DE102021130090A1

DE102021130090A1 - Drehmomentverteilungssystem zum umverteilen von drehmoment zwischen achsen eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE102021130090A1
Application number: DE102021130090.8A
Authority: DE
Inventors: Saurabh Kapoor; Naser Mehrabi; Seyedeh Asal Nahidi; SeyedAlireza Kasaiezadeh Mahabadi; James H. Holbrook; Hualin Tan; Bakhtiar B. Litkouhi
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2021-01-11
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2022-07-14
Also published as: CN114802177A; US11318924B1

Abstract

Ein Achsendrehmomentverteilungssystem umfasst einen Speicher und ein Steuermodul. Der Speicher speichert einen Lenkwinkel und einen Drehmomentverteilungsalgorithmus. Das Steuermodul führt den Drehmomentverteilungsalgorithmus aus, um: den Lenkwinkel zu erhalten; basierend auf dem Lenkwinkel, die für Achsen eines Fahrzeugs angeforderte gesamte laterale Kraft zu bestimmen; basierend auf der angeforderten gesamten lateralen Kraft, laterale Kräften zu bestimmen, die für die Achsen angefordert werden, während die laterale Kraftverteilung zwischen den Achsen beschränkt wird, wobei das Beschränken der lateralen Kraftverteilung umfasst, basierend auf den maximalen lateralen Kraftkapazitäten der Reifen des Fahrzeugs, die für die Achsen angeforderten lateralen Kräfte zu begrenzen; die verfügbaren longitudinalen Kapazitäten für die Achsen basierend auf den jeweils für die Achsen angeforderten lateralen Kräfte zu bestimmen; die Drehmomentkapazitäten der Achsen basierend jeweils auf den für die Achsen angeforderten lateralen Kräfte zu bestimmen; und die Verteilung des Drehmoments auf die Achsen basierend auf den Drehmomentkapazitäten der Achsen zu steuern.

Description

EINFÜHRUNG
Die in diesem Abschnitt bereitgestellten Informationen dienen dem Zweck der allgemeinen Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder sind in dem Ausmaß, in dem sie in diesem Abschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die sich möglicherweise nicht anderweitig als Stand der Technik zum Zeitpunkt des Einreichens qualifizieren, weder ausdrücklich noch impliziert als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Offenbarung zugelassen.
Die vorliegende Offenbarung betrifft Fahrzeugdrehmoment-Verteilungssysteme.
Ein Fahrzeug mit Allradantrieb (AWD) ist imstande, Leistung Vollzeit oder auf Nachfrage allen Räder des Fahrzeugs bereitzustellen. Als Beispiel kann ein AWD-Fahrzeug eine Vorderachse mit einem ersten Paar von Rädern und eine Hinterachse mit einem zweiten Paar von Rädern umfassen. Die Vorderachse kann durch einen vorderen Elektromotor angetrieben werden. Die Hinterachse kann durch eine Verbrennungsmaschine angetrieben werden. Eine elektronische Steuereinheit (electronic control unit; ECU) kann die den Vorderräder über den vorderen Elektromotor zugeführte Leistung und die den Hinterrädern über die Maschine zugeführte Leistung steuern.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Achsendrehmomentverteilungssystem wird bereitgestellt und umfasst einen Speicher und ein Steuermodul. Der Speicher ist konfiguriert, um einen Lenkwinkel und einen Drehmomentverteilungsalgorithmus zum Verteilen von Drehmoment an eine erste Achse und eine zweite Achse eines Fahrzeugs zu speichern. Das Steuermodul ist konfiguriert, um den Drehmomentverteilungsalgorithmus auszuführen, um: den Lenkwinkel zu erhalten; basierend auf dem Lenkwinkel, eine für die erste Achse und die zweite Achse angeforderte gesamte laterale Kraft zu bestimmen; basierend auf der gesamten angeforderten lateralen Kraft, eine für die erste Achse angeforderte laterale Kraft und eine für die zweite Achse angeforderte laterale Kraft zu bestimmen, während die laterale Kraftverteilung zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse beschränkt wird, wobei das Beschränken der lateralen Kraftverteilung umfasst, basierend auf den maximalen lateralen Kraftkapazitäten der Reifen des Fahrzeugs, die für die erste Achse angeforderte laterale Kraft und die für die zweite Achse angeforderte laterale Kraft zu begrenzen; verfügbare longitudinale Kapazitäten für die erste Achse und die zweite Achse basierend auf den jeweils für die erste Achse und die zweite Achse angeforderten lateralen Kräften zu bestimmen; die Drehmomentkapazitäten der ersten Achse und der zweiten Achse basierend auf den jeweils für die erste Achse und die zweite Achse angeforderten lateralen Kräfte zu bestimmen; und die Verteilung von Drehmoment an die erste Achse und die zweite Achse basierend auf den Drehmomentkapazitäten der ersten Achse und der zweiten Achse zu steuern.
In anderen Merkmalen umfasst das Achsendrehmomentverteilungssystem ferner: eine erste Drehmomentquelle, die konfiguriert ist, um Drehmoment der ersten Achse des Fahrzeugs zuzuführen; und eine zweite Drehmomentquelle, die konfiguriert ist, um Drehmoment der zweiten Achse des Fahrzeugs zuzuführen. Das Steuermodul ist konfiguriert, um die Drehmomentausgabe der ersten Drehmomentquelle und die Drehmomentausgabe der zweiten Drehmomentquelle basierend auf den Drehmomentkapazitäten der ersten Achse und der zweiten Achse zu steuern.
In anderen Merkmalen ist die erste Achse eine Vorderachse des Fahrzeugs. Die zweite Achse ist eine Hinterachse des Fahrzeugs.
In anderen Merkmalen ist das Steuermodul konfiguriert, um: eine angeforderte laterale Beschleunigung basierend auf der Lenkwinkeleingabe, einem Schräglaufwinkel der ersten Achse, einem Schräglaufwinkel der zweiten Achse, einer longitudinalen Geschwindigkeit und der Radbasislänge des Fahrzeugs zu bestimmen; und die gesamte angeforderte laterale Kraft basierend auf der angeforderten lateralen Beschleunigung zu bestimmen.
In anderen Merkmalen ist das Steuermodul konfiguriert, um die longitudinale Geschwindigkeit basierend auf einer longitudinalen Beschleunigung des Fahrzeugs, einer Gierrate des Fahrzeugs und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu bestimmen.
In anderen Merkmalen ist das Steuermodul konfiguriert, um die laterale Kraft für die erste Achse und die laterale Kraft für die zweite Achse zu bestimmen, so dass ein gesamtes Giermomentgleichgewicht des Fahrzeugs erreicht wird.
In anderen Merkmalen ist das Steuermodul konfiguriert, um: ein erstes Produkt basierend auf einer für die erste Achse angeforderten lateralen Kraft und einem Abstand zwischen der ersten Achse und einem Schwerpunkt des Fahrzeugs zu bestimmen; ein zweites Produkt basierend auf einer für die zweite Achse angeforderten lateralen Kraft und einem Abstand zwischen der zweiten Achse und dem Schwerpunkt des Fahrzeugs zu bestimmen; und die für die erste Achse angeforderte laterale Kraft und die für die zweite Achse angeforderte laterale Kraft basierend auf einer Summe (i) einer Differenz zwischen dem ersten Produkt und dem zweiten Produkt und (ii) einem Drehmoment am Schwerpunkt des Fahrzeugs aufgrund eines Giermoments des Fahrzeugs zu bestimmen.
In anderen Merkmalen ist das Steuermodul konfiguriert, um, während des Begrenzens der lateralen Kraftverteilung an die ersten Achse und der zweiten Achse, (i) die für die erste Achse angeforderte laterale Kraft auf eine bestimmte maximale laterale Kraft für die erste Achse zu begrenzen, und (ii) die für die zweite Achse angeforderte laterale Kraft auf eine bestimmte maximale laterale Kraft für die zweite Achse zu begrenzen.
In anderen Merkmalen ist das Steuermodul konfiguriert, um: die für die erste Achse angeforderte laterale Kraft basierend auf einer aktuellen Straßenbedingung und einer ersten normalen Reifenkraft zu begrenzen; und die für die zweite Achse angeforderte laterale Kraft basierend auf der aktuellen Straßenbedingung und einer zweiten normalen Reifenkraft zu begrenzen.
In anderen Merkmalen ist das Steuermodul konfiguriert, um: die für die erste Achse angeforderte laterale Kraft basierend auf einer ersten longitudinalen Kraft zu begrenzen; und die für die zweite Achse angeforderte laterale Kraft basierend auf einer zweiten longitudinalen Kraft zu begrenzen.
In anderen Merkmalen ist das Steuermodul konfiguriert, um: die verfügbare longitudinale Kapazität für die erste Achse basierend auf einer ersten normalen Kraft und der ersten angeforderten lateralen Kraft zu bestimmen; und die verfügbare longitudinale Kapazität für die zweite Achse basierend auf einer zweiten normalen Kraft und der zweiten angeforderten lateralen Kraft zu bestimmen.
In anderen Merkmalen ist das Steuermodul konfiguriert, um: eine erste Reifenkapazität für die erste Achse basierend auf einer longitudinalen Kraft der ersten Achse und einer ersten Abfallrate zu erzeugen; eine zweite Reifenkapazität für die zweite Achse basierend auf einer longitudinalen Kraft der zweiten Achse und einer zweiten Abfallrate zu erzeugen; eine Drehmomentkapazität der ersten Achse basierend auf der ersten Reifenkapazität zu bestimmen; und eine Drehmomentkapazität der zweiten Achse basierend auf der zweiten Reifenkapazität zu bestimmen.
In anderen Merkmalen ist das Steuermodul konfiguriert, um: die Drehmomentkapazität der ersten Achse basierend auf einem wirksamen Rollradius eines Reifens zu bestimmen; und die Drehmomentkapazität der zweiten Achse basierend auf der für die zweite Achse angeforderten lateralen Kraft und dem wirksamen Rollradius des Reifens zu bestimmen.
In anderen Merkmalen wird ein Verfahren zum Verteilen von Drehmoment an eine erste Achse und eine zweite Achse eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren umfasst: Empfangen eines Lenkwinkels; basierend auf dem Lenkwinkel, Bestimmen einer gesamten für die erste Achse angeforderten lateralen Kraft und die zweite Achse; und basierend auf der gesamten angeforderten lateralen Kraft, Bestimmen einer für die erste Achse angeforderten lateralen Kraft und einer für die zweite Achse angeforderten lateralen Kraft, während die laterale Kraftverteilung zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse eingeschränkt wird. Das Beschränken der lateralen Kraftverteilung umfasst, basierend auf maximaler lateraler Kraftkapazitäten von Reifen des Fahrzeugs, das Begrenzen der für die erste Achse angeforderten lateralen Kraft und der für die zweite Achse angeforderten lateralen Kraft. Das Verfahren umfasst ferner: Bestimmen verfügbarer longitudinaler Kapazitäten für die erste Achse und die zweite Achse basierend auf den jeweils für die erste Achse und die zweite Achse angeforderten lateralen Kräften; Bestimmen von Drehmomentkapazitäten der ersten Achse und der zweiten Achse basierend auf jeweils für die erste Achse und die zweite Achse angeforderten lateralen Kräften; und Steuern der Verteilung von Drehmoment an die erste Achse und die zweite Achse basierend auf den Drehmomentkapazitäten der ersten Achse und der zweiten Achse.
In anderen Merkmalen umfasst das Verfahren ferner: Bestimmen einer basierend auf dem Lenkwinkel angeforderten lateralen Beschleunigung, einem Schräglaufwinkel der ersten Achse, einem Schräglaufwinkel der zweiten Achse, einer longitudinalen Geschwindigkeit und der Radbasislänge des Fahrzeugs; Bestimmen der angeforderten gesamten lateralen Kraft basierend auf der angeforderten lateralen Beschleunigung; und Bestimmen der longitudinalen Geschwindigkeit basierend auf einer longitudinalen Beschleunigung des Fahrzeugs, einer Gierrate des Fahrzeugs und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
In anderen Merkmalen umfasst das Verfahren ferner: Bestimmen der lateralen Kraft für die erste Achse und der lateralen Kraft für die zweite Achse, so dass ein gesamtes Giermomentgleichgewicht des Fahrzeugs erreicht wird; Bestimmen eines ersten Produkts basierend auf einer für die erste Achse angeforderten lateralen Kraft und einem Abstand zwischen der ersten Achse und einem Schwerpunkt des Fahrzeugs; Bestimmen eines zweiten Produkts basierend auf einer für die zweite Achse angeforderten lateralen Kraft und einem Abstand zwischen der zweiten Achse und dem Schwerpunkt des Fahrzeugs; und Bestimmen der für die erste Achse angeforderten lateralen Kraft und der für die zweite Achse angeforderten lateralen Kraft basierend auf einer Summe (i) einer Differenz zwischen dem ersten Produkt und dem zweiten Produkt und (ii) einem Drehmoment am Schwerpunkt des Fahrzeugs aufgrund eines Giermoments des Fahrzeugs.
In anderen Merkmalen umfasst das Verfahren ferner, während des Begrenzens der lateralen Kraftverteilung auf die ersten Achse und die zweite Achse, (i) Begrenzen der für die erste Achse angeforderten lateralen Kraft auf eine bestimmte maximale laterale Kraft für die erste Achse und (ii) Begrenzen der für die zweite Achse angeforderten lateralen Kraft auf eine bestimmte maximale laterale Kraft für die zweite Achse.
In anderen Merkmalen umfasst das Verfahren ferner: Begrenzen der für die erste Achse angeforderten lateralen Kraft basierend auf einer aktuellen Straßenbedingung, einer ersten normalen Reifenkraft und einer ersten longitudinalen Kraft; Begrenzen der für die zweite Achse angeforderten lateralen Kraft basierend auf der aktuellen Straßenbedingung, einer zweiten normalen Reifenkraft und einer zweiten longitudinalen Kraft; Bestimmen der verfügbaren longitudinalen Kapazität für die erste Achse basierend auf einer ersten normalen Kraft und der ersten angeforderten lateralen Kraft; und Bestimmen der verfügbaren longitudinalen Kapazität für die zweite Achse basierend auf einer zweiten normalen Kraft und der zweiten angeforderten lateralen Kraft.
In anderen Merkmalen umfasst das Verfahren ferner: Erzeugen einer ersten Reifenkapazität für die erste Achse basierend auf einer longitudinalen Kraft der ersten Achse und einer ersten Abfallrate; Erzeugen einer zweiten Reifenkapazität für die zweite Achse basierend auf einer longitudinalen Kraft der zweiten Achse und einer zweiten Abfallrate; Bestimmen einer Drehmomentkapazität der ersten Achse basierend auf der ersten Reifenkapazität; und Bestimmen einer Drehmomentkapazität der zweiten Achse basierend auf der zweiten Reifenkapazität.
In anderen Merkmalen umfasst das Verfahren ferner: Bestimmen der Drehmomentkapazität der ersten Achse basierend auf einem wirksamen Rollradius eines Reifens; und Bestimmen der Drehmomentkapazität der zweiten Achse basierend auf der für die zweite Achse angeforderten lateralen Kraft und dem wirksamen Rollradius der Reifen.
Weitere Bereiche der Anwendbarkeit der vorliegenden Offenbarung werden aus der ausführlichen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offensichtlich werden. Die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele sind lediglich zur Veranschaulichung gedacht und sind nicht bestimmt, den Umfang der Offenbarung einzuschränken.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird vollständiger aus der ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, wobei:

1 ein Beispiel eines Reifenkapazitätsdiagramms gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 einen Abschnitt eines Beispiels eines Achsendrehmoment-Umverteilungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung angeforderte;
3 ein Achsendrehmoment-Umverteilungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung; zeigt
4 ein Beispiel eines Achsendrehmoment-Umverteilungsverfahrens für Fahrzeuge mit Allradantrieb gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; und
5 ein Beispiel eines Achsendrehmoment-Umverteilungsverfahrens für eine Hinterrad-vorgespannte allradgetriebene Implementierung gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.

In den Zeichnungen können Bezugszeichen wiederverwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu kennzeichnen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Das Erreichen optimaler lateraler Leistung des Fahrzeugs, insbesondere in Grenzhandhabungsszenarien, ist aufgrund mehrerer Unbestimmtheiten eine Herausforderung. Ein Beispiel eines Grenzhandhabungsszenariums umfasst ein Fahrzeug, das bei Haftung an Straßengrenzen (oder Traktionsgrenzen) arbeitet, entweder vor dem Traktionsverlust während Hochgeschwindigkeit-Kurvenfahrens oder während Bremsens, was dazu führt, dass die Räder des Fahrzeugs „blockieren“ und eine Rutschbedingung auftritt. Unbestimmtheiten können beispielsweise entstehen, wenn in Konflikt stehende und/oder ungenaue Sensordaten und/oder andere gesammelte Umgebungsinformationen erhalten werden. Als Ergebnis kann der wahre aktuelle Zustand einer Straße und/oder einer Betriebsumgebung unbestimmbar sein.
In einigen Szenarien können, wie beispielsweise während eines Hochleistungsfahrens, ein Steuersystem versuchen, einen maximalen Betrag lateraler Beschleunigung aufrechtzuerhalten, während das entsprechende Fahrzeug Kurven fährt. Während harten Kurvenfahrmanövern werden maximal mögliche laterale Beschleunigungen anvisiert, um schärfere Kurven und höhere Kurvenausgangsgeschwindigkeiten zu ermöglichen. Die Art und Weise, in der Drehmoment auf Achsen und Räder eines Fahrzeugs verteilt ist, beeinflusst die laterale Bewegung. Beispielsweise führt ein zu viel auf eine Vorderachse verteiltes Drehmoment dazu, dass die Vorderachse gesättigt ist, was zu Fahrzeuguntersteuerung und folgenden ein Pfad radial nach außen eines anvisierten Pfads führt. Wenn zu viel Drehmoment auf eine Hinterachse verteilt ist, dann wird die Hinterachse gesättigt, was zur Fahrzeugübersteuerung und dazu führt, dass einem Pfad radial nach innen eines anvisierten Pfads gefolgt wird. Wenn eine Achse gesättigt ist, nimmt die Kapazität der lateralen Kraft (oder Traktion) ebenfalls zu einem Punkt ab, wenn eine Rutschbedingung auftritt.
Die hier offenbarten Beispiele umfassen das Verteilen von Drehmoment auf Vorder- und Hinterachsen eines Fahrzeugs, um laterale Kräfte für maximale laterale Reifenhaftung (oder Traktion) während Kurvenfahrens zu maximieren. Die Beispiele sind auf Implementierungen anwendbar, bei denen erzeugtes Drehmoment aufgeteilt und an Vorder- und Hinterachsen verteilt wird, und auf Implementierungen, bei denen Drehmoment unabhängig gesteuert und an jedes Rad eines Fahrzeugs verteilt wird. Ein Betrag des Ausgangsdrehmoments wird basierend auf einer Fahrerdrehmomentanforderung bestimmt. Der Betrag des angeforderten Fahrerdrehmoments kann basierend auf einer Gaspedalposition bestimmt werden. Das Ausgangsdrehmoment wird dann an die Achsen und Räder des Fahrzeugs verteilt, während von Reifen des Fahrzeugs erfahrene laterale Kräfte maximiert werden.
1 zeigt ein Beispiel eines Reifenkapazitätsdiagramms, das longitudinale Reifenkraft f_x und laterale Reifenkraft f_y für ein bestimmtes Fahrzeug und eine bestimmte Betriebsumgebung veranschaulicht. Die longitudinalen und lateralen Reifenkräfte f_x, f_y (nachstehend als F_X ,F_Y gekennzeichnet). Das Diagramm ist im Allgemeinen elliptisch geformt und je größer die Ellipse ist, desto größer sind die longitudinalen und lateralen Kräfte. Je größer die longitudinalen und lateralen Kräfte sind, desto mehr Reifenkapazität entsteht vor einem instabilen Zustand, wie beispielsweise Verlust an Traktion, die bewirkt, dass der Reifen auf einer Straßenoberfläche rutscht. Die longitudinalen und lateralen Kräften sind gekoppelt, so dass, wenn eine der longitudinalen Kraft und der lateralen Kraft zunimmt, die andere eine der longitudinalen Kraft und lateralen Kraft abnimmt. Die rechte Seite der y-Achse (oder die laterale Kraftachse) ist Kurvenfahren und die linke Seite der lateralen Kraftachse Bremsen zugeordnet. Für jeden Betrag der longitudinalen Kraft entlang der x-Achse gibt es einen maximalen Betrag lateraler Kraft, der durch Punkte entlang der aufgetragenen Kurve gezeigt wird. Somit nimmt während eines Kurvenfahrens, wenn longitudinale Kraft zunimmt, der Betrag der Reifenkapazität (verfügbare laterale Kraft) ab.
Traditionell werden tatsächliche laterale Kräften überwacht und Reifenkräfte werden innerhalb der Kapazitätsgrenzen gehalten, die dem Reifenkapazitätsdiagramm zugeordnet sind, so dass irgendeine zusätzliche Drehmomentanforderung eines Fahrers nicht erfüllt (oder ignoriert) wird. Obwohl die tatsächlichen lateralen Kräften überwacht werden, sind die lateralen Kräften nicht notwendigerweise maximiert. Mit anderen Worten könnten unter bestimmten Bedingungen zusätzliche laterale Kräften erzeugt werden.
Die hier dargelegten Beispiele umfassen das Überwachen des Fahrzeugverhaltens und der vom Fahrer angeforderten Drehmomentausgabe, um in der Lage zu sein, eine zusätzliche laterale Beschleunigung bereitzustellen und ferner laterale Kräfte zu maximieren. Die longitudinale Leistung eines Fahrzeugs wird gesteuert, um laterale Kräfte zu maximieren. Beispielsweise wird dann, wenn eine erste der (Vorder- oder Hinter-)Achsen gesättigt ist (d.h. mehr Drehmoment angefordert und/oder der Achse bereitgestellt wird, dann ist Reifenkapazität für diese Achse verfügbar), die verfügbare laterale Kraftkapazität der anderen Achse geprüft. Wenn die andere Achse verfügbare laterale Kraftkapazität ausweist, dann wird Ausgangsdrehmoment verteilt (oder umverteilt) an die andere Achse, um entweder die erste Achse zu entsättigen oder beide Achsen zu sättigen. Der Punkt, wenn beide Achsen gesättigt sind, ist der Punkt, wenn maximale laterale Kräfte und maximale Seitenhaftung aufgetreten sind.
Während des Steuerns der Verteilung oder Umverteilung der Drehmomentausgabe können die longitudinalen und lateralen Kräfte basierend auf dem entsprechenden Reifenkapazitätsdiagramm begrenzt werden, um Kurvenfahren und/oder Bremsleistung nicht zu verlieren. Eine Drehmomentverteilung und -umverteilung kann das Ausgleichen des Drehmoments zwischen Vorder- und Hinterachsen umfassen, um die beste Drehmomentaufteilung zum (i) Erreichen des Ausgangsdrehmoments und/oder der von dem Fahrer angeforderten lateralen Beschleunigung und/oder zum (ii) Erreichen eines maximalen Betrags der lateralen Beschleunigung bereitzustellen. Dies kann die laterale Beschleunigung bereitstellen, welche das Fahrzeug imstande ist, bereitzustellen. Dies kann das Steuern der vorderen und hinteren Drehmomentverteilung und das Steuern der linken und rechten Differentialdrehmomentverteilung umfassen. Drehmomentverschiebung wird bereitgestellt, um Haftung unter Berücksichtigung von verfügbarer Gierbewegungskapazität zu maximieren.
Die Beispiele sind auf Situationen anwendbar, wenn eine Drehmomentanforderung nicht erfüllt wird, und auf Situationen, wenn Drehmomentanforderungen, die Reifenkapazitätsgrenzen überschreiten, erfüllt werden. Beispielsweise kann, wenn ein Fahrer eines Lastwagens mehr Ausgangsdrehmoment für ein entsprechendes Reifenkapazitätsdiagramm als angebracht anfordert, das Steuersystem das zusätzliche angeforderte Ausgangsdrehmoment ignorieren (oder nicht honorieren). Als weiteres Beispiel kann in einem Leistungsfahrzeug (oder einem Sportwagen) ein Fahrer wünschen, das Fahrzeug zielgerichtet zu driften. Als Ergebnis kann der Fahrer ein zusätzliches Ausgangsdrehmoment anfragen, was eine Achse sättigt und bewirkt, dass laterale Kräfte Reifenkapazitäten überschreiten. Dieses zusätzliche Ausgangsdrehmoment kann bereitgestellt werden, um dem Fahrer zu ermöglichen, das Fahrzeug zu driften. Das Fahrzeug gleitet lateral während eines Driftzustands.
In der Abwesenheit von wahren Schätzwerten einer Straßenbedingung berücksichtigen die offenbarten Beispiele Echtzeit-Reifenkapazitäten, um entsprechende Beträge lateraler Kräfte zu maximieren oder bereitzustellen. Eine Straßenbedingung bezieht sich darauf, ob die Straße trocken, nass, vereist usw. ist. Die Beispiele sind für Drehmoment-Umverteilung ausgestaltet und somit für unterschiedliche Antriebsstrangkonfigurationen geeignet. Die Beispiele sind auf Fahrzeuge mit unterschiedlichen Antriebsystemkonfigurationen anwendbar, wie beispielsweise ein rein elektrisches Fahrzeug, das einen oder mehrere Elektromotoren umfasst, um Drehmoment an Räder jeder Achse des Fahrzeugs bereitzustellen. Die Beispiele sind ebenfalls auf Hybridfahrzeuge anwendbar, wobei eine Achse ein Drehmoment von einem oder mehreren Elektromotoren empfängt und die andere Achse ein Drehmoment von einer Maschine empfängt. Die Beispiele sind ferner auf andere Antriebssysteme anwendbar, die ein Ausgangsdrehmoment an Vorder- und Hinterachsen eines Fahrzeugs liefern. Die Beispiele sind somit auf Fahrzeuge mit Allradantrieb (AWD) anwendbar.
Die Beispiele umverteilen eine Drehmomentanforderung eines Fahrers, verstärken die laterale Leistung eines AWD-Fahrzeugs und helfen einem Fahrer beim Erreichen und Erhalten einer lateralen Spitzenhaftung. Die Beispiele (i) bestimmen eine von einem Fahrer angeforderte laterale Beschleunigung beispielsweise durch Überwachen eines Lenkradwinkels, (ii) berücksichtigen Echtzeit-Reifenkapazitätsschätzwerte, um vorgenommene Maßnahmen zu aktualisieren und zu steuern, (iii) koordinieren direkte Giersteuerungsaktuatoren (z. B., Elektromotoren oder eine Maschine eines Fahrzeugs) und (iv) unterstützen AWD-Antriebstränge. Eine direkte Giersteuerung kann an jedem Rad eines Fahrzeugs bereitgestellt werden oder eine differentielle Leistungssteuerung kann bereitgestellt werden, wobei die linken und rechten Räder jeder Achse gekoppelt sind, jedoch unterschiedlichen Drehmomentbeträge empfangen.
Die Beispiele umfassen einen Algorithmus, um Achsendrehmoment umzuverteilen, um laterale Leistung eines Fahrzeugs zu maximieren, die robust gegenüber Änderungen in Straßenzuständen und anwendbar auf alle AWD-Antriebsstrangkonfigurationen ist. Der Algorithmus ist ausgestaltet, um einen Fahrer beim Erreichen eines besten Ausgleichs der Drehmomentverteilung unter allen Phasen von Kurvenfahren zu helfen. Die Phasen beziehen sich auf Eintritts-, Mittel- und Austrittsabschnitte einer Abbiegung. Der Algorithmus weist eine wesentliche positive Wirkung auf das Fahrzeugverhalten zwischen dem Übergang von mittlerer Kurve zu Kurvenausgang auf (ebenfalls als die „Drossel-an-Phase“ bezeichnet), um das Fahrzeug auf einem Zielpfad beizubehalten. Dies umfasst das Verhindern und/oder Verringern der Möglichkeit von Untersteuerung, Unterstützen der Drehung des Fahrzeugs, Leistungsübersteuerung, Verringern der Möglichkeit von Übersteuerung und/oder des Maximierens der Austrittsgeschwindigkeit aus einer Kurve. Der Algorithmus umfasst kontinuierliches Überwachen der Fahrzeugzustände und Fahrereingaben und des Umverteilens von Achsendrehmoment, wie erforderlich. Als Beispiel kann, wenn die Hinterachse des Fahrzeugs gesättigt ist, das Senden von Drehmoment an die Vorderachse helfen, das Fahrzeug von einem Fishtailing-Zustand wiederherzustellen. Als weiteres Beispiel kann, wenn die Vorderachse gesättigt ist, das Senden von Drehmoment an die Hinterachse dabei helfen, das Fahrzeug von einem Untersteuerungszustand wiederherzustellen. Als weiteres Beispiel ist, zusätzlich zu den oben angegebenen Antriebssystemen, der Algorithmus ebenfalls auf ein Fahrzeug anwendbar, das drei Elektromotoren umfasst; einen zum Antreiben einer Vorderachse und zwei zum Antreiben von Hinterachsen. Der Algorithmus stellt verbesserte Fahrzeugstabilität und Fahrererfahrung bereit.
2 zeigt einen Abschnitt 200 eines Achsendrehmoment-Umverteilungssystems eines Fahrzeugs. Das Achsendrehmoment-Umverteilungssystem (ebenfalls als das Achsendrehmomentverteilungssystem bezeichnet) umfasst ein Steuermodul 202, mehrerer Drehmomentquellen 204, 205, eine Vorderachse 206, eine Hinterachse 208, 209, eine Benutzereingabevorrichtung 210 und eine Lenkvorrichtung (z. B., ein Lenkrad) 212. Das Steuermodul 202 steuert die Verteilung und Umverteilung das Ausgangsdrehmoments an die Achsen 206, 208 basierend auf einer Drehmomentanforderung, die durch einen Fahrer über die Benutzereingabevorrichtung 210 (z. B., ein Gaspedal) und einen Lenkwinkel (z. B., den Winkel eines Lenkrads) bereitgestellt wird. Die Verteilung des Ausgangsdrehmoments wird durch eine gestrichelte Linie 216 dargestellt und Eingaben von der Benutzereingabevorrichtung 210 und der Lenkvorrichtung 212 werden durch Pfeile 217, 218 dargestellt. Das Steuermodul 202 kann die hier offenbarten Algorithmen implementieren.
Die Drehmomentquellen 204, 205 können Elektromotoren, eine Maschine und/oder andere Drehmomentquellen (oder Drehenergieleistungsquellen) umfassen. In dem in 2 gezeigten Beispiel ist die Drehmomentquelle 204 ein Elektromotor und die Drehmomentquelle 205 ist eine hintere Maschine. Die hintere Maschine ist mit der Hinterachse 208 über ein Differentialverteilergetriebe 220 verbunden, das Zahnräder 222 und ein Differential 224 umfasst. Die Achsen 206, 208, 209 sind mit Reifen 230 verbunden und treiben diese an.
3 zeigt ein Achsendrehmoment-Umverteilungssystem 300 eines Fahrzeugs 302. Das Achsendrehmoment-Umverteilungssystem 300 kann auf ähnliche Weise wie das Achsendrehmoment-Umverteilungssystem von 2 arbeiten und/oder auf ähnliche Weise wie das Achsendrehmoment-Umverteilungssystem von 2 konfiguriert sein. Das Achsendrehmoment-Umverteilungssystem 300 kann ein Karosseriesteuermodul 304, Drehmomentquellen, wie beispielsweise einen oder mehrere Elektromotoren 306, und eine oder mehrere Maschinen (eine Maschine 308 wird gezeigt), Fahrzeugsensoren 310 und Speicher 312 umfassen. Das Karosseriesteuermodul 304 kann die Verteilung und Umverteilung des Ausgangsdrehmoments an Achsen des Fahrzeugs 302 über die Drehmomentquellen steuern. Das Karosseriesteuermodul 304 kann den Betrieb eines Antriebssystems 313 steuern, das den(die) Elektromotor(en) 306 und die Maschine(en) 308 umfasst.
Die Sensoren 310 können einen Lenksensor 320 (z. B., einen Lenkradsensor), einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 322, Beschleunigungsmesser 324, einen Gaspedalsensor 326, einen Gierratensensor 328 und andere Sensoren 330 umfassen. Das Karosseriesteuermodul 304 steuert die Drehmomentquellen basierend auf Ausgaben der Sensoren 310.
Der Speicher 312 kann Fahrzeugzustände 340, Reifenkräfte 342, Fahrereingaben 344, Aktuatorbeschränkungen 346 und andere Parameter und Daten 348 speichern. Die Fahrzeugzustände 340 können longitudinale, laterale und vertikale Kräfte F_X, F_Y , F_Z umfassen. Die Reifenkräfte 342 können Reifenkapazitätsniveaus angeben. Fahrereingaben 344 können sich auf Gaspedalpositionen, Lenkradwinkel und/oder andere Fahrereingaben beziehen. Die Aktuatorbeschränkungen 346 können maximale Ausgangsdrehmomente der Drehmomentquellen umfassen (oder wie viel Ausgangsdrehmoment jede Drehmomentquelle Erzeugen kann). Die Maschine 308 kann einen Startermotor 350, ein Kraftstoffsystem 352, ein Zündsystem 354 und ein Drosselsystem 356 umfassen.
Das Fahrzeug 302 kann ferner ein Karosseriesteuermodul (body control module; BCM) 360, ein Telematikmodul 362, ein Bremsensystem 363, ein Navigationssystem 364, ein Infotainmentsystem 366, eine Klimaanlage 370, andere Aktuatoren 372, andere Vorrichtungen 374 und andere Fahrzeugsysteme und -module 376 umfassen. Die Module und Systeme 304, 360, 362, 364, 366, 370, 376 können miteinander über einen Controller-Area-Network-(CAN)-Bus 378 kommunizieren. Eine Leistungsquelle 380 kann enthalten sein und Leistung das BCM 360 und andere Systeme, Module, Vorrichtungen und/oder Komponenten mit Energie versorgen. Die Leistungsquelle 380 kann eine oder mehrere Batterien und/oder andere Leistungsquellen umfassen.
Das Telematikmodul 362 kann einen Transceiver 382 und ein Telematiksteuermodul 384 umfassen. Das BCM 360 kann die Module und Systeme 362, 363, 364, 366, 370, 376 und andere Aktuatoren, Vorrichtungen und Systeme (z. B., die Aktuatoren 372 und die Vorrichtungen 374) steuern. Diese Steuerung kann auf Daten von den Sensoren 310 basiert sein.
4 zeigt ein Beispiel eines Achsendrehmoment-Umverteilungsverfahrens, welches das Ausführen des oben beschriebenen Algorithmus umfasst. Der Algorithmus ist in Grenzhandhabungssituationen sowie auch in Nicht-Grenzhandhabungssituationen anwendbar. Das Fahren bei Reifenkapazitätsgrenzen ist ein Beispiel einer Grenzhandhabungssituation. Reifenkapazitäten und Fahrzeugseitenhaftung werden berücksichtigt, um die entsprechenden Drehmomentniveaus an jede Achse zu verteilen. Operationen des Verfahrens können iterativ von einem Steuermodul, wie beispielsweise eines von dem Karosseriesteuermodul 304 von 3, dem Steuermodul 202 von 2 oder einem anderen Steuermodul, durchgeführt werden. Das Steuermodul ist in der Lage, nahtlos von Sub-Grenzhandhabungs- in eine Grenzhandhabungssituation überzugehen und dann über Grenzhandhabung (z. B., in einer zweckgerichteten Driftsituation) hinauszugehen.
Das Verfahren kann bei 400 beginnen. Bei 402 sammelt das Steuermodul Sensordaten und Fahrereingaben, wie beispielsweise über die Sensoren 310 und/oder ähnliche Sensoren.
Bei 404 bestimmt das Steuermodul Fahrzeugzustände, Reifenkräfte und Aktuatorbeschränkungen, wie beispielsweise oben beschrieben. Die Reifenkräfte können longitudinale, laterale und vertikale (oder normale) Reifenkräfte umfassen. Die Aktuatorbeschränkungen können maximale Drehmomentniveaus umfassen, die jeder Aktuator imstande ist, zu generieren. Bei 406 wird ein Achsendrehmoment-Umverteilungsprozess durchgeführt, der einen mehrstufigen Algorithmus umfasst, um Ausgangsdrehmomente zu bestimmen, die durch Drehmomentquellen Vorder- und Hinterachsen eines Fahrzeugs bereitzustellen sind.
Bei 406A bestimmt das Steuermodul Fahrer-angeforderte laterale Kräfte $F_{Y, F}^{R e q}$
und $F_{Y, R}^{R e q} .$
Ein Ziel der Methodik besteht darin, die laterale Grenzhandhabungscharakteristiken des Fahrzeugs zu verbessern und somit berücksichtigt das Steuermodul die Absichten des Fahrers. Das Quantifizieren der Absichten des Fahrers hilft beim Trennen von Grenzhandhabungs- und Nicht-Grenzhandhabungsszenarien. Diese Trennung ist eine Variable, welche die Richtung, Rate und Größe der Steueraktionen definiert. Das Steuermodul verwendet die vom Fahrer angeforderte gesamte laterale Kraft, um die Kurvenfahrabsichten des Fahrers zu quantifizieren. Die gesamte laterale Kraft ermöglicht einen nahtlosen Übergang zwischen Grenzhandhabungs- und Nicht-Grenzhandhabungsszenarien.
Die Fahrer-angeforderten lateralen Kräften $F_{Y, F}^{R e q}$
und $F_{Y, R}^{R e q}$
werden basierend auf der angeforderten lateralen Beschleunigung des Fahrers $a_{Y}^{R e q}$
berechnet. Gemäß lateraler Fahrzeugdynamik, Ackermann-Lenkgeometrie und Vorwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs kann die laterale Beschleunigung unter Verwendung von Gleichung 1 bestimmt werden, wobei δ der Lenkwinkel ist, ∝_F und ∝_R Vorderachsen- und Hinterachsenschlupfwinkel sind, L t eine Fahrzeugradbasis (oder ein Abstand zwischen Vorder- und Hinterachsen)ist, und V_x die longitudinale Geschwindigkeit ist. Die longitudinale Geschwindigkeit V_x wird basierend auf longitudinaler Beschleunigung, Gierrate und Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt. $a_{Y}^{R e q} = \frac{δ - (\propto_{F} - \propto_{R}) 2}{L} V_{x}^{2}$
Die laterale Kraft kann unter Verwendung von Gleichung 2 bestimmt werden, wobei m die Masse des Fahrzeugs ist. Gleichung 2 kann darstellen, wie longitudinale Kräfte verteilt sein sollten, um spezifische laterale Kraftkapazitäten bei jeder Achse zu erzeugen, um eine angeforderte laterale Beschleunigung bereitzustellen. Gleichung 2 basiert auf dem zweiten Newtonschen Gesetz und stellt die gesamte laterale Kraft für die Vorder- und Hinterachsen bereit. $m a_{Y}^{R e q} = F_{Y, F}^{R e q} + F_{Y, R}^{R e q}$
Das Steuermodul kann maximale Drehmomentfähigkeitsgrenzen von Drehmomentquellen (oder Aktuatoren) beim Bestimmen berücksichtigen, ob Drehmomentanforderungen zu honorieren sind. Wenn ein Motor beispielsweise nicht in der Lage ist, einen bestimmten Drehmomentbetrag bereitzustellen, kann die Drehmomentanforderung nicht honoriert werden.
Bei 406B bestimmt das Steuermodul die gesamte laterale Kraft für die beschränkte laterale Kraftverteilung. Die gesamte laterale Kraft wird erhalten. Die gesamte laterale Kraft wird zwischen den Vorder- und Hinterachsen verteilt, um eine maximale Kurvenfahrleistung zu erreichen. Während des Kurvenfahrens wird das Erreichen einer optimalen lateralen Kraftverteilung benötigt, um einen maximalen Betrag lateraler Haftung zu erreichen. Unausgeglichene laterale Kräften am Schwerpunkt (CG) des Fahrzeugs können das Fahrzeug anfällig gegen Instabilität (z. B. Untersteuerungs- oder Übersteuerungsverhalten) machen. Bei 406B verteilt das Steuermodul die laterale Kraft, so dass das gesamte Giermomentgleichgewicht des Fahrzeugs erreicht werden kann. Das Giermomentgleichgewicht kann durch Gleichung 3 definiert werden, wobei L_F und L_R jeweilige Abstände zwischen dem Schwerpunkt des Fahrzeugs und den Vorder- und Hinterachsen sind, und ΔT_DYC sich auf das direkte Drehmoment am Schwerpunkt aufgrund des Giermoments des Fahrzeugs und nicht aufgrund des Raddrehmoments bezieht. $L_{F} F_{Y, F}^{R e q} - L_{R} F_{Y, R}^{R e q} + Δ T_{D Y C} = 0$
In der Anwesenheit von direkten Giersteuerungsaktuatoren in dem Antriebstrang wird das externe Moment in dem Ausdruck ΔT_DYC berücksichtigt, der Drehmomentmaßeinheiten aufweist. Basierend auf Gleichungen 2 und 3 können die angeforderten lateralen Kräften $F_{Y, F}^{R e q}$
und $F_{Y, R}^{R e q}$
für maximale Kapazität der Seitenhaftung (oder maximaler Seitenhaftung oder Beschleunigung) bestimmt werden, die auftreten kann, wenn die Gierrate gleich 0 ist. Um maximale Haftung zu erreichen, bleibt keine unbenutzte Kapazität bei irgendeiner Achse übrig. Vorder- und Hinterachsen werden zur gleichen Zeit gesättigt, was als eine stationäre Bedingung bezeichnet wird, wobei die Gierrate gleich 0 ist. Wenn Gleichung 3 erfüllt ist, dann ist das System bei einer stationären Bedingung für Gierbewegung. Mit Gleichungen 2-3 gibt es zwei Unbekannte, speziell die angeforderten lateralen Kräften $F_{Y, F}^{R e q}$
und $F_{Y, R}^{R e q},$
um maximale laterale Haftung beizubehalten, und zwei Gleichungen.
Zusätzlich zum entsprechenden Verteilen lateraler Kraft zwischen den Vorder- und Hinterachsen, um sich einer optimalen lateralen Kraftverteilung anzunähern, berücksichtigt das Steuermodul physikalische Grenzen lateraler Kraft auf den Reifen des Fahrzeugs. Dies ist insbesondere wahr für Szenarien, bei denen ein Fahrer übermäßige laterale Kraft anfordert (d.h., höher als die verbleibende Kapazität der Reifen). Die maximale verfügbare laterale Kraft für jede der Achsen $F_{Y, F}^{m a x}$
und $F_{Y, R}^{m a x}$
kann gemäß Gleichungen 4-5 unter Verwendung eines Reibellipsen-Reifenmodells bestimmt werden, wie beispielsweise das in 1 gezeigte Reifenmodell, wobei µ eine aktuelle Straßenbedingung angibt, F_Z,LF, F_Z,RF, F_Z,LR, F_Z,RR die normalen Reifenkräfte für den linken Vorder-, rechten Vorder-, linken Hinter- und rechten Hinterreifen des Fahrzeugs sind, und F_X,LF, F_X,RF, F_X,LR, F_X,RR die longitudinalen Kräfte für die angegebenen Reifen sind. $F_{Y, F}^{m a x} = \sqrt{{(μ F_{Z, L F})}^{2} - {(F_{X, L F})}^{2}} + \sqrt{{(μ F_{Z, R F})}^{2} - {(F_{X, R F})}^{2}}$
$F_{Y, R}^{m a x} = \sqrt{{(μ F_{Z, L R})}^{2} - {(F_{X, L R})}^{2}} + \sqrt{{(μ F_{Z, R R})}^{2} - {(F_{X, R R})}^{2}}$
Die maximale laterale Kraft für den linken Vorderreifen ist gleich $\sqrt{{(μ F_{Z, L F})}^{2} - {(F_{X, L F})}^{2}} .$
Die maximale laterale Kraft für den rechten Vorderreifen ist gleich $\sqrt{{(μ F_{Z, R F})}^{2} - {(F_{X, R F})}^{2}} .$
Die maximale laterale Kraft für den linken Hinterreifen ist gleich $\sqrt{{(μ F_{Z, L R})}^{2} - {(F_{X, L R})}^{2}} .$
Die maximale laterale Kraft für den rechten Hinterreifen ist gleich $\sqrt{{(μ F_{Z, R R})}^{2} - {(F_{X, R R})}^{2}} .$
Als Ergebnis sind die angeforderten lateralen Kräften $F_{Y, F}^{R e q}$
und $F_{Y, R}^{R e q}$
beschränkt (begrenzt), wie durch Ausdrücke 6 und 7 dargestellt. Eine Straßenbedingung µ gleich 1 kann sich auf eine trockene Straßenbedingung beziehen. Eine Straßenbedingung µ gleich 0,1 kann sich auf eine vereiste Straßenbedingung beziehen. Eine Straßenbedingung µ gleich 0,4 kann sich auf eine schneebedeckte Straßenbedingung beziehen. $| F_{Y, F}^{m a x} | \geq | F_{Y, F}^{R e q} |$
$| F_{Y, R}^{m a x} | \geq | F_{Y, R}^{R e q} |$
Bei maximaler Haftung können alle Reifenkapazitäten einander gleichen. Wenn die maximalen Kapazitäten für die Reifen erreicht sind, können die maximalen Kapazitäten einander gleichen. Das Steuermodul berücksichtigt Reifenkapazitäten und laterale Fahrzeughaftung beim Verteilen von Drehmoment auf die Achsen. Die Reifenkapazität oder die laterale Kraftkapazität für jede Achse ist eine Kombination aus lateralen Kraftkapazitäten von linken und rechten Reifen. Das Steuermodul kann bei Reifenkapazitätsgrenzen fahren. Eine Grenzhandhabungssituation tritt beim Annähern an eine Reifenkapazitätsgrenze in den longitudinalen und lateralen Richtungen auf. Der offenbarte Algorithmus ist beim Arbeiten nahe und/oder an Reifenkapazitätsgrenzen anwendbar und ist imstande, nahtlos von Untergrenzwert- zu Grenzwerthandhabung und darüber hinaus beispielsweise in eine Driftsituation überzugehen.
Bei 406C bestimmt das Steuermodul eine Achsendrehmomentkapazität mit Echtzeitkorrektur. In einem AWD-Steuersystem sind die Steuervariablen Vorderachsen- und Hinterachsen-Drehmomente. Folglich ist das Steuermodul unfähig, die lateralen Kräften an den Achsen direkt zu beeinflussen. Deshalb berücksichtigt das Steuermodul eine Beziehung zwischen dem Achsendrehmoment (longitudinaler Kraft) und lateraler Kraft und führt die folgenden Operationen basierend auf dieser Beziehung durch. Die Beziehung zwischen longitudinalen und lateralen Kräften für Reifen kann unter Verwendung eines Reifenreibungs-Ellipsendiagramms definiert werden, wie beispielsweise das in 1 gezeigte. 1 zeigt zwei Punkte P1 und P2 für eine Kraftkurve 405. Basierend auf dieser Beziehung ist für eine gegebene Straßenbedingung µ und eine normale Kraft F_Z die maximale laterale Kraft $F_{Y}^{m a x}$
eine Funktion einer aktuellen longitudinalen Kraft F_X. In 1 ist der Punkt P1 der Gleichung 8 und der Punkt P2 der Gleichung 9 zugeordnet. Mehr laterale Kraftkapazität existiert bei Punkt P1. Wenn longitudinale Kraft angefordert wird, wie durch Punkt P2 dargestellt, nimmt der Betrag der lateralen Kraftkapazität ab, wie durch Pfeil 407 dargestellt.
Mehr laterale Kraft ist bei Punkt P1 als bei Punkt P2 aufgrund einer Zunahme in der Größe der longitudinalen Kraft verfügbar, wenn auf Punkt P2 übergegangen wird. Gleichungen 8 und 9 sind die gleiche Gleichung, stellen jedoch unterschiedliche Betriebspunkte dar. Wenn ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb abgestimmt wird und die gesamte Kapazität zur lateralen Bewegung verfügbar ist, dann kann die maximale laterale Kraft durch Gleichung 8 dargestellt werden. Wenn es jedoch eine longitudinale Kraft gibt, dann kann die laterale Kapazität durch Gleichung 9 dargestellt werden. $F_{Y}^{m a x} = \sqrt{{(μ F_{Z})}^{2} - {(F_{x})}^{2}}$
$F_{Y}^{m a x} = \sqrt{{(μ F_{z})}^{2} - 0}$
Ein Drehmoment kann auf jedes Rad einzeln über Elektromotoren, Maschinen und/oder andere Drehmomentquellen verteilt werden. Wenn die longitudinalen Reifenkräfte die gleichen sind, kann, anstatt Drehmomentausgaben für jedes Rad zu bestimmen, eine maximale longitudinale Kapazität für jede Achse bestimmt werden. Wenn die maximale Kapazität für jede Achse bestimmt ist und die laterale Kraft, um die maximale Haftung beizubehalten, bestimmt ist, dann kann die longitudinale Kraft für jeden Reifen durch das Steuermodul bestimmt werden.
Basierend auf Operationen 406A und 406B und der oben angegebenen Beziehung zwischen longitudinalen und lateralen Kräften für Reifen kann die optimale laterale Kraftverteilung durch Vordefinieren der longitudinalen Kapazitäten der jeweiligen Achse erreicht werden. Wenn das Achsendrehmoment umverteilt ist, so dass Achsen bei definierten longitudinalen Kapazitäten $F_{Y, F}^{m a x}$
und $F_{Y, R}^{m a x}$
beibehalten werden, dann ist, wie hier definiert, eine optimale laterale Kraftverteilung erreicht. Das Steuermodul kann die verfügbare longitudinale Kapazität für jede Achse basierend auf der Schätzung der normalen Kraft F_Z und den angeforderten lateralen Kräften $F_{Y, F}^{m a x}$
und $F_{Y, R}^{m a x}$
unter Verwendung von Gleichungen 10 und 11 berechnen. $F_{X, F}^{m a x} = \sqrt{{(μ F_{Z, F})}^{2} - {(F_{Y, F}^{R e q})}^{2}}$
$F_{X, R}^{m a x} = \sqrt{{(μ F_{Z, R})}^{2} - {(F_{Y, R}^{R e q})}^{2}}$
Gleichungen 10 und 11 stellen maximale longitudinale Kräfte bereit, die an jede Achse gesendet werden können, um maximale Haftungsbedingungen beizubehalten. Jegliche einer Drehmomentanforderung zugeordneten lateralen Kraftanforderungen, die unterhalb der durch Gleichungen 10 und 11 bereitgestellten maximalen Kraftwerte sind, stellen genug Reifenkapazität bereit, um nicht notwendigerweise bei einer maximalen Haftungsbedingung zu sein.
Die longitudinalen Kraftkapazitäten $F_{Y, F}^{m a x}$
und $F_{Y, R}^{m a x}$
werden basierend auf Echtzeit-Reifenkapazitätsschätzwerten $F_{Y, F}^{E s t m a x}$
und $F_{Y, R}^{E s t m a x}$
korrigiert. Diese Schätzwerte sind mit der lateralen und longitudinalen Sättigung jeder Achse und der Gierstabilität des Fahrzeugs verknüpft. Dies verbessert die Robustheit des Algorithmus gegen Änderungen in der Umgebung (z. B., Straßenbedingung, Reifen usw.). Die Echtzeit-Reifenkapazitätsschätzwerte können auf einer aktuellen Schätzung von longitudinalen Kräften minus entsprechenden Abfallraten basiert sein, wobei die Abfallraten eine Funktion der Schwere der Achsensättigung und Gierstabilität des Fahrzeugs sind. Die Echtzeit-Reifenkapazitätsschätzwerte $F_{Y, F}^{E s t m a x}$
und $F_{Y, R}^{E s t m a x}$
können sich auf korrigierte Schätzwerte beziehen und durch Gleichungen 12 und 13 dargestellt werden, wobei sich min auf eine Minimumfunktion bezieht, die ein Minimum von zwei Werten in einer Klammer bestimmt, $F_{X, F (P r e v)}^{E s t m a x}$
und $F_{X, R (P r e v)}^{E s t m a x}$
beziehen sich auf vorherige Schätzwerte, VDF und VDR sind Änderungen in der Abfallrate von Vorder- und Hinterachsen und ΔT bezieht sich auf eine Änderung in der Zeit. Kapazitäten können verringert werden, wenn sich die Abfallrate nicht, wie anvisiert und/oder erwartet, ändert. $F_{X, F}^{E s t m a x} = m i n ((F_{X, L F} + F_{X, R F}), (F_{X, F (P r e v)}^{E s t m a x})) - (\nabla D_{F} \times Δ T)$
$F_{X, R}^{E s t m a x} = m i n ((F_{X, L R} + F_{X, R R}), (F_{X, R (P r e v)}^{E s t m a x})) - (\nabla D_{R} \times Δ T)$
Nach Bestimmen der korrigierenden Schätzwerte kann das Steuermodul Drehmomentkapazitäten jeder Achse unter Verwendung von Gleichungen 14-15 bestimmen, wobei Reff ein wirkgleicher Rollradius eines Reifens ist. $T r q_{F}^{m a x} = m i n (F_{X, F}^{m a x}, F_{X, F}^{E s t m a x}) \times R_{e ƒ ƒ}$
$T r q_{R}^{m a x} = m i n (F_{X, R}^{m a x}, F_{X, R}^{E s t m a x}) \times R_{e ƒ ƒ}$
Mit Gleichungen 12-13 berücksichtigt das Steuermodul tatsächliche Kräfte und mit Gleichungen 14-15 prüft das Steuermodul, wann maximale Drehmomentkapazitätsniveaus erreicht wurden. Die Reifenkapazität oder laterale Kraftkapazität für jede Achse ist eine Kombination aus lateraler Kraftkapazität auf der linken Seite und auf der rechten Seite. Wenn longitudinale Reifenkräfte die gleichen sind, können, anstatt Reifenkapazitäten jedes Reifens zu bestimmen, maximale longitudinale Kapazitäten für jede Achse bestimmt werden. Mit bekannter maximaler Kapazität jeder Achse und bekannter lateralen Kraft, um die maximale Haftung beizubehalten, können longitudinalen Reifenkapazitätskräfte an jedem Rad bestimmt werden.
Bei 406D führt das Steuermodul eine Achsendrehmoment-Umverteilung basierend auf der Antriebsstrangkonfiguration des Fahrzeugs durch.
Als ein erstes Vorderradantrieb (FWD) vorgespanntes AWD-Beispiel kann ein Achsendrehmoment an die Vorderachse des Fahrzeugs gesendet werden, bis eine maximale longitudinale Kapazität erreicht ist. Extra (oder zusätzliches) Drehmoment wird dann an die Hinterachse gesendet. Das FWD-Fahrzeug kann beispielsweise ein viertüriger Personenkraftwagen oder ein anderes Fahrzeug sein. Das an den Vorder- und Hinterachsen bereitgestellte Drehmoment kann durch Gleichungen 16-17 und dann durch Gleichungen 18-19 dargestellt werden. $T r q_{F}^{R e q} = 1 \times T r q^{R e q}$
$T r q_{R}^{R e q} = 0 \times T r q^{R e q}$
$Δ T_{F}^{C m d} = 0$
$Δ T_{R}^{C m d} = T r q_{F}^{R e q} - T r q_{F}^{m a x}$
Als ein zweites 50-50 Aufteilung-vorgespanntes AWD- Beispiel wird das Achsendrehmoment 50-50 zwischen den Vorder- und Hinterachsen aufgeteilt, bis eine der Achsen eine maximale longitudinale Kapazität erreicht. Extra (oder zusätzliches) Drehmoment wird dann an die andere der Achsen gesendet. Das 50-50 aufgeteilte Fahrzeug kann beispielsweise ein Lastwagen oder ein anderes Fahrzeug sein. Das an den Vorder- und Hinterachsen bereitgestellte Drehmoment kann durch Gleichungen 20-21 und dann durch Gleichungen 22-23 dargestellt werden. Die maximale Differenz zwischen den an die Vorder- und Hinterachsen bereitgestellten Drehmomenten kann darauf basieren, ob es Kurvenfahren oder Bremsen ist. $T r q_{F}^{R e q} = 0.5 \times T r q^{R e q}$
$T r q_{R}^{R e q} = 0.5 \times T r q^{R e q}$
$Δ T_{F}^{C m d} = T r q_{R}^{R e q} - T r q_{R}^{m a x}$
$Δ T_{R}^{C m d} = T r q_{F}^{R e q} - T r q_{F}^{m a x}$
Als ein drittes RWD-vorgespanntes AWD-Beispiel wird Achsendrehmoment an die Hinterachse gesendet, bis eine maximale longitudinale Kapazität erreicht ist. Extra (oder zusätzliches) Drehmoment wird dann an die Vorderachse gesendet. Das RWD-Fahrzeug kann ein Sportwagen oder ein anderes Fahrzeug sein. Das der Vorder- und Hinterachsen bereitgestellte Drehmoment kann durch Gleichungen 24-25 und dann durch Gleichungen 26-27 dargestellt werden. $T r q_{F}^{R e q} = 0 \times T r q^{R e q}$
$T r q_{R}^{R e q} = 1 \times T r q^{R e q}$
$Δ T_{F}^{C m d} = T r q_{R}^{R e q} - T r q_{R}^{m a x}$
$Δ T_{R}^{C m d} = 0$
Für mindestens die obigen drei Beispiele kann das der Vorder- und Hinterachsen befohlene Drehmoment unter Verwendung von Gleichungen 28-29 bereitgestellt werden, wobei $ε_{T}^{C m d}$
das Teilungsverhältnis des den Vorder- und Hinterachsen bereitgestellte Ausgangsdrehmoment ist. Für die obigen Beispiele und Gleichungen 16-30 finden die Bedingungen von Gleichungen 31-32 Anwendung, wobei Trq^Req das gesamte angeforderte Achsendrehmoment ist. $T r q_{F}^{C m d} = T r q_{F}^{R e q} + Δ T_{F}^{C m d} - Δ T_{R}^{C m d}$
$T r q_{R}^{C m d} = T r q_{R}^{R e q} + Δ T_{F}^{C m d} - Δ T_{R}^{C m d}$
$ε_{T}^{C m d} = \frac{T r q_{R}^{C m d}}{T r q^{R e q}}$
$Δ T_{F}^{C m d} \geq 0; Δ T_{R}^{C m d} \geq 0$
$(T r q_{F}^{m a x} + T r q_{R}^{m a x}) \geq T r q^{R e q}$
Die obigen Beispiele werden bereitgestellt, um die Anpassungsfähigkeit des Verfahrens zu erläutern. Das Verfahren ist auf alle AWD-Antriebsstrangkonfigurationen anwendbar. Obwohl auf AWD-Fahrzeuge anwendbar, kann das Drehmoment zu einem beliebigem Zeitpunkt auf eine Achse (z. B., der Vorder- oder Hinterachse) und nicht auf eine andere Achse (z. B., der anderen der Vorder- und Hinterachse) angewandt werden.
Wenn eine gesamte Drehmomentanforderung bereitgestellt wird, kann das Steuermodul das Verteilen des Drehmoments an die Achsen abhängig von der Konfiguration der Karosserie beginnen. Als Beispiel kann, wenn das Fahrzeug heckgetrieben ist, das Steuermodul durch Bestimmen einer maximalen longitudinalen Kraft starten, welche die Hinterachse imstande ist, zu handhaben, um sicherzustellen, dass die laterale maximale Haftungsbedingung nicht verletzt wird. Wenn die maximale Seitenhaftung (oder maximale laterale Kraft) für die Hinterachse erreicht wurde, wird Drehmoment der Vorderachse zugeführt, bis eine Grenze für die Vorderachse erreicht ist. Wenn beide Achsen bei maximalen lateralen Kräfte sind, dann wurden maximale Haftungsbedingungen für das Fahrzeug erreicht. Wenn dieses zum Beispiel eine viertürige Limousine ist, dann können jegliche Drehmomentanforderungen über diesen Punkt hinaus nicht honoriert werden. Wenn dieses jedoch ein Kraftwagen (z. B., Sportwagen) ist und der Fahrer beabsichtigt, einen Driftzustand zu verursachen, dann kann das Steuermodul bestimmen, welche der Achsen das zusätzliche angeforderte Drehmoment bereitstellt.
5 zeigt ein Achsendrehmoment-Umverteilungsverfahren für eine Hinterrad-vorgespannte, allradgetriebene Implementierung. Obwohl die folgenden beispielhaften Operationen primär mit Bezug auf ein RWD-vorgespanntes AWD-Fahrzeug beschrieben werden, sind die Operationen auf andere AWD-Fahrzeuge anwendbar, die 50/50-Aufteilung-vorgespannte und FWD-vorgespannte AWD-Fahrzeuge umfassen. Ähnliche Operationen können für jedes dieser anderen AWD-Fahrzeuge durchgeführt oder modifiziert werden. Die Operationen können iterativ durchgeführt werden. Die Operationen werden durch eine gestrichelte Linie 501 getrennt. Operationen 502, 504, 516, 518, 520, 522, 524, 526 sind der Drehmoment-Umverteilungssteuerung zugeordnet. Operationen 506, 508, 510, 512, 514 sind der Echtzeitkorrektursteuerung zum Einstellen longitudinaler Kraftkapazitäten der Vorder- und Hinterachsen zugeordnet. Die folgenden Operationen können von einem Steuermodul, wie beispielsweise einem des Karosseriesteuermodul 202 von 2 oder des Karosseriesteuermoduls 304 von 3, durchgeführt werden.
Das Verfahren kann bei 500 beginnen. Bei 502 bestimmt das Steuermodul die laterale Beschleunigungskraft basierend auf der Fahrer angeforderten laterale Beschleunigung und dem Giermomentgleichgewicht. Operation 502 entspricht Operationen 406A und 406B von 4. Bei 504 bestimmt das Steuermodul die Achsendrehmomentkapazität basierend auf dem Reifenmodell und normaler Kraftschätzwerte. Bei 506 bestimmt das Steuermodul Vorderachsen- und Hinterachsen-Sättigungsniveaus. Operationen 504 und 516 entsprechen der Operation 406C von 4.
Bei 508 bestimmt das Steuermodul, ob die Vorderachse gesättigt ist. Wenn wahr, dann wird Operation 510 durchgeführt, andernfalls kann Operation 506 durchgeführt werden. Die folgenden Operationen 510 und 514 sind Beispiele des Anwendens der oben beschriebene Abfallraten. Bei 510 verringert das Steuermodul rampenartig longitudinale Kapazität der Vorderachse. Bei 512 bestimmt das Steuermodul, ob die Hinterachse gesättigt ist. Wenn wahr, dann wird Operation 514 durchgeführt, andernfalls kann Operation 506 durchgeführt werden. Bei 514 verringert das Steuermodul rampenartig die longitudinale Kapazität der Hinterachse.
Bei 516 bestimmt das Steuermodul die Achsendrehmomentkapazität basierend auf einem Mindestwert der vorhergesagten und korrigierten longitudinalen Kapazitäten. Bei 518 bestimmt das Steuermodul, ob eine Fahrerdrehmomentanforderung kleiner als oder gleich einer Drehmomentkapazität der Hinterachse ist. Wenn wahr, wird Operation 520 durchgeführt, andernfalls wird Operation 522 durchgeführt. Bei 520 transferiert das Steuermodul Drehmoment an die Hinterachse.
Bei 522 bestimmt das Steuermodul, ob eine Fahrerdrehmomentanforderung kleiner als oder gleich einer Drehmomentkapazität der Vorderachse ist. Wenn wahr, wird Operation 524 ist durchgeführt, andernfalls wird Operation 526 ist durchgeführt. Bei 524 transferiert das Steuermodul verbleibendes Drehmoment an die Vorderachse, wenn das der Hinterachse bereitgestellte Drehmoment an einer Grenze befindet. Bei 526 transferiert das Steuermodul verbleibendes Drehmoment an die Hinterachse, um das vom Fahrer angeforderte Drehmoment zu erfüllen, wenn sich das der Vorderachse bereitgestellte Drehmoment an einer Grenze befindet. Das Steuermodul kann anschließend zu Operation 502 zurückkehren, um Operationen 520, 524, 526 durchzuführen. Operationen 518, 520, 522, 524, 526 entsprechen Operation 406D von 4.
Die vorstehende Beschreibung weist lediglich veranschaulichenden Charakter auf und ist in keiner Weise bestimmt, die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen einzuschränken. Die weit gefassten Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen implementiert werden. Daher sollte, obwohl diese Offenbarung bestimmte Beispiele umfasst, der wahre Umfang der Offenbarung nicht so begrenzt sein, da andere Modifikationen nach einer Studie der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche offenbar werden. Es sei zu verstehen, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge (oder nebenläufig) ausgeführt werden können, ohne die Grundsätze der vorliegenden Offenbarung zu ändern. Obwohl jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschrieben wird, bestimmte Merkmale aufzuweisen, kann jedes oder mehrere dieser beschriebenen Merkmale in Bezug auf eine Ausführungsform der Offenbarung in Merkmale einer der anderen Ausführungsformen implementiert und/oder mit diesen kombiniert werden, sogar wenn diese Kombination nicht ausdrücklich beschrieben ist. Mit anderen Worten schließen sich die beschriebenen Ausführungsformen nicht gegenseitig aus, und die Permutationen einer oder mehrerer Ausführungsformen untereinander bleiben im Rahmen dieser Offenbarung.
Räumliche und funktionale Beziehungen zwischen Elementen (z.B. zwischen Modulen, Schaltelementen, Halbleiterschichten usw.) werden unter Verwendung verschiedener Begriffe beschrieben, darunter „verbunden“, „in Eingriff genommen“, „gekoppelt“, „benachbart“, „neben“, „oben“, „auf“, „unten“ und „angeordnet“. Sofern nicht ausdrücklich als „direkt“ beschrieben, kann diese Beziehung, wenn eine Beziehung zwischen ersten und zweiten Elementen in der obigen Offenbarung beschrieben wird, eine direkte Beziehung sein, bei der keine anderen intervenierenden Elemente zwischen den ersten und zweiten Elementen vorhanden sind, sondern kann ebenfalls eine indirekte Beziehung sein, bei der ein oder mehrere intervenierende Elemente (entweder räumlich oder funktional) zwischen den ersten und zweiten Elementen vorhanden sind. Wie hier verwendet, sollte die Phrase mindestens eines von A, B und C so ausgelegt werden, dass sie ein logisches (A ODER B ODER C) unter Verwendung eines nicht exklusiven logischen ODERs bedeutet, und nicht ausgelegt werden, dass sie „mindestens eines von A, mindestens eines von B und mindestens eines von C“ bedeutet.
In den Figuren zeigt die Richtung eines Pfeils, wie durch die Pfeilspitze angegeben, im Allgemeinen den Informationsfluss (wie beispielsweise Daten oder Anweisungen), der für die Veranschaulichung von Interesse ist. Wenn beispielsweise Element A und Element B eine Vielfalt von Informationen austauschen, jedoch Informationen, die von Element A an Element B übertragen werden, für die Veranschaulichung relevant sind, kann der Pfeil von Element A zu Element B zeigen. Dieser unidirektionale Pfeil bedeutet nicht, dass keine anderen Informationen von Element B an Element A übertragen werden. Außerdem kann Element B für Informationen, die von Element A an Element B gesendet werden, Anfragen oder Empfangsbestätigungen für die Informationen an Element A senden.
In dieser Anwendung kann, einschließlich der nachstehenden Definitionen, der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Controller“ durch den Begriff „Schaltung“ ersetzt werden. Der Begriff „Modul“ kann sich beziehen auf, Teil davon sein, oder zu umfassen: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (Application Spezifische Integrated Circuit; ASIC); eine digitale, analoge oder gemischte analoge/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischte analoge/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; eine feldprogrammierbare Gateanordnung (Field Programmable Gate Array; FPGA); eine Prozessorsteuerung (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die einen Code ausführt; eine Speicherschaltung (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die einen Code speichert, der von der Prozessorsteuerung ausgeführt wird; andere geeignete Hardwarekomponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination von einigen oder allen der oben genannten Komponenten, wie beispielsweise in einem System-on-Chip.
Das Modul kann eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen umfassen. In einigen Beispielen können die Schnittstellenschaltungen drahtgebundene oder drahtlose Schnittstellen umfassen, die mit einem Lokalbereichsnetzwerk (LAN), dem Internet, einem Weitbereichsnetzwerk (WAN) oder Kombinationen davon verbunden sind. Die Funktionalität eines bestimmten Moduls der vorliegenden Offenbarung kann auf mehrere Module verteilt werden, die über Schnittstellenschaltungen verbunden sind. So können beispielsweise mehrere Module einen Lastenausgleich ermöglichen. In einem weiteren Beispiel kann ein Server (auch als Remote- oder Cloud-Modul bezeichnet) eine bestimmte Funktionalität im Namen eines Client-Moduls ausführen.
Der Begriff Code, wie oben verwendet, kann Software, Firmware und/oder Mikrocode umfassen und kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und/oder Objekte beziehen. Der Begriff gemeinsam genutzte Prozessorschaltung umfasst eine einzelne Prozessorschaltung, die einen Teil oder den gesamten Code aus mehreren Modulen ausführt. Der Begriff Gruppenprozessorschaltung umfasst eine Prozessorschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Prozessorschaltungen einen Teil oder den gesamten Code von einem oder mehreren Modulen ausführt. Verweise auf Mehrfachprozessorschaltungen umfassen Mehrfachprozessorschaltungen auf diskreten Dies, Mehrfachprozessorschaltungen auf einem einzelnen Die, Mehrfachkerne einer einzelnen Prozessorschaltung, Mehrfach-Threads einer einzelnen Prozessorschaltung oder eine Kombination aus den obigen. Der Begriff gemeinsam genutzte Prozessorschaltung umfasst eine einzelne Speicherschaltung, die einen Teil oder den gesamten Code aus mehreren Modulen speichert. Der Begriff Gruppenspeicherschaltung umfasst eine Speicherschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Speichern einen Teil oder den gesamten Code aus einem oder mehreren Modulen speichert.
Der Begriff Speicherschaltung ist eine Teilmenge des Begriffs computerlesbares Medium. Der hier verwendete Begriff computerlesbares Medium umfasst nichtflüchtige elektrische oder elektromagnetische Signale, die sich durch ein Medium ausbreiten (wie beispielsweise auf einer Trägerwelle); der Begriff computerlesbares Medium kann daher als greifbar und nicht flüchtig angesehen werden. Nicht einschränkende Beispiele für ein nichtflüchtiges, greifbares, computerlesbares Medium sind nichtflüchtige Speicherschaltungen (wie beispielsweise eine Flash-Speicherschaltung, eine löschbare, programmierbare Nur-Lese-Speicherschaltung oder eine Masken-Nur-Lese-Speicherschaltung), flüchtige Speicherschaltungen (wie beispielsweise eine statische Direktzugriffsspeicherschaltung oder eine dynamische Direktzugriffsspeicherschaltung), magnetische Speichermedien (wie beispielsweise ein analoges oder digitales Magnetband oder eine Festplatte) und optische Speichermedien (wie beispielsweise eine CD, eine DVD oder eine Blu-ray Disc).
Die in dieser Anwendung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig von einem Spezialzweckcomputer implementiert werden, der durch Konfiguration eines Universalcomputers zum Ausführen einer oder mehrerer bestimmter Funktionen, die in Computerprogrammen enthalten sind, erzeugt wurde. Die oben beschriebenen Funktionsblöcke, Flussdiagrammkomponenten und andere oben beschriebene Elemente dienen als Softwarespezifikation, die durch die Routinearbeit eines sachkundigen Fachmanns oder Programmierers in die Computerprogramme übersetzt werden können.
Die Computerprogramme umfassen prozessorausführbare Anweisungen, die auf mindestens einem nichtflüchtigen, greifbaren, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten enthalten oder sich auf diese stützen. Die Computerprogramme können ein Basis-Eingabe/- Ausgabesystem (Basic Input/ Output System; BIOS), das mit der Hardware des Spezialzweckcomputers wechselwirkt, Gerätetreiber, die mit bestimmten Geräten des Spezialzweckcomputers wechselwirken, ein oder mehrere Betriebssysteme, Benutzeranwendungen, Hintergrunddienste, Hintergrundanwendungen usw. umfassen.
Die Computerprogramme können umfassen: (i) beschreibenden Text, der analysiert werden soll, wie beispielsweise HTML (Hypertext-Markup-Sprache), XML (erweiterbare Markup-Sprache) oder JSON (JavaScript Object Notation) (ii) Assembler-Code, (iii) Objektcode, der aus dem Quellcode eines Compilers erzeugt wird, (iv) Quellcode zur Ausführung durch einen Interpreter, (v) Quellcode zur Kompilierung und Ausführung durch einen Just-in-time-Compiler usw. Der Quellcode kann lediglich als Beispiel mit Syntax aus Sprachen wie C, C++, C#, Objective-C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5 (Hypertext Markup Language 5th Revision), Ada, ASP (Active Server Pages), PHP (PHP): Hypertext-Präprozessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Rubin, Flash®, Visual Basic®, Lua, MATLAB, SIMULINK und Python® geschrieben werden.

Claims

Achsendrehmomentverteilungssystem, umfassend: einen Speicher, der konfiguriert ist, um einen Lenkwinkel und einen Drehmomentverteilungsalgorithmus zum Verteilen eines Drehmoments an eine erste Achse und eine zweite Achse eines Fahrzeugs zu speichern; und ein Steuermodul, das konfiguriert ist, um den Drehmomentverteilungsalgorithmus auszuführen, um den Lenkwinkel zu erhalten, basierend auf dem Lenkwinkel, eine gesamte laterale Kraft zu bestimmen, die für die erste Achse und die zweite Achse angefordert wird, basierend auf der gesamten angeforderten lateralen Kraft, eine laterale Kraft, die für die erste Achse angefordert wird, und eine laterale Kraft, die für die zweite Achse angefordert wird, zu bestimmen, während die laterale Kraftverteilung zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse beschränkt wird, wobei das Beschränken der lateralen Kraftverteilung umfasst, basierend auf maximalen lateralen Kraftkapazitäten der Reifen des Fahrzeugs, die für die erste Achse angeforderte laterale Kraft und die für die zweite Achse angeforderte laterale Kraft zu begrenzen, verfügbare longitudinale Kapazitäten für die erste Achse und die zweite Achse basierend auf den jeweils für die erste Achse und die zweite Achse angeforderten lateralen Kräfte zu bestimmen, Drehmomentkapazitäten der ersten Achse und der zweiten Achse basierend auf den jeweils für die erste Achse und die zweite Achse angeforderten lateralen Kräfte zu bestimmen, und die Verteilung des Drehmoments auf die erste Achse und die zweite Achse basierend auf den Drehmomentkapazitäten der ersten Achse und der zweiten Achse zu steuern.
Achsendrehmomentverteilungssystem gemäß Anspruch 1, ferner umfassend: eine erste Drehmomentquelle, die konfiguriert ist, um der ersten Achse des Fahrzeugs Drehmoment zuzuführen; und eine zweite Drehmomentquelle, die konfiguriert ist, um der zweiten Achse des Fahrzeugs Drehmoment zuzuführen, wobei das Steuermodul konfiguriert ist, um Drehmomentausgabe der ersten Drehmomentquelle und Drehmomentausgabe der zweiten Drehmomentquelle basierend auf den Drehmomentkapazitäten der ersten Achse und der zweiten Achse zu steuern.
Achsendrehmomentverteilungssystem gemäß Anspruch 1, wobei: die erste Achse eine Vorderachse des Fahrzeugs ist; und die zweite Achse eine Hinterachse des Fahrzeugs ist.
Achsendrehmomentverteilungssystem gemäß Anspruch 1, wobei das Steuermodul konfiguriert ist, um: eine angeforderte laterale Beschleunigung basierend auf der Lenkwinkeleingabe, einem Schräglaufwinkel der ersten Achse, einem Schräglaufwinkel der zweiten Achse, einer longitudinalen Geschwindigkeit und der Radbasislänge des Fahrzeugs zu bestimmen; und die gesamte angeforderte laterale Kraft basierend auf der angeforderten lateralen Beschleunigung zu bestimmen.
Achsendrehmomentverteilungssystem gemäß Anspruch 4, wobei das Steuermodul konfiguriert ist, um die longitudinale Geschwindigkeit basierend auf einer longitudinalen Beschleunigung des Fahrzeugs, einer Gierrate des Fahrzeugs und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu bestimmen.
Achsendrehmomentverteilungssystem gemäß Anspruch 1, wobei das Steuermodul konfiguriert ist, um die laterale Kraft für die erste Achse und die laterale Kraft für die zweite Achse zu bestimmen, so dass ein gesamtes Giermomentgleichgewicht des Fahrzeugs erreicht wird.
Achsendrehmomentverteilungssystem gemäß Anspruch 6, wobei das Steuermodul konfiguriert ist, um: ein erstes Produkt basierend auf einer für die erste Achse angeforderten lateralen Kraft und einem Abstand zwischen der ersten Achse und einem Schwerpunkt des Fahrzeugs zu bestimmen; ein zweites Produkt basierend auf einer für die zweite Achse angeforderten lateralen Kraft und einem Abstand zwischen der zweiten Achse und dem Schwerpunkt des Fahrzeugs zu bestimmen; und die für die erste Achse angeforderte laterale Kraft und die für die zweite Achse angeforderte laterale Kraft basierend auf einer Summe (i) einer Differenz zwischen dem ersten Produkt und dem zweiten Produkt und (ii) einem Drehmoment am Schwerpunkt des Fahrzeugs aufgrund eines Giermoments des Fahrzeugs zu bestimmen.
Achsendrehmomentverteilungssystem gemäß Anspruch 1, wobei das Steuermodul konfiguriert ist, um, während des Begrenzens der lateralen Kraftverteilung auf die erste Achse und die zweite Achse, (i) die für die erste Achse angeforderte laterale Kraft auf eine bestimmte maximale laterale Kraft für die erste Achse zu begrenzen, und (ii) die für die zweite Achse angeforderte laterale Kraft auf eine bestimmte maximale laterale Kraft für die zweite Achse zu begrenzen.
Achsendrehmomentverteilungssystem gemäß Anspruch 1, wobei das Steuermodul konfiguriert ist, um: eine erste Reifenkapazität für die erste Achse basierend auf einer longitudinalen Kraft der ersten Achse und einer ersten Abfallrate zu erzeugen; eine zweite Reifenkapazität für die zweite Achse basierend auf einer longitudinalen Kraft der zweiten Achse und einer zweiten Abfallrate zu erzeugen; eine Drehmomentkapazität der ersten Achse basierend auf der ersten Reifenkapazität zu bestimmen; und eine Drehmomentkapazität der zweiten Achse basierend auf der zweiten Reifenkapazität zu erzeugen.
Achsendrehmomentverteilungssystem gemäß Anspruch 1, wobei das Steuermodul konfiguriert ist, um: die Drehmomentkapazität der ersten Achse basierend auf einem wirksamen Rollradius eines Reifens zu bestimmen; und die Drehmomentkapazität der zweiten Achse basierend auf der für die zweite Achse angeforderten lateralen Kraft und dem wirksamen Rollradius des Reifens zu bestimmen.