DE102022107911A1

DE102022107911A1 - System und Verfahren zum Schätzen eines Kupplungsmoments eines elektronischen Sperrdifferentials und von Reifenlängskräften

Info

Publication number: DE102022107911A1
Application number: DE102022107911.2A
Authority: DE
Inventors: Yubiao Zhang; SeyedAlireza Kasaiezadeh Mahabadi; Seyedeh Asal Nahidi; Naser Mehrabi; Hualin Tan; Bakhtiar B. Litkouhi
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2021-05-20
Filing date: 2022-04-02
Publication date: 2022-11-24
Also published as: US11651633B2; CN115447564B; CN115447564A; US20220383668A1

Abstract

Ein System enthält ein Kupplungszustandsmodul und ein Kupplungsmomentmodul. Das Kupplungszustandsmodul ist dafür konfiguriert zu bestimmen, ob eine Kupplung eines elektronischen Sperrdifferentials eingerückt oder ausgerückt ist. Das elektronische Sperrdifferential koppelt eine Kraftmaschine eines Fahrzeugs mit dem linken und mit dem rechten Rad des Fahrzeugs. Das Kupplungsmomentmodul ist zum Schätzen eines tatsächlichen Drehmoments, das durch die Kupplung übertragen wird, unter Verwendung eines ersten Kupplungsmomentmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential ausgerückt ist, und zum Schätzen des tatsächlichen Kupplungsmoments unter Verwendung eines zweiten Kupplungsmomentmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential eingerückt ist, konfiguriert. Das zweite Kupplungsmomentmodell unterscheidet sich von dem ersten Kupplungsmomentmodell.

Description

EINLEITUNG
Die in diesem Abschnitt gegebenen Informationen dienen der allgemeinen Darstellung des Kontexts der Offenbarung. Arbeit der hier genannten Erfinder in dem Umfang, in dem sie in diesem Abschnitt beschrieben ist, sowie Aspekte der Beschreibung, die nicht auf andere Weise als Stand der Technik zum Zeitpunkt der Einreichung berechtigen können, sind weder explizit noch implizit als Stand der Technik gegenüber der vorliegenden Offenbarung anerkannt.
Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum Schätzen eines Kupplungsmoments eines elektronischen Sperrdifferentials und von Reifenlängskräften.
Ein Differential überträgt ein Drehmoment von einer Kraftmaschine eines Fahrzeugs an ein linkes und an ein rechtes Rad des Fahrzeugs. Ein Sperrdifferential ermöglicht, dass sich das linke und das rechte Rad mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen, während die maximale Differenz zwischen den Drehzahlen des linken und des rechten Rads begrenzt ist. Ein elektronisches Sperrdifferential enthält eine elektronisch gesteuerte Kupplung, die ermöglicht, dass sich das linke und das rechte Rad mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen, wenn die Kupplung ausgerückt ist, und dass sich das linke und das rechte Rad mit derselben oder nahezu derselben Drehzahl drehen, wenn die Kupplung eingerückt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Beispiel eines Systems gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält ein Kupplungszustandsmodul und ein Kupplungsmomentmodul. Das Kupplungszustandsmodul ist dafür konfiguriert zu bestimmen, ob eine Kupplung eines elektronischen Sperrdifferentials eingerückt oder ausgerückt ist. Das elektronische Sperrdifferential koppelt eine Kraftmaschine eines Fahrzeugs mit dem linken und mit dem rechten Rad des Fahrzeugs. Das Kupplungsmomentmodul ist zum Schätzen eines tatsächlichen Drehmoments, das durch die Kupplung übertragen wird, unter Verwendung eines ersten Kupplungsmomentmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential ausgerückt ist, und zum Schätzen des tatsächlichen Kupplungsmoments unter Verwendung eines zweiten Kupplungsmomentmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential eingerückt ist, konfiguriert. Das zweite Kupplungsmomentmodell unterscheidet sich von dem ersten Kupplungsmomentmodell.
Gemäß einem Aspekt enthält das erste Kupplungsmomentmodell eine Hyperbeltangensfunktion.
Gemäß einem Aspekt ist die Hyperbeltangensfunktion eine Funktion einer Differenz zwischen den Drehzahlen des linken und des rechten Rads.
Gemäß einem Aspekt setzt das erste Kupplungsmomentmodell ein angefordertes Kupplungsmoment und eine Differenz zwischen den Drehzahlen des linken und des rechten Rads mit dem tatsächlichen Kupplungsmoment in Beziehung und ist das angeforderte Kupplungsmoment ein angeforderter Betrag des durch die Kupplung zu übertragenden Drehmoments.
Gemäß einem Aspekt setzt das zweite Kupplungsmomentmodell eine Reifenlängskraft bei dem linken Rad und eine Reifenlängskraft bei dem rechten Rad mit dem tatsächlichen Kupplungsmoment in Beziehung.
Gemäß einem Aspekt enthält das System ferner ein Reifenlängskraftmodul, das zum Schätzen der Reifenlängskräfte bei dem linken und bei dem rechten Rad unter Verwendung eines ersten Längskraftmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential ausgerückt ist, und zum Schätzen der Reifenlängskräfte bei dem linken und bei dem rechten Rad unter Verwendung eines zweiten Längskraftmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential eingerückt ist, konfiguriert ist. Das zweite Längskraftmodell unterscheidet sich von dem ersten Längskraftmodell.
Gemäß einem Aspekt setzt das erste Längskraftmodell das tatsächliche Kupplungsmoment und ein Achseingangsdrehmoment mit den Reifenlängskräften bei dem linken und bei dem rechten Rad in Beziehung und ist das Achseingangsdrehmoment ein Betrag des von der Kraftmaschine an das elektronische Sperrdifferential übertragenen Drehmoments.
Gemäß einem Aspekt enthält das zweite Längskraftmodell eine erste Beziehung zwischen einem Achseingangsdrehmoment und den Reifenlängskräften bei dem linken und bei dem rechten Rad und eine zweite Beziehung zwischen den Reifenvertikalkräften bei dem linken und bei dem rechten Rad und den Reifenlängskräften bei dem linken und bei dem rechten Rad, wobei das Achseingangsdrehmoment ein Betrag des von der Kraftmaschine an das elektronische Sperrdifferential übertragenen Drehmoments ist.
Gemäß einem Aspekt wählt das Reifenlängskraftmodul die zweite Beziehung aus mehreren verschiedenen Beziehungen zwischen den Reifenvertikalkräften bei dem linken und bei dem rechten Rad und den Reifenlängskräften bei dem linken und bei dem rechten Rad auf der Grundlage eines Schlupfverhältnisses des linken und des rechten Rads aus.
Gemäß einem Aspekt ist das Kupplungszustandsmodul dafür konfiguriert, auf der Grundlage einer Differenz zwischen den Drehzahlen des linken und des rechten Rads und einer Drehmomentkapazität der Kupplung zu bestimmen, ob die Kupplung eingerückt oder ausgerückt ist.
Ein anderes Beispiel eines Systems gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält ein Kupplungszustandsmodul und ein Reifenlängskraftmodul. Das Kupplungszustandsmodul ist dafür konfiguriert zu bestimmen, ob eine Kupplung eines elektronischen Sperrdifferentials eingerückt oder ausgerückt ist. Das elektronische Sperrdifferential koppelt eine Kraftmaschine eines Fahrzeugs mit dem linken und mit dem rechten Rad des Fahrzeugs. Das Reifenlängskraftmodul ist zum Schätzen der Reifenlängskräfte bei dem linken und bei dem rechten Rad unter Verwendung eines ersten Längskraftmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential ausgerückt ist, und zum Schätzen der Reifenlängskräfte bei dem linken und bei dem rechten Rad unter Verwendung eines zweiten Längskraftmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential eingerückt ist, konfiguriert. Das zweite Längskraftmodell unterscheidet sich von dem ersten Längskraftmodell.
Gemäß einem Aspekt setzt das erste Längskraftmodell ein tatsächliches Kupplungsmoment und ein Achseingangsdrehmoment mit den Reifenlängskräften bei dem linken und bei dem rechten Rad in Beziehung, ist das tatsächliche Kupplungsmoment eine tatsächliches durch die Kupplung übertragenes Drehmoment und ist das Achseingangsdrehmoment ein Betrag des von der Kraftmaschine an das elektronische Sperrdifferential übertragenen Drehmoments.
Gemäß einem Aspekt enthält das System ferner ein Kupplungsmomentmodul, das zum Schätzen des tatsächlichen Kupplungsmoments unter Verwendung eines ersten Kupplungsmomentmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential ausgerückt ist, und zum Schätzen des tatsächlichen Kupplungsmoments unter Verwendung eines zweiten Kupplungsmomentmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential eingerückt ist, konfiguriert ist. Das zweite Kupplungsmomentmodell unterscheidet sich von dem ersten Kupplungsmomentmodell.
Gemäß einem Aspekt setzt das erste Kupplungsmomentmodell ein angefordertes Kupplungsmoment und eine Differenz zwischen den Drehzahlen des linken und des rechten Rads mit dem tatsächlichen Kupplungsmoment in Beziehung und ist das angeforderte Kupplungsmoment ein angeforderter Betrag des durch die Kupplung zu übertragenden Drehmoments.
Gemäß einem Aspekt setzt das zweite Kupplungsmomentmodell eine Reifenlängskraft bei dem linken Rad und eine Reifenlängskraft bei dem rechten Rad mit dem tatsächlichen Kupplungsmoment in Beziehung.
Gemäß einem Aspekt enthält das zweite Längskraftmodell eine erste Beziehung zwischen einem Achseingangsdrehmoment und den Reifenlängskräften bei dem linken und bei dem rechten Rad und eine zweite Beziehung zwischen den Reifenvertikalkräften bei dem linken und bei dem rechten Rad und den Reifenlängskräften bei dem linken und bei dem rechten Rad, wobei das Achseingangsdrehmoment ein Betrag des von der Kraftmaschine an das elektronische Sperrdifferential übertragenen Drehmoments ist.
Gemäß einem Aspekt wählt das Reifenlängskraftmodul die zweite Beziehung aus mehreren verschiedenen Beziehungen zwischen den Reifenvertikalkräften bei dem linken und bei dem rechten Rad und den Reifenlängskräften bei dem linken und bei dem rechten Rad auf der Grundlage eines Schlupfverhältnisses des linken und des rechten Rads aus.
Ein anderes Beispiel eines Systems gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält ein Kupplungszustandsmodul, ein Kupplungsmomentmodul und ein Reifenlängskraftmodul. Das Kupplungszustandsmodul ist dafür konfiguriert zu bestimmen, ob eine Kupplung eines elektronischen Sperrdifferentials eingerückt oder ausgerückt ist. Das elektronische Sperrdifferential koppelt eine Kraftmaschine eines Fahrzeugs mit dem linken und mit dem rechten Rad des Fahrzeugs. Das Kupplungsmomentmodul ist zum Schätzen eines tatsächlichen Drehmoments, das durch die Kupplung übertragen wird, unter Verwendung eines ersten Kupplungsmomentmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential ausgerückt ist, und zum Schätzen des tatsächlichen Kupplungsmoments unter Verwendung eines zweiten Kupplungsmomentmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential eingerückt ist, konfiguriert. Das zweite Kupplungsmomentmodell unterscheidet sich von dem ersten Kupplungsmomentmodell. Das Reifenlängskraftmodul ist zum Schätzen der Reifenlängskräfte bei dem linken und bei dem rechten Rad unter Verwendung eines ersten Längskraftmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential ausgerückt ist, und zum Schätzen der Reifenlängskräfte bei dem linken und bei dem rechten Rad unter Verwendung eines zweiten Längskraftmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential eingerückt ist, konfiguriert. Das zweite Längskraftmodell unterscheidet sich von dem ersten Längskraftmodell.
Gemäß einem Aspekt enthält das erste Kupplungsmomentmodell eine Übertragungsfunktion erster Ordnung, die ein angefordertes Kupplungsmoment und eine Hyperbeltangensfunktion einer Differenz zwischen den Drehzahlen des linken und des rechten Rads mit dem tatsächlichen Kupplungsmoment in Beziehung setzt, wobei das angeforderte Kupplungsmoment ein angeforderter Betrag des Drehmoments unter Berücksichtigung der durch die Kupplung zu übertragenden Übergangsdynamik der Kupplung ist, wobei das zweite Kupplungsmomentmodell eine Reifenlängskraft bei dem linken Rad und eine Reifenlängskraft bei dem rechten Rad mit dem tatsächlichen Kupplungsmoment in Beziehung setzt, wobei das erste Längskraftmodell das tatsächliche Kupplungsmoment und ein Achseingangsdrehmoment mit den Reifenlängskräften bei dem linken und bei dem rechten Rad in Beziehung setzt, wobei das Achseingangsdrehmoment ein Betrag des von der Kraftmaschine an das elektronische Sperrdifferential übertragenen Drehmoments ist und wobei das zweite Längskraftmodell eine erste Beziehung zwischen dem Achseingangsdrehmoment und den Reifenlängskräften bei dem linken und bei dem rechten Rad und eine zweite Beziehung zwischen den Reifenvertikalkräften bei dem linken und bei dem rechten Rad und den Reifenlängskräften bei dem linken und bei dem rechten Rad enthält.
Gemäß einem Aspekt wählt das Reifenlängskraftmodul die zweite Beziehung aus mehreren verschiedenen Beziehungen zwischen den Reifenvertikalkräften bei dem linken und bei dem rechten Rad und den Reifenlängskräften bei dem linken und bei dem rechten Rad auf der Grundlage eines Schlupfverhältnisses des linken und des rechten Rads aus.
Weitere Bereiche der Anwendbarkeit der vorliegenden Offenbarung gehen aus der ausführlichen Beschreibung, aus den Ansprüchen und aus den Zeichnungen hervor. Die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele sind nur zu Veranschaulichungszwecken bestimmt und sollen den Schutzumfang der Offenbarung nicht einschränken.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird umfassender verständlich aus der ausführlichen Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen; es zeigen:

1 einen Funktionsblockschaltplan eines beispielhaften Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Offenbarung;
2 einen Funktionsblockschaltplan eines beispielhaften Antriebsstrang-Steuermoduls gemäß der vorliegenden Offenbarung;
3 einen Ablaufplan eines beispielhaften Verfahrens zum Schätzen des Kupplungsmoments eines elektronischen Sperrdifferentials und von Reifenlängskräften gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
4 einen Graphen einer beispielhaften Beziehung zwischen einem Schlupfverhältnis eines Rads und einer normierten Längskraft gemäß der vorliegenden Offenbarung.

In den Zeichnungen können Bezugszeichen mehrfach verwendet sein, um ähnliche und/oder gleiche Elemente zu identifizieren.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Antriebsstrang-Steuersysteme schätzen den Betrag des durch eine Kupplung eines elektronischen Sperrdifferentials (eLSD) übertragenen Drehmoments und steuern die eLSD-Kupplung auf der Grundlage des geschätzten Kupplungsmoments. Gemäß einem Beispiel stellt ein Antriebsstrang-Steuersystem den Druck von der Kupplung zugeführtem Hydraulikfluid zum Minimieren einer Differenz zwischen einem angeforderten Kupplungsmoment und dem geschätzten Kupplungsmoment ein. Somit ermöglicht das Schätzen des Kupplungsmoments, dass Antriebsstrang-Steuersysteme den Betrag des durch die Kupplung 34 übertragenen Drehmoments nach Art einer Regelung regeln.
Außerdem schätzen Antriebsstrang-Steuersystem die Reifenlängskräfte bei dem linken und bei dem rechten Rad, die mit der eLSD gekoppelt sind, und steuern Sie auf der Grundlage der geschätzten Reifenlängskräfte die Drehmomentausgabe einer Kraftmaschine. Gemäß einem Beispiel bestimmt ein Antriebsstrang-Steuersystem Zielreifenlängskräfte zum Erzielen einer Zielfahrzeugbeschleunigung und stellt es die Aktuatoren der Kraftmaschine zum Minimieren der Differenz zwischen den Zielreifenlängskräften und den geschätzten Reifenlängskräften ein. Somit ermöglicht das Schätzen der Reifenlängskräfte, dass Antriebsstrang-Steuersysteme die Reifenlängskräfte (und die Fahrzeugbeschleunigung) nach Art einer Regelung regeln.
Ein Antriebsstrang-Steuersystem gemäß der vorliegenden Offenbarung schätzt das eLSD-Kupplungsmoment und die Reifenlängskräfte auf genaue Weise, was die Regelung dieser Parameter verbessert und dadurch die Fahrzeugleistungsfähigkeit verbessert. Gemäß einem Beispiel verwendet das Antriebsstrang-Steuersystem eine Hyperbeltangensfunktion, um das Verhalten der eLSD zu modellieren, und schätzt es das eLSD-Kupplungsmoment unter Verwendung des Modells, wenn die eLSD-Kupplung ausgerückt ist. Die Hyperbeltangensfunktion berücksichtigt die Tatsache, dass die maximale Drehmomentkapazität der eLSD-Kupplung nicht immer wie gefordert erzielbar ist.
Gemäß einem anderen Beispiel berücksichtigt das Modell, das durch das Antriebsstrang-Steuermodul verwendet wird, um das Kupplungsmoment zu schätzen, wenn die eLSD-Kupplung ausgerückt ist, die Aktuatorverzögerung. Das Antriebsstrang-Steuersystem vermeidet wiederum ein Ratterproblem, das andernfalls auftreten kann, wenn die Differenz zwischen den Drehzahlen der mit der eLSD gekoppelten Räder nahezu null ist. Gemäß einem abermals anderen Beispiel schätzt das Antriebsstrang-Steuersystem das eLSD-Kupplungsmoment, wenn die eLSD-Kupplung eingerückt ist, im Gegensatz zum einfachen Einstellen des geschätzten Kupplungsmoments auf null, unter Verwendung eines Modells. Im Ergebnis ist das geschätzte Kupplungsmoment genauer, wenn die eLSD-Kupplung eingerückt ist.
Nun anhand von 1 enthält ein Fahrzeug 10 eine Kraftmaschine 12, ein Getriebe 14, eine eLSD 16, eine Batterie 18, einen Elektromotor 20, vordere Halbwellen 22, hintere Halbwellen 24, ein linkes Vorderrad 26, ein rechtes Vorderrad 28, ein linkes Hinterrad 30 und ein rechtes Hinterrad 32. Die Kraftmaschine 12 verbrennt ein Gemisch von Luft und Kraftstoff, um ein Antriebsmoment zu erzeugen.
Das Getriebe 14 überträgt ein Drehmoment von der Kraftmaschine 12 mit einem von mehreren verschiedenen Übersetzungsverhältnissen an die eLSD 16.
Die eLSD 16 überträgt über die hinteren Halbwellen 24 ein Drehmoment von dem Getriebe 14 an das linke und an das rechte Hinterrad 30 und 32. Die Batterie 18 führt dem Elektromotor 20 Leistung zu. Der Elektromotor 20 dreht über die vorderen Halbwellen 22 das linke und das rechte Vorderrad 26 und 28.
Die eLSD 16 enthält eine Kupplung 34, die ein Drehmoment von dem linken Hinterrad 30 an das rechte Hinterrad 32 und umgekehrt überträgt. Wenn die Kupplung 34 ausgerückt ist, ermöglicht die eLSD 16, dass sich das linke und das rechte Hinterrad 30 und 32 mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen, während die maximale Differenz zwischen den Drehzahlen des linken und des rechten Hinterrads 30 und 32 begrenzt ist. Wenn die Kupplung 34 eingerückt ist, treibt die eLSD 16 das linke und das rechte Hinterrad 30 und 32 mit derselben Drehzahl oder nahezu mit derselben Drehzahl an.
Ferner enthält das Fahrzeug 10 einen linken vorderen Raddrehzahlsensor (WSS) 36, einen rechten vorderen WSS 38, einen linken hinteren WSS 40 und einen rechten hinteren WSS 42, einen Kupplungsdrucksensor 44, einen Fahrzeugbewegungssensor 46, eine Kamera 48 und ein Antriebsstrang-Steuermodul 50. Der linke vordere WSS 36 misst die Drehzahl des linken Vorderrads 26. Der rechte vordere WSS 38 misst die Drehzahl des rechten Vorderrads 28. Der linke hintere WSS 40 misst die Drehzahl des linken Hinterrads 30. Der rechte hintere WSS 42 misst die Drehzahl des rechten Hinterrads 32.
Der Kupplungsdrucksensor 44 misst den Druck des der Kupplung 34 der eLSD 16 zugeführten Hydraulikfluids. Der Fahrzeugbewegungssensor 46 misst die Längsbeschleunigung (Vorwärts-rückwärts-Beschleunigung) des Fahrzeugs 10, die Seitenbeschleunigung (Beschleunigung von einer Seite zur anderen Seite) des Fahrzeugs 10 und die Gierrate des Fahrzeugs 10. Der Fahrzeugbewegungssensor 46 kann eine Inertialmesseinheit sein, die einen oder mehrere Beschleunigungsmesser, die die Längs- und die Querbeschleunigung des Fahrzeugs 10 messen, und ein Gyroskop, das die Gierrate des Fahrzeugs 10 misst, enthält. Die Kamera 48 nimmt Bilder der Oberfläche der Straße auf, auf der das Fahrzeug 10 fährt.
Das Antriebsstrang-Steuermodul 50 steuert die Kraftmaschine 12, das Getriebe 14, die eLSD 16 und den Elektromotor 20 auf der Grundlage von Eingaben von den Sensoren des Fahrzeugs 10. Gemäß einem Beispiel verwendet das Antriebsstrang-Steuermodul 50 die Sensoreingaben, um den Betrag des durch die Kupplung 34 der eLSD 16 übertragenen Drehmoments und die Reifenlängskräfte bei dem linken und bei dem rechten Hinterrad 30 und 32 zu schätzen. Daraufhin steuert das Antriebsstrang-Steuermodul 50 die Kraftmaschine 12 und die Kupplung 34 der eLSD 16 auf der Grundlage des geschätzten Kupplungsmoments und der geschätzten Reifenlängskräfte.
Das Antriebsstrang-Steuermodul 50 stellt die Art und Weise, in der es den Betrag des durch Kupplung 34 übertragenen Drehmoments und/oder die Reifenlängskräfte bei dem linken und bei dem rechten Hinterrad 30 und 32 schätzt, auf der Grundlage dessen ein, ob die Kupplung 34 eingerückt oder ausgerückt ist. Gemäß einem Beispiel schätzt das Antriebsstrang-Steuermodul 50 das Kupplungsmoment unter Verwendung eines ersten Kupplungsmomentmodells, wenn die Kupplung 34 ausgerückt ist, und schätzt das Antriebsstrang-Steuermodul 50 das Kupplungsmoment unter Verwendung eines zweiten Kupplungsmomentmodells, wenn die Kupplung 34 eingerückt ist. Das zweite Kupplungsmomentmodell unterscheidet sich von dem ersten Kupplungsmomentmodell.
Nun anhand von 2 enthält eine beispielhafte Implementierung des Antriebsstrang-Steuermoduls 50 ein Kupplungsmomentkapazitätsmodul 52, ein Schlupfverhältnismodul 54, ein Kupplungsmomentmodul 56, ein Reifenlängskraftmodul 58, ein eLSD-Kupplungssteuermodul 60 und ein Kraftmaschinensteuermodul 62. Das Kupplungsmomentkapazitätsmodul 52 kann z. B. unter Verwendung einer Nachschlagetabelle und/oder einer Gleichung auf der Grundlage des Kupplungsdrucks von dem Kupplungsdrucksensor 44 die Drehmomentkapazität der Kupplung 34 der eLSD 16 schätzen. Alternativ kann die Kupplungskapazität der Kupplung 34 vorgegeben sein. Das Kupplungsmomentkapazitätsmodul 52 kann die geschätzte Kupplungsmomentkapazität erhöhen, während der Kupplungsdruck zunimmt, und umgekehrt. Das Kupplungsmomentkapazitätsmodul 52 gibt die geschätzte Kupplungsmomentkapazität aus.
Das Schlupfverhältnismodul 54 bestimmt das Schlupfverhältnis des linken Hinterrads 30 und das Schlupfverhältnis des rechten Hinterrads 32. Das Schlupfverhältnismodul 54 bestimmt das Schlupfverhältnis des linken Hinterrads 30 auf der Grundlage der Drehzahl des linken Hinterrads 30 und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10. Zum Beispiel kann das Schlupfverhältnismodul 54 das Schlupfverhältnis des linken Hinterrads 30 unter Verwendung einer Beziehung wie etwa $K_{l r} = \frac{R_{e f f, r^{ω} l r -} v_{x_{l r}}}{m a x (R_{e f f, r^{ω} l r;} v_{x_{l r}})}$
bestimmen, wobei K_Ir der Schlupfverhältnis des linken Hinterrads 30 ist, ω_Ir die Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit) des linken Hinterrads 30 ist, R_eff,r der effektive Radius eines frei rollenden Reifens sowohl auf dem linken als auch auf dem rechten Hinterrad 30 und 32 ist und v_xlr die Translationsgeschwindigkeit des Mittelpunkts des linken Hinterrads 30 ist. Der Schlupfverhältnismodul 54 kann die Translationsgeschwindigkeit bei dem Mittelpunkt des linken Hinterrads 30 unter Verwendung einer Beziehung wie etwa $v_{x_{l r}} = v_{x} - \frac{l_{w} r}{2}$
bestimmen, wobei v_x die Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 ist, I_w die hintere Spurbreite des Fahrzeugs 10 ist und r die Gierrate des Fahrzeugs 10 ist. Ähnlich kann das Schlupfverhältnismodul 54 das Schlupfverhältnis des rechten Hinterrads 32 unter Verwendung einer Beziehung wie etwa $K_{r r} = \frac{R_{e f f, r^{ω} r r - v_{x_{r r}}}}{m a x (R_{e f f, r^{ω} r r; v_{x_{r r}}})}$
bestimmen, wobei K_rr das Schlupfverhältnis des rechten Hinterrads 32 ist, ω_rr die Drehzahl (Winkelgeschwindigkeit) des rechten Hinterrads 32 ist und v_xrr die Translationsgeschwindigkeit bei dem Mittelpunkt des rechten Hinterrads 32 ist. Das Schlupfverhältnismodul 54 kann die Translationsgeschwindigkeit bei dem Mittelpunkt des rechten Hinterrads 32 unter Verwendung einer Beziehung wie etwa $v_{x_{r r}} = v_{x} + \frac{l_{w} r}{2}$
bestimmen.
Das Schlupfverhältnismodul 54 empfängt von dem linken hinteren WSS 40 bzw. von dem rechten hinteren WSS 42 die Drehzahlen des linken und des rechten Hinterrads 30 und 32. Der effektive Radius des rollenden Reifens kann vorgegeben sein oder in Echtzeit geschätzt werden. Der Schlupfverhältnismodul 54 kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 auf der Grundlage der Raddrehzahlen von zwei oder mehr der Raddrehzahlsensoren 36, 38, 40, 42 und aus dem effektiven Radius des rollenden Reifens bestimmen. Zum Beispiel kann das Schlupfverhältnismodul 54 vier Werte der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmen, die den Raddrehzahlen von den Raddrehzahlsensoren 36, 38, 40, 42 entsprechen, und daraufhin die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich einem Mittelwert der vier Werte einstellen. Der Schlupfverhältnismodul 54 gibt die Schlupfverhältnisse des linken und des rechten Hinterrads 30 und 32 aus.
Das Kupplungsmomentmodul 56 schätzt den Betrag des durch die Kupplung 34 übertragenen Drehmoments. Wie im Folgenden ausführlicher diskutiert ist, schätzt das Kupplungsmomentmodul 56 das Kupplungsmoment unter Verwendung eines ersten Kupplungsmomentmodells, wenn die Kupplung 34 ausgerückt ist, und schätzt das Antriebsstrang-Steuermodul 50 das Kupplungsmoment unter Verwendung eines zweiten Kupplungsmomentmodells, wenn die Kupplung 34 eingerückt ist. Das zweite Kupplungsmomentmodell unterscheidet sich von dem ersten Kupplungsmomentmodell. Das Kupplungsmomentmodul 56 gibt das geschätzte Kupplungsmoment aus.
Das Reifenlängskraftmodul 58 schätzt die Reifenlängskräfte bei dem linken und bei dem rechten Hinterrad 30 und 32. Wie im Folgenden ausführlicher diskutiert ist, schätzt das Reifenlängskraftmodul 58 die Reifenlängskräfte unter Verwendung eines ersten Längskraftmodells, wenn die Kupplung 34 ausgerückt ist, und schätzt das Reifenlängskraftmodul 58 das Kupplungsmoment unter Verwendung eines zweiten Längskraftmodells, wenn die Kupplung 34 eingerückt ist. Das zweite Längskraftmodell unterscheidet sich von dem ersten Längskraftmodell. Das Reifenlängskraftmodul 58 gibt die geschätzten Reifenlängskräfte aus.
Das eLSD-Kupplungssteuermodul 60 steuert den Betrag des durch die Kupplung 34 der eLSD 16 übertragenen Drehmoments. Das eLSD-Kupplungssteuermodul 60 erreicht dies durch Erzeugen eines angeforderten Kupplungsmoments z. B. auf der Grundlage der Gierrate des Fahrzeugs 10 und der Schlupfverhältnisse des linken und des rechten Hinterrads 30 und 32. Das angeforderte Kupplungsmoment ist ein angeforderter Betrag (oder Zielbetrag) des durch die Kupplung 34 zu übertragenden Drehmoments. Gemäß einem Beispiel identifiziert das eLSD-Kupplungssteuermodul 60 auf der Grundlage der Fahrzeuggierrate und der Schlupfverhältnisse, wann das Fahrzeug 10 in einer Übersteuerungsbedingung ist, und erhöht es das angeforderte Kupplungsmoment, um die Übersteuerungsbedingung zu korrigieren. Das eLSD-Kupplungssteuermodul 60 gibt das angeforderte Kupplungsmoment aus und/oder steuert die Kupplung 34, um das angeforderte Kupplungsmoment zu erzielen.
Außerdem steuert das eLSD-Kupplungssteuermodul 60 die Kupplung 34 auf der Grundlage des geschätzten Kupplungsmoments. Gemäß einem Beispiel stellt das eLSD-Kupplungssteuermodul 60 den Druck des der Kupplung 34 zugeführten Hydraulikfluids zum Minimieren einer Differenz zwischen dem angeforderten Kupplungsmoment und dem geschätzten Kupplungsmoment ein. Somit ermöglicht das geschätzte Kupplungsmoment, dass das eLSD-Kupplungssteuermodul 60 den Betrag des durch die Kupplung 34 übertragenen Drehmoments nach Art einer Regelung regelt. Das eLSD-Kupplungssteuermodul 60 kann den Kupplungsdruck durch Einstellen der Position einer Pumpe und/oder eines Ventils in der eLSD 16, die bzw. das den Kupplungsdruck regelt, einstellen.
Das Kraftmaschinensteuermodul 62 steuert die Drehmomentausgabe der Kraftmaschine 12 auf der Grundlage einer Fahrereingabe (z. B. der Fahrpedalposition, der Tempomatsollgeschwindigkeit). Das Kraftmaschinensteuermodul 62 erreicht dies durch Erzeugen eines angeforderten Kraftmaschinendrehmoments auf der Grundlage der Fahrereingabe und stellt Aktuatoren (z. B. Drosselklappe, Kraftstoffeinspritzeinrichtung, Zündkerze) der Kraftmaschine 12 zum Erzielen des angeforderten Kraftmaschinendrehmoments ein. Gemäß einem Beispiel bestimmt das Kraftmaschinensteuermodul 62 eine Zielfahrzeugbeschleunigung auf der Grundlage der Fahrereingabe und erhöht oder verringert es das angeforderte Kraftmaschinendrehmoment, während die Zielfahrzeugbeschleunigung zunimmt bzw. abnimmt. Das eLSD-Kupplungssteuermodul 60 gibt das angeforderte Kraftmaschinendrehmoment aus und/oder steuert die Aktuatoren der Kraftmaschine 12 zum Erzielen des angeforderten Kraftmaschinendrehmoments.
Außerdem steuert das Kraftmaschinensteuermodul 62 die Drehmomentausgabe der Kraftmaschine 12 auf der Grundlage der Reifenlängskräfte. Gemäß einem Beispiel bestimmt das Kraftmaschinensteuermodul 62 Zielreifenlängskräfte zum Erzielen der Zielfahrzeugbeschleunigung und stellt es die Aktuatoren der Kraftmaschine 12 zum Minimieren einer Differenz zwischen den Zielreifenlängskräften und den geschätzten Reifenlängskräften ein. Somit ermöglichen die geschätzten Reifenlängskräfte, dass das Kraftmaschinensteuermodul 62 die Reifenlängskräfte (und die Fahrzeugbeschleunigung) nach Art einer Regelung regelt.
Nun anhand von 3 beginnt ein Verfahren zum Schätzen des Betrags des durch die Kupplung 34 der eLSD 16 übertragenen Drehmoments und der Reifenlängskräfte bei dem linken und bei dem rechten Hinterrad 30 und 32 bei 64. In der im Folgenden dargelegten Beschreibung des Verfahrens führen die Module aus 2 die Schritte des Verfahrens aus. Allerdings können sich die bestimmten Module, die die Schritte des Verfahrens ausführen, von der folgenden Beschreibung unterscheiden.
Bei 66 überwacht das Antriebsstrang-Steuermodul 50 Betriebsparameter des Fahrzeugs 10. Das Kupplungsmomentkapazitätsmodul 52 überwacht den Kupplungsdruck von dem Kupplungsdrucksensor 44. Das Schlupfverhältnismodul 54 überwacht die Raddrehzahlen von dem linken vorderen, von dem rechten vorderen, von dem linken hinteren und von dem rechten hinteren WSS 36, 38, 40 und 42. Das Reifenlängskraftmodul 58 überwacht die Fahrzeuglängsbeschleunigung, die Fahrzeugquerbeschleunigung und die Fahrzeuggierrate von dem Fahrzeugbewegungssensor 46.
Bei 68 bestimmt das Kupplungsmomentmodul 56 den Zustand der Kupplung 34 (d. h., ob die Kupplung 34 eingerückt oder ausgerückt ist). Das Kupplungsmomentmodul 56 kann den Zustand der Kupplung 34 auf der Grundlage der Differenz zwischen den Drehzahlen des linken und des rechten Hinterrads 30 und 32 und/oder der Drehmomentkapazität der Kupplung 34 bestimmen. Falls die Kupplung 34 eingerückt ist, wird das Verfahren bei 70 fortgesetzt. Andernfalls wird das Verfahren bei 72 fortgesetzt. Das Kupplungsmomentmodul 56 kann als ein Kupplungszustandsmodul, das wie hier beschrieben den Zustand der Kupplung 34 bestimmt, bezeichnet werden oder es enthalten. Alternativ kann das Kupplungszustandsmodul von dem Kupplungsmomentmodul 56 getrennt sein und damit kommunizieren.
Gemäß einem Beispiel bestimmt das Kupplungsmomentmodul 56, dass die Kupplung 34 eingerückt ist, wenn die Hinterraddrehzahldifferenz kleiner als ein Schlupfschwellenwert (z. B. 0,5 Radiant pro Sekunde) ist und die Kupplungsmomentkapazität größer als ein Drehmomentschwellenwert (z. B. 100 Newtonmeter) ist. Umgekehrt bestimmt das Kupplungsmomentmodul 56, dass die Kupplung 34 ausgerückt ist, wenn die Hinterraddrehzahldifferenz größer oder gleich dem ersten Schwellenwert ist. Das Kupplungsmomentmodul 56 empfängt die Kupplungsmomentkapazität von dem Kupplungsmomentkapazitätsmodul 52.
Bei 72 schätzt das Kupplungsmomentmodul 56 unter Verwendung des ersten Kupplungsmomentmodells den tatsächlichen Betrag des durch die Kupplung 34 der eLSD 16 übertragenen Drehmoments. Das erste Kupplungsmomentmodell kann als ein Modell des ausgerückten eLSD bezeichnet werden. Gemäß einem Beispiel ist das erste Kupplungsmomentmodell durch die folgende Beziehung verkörpert: $T_{c_a c t} = \frac{1}{τ_{c} s + 1} p_{1} t a n h (p_{2} * {(d ω)}^{p 3}) T_{c_{r q s t}},$
wobei T_{c_act} das tatsächliche Kupplungsmoment ist, τ_c eine Zeitkonstante ist, die das Verhalten der Kupplung 34 charakterisiert, s eine komplexe Variable ist, die in einer Laplace-Transformation verwendet wird, p1, p2, p3 einheitslose Konstanten sind, die das dynamische Verhalten der Kupplung 34 charakterisieren, tanh eine Hyperbeltangensfunktion ist, dω die Differenz zwischen den Drehzahlen des linken und des rechten Hinterrads 30 und 32 ist und Tc_rqst das angeforderte Kupplungsmoment ist. Somit setzt das erste Kupplungsmomentmodell das angeforderte Kupplungsmoment und eine Hyperbeltangensfunktion der Hinterraddrehzahldifferenz mit dem tatsächlichen Kupplungsmoment in Beziehung. Zusätzlich berücksichtigt das erste Kupplungsmomentmodell die Übergangsdynamik der Kupplung 34 unter Verwendung einer Übertragungsfunktion erster Ordnung. Das Kupplungsmomentmodell 56 kann die Zeitkonstante τc auf der Grundlage der Kupplungsmomentkapazität oder des angeforderten Kupplungsmoments z. B. unter Verwendung einer Nachschlagetabelle und/oder einer Gleichung bestimmen. Die Konstanten p1, p2, p3 können vorgegeben sein. Das Kupplungsmomentmodul 56 empfängt das angeforderte Kupplungsmoment von dem eLSD-Kupplungssteuermodul 60.
Bei 74 schätzt das Reifenlängskraftmodul 58 unter Verwendung des ersten Längskraftmodells die Reifenlängskräfte des linken und des rechten Hinterrads 30 und 32. Das erste Längskraftmodul kann als ein Raddynamikmodell bezeichnet werden. Gemäß einem Beispiel enthält das erste Längskraftmodell die folgenden zwei Beziehungen: $I_{w r} {\dot{ω}}_{r l} = \frac{T_{r_a c t} + T_{c_a c t}}{2} - R_{e f f, r} F_{x r l} - R_{e f f, r} F_{r o l l, r l} und$
$I_{w r} {\dot{ω}}_{r l} = \frac{T_{r_a c t} + T_{c_a c t}}{2} - R_{e f f, r} F_{x r r} - R_{e f f, r} F_{r o l l, r r,} und$
wobei F_xrl die Reifenlängskraft bei dem linken Hinterrad 30 ist, F_xrr die Reifenlängskraft bei dem rechten Hinterrad 32 ist, F_roll,rl die Rollwiderstandskraft bei dem linken Hinterrad 30 ist, F_roll,rr die Rollwiderstandskraft bei dem rechten Hinterrad 32 ist, T_{r_act} das tatsächliche Hinterachsdrehmoment (d. h. der Betrag des von der Kraftmaschine 12 an die eLSD 16 übertragenen Drehmoments) ist, I_wr das Trägheitsmoment sowohl des linken als auch des rechten Hinterrads 30 und 32 ist, ẇ_rl die Winkelbeschleunigung des linken Hinterrads 30 ist und ẇ_rl die Winkelbeschleunigung des rechten Hinterrads 32 ist.
Das Reifenlängskraftmodul 58 kann die Rollwiderstandskraft F_roll,rl gleich einem Produkt einer Konstanten (z. B. 0,01) und einer Reifenvertikalkraft bei dem linken Hinterrad 30 einstellen. Das Reifenlängskraftmodul 58 kann die Rollwiderstandskraft F_roll,rr gleich einem Produkt einer Konstanten (z. B. 0,01) und einer Reifenvertikalkraft bei dem rechten Hinterrad 32 einstellen. Das Reifenlängskraftmodul 58 kann das tatsächliche Hinterachsdrehmoment auf der Grundlage von Aktuatorwerten (z. B. Drosselklappenposition, Kraftstoffeinspritzzeitpunkt, Zündfunkenzeitpunkt) der Kraftmaschine 12 und des aktuellen Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 14 bestimmen. Das Trägheitsmoment der Räder 30, 32 kann vorgegeben sein. Das Reifenlängskraftmodul 58 kann die Winkelbeschleunigung des linken und des rechten Hinterrads durch Differenzieren der Drehzahl des linken bzw. des rechten Hinterrads nach der Zeit bestimmen.
Bei 70 schätzt das Reifenlängskraftmodul 58 unter Verwendung des zweiten Längskraftmodells die Reifenlängskräfte des linken und des rechten Hinterrads 30 und 32. Das zweite Längskraftmodell enthält ein Achsdynamikmodell, das durch die folgende Beziehung verkörpert ist: $R_{e f f, r} F_{x r l} + R_{e f f, r} F_{x r r} = T_{r_a c t} - I_{w r} {\dot{ω}}_{r l} - I_{w r} {\dot{ω}}_{r r} .$
Zusätzlich enthält das zweite Längskraftmodell eine der folgenden Beziehungen: $\frac{F_{x r l}}{μ_{r l} F_{z r l}} - \frac{F_{x r r}}{μ_{r r} F_{z r r}} = K_{n o r m} \cdot \frac{l_{w} r}{R_{e f f, r} ω_{r r}}$
$\frac{F_{x r l}}{F_{x r r}} = \frac{μ_{r l} F_{z r l}}{μ_{r r} F_{z r r}} und$
$\frac{F_{x r l}}{μ_{r l} F_{z r l}} - \frac{F_{x r l}}{μ_{r r} F_{z r r}} = 1 - K_{n o r m} \cdot K_{r r},$
wobei F_zrl die Reifenvertikalkraft bei dem linken Hinterrad 30 ist, F_zrr die Reifenvertikalkraft bei dem rechten Hinterrad 32 ist, µ_rl der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche ist, auf der das linke Hinterrad 30 fährt, µ_rr der Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche ist, auf der das rechte Hinterrad 32 fährt, K_norm die normierte Längsreifensteifheit sowohl bei dem linken als auch bei dem rechten Hinterrad 30 und 32 ist, I_w die Spurbreite des Fahrzeugs 10 ist, r die Gierrate des Fahrzeugs 10 ist und K_rr des Schlupfverhältnis des rechten Hinterrads 32 ist. Das Reifenlängskraftmodul 58 kann die Reifenvertikalkräfte bei dem linken und bei dem rechten Hinterrad 30 und 32 auf der Grundlage der Fahrzeuglängs- und Fahrzeugquerbeschleunigung von dem Fahrzeugbewegungssensor 46 schätzen. Das Reifenlängskraftmodul 58 kann die Reibungskoeffizienten des linken und des rechten Hinterrads 30 und 32 auf der Grundlage der durch die Kamera 48 aufgenommenen Stra-ßenbilder schätzen. Die Fahrzeugspurbreite ist vorgegeben. Die Reifenlängssteifheit kann vorgegeben sein oder durch das Reifenlängskraftmodul 58 auf der Grundlage der Reifenvertikalkraft bestimmt werden.
Das Reifenlängskraftmodul 58 wählt auf der Grundlage der Schlupfverhältnisse des linken und des rechten Hinterrads 30 und 32 eine der Beziehungen (9), (10) oder (11) zur Aufnahme in das zweite Längskraftmodell aus. Gemäß einem Beispiel wählt das Reifenlängskraftmodul 58 eine der Beziehungen (9), (10) oder (11) auf der Grundlage der Beziehung zwischen (i) den Schlupfverhältnissen des linken und des rechten Hinterrads 30 und 32 und (ii) der normierten Längskraft für dasselbe Rad aus. Genauer wählt das Reifenlängskraftmodul 58 eine der Beziehungen (9), (10) oder (11) auf der Grundlage dessen aus, ob die Beziehung zwischen den Schlupfverhältnissen und den normierten Längskräften innerhalb eines linearen oder nichtlinearen Gebiets liegt. Die normierte Längskraft eines Rads ist das Verhältnis der Reifenlängskräfte bei dem Rad zu dem Produkt des Reibungskoeffizienten bei dem Rad und der Reifenvertikalkraft bei dem Rad.
4 zeigt eine Beziehung 84 zwischen (i) dem Schlupfverhältnis des linken oder des rechten Hinterrads 30 und 32 und (ii) der normierten Längskraft für dasselbe Rad. Die Beziehung 84 ist in Bezug auf eine x-Achse 86, die das Schlupfverhältnis repräsentiert, und eine y-Achse 88, die die normierte Längskraft repräsentiert, aufgetragen. Die Beziehung 84 ist in einem ersten Gebiet 90 linear, die Beziehung 84 ist in einen zweiten Gebiet 92 sowohl linear als auch nichtlinear und die Beziehung ist in einem dritten Gebiet 94 nichtlinear.
Wenn die Schlupfverhältnisse des linken und des rechten Hinterrads 30 und 32 beide in einem linearen Gebiet (z. B. in dem ersten Gebiet 90) sind, wählt das Reifenlängskraftmodul 58 die Beziehung (9) zur Aufnahme in das zweite Längskraftmodell aus. Wenn das Schlupfverhältnis des linken oder des rechten Hinterrads 30 und 32 in einem linearen Gebiet und das andere der Schlupfverhältnisse in einem nichtlinearen Gebiet ist, wählt das Reifenlängskraftmodul 58 die Beziehung (11) zur Aufnahme in das zweite Längskraftmodell aus. Wenn die Schlupfverhältnisse des linken und des rechten Hinterrads 30 und 32 beide in einem nichtlinearen Gebiet (z. B. dem dritten Gebiet 94) sind, wählt das Reifenlängskraftmodul 58 die Beziehung (10) zur Aufnahme in das zweite Längskraftmodell aus.
Wieder anhand von 3 schätzt das Kupplungsmomentmodul 56 bei 76 unter Verwendung des zweiten Kupplungsmomentmodells den tatsächlichen Betrag des durch die Kupplung 34 der eLSD 16 übertragenen Drehmoments. Das zweite Kupplungsmomentmodell kann als ein Modell der eingerückten eLSD bezeichnet werden. Gemäß einem Beispiel ist das zweite Kupplungsmomentmodell durch die folgende Beziehung verkörpert: $T_{c_a c t} = R_{e f f, r} (F_{x r l} - F_{x r r}),$
wobei F_xrl und F_xrr die unter Verwendung der Beziehung (8) und einer der Beziehungen (9), (10) oder (11) geschätzten Reifenlängskräfte des linken und des rechten Hinterrads 30 und 32 sind. Bei 78 endet das Verfahren.
Die vorstehende Beschreibung ist dem Wesen nach lediglich veranschaulichend und soll die Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen nicht einschränken. Die umfassenden Lehren der Offenbarung können in einer Vielzahl von Formen implementiert werden. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Beispiele enthält, soll der wahre Schutzumfang der Offenbarung somit nicht darauf beschränkt sein, da andere Änderungen bei einem Studium der Zeichnungen, der Beschreibung und der folgenden Ansprüche hervorgehen. Selbstverständlich können ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in einer anderen Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu ändern. Obwohl jede der Ausführungsformen oben als mit bestimmten Merkmalen beschrieben worden ist, können ferner ein oder mehrere dieser in Bezug auf irgendeine Ausführungsform der Offenbarung beschriebenen Merkmale in und/oder zusammen mit Merkmalen irgendeiner der anderen Ausführungsformen implementiert werden, selbst wenn diese Kombination nicht explizit beschrieben ist. Mit anderen Worten, die beschriebenen Ausführungsformen schließen sich nicht gegenseitig aus und Vertauschungen einer oder mehrerer Ausführungsformen miteinander bleiben im Schutzumfang dieser Offenbarung.
Räumliche und funktionale Beziehungen zwischen Elementen (z. B. zwischen Modulen, Schaltungselementen, Halbleiterschichten usw.) sind unter Verwendung verschiedener Begriffe einschließlich „verbunden“, „in Eingriff“, „gekoppelt“, „benachbart“, „neben“, „auf, „über“, „unter“ und „angeordnet“ beschrieben. Wenn eine Beziehung zwischen einem ersten und einem zweiten Element in der obigen Offenbarung nicht explizit als „direkt“ beschrieben ist, kann diese Beziehung eine direkte Beziehung sein, bei der zwischen dem ersten und dem zweiten Element keine anderen dazwischenliegenden Elemente vorhanden sind, kann sie aber ebenfalls eine indirekte Beziehung sein, bei der zwischen dem ersten und dem zweiten Element ein oder mehrere (entweder räumlich oder funktional) dazwischenliegende Elemente vorhanden sind. Wie die Formulierung wenigstens eines von A, B und C hier verwendet ist, soll sie ein logisches (A ODER B ODER C) unter Verwendung eines nicht ausschließenden logischen ODER bedeuten und ist sie nicht in der Bedeutung „wenigstens eines von A, wenigstens eines von B und wenigstens eines von C“ zu verstehen.
In den Figuren veranschaulicht die Richtung eines Pfeils, wie sie durch die Pfeilspitze angegeben ist, allgemein den Informationsfluss (wie etwa von Daten oder Anweisungen), der für die Darstellung von Interesse ist. Wenn z. B. ein Element A und ein Element B eine Vielzahl von Informationen austauschen, für die Darstellung aber von dem Element A zu dem Element B übertragene Informationen relevant sind, kann der Pfeil von dem Element A zu dem Element B weisen. Dieser einfachgerichtete Pfeil bedeutet nicht, dass keine anderen Informationen von dem Element B zu dem Element A übertragen werden. Ferner kann für von dem Element A zu dem Element B gesendete Informationen das Element B Anforderungen für die Informationen an das Element A senden oder deren Quittierungen empfangen.
In dieser Anmeldung einschließlich in den folgenden Definitionen kann der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Controller“ durch den Begriff „Schaltung“ ersetzt werden. Der Begriff „Modul“ kann sich auf: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale integrierte Schaltung; eine Kombinationslogikschaltung; eine frei programmierbare logische Anordnung (FPGA); eine Prozessorschaltung (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die Code ausführt; eine Speicherschaltung (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), die durch die Prozessorschaltung ausgeführten Code speichert; andere geeignete Hardwarekomponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination einiger oder aller der Obigen wie etwa in einem Ein-Chip-System beziehen, ein Teil davon sein oder sie enthalten.
Das Modul kann eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen enthalten. Gemäß einigen Beispielen können die Schnittstellenschaltungen verdrahtete oder drahtlose Schnittstellen enthalten, die mit einem lokalen Netz (LAN), mit dem Internet, mit einem Weitverkehrsnetz (WAN) oder mit Kombinationen davon verbunden sind. Die Funktionalität irgendeines gegebenen Moduls der vorliegenden Offenbarung kann auf mehrere Module, die über Schnittstellenschaltungen verbunden sind, verteilt sein. Zum Beispiel können mehrere Module einen Lastausgleich ermöglichen. Gemäß einem weiteren Beispiel kann ein Servermodul (auch als entferntes Modul oder Cloud-Modul bekannt) einige Funktionalität im Auftrag eines Client-Moduls ausführen.
Der Begriff Code, wie er oben verwendet ist, kann Software, Firmware und/oder Mikrocode enthalten 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 des Codes oder allen Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff Gruppenprozessorschaltung umfasst eine Prozessorschaltung, die einen Teil oder allen Code von einem oder von mehreren Modulen zusammen mit zusätzlichen Prozessorschaltungen ausführt. Bezugnahmen auf mehrere Prozessorschaltungen umfassen mehrere Prozessorschaltungen auf diskreten Chips, mehrere Prozessorschaltungen auf einem einzelnen Chip, mehrere Kerne einer einzelnen Prozessorschaltung, mehrere Threads einer einzelnen Prozessorschaltung oder eine Kombination der Obigen. Der Begriff gemeinsam genutzte Speicherschaltung umfasst eine einzelne Speicherschaltung, die einen Teil von oder allen Code von mehreren Modulen speichert. Der Begriff Gruppenspeicherschaltung umfasst eine Speicherschaltung, die einen Teil oder allen Code von einem oder mehreren Modulen zusammen mit zusätzlichen Speichern speichert.
Der Begriff Speicherschaltung ist eine Teilmenge des Begriffs computerlesbares Medium. Der Begriff computerlesbares Medium, wie er hier verwendet ist, umfasst keine transitorischen elektrischen oder elektromagnetischen Signale, die sich (wie etwa in einer Trägerwelle) durch ein Medium ausbreiten; somit kann der Begriff computerlesbares Medium als konkret und nichttransitorisch angesehen werden. Nicht einschränkende Beispiele eines nichttransitorischen, konkreten computerlesbaren Mediums sind nichtflüchtige Speicherschaltungen (wie etwa eine Flash-Speicherschaltung, eine löschbare, programmierbarere Nur-Lese-Speicherschaltung oder eine Masken-Nur-Lese-Speicherschaltung), flüchtige Speicherschaltungen (wie etwa eine statische Schreib-Lese-Speicherschaltung oder eine dynamische Schreib-Lese-Speicherschaltung), magnetische Ablagespeichermedien (wie etwa ein analoges oder digitales Magnetband oder ein Festplattenlaufwerk) und optische Ablagespeichermedien (wie etwa eine CD, eine DVD oder eine Blu-Ray-Disc).
Die in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig durch einen durch Konfigurieren eines Universalcomputers zum Ausführen einer oder mehrerer bestimmter Funktionen, die in Computerprogrammen verkörpert sind, erzeugten Spezialcomputer implementiert werden. Die Funktionsblöcke, Ablaufplankomponenten und anderen Elemente, die oben beschrieben sind, dienen als Softwarespezifikationen, die durch die Routinearbeit eines erfahrenen Technikers oder Programmierers in die Computerprogramme übersetzt werden können.
Die Computerprogramme enthalten durch einen Prozessor ausführbare Anweisungen, die in wenigstens einem nichttransitorischen, konkreten computerlesbaren Medium gespeichert sind. Außerdem können die Computerprogramme gespeicherte Daten enthalten oder sich auf sie stützen. Die Computerprogramme können ein Basis-Eingabe/Ausgabe-System (BIOS), das mit Hardware des Spezialcomputers zusammenwirkt, Vorrichtungstreiber, die mit bestimmten Vorrichtungen des Spezialcomputers zusammenwirken, ein oder mehrere Betriebssysteme, Benutzeranwendungen, Hintergrunddienste, Hintergrundanwendungen usw. umfassen.
Die Computerprogramme können enthalten: (i) beschreibenden Text, der zu parsen ist, wie etwa HTML (Hypertext Markup Language), XML (Extensible Markup Language) oder JSON (JavaScript Object Notation), (ii) Assemblercode, (iii) Objektcode, der durch einen Compiler aus Quellcode erzeugt wird, (iv) Quellcode zur Ausführung durch einen Interpreter, (v) Quellcode zur Compilierung und Ausführung durch einen Just-in-time-Compiler usw. Nur als Beispiele kann Quellcode unter Verwendung einer Syntax aus Sprachen einschließlich C, C++, C#, Objective-C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5 (Hypertext Markup Language, 5. Revision), Ada, ASP (Active Server Pages), PHP (PHP: Hypertext-Präprozessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua, MATLAB, SIMULINK und Python® geschrieben sein.

Claims

System, das umfasst: ein Kupplungszustandsmodul, das dafür konfiguriert ist zu bestimmen, ob eine Kupplung eines elektronischen Sperrdifferentials eingerückt oder ausgerückt ist, wobei das elektronische Sperrdifferential eine Kraftmaschine eines Fahrzeugs mit dem linken und mit dem rechten Rad des Fahrzeugs koppelt; und ein Kupplungsmomentmodul, das konfiguriert ist zum: Schätzen eines tatsächlichen Drehmoments, das durch die Kupplung übertragen wird, unter Verwendung eines ersten Kupplungsmomentmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential ausgerückt ist; und Schätzen des tatsächlichen Kupplungsmoments unter Verwendung eines zweiten Kupplungsmomentmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential eingerückt ist, wobei sich das zweite Kupplungsmomentmodell von dem ersten Kupplungsmomentmodell unterscheidet.
System nach Anspruch 1, wobei das erste Kupplungsmomentmodell eine Hyperbeltangensfunktion enthält.
System nach Anspruch 2, wobei die Hyperbeltangensfunktion eine Funktion einer Differenz zwischen den Drehzahlen des linken und des rechten Rads ist.
System nach Anspruch 1, wobei: das erste Kupplungsmomentmodell ein angefordertes Kupplungsmoment und eine Differenz zwischen den Drehzahlen des linken und des rechten Rads mit dem tatsächlichen Kupplungsmoment in Beziehung setzt; und das angeforderte Kupplungsmoment ein angeforderter Betrag des durch die Kupplung zu übertragenden Drehmoments ist.
System nach Anspruch 1, wobei das zweite Kupplungsmomentmodell eine Reifenlängskraft bei dem linken Rad und eine Reifenlängskraft bei dem rechten Rad mit dem tatsächlichen Kupplungsmoment in Beziehung setzt.
System nach Anspruch 5, das ferner ein Reifenlängskraftmodul umfasst, das konfiguriert ist zum: Schätzen der Reifenlängskräfte bei dem linken und bei dem rechten Rad unter Verwendung eines ersten Längskraftmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential ausgerückt ist; und Schätzen der Reifenlängskräfte bei dem linken und bei dem rechten Rad unter Verwendung eines zweiten Längskraftmodells, wenn das elektronische Sperrdifferential eingerückt ist, wobei sich das zweite Längskraftmodell von dem ersten Längskraftmodell unterscheidet.
System nach Anspruch 6, wobei: das erste Längskraftmodell das tatsächliche Kupplungsmoment und ein Achseingangsdrehmoment mit den Reifenlängskräften bei dem linken und bei dem rechten Rad in Beziehung setzt; und das Achseingangsdrehmoment ein Betrag des von der Kraftmaschine an das elektronische Sperrdifferential übertragenen Drehmoments ist.
System nach Anspruch 6, wobei: das zweite Längskraftmodell enthält: eine erste Beziehung zwischen einem Achseingangsdrehmoment und den Reifenlängskräften bei dem linken und bei dem rechten Rad; und eine zweite Beziehung zwischen den Reifenvertikalkräften bei dem linken und bei dem rechten Rad und den Reifenlängskräften bei dem linken und bei dem rechten Rad; und wobei das Achseingangsdrehmoment ein Betrag des von der Kraftmaschine an das elektronische Sperrdifferential übertragenen Drehmoments ist.
System nach Anspruch 8, wobei das Reifenlängskraftmodul die zweite Beziehung aus mehreren verschiedenen Beziehungen zwischen den Reifenvertikalkräften bei dem linken und bei dem rechten Rad und den Reifenlängskräften bei dem linken und bei dem rechten Rad auf der Grundlage eines Schlupfverhältnisses des linken und des rechten Rads auswählt.
System nach Anspruch 1, wobei das Kupplungszustandsmodul dafür konfiguriert ist, auf der Grundlage des Folgenden zu bestimmen, ob die Kupplung eingerückt oder ausgerückt ist: einer Differenz zwischen den Drehzahlen des linken und des rechten Rads; und einer Drehmomentkapazität der Kupplung.