionsmittelwert 508 ist. Bei 624 steuert die Steuerung selektiv einen oder mehrere Parameter auf der Grundlage des geschätzten Raddrehmoments 260 und die Steuerung kann enden. Nur als Beispiel kann die Steuerung einen oder mehrere Getriebefluiddrücke auf der Grundlage des geschätzten Raddrehmoments 260 selektiv steuern. Nur als ein weiteres Beispiel kann die Steuerung einen oder mehrere Kraftmaschinenbetriebsparameter auf der Grundlage des geschätzten Raddrehmoments 260 selektiv verstellen. Obwohl die Steuerung so gezeigt und erörtert ist, dass sie endet, kann 6 einen Steuerungsdurchlauf darstellen und die Steuerung kann zu 604 zurückkehren.
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Die weit gefassten Lehren der Offenbarung können in einer Vielfalt von Formen implementiert werden. Obwohl diese Offenbarung spezielle Beispiele enthält, soll daher der tatsächliche Umfang der Offenbarung nicht darauf begrenzt sein, da sich dem Fachmann bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche andere Modifikationen offenbaren werden.