用于分配请求的扭矩的方法
阅读：137发布：2020-05-14
专利汇可以提供用于分配请求的扭矩的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种用于将 请求 扭矩 分配 到车辆的一个或两个 驱动桥 的方法，其中该请求扭矩取决于驾驶员意愿，其中用于第一驱动桥的一个第一最大扭矩值是根据该第一驱动桥的附着极限来计算的，其中用于第二驱动桥的一个第二最大扭矩值是根据该第二驱动桥的附着极限来计算的，其中至少该请求扭矩的一个第一部分被传输到该第一驱动桥，其中该第一部分不超过该第一最大值，其中该请求扭矩的一个第二部分在该第一部分与该请求扭矩不相对应时被供给到该第二驱动桥，并且其中该第二部分不超过该第二最大值，其中该请求扭矩根据至少一个参数而被分成该第一部分和该第二部分。，下面是用于分配请求的扭矩的方法专利的具体信息内容。
1.一种用于将请求扭矩分配到车辆的一个或两个驱动桥的方法，其中该请求扭矩取决于驾驶员的意愿，其中用于第一驱动桥的一个第一最大扭矩值是根据该第一驱动桥的附着极限来计算的，其中用于第二驱动桥的一个第二最大扭矩值是根据该第二驱动桥的附着极限来计算的，其中至少该请求扭矩的一个第一部分被传输到该第一驱动桥上，其中该第一部分不超过该第一最大值，其中该请求扭矩的一个第二部分在该第一部分与该请求扭矩不相对应时被供给到该第二驱动桥，并且其中该第二部分不超过该第二最大值，其中该请求扭矩根据至少一个参数而被分成该第一部分和该第二部分。
2.如权利要求1所述的方法，其中该参数取决于有效能量消耗。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中该参数取决于驱动桥的附着性能。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中该参数取决于该车辆的行驶稳定性。
5.如权利要求1或2所述的方法，其中使用两个驱动装置使得这两个驱动桥的扭矩是可获得的，其中在各自情况下一个驱动装置被指配给一个驱动桥，并且其中该参数取决于该驱动装置的运行参数。
6.如权利要求5所述的方法，其中一个能量源被提供用于一个驱动装置，其中该参数取决于该能量源的运行状态。
7.如权利要求6所述的方法，其中该驱动装置具有一个电动机，其中该能量源是一个电池，并且其中该运行参数是该电池的充电状态。
8.如权利要求5所述的方法，其中第一驱动装置是一台内燃发动机并且第二驱动装置是一个电动机，其中具体地该内燃发动机只驱动该第一驱动桥，并且该电动机只驱动该第二驱动桥。
9.如权利要求1或2所述的方法，其中所述最大扭矩值是实时计算的。
10.如权利要求1或2所述的方法，其中用于该第一部分的最小值和用于该第二部分的最小值是根据一个参数计算的，并且其中只要该最小值不超过该最大值，至少该扭矩的最小值就被对应地施加到该第一驱动桥和第二驱动桥。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述最小值是实时计算的。
12.如权利要求1或2所述的方法，其中，在该第一部分接近该第一最大值时，该第二部分使用一个变换函数而增大，特别是根据该第一部分与该最大值之差而增大。
13.一种计算单元，该计算单元被设计成用于实施如以上权利要求之一所述的方法。
14.一种计算机程序，该计算机程序被设计成当在一个计算单元上运行时用于实施如权利要求1至12之一所述的方法。
用于分配请求的扭矩的方法
技术领域
背景技术
[0002] DE102009009809A1披露了一种驱动装置，其中一台内燃发动机被提供用于第一驱动桥，并且一个电力驱动单元被提供用于该车辆的第二驱动桥。此外，一个差速器被提供用于该电力驱动单元，该差速器具有一个外加的传动单元。例如在道路的摩擦系数太低时该驱动单元可以不运行。
发明内容
[0003] 本发明的目的是要改进一种用于将请求扭矩分配到车辆的两个驱动桥的方法。
[0004] 本发明的目的是通过下述1的方法、通过下述13的计算单元、以及如下述14的计算机程序来实现的。
[0005] 下述2-12中披露了本发明的进一步有利的实施例。
[0006] 1.一种用于将请求扭矩分配到车辆的一个或两个驱动桥的方法，其中该请求扭矩取决于驾驶员的意愿，其中用于第一驱动桥的一个第一最大扭矩值是根据该第一驱动桥的附着极限来计算的，其中用于第二驱动桥的一个第二最大扭矩值是根据该第二驱动桥的附着极限来计算的，其中至少该请求扭矩的一个第一部分被传输到该第一驱动桥上，其中该第一部分不超过该第一最大值，其中该请求扭矩的一个第二部分在该第一部分与该请求扭矩不相对应时被供给到该第二驱动桥，并且其中该第二部分不超过该第二最大值，其中该请求扭矩根据至少一个参数而被分成该第一部分和该第二部分。
[0007] 2.如前述1所述的方法，其中该参数取决于有效能量消耗。
[0008] 3.如前述1或2所述的方法，其中该参数取决于驱动桥的附着性能。
[0009] 4.如前述1至3之一所述的方法，其中该参数取决于该车辆的行驶稳定性。
[0010] 5.如前述1至4之一所述的方法，其中使用两个驱动装置使得这两个驱动桥的扭矩是可获得的，其中在各自情况下一个驱动装置被指配给一个驱动桥，并且其中该参数取决于该驱动装置的运行参数。
[0011] 6.如前述5所述的方法，其中一个能量源被提供用于一个驱动装置，其中该参数取决于该能量源的运行状态。
[0013] 8.如前述5至7之一所述的方法，其中第一驱动装置是一台内燃发动机并且第二驱动装置是一个电动机，其中具体地该内燃发动机只驱动该第一驱动桥，并且该电动机只驱动该第二驱动桥。
[0014] 9.如前述1-8之一所述的方法，其中所述最大扭矩值是实时计算的。
[0015] 10.如前述1至9之一所述的方法，其中用于该第一部分的最小值和用于该第二部分的最小值是根据一个参数计算的，并且其中只要该最小值不超过该最大值，至少该扭矩的最小值就被对应地施加到该第一驱动桥和第二驱动桥。
[0016] 11.如前述10所述的方法，其中所述最小值是实时计算的。
[0017] 12.如前述1-11之一所述的方法，其中，在该第一部分接近该第一最大值时，该第二部分使用一个变换函数而增大，特别是根据该第一部分与该最大值之差而增大。
[0018] 13.一种计算单元，该计算单元被设计成用于实施如前述1-12所述的方法。
[0019] 14.一种计算机程序，该计算机程序被设计成当在一个计算单元上运行时用于实施如前述1至12之一所述的方法。
[0020] 所描述的方法具有的优点是该第一驱动桥被供应有该请求扭矩的一个第一部分，其中该第一部分不超过一个第一最大值。该第一最大值是根据用于该第一驱动桥的附着极限来计算的。如果该第一部分小于该请求扭矩，则该请求扭矩的一个第二部分被传输到该第二驱动桥。在此该第二部分不超过一个第二最大值。该第二最大值是根据用于该第二驱动桥的附着极限来计算的。
[0021] 以此方式，该请求扭矩在这两个驱动桥之间被有利地划分而不会达到该附着极限。因此该请求扭矩在这两个驱动桥之间的安全分配是可以的。其结果是，只有一个可随意获得的纵向力势被传递到该前桥和后桥。通过考虑根据这些驱动桥的附着极限的最大值而确保提供一个最大横向力势。该请求扭矩分成该第一部分和第二部分是根据一个参数来实施的。其结果是，该第一部分和第二部分的最佳适配是可能的。
[0022] 在一个实施方案中，该参数取决于有效能量消耗。根据所选行驶状况，就能量消耗而言使用一台内燃发动机对该第一驱动桥提供驱动与使用一个电动机对第二驱动桥提供驱动相比可能是更有利或不太有利的。其结果是，可以根据该内燃发动机和/或该电动机器的有效利用而在该第一部分和/或第二部分之间对该请求扭矩进行划分。
[0023] 在另一个实施方案中，该参数可以取决于这些驱动桥的附着性能。例如，当达到该第一驱动桥的附着极限时，可以减小该第一部分而增大该第二部分。因此最佳提供该请求扭矩是可能的，同时驱动桥不会打滑。
[0024] 在另一个实施方案中，该参数取决于车辆的行驶稳定性。例如，由于驾驶员的意愿突然降低而导致该附着极限附近的负荷变化能够导致该第二部分增加以便提升该车辆的行驶稳定性。然而，该第一部分的增大以及该第二部分的增大在各自情况下是通过将达到的第一最大值或第二最大值进行限制的。
[0025] 此外，有效能量消耗可以只包括例如由一台内燃发动机驱动的第一驱动桥而不使用例如由一个电动机驱动的第二驱动桥。其结果是，尤其在该第一部分对应于该请求扭矩而未达到该第一最大值的行驶状况下，不对该第二驱动桥提供驱动可以是有利的。其结果是，由驾驶员请求的扭矩是可供使用的，其中通过使用一个驱动桥而节省了能量。
[0026] 在另一个实施方案中，该参数取决于该驱动装置的运行参数。这在例如每个驱动桥使用一个分立的驱动装置的情况下是有利的。通过考虑一个驱动装置的运行参数，能以一种最佳方式获得该扭矩，其中，例如尽可能小的消耗能量和/或尽可能少的产生污染。例如，运行参数可以取决于该驱动装置的一个能量源的运行状态。例如在一台内燃发动机被用作一个供该第一驱动桥使用的驱动装置并且一个电动机被用于该第二驱动桥以及一个电池被提供用于对电力驱动装置供应电流的情况下，可以考虑该电池的充电状态以便限定该第一部分和该第二部分。例如，在低的充电状态的情况下，能以该第二部分为代价而增大该第一部分，并且其结果是该第二部分可以保持低水平。由于低的第二部分，同样消耗低的电流，并且因此该电池的充电容量是守恒的。
[0027] 在另一个实施方案中，这些最大值是实时计算的。其结果是，可以使该扭矩的第一部分与该扭矩的第二部分精确地匹配。在此背景下，例如可以对这些附着极限的短暂变化做出快速反应。
[0028] 在另一个实施方案中，一个用于该扭矩的第一部分的最小值和一个用于该扭矩的第二部分的最小值都是实时计算的。其结果是，该第一部分和该第二部分各自必须具有该最小值。其结果是，可以简化和快速控制这些部分。
[0030] 本发明的一个示例性实施例将参考附图进行更详细地说明，在附图中：
[0031] 图1示出了一台车辆的示意性图示，
[0032] 图2示出了用于将请求扭矩分配给车辆的两个驱动桥的方法的示意性图示，[0033] 图3示出了一个作为时间函数的扭矩曲线图，并且
[0034] 图4示出了一个作为该车辆的横向加速度的函数的扭矩曲线图。
具体实施方式
[0035] 图1示出了一台车辆1的示意性图示。车辆1具有一个第一驱动桥4和一个第二驱动桥5。每个驱动桥具有两个车轮，这些车轮在图中仅被示意性地展示。此外，提供了一个计算单元2，该计算单元被连接到一个储存器3。此外，提供了一个传感器6，该传感器被连接到该计算单元2。传感器6可以被提供成例如用于感测驾驶员意愿。例如，传感器6可以感测车辆的加速踏板位置。此外，提供了一个第一驱动装置7和一个第二驱动装置8，其中这些驱动装置7、8各自被连接到该计算单元2。根据所选实施例，第一驱动装置7例如通过一个分配器单元10而连接到该第一驱动桥4和第二驱动桥5。在另一个实施例中，第一驱动装置7可以只被直接连接到第一驱动桥4。第一驱动桥4例如构成后桥。根据所选实施例，第二驱动装置8例如通过该分配器单元10而连接到该第一驱动桥4和第二驱动桥5。根据所选实施例，第二驱动装置8还可以仅以一种直接的方式操作性地连接到第二驱动桥5。第二驱动桥5构成前桥。
[0036] 根据所选实施例，该第一驱动装置可以被实施为一台内燃发动机和/或一台电动机。同样，第二驱动装置8可以被实施为一台内燃发动机和/或一台电动机。此外，这些驱动装置7、8还可以构成任何其他类型的驱动装置。
[0037] 为了使车辆1运行，该计算单元2例如通过该传感器6感测与一个使车辆1移动的请求扭矩相关的驾驶员意愿。随后，该计算单元2根据所感测的请求扭矩启动该第一驱动装置7和/或第二驱动装置8。该第一驱动装置7和第二驱动装置8根据该计算单元2的启用而将一个相对应的扭矩传输到该分配器单元10或者直接传输到第一驱动桥4或第二驱动桥5。
[0038] 如果该第一驱动装置7和第二驱动装置8的扭矩被传输到该分配器单元10，该计算单元2则根据一种限定的方法对经由该分配器单元10到第一驱动桥4和/或第二驱动桥5的扭矩分配进行控制。
[0039] 此外，例如提供了一个能量源9，该能量源可以对该第一驱动装置7和/或第二驱动装置8供应能量。此外，提供了一个第二传感器11，该传感器被指配给能量源9并且感测该能量源9的一个运行参数。第二传感器11被连接到计算单元2。能量源9的一个运行参数可以例如由存储在能量源9中的能量构成。如果能量源9被实施为一个电池，则这些运行参数例如由该第一驱动装置7和/或第二驱动装置8可获得的电压和/或电流构成。该计算单元2可以根据该电压和/或电流估算出该电池的充电容量。
[0040] 此外，与该第一驱动装置7和第二驱动装置8相关并且表示该第一驱动装置7和第二驱动装置8的运行参数的数据和/或特性曲线被存储在该存储器3中。此外，该计算单元2可以通过指配给该第一驱动装置7和第二驱动装置8的另外的相对应的传感器12而感测这些驱动装置7、8的当前运行参数。
[0041] 图2示出了用于实施该方法的程序步骤的示意性图示。
[0042] 在程序点30，该计算单元2例如实时计算第一驱动桥4、也就是后桥5处的摩擦系数利用。此外，该计算单元2计算第二驱动桥5、也就是前桥处的摩擦系数利用。
[0043] 在接下来的程序点31，该计算单元2基于该前桥和后桥的摩擦系数利用来计算用于该第一驱动桥4和第二驱动桥5的容许驱动扭矩的最小值和最大值。在接下来的程序点32，该计算单元2感测与有待输出到该第一驱动桥4和第二驱动桥5的一个请求扭矩相关的驾驶员意愿。
[0044] 在接下来的程序点33，该计算单元2根据至少一个参数将该请求扭矩划分成有待输出到第一驱动桥4的一个第一部分和/或有待输出到第二驱动桥5的一个第二部分。在此背景下，例如作为一个参数，可以考虑将这两个驱动桥4、5中的一个作为一个主要驱动桥而驱动桥4、5中的另一个作为一个辅助驱动桥。该第一驱动桥例如被用于在不使用第二驱动桥可行的情况下输出该请求扭矩。例如当一个参数指示了使用该第二驱动桥有利时，则使用该第二驱动桥是有必要的。例如当该请求扭矩足够大以致该第一部分大于第一最大值时，则使用该第二驱动桥是有利的。该第一最大值根据该车辆的这些主要运行状况而限定了可以由第一驱动桥输出的最大扭矩。在此情况下，该扭矩的第一部分被限于该最大值并且第二部分相应地被增大，并且还通过第二驱动桥输出扭矩。为此，这些驱动装置7、8和/或分配器单元10相应地由该计算单元2启动。
[0045] 导致扭矩由第二驱动桥5输出的另一个参数可以取决于以下事实：通过第二驱动桥5输出扭矩带来更有效率的能量消耗。此外，根据当行驶状况，还可以有利的是仅对该第一驱动桥4施加扭矩。例如当前车辆向前直线行驶，第一驱动桥4构成后桥并且驾驶员的请求扭矩低于用于该第一驱动桥的第一最大值时就是这种情况。在一种正常行驶状况下，与使用两个驱动桥相比，仅使用一个驱动桥就允许更低的能量消耗。
[0046] 例如，第一驱动桥4的自转可以导致以下的一种状况：即，为了实现该请求扭矩，该扭矩的一个第二部分被输出到该第二驱动桥，和/或第二部分扭矩被增大用于该第二驱动桥。在这种状况下，为了提高行驶稳定性和/或为了实现该请求扭矩，尽管增大了能量消耗，但经由第二驱动桥5输出的扭矩增大了。
[0047] 因此该计算单元2根据可以取决于例如有效能量消耗和/或这些驱动桥的附着性能和/或该车辆的行驶稳定性和/或这些驱动装置7、8的运行状态和/或这些驱动装置7、8的一个能量源9的运行状态的参数而以一种固定的方式将该请求扭矩划分成用于第一驱动桥的第一部分和/或用于第二驱动桥的第二部分。
[0048] 在另一个实施例中，该计算单元2还可以考虑用于供给到第一驱动桥4和第二驱动桥5的扭矩最小值。用于这些驱动桥4、5的扭矩最小值可以例如取决于该车辆的行驶稳定性。在例如第一驱动桥自转的情况下，该计算单元2计算用于第二驱动桥的可以等量于该请求扭矩的扭矩最小值。然而，通过考虑该最大值来防止达到该第二车桥的附着极限。
[0049] 图3示出了用于一种行驶状况的曲线图，其中展示了由计算单元2计算的最小值13以及用于第二驱动桥5的最大值14。最小值13和最大值14是以特性曲线的方式相对于时间t标绘的。该行驶状况涉及以100km/h的速度拐弯，在该行驶状况下转向轮以30°每秒的恒定角速度向左偏转。由于该车辆的横向加速度，减小了可以经由第二驱动桥5输出的最大扭矩，从0秒时刻的绝对值3500牛米（Nm）连续降至t1时刻的几乎0值。最小值
13从起始点t0直到刚要到达第一时刻t1时维持几乎0Nm。就在到达第一时刻t1之前，由驾驶员引起一次负荷变化，这是由于该驾驶员突然减小请求的扭矩，也就是说将其脚抬离该加速踏板。其结果是，突然减轻了第一驱动桥、也就是后桥的这些轮胎的负荷。这样导致以下状况：即，为了降低负荷变化的反应，该计算单元2将用于第二驱动桥5的最小值13增加到例如60Nm的一个值。然而，该最小值只能由该计算单元2增大到最大值14为止。如果达到该最大值，则为了使该车辆稳定而不再由第二驱动桥5传输任何阻力矩。
13从起始点t0直到刚要到达第一时刻t1时维持几乎0Nm。就在到达第一时刻t1之前，由驾驶员引起一次负荷变化，这是由于该驾驶员突然减小请求的扭矩，也就是说将其脚抬离该加速踏板。其结果是，突然减轻了第一驱动桥、也就是后桥的这些轮胎的负荷。这样导致以下状况：即，为了降低负荷变化的反应，该计算单元2将用于第二驱动桥5的最小值13增加到例如60Nm的一个值。然而，该最小值只能由该计算单元2增大到最大值14为止。如果达到该最大值，则为了使该车辆稳定而不再由第二驱动桥5传输任何阻力矩。
[0050] 图4示出了相同的行驶状况，其中用于第二驱动桥5的扭矩的最小值13和最大值2
14是相对于该车辆的一个单位为m/s 的横向加速度标绘的。最大值14在此同样连续地下降。此外，最小值13保持在0Nm直到最大值14同样就要达到0Nm值。
14是相对于该车辆的一个单位为m/s 的横向加速度标绘的。最大值14在此同样连续地下降。此外，最小值13保持在0Nm直到最大值14同样就要达到0Nm值。
[0051] 当该扭矩用于第一驱动桥4的第一部分达到该最大值时，该计算单元2可以使用一个变换函数以增大该扭矩用于第二驱动桥5的第二部分。该变换函数可以例如以一条具有线性梯度的特性曲线来实施。因此当接近用于该第一部分的最大值时，有可能使该扭矩的第二部分即使在达到该最大值之前随着该第一部分与该最大值之间的差距减小而连续增大。因此，这样确保了该第一部分不会超过该第一最大值。此外，确保了用于第二驱动桥的第二部分不会突然增大。其结果是，提高了行驶稳定性并且增强了驾驶员的舒适感。此外，避免了突然的负荷改变。以类似方式，还可以在从第二驱动桥到第一驱动桥的扭矩分配转换时实施这种适配。
[0052] 为了计算用于一个驱动桥上扭矩的最小值，可以考虑以下事实：即，该第一驱动桥、也就是后桥的第一部分根据要求被减轻了负荷，例如在打滑极限时或者在负荷改变的情况下。其结果是，根据第一驱动桥上的扭矩的一个转矩被转移到第二驱动桥，也就是说被转换为用于第二驱动桥的一个第二部分。为此目的，可以使用一个函数，该函数在该第一部分接近该第一驱动桥的最大可能扭矩的最大值时将该请求扭矩的一部分传递到用于第二驱动桥5的一个第二部分。当该第一部分接近该最大值时，可以例如线性地增大该第二部分。
[0053] 该函数具有例如可以采取在0与1之间的值的一个因子。例如，从第一驱动桥4上的该最大值的80%的一个扭矩值开始，该因子可以从值0线性地增大至值1，以用于使该第一驱动桥上的扭矩具有100%该最大值。
[0054] 用于一个驱动桥的扭矩的最大值可以例如根据以下公式计算：
[0055] 1.)确定路面摩擦系数，该系数由以下关系式呈现
[0056]
[0057] 2.)确定该辅助车桥的车轮处的摩擦系数利用
[0058]
[0059] 2.1)基于纵向和横向负荷转移计算该辅助车桥的车轮的负荷（在此是前桥车轮负荷）
[0060] FzVi＝FzStatVi±CLatay-axCLong,
[0061] i＝l,r
[0062]
[0063] CLat＝f(m,h,滚动中心高度，轮距等)
[0064] 2.2)基于重量分布、当前横向加速度以及横向负荷转移来计算该辅助车桥（在此为VA）处的横向力
[0065] FyVA＝mVAay
[0066] FzVA＝FzVl十FzVr
[0067]
[0068] 1)计算弯道内侧和弯道外侧的纵向力势
[0069]
[0070] 2)计算扭矩（在VA处最大允许的扭矩而不干扰横向力利用）
[0071] MxPot,Vi＝FxPot,Virstat,Vi
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