有针对性地提供驱动力矩的力传递系统

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的力传递系统，该力传递系统包括驱动装置、至少一个车轮和至少一个带有防抱死系统(ABS)的制动器，其中，驱动装置被设计用于驱动至少一个车轮，并且至少一个制动器被设计用于制动至少一个车轮。

背景技术

车辆的车轮或轮胎到行车道上的力传递取决于其在运动时的滑转率。在此零滑转率是指轮胎的胎面的转速与车速相等的状态。例如，在轮胎以恒定速度直线滚动的情况下就是这种状态。

在车轮抱死、尤其是不存在旋转的情况下，同时在车辆进行平移运动的情况下，例如在制动时轮胎抱死的情况下，实现最大滑转率。

当前车辆通常配备有ABS。ABS系统基于轮胎或车轮的旋转速度的测量。如果例如在单个轮胎的情况下，例如当该轮胎面临抱死危险时，出现旋转速度的不期望的强烈下降，并且出现滑转率的强烈增大，则在该轮胎的情况下通过ABS系统松开制动器。

因此不会导致轮胎的持久的抱死。此外，车辆通过轮胎到行车道上的改善的力传递而保持可机动性。

现代的驱动设计，例如混合动力车辆、电动车辆或电气化车辆，允许非常快速地提供驱动转矩。

由文献US 2018 222 459 A1已知一种机动车减速控制装置。该控制装置包括将机动车的速度值与制动系统的制动力值进行比较，其中，基于该比较在制动过程期间向机动车的至少一个车轮提供驱动力矩。

在强烈制动的情况下，如今也可能基于制动力和行车道条件出现单个或多个轮胎的临时抱死或出现超过最优的力传递的范围。为了以非最优的力传递离开过高滑转率的范围，轮胎必须获得转速。

为此，由于车轮的典型的高惯性矩，不可忽略的能量输入是必要的。这种能量输入尤其在通过ABS打开制动器之后、通过轮胎在相对于胎面以较高的速度运动的行车道上的摩擦或者必要时由动力传动系或差速器产生。

在此，摩擦的份额与行车道条件相关、例如在潮湿的情况下可能较小。也就是说所提供的驱动力矩在一定程度上是随机的。

发明内容

本发明的目的是提供一种系统，该系统能够改善机动车的减速和稳定性。

该目的通过一种具有权利要求1的特征的力传递系统以及通过一种具有权利要求7的特征的用于使力传递最大化的方法来实现。有利的改进方案和实施方案是附图描述和说明书的主题。

本发明的主题是一种用于车辆的力传递系统，所述力传递系统包括驱动装置、至少一个车轮和至少一个具有防抱死(ABS)系统的制动器，其中，驱动装置设置用于驱动至少一个车轮，至少一个制动器设置用于制动至少一个车轮。

根据本发明，力传递系统设置用于，如果通过至少一个制动器在制动过程期间制动的至少一个车轮进入ABS系统的调节范围中，则同时同样以驱动力矩驱动所述至少一个车轮。在此，为了解除制动而减少车轮的制动过程。

该力传递系统设置用于，同时为了减少制动过程或为了松开制动器，向车轮施加驱动力矩。这提供了的优点是，同时通过驱动力矩再次使车轮滚动。

此外提供的优点是，缩短了车轮未被制动的持续时间。以这种方式还改善了车轮的侧向力的传递。由此改善了在制动时的减速和车辆稳定性。

在可选的设计方案中，力传递系统设置用于，在车轮的可预见的抱死情况下，在制动过程期间已经对车轮加载转矩。这提供的优点是，一旦借助ABS松开制动器，就不会出现车轮的抱死或者离开不利的滑转率范围。因此，在强烈的制动过程中可以有针对性地向潜在抱死的车轮提供驱动力矩或者说转矩。滑转率被减小并且实现了通过车轮传递到行车道上的力的主动最大化或提高。

在另一可选的设计方案中，力传递系统设置用于，在车轮抱死时借助ABS松开车轮的制动器并且将转矩提供到车轮上。因此，在强烈的制动过程中，在ABS干预之后可以有针对性地将驱动力矩提供给松开的车轮，以便重新驱动静止的车轮。滑转率被减小并且实现了通过车轮传递到行车道上的力的主动最大化或提高。

在一个改进方案中，力传递系统设置用于在制动过程中对驱动力矩进行过度补偿。过度补偿在此意味着，在制动过程中、尤其在出现抱死之前，向车轮施加额外的转矩，但是不超过在车轮上的制动力。这提供的优点是，不会出现不受控制的加速。为了实现这一点，力传递系统通常设置用于，在松开制动器之前就已经提供转矩。这提供的优点是，在松开制动器时立即准备好转矩，以便再次驱动车轮。因此，该力传递系统设置用于，通过驱动力矩来克服或叠加由于制动过程而增加的滑转率，以便实现将滑转率减小到最优滑转率。这提供的优点是，力传递系统设置用于，尽可能快地调节车轮的到行车道上的最优力传递。

在一个实施形式中，力传递系统包括检测单元，该检测单元设置用于检测至少一个车轮到行车道上的力传递或滑转率。这提供的优点是，力传递系统设置用于，持续地监控至少一个车轮到行车道上的力传递或滑转率。

在另一设计方案中，力传递系统包括判定单元，该判定单元设置用于判定提供驱动力矩的必要性。这提供的优点是，所述力传递系统设置用于，基于所监控的、至少一个车轮到行驶道路上的力传递确定提供驱动力矩的必要性。

该力传递系统设置用于，在通过检测单元检测到进入到ABS系统的调节范围中的车轮滑转率时，确定需要提供驱动力矩。

在改进方案中，力传递系统包括至少一个附加的传感器，所述至少一个附加的传感器设置用于检测至少一个另外的测量值，其中，力传递系统包括确定单元，所述确定单元设置用于在考虑至少一个另外的测量值的情况下对至少一个车轮的转速进行调校/比较。在此，至少一个附加的测量值或多个测量值可以是至少一个另外的车轮的转速、基于卫星定位的数据(例如GPS)、摄像机数据、激光雷达数据、雷达数据或加速度传感器的数据。通常，力传递系统设置用于，利用至少一个附加的传感器检测车辆的速度或速度矢量。

在另一改进方案中，确定单元设置用于，结合由当前预期的滑转率所确定的对车轮最优转速的建模，实施至少一个车轮的转速的相应的调校。借助于建模可以将车轮转速的当前输入参量以及车辆的当前测量参量结合在一起，以便确定为相应的车轮设置的最优转速。可选地，建模包括其他传感器的数据。在一个另选的设计方案中，确定单元设置用于，利用建模在没有附加的传感器的情况下确定合适的车轮转速。

此外，本发明的主题是一种用于利用前述力传递系统使车轮到行车道上的力传递最大化的方法。

在根据本发明的方法中，在第一步骤a中确定所述至少一个车轮的转速。通常，力传递系统包括至少一个传感器，所述至少一个传感器设置用于检测转速。通常同时确定至少一个车轮的滑转率。

力传递系统通常具有检测单元，该检测单元检测至少一个车轮到行车道上的力传递或滑转率。由此确保了持续地监控至少一个车轮在行车道上的力传递或滑转率。

在另一步骤b中，由所确定的转速确定当前转速与对于相应情形最优转速的偏差。另选地，确定当前滑转率与对于相应情形最优滑转率的偏差。为此，力传递系统具有确定单元，所述确定单元对至少一个车轮的转速和/或车轮的滑转率进行调校。

通常，力传递系统包括至少一个附加的传感器，其中，该传感器检测至少一个另外的测量值、例如车辆速度。确定单元通常可以在考虑至少一个另外的测量值、例如车辆速度的情况下对至少一个车轮的转速进行调校。对相应车轮的相应转速的调校可以另选地结合对由当前预期的滑转率确定的最优转速的建模来实施。

在另一步骤c中，车轮被加载转矩，以便匹配转速或脱离非最优的滑转率。在一个实施方式中，例如车轮抱死并且必须被加载转矩或加速。

在一个另选的实施方式中，通常在强烈制动时将转矩施加到车轮上，从而自动地通过松开制动器进行车轮的必要加速。

根据本发明，在第一步骤中，通过检测单元检测至少一个车轮在行车道上出现的滑转率。由此确保了持续地监控至少一个车轮到行车道上的力传递或滑转率。

在另一步骤中，通过确定单元确定至少一个车轮的转速。在一个另选的设计方案中，可选地，在考虑至少一个另外的测量值的情况下通过确定单元对至少一个车轮的转速进行调校。

在另一步骤中，通过确定单元确定向至少一个车轮施加驱动力矩以使所述至少一个车轮向行车道上的力传递最大化的必要性。因此，力传递系统监控至少一个车轮到行车道上的力传递。

该力传递系统设置用于，在通过检测单元检测到车轮滑转率时——该滑转率进入到ABS系统的调节范围中——确定需要提供驱动力矩。因此，力传递系统还监控提供驱动力矩的必要性。

在另一步骤中，提供驱动力矩以用于提高车轮的转速，直至通过降低滑转率实现车轮的改善的力传递。通常，力传递系统在制动过程中过度补偿驱动力矩。

在一个改进方案中，对至少一个车轮的转速的调校结合附加的传感器系统实施，其中，由当前的速度和车轮的转速确定，相应的车轮当前是否具有最优转速。附加的传感器系统检测另外的测量值，其中，力传递系统的确定单元在考虑至少一个另外的测量值的情况下对至少一个车轮的转速进行调校。

在另一改进方案中，对相应车轮的车轮转速的相应的调校结合对由车轮的由当前预期的滑转率确定的最优转速的建模来执行。

在一个设计方案中，在ABS干预期间或ABS系统工作期间对抱死的车轮加载转矩。

附图说明

本发明借助于附图中的实施方式示意性地示出并且参考附图进一步描述，其中相同的部件用相同的附图标记表示。本发明示出：

图1示出了车轮到行车道上的典型的力传递，

图2示出了根据本发明的方法的一个实施方式的示意性流程图，该方法利用根据本发明的力传递系统的一个实施方式使车轮到行车道上的力传递最大化。

具体实施方式

图1示出轮胎或车轮到行车道上的典型的力传递。在此示出了力传递的线图。在此，在Y轴上示出了传递的力，并且在X轴上示出了以百分比为单位的滑转率。

示出了可传递的力或力传递与滑转率相关的曲线走向。曲线走向在此具有三个分段A、B、C。在第一分段期间，在滑转率微弱增加的情况下，可传递的力增大。

在强烈制动的情况下，根据制动力和行车道条件，可能出现单个或多个车轮的暂时抱死或可能出现超过最优的力传递的范围。在图1中示出了分段B超过最优的力传递。

为了脱离具有非最优力传递的、过高的滑转率的范围，轮胎或车轮必须获得旋转速度。为此，由于车轮的典型的高惯性矩而需要高的能量输入。

这种能量输入通常在制动器被ABS系统打开之后，通过轮胎在相对于胎面以较高的速度运动的行车道上的摩擦实现或者由动力传动系或差速器实现。摩擦的份额与行驶道路条件相关，例如在潮湿时较小。也就是说，提供的驱动力矩在一定程度上是随机的。

分段C示出了如何可以有针对性地提供驱动力矩。现代的驱动设计，例如混合动力车辆、电动车辆或电气化车辆，能够非常快速地提供驱动力矩。由此可以在强烈的制动过程中有针对性地向抱死的或者说潜在抱死的车轮提供驱动力矩，由此降低滑转率并且实现通过轮胎传递的力的主动最大化或者说提高。

图2示出了根据本发明的方法的一个实施方式的示意性流程图，所述方法利用根据本发明的力传递系统10的一个实施方式使车轮到行车道上的力传递最大化。

在根据本发明的方法中，在第一步骤a中确定至少一个车轮的转速。通常，力传递系统包括至少一个传感器，其被配置为检测旋转速度。通常同时确定至少一个车轮的滑转率。

在另一步骤b中，由所确定的转速确定当前转速与对于相应情形最优的转速的偏差。另选地，确定当前滑转率与对于相应情形最优的滑转率的偏差。为此，力传递系统通常具有确定单元，所述确定单元设置用于对至少一个车轮的转速和/或滑转率进行调校。

通常，力传递系统包括至少一个附加的传感器，其中，传感器检测至少一个另外的测量值、例如车辆速度。确定单元通常可以在考虑至少一个另外的测量值、例如车辆速度的情况下对至少一个车轮的转速进行调校。对相应车轮的相应转速的调校可以另选地结合对由当前预期的滑转率确定的最优转速的建模来实施。

在另一步骤c中，车轮被加载转矩，以便匹配转速或脱离非最优的滑转率。在一个实施方式中，车轮例如抱死并且必须被加载或加速。在一个另选的实施方式中，通常在强烈制动时将转矩施加到车轮上，从而自动地通过松开制动器进行车轮的必要的加载或加速。

因此，总体上在ABS干预期间或ABS系统工作期间通过力传递系统为抱死的车轮加载转矩。作为转矩引入的力可选地引起加速度。在此，加速度是车轮的旋转，由车轮被加载转矩而产生该旋转。因此，在强烈的制动过程中，有针对性地向抱死的或者说潜在抱死的车轮提供转矩，由此降低滑转率并且实现能够通过轮胎传递的力的主动最大化或者说提高。

附图标记列表：

A第一分段

B另外的分段

C另外的分段

a第一步骤

b另外的步骤

c另外的步骤

d另外的步骤