利用双离合器差速器的车身和车轮运动控制的管理制造技术

本发明专利技术公开了一种用于利用双离合器差速器管理车辆车身和车轮运动控制的系统包括设置在所述车辆上的传感器和致动器，所述传感器测量实时静态和动态数据并且所述致动器改变所述机动车辆的静态和动态行为。控制模块执行存储在存储器中的程序代码部分。所述程序代码部分接收所述实时静态和动态数据；选择性地优先化从所述车辆的原动机通过所述差速器到所述车辆的从动轮的扭矩输出以控制车身和所述从动轮；对所述双离合器差速器的每个离合器的离合器扭矩进行建模和估计；对联合式离合器扭矩、轮胎力和角扭矩进行建模和估计；以及生成用于所述双离合器差速器的每个离合器的扭矩输出，选择所述扭矩输出以维持所述机动车辆的车身控制、车轮控制和稳定性中的一者或多者。车轮控制和稳定性中的一者或多者。车轮控制和稳定性中的一者或多者。

【技术实现步骤摘要】
利用双离合器差速器的车身和车轮运动控制的管理


[0001]本公开涉及机动车辆的控制系统，并且更具体地涉及用于准确地对车辆控制动作进行建模以及调整车辆控制动作以便在各种性能情况中维持机动车辆控制的系统和方法。

技术介绍

[0002]越来越多地使用静态和动态机动车辆控制系统以管理各种各样的车辆性能特性。关于涉及轮胎滑移的具有挑战性的驾驶场景尤其如此。在此类具有挑战性的驾驶场景中，应当以最佳方式分配控制动作（诸如车轮和/或车轴扭矩），使得在纵向方向和横向方向上充分利用轮胎容量。机动车辆的车身和车轮运动管理通常通过机械或电子控制的差速器（诸如限滑差速器、开放式差速器等）来执行。
[0003]虽然用于管理车身和车轮运动的当前系统和方法为其预期目的工作，但需要管理车身和车轮运动的新的和改进的系统和方法，该系统和方法在复杂驾驶场景中增强车辆稳定性并且提供增加的驾驶员控制，调整车辆控制动作以维持预期车辆行为，在轮胎/道路界面或接地印迹处提供增加的力生成，同时还维持或减小成本和复杂性，减小标定工作，减小重量，简化封装，并且同时还提供增加的冗余性和鲁棒性。

技术实现思路

[0004]根据本公开的若干方面，一种用于利用双离合器差速器管理机动车辆车身和车轮运动控制的系统包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器设置在所述机动车辆上，所述一个或多个传感器测量关于所述机动车辆的实时静态和动态数据。所述系统还包括一个或多个致动器，所述一个或多个致动器设置在所述机动车辆上，所述一个或多个致动器改变所述机动车辆的静态和动态行为。控制模块具有处理器、存储器和输入/输出（I/O）端口，所述控制模块执行存储在所述存储器中的程序代码部分。所述程序代码部分包括第一程序代码部分，所述第一程序代码部分经由所述I/O端口从所述一个或多个传感器和所述一个或多个致动器接收所述实时静态和动态数据。第二程序代码部分选择性地优先化从所述机动车辆的原动机通过所述双离合器差速器到所述机动车辆的从动轮的扭矩输出以便控制所述机动车辆的车身和所述从动轮。第三程序代码部分对所述双离合器差速器的每个离合器的离合器扭矩进行建模和估计。第四程序代码部分对联合式离合器扭矩、轮胎力和角扭矩（corner torque）进行建模和估计。第五程序代码部分生成用于双离合器差速器的每个离合器的扭矩输出，其中选择到每个离合器的扭矩输出以维持机动车辆的车身控制、车轮控制和稳定性中的一者或多者。
[0005]在本公开的另一个方面中，所述一个或多个传感器还包括车轮速度传感器、防抱死制动系统（ABS）传感器、转向角传感器、惯性测量单元（IMU）、节气门位置传感器、轮胎压力监测系统传感器中的一者或多者。
[0006]在本公开的又一方面中，所述第二程序代码部分还包括确定机动车辆的从动轮的滑移率的程序代码部分，并且当滑移率低于第一阈值滑移率值时，优先化扭矩输出的控制
以维持机动车辆的车身控制。当滑移率高于第一阈值滑移率值且低于第二滑移率值时，优先化扭矩输出的控制以解决车身控制和车轮控制两者。当滑移率等于或高于第二滑移率值时，对于车轮控制优先化扭矩输出的控制并且增加离合器压力。
[0007]在本公开的又一个方面中，所述第三程序代码部分将双离合器差速器建模为扭转弹簧和阻尼器系统。计算离合器片之间的车轮速度差和动力学离合器扭矩方程。
[0008]在本公开的又一个方面中，所述第三程序代码部分还包括模型预测控制（MPC）算法，所述MPC算法利用成本函数、车身动力学、车轮动力学和双离合器差速器动力学以及状态和致动器约束来确定临界速度比。
[0009]在本公开的又一个方面中，所述第三程序部分估计与临界速度比成比例的双离合器差速器的每个离合器的离合器扭矩，其中当临界速度比的值为0时，则扭矩不被传递。当临界速度比的值低于零时，扭矩被传递到机动车辆的右车轮，并且当临界速度比的值高于零时，扭矩被传递到机动车辆的左车轮。
[0010]在本公开的又一方面中，所述第四程序代码部分还包括通过接收关于机动车辆的实时静态和动态数据并且执行联合状态估计和级联状态估计中的一者或多者来估计联合式离合器扭矩的程序代码部分。
[0011]在本公开的又一个方面中，所述联合状态估计还包括将离合器扭矩估计为在统一状态观测器子例程中估计的状态矢量的程序代码部分，其中在状态观测器子例程内根据车辆的每个角（corner）处的车轮速度、离合器压力和马达扭矩来各自计算双离合器差速器动力学、车轴扭矩分配和车轮动力学。联合状态估计的输出是状态矢量。
[0012]在本公开的又另一个方面中，级联状态估计还包括首先估计双离合器差速器动力学并且随后将估计的双离合器差速器动力学信息馈送到第二状态观测器子例程中的程序代码部分，第二状态观测器子例程包括车轴扭矩分配和车轮动力学估计。级联状态估计的输出是状态矢量。
[0013]在本公开的又一个方面中，一种利用双离合器差速器管理机动车辆车身和车轮运动控制的方法包括利用设置在机动车辆上的一个或多个传感器来实时测量关于机动车辆的静态和动态数据。所述方法还包括利用设置在机动车辆上的一个或多个致动器来改变机动车辆的静态和动态行为。通过控制模块处理静态和动态机动车辆信息，所述控制模块具有处理器、存储器和输入/输出（I/O）端口，所述控制模块执行存储在存储器中的程序代码部分。所述程序代码部分经由I/O端口从一个或多个传感器并从一个或多个致动器接收实时静态和动态数据。所述程序代码部分选择性地优先化从机动车辆的原动机通过双离合器差速器到机动车辆的从动轮的扭矩输出以控制机动车辆的车身和从动轮。所述程序代码部分对双离合器差速器的每个离合器的离合器扭矩进行建模和估计，对联合式离合器扭矩、轮胎力和角扭矩进行建模和估计，以及生成用于双离合器差速器的每个离合器的扭矩输出。选择到每个离合器的扭矩输出以维持机动车辆的车身控制、车轮控制和稳定性中的一者或多者。
[0014]在本公开的又另一个方面中，所述方法还包括利用包括以下的传感器实时测量关于机动车辆的静态和动态数据：车轮速度传感器、防抱死制动系统（ABS）传感器、转向角传感器、惯性测量单元（IMU）、节气门位置传感器、轮胎压力监测系统传感器。
[0015]在本公开的又一个方面中，所述方法还包括确定机动车辆的从动轮的滑移率，并
且当滑移率低于第一阈值滑移率值时，优先化扭矩输出的控制以维持机动车辆的车身控制。当滑移率高于第一阈值滑移率值且低于第二滑移率值时，优先化扭矩输出的控制以解决车身控制和车轮控制两者。当滑移率等于或高于第二滑移率值时，对于车轮控制优先化扭矩输出的控制并且增加离合器压力。
[0016]在本公开的又另一个方面中，所述方法还包括将双离合器差速器建模为扭转弹簧和阻尼器系统，以及计算离合器片之间的车轮速度差和动力学离合器扭矩方程。
[0017]在本公开的又一个方面中，所述方法还包括执行模型预测控制（MPC）算法，MPC算法利用成本函数、车身动力学、车轮动力学和双离合器差速器动力学以及状态约束和致动器约束来确定临界速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于利用双离合器差速器管理机动车辆车身和车轮运动控制的系统，所述系统包括：设置在所述机动车辆上的一个或多个传感器，所述一个或多个传感器测量关于所述机动车辆的实时静态和动态数据；设置在所述机动车辆上的一个或多个致动器，所述一个或多个致动器改变所述机动车辆的静态和动态行为；控制模块，所述控制模块具有处理器、存储器和输入/输出（I/O）端口，所述控制模块执行存储在所述存储器中的程序代码部分，所述程序代码部分包括：第一程序代码部分，所述第一程序代码部分经由所述I/O端口从所述一个或多个传感器和所述一个或多个致动器接收所述实时静态和动态数据；第二程序代码部分，所述第二程序代码部分选择性地优先化从所述机动车辆的原动机通过所述双离合器差速器到所述机动车辆的从动轮的扭矩输出以便控制所述机动车辆的车身和所述从动轮；第三程序代码部分，所述第三程序代码部分对所述双离合器差速器的每个离合器的离合器扭矩进行建模和估计；第四程序代码部分，所述第四程序代码部分对联合式离合器扭矩、轮胎力和角扭矩进行建模和估计；以及第五程序代码部分，所述第五程序代码部分生成用于所述双离合器差速器的每个离合器的扭矩输出，其中选择到每个离合器的所述扭矩输出以维持所述机动车辆的车身控制、车轮控制和稳定性中的一者或多者。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个传感器还包括以下中的一者或多者：车轮速度传感器、防抱死制动系统（ABS）传感器、转向角传感器、惯性测量单元（IMU）、节气门位置传感器、轮胎压力监测系统传感器。3. 根据权利要求1所述的系统，其中所述第二程序代码部分还包括：确定所述机动车辆的从动轮的滑移率的程序代码部分，并且当所述滑移率低于第一阈值滑移率值时，优先化所述扭矩输出的控制以维持所述机动车辆的车身控制；以及当所述滑移率高于所述第一阈值滑移率值且低于第二滑移率值时，优先化所述扭矩输出的控制以解决车身控制和车轮控制两者；以及当所述滑移率等于或高于所述第二滑移率值时，对于车轮控制优先化所述扭矩输出的控制并且增加离合器压力。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第三程序代码部分将所述双离合器差速器建模为扭转弹簧和阻尼器系统，其中计算离合器片之间的车轮速度差和动力学离合器扭矩方程。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第三程序代码部分还包括模型预测控制（MPC）算法，所述MPC算法利用成本函数、车身动力学、车轮动力学和双离合器差速...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：