DE102020123871A1

DE102020123871A1 - System und verfahren zum koordinieren unabhängiger achsen zur kontinuierlichen radschlupfsteuerung

Info

Publication number: DE102020123871A1
Application number: DE102020123871.1A
Authority: DE
Inventors: Jose VELAZQUEZ ALCANTAR; Joe Jay Torres; Lucian Lippok
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2020-09-14
Publication date: 2021-03-18
Also published as: US20210078581A1; US11161514B2; CN112477842A

Abstract

Die Offenbarung stellt ein System und Verfahren zum Koordinieren unabhängiger Achsen zur kontinuierlichen Radschlupfsteuerung bereit. Es sind Verfahren und ein System zum Steuern des Radschlupfs eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb beschrieben. Die Verfahren und das System können auf ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug angewendet werden. Das Verfahren und System stellen das Betreiben von Fahrzeugantriebsquellen in Drehzahl- und Drehmomentsteuermodi bereit, um Radschlupf zu managen.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zur Bereitstellung von Radschlupfsteuerung für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug. Das Elektrofahrzeug kann zwei unabhängige elektrische Maschinen beinhalten, die einer Vorderachse und einer Hinterachse Leistung bereitstellen können.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Fahrzeug kann eine Brennkraftmaschine als Antriebsquelle beinhalten. Ein menschlicher Fahrer kann über ein Beschleunigungspedal Drehmoment von dem Motor anfordern. Die Position des Gaspedals kann in die Steuerung eingegeben werden und die Eingabe kann als Drehmomentbedarf des Fahrers verarbeitet werden. Die Steuerung wandelt den Fahrerdrehmomentbedarf dann in einen Befehl für den Motor des Fahrzeugs um. Wenn der Fahrer ein größeres Drehmoment anfordert oder wenn ein Reibungskoeffizient zwischen den Reifen des Fahrzeugs und der Straßenoberfläche niedrig ist, ist es möglich, dass die Räder des Fahrzeugs rutschen. Wenn die Räder des Fahrzeugs rutschen, kann ein Drehmomentsteuerungsalgorithmus im Bremssystem des Fahrzeugs eine Motordrehmomentreduktion anfordern. Die Motordrehmomentreduktion kann über Zündverzögerung umgesetzt werden, da Zündzeitpunkteinstellungen schneller reagieren als Luftstromeinstellungen können, um die Motordrehmomenterzeugung zu steuern. Der Wirkungsgrad des Antriebsstrangs kann jedoch erheblich reduziert werden, wenn zum Steuern des Raddrehmoments Zündverzögerung verwendet wird. Ferner können, obwohl das Motordrehmoment über den Zündzeitpunkt schneller als über Motorluftstromeinstellungen eingestellt werden kann, die Zündzeitpunkteinstellungen das Motordrehmoment dennoch nicht so schnell einstellen, wie es gewünscht sein kann, um den Radschlupf zu begrenzen und zu steuern.
KURZDARSTELLUNG
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die vorstehend erwähnten Probleme erkannt und ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs entwickelt, das Folgendes umfasst: Betreiben einer elektrischen Maschine einer ersten Achse in einem Drehmomentsteuermodus über eine Steuerung; und Verlassen des Drehmomentsteuermodus und Eintreten der elektrische Maschine der ersten Achse in einen Drehzahlsteuermodus über die Steuerung als Reaktion auf eine Angabe eines Radschlupfs der ersten Achse.
Durch Umschalten eines Betriebsmodus einer elektrischen Maschine von einem Drehmomentsteuermodus in einen Drehzahlsteuermodus kann es möglich sein, das technische Ergebnis einer Verbesserung der Radschlupfsteuerung bereitzustellen, ohne den Wirkungsgrad der Kraftübertragung signifikant zu verringern. Ferner kann die Radschlupfsteuerung schnell auf Änderungen der Straßenoberfläche und andere Fahrbedingungen reagieren. Zusätzlich kann eine Drehzahl einer elektrischen Maschine die Raddrehzahl direkt widerspiegeln, sodass das Steuern des Radschlupfs über das Steuern der Drehzahl der elektrischen Maschine im Vergleich zum Steuern des Raddrehmoments zum Begrenzen des Radschlupfs verbesserte Radschlupfsteuerung bereitstellen kann. Zusätzlich kann der Drehmomentbedarf eines Fahrers immer noch erfüllt werden, selbst wenn ein Rad einer Achse zu rutschen beginnen kann. Insbesondere kann Rädern einer zweiten Achse Drehmoment zugeführt werden, um das Fahrerbedarfsdrehmoment zu erfüllen, während eine Drehzahl und ein Drehmoment des rutschenden Rads reduziert werden, um den Radschlupf zu steuern.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile verschaffen. Insbesondere ermöglicht der Ansatz, dass eine Kraftübertragung von einem Drehmomentsteuermodus in einen Drehzahlsteuermodus umschaltet, sodass eine genauere Radschlupfsteuerung bereitgestellt werden kann. Zusätzlich ermöglicht der Ansatz, dass verschiedene Achsen in unterschiedlichen Modi arbeiten, sodass die Traktion aufrechterhalten werden kann, während ein angefordertes Fahrerbedarfsdrehmoment erfüllt wird. Ferner stellt der Ansatz eine Kompensation für Fahrzeuggier- und µ-Split-Fahrflächen bereit.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung genauer beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Ansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Fahrzeugkraftübertragung;
2-12 zeigt Blockdiagramme eines beispielhaften Verfahrens zum Steuern von Fahrzeugradschlupf; und
13-15 zeigen beispielhafte Motorbetriebsabläufe eines Fahrzeugs gemäß dem Verfahren aus 2-12.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Betreiben einer Kraftübertragung oder eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb. Das Fahrzeug mit Vierradantrieb kann als Elektrofahrzeug konfiguriert sein oder alternativ kann das Fahrzeug als Hybridfahrzeug konfiguriert sein. Ein beispielhaftes Fahrzeug und eine beispielhafte Kraftübertragung oder ein Antriebsstrang sind in 1 gezeigt. 2-12 zeigen ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs und Steuern von Radschlupf. 13-15 zeigen drei beispielhafte Motorbetriebsabläufe gemäß dem Verfahren aus 2-12. Wie hierin erörtert, ist Radschlupf eine relative Drehzahlsdifferenz zwischen einer Reifenkontaktstelle mit einer Fläche, auf der der Reifen rollt. Radschlupf kann erzeugt werden, wenn eine Drehzahlsdifferenz zwischen der gegenwärtigen Drehzahl des Reifens und der freien Rollgeschwindigkeit des Reifens vorliegt (z. B. die Drehzahl des Reifens bei der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, ohne dass ein Drehmoment auf den Reifen oder das Rad aufgebracht wird, an das der Reifen gekoppelt ist).
1 veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrzeugantriebssystem 100 für ein Fahrzeug 121. Ein vorderer Abschnitt des Fahrzeugs 121 ist bei 110 angegeben und ein hinterer Abschnitt des Fahrzeugs 121 ist bei 111 angegeben. Das Fahrzeugantriebssystem 100 beinhaltet zwei Antriebsquellen, einschließlich einer vorderen elektrischen Maschine 125 und einer hinteren elektrischen Maschine 126. Die elektrischen Maschinen 125 und 126 können abhängig von ihrem Betriebsmodus elektrische Leistung verbrauchen oder erzeugen. In der Beschreibung von 1 sind mechanische Verbindungen zwischen verschiedenen Komponenten als durchgezogene Linien veranschaulicht, während elektrische Verbindungen zwischen verschiedenen Komponenten als gestrichelte Linien veranschaulicht sind.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 weist eine Vorderachse 133 und eine Hinterachse 122 auf. Die Hinterachse 122 kann als Primärachse bezeichnet werden und die Vorderachse 133 kann als Sekundärachse bezeichnet werden. In einigen Beispielen kann die Hinterachse zwei Halbwellen umfassen, zum Beispiel eine erste Halbwelle 122a und eine zweite Halbwelle 122b. Ebenso kann die Vorderachse 133 eine erste Halbwelle 133a und die zweite Halbwelle 133b umfassen. Das Fahrzeugantriebssystem 100 weist ferner Vorderräder 130 und Hinterräder 131 auf. In diesem Beispiel können die Vorderräder 130 selektiv durch die elektrische Maschine 125 angetrieben werden. Die Hinterräder 131 können durch die elektrische Maschine 126 angetrieben werden.
Die Hinterachse 122 ist an die elektrische Maschine 126 gekoppelt. Eine Heckantriebseinheit 136 kann Leistung von der elektrischen Maschine 126 auf die Achse 122 übertragen, was zu einer Drehung der Antriebsräder 131 führt. Die Heckantriebseinheit 136 kann einen Getriebekasten 177 beinhalten, der an die elektrische Maschine 126 gekoppelt ist. Das Getriebe 177 kann Drehmoment von der elektrischen Maschine 126 auf den offenen Differentialzahnradsatz 128 übertragen. Das Differential 128 kann Drehmoment auf die Achse 122a und auf die Achse 122b übertragen. In einigen Beispielen kann eine elektrisch gesteuerte Differentialkupplung (nicht gezeigt) in dem Differential 128 beinhaltet sein.
Die Vorderachse 133 ist an die elektrische Maschine 125 gekoppelt. Eine Frontantriebseinheit 137 kann Leistung von der elektrischen Maschine 125 auf die Achse 133 übertragen, was zu einer Drehung der Antriebsräder 130 führt. Die Frontantriebseinheit 137 kann einen Getriebekasten 171 beinhalten. Das Getriebe 171 kann Drehmoment von der elektrischen Maschine 125 auf den offenen Differentialzahnradsatz 127 übertragen. Das Differential 127 kann Drehmoment auf die Achse 133a und auf die Achse 133b übertragen. In einigen Beispielen kann eine elektrisch gesteuerte Differentialkupplung (nicht gezeigt) in dem Differential 127 beinhaltet sein.
Die elektrischen Maschinen 125 und 126 können elektrische Leistung aus der bordeigenen Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie aufnehmen. Ferner können die elektrischen Maschinen 125 und 126 eine Generatorfunktion bereitstellen, um die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umzuwandeln, wobei die elektrische Energie zur späteren Verwendung durch die elektrische Maschine 125 und/oder die elektrische Maschine 126 in der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie gespeichert werden kann. Eine erste Wechselrichtersystemsteuerung (first inverter system controller - ISC1) 134 kann durch die hintere elektrische Maschine 126 erzeugten Wechselstrom zum Speichern in der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie in Gleichstrom umwandeln und umgekehrt. Eine zweite Wechselrichtersystemsteuerung (second inverter system controller - ISC2) 147 kann durch die vordere elektrische Maschine 125 erzeugten Wechselstrom zur Speicherung in der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie in Gleichstrom umwandeln und umgekehrt. Bei der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie kann es sich um eine Batterie, einen Kondensator, einen Induktor oder eine andere Speichervorrichtung für elektrische Energie handeln.
In einigen Beispielen kann die Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie dazu konfiguriert sein, eine elektrische Energie zu speichern, die anderen elektrischen Verbrauchern zugeführt werden kann, die sich an Bord des Fahrzeugs befinden (außer dem Elektromotor), einschließlich der Innenraumheizung und der Klimaanlage, dem Anlassen des Motors, den Scheinwerfern, Innenraumaudio- und -videosystemen usw.
Ein Steuersystem 14 kann mit einer oder mehreren von der elektrischen Maschine 125, der elektrischen Maschine 126, dem Wechselrichter 147, dem Wechselrichter 134, der Energiespeichervorrichtung 132 usw. kommunizieren. Das Steuersystem 14 kann sensorische Rückkopplungsinformationen von einer oder mehreren von der elektrischen Maschine 125, der elektrischen Maschine 126, der Energiespeichervorrichtung 132, dem Wechselrichter 147, dem Wechselrichter 134, usw. empfangen. Ferner kann das Steuersystem 14 als Reaktion auf diese sensorische Rückkopplung Steuersignale an eine oder mehrere von der elektrischen Maschine 125, der elektrischen Maschine 126, der Energiespeichervorrichtung 132, dem Wechselrichter 134, dem Wechselrichter 147 usw. senden. Das Steuersystem 14 kann eine Angabe bezüglich einer durch einen Fahrzeugführer angeforderten Ausgabe des Fahrzeugantriebssystems von einem menschlichen Fahrzeugführer 102 oder einer autonomen Steuerung empfangen. Das Steuersystem 14 kann zum Beispiel eine sensorische Rückkopplung von einem Pedalpositionsensor 194 empfangen, der mit einem Pedal 192 kommuniziert. Das Pedal 192 kann sich schematisch auf ein Gaspedal beziehen. Gleichermaßen kann das Steuersystem 14 über einen menschlichen Fahrzeugführer 102 oder eine autonome Steuerung eine Angabe über eine durch den Fahrzeugführer angeforderte Fahrzeugbremsung empfangen. Das Steuersystem 14 kann zum Beispiel eine sensorische Rückkopplung von dem Pedalpositionssensor 157 empfangen, der mit dem Bremspedal 156 kommuniziert.
Die Energiespeichervorrichtung 132 kann periodisch elektrische Energie aus einer Leistungsquelle, wie etwa einem stationären Stromnetz (nicht gezeigt), aufnehmen, die sich außerhalb des Fahrzeugs befindet (z. B. nicht Teil des Fahrzeugs ist). Als ein nichteinschränkendes Beispiel kann das Fahrzeugantriebssystem 100 als Plug-in-Elektrofahrzeug (electric vehicle - EV) konfiguriert sein, wodurch der Energiespeichervorrichtung 132 elektrische Energie über das Stromnetz (nicht gezeigt) zugeführt werden kann.
Die Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie beinhaltet eine Steuerung 139 der Speichervorrichtung für elektrische Energie und ein Leistungsverteilungsmodul 138. Die Steuerung 139 der Speichervorrichtung für elektrische Energie kann einen Ladungsausgleich zwischen einem Energiespeicherelement (z. B. Batteriezellen) und eine Kommunikation mit anderen Fahrzeugsteuerungen (z. B. einer Steuerung 12) bereitstellen. Das Leistungsverteilungsmodul 138 steuert den Leistungsfluss in die und aus der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie.
Ein oder mehrere Raddrehzahlsensoren (wheel speed sensors - WSS) 195 können an ein oder mehrere Räder des Fahrzeugantriebssystems 100 gekoppelt sein. Die Raddrehzahlsensoren können die Drehzahl jedes Rads detektieren. Ein solches Beispiel für einen WSS kann einen Dauermagnetsensor einschließen.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner eine Elektromotorelektronikkühlmittelpumpe (motor electronics coolant pump - MECP) 146 beinhalten. Die MECP 146 kann verwendet werden, um ein Kühlmittel zu zirkulieren, um mindestens eine durch die elektrische Maschine 120 des Fahrzeugantriebssystem 100 und das Elektroniksystem erzeugte Wärme abzuleiten. Die MECP kann eine elektrische Leistung zum Beispiel aus der bordeigenen Energiespeichervorrichtung 132 aufnehmen.
Ein Winkel oder eine Position des Lenkrads 150 kann über den Lenkwinkelsensor 151 zur Verwendung über Fahrzeugstabilitätssteuerungs- und Traktionssteuersysteme bestimmt werden. Wenn das Fahrzeug kein Lenkrad beinhaltet, wie etwa für ein autonomes Fahrzeug, kann der Lenkwinkel über eine Position des Lenkgestänges (nicht gezeigt) bestimmt werden.
Die Steuerung 12 kann einen Abschnitt eines Steuersystems 14 umfassen. In einigen Beispielen kann die Steuerung 12 eine einzige Steuerung des Fahrzeugs sein. Der Darstellung nach empfängt das Steuersystem 14 Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (für die in dieser Schrift verschiedene Beispiele beschrieben werden) und sendet Steuersignale an eine Vielzahl von Aktoren 81 (für die in dieser Schrift verschiedene Beispiele beschrieben werden). Als ein Beispiel können die Sensoren 16 (einen) Raddrucksensor(en) (nicht gezeigt), (einen) Raddrehzahlsensor(en) 195, Gierratensensor 173, Querbeschleunigungssensor 174, Längsbeschleunigungssensor 175, Lenkwinkelsensor 151 usw. beinhalten. In einigen Beispielen können der elektrischen Maschine 125, der elektrischen Maschine 126, dem Raddrehzahlsensor 195 usw. zugeordnete Sensoren Informationen bezüglich verschiedener Betriebszustände der elektrischen Maschinen an die Steuerung 12 kommunizieren. Die Steuerung 12 beinhaltet einen nicht flüchtigen (z. B. Festwertspeicher) 165, einen Direktzugriffsspeicher 166, analoge/digitale Eingänge/Ausgänge 168 und einen Mikrocontroller 167.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann außerdem ein bordeigenes Navigationssystem 17 (z. B. ein globales Positionsbestimmungssystem) an einem Armaturenbrett 19 beinhalten, mit dem ein Fahrzeugführer interagieren kann. Das Navigationssystem 17 kann einen oder mehrere Standortsensoren zum Unterstützen beim Schätzen eines Standorts (z. B. von geografischen Koordinaten) des Fahrzeugs beinhalten. Beispielsweise kann das bordeigene Navigationssystem 17 Signale von GPS-Satelliten (nicht gezeigt) empfangen und anhand des Signals den geografischen Standort des Fahrzeugs feststellen. In einigen Beispielen können die geografischen Standortkoordinaten an die Steuerung 12 kommuniziert werden.
Das Armaturenbrett 19 kann ferner ein Anzeigesystem 18 beinhalten, das dazu konfiguriert ist, dem Fahrzeugführer Informationen anzuzeigen. Das Anzeigesystem 18 kann als ein nichteinschränkendes Beispiel einen Touchscreen oder eine Mensch-Maschine-Schnittstellen-Anzeige (human machine interface - HMI) umfassen, die es dem Fahrzeugführer ermöglicht, grafische Informationen anzusehen sowie Befehle einzugeben. In einigen Beispielen kann das Anzeigesystem 18 über eine Steuerung (z. B. 12) drahtlos mit dem Internet (nicht gezeigt) verbunden sein. Somit kann der Fahrzeugführer in einigen Beispielen über das Anzeigesystem 18 mit einer Internetseite oder einer Softwareanwendung (App) kommunizieren.
Das Armaturenbrett 19 kann ferner eine Bedienerschnittstelle 15 beinhalten, über die der Fahrzeugführer den Betriebszustand des Fahrzeugs einstellen kann. Insbesondere kann die Bedienerschnittstelle 15 konfiguriert sein, um den Betrieb der Fahrzeugkraftübertragung (z. B. der elektrischen Maschine 125 und der elektrischen Maschine 126) auf Grundlage einer Bedienereingabe einzuleiten und/oder zu beenden. Zu verschiedenen Beispielen für die Bedienerzündschnittstelle 15 können Schnittstellen zählen, für die eine physikalische Einrichtung erforderlich ist, wie etwa ein aktiver Schlüssel, der in die Bedienerzündschnittstelle 15 eingeführt werden kann, um die elektrischen Maschinen 125 und 126 zu starten und das Fahrzeug einzuschalten, oder entfernt werden kann, um die elektrischen Maschinen 125 und 126 abzuschalten und das Fahrzeug auszuschalten. Zu weiteren Beispielen kann ein passiver Schlüssel zählen, der kommunikativ an die Bedienerschnittstelle 15 gekoppelt ist. Der passive Schlüssel kann als elektronischer Schlüsselanhänger oder Smartkey konfiguriert sein, der nicht in die Schnittstelle 15 eingeführt oder aus dieser entfernt werden muss, um die elektrischen Maschinen 125 und 126 des Fahrzeugs zu betreiben. Stattdessen kann es erforderlich sein, dass sich der passive Schlüssel im Inneren oder in der Nähe des Fahrzeugs befindet (z. B. innerhalb einer Schwellenentfernung von dem Fahrzeug). Bei noch weiteren Beispielen kann zusätzlich oder optional ein Start-/Stopp-Knopf verwendet werden, der manuell durch den Fahrzeugführer gedrückt wird, um die elektrischen Maschinen 125 und 126 zu starten oder abzuschalten und das Fahrzeug ein- oder auszuschalten. In weiteren Beispielen kann ein Fernstart der elektrischen Maschine über eine entfernte Rechenvorrichtung (nicht gezeigt) initiiert werden, zum Beispiel ein Mobiltelefon oder ein smartphonebasiertes System, bei dem das Mobiltelefon eines Benutzers Daten an einen Server sendet und der Server mit der Fahrzeugsteuerung 12 kommuniziert, um den Motor anzulassen.
Das Fahrzeug 121 beinhaltet zudem ein Bremssystem, das vordere Reibungs- oder Grundbremsen 113, hintere Reibungsbremsen 114 und eine Bremssteuerung 115 beinhaltet. Die Bremssteuerung 115 kann auf eine Position des Bremspedals 156 und Befehle von der Steuerung 12 reagieren.
Das System aus 1 stellt ein Fahrzeugsystem bereit, das Folgendes umfasst: eine erste elektrische Maschine, die an eine erste Achse gekoppelt ist; eine zweite elektrische Maschine, die an eine zweite Achse gekoppelt ist; eine Steuerung, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, um die erste elektrische Maschine in einem ersten Drehmomentsteuermodus und die zweite elektrische Maschine in einem zweiten Drehmomentsteuermodus als Reaktion auf das Fehlen von Radschlupf zu betreiben und die erste elektrische Maschine oder die zweite elektrische Maschine in einem Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf eine Angabe von Radschlupf zu betreiben. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Einstellen einer angeforderten Drehzahl im Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf Fahrzeuggeschwindigkeit und Gaspedalposition. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Einstellen einer angeforderten Drehzahl im Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrzeuggierratenfehler. Das Fahrzeugsystem beinhaltet, dass der Drehzahlsteuermodus ein Drehzahlsteuermodus mit geschlossenem Regelkreis ist, bei dem eine Drehzahl der ersten Achse von einer angeforderten Drehzahl der ersten Achse subtrahiert wird. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Betreiben der ersten elektrischen Maschine oder der zweiten elektrischen Maschine im Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf einen Fahrzeuggierratenfehler. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Betreiben der ersten elektrischen Maschine oder der zweiten elektrischen Maschine im Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf eine Angabe eines geteilten Reibungskoeffizienten. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Mischen eines Drehmomentbefehls der ersten elektrischen Maschine auf Grundlage eines Drehmoments im ersten Drehmomentsteuermodus und eines Drehmoments im Drehzahlsteuermodus.
Nun ist unter Bezugnahme auf 2 ein Blockdiagramm auf hoher Ebene eines Verfahrens zum Steuern von Radschlupf gezeigt. Das Verfahren kann in vier grundlegende Funktionen unterteilt werden: µ-Split-Detektion (z. B. Detektion eines geteilten Reibungskoeffizienten zwischen linken und rechten Rädern für Primär- und Sekundärachsen), Radschlupfsteuerung an der Primärachse, Schlupfsteuerung an der Sekundärachse und Wechselrichtersteuerungen. 2 stellt eine visuelle Referenz bereit, wie jede dieser grundlegenden Funktionen arbeitet und mit anderen grundlegenden Funktionen, einschließlich der Steuerung von Reibungsbremsen, kommuniziert.
Der µ-Split-Erfassungsblock 202 empfängt Eingaben von Fahrzeugsensoren, einschließlich unter anderem eines Fahrzeuggierratenfehlers, einer Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung, jeder Raddrehzahl, einer Fahrzeuglängsbeschleunigung, einer Fahrzeugquerbeschleunigung, eines Fahrerbedarfsraddrehmoments und Reibungsbremsmomenten. Der µ-Split-Erfassungsblock 202 gibt ein µ-Split-Flag für die Primärachse und ein µ-Split-Flag für die Sekundärachse aus. Flags, wie sie in dieser Beschreibung für µ-Split und andere Bedingungen oder Zustände verwendet werden, sind Variablen, die sich im Speicher der Steuerung befinden und den Betriebszustand der erfassten Bedingung darstellen. Die Werte oder Zustände der Flags können boolesch wahr und falsch sein oder sie können eine logische Eins sein, die eine wahre Bedingung darstellt, oder eine logische Null, die eine falsche Bedingung darstellt. Zum Beispiel gibt ein wahrer µ-Split-Flag-Zustand der Sekundärachse an, dass die Sekundärachse auf einer Straßenoberfläche mit zwei erheblich unterschiedlichen Reibungskoeffizienten betrieben wird (z. B. einem ersten Reibungskoeffizienten am linken Rad der Sekundärachse und einem zweiten Reibungskoeffizient am rechten Rad der Sekundärachse). Ein falscher µ-Split-Flag-Zustand der Sekundärachse gibt an, dass die Sekundärachse auf einer Straßenoberfläche mit nur einem erfassten Reibungskoeffizienten betrieben wird. Somit bezieht sich µ-Split darauf, dass ein Rad einer Achse mit einer ersten Fläche in Kontakt steht, die einen ersten Reibungskoeffizienten aufweist, und das andere Rad der Achse mit einer zweiten Fläche in Kontakt steht, die einen zweiten Reibungskoeffizienten aufweist, wobei der erste Reibungskoeffizient sich von dem zweiten Reibungskoeffizienten unterscheidet. Der µ-Split-Erfassungsblock 202 gibt den µ-Split-Flag-Zustand der Primärachse an den Primärachsradschlupfsteuerblock 204 aus. Der µ-Split-Erfassungsblock 202 gibt den µ-Split-Flag-Zustand der Sekundärachse an den Sekundärachsradschlupfsteuerblock 220 aus.
Der Primärachsradschlupfsteuerblock 204 und der Sekundärachsradschlupfsteuerblock 220 empfangen Eingaben von Fahrzeugsensoren und Eingaben, einschließlich unter anderem Sekundärachsendrehzahl, Fahrzeuggierratenfehler, einer Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung, jeder Raddrehzahl, Lenkradwinkel, Gaspedalposition, Fahrzeuglängsbeschleunigung, Fahrzeugquerbeschleunigung, Fahrerbedarfsraddrehmoment, Istdrehmoment der Primärachse, das µ-Split-Flag der Primärachse und die Drehmomentanforderung des Drehmomentmodus der Primärachse. Die Primärachsradschlupfsteuerung gibt eine angeforderte Primärachsendrehzahl oder Zielraddrehzahl und ein Flag für die Primärachsendrehzahlsteuerung (z. B. einen Wert einer Variablen, die den angeforderten Betriebsmodus für die Primärachse angibt) an Block 206 aus. Das Flag für die Primärachsendrehzahlsteuerung kann ein wahrer Zustand sein, in dem die Primärachse in einem Drehzahlsteuermodus betrieben wird (z. B. wird die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Primärachse so eingestellt, dass eine Drehzahl der elektrischen Maschine der Primärachse einer angeforderten oder Zielgeschwindigkeit folgt). Das Flag für die Primärachsendrehzahlsteuerung kann ein wahrer Zustand sein, in dem die Primärachse in einem Drehmomentsteuermodus betrieben wird (z. B. wird die Drehzahl der elektrischen Maschine der Primärachse so eingestellt, dass ein Drehmoment der elektrischen Maschine der Primärachse einem angeforderten oder Ziehldrehmoment folgt).
Der Primärachsradschlupfsteuerblock 204 erfasst, wenn ein signifikantes Radschlupfereignis auftritt, und steuert aktiv den Radschlupf an der Primärachse. Diese Funktion verwendet die vorstehend erwähnten Fahrzeugdaten und -messungen, um ein Radschlupfereignis zu erfassen und das optimale Schlupfziel zu bestimmen, um die Traktion der Primärachse zu maximieren. Der Zustand des Drehzahlsteuerungsflags der Primärachse bestimmt, wann die Wechslerichtersteuerungen der Primärachse eine Rückkopplungsgeschwindigkeitssteuerung mit geschlossenem Regelkreis durchführen sollten, um das Primärachsendrehzahlziel zu verfolgen.
Der Sekundärachsradschlupfsteuerblock 220 führt dieselben Funktionen aus, doch die Eingaben in den Sekundärachsradschlupfsteuerblock 220 sind Sekundärachsendrehzahl, Fahrzeuggierratenfehler, eine Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung, jede Raddrehzahl, Lenkradwinkel, Gaspedalposition, Fahrzeuglängsbeschleunigung, Fahrzeugquerbeschleunigung, Fahrerbedarfsraddrehmoment, Istdrehmoment der Sekundärachse, das µ-Split-Flag der Sekundärachse und die Drehmomentanforderung des Drehmomentmodus der Sekundärachse. Die Sekundärachsenradschlupfsteuerung gibt eine angeforderte Sekundärachsen- oder Zielraddrehzahl und ein Flag für die Sekundärachsendrehzahlsteuerung an Block 222 aus. Das Flag für die Sekundärachsendrehzahlsteuerung gibt an, dass der Sekundärachsendrehzahlsteuermodus aktiviert ist, wenn das Flag für die Sekundärachsendrehzahlsteuerung wahr oder gleich einem Wert eins ist. Die Sekundärachsendrehzahlsteuerung ist nicht aktiviert, wenn der Wert des Flags für die Sekundärachsendrehzahlsteuerung falsch ist.
Die Wechselrichtersteuerung der Primärachse ist in Block 206 enthalten. Der Primärachsen-Wechselrichtersteuerblock 206 empfängt eine angeforderte oder Zieldrehzahl der Primärachse und ein Flag für die Primärachsendrehzahlsteuerung von dem Primärachsradschlupfsteuerblock 204. Der Primärachsen-Wechselrichtersteuerblock 206 empfängt zudem eine durchschnittliche Drehzahl der Primärachse von dem Primärachsen-Kraftübertragungsblock 208. Der Primärachsen-Wechselrichtersteuerblock 206 gibt ein Elektromotordrehmoment der Primärachse an den Primärachsen-Kraftübertragungsblock 208 aus. Für Achsenkonfigurationen, bei denen die Primärachse ein offenes Differential beinhaltet, um den Rädern das Kraftübertragungsdrehmoment zuzuführen, können die Primärachsendrehzahlsteuerfunktionen nur den durchschnittlichen Radschlupf der Primärachse steuern. Anders ausgedrückt kann die elektrifizierte Kraftübertragung nur die durchschnittliche Drehzahl der Primärachse steuern.
Die Wechselrichtersteuerung der Sekundärachse ist in Block 222 enthalten. Die Sekundärachsen-Wechselrichtersteuerung arbeitet ähnlich wie der Primärachsen-Wechselrichtersteuerblock 206. Doch der Sekundärachsen-Wechselrichtersteuerblock 222 empfängt eine angeforderte oder Zieldrehzahl der Sekundärachse und ein Flag für die Sekundärachsendrehzahlsteuerung von dem Sekundärachsradschlupfsteuerblock 220. De Sekundärachsen-Wechselrichtersteuerblock 2222 empfängt ferner eine durchschnittliche Drehzahl der Sekundärachse von dem Sekundärachsen-Kraftübertragungsblock 224. Zudem gibt der Sekundärachsen-Wechselrichtersteuerblock 222 ein Elektromotordrehmoment der Sekundärachse an den Sekundärachsen-Kraftübertragungsblock 224 aus.
Block 208 stellt eine Primärachsen-Kraftübertragung dar und empfängt einen Elektromotordrehmomentbefehl der Primärachse von Block 206. Die Primärachsen-Kraftübertragung stellt auch dem Primärachsen-Wechselrichtersteuerblock 206 eine Durchschnittsdrehzahl der Primärachse bereit. Die Primärachsen-Kraftübertragung gibt die Drehzahlen des linken und rechten Rads an die Reibungsbremssteuerung 210 aus. Die Primärachse empfängt Bremsdruckeinstellungen von Bremssteuerungen 210.
Block 224 stellt eine Sekundärachsen-Kraftübertragung dar und empfängt einen Elektromotordrehmomentbefehl der Sekundärachse von Block 222. Die Sekundärachsen-Kraftübertragung stellt auch dem Sekundärachsen-Wechselrichtersteuerblock 222 eine Durchschnittsdrehzahl der Sekundärachse bereit. Die Sekundärachsen-Kraftübertragung gibt die Drehzahlen des linken und rechten Rads an die Reibungsbremssteuerung 210 aus. Die Sekundärachse empfängt Bremsdruckeinstellungen von Bremssteuerungen 210.
Die Reibungsbremssteuerungen 210 können sich in der Steuerung 115 aus 1 befinden und die Steuerungen 210 können eine Bremskraft einstellen, die auf das linke und rechte Rad der Primärachse und der Sekundärachse aufgebracht wird, indem der Druck von Bremsfluid eingestellt wird, das den Reibungsbremsen der Primärachse und den Reibungsbremsen der Sekundärachse zugeführt wird.
Unter Bezugnahme auf 3 ist eine Zustandsmaschine zum Erfassen einer µ-Split-Straßenbedingung und zum Steuern des Radschlupfs gezeigt. Die Zustandsmaschine 300 beinhaltet vier Zustände: Kein Schlupf, rechter Schlupf, linker Schlupf und Austrittsschlupf.
Die µ-Split-Erfassungsfunktion ist dafür verantwortlich, zu bestimmen, wann eine Achse auf einer geteilten µ-Split-Fläche arbeitet (z. B. einer Fläche, bei der ein Unterschied in Reibungskoeffizienten zwischen dem linken Rad der Achse und dem rechten Rad der Achse vorliegt). Die Radschlupfsteuerungen verwenden diese Informationen zum Einstellen des Zielradschlupfs, um die Traktion an der Achse zu maximieren. Das in 3 beschriebene Zustandsdiagramm beschreibt, wie die µ-Split-Erfassungslogik für die Primärachse und die Sekundärachse funktioniert.
Wenn kein Radschlupf vorliegt, befindet sich die Zustandsmaschine im Zustand 302 ohne Schlupf, wobei das µ-Split-Flag auf null gesetzt wird, was angibt, dass kein signifikanter Radschlupfunterschied über die Achse hinweg vorliegt. Anders ausgedrückt ist der aktive Zustand der Zustandsmaschine 300 302, wenn kein Radschlupf vorhanden ist. Die Primär- und Sekundärachse arbeiten in einem Drehmomentsteuermodus, wenn kein Schlupf angegeben ist, sodass die kombinierte Ausgabe der Primär- und Sekundärachse gleich dem Fahrerbedarfsdrehmoment ist. Das Fahrerbedarfsdrehmoment kann insbesondere anhand einer Gaspedalposition und Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt werden. Eine Tabelle oder Funktion mit empirisch bestimmten Werten für das Fahrerbedarfsdrehmoment wird über Gaspedalposition und Fahrzeuggeschwindigkeit referenziert. Die Tabelle oder Funktion gibt das Fahrerbedarfsdrehmoment aus. Werte in der Tabelle können bestimmt werden, indem das Fahrzeug an einem Drehmomentmesser betrieben wird und die Werte für das Fahrerbedarfsdrehmoment eingestellt werden, bis eine gewünschten Fahrzeugreaktion erreicht ist. Das Fahrerbedarfsdrehmoment kann ein Drehmoment sein, das einem Getriebekasten und Differential vorgelagert abgegeben wird, oder das Fahrerbedarfsdrehmoment kann ein Raddrehmoment oder ein Drehmoment an einer anderen Position in der Kraftübertragung sein.
Das Antriebsbedarfsdrehmoment wird dann zwischen Fahrzeugantriebsquellen verteilt, sodass jede Fahrzeugantriebsquelle einen Anteil des Fahrerbedarfsdrehmoments bereitstellt. Wenn zum Beispiel das Fahrerbedarfsdrehmoment bei der Ausgabe der Drehmomentquellen 200 Newtonmeter (Nm) beträgt und bestimmt wird, dass die Drehmomentverteilung zwischen einer Primärachse und einer Sekundärachse 50:50 beträgt, und wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen der elektrischen Maschine der Primärachse und den Rädern der Primärachse gleich dem Übersetzungsverhältnis zwischen der elektrischen Maschine der Sekundärachse und den Rädern der Sekundärachse sind, dann wird die elektrische Maschine der Primärachse aufgefordert, ein Drehmoment von 100 Nm bereitzustellen, und die elektrische Maschine der Sekundärachse wird dazu aufgefordert, ein Drehmoment von 100 Nm bereitzustellen. In einem weiteren Beispiel, wenn das Fahrerbedarfsdrehmoment an den Rädern des Fahrzeugs 400 Newtonmeter (Nm) beträgt und bestimmt wird, dass die Drehmomentverteilung zwischen der Primärachse und der Sekundärachse 50:50 beträgt, und wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen der elektrischen Maschine der Primärachse und den Rädern der Primärachse gleich dem Übersetzungsverhältnis zwischen der elektrischen Maschine der Sekundärachse und den Rädern der Sekundärachse sind, dann wird die elektrische Maschine der Primärachse aufgefordert, ein Drehmoment von 200 Nm an den Rädern bereitzustellen, wofür das Drehmoment der elektrischen Maschine der Primärachse gemäß dem Übersetzungsverhältnis zwischen der elektrischen Maschine der Primärachse und der Achse sowie dem Reifenrollradius eingestellt wird. Die elektrische Maschine der Sekundärachse wird ebenfalls aufgefordert, 200 Nm Drehmoment an den Rädern bereitzustellen, wofür das Drehmoment der elektrischen Maschine der Sekundärachse gemäß dem Übersetzungsverhältnis zwischen der elektrischen Maschine der Sekundärachse und der Achse sowie dem Reifenrollradius eingestellt wird.
Um aus dem Zustand 302 ohne Schlupf über die Verbindung 322 in den Zustand 306 mit Linksschlupf einzutreten, muss die Zustandsmaschine 300 die Funktion Enter_left_spin() erfüllen. Die Bedingungen für die Funktion Enter_left_spin() können erfüllt sein, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

((left_split-Mu_flag == 1) UND (split-Mu_inhibit_flag == 1) UND (delta_slip_accel_flag == 1) UND (delta_slip_flag == 1) UND (veh_speed_inhibit_Hag == 1)) ODER ((left_brake_split-Mu_flag == 1) UND (veh_speed_inhibit_Hag ==1))

Sobald die Zustandsmaschine in den Zustand 306 mit linkem Schlupf eintritt und der Zustand 306 mit linkem Schlupf aktiv ist, wird das µ-Split-Flag auf wahr oder einen Wert eins gesetzt, um anzugeben, dass sich das linke Rad auf einer Oberfläche mit niedrigem µ befindet und sich schneller dreht als das rechte Rad. Die Zustandsmaschine kann den Zustand 306 mit linkem Schlupf über die Verbindung 326 verlassen, wenn Bedingungen für die Funktion Exit_left_spin() erfüllt sind. Die Bedingungen für die Funktion Exit_left_spin() können erfüllt sein, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

((left slip < exit slip thresh) UND (brake_tq_inactive_flag == 1)) ODER ((axle_tq < exit tq-thresh)

308

324

306

328

304

308

332

302

Um aus dem Zustand 302 ohne Schlupf über die Verbindung 320 in den Zustand 304 mit rechtem Schlupf einzutreten, muss die Zustandsmaschine 300 die Funktion Enter_right_spin() erfüllen. Die Bedingungen für die Funktion Enter _right_spin() können erfüllt sein, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

((right_split-Mu_flag == 1) UND (split-Mu_inhibit_flag == 1) UND (delta_slip_accel_flag == 1) UND (delta_slip_flag == 1) UND (veh_speed_inhibit_Hag == 1)) ODER ((right_brake_split-Mu_flag == 1) UND (veh_speed_inhibit_Hag ==1))

Sobald die Zustandsmaschine in den Zustand 304 mit rechtem Schlupf eintritt und der Zustand 304 mit rechtem Schlupf aktiv ist, wird das µ-Split-Flag auf wahr oder eine logische 1 gesetzt, um anzugeben, dass sich das rechte Rad auf einer Oberfläche mit niedrigem µ befindet und sich schneller dreht als das linke Rad. Die Zustandsmaschine kann den Zustand 304 mit rechtem Schlupf über die Verbindung 330 verlassen, wenn Bedingungen für die Funktion Exit_right_spin() erfüllt sind. Die Bedingungen für die Funktion Exit_right_spin() können erfüllt sein, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

((right slip < exit slip thresh) UND (brake tq inactiveflag == 1)) ODER ((axle tq < exit tq-thresh)

308

324

306

328

304

Wenn keine der Funktionen bis zu dem Zeitpunkt erfüllt ist, zu dem der Austrittszeitgeber (Exit_timer) eine Sekunde erreicht, verlässt die Zustandsmaschine den Austrittsschlupfzustand 308 und tritt über die Verbindung 332 in den Zustand 302 ohne Schlupf ein. Das µ-Split-Flag wird auf null zurückgesetzt, wenn die Zustandsmaschine in den Zustand 302 ohne Schlupf eintritt, wodurch angegeben wird, dass keine µ-Split-Fläche aktiv ist, und der Austrittszeitgeber wird auf null zurückgesetzt.
Nun ist unter Bezugnahme auf 4 ein Blockdiagramm gezeigt, das zeigt, wie ein Wert für ein linkes µ-Split-Flag bestimmt wird. Ein rechtes µ-Split-Flag kann auf ähnliche Weise bestimmt werden, mit Ausnahme dessen, dass die in 4 gezeigten Eingaben des rechten Rats mit Eingaben des linken Rads ersetzt werden und die Eingaben des linken Rads mit Eingaben des rechten Rads ersetzt werden. Zum Beispiel wird die rechte Radschlupfeingabe in Block 404 durch linken Radschlupf ersetzt und die linke Radschlupfeingabe in Block 412 wird durch rechten Radschlupf ersetzt, um das rechte µ-Split-Flag zu bestimmen.
Eine Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung wird in Block 402 eingegeben und Block 402 gibt einen hohen µ-Schlupfschwellenwert (high_mu_slip_thresh) aus, der auf der Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung basiert. Hohe µ-Schlupfschwellenwerte, die in Block 402 gespeichert sind, können empirisch bestimmt werden, indem das Fahrzeug auf einer Straße oder einem Drehmomentmesser betrieben wird und hohe µ-Schlupfschwellewnerte eingestellt werden, bis eine gewünschte Reaktion erreicht ist. Ein rechter Radschlupfbetrag für die Achse wird in Block 404 eingegeben und Block 404 beurteilt, ob der rechte Radschlupfbetrag geringer als der hohe µ-Schlupfschwellenwert ist. Wenn dies der Fall ist, gibt Block 404 wahr oder einen logischen Wert eins aus. Andernfalls gibt Block 404 falsch oder einen logischen Wert null aus.
Eine Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung wird in Block 410 eingegeben und Block 410 gibt einen niedrigen µ-Schlupfschwellenwert (low_mu_slip_thresh) aus, der auf der Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung basiert. Niedrige µ-Schlupfschwellenwerte, die in Block 410 gespeichert sind, können empirisch bestimmt werden, indem das Fahrzeug auf einer Straße oder einem Drehmomentmesser betrieben wird und niedrige µ-Schlupfschwellenwerte eingestellt werden, bis eine gewünschte Reaktion erreicht ist. Die Ausgabe von Block 410 wird in die Summierstelle 414 eingegeben, wo sie zum rechten Radschlupfbetrag addiert wird. Ein linker Radschlupfbetrag für die Achse wird in Block 412 eingegeben und Block 412 beurteilt, ob der linke Radschlupfbetrag größer als der niedrige µ-Schlupfschwellenwert plus dem rechten Radschlupf ist. Wenn dies der Fall ist, gibt Block 412 wahr oder einen logischen Wert eins aus. Andernfalls gibt Block 412 falsch oder einen logischen Wert null aus. Eine boolesche UND-Operation wird an der Ausgabe der Blöcke 404 und 412 bei Block 406 durchgeführt. Block 406 gibt das µ-Split-Flag für das linke Rad (left_split-Mu_flag) aus. Eine ähnliche Logik gibt das µ-Split-Flag für das rechte Rad aus (right_split-Mu_flag).
Unter Bezugnahme auf 5 ist ein Blockdiagramm 500 gezeigt, das veranschaulicht, wie ein µ-Split-Sperrflag bestimmt wird. Das µ-Split-Sperrflag (µ-Split_inhibit_flag) soll bestimmen, wann die µ-Split-Erfassungslogik aktiv sein kann. Das µ-Split-Sperrflag ermöglicht der µ-Split-Zustandsmaschine in 3 nur, in den linken oder rechten Schlupfzustand einzutreten, wenn der durchschnittliche Schlupf unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, der kalibriert werden kann, der Gierratenfehler innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt und die Querbeschleunigung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Die Logik ist so konfiguriert, dass der µ-Split-Erfassungsalgorithmus während aggressiver Kurvenfahrt (z. B. bei Fahrzeugwendemanövern) nicht ausgelöst oder aktiviert werden kann, um eine größere Änderung des Kraftübertragungsdrehmoments zu vermeiden, die auf ein falsch positives µ-Split-Flag zurückzuführen sein kann.
Eine Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung wird in Block 502 eingegeben und Block 502 gibt einen durchschnittlichen Radschlupfschwellenwert (ave_slip_thresh) aus. In Block 502 indiziert oder referenziert die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung eine Funktion, die empirisch bestimmte durchschnittliche Radschlupfschwellenwerte enthält. Die Funktion gibt einen eindeutigen durchschnittlichen Radschlupfschwellenwert auf Grundlage der vorliegenden Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung aus. Die vorliegende Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung kann auf einer oder mehreren Fahrzeugradgeschwindigkeiten basieren. Der durchschnittliche Radschlupfschwellenwert wird in Block 504 eingegeben. Der durchschnittliche Radschlupf aller Fahrzeugräder wird ebenfalls in Block 504 eingegeben. Block 504 gibt einen wahren oder einen logischen Eins-Wert aus, wenn der durchschnittliche Radschlupf aller Fahrzeugräder geringer als der durchschnittliche Radschlupfschwellenwert ist. Block 504 gibt einen falschen oder einen logischen Null-Wert aus, wenn der durchschnittliche Radschlupf aller Fahrzeugräder nicht geringer als der durchschnittliche Radschlupfschwellenwert ist. Die Ausgabe von Block 504 wird in Block 506 eingegeben.
Die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung und der Fahrzeuggierratenfehler werden in Block 508 eingegeben. In Block 508 indizieren oder referenzieren die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung und der Fahrzeuggierratenfehlerfehler eine Funktion, die nur Werte von logisch eins/wahr und logisch null/falsch enthält. Die Funktion gibt einen Wert eins oder wahr aus, wenn der Fahrzeuggierratenfehler innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Die vorbestimmten Werte können empirisch bestimmt sein. Die Funktion gibt einen Wert null oder falsch aus, wenn der Fahrzeuggierratenfehler nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Die Ausgabe von Block 508 wird in Block 506 eingegeben.
Die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung und die Fahrzeugquerbeschleunigung werden in Block 510 eingegeben. In Block 510 indizieren oder referenzieren die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung und der Fahrzeugquerbeschleunigung eine Funktion, die nur Werte von logisch eins/wahr und logisch null/falsch enthält. Die Funktion gibt einen Wert eins oder wahr aus, wenn die Fahrzeugquerbeschleunigung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Die vorbestimmten Werte können empirisch bestimmt sein. Die Funktion gibt einen Wert null oder falsch aus, wenn die Fahrzeugquerbeschleunigung nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Die Ausgabe von Block 510 wird in Block 506 eingegeben.
Block 506 führt eine boolesche UND-Operation an der Ausgabe der Blöcke 504, 508 und 510 durch. Block 506 gibt wahr oder eine logische Eins aus, wenn der durchschnittliche Fahrzeugradschlupf unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, der kalibriert werden kann, der Fahrzeuggierratenfehler innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt und die Fahrzeugquerbeschleunigung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Andernfalls gibt Block 506 falsch oder eine logische Null aus. Die Ausgabe von Block 506 ist das µ-Split-Sperrflag (split-Mu inhibit flag).
Unter Bezugnahme auf 6 ist ein Blockdiagramm 600 zum Bestimmen eines Delta-Radschlupfbeschleunigungsschwellenwerts gezeigt. Der Delta-Radschlupfbeschleunigungsschwellenwert (delta slip_accel_thresh) basiert auf dem Überwachen der Delta-Radschlupfbeschleunigung zwischen dem rechten und linken Radschlupf, um zu bestimmen, ob die Achse auf einer µ-Split-Fläche arbeitet. Wenn sich ein Rad auf einer Oberlfäche mit niedrigem µ befindet, erhöht sich die Zeitänderungsrate der Radschlupfdifferenz viel schneller, als wenn beide Räder mit der gleichen Rate rutschen.
Der rechte Radschlupf und der linke Radschlupf für eine Achse werden in Block 602 eingegeben. Block 602 subtrahiert den linken Radschlupf vom rechten Radschlupf und gibt das Ergebnis an Block 604 aus. Ein Absolutwert der Ausgabe von Block 602 wird bei Block 604 bestimmt und Block 604 gibt das Ergebnis an Block 606 aus. Block 606 bestimmt eine Ableitung der Ausgabe von Block 604 in Bezug auf die Zeit. Block 606 gibt die Ableitung der Ausgabe von Block 606 an Block 608 aus. Block 608 filtert die Ausgabe von Block 606 und stellt das Ergebnis Block 610 bereit. In einem Beispiel wendet Block 608 einen Tiefpassfilter erster Ordnung auf die Ausgabe von Block 606 an. Block 610 bestimmt, ob die Ausgabe von Block 608, die gefilterte Ableitung des Absolutwerts des rechten Radschlupfs minus des linken Radschlupfs, größer als ein vorbestimmter Delta-Radschlupfschwellenwert ist. Wenn Block 610 bestimmt, dass die gefilterte Ableitung des Absolutwerts des rechten Radschlupfs minus des linken Radschlupfs größer als ein vorbestimmter Delta-Radschlupfschwellenwert ist, gibt Block 610 wahr oder einen Wert eins aus. Andernfalls gibt Block 610 falsch oder einen Wert null aus. Die Ausgabe von Block 610 ist das Flag für den Delta-Radschlupfbeschleunigungsschwellenwert (delta slip_accel_thresh).
Unter Bezugnahme auf 7 ist ein Blockdiagramm 700 zum Bestimmen eines Flags für den Delta-Radschlupf gezeigt. Das Delta-Radschlupf-Flag (delta slip flag) basiert auf dem Überwachen des durchschnittlichen Radschlupfs und der Radschlupfdifferenz der Achse. Wenn die Radschlupfdifferenz den durchschnittlichen Radschlupf der Achse überschreitet, dann gibt diese Bedingung einen Hinweis darauf, dass die Achse auf einer µ-Split-Fläche betrieben wird. Wenn sich beide Räder auf der gleichen Straßenreibungsfläche befinden, dann ist die Radschlupfdifferenz im Vergleich zum durchschnittlichen Radschlupf der Achse gering.
Der rechte Radschlupf (right wheel slip) und der linke Radschlupf (left wheel slip) für eine Achse werden in Block 702 eingegeben. Block 702 subtrahiert den linken Radschlupf vom rechten Radschlupf, um einen Delta-Radschlupf (delta slip) zu bestimmen, und gibt das Ergebnis an Block 710 aus. Der rechte Radschlupf und der linke Radschlupf für eine Achse werden ebenfalls in Block 704 eingegeben. Block 704 addiert den linken Radschlupf zum rechten Radschlupf und gibt das Ergebnis an Block 706 aus. Die Ausgabe von Block 706 wird in Block 706 mit 0,5 multipliziert, um einen durchschnittlichen Radschlupfwert (ave_slip) zu erzeugen. Die Ausgabe von Block 706 wird in Block 708 eingegeben. Block 708 addiert die durchschnittliche Radschlupfausgabe aus Block 706 und einen vorbestimmten durchschnittlichen µ-Split-Schlupfschwellenwert (ave_split_mu_slip_thresh). Die Ausgabe von Block 708 wird in Block 710 eingegeben. Block 710 bestimmt, ob der Delta-Radschlupf, der von Block 702 ausgegeben wird, größer als die Ausgabe von Block 708 ist. Wenn der Delta-Radschlupf, der von Block 702 ausgegeben wird, größer als die Ausgabe von Block 708 ist, gibt Block 710 wahr oder eine logische Eins aus, um anzugeben, dass ein Delta-Radschlupf-Flag (delta slip flag) bestätigt ist. Andernfalls gibt Block 710 falsch oder eine logische Null aus, um anzugeben, dass das Delta-Radschlupf-Flag nicht bestätigt ist.
Nun ist unter Bezugnahme auf 8 ein Blockdiagramm 800 zum Bestimmen eines µ-Split-Flags für die rechte Bremse (right brake split-Muflag) gezeigt. Das µ-Split-Flag für die linke Bremse (left brake split-Muflag) kann auf ähnliche Weise bestimmt werden, mit der Ausnahme, dass die linke Bremsdrehmomenteingabe gegen eine rechte Bremsdrehmomenteingabe ausgetauscht wird und die rechte Bremsdrehmomenteingabe gegen eine linke Bremsdrehmomenteingabe ausgetauscht wird. Das µ-Split-Flag für die linke Bremse (left_brake_split-Muflag) und das µ-Split-Flag für die rechte Bremse (right brake split-Mu_flag)sind dazu ausgestaltet, die Drehzustände der µ-Split-Erfassung auszulösen, wenn das Bremssystem ein Rad aktiv bremst und der Fahrer das Bremspedal nicht betätigt. Um ein Eingreifen während eines elektronischen Stabilitätssteuerungs-ESC-Ereignisses zu verhindern, muss das Stabilitätssteuerungs-Flag (stabilitycontrol_active_flag) falsch sein, was angibt, dass sich das Fahrzeug nicht in einem Stabilitätsereignis befindet.
Das Bremsdrehmoment der rechten Reibungsbremse der Achse (right brake torque) wird zusammen mit dem µ-Split-Bremsdrehmomentschwellenwert (split-Mu_brake_tq_thresh) in Block 802 eingegeben. Der Schwellenwert für das µ-Split-Bremsdrehmoment kann empirisch bestimmt werden, indem das Fahrzeug auf verschiedenen Oberflächen getestet wird, um das Reibungsbremsmoment zu bestimmen, das benötigt wird, um das Drehmoment auf das Rad mit hohem µ vorzuspannen. Block 802 gibt wahr oder eine logische Eins aus, wenn das Bremsmoment der rechten Reibungsbremse der Achse größer als der Schwellenwert für das µ-Split-Bremsmoment ist. Andernfalls gibt Block 802 falsch oder eine logische Null aus. Die Ausgabe von Block 802 wird in Block 810 eingegeben.
Das Bremsdrehmoment der linken Reibungsbremse der Achse (left_brake_torque) wird zusammen mit dem µ-Split-Bremsdrehmomentschwellenwert (split-Mu_brake_tq_thresh) in Block 804 eingegeben. Block 804 gibt wahr oder eine logische Eins aus, wenn das Bremsmoment der linken Reibungsbremse der Achse geringer als der Schwellenwert für das µ-Split-Bremsmoment ist. Andernfalls gibt Block 804 falsch oder eine logische Null aus. Die Ausgabe von Block 804 wird in Block 810 eingegeben.
Das Flag für das aktive Stabilitätssteuersystem gibt an, ob das Stabilitätssteuersystem gegenwärtig aktiviert ist und Maßnahmen ergreift, um die Fahrzeugstabilität aufrechtzuerhalten (z. B. automatisches Betätigen der Fahrzeugbremsen). Das Flag für das aktive Stabilitätssteuersystem nimmt einen Wert eins oder wahr an, wenn das Stabilitätssteuersystem aktiviert ist und Maßnahmen ergreift, um die Fahrzeugstabilität aufrechtzuerhalten. Das Flag für das aktive Stabilitätssteuersystem nimmt einen Wert null oder wahr an, wenn das Stabilitätssteuersystem nicht aktiviert ist und keine Maßnahmen ergreift, um die Fahrzeugstabilität aufrechtzuerhalten. Das Stabilitätssteuersystem-Flag wird in Block 806 eingegeben. Block 806 führt eine boolesche NICHT-Operation am Stabilitätssteuersystem-Flag durch. Somit gibt Block 806, wenn das Stabilitätssteuersystem-Flag bestätigt ist, falsch oder eine logische Null aus. Die Ausgabe von Block 806 wird in Block 810 eingegeben.
Das Flag für das aktive Bremspedal gibt an, ob das Bremspedal gegenwärtig aktiviert oder betätigt ist oder nicht. Das Flag für das aktive Bremspedal nimmt einen Wert eins oder wahr an, wenn das Bremspedal betätigt wird. Das Flag für das aktive Bremspedal nimmt einen Wert null oder falsch an, wenn das Bremspedal betätigt wird. Das Flag für das aktive Bremspedal wird in Block 808 eingegeben. Block 808 führt eine boolesche NICHT-Operation an dem Flag für das aktive Bremspedal durch. Somit gibt Block 808, wenn das Flag für das aktive Bremspedal bestätigt ist, falsch oder eine logische Null aus. Die Ausgabe von Block 808 wird in Block 810 eingegeben.
Eine boolesche UND-Operation wird an der Ausgabe der Blöcke 802, 804, 806 und 808 bei Block 810 durchgeführt. Block 810 gibt eine µ-Split-Flag für die rechte Bremse (right brake_split_muflag) aus.
Unter Bezugnahme auf 9 ist ein Blockdiagramm 900 gezeigt, um zu bestimmen, wann wieder in linke Raddrehzustände des Zustandsdiagramms 300 einzutreten ist. Der Wiedereintritt in den rechten Raddrehzustand des Diagramms 300 kann auf ähnliche Weise bestimmt werden, mit der Ausnahme, dass die Eingabe des linken Radschlupfs gegen eine Eingabe des rechten Radschlupfs ausgetauscht wird und die Eingabe des rechten Radschupfs gegen eine Eingabe des linken Radschlupfs ausgetauscht wird. Das µ-Split-Flag für linken Wiedereintritt (reenter_left_split_mu_flag) wird als ein Wert eins oder wahr bestätigt, wenn der Radschlupf des rechten Rads unter einem vorbestimmten Schwellenwert (high_mu_slip_thresh) bleibt und der Radschlupf des linken Rads größer als die Summierung eines vorbestimmten Schwellenwerts für den rechten Radschlupf (low_mu_slip_thresh) und einer vorbestimmten Totzone (low_mu_slip_dbnd) ist. Die beiden Radschlupfschwellenwerte und der Totzonenschwellenwert können aus Lookup-Tabellen im Steuerungsspeicher erhalten werden, die abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung sind. Der Zweck dieser Flags besteht darin, den Radschlupf zwischen dem linken und rechten Rad zu vergleichen. Wenn der Radschlupf eines Rads erheblich größer als das andere ist, gibt dies einen Hinweis darauf, dass die Reifen auf einer µ-Split-Fläche betrieben werden. Die Totzone senkt den Radschlupfschwellenwert, der erforderlich ist, um wieder in den linken Raddrehzustand des Zustandsdiagramms 300 einzutreten. Das µ-Split-Flag für rechten Wiedereintritt (reenter_right_split_muflag) funktioniert auf die gleiche Weise.
Eine Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung wird in Block 902 eingegeben und Block 902 gibt einen hohen µ-Schlupfschwellenwert (high mu slip thresh) aus. In Block 902 indiziert oder referenziert die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung eine Funktion, die empirisch bestimmte hohe µ-Radschlupfschwellenwerte enthält. Die Funktion gibt einen eindeutigen hohen µ-Radschlupfschwellenwert auf Grundlage der vorliegenden Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung aus. Der hohe µ-Radschlupfschwellenwert wird in Block 910 eingegeben. Der rechte Radschlupf wird ebenfalls in Block 910 eingegeben. Block 910 gibt einen wahren oder einen logischen Eins-Wert aus, wenn der rechte Radschlupf geringer als der hohe µ-Radschlupfschwellenwert ist. Block 910 gibt einen falschen oder einen logischen Null-Wert aus, wenn der rechte Radschlupf nicht geringer als der hohe µ-Radschlupfschwellenwert ist. Die Ausgabe von Block 910 wird in Block 920 eingegeben.
Eine Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung wird in Block 904 eingegeben und Block 904 gibt einen niedrigen µ-Schlupfschwellenwert (low_mu_slip_thresh) aus. In Block 904 indiziert oder referenziert die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung eine Funktion, die empirisch bestimmte niedrige µ-Radschlupfschwellenwerte enthält. Die Funktion gibt einen eindeutigen niedrigen µ-Radschlupfschwellenwert auf Grundlage der vorliegenden Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung aus. Der niedrige µ-Radschlupfschwellenwert wird in den Summierstellenblock 908 eingegeben.
Eine Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung wird ebenfalls in Block 906 eingegeben und Block 906 gibt einen niedrigen µ-Schlupftotzonenwert (low_mu_slip thresh) aus. In Block 906 indiziert oder referenziert die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung eine Funktion, die empirisch bestimmte niedrige µ-Schlupftotzonenwerte enthält. Die Funktion gibt einen eindeutigen niedrigen µ-Schlupftotzonenwert auf Grundlage der vorliegenden Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung aus. Der niedrigen µ-Schlupftotzonenwert wird in den Summierstellenblock 908 eingegeben. Ein Betrag des rechten Radschlupfs wird ebenfalls in die Summierstelle 908 eingegeben.
Bei der Summierstelle 908 wird der niedrige µ-Schlupftotzonenbetrag von dem Betrag des rechten Radschlupfs subtrahiert, der zum Schwellenbetrag des niedrigen µ-Schlupfes addiert wird. Die Ausgabe der Summierstelle 908 wird in Block 912 eingegeben. Block 912 gibt wahr oder einen logischen Eins-Wert aus, wenn der linke Radschlupfbetrag größer als die Ausgabe der Summierstelle 908 ist. Block 912 gibt falsch oder einen logischen Null-Wert aus, wenn der linke Radschlupfbetrag nicht größer als die Ausgabe der Summierstelle 908 ist. Die Ausgabe von Block 912 wird in Block 920 eingegeben. Eine boolesche UND-Operation wird an der Ausgabe des Bocks 910 und der Ausgabe des Blocks 912 durchgeführt. Die Ausgabe von Block 920 ist das µ-Split-Flag für linken Wiedereintritt (reenter_left_split_mu_flag).
Unter Bezugnahme auf 10 ist ein Blockdiagramm 1000 gezeigt, um zu bestimmen, wann die Primärachse in einem Drehzahlsteuermodus zum Steuern von Radschlupf zu betreiben ist. Das über das Blockdiagramm 1000 beschriebene Verfahren und die anderen hier beschriebenen Blockdiagramme können auf die Primär- und die Sekundärachse angewendet werden. Primärachsradsignale (z. B. Radschlupf, Raddrehzahl usw.) werden auf die über die Blockdiagramme beschriebenen Verfahren angewendet, wenn die Blockdiagramme auf die Primärachse angewendet werden. Sekundärachsradsignale werden auf die über die Blockdiagramme beschriebenen Verfahren angewendet, wenn die Blockdiagramme auf die Sekundärachse angewendet werden. Die Beschreibung von 10 ist zum einfacheren Verständnis auf die Primärachse beschränkt.
Es wird die Primärachsenschlupfsteuerlogik zum Bestimmen, wann die Primärachse in einen Drehzahlsteuermodus einzutreten ist, gezeigt. Die Ausgabe dieses Blockdiagramms 1000 ist eine Variable mit einem logischen Wert (z. B. ein Boolesches Flag, wobei ein Wert eins wahr angibt und ein Wert null falsch darstellt), die angibt, wann die Radschlupfsteuerung an der Primärachse aktiviert und die Primärachse in einem Drehzahlsteuermodus betrieben werden soll. Die Primärachse kann in einem Drehmomentsteuermodus betrieben werden, bevor sie in den Drehzahlsteuermodus und die Radschlupfsteuerung eintritt. Die Ausgabe des Blockdiagramms 1000 ist ein Drehzahlsteuerungsauslöser der Primärachse, der über eine Verriegelungsfunktion 1042 bestimmt wird.
Die Zwischenspeicherfunktion 1042 weist eine Setzeingabe 1042a und eine Rücksetzeingabe 1042b auf. Die Ausgabe 1042c des Zwischenspeichers ist wahr oder eine logische Eins, wenn die Setzeingabe 1042a wahr oder logisch eins ist. Die Ausgabe 1042c des Zwischenspeichers wird auf wahr gesetzt, wenn die Setzeingabe 1042a wahr oder gleich eins ist. Sobald der Zwischenspeicher 1042 auf wahr gesetzt wird, hält die Zwischenspeicherausgabe 1042c den wahren Zustand, bis die Rücksetzeingabe 1042b auf wahr gesetzt wird. Die Zwischenspeicherausgabe 1042c ändert sich auf falsch oder null, wenn die Rücksetzeingabe 1042a in den Zwischenspeicher wahr ist. Die Augabe 1042c des Zwischenspeichers ist immer falsch, solange die Rücksetzeingabe 1042b unabhängig vom Zustand der Setzeingabe 1042a wahr ist. Wie aus dem Blockdiagramm 1000 ersichtlich ist, wird die Setzeingabe 1042a verwendet, um zu bestimmen, wann die Schlupfsteuerung an der Primärachse angeschaltet werden soll, wohingegen die Rücksetzeingabe 1042b verwendet wird, um zu bestimmen, wann sie abgeschaltet werden soll. Die Radschlupfsteuerung wird aktiviert, wenn drei Kriterien gleichzeitig erfüllt sind: der gemessene Radschlupf überschreitet einen vorbestimmten Schwellenwert, der gemessene Lenkradwinkel liegt unter einem vorbestimmten Schwellenwert und der Fahrzeugzustandsmodifikator ist auf wahr gesetzt. Der Fahrzeugzustandsmodifikator überwacht die Fahrzeuggeschwindigkeit, den Gierratenfehler und die Querbeschleunigung. Der Zweck des Fahrzeugzustandsmodifikators besteht darin, die Radschlupfsteuerung während bestimmter Fahrzeugbetriebsbereiche zu unterbinden, wie etwa bei harten Kurvenfahrten bei hoher Geschwindigkeit neben anderen Betriebszuständen. Die Radschlupfsteuerung an der Primärachse wird zurückgesetzt oder gesperrt, wenn zwei Kriterien erfüllt sind: das vom Fahrer angeforderte Drehmoment fällt unter einen vorbestimmten Schwellenwert oder das Flag für Achsendrehmomentzurücksetzung ist wahr. Das vom Fahrer angeforderte Drehmoment wird verwendet, um die Schlupfsteuerung abzuschalten oder zu sperren, wenn der menschliche Fahrer das Gaspedal freigibt oder wenn das vom Fahrer angeforderte Drehmoment unter einem bestimmten Niveau des Drehmomentbedarfs liegt. Wenn das vom Fahrer angeforderte Drehmoment unter einem Schwellenwert liegt, wird der Radschlupf der Primärachse natürlich verringert. Das Flag der Primärachsendrehmomentzurücksetzung (Ausgabe von Block 1032) wird ausgelöst, wenn die folgenden drei Flags gleichzeitig wahr sind: Pri_dd_tq_fill_reset_flag, Pri_slip_overrun_reset_flag, and Pri_tq_reset_flag.
Das Pri_dd_tq-fill_reset_flag wird verwendet, um ein Zurücksetzen der Primärachsenschlupfsteuerung zu sperren, wenn sich die Sekundärachse im Drehzahlsteuermodus befindet und die Differenz zwischen der Fahrerdrehmomentanforderung und dem zugeführten Sekundärachsendrehmoment größer als die Drehmomentanforderung der Primärachsendrehmomentsteuerung plus einem vorbestimmten Schwellenwert ist. Bei normalem Betriebs(z. B. wenn keine Radschlupfsteuerung verwendet wird) kann die Fahrzeugsteuerung das vom Fahrer angeforderte Drehmoment unter Verwendung der Drehmomentsteuerung zwischen der Primärachse und der Sekundärachse aufteilen; es wird angefordert, dass ein Prozentsatz des vom Fahrer angeforderten Drehmoments über die elektrische Maschine der Primärachse bereitgestellt wird, und es wird angefordert, dass das verbleibende Drehmoment über die elektrische Maschine der Sekundärachse bereitgestellt wird. Auf diese Weise kann die Fahrzeugsteuerung das vom Fahrer angeforderte Drehmoment erfüllen. Wenn jedoch die Radschlupfsteuerung angewendet wird, übernimmt eine Drehzahlsteuerung mit geschlossenem Regelkreis die Primärachse, um auf eine Ziel- oder angeforderte Raddrehzahl zu schalten. Die Drehzahlsteuerung stellt das Drehmoment der elektrischen Maschine so ein, dass die Primärachsraddrehzahl einer angeforderten Drehzahl folgt. Während eines Traktionsereignisses, bei dem Radschlupf erfasst wird, ist das Drehmoment des Drehzahlsteuermodus mit geschlossenem Regelkreis immer geringer als das Drehmoment des Drehmomentmodus an einer Achse unmittelbar vor dem Eintritt in den Drehzahlsteuermodus mit geschlossenem Regelkreis, um den Radschlupf zu steuern. Da jedoch jede Achse unabhängig ist, entsteht dadurch die Möglichkeit, dass eine Achse im Drehmomentsteuermodus arbeitet und die andere Achse in einem Drehzahlsteuermodus arbeitet. Wenn dies geschieht, liefert die im Drehmomentsteuermodus arbeitende Achse ihr Drehmoment im Drehmomentmodus und den Teil des Fahrerbedarfsdrehmoments, der nicht von der Achse geliefert wird, die im Drehzahlsteuermodus arbeitet, sodass das vom Fahrer angeforderte Drehmoment bereitgestellt werden kann. Wenn zum Beispiel das Fahrerbedarfsdrehmoment an den Ausgängen der elektrischen Maschine 200 Nm beträgt und 150 Nm einer Zuführung über die elektrische Maschine der Primärachse zugeteilt wurden sowie 50 Nm einer Zuführung über die elektrische Maschine der Sekundärachse zugeteilt wurden, wenn die Vorder- und Hinterachsen im Drehmomentsteuermodus arbeiten, aber Radschlupf an der Sekundärachse auftritt, sodass nur 10 Nm von der elektrischen Maschine der Sekundärachse zugeführt werden, die im Drehzahlsteuermodus arbeitet, dann wird das Drehmoment der elektrischen Maschine der Primärachse auf 190 Nm eingestellt, um das Fahrerbedarfsdrehmoment zu erfüllen.
In Blockdiagramm 1000 ist die Differenz zwischen dem vom Fahrer angeforderten Drehmoment und dem Drehmoment, das über die Sekundärachse zugeführt wird, das Drehmoment, das die Primärachse zuführt, um den Fahrerbedarf zu erfüllen. Wenn sich die Sekundärachse im Drehzahlsteuermodus befindet, kann das Drehmoment, das über die Sekundärachse zugeführt wird, das Drehmoment des Drehzahlsteuermodus der Sekundärachse sein. Wenn die Differenz zwischen diesen beiden Signalen größer als die Drehmomentanforderung des Drehmomentmodus der Primärachse ist, verhindert die Logik, dass die Primärachse die Schlupfsteuerung verlässt. Der Grund dafür ist, dass, wenn die Primärachse während dieser Zeit die Schlupfsteuerung verlassen würde, sie mehr Drehmoment zuführen kann, das erwünscht ist, um das vom Fahrer angeforderte Drehmoment zu erfüllen. Dies kann eine größere Radschlupfüberschreitung an der Primärachse verursachen.
Das Flag pri_slip_overrun_reset_flag verhindert, dass das Verfahren den Drehzahlsteuermodus verlässt, es sei denn, der gemessene Primärachsenschlupf liegt unter einem vorbestimmten Schwellenwert. Schließlich wird das Flag pri_tq_reset_flag verwendet, um die Radschlupfsteuerung zu verlassen, wenn das Drehmoment im Drehzahlmodus größer als die Drehmomentanforderung im Drehmomentmodus ist. Die Ausgabe der Auslöserunterfunktion der Primärachsenschlupfsteuerung ist das Boolesche Flag des Drehzahlsteuerungsauslösers der Primärachse. Die Ausgabe wird an die Wechselrichtersteuerungen der Primärachse gesendet, wo sich die Drehmoment- und Drehzahlsteuerungen mit geschlossenem Regelkreis befinden.
Die Drehzahl des rechten Rads und die Drehzahl des linken Rads werden in Block 1002 eingegeben, wo die Drehzahl des rechten Rads und die Drehzahl des linken Rads addiert werden. Block 1002 gibt die Summe der Drehzahl des rechten Rads und der Drehzahl des linken Rads an Block 1004 aus. Block 1004 multipliziert die Summe der Drehzahl des rechten Rads und der Drehzahl des linken Rads mit einem Wert von 0,5, um eine durchschnittliche Raddrehzahl zu erzeugen. Die durchschnittliche Raddrehzahl wird in die Summierstelle 1006 eingegeben. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird ebenfalls in die Summierstelle 1006 eingegeben. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird von der durchschnittlichen Radgeschwindigkeit an der Summierstelle 1006 subtrahiert und die Summierstelle 1006 gibt einen Radschlupfbetrag an Block 1038 und Block 1008 aus.
In Block 1008 indexieren oder referenzieren der Radschlupfbetrag und die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung eine Funktion, die nur Werte von eins und null oder alternativ wahr und falsch enthält. Die Funktion gibt einen Wert eins oder wahr aus, wenn der Radschlupf innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Die vorbestimmten Werte können empirisch bestimmt sein. Die Funktion gibt einen Wert null oder falsch aus, wenn der Radschlupffehller nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Die Ausgabe von Block 1008 wird in Block 1034 eingegeben.
Die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung und der Gierratenfehler werden in Block 1010 eingegeben. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung und der Fahrzeuggierratenfehlerfehler indizieren oder referenzieren eine Funktion, die nur Werte eins oder wahr und null oder falsch enthält. Die Funktion gibt einen Wert eins oder wahr aus, wenn der Fahrzeuggierratenfehler innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Die vorbestimmten Werte können empirisch bestimmt sein. Die Funktion gibt einen Wert null oder falsch aus, wenn der Fahrzeuggierratenfehler nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Die Ausgabe von Block 1010 wird in Block 1034 eingegeben.
Die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung und die Querbeschleunigung werden in Block 1012 eingegeben. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung und Fahrzeugquerbeschleunigung indizieren oder referenzieren eine Funktion, die nur Werte eins oder wahr und null oder falsch enthält. Die Funktion gibt einen Wert eins oder wahr aus, wenn die Fahrzeugbeschleunigung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Die vorbestimmten Werte können empirisch bestimmt sein. Die Funktion gibt einen Wert null oder falsch aus, wenn der Fahrzeuggierratenfehler nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Die Ausgabe von Block 1012 wird in Block 1034 eingegeben.
Block 1034 führt eine boolesche UND-Operation an den Ausgaben der Blöcke 1008, 1010 und 1012 durch. Somit ist, wenn alle Blöcke 1008, 1010 und 1012 einen Wert eins oder wahr ausgeben, die Ausgabe von Block 1034 eine logische Eins oder wahr. Andernfalls ist die Ausgabe von Block 1034 eine logische Null oder falsch. Die Ausgabe von Block 1034 wird in Block 1040 eingegeben.
Block 1038 empfängt die Ausgabe der Summierstelle 1006 (Radschlupfbetrag) und Block 1038 gibt eine logische Eins oder einen wahren Wert aus, wenn der Radschlupfbetrag größer als ein Schwellenradschlupfbetrag ist. Andernfalls gibt Block 1038 eine logische Null oder falsch aus. Die Ausgabe von Block 1038 wird in Block 1040 eingegeben.
Block 1036 empfängt Eingaben von dem Lenkwinkelsensor 151 (in 1 gezeigt) und Block 1036 gibt eine logische Eins oder einen wahren Wert aus, wenn der Lenkradwinkel kleiner als ein Schwellenlenkradwinkel ist. Andernfalls gibt Block 1036 eine logische Null oder falsch aus. Die Ausgabe von Block 1036 wird in Block 1040 eingegeben.
Block 1040 führt eine boolesche UND-Operation an den Ausgaben der Blöcke 1038, 1036 und 1034 durch. Somit ist, wenn alle Blöcke 1038, 1036 und 1034 einen Wert eins oder wahr ausgeben, die Ausgabe von Block 1040 eine logische Eins oder wahr. Andernfalls ist die Ausgabe von Block 1040 eine logische Null oder falsch. Die Ausgabe von Block 1040 wird in die Setzeingabe von Block 1042 (die Zwischenspeicherfunktion) eingegeben.
Das Fahrerbedarfsdrehmoment und das gemessene Drehmoment der Sekundärachse werden in Block 1014 eingegeben. Das gemessene Drehmoment der Sekundärachse wird in Block 1014 von dem Fahrerbedarfsdrehmoment subtrahiert und Block 1014 gibt das Ergebnis an Block 1018 aus. Das Ergebnis ist ein Betrag an zusätzlichem Drehmoment, das die Primärachse ausgeben kann, um das Fahrerbedarfsdrehmoment zu erfüllen.
Die Drehmomentanforderung der Primärachse und der Schwellenwert der Drehmomentsteuerungsanforderung der Primärachse werden in die Summierstelle 1016 eingegeben. Die Summierstelle 1016 addiert die Drehmomentsteuerungsanforderung der Primärachse und den Schwellenwert der Primärachsendrehmomentsteuerung. Das Ergebnis des Addierens der Drehmomentsteuerungsanforderung der Primärachse und des Schwellenwerts der Primärachsendrehmomentsteuerung wird an Block 1018 ausgegeben.
Block 1018 bestimmt, ob die Ausgabe von Block 1014 größer oder gleich der Ausgabe der Summierstelle 1016 ist. Wenn dies der Fall ist, gibt Block 1014 eine logische Eins oder wahr aus. Andernfalls gibt Block 1014 eine logische Null oder falsch aus. Die Ausgabe von Block 1014 wird in Block 1020 eingegeben.
Das Flag für den Drehzahlsteuerungsauslöser der Sekundärachse wird in Block 1020 eingegeben und das Flag für den Drehzahlsteuerungsauslöser der Sekundärachse wird von einer Zwischenspeicherfunktion ähnlich 1042 ausgegeben. Block 1018 führt eine boolesche UND-Operation an dem Flag für den Drehzahlsteuerungsauslöser der Sekundärachse und der Ausgabe von Block 1018 durch. Wenn sowohl die Ausgabe von Block 1018 als auch das Flag für den Drehzahlsteuerungsauslöser der Sekundärachse wahr oder ein Wert eins sind, gibt Block 1020 somit einen Wert eins oder wahr aus. Andernfalls gibt Block 1020 einen Wert null oder falsch aus. Die Ausgabe von Block 1020 wird in Block 1022 eingegeben und Block 1022 führt eine boolesche NICHT-Operation an der Ausgabe von Block 1020 durch. Der Block gibt das Ergebnis der booleschen NICHT-Operation an Block 1028 aus.
Block 1024 bestimmt, ob der gemessene Radschlupf der Primärachse geringer oder gleich dem Rücksetzschwellenwert des Radschlupfs der Primärachse ist. Wenn dies der Fall ist, gibt Block 1024 eine logische Eins oder wahr aus. Andernfalls gibt Block 1024 eine logische Null oder falsch aus. Die Ausgabe von Block 1024 wird in Block 1028 eingegeben. Der Rücksetzschwellenwert des Radschlupfs der Primärachse kann empirisch bestimmt werden, indem das Fahrzeug auf verschiedenen Oberflächen getestet wird und gewünschte Schlupfwerte bestimmt werden, die die Schlupfsteuerung verlassen kann, ohne eine weitere Raddrehzahländerung zu verursachen.
Block 1026 vergleicht das gemessene Primärachsendrehmoment mit der Drehmomentanforderung des Primärachsendrehmomentmodus. Wenn die Drehzahlsteuerung aktiv ist, ist das gemessene Primärachsendrehmoment das Drehzahlsteuermoment. Block 1026 zwingt die Drehzahlsteuerung zum Beenden, wann immer das Drehzahlsteuerungsdrehmoment das Drehmomentsteuerungsdrehmoment überschreitet.
Block 1028 führt eine boolesche UND-Operation an den Ausgaben der Blöcke 1022, 1024 und 1026 durch. Wenn also alle Ausgaben der Blöcke 1022, 1024 und 1026 wahr oder ein Wert eins sind, gibt Block 1028 somit einen Wert eins oder wahr aus. Andernfalls gibt Block 1028 einen Wert null oder falsch aus. Die Ausgabe von Block 1028 wird in Block 1032 eingegeben.
Block 1030 bestimmt, ob die Fahrerbedarfsdrehmomentanforderung geringer als ein Drehmomentaustrittsschwellenwert ist. Wenn dies der Fall ist, gibt Block 1030 eine logische Eins oder wahr aus. Andernfalls gibt Block 1030 eine logische Null oder falsch aus. Die Ausgabe von Block 1030 wird in Block 1032 eingegeben. Der Drehmomentaustrittsschwellenwert kann empirisch bestimmt werden, indem der Schwellenwert eingestellt wird, bis der Übergang vom Drehzahlsteuermodus zum Drehmomentsteuermodus auf allen Oberflächen reibungslos verläuft, wenn der Fahrer das Gaspedal freigibt, wodurch das Fahrerbedarfsdrehmoment reduziert wird.
Block 1032 führt eine boolesche ODER-Operation an den Ausgaben der Blöcke 1030 und 1028 durch. Wenn entweder die Ausgaben der Blöcke 1030 und 1028 wahr oder ein Wert eins sind, dann gibt Block 1032 somit einen Wert eins oder wahr aus. Andernfalls gibt Block 1032 einen Wert null oder falsch aus. Die Ausgabe von Block 1032 wird in das Rücksetzen des Blocks 1042 eingegeben.
Block 1042 führt die zuvor beschriebene Zwischenspeicherfunktion aus. Insbesondere wenn die Eingabe in den Setzeingang 1042a eine logische Eins oder wahr ist und die Eingabe in den Rücksetzeingang 1042b eine logische Null oder falsch ist, wird die Ausgabe 1042b von Block 1042 auf einer logischen Eins oder wahr gehalten, solange der Rücksetzeingang 1042b keine logische Eins oder wahre Eingabe empfängt. Wenn der Rücksetzeingang 1042b eine logische Stufe eins oder wahr empfängt, dann ändert sich die Ausgabe 1042b von Block 1042 zu einer logischen Null oder falsch, bis der Rücksetzeingang 1042b eine logische Null oder falsch empfängt und der Setzeingang 1042a eine logische Stufe eins oder wahr empfängt. Die Ausgabe von Block 1042 ist ein Flag für eine Drehmomentsteuerungsauslösung der Primärachse.
Nun ist unter Bezugnahme auf 11 ein Blockdiagramm zum Bestimmen eines Radschupfziels oder einer angeforderten Achsendrehzahl gezeigt. Die Radschlupfziel- oder Anforderungsgeneratorunterfunktion ist für das Bestimmen des Radschlupfziels oder der Drehzahlanforderung verantwortlich, um die Traktion während der Schlupfsteuerung zu maximieren. Das Radschlupfziel oder die Radschlupfanforderung wird durch Bestimmen eines/r Raddrehzahlziels oder -anforderung für die Primärachse realisiert. Das Drehzahlziel oder die Radschlupfanforderung wird berechnet, indem die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung in rad/s im Radbereich umgewandelt und das gewünschte Radschlupfziel oder die Radschlupfanforderung hinzuaddiert wird. Das resultierende Raddrehzahlziel oder die Raddrehzahlanforderung liefert das gewünschte Radschlupfziel oder die Radschlupfanforderung, wenn die Drehzahlsteuerung mit geschlossenem Regelkreis in den Wechselrichtersteuerungen aktiviert wird. Das Radschlupfziel oder die Radschlupfanforderung der Primärachse wird durch einen Vorwärtskopplungsweg mit zwei Modifikatoren bestimmt. Das Basisradschlupfziel wird über eine Lookup-Tabelle bestimmt, die den Fahrzeuggierratenfehler und die Fahrzeuggeschwindigkeit überwacht. Das Radschlupfziel oder die Radschlupfanforderung wird auf Grundlage des Fahrzeuggierratenfehlers eingestellt, um Übersteuern und Untersteuern zu korrigieren, während die Radschlupfsteuerung aktiv ist. Der erste Modifikator überwacht die Gaspedalposition und Fahrzeuggeschwindigkeit. Das Radschlupfziel wird zum Ausgleichen der Gaspedaleingabe des Fahrers eingestellt, um dem Fahrer die Möglichkeit zu geben, den Radschlupf mit der Gaspedalposition einzustellen. Der letzte Modifikator basiert auf dem µ-Split-Flag der Primärachse. Wenn das µ-Split-Flag falsch ist, wird der Modifikator auf eins gesetzt. Dies bewirkt, dass der Modifikator als Durchlass fungiert, da er keine Auswirkung auf das Radschlupfziel hat. Wenn jedoch das µ-Split-Flag auf wahr gesetzt ist, wird das Radschlupfziel auf einen vorbestimmten Wert hochgefahren, der auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer µ-Oberflächenschätzung basiert. Das Konzept besteht darin, dass während eines µ-Split-Ereignisses (z. B. befindet sich ein Rad einer Achse auf einer Oberfläche mit geringerer Reibung, während sich das andere Rad auf einer Oberfläche mit höherer Reibung befindet) das Radschlupfziel erhöht werden muss, um das Drehmoment auf der Achse zu erhöhen, sodass das Bremssystem das Drehmoment über eine individuelle Bremsdruckbetätigung auf das Rad mit hohem µ vorspannen kann.
Die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung und der Fahrzeuggierratenfehler werden in Block 1102 eingegeben. In Block 1102 indexieren oder referenzieren der Fahrzeuggierratenfehler und die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung eine Funktion, die Primärachsengierwerte basierend auf Ziel- oder Anforderungsdrehzahlwerten enthält. Es gibt einen eindeutigen Drehzahlziel- oder -anforderungswert der Primärachse für jede Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung und jedes Fahrzeuggierratenfehlerpaar. Die Funktion gibt einen Wert des Drehzahlziels oder der Drehzahlanforderung der Primärachse an Block 1114 aus. Die Primärachsdrehzahlziel- oder -anforderungswerte in der Funktion können durch Einleiten von Untersteuern/Übersteuern auf verschiedenen Oberflächen und Einstellen von Werten in einer Tabelle empirisch bestimmt werden, sodass die Drehzahlsteuerung Übersteuern und Untersteuern reibungslos korrigiert.
Die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung und die Gaspedalposition werden in Block 1104 eingegeben. In Block 1104 indexieren oder referenzieren die Gaspedalposition und die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung eine Funktion, die Modifikationswerte der Primärachsendrehzahl enthält. Es gibt einen eindeutigen Drehzahlmodifikationsziel- oder - anforderungswert der Primärachse für jede Gaspedalposition und jedes Fahrzeuggierratenfehlerpaar. Die Funktion gibt einen Wert des Drehzahlmodifikationsziels oder der Drehzahlmodifikationsanforderung der Primärachse an Block 1114 aus. Die Drehzahlmodifikationsziel- oder -anforderungswerte der Primärachse in der Funktion können durch Einleiten eines Radschlupfereignisses und Modulieren des Radschlupfziels empirisch bestimmt werden, um eine wünschenswerte Reaktion auf die Pedaleingabe (z. B. Gaspedaleingabe) des Fahrers zu erzielen, während eine straffe Schlupfsteuerung über die Räder beibehalten wird. Die Hauptidee hinter dieser Tabelle besteht darin, ein „totes Pedalgefühl“ zu vermeiden, wenn eine Pedaleingabe nicht zu einer direkten Fahrzeugreaktion führt. Diese Tabelle gibt dem Fahrer eine gewisse Kontrolle über den Radschlupf, um Befahren von Sand oder Kies zu bewältigen.
Eine maximale Achsendrehzahlratengrenze, eine minimale Achsendrehzahlratengrenze und der Wert des µ-Split-Flag der Primärachse werden in Block 1106 eingegeben. Block 1106 gibt einen Modifikator innerhalb des Bereichs von [0, 1] aus. Der Ratenbegrenzungsblock ist nur eine Möglichkeit, die „Ein/Aus“ -Natur des µ-Split-Flags in einen reibungslosen Übergang zu übersetzen. Dieser Block stellt eine gleichmäßige Erhöhung/Verringerung des Schlupfziels bereit, wenn das µ-Split-Flag auf wahr oder falsch wechselt. Die Eingabe in Block 1106 ist das µ-Split-Flag für die Primärachse (split Mu). Block 1106 gibt die minimale Achsendrehzahlratengrenze an Block 1110 aus, wenn der Drehzahlsteuerungsauslösewert der Primärachse falsch oder eine logische 0 ist.
Die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung und µ-Schätzung werden in Block 1108 eingegeben. In Block 1108 indexieren oder referenzieren die µ-Schätzung und die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung eine Funktion, die Werte der gewünschten Erhöhung des Radschlupfs während eines µ-Split-Ereignisses enthält. Es gibt eine eindeutige Erhöhung des Radschlupfwerts für jedes Paar von µ-Schätzung und Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung. Die Funktion gibt einen Wert für zusätzlichen Radschlupf an Block 1110 aus. Die zusätzlichen Radschlupfwerte in der Funktion können durch Einleiten von Schlupfereignissen auf verschiedenen µ-Split-Oberflächen und Kalibrieren des zusätzlichen Radschlupfbetrags, der erforderlich ist, um den Reibungsbremsen zu ermöglichen, den größten Drehmomentbetrag auf das Rad mit hohem µ vorzuspannen, empirisch bestimmt werden.
Bei Block 1110 werden die Ausgabe von Block 1106 und die Ausgabe von Block 1108 multipliziert. Das Ergebnis der Multiplikation wird von Block 1110 an Block 1112 ausgegeben. Block 1112 wählt den größeren Wert der Ausgabe von Block 1110 und einen Wert eins aus. Block 1112 gibt den großen der beiden Werte an Block 1114 aus.
Block 1114 multipliziert die Ausgabe von Block 1102 mit der Ausgabe von Block 1104, um ein erstes Ergebnis zu erzeugen. Das erste Ergebnis wird mit der Ausgabe von Block 1112 multipliziert, um ein zweites Ergebnis zu erzeugen. Das zweite Ergebnis wird von Block 1114 an Block 1116 ausgegeben. Block 1116 gibt einen kleineren Wert der Ausgabe von Block 1114 und eine maximale Radschlupfgrenze an die Summierstelle 1120 aus. Die Ausgabe von Block 1116 ist eine Radschlupfanforderung oder ein Radschlupfziel. Die Fahrzeuggeschwindigkeitsschätzung wird in Block 1118 eingegeben und Block 1118 wandelt die Fahrzeuggeschwindigkeit in Radianten pro Sekunde um, um eine Raddrehzahl zu erzeugen. Block 1118 gibt die Raddrehzahl an die Summierstelle 1120 aus. Die Summierstelle 1120 addiert die Raddrehzahl und die Radschlupfdrehzahlanforderung, um ein Drehzahlziel- oder - anforderungswert der Primärachse zu erzeugen. Die Summierstelle 1120 gibt den Drehzahlziel- oder -anforderungswert der Primärachse aus.
Unter Bezugnahme auf 12 ist ein Blockdiagramm einer Raddrehzahlsteuerung mit geschlossenem Regelkreis zur Raddrehzahlschlupfsteuerung gezeigt. Die Wechselrichtersteuerungen der Primär- und Sekundärachse laufen typischerweise mit einer sehr schnellen Vorgangsrate in der Größenordnung von 500 Hz. Daher ist es der geeignete Ort, um eine Drehzahlsteuerung der elektrischen Maschine mit geschlossenem Regelkreis durchzuführen. Wenn ein Traktionsmotor (z. B. eine elektrische Maschine) durch ein offenes Differential zum Antreiben der Räder des Fahrzeugs verwendet wird, ist die Traktionsmotordrehzahl der Durchschnitt der Raddrehzahlen. Daher steuert das Steuern der Traktionsmotordrehzahl direkt die durchschnittliche Raddrehzahl der Achse. Die kontinuierliche Radschlupfsteuerung nutzt eine präzise Steuerung der Raddrehzahl. Die Aufgabe der Wechselrichtersteuerungen besteht darin, der Achse das angeforderte Drehmoment im Drehmomentsteuermodus und die angeforderte Drehzahl im Drehzahlsteuermodus zuzuführen.
Die Wechselrichtersteuerungen stellen eine Mischung zwischen zwei unterschiedlichen Drehmomentanforderungen auf Grundlage des Werts des Drehzahlsteuerungsauslösers bereit. Wenn der Drehzahlsteuerungsauslöser falsch ist, durchläuft die Drehmomentmischstrategie die Drehmomentmodus-Drehmomentanforderung. Somit wird die Achse in einem Drehmomentsteuermodus betrieben. Wenn der Drehzahlsteuerungsauslöser wahr ist, mischt die Drehmomentmischstrategie den Elektromotordrehmomentbefehl von der Drehmomentmodus-Drehmomentanforderung mit der Drehzahlmodus-Drehmomentanforderung, die durch die Elektromotordrehzahlsteuerung mit geschlossenem Regelkreis erzeugt wird. Es ist zu beachten, dass die Elektromotordrehzahlsteuerung mit geschlossenem Regelkreis eine Elektromotordrehmomentanforderung erzeugt, um die Elektromotordrehzahl auf eine angeforderte Drehzahl zu regeln. Gleichermaßen wird der Drehmomentbefehl von der Drehzahlmodus-Drehmomentanforderung zu der Drehmomentmodus-Drehmomentanforderung übergehen, wenn sich das Flag für den Drehzahlsteuerungsauslöser von wahr zu falsch ändert. Innerhalb der Elektromotordrehzahlsteuerung mit geschlossenem Regelkreis wird die Drehmomentanforderung der Steuerung mit geschlossenem Regelkreis auf innerhalb der Drehmomentmodus-Drehmomentanforderung begrenzt, um ein Erhöhen der Raddrehmomentanforderung über den Fahrerbedarf zu vermeiden.
Das Raddrehzahlziel oder die Raddrehzahlanforderung von Block 1120 wird in Block 1202 eingegeben. Block 1202 multipliziert das Raddrehzahlziel oder die Raddrehzahlanforderung mit einem Übersetzungsverhältnis, das zwischen dem Rad und dem Elektromotor vorliegt, um eine angeforderte Elektromotordrehzahl zu erzeugen. Block 1202 gibt die angeforderte Elektromotordrehzahl an die Summierstelle 1204 aus. Eine gemessene Elektromotordrehzahl wird an der Summierstelle 1204 von der angeforderten Elektromotordrehzahl subtrahiert, um einen Elektromotordrehzahlfehler zu erzeugen. Die Summierstelle 1204 gibt den Elektromotordrehzahlfehler an Block 1206 aus.
Block 1206 kann eine beliebige bekannte Art von Steuerung sein. In einem Beispiel ist Block 1206 eine Proportional-/Integralsteuerung, die das Elektromotordrehmoment als Reaktion auf eine Summe eines Anteils des Elektromotordrehzahlfehlers und des integrierten Elektromotordrehzahlfehlers einstellt, um die Elektromotordrehzahl zu steuern. Somit ist die Ausgabe von Block 1206 eine Drehmomentanforderung des Elektromotordrehzahlsteuermodus. Alternativ kann Block 1206 ein linearer quadratischer Regler oder eine andere bekannte Steuerung sein. Block 1206 gibt einen Drehmomentbefehl der Elektromotordrehzahlsteuerung aus, der in Block 1208 eingegeben wird.
Eine Drehmomentanforderung des Elektromotordrehmomentmodus, ein Drehzahlsteuerungsauslöser und eine Drehmomentanforderung des Drehzahlsteuermodus werden in Block 1208 eingegeben. Die Drehmomentanforderung des Motordrehmomentmodus wird aus einem Fahrerbedarfsdrehmoment bestimmt. Das Fahrerbedarfsdrehmoment wird über Referenzieren einer Tabelle oder einer Funktion von Fahrerdrehmomentanforderungen über Gaspedalposition und Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Die Fahrerbedarfsdrehmomentwerte, die in der Tabele gespeichert werden, können über ein Betrieben des Fahrzeugs auf einem Drehmomentmesser und ein Einstellen der Fahrerbedarfsdrehmomentwerte empirisch bestimmt werden, während Gaspedalposition und Fahrzeuggeschwindigkeit eingestellt werden, bis eine akzeptable Fahrzeugreaktion bereitgestellt wird.
Block 1208 leitet die Fahrerbedarfsdrehmomentanforderung ohne Einstellungen durch sich selbst, wenn der Geschwindigkeitssteuerungsauslösewert falsch oder eine logische Null ist. Block 1208 gibt eine Mischung aus dem Fahrerbedarfsdrehmoment und dem Drehzahlmodus-Drehmomentbefehl aus, wenn der Drehzahlsteuerungsauslösewert wahr oder logisch eins ist. Die Mischung aus Fahrerbedarfsdrehmoment und Drehzahlmodus-Drehmoment kann für eine vorbestimmte Dauer durchgeführt werden, bevor der Drehmomentbefehl der elektrischen Maschine nur dem Drehmomentbefehl des Drehzahlmodus entspricht. Zum Beispiel kann Block 1208 anfänglich eine Summe von 90 % des Fahrerbedarfsdrehmoments und 10 % der Drehmomentanforderung der Drehzahlsteuerung ausgeben. Im Laufe der Zeit kann Block 1208 eine Summe von 30 % des Fahrerbedarfsdrehmoments und 70 % des Drehzahlmodus-Drehmomentbefehls ausgeben. Nachdem eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, ist der Befehl der elektrischen Maschine gleich 100 % der Drehmomentanforderung im Drehzahlmodus und 0 % der Drehmomentanforderung im Drehmomentmodus. Die Ausgabe von Block 1208 wird an den Wechselrichter abgegeben und der Wechselrichter stellt Strom und/oder Spannung ein, die der elektrischen Maschine zugeführt werden, um den Drehmomentanforderungswert bereitzustellen, der von Block 1208 ausgegeben wird.
Auf diese Weise kann das Verfahren aus 2-12 als Reaktion auf das Erfassen von Radschlupf vom Betreiben einer Achse in einem Drehmomentmodus zum Betreiben der Achse in einem Drehzahlsteuermodus wechseln. Ferner stellt das Verfahren das Drehmoment der elektrischen Maschine während des Betriebs im Drehzahlsteuermodus durch Mischen eines Drehmomentbefehls im Drehmomentmodus und eines Drehmomentbefehls im Drehzahlmodus ein.
Somit stellt das Verfahren aus 2-12 ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereit, das Folgendes umfasst: Betreiben einer elektrischen Maschine einer ersten Achse in einem Drehmomentsteuermodus über eine Steuerung; und Verlassen des Drehmomentsteuermodus und Eintreten der elektrische Maschine der ersten Achse in einen Drehzahlsteuermodus über die Steuerung als Reaktion auf eine Angabe eines Radschlupfs der ersten Achse. Das Verfahren umfasst ferner Einstellen des Drehmoments der elektrischen Maschine der ersten Achse als Reaktion auf ein Fahrerbedarfsdrehmoment bei Fehlen der Angabe, dass das Rad der ersten Achse rutscht. Das Verfahren beinhaltet, dass ein Betreiben im Drehzahlsteuermodus Einstellen des Drehmoments der elektrischen Maschine der ersten Achse beinhaltet, sodass die elektrische Maschine der ersten Achse einer angeforderten Drehzahl folgt. Das Verfahren beinhaltet, dass die angeforderte Drehzahl von einer Gaspedalposition und Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig ist. Das Verfahren beinhaltet, dass die angeforderte Drehzahl von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Fahrzeuggierrate abhängig ist. Das Verfahren beinhaltet, dass die angeforderte Drehzahl von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem geschätzten Reibungskoeffizienten abhängig ist. Das Verfahren beinhaltet, dass der Drehzahlsteuermodus ein Drehzahlsteuermodus mit geschlossenem Regelkreis ist.
Das Verfahren aus 2-12 stellt auch ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereit, das Folgendes umfasst: Betreiben einer elektrischen Maschine einer ersten Achse in einem ersten Drehmomentsteuermodus und einer elektrischen Maschine einer zweiten Achse in einem zweiten Drehmomentsteuermodus über eine Steuerung; und Verlassen des ersten Drehmomentsteuermodus und Eintreten der elektrischen Maschine der ersten Achse in einen ersten Drehzahlsteuermodus über die Steuerung als Reaktion auf eine Angabe, dass ein Rad der ersten Achse rutscht, und Fortsetzen des Betreibens der elektrischen Maschine der zweiten Achse in dem zweiten Drehmomentsteuermodus als Reaktion auf das Fehlen einer Angabe, dass ein Rad der zweiten Achse rutscht. Das Verfahren umfasst ferner Anfordern eines ersten Drehmoments von der elektrischen Maschine der ersten Achse auf Grundlage eines Fahrerbedarfsdrehmoments beim Betreiben der elektrischen Maschine der ersten Achse im ersten Drehmomentsteuermodus und Anfordern eines zweiten Drehmoments von der elektrischen Maschine der zweiten Achse auf Grundlage des Fahrerbedarfsdrehmoments beim Betreiben der elektrischen Maschine der zweiten Achse im zweiten Drehmomentsteuermodus, wobei das erste Drehmoment plus das zweite Drehmoment gleich dem Fahrerbedarfsdrehmoment ist.
In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner Einstellen des zweiten Drehmoments der elektrischen Maschine der zweiten Achse als Reaktion auf das Fahrerbedarfsdrehmoment und ein Drehmoment im Drehzahlsteuermodus der elektrischen Maschine der ersten Achse. Das Verfahren umfasst ferner Verlassen des zweiten Drehmomentsteuermodus und Eintreten der elektrischen Maschine der zweiten Achse in einen zweiten Drehzahlsteuermodus über die Steuerung als Reaktion auf eine Angabe, dass ein Rad der zweiten Achse rutscht. Das Verfahren umfasst ferner Verlassen des ersten Drehmomentsteuermodus und Eintreten der elektrischen Maschine der ersten Achse in den ersten Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf einen Gierratenfehler des Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst ferner Verlassen des zweiten Drehmomentsteuermodus und Eintreten der elektrischen Maschine der zweiten Achse in den ersten Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf eine µ-Split-Angabe.
In einer weiteren Darstellung stellt das Verfahren aus 2-12 ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereit, das Folgendes umfasst: Betreiben einer elektrischen Maschine einer ersten Achse in einem Drehmomentsteuermodus als Reaktion auf ein Eintreten in einen ersten Zustand einer Zustandsmaschine über eine Steuerung; und Verlassen des Drehmomentsteuermodus und Eintreten der elektrischen Maschine der ersten Achse in einen Drehzahlsteuermodus über die Steuerung als Reaktion auf ein Eintreten in einen zweiten Zustand der Zustandsmaschine, wobei in den zweiten Zustand eingetreten wird, wenn eine vorbestimmte Gruppe von Bedingungen erfüllt ist. Das Verfahren umfasst ferner Eintreten in einen dritten Zustand der Zustandsmaschine vor Zurückkehren in den ersten Zustand. Das Verfahren beinhaltet, dass als Reaktion darauf, dass eine zweite vorbestimmte Gruppe von Bedingungen erfüllt ist, in den dritten Zustand eingetreten wird.
Nun ist unter Bezugnahme auf 13 eine Fahrzeugbetriebsabfolge gemäß dem Verfahren aus 2-12 und dem System aus 1 gezeigt. Die Sequenz aus 13 kann über das System aus 1 in Zusammenwirkung mit dem Verfahren aus 2-12 bereitgestellt werden. Die vertikalen Linien bei den Zeitpunkten t0-t3 geben Zeitpunkte an, die in der Sequenz von besonderem Interesse sind.
Der erste Verlauf von oben aus 13 ist ein Verlauf der Drehzahl gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Achsendrehzahl dar und die Achsendrehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit schreitet von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur fort. Die gestrichelte Linie 1302 stellt die angeforderte Primärachsendrehzahl dar. Die strichpunktierte Linie 1304 stellt die tatsächliche Primärachsendrehzahl dar. Die durchgezogene Linie 1306 stellt eine geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit dar.
Der zweite Verlauf von oben in 13 ist ein Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Achsendrehzahl dar und die Achsendrehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit schreitet von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur fort. Die gestrichelte Linie 1308 stellt die angeforderte Sekundärachsendrehzahl dar. Die strichpunktierte Linie 1310 stellt die tatsächliche Sekundärachsendrehzahl dar. Die durchgezogene Linie 1312 stellt eine geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit dar.
Der dritte Verlauf von oben in 13 ist ein Verlauf des Zustands des Drehzahlsteuerungsauslösers gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt den Zustand des Drehzahlsteuerungsauslösers dar und der Drehzahlsteuerungsauslöser wird bestätigt oder aktiviert, wenn sich eine Ablaufverfolgung nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Ein Drehzahlsteuerungsauslöserzustand wird nicht bestätigt oder aktiviert, wenn sich eine Ablaufverfolgung nahe der horizontalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit schreitet von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur fort. Die gestrichelte Linie 1316 stellt den Drehzahlsteuerungsauslöserzustand der Sekundärachse dar. Die gestrichelte Linie 1314 stellt den Drehzahlsteuerungsauslöserzustand der Primärachse dar.
Der vierte Verlauf von oben in 13 ist ein Verlauf der Gaspedalposition gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Gaspedalposition dar, wobei sich die Gaspedalposition in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse erhöht (z. B. weiter betätigt wird). Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit schreitet von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur fort. Die Kurve 1318 stellt die Gaspedalstellung dar.
Der fünfte Verlauf von oben in 13 ist ein Verlauf des Drehmoments der der Primärachse gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt das Drehmoment der Primärachse dar, und das Drehmoment der Primärachse nimmt in der Richtung des nach oben gerichteten Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit schreitet von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur fort. Die gestrichelte Linie 1320 stellt die angeforderte Drehmomentmodus-Drehmomentanforderung der Primärachse im Drehmomentmodus dar. Die strichpunktierte Linie 1324 stellt die Drehzahlmodus-Drehmomentanforderung der Primärachse dar. Die durchgezogene Linie 1322 stellt den Drehmomentanforderungsbefehl der Primärachse dar, der dem Wechselrichter zugeführt wird, der das Drehmoment der elektrischen Maschine der Primärachse steuert.
Der sechste Verlauf von oben aus 13 ist ein Verlauf des Drehmoments der Sekundärachse gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt ein Drehmoment der Sekundärachse dar, und das Drehmoment der Sekundärachse nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit schreitet von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur fort. Die gestrichelte Linie 1326 stellt die angeforderte Drehmomentanforderung der Sekundärachse im Drehmomentmodus dar. Die strichpunktierte Linie 1330 stellt die Drehmomentanforderung der Sekundärachse im Drehzahlmodus dar. Die durchgezogene Linie 1328 stellt den Drehmomentanforderungsbefehl der Sekundärachse dar, der dem Wechselrichter zugeführt wird, der das Drehmoment der elektrischen Maschine der Sekundärachse steuert.
Zum Zeitpunkt t0 beginnt das Betätigen des Gaspedals durch den Fahrer des Fahrzeugs (nicht gezeigt). Die tatsächliche Primärachsendrehzahl, die angeforderte Primärachsendrehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit beginnen, sich zu erhöhen. Ebenso beginnen die tatsächliche Sekundärachsendrehzahl, die angeforderte Sekundärachsendrehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit, sich zu erhöhen. Die Drehzahlsteuerung wird für die Achsen nicht ausgelöst und das Primär- und Sekundärachsendrehmoment nehmen mit zunehmender Gaspedalposition zu. Die Drehzahlsteuerung-Drehmomentanforderungen der Primär- und Sekundärachse sind null, da die Drehzahlsteuerungsauslöser nicht bestätigt sind.
Zum Zeitpunkt t1 hat der Fahrer (nicht gezeigt) ausreichend Gaspedaleingabe angewendet, sodass die Primärachsendrehzahl eine erhebliche Schlupfüberschreitung erfährt, was dazu führt, dass der Steuerungsauslöser der Primärachse bestätigt wird. An diesem Punkt übernimmt die Raddrehzahlsteuerung der Primärachse mit geschlossener Schleife und verfolgt das Raddrehzahlziel. Der Drehmomentanforderungsbefehl der Primärachse beginnt, von der Drehmomentmodus-Drehmomentanforderung zu der Drehzahlmodus-Drehmomentanforderung überzugehen.
Zwischen Zeitpunkt t1 und t2 arbeitet die Primärachse im Drehzahlsteuermodus und die Sekundärachse arbeitet im Drehmomentsteuermodus. Die tatsächliche Primärachsendrehzahl erreicht einen Spitzenwert und nimmt dann ab, wenn der Drehmomentanforderungsbefehl der Primärachse von der Drehmomentmodus-Drehmomentanforderung in Richtung der Drehzahlmodus-Drehmomentanforderung reduziert wird. Der Drehmomentanforderungsbefehl der Sekundärachse ist gleich der Drehmomentanforderung des Drehmomentmodus der Sekundärachse.
Zum Zeitpunkt t2 erfährt die Sekundärachse eine erhebliche Schlupfüberschreitung, die die Sekundärachsenschlupfsteuerung auslöst. Die Raddrehzahlsteuerung der Sekundärachse mit geschlossener Schleife übernimmt und verfolgt das Raddrehzahlziel. Der Drehmomentanforderungsbefehl der Sekundärachse beginnt, von der Drehmomentmodus-Drehmomentanforderung zu der Drehzahlmodus-Drehmomentanforderung überzugehen.
Zwischen Zeitpunkt t2 und t3 arbeitet die Primärachse weiterhin im Drehzahlsteuermodus und die Sekundärachse arbeitet ebenfalls im Drehzahlsteuermodus. Die tatsächliche Primärachsendrehzahl folgt der Drehzahlanforderung der Primärachse und die Sekundärdrehzahl erreicht einen Spitzenwert und nimmt dann ab, wenn der Drehmomentanforderungsbefehl der Sekundärachse von der Drehmomentmodus-Drehmomentanforderung in Richtung der Drehzahlmodus-Drehmomentanforderung reduziert wird. Der Drehmomentanforderungsbefehl der Sekundärachse und der Drehmomentanforderungsbefehl der Primärachse sind kurz nach Zeitpunkt t2 gleich ihren jeweiligen Drehzahlmodus-Drehmomentanforderungen.
Zum Zeitpunkt t3 gibt der Fahrer (nicht gezeigt) das Gaspedal frei, was bewirkt, dass beide Achsen den Drehzahlsteuermodus verlassen. Der Drehmomentbefehl jeder Achse geht zu den Drehmomentmodusanforderungen ihrer jeweiligen Achse über, wenn die Drehzahlmodusanforderung die Drehmomentmodusanforderung für die jeweilige Achse abfängt. Nach dem Zeitpunkt t3 arbeiten beide Achsen im Drehmomentsteuermodus. Somit weist jede Achse ihre eigene unabhängige Schlupfregelung auf und jede Achse wird als Reaktion darauf, dass ein Radschlupf erfasst wird, in einem Drehzahlsteuermodus betrieben. Die Achsen können unabhängig von der Drehzahl- oder Drehmomentsteuerung in Abhängigkeit von dem Zustand des Flags für den Drehzahlsteuerungsauslöser betrieben werden.
Es wird nun auf 14 Bezug genommen, in der eine Fahrzeugbetriebsabfolge gemäß dem Verfahren aus 2-12 und dem System aus 1 gezeigt ist. Die Sequenz aus 13 kann über das System aus 1 in Zusammenwirkung mit dem Verfahren aus 2-12 bereitgestellt werden. Die vertikalen Linien bei den Zeitpunkten t10-t13 geben Zeitpunkte an, die in der Sequenz von besonderem Interesse sind.
Der erste Verlauf von oben aus 14 ist ein Verlauf der Drehzahl gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Achsendrehzahl dar und die Achsendrehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit schreitet von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur fort. Die gestrichelte Linie 1402 stellt die angeforderte Primärachsendrehzahl dar. Die strichpunktierte Linie 1404 stellt die tatsächliche Primärachsendrehzahl dar. Die durchgezogene Linie 1406 stellt eine geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit dar.
Der zweite Verlauf von oben in 14 ist ein Verlauf der Drehzahl gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Achsendrehzahl dar und die Achsendrehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit schreitet von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur fort. Die gestrichelte Linie 1408 stellt die angeforderte Sekundärachsendrehzahl dar. Die strichpunktierte Linie 1410 stellt die tatsächliche Sekundärachsendrehzahl dar. Die durchgezogene Linie 1412 stellt eine geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit dar.
Der dritte Verlauf von oben in 14 ist ein Verlauf des Betriebszustands der elektrischen Maschine gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt den Drehzahlsteuerungsauslöserzustand dar und der Drehzahlsteuerungsauslöser wird bestätigt oder aktiviert, wenn sich eine Ablaufverfolgung nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Ein Drehzahlsteuerungsauslöserzustand wird nicht bestätigt oder aktiviert, wenn sich eine Ablaufverfolgung nahe der horizontalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit schreitet von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur fort. Die gestrichelte Linie 1416 stellt den Drehzahlsteuerungsauslöserzustand der Sekundärachse dar. Die gestrichelte Linie 1414 stellt den Drehzahlsteuerungsauslöserzustand der Primärachse dar.
Der vierte Verlauf von oben in 14 ist ein Verlauf von µ-Split-Flag-Variablen der Primär- und Sekundärachse gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt den Zustand der µ-Split-Flags der Primär- und Sekundärachse dar und ein µ-Split-Flag wird bestätigt, wenn sich eine Ablaufverfolgung auf einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Die µ-Split-Flags werden nicht bestätigt, wenn sich die Spuren nahe der horizontalen Achse befinden. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit schreitet von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur fort. Die durchgezogene Linie 1414 stellt einen µ-Split-Zustand einer Primärachse dar und die gestrichelte Linie 1416 stellt einen µ-Split-Zustand einer Sekundärachse dar.
Zum Zeitpunkt t10 beginnt das Betätigen des Gaspedals durch den Fahrer des Fahrzeugs (nicht gezeigt). Die tatsächliche Primärachsendrehzahl, die angeforderte Primärachsendrehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit beginnen, sich zu erhöhen. Ebenso beginnen die tatsächliche Sekundärachsendrehzahl, die angeforderte Sekundärachsendrehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit, sich zu erhöhen. Die Drehzahl steuerung wird für die Achsen nicht ausgelöst und das Primär- und Sekundärachsendrehmoment nehmen mit zunehmender Gaspedalposition zu. Das µ-Split-Flag ist nicht bestätigt.
Zum Zeitpunkt t11 erfährt die Primärachse eine erhebliche Überschreitung des Radschlupfs und der Drehzahlsteuerungsauslöser der Primärachse ist betätigt. Die Raddrehzahlsteuerung mit geschlossenem Regelkreis der Primärachse übernimmt, um den Radschlupf der Primärachse zu steuern.
Zum Zeitpunkt t12, kurz nachdem die Schlupfsteuerung aktiviert wurde, löst das µ-Split-Flag der Primärachse wahr aus, was angibt, dass die Primärachse auf einer µ-Split-Oberfläche arbeitet. Sobald das µ-Split-Flag für die Primärachse ausgelöst wurde, wird das Drehzahlziel der Primärachse erhöht, um das Gesamtdrehmoment an der Primärachse zu erhöhen. Die Bremssteuerungen weisen nun ausreichend Drehmoment an der Achse auf, um das Drehmoment auf das Rad mit hohem µ vorzuspannen. Die Bremssteuerung kann zu diesem Zeitpunkt damit beginnen, die Reibungsbremsen der Vorderachse zu betätigen.
Zum Zeitpunkt t3 wird das µ-Split-Flag deaktiviert und das Drehzahlziel wird wieder auf seinen ursprünglichen Wert reduziert. Es ist zu beachten, dass die Sekundärachse während dieses gesamten Ereignisses in der Drehmomentsteuerung verblieb. Die µ-Split-Erfassungs- und Schlupfsteuerung arbeitet für jede Achse unabhängig.
Nun ist unter Bezugnahme auf 15 eine Fahrzeugbetriebsabfolge gemäß dem Verfahren aus 2-12 und dem System aus 1 gezeigt. Die Sequenz aus 15 kann über das System aus 1 in Zusammenwirkung mit dem Verfahren aus 2-12 bereitgestellt werden. Die vertikalen Linien bei den Zeitpunkten t20-t23 geben Zeitpunkte an, die in der Sequenz von besonderem Interesse sind.
Der erste Verlauf von oben aus 15 ist ein Verlauf der Drehzahl gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Achsendrehzahl dar und die Achsendrehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit schreitet von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur fort. Die gestrichelte Linie 1502 stellt die angeforderte Primärachsendrehzahl dar. Die strichpunktierte Linie 1504 stellt die tatsächliche Primärachsendrehzahl dar. Die durchgezogene Linie 1506 stellt eine geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit dar.
Der zweite Verlauf von oben in 15 ist ein Verlauf der Drehzahl gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt die Achsendrehzahl dar und die Achsendrehzahl nimmt in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit schreitet von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur fort. Die gestrichelte Linie 1508 stellt die angeforderte Sekundärachsendrehzahl dar. Die strichpunktierte Linie 1510 stellt die tatsächliche Sekundärachsendrehzahl dar. Die durchgezogene Linie 1512 stellt eine geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit dar.
Der dritte Verlauf von oben in 15 ist ein Verlauf eines Drehzahlsteuerungsauslöserzustand gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt den Drehzahlsteuerungsauslöserzustand dar und der Drehzahlsteuerungsauslöser wird bestätigt oder aktiviert, wenn sich eine Ablaufverfolgung nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Ein Drehzahlsteuerungsauslöserzustand wird nicht bestätigt oder aktiviert, wenn sich eine Ablaufverfolgung nahe der horizontalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit schreitet von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur fort. Die gestrichelte Linie 1516 stellt den Drehzahlsteuerungsauslöserzustand der Sekundärachse dar. Die gestrichelte Linie 1514 stellt den Drehzahlsteuerungsauslöserzustand der Primärachse dar.
Der vierte Verlauf von oben in 14 ist ein Verlauf des Fahrzeuggierratenfehlers gegenüber der Zeit. Die vertikale Achse stellt den Gierratenfehler des Fahrzeugs dar und der Gierratenfehler auf dem Niveau der horizontalen Achse ist null. Die Größe des Gierratenfehlers nimmt in Richtung der Pfeile der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die Zeit schreitet von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur fort. Die durchgezogene Linie 1512 stellt den Gierratenfehler des Fahrzeugs dar.
Zum Zeitpunkt t20 beginnt das Betätigen des Gaspedals durch den Fahrer des Fahrzeugs (nicht gezeigt). Die tatsächliche Primärachsendrehzahl, die angeforderte Primärachsendrehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit beginnen, sich zu erhöhen. Ebenso beginnen die tatsächliche Sekundärachsendrehzahl, die angeforderte Sekundärachsendrehzahl und die Fahrzeuggeschwindigkeit, sich zu erhöhen. Die Drehzahl steuerung wird für die Achsen nicht ausgelöst und das Primär- und Sekundärachsendrehmoment nehmen mit zunehmender Gaspedalposition zu. Der Fahrzeuggierratenfehler ist nahe null.
Zum Zeitpunkt t21 erfahren beide Achsen eine erhebliche Schlupfüberschreitung, was die Drehzahlsteuerung für beide Achsen auslöst. Die Achsdrehzahl nimmt zu und nimmt dann ab, wenn die Achsendrehzahlsteuerung aktiviert wird und das über jede Achse abgegebene Drehmoment reduziert.
Zum Zeitpunkt t23 gibt der Fahrzeuggierratenfehler an, dass das Fahrzeug ein erhebliches Übersteuern erfährt. Um das Übersteuern zu korrigieren, stellt das Verfahren das Raddrehzahlziel der Primär- und Sekundärachse so ein, dass der Gierratenfehler wieder in den Leerlauf gebracht wird. Sobald der Gierratenfehler wieder neutral ist, werden die Drehzahlziele oder -anforderungen auf ihre Basiszielwerte zurückgemischt. Es ist zu beachten, dass das Verfahren die Gierrate einstellen kann, wenn eine Achse im Drehzahlsteuermodus ist und die andere im Drehmomentsteuermodus ist.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in der vorliegenden Schrift offenbarten Steuerverfahren und - routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und anderer Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Ferner können Teile der Verfahren physische Handlungen sein, die in der Realität vorgenommen werden, um einen Zustand einer Vorrichtung zu ändern. Die konkreten in dieser Schrift beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele zu erreichen, sondern ist vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach der konkret verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einen nicht flüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem einprogrammiert werden soll, in dem die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden. Einer oder mehrere der in dieser Schrift beschriebenen Verfahrensschritte können auf Wunsch weggelassen werden.
Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Beispiele nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann die vorangehende Technologie auf V6-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie andere in dieser Schrift offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschließen und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Einreichung neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs Folgendes: Betreiben einer elektrischen Maschine einer ersten Achse in einem Drehmomentsteuermodus über eine Steuerung; und Verlassen des Drehmomentsteuermodus und Eintreten der elektrische Maschine der ersten Achse in einen Drehzahlsteuermodus über die Steuerung als Reaktion auf eine Angabe eines Radschlupfs der ersten Achse.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Einstellen des Drehmoments der elektrischen Maschine der ersten Achse als Reaktion auf ein Fahrerbedarfsdrehmoment, wenn keine Angabe vorliegt, dass das Rad der ersten Achse rutscht.
In einem Aspekt der Erfindung beinhhaltet Betreiben im Drehzahlsteuermodus Einstellen des Drehmoments der elektrischen Maschine der ersten Achse, sodass die elektrische Maschine der ersten Achse einer angeforderten Drehzahl folgt.
In einem Aspekt der Erfindung ist die angeforderte Drehzahl von einer Gaspedalposition und einer Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig.
In einem Aspekt der Erfindung ist die angeforderte Drehzahl von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Fahrzeuggierrate abhängig.
In einem Aspekt der Erfindung ist die angeforderte Drehzahl von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem geschätzten Reibungskoeffizienten abhängig.
In einem Aspekt der Erfindung ist der Drehzahlsteuermodus ein Drehzahlsteuermodus mit geschlossenem Regelkreis.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugsystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine erste elektrische Maschine, die an eine erste Achse gekoppelt ist; eine zweite elektrische Maschine, die an eine zweite Achse gekoppelt ist; eine Steuerung, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, um die erste elektrische Maschine in einem ersten Drehmomentsteuermodus und die zweite elektrische Maschine in einem zweiten Drehmomentsteuermodus als Reaktion auf das Fehlen von Radschlupf zu betreiben und die erste elektrische Maschine oder die zweite elektrische Maschine in einem Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf eine Angabe von Radschlupf zu betreiben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Einstellen einer angeforderten Drehzahl im Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit und Gaspedalposition.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Einstellen einer angeforderten Drehzahl im Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf eine Fahrzeuggeschwindigkeit und einen Fahrzeuggierratenfehler.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Drehzahlsteuermodus ein Drehzahlsteuermodus mit geschlossenem Regelkreis, bei dem eine Drehzahl der ersten Achse von einer angeforderten Drehzahl der ersten Achse subtrahiert wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Betreiben der ersten elektrischen Maschine oder der zweiten elektrischen Maschine im Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf einen Fahrzeuggierratenfehler.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Betreiben der ersten elektrischen Maschine oder der zweiten elektrischen Maschine im Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf eine Angabe eines geteilten Reibungskoeffizienten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch zusätzliche Anweisungen zum Mischen eines Drehmomentbefehls der ersten elektrischen Maschine basierend auf einem Drehmoment im ersten Drehmomentsteuermodus und eines Drehmoments im Drehzahlsteuermodus.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs Folgendes: Betreiben einer elektrischen Maschine einer ersten Achse in einem ersten Drehmomentsteuermodus und einer elektrischen Maschine einer zweiten Achse in einem zweiten Drehmomentsteuermodus über eine Steuerung; und Verlassen des ersten Drehmomentsteuermodus und Eintreten der elektrischen Maschine der ersten Achse in einen ersten Drehzahlsteuermodus über die Steuerung als Reaktion auf eine Angabe, dass ein Rad der ersten Achse rutscht, und Fortsetzen des Betreibens der elektrischen Maschine der zweiten Achse in dem zweiten Drehmomentsteuermodus als Reaktion auf das Fehlen einer Angabe, dass ein Rad der zweiten Achse rutscht.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Anfordern eines ersten Drehmoments von der elektrischen Maschine der ersten Achse basierend auf Fahrerbedarfsdrehmoment, wenn die elektrische Maschine der ersten Achse in dem ersten Drehmomentsteuermodus betrieben wird, und Anfordern eines zweiten Drehmoments von der elektrischen Maschine der zweiten Achse basierend auf Fahrerbedarfsdrehmoment, wenn die elektrische Maschine der zweiten Achse in dem zweiten Drehmomentsteuermodus betrieben wird, wobei das erste Drehmoment plus das zweite Drehmoment gleich dem Fahrerbedarfsdrehmoment sind.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Einstellen des zweiten Drehmoments der elektrischen Maschine der zweiten Achse als Reaktion auf ein Fahrerbedarfsdrehmoment und ein Drehmoment eines Raddrehzahlsteuermodus der elektrischen Maschine der ersten Achse.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Verlassen des zweiten Drehmomentsteuermodus und Eintreten der elektrische Maschine der zweiten Achse in einen zweiten Drehzahlsteuermodus über die Steuerung als Reaktion auf eine Angabe, das ein Rad der zweiten Achse rutscht.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Verlassen des ersten Drehmomentsteuermodus und Eintreten der elektrische Maschine der ersten Achse in den ersten Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf einen Fahrzeuggierratenfehler.
In einem Aspekt der Erfindung beinhaltet das Verfahren Verlassen des ersten Drehmomentsteuermodus und Eintreten der elektrische Maschine der ersten Achse in den ersten Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf eine µ-Split-Angabe.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, umfassend: Betreiben einer elektrischen Maschine einer ersten Achse in einem Drehmomentsteuermodus über eine Steuerung; und Verlassen des Drehmomentsteuermodus und Eintreten der elektrischen Maschine der ersten Achse in einen Drehzahlsteuermodus über die Steuerung als Reaktion auf eine Angabe, dass ein Rad der ersten Achse rutscht.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend Einstellen des Drehmoments der elektrischen Maschine der ersten Achse als Reaktion auf ein Fahrerbedarfsdrehmoment, wenn keine Angabe vorliegt, dass das Rad der ersten Achse rutscht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Betreiben im Drehzahlsteuermodus Einstellen des Drehmoments der elektrischen Maschine der ersten Achse beinhaltet, sodass die elektrische Maschine der ersten Achse einer angeforderten Drehzahl folgt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die angeforderte Drehzahl von einer Gaspedalposition und einer Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die angeforderte Drehzahl von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Fahrzeuggierrate abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die angeforderte Drehzahl von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem geschätzten Reibungskoeffizienten abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Drehzahlsteuermodus ein Drehzahlsteuermodus mit geschlossenem Regelkreis ist.
Fahrzeugsystem, umfassend: eine erste elektrische Maschine, die an eine erste Achse gekoppelt ist; eine zweite elektrische Maschine, die an eine zweite Achse gekoppelt ist; eine Steuerung, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen beinhaltet, um die erste elektrische Maschine in einem ersten Drehmomentsteuermodus und die zweite elektrische Maschine in einem zweiten Drehmomentsteuermodus als Reaktion auf das Fehlen von Radschlupf zu betreiben und die erste elektrische Maschine oder die zweite elektrische Maschine in einem Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf eine Angabe von Radschlupf zu betreiben.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Einstellen einer angeforderten Drehzahl im Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf Fahrzeuggeschwindigkeit und Gaspedalposition.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Einstellen einer angeforderten Drehzahl im Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf Fahrzeuggeschwindigkeit und Fahrzeuggierratenfehler.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 8, wobei der Drehzahlsteuermodus ein Drehzahlsteuermodus mit geschlossenem Regelkreis ist, bei dem eine Drehzahl der ersten Achse von einer angeforderten Drehzahl der ersten Achse subtrahiert wird.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Betreiben der ersten elektrischen Maschine oder der zweiten elektrischen Maschine im Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf einen Fahrzeuggierratenfehler.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Betreiben der ersten elektrischen Maschine oder der zweiten elektrischen Maschine im Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf eine Angabe eines geteilten Reibungskoeffizienten.
Fahrzeugsystem nach Anspruch 8, ferner umfassend zusätzliche Anweisungen zum Mischen eines Drehmomentbefehls der ersten elektrischen Maschine auf Grundlage eines Drehmoments im ersten Drehmomentsteuermodus und eines Drehmoments im Drehzahlsteuermodus.