DE102020202462A1 - Verfahren zur Antriebsoptimierung in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Antriebsoptimierung in einem Kraftfahrzeug mit mindestens zwei antreibbaren Rädern an einer Fahrzeugachse mit individuell einstellbarem Antriebsmoment wird zur Erhöhung der Vortriebskraft das Antriebsmoment an mindestens einem Rad in der Weise erhöht, dass sich an dem Rad ein erhöhter Längsschlupf von mindestens 20 % einstellt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Antriebsoptimierung in einem Kraftfahrzeug, das mit mindestens zwei antreibbaren Rädern an einer Fahrzeugachse ausgestattet ist, wobei an den Rädern ein individuell einstellbares Antriebsmoment applizierbar ist.
  • Stand der Technik
  • Aus der DE 10 2004 046 008 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit permanent angetriebener Hinterachse und wahlweise zuschaltbarer Vorderachse bekannt, wobei das Giermoment des Fahrzeugs durch individuelles Antreiben der Vorderräder auf ein Sollgiermoment gerichtet wird. Ergänzend können einzelne Räder abgebremst werden, falls das gewünschte Sollgiermoment nicht allein durch das Antriebsmoment an den Vorderrädern bereitgestellt werden kann.
  • In der DE 10 2005 040 253 B3 ist eine Differenzialanordnung mit variabler Drehmomentverteilung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs offenbart. Die Differenzialanordnung kann als Mittendifferenzial oder als Achsdifferenzial ausgeführt sein.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird zur Antriebsoptimierung in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, das mindestens zwei antreibbare Räder an gegenüberliegenden Seiten einer gemeinsamen Fahrzeugachse aufweist, wobei an den antreibbaren Rädern ein individuell einstellbares Antriebsmoment applizierbar ist. Dementsprechend ist es sowohl möglich, an den gegenüberliegenden Rädern der gleichen Fahrzeugachse ein gleiches Antriebsmoment als auch ein unterschiedlich hohes Antriebsmoment aufzubringen.
  • Zur Erhöhung der Vortriebskraft wird an mindestens einem antreibbaren Rad durch eine entsprechende Einstellung des Antriebsmomentes ein erhöhter Längsschlupf generiert. Der erhöhte Längsschlupf hat den Vorteil, dass sich das betreffende Rad schneller dreht, als es der kinematischen Rollbedingung entspricht. Dieses Durchdrehen des Rades führt zu einem Abtragen der obersten Schicht des Bodens, auf dem sich das Rad befindet, wobei sich unterhalb der obersten Schicht mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit ein Untergrund mit höherem Reibwert befindet. Mit dem Abtragen der obersten Schicht gelangt das Rad in Kontakt mit dem darunterliegenden Untergrund. Falls der Untergrund einen höheren Reibwert aufweist, kann entsprechend das Antriebsmoment besser oder gegebenenfalls vollständig auf den Boden übertragen werden, so dass auch eine höhere Vortriebskraft in Längsrichtung des Fahrzeuges erreicht wird.
  • Einzeln oder in Kombination mit dem erhöhten Längsschlupf kann ein Verzahnungseffekt des Reifenprofils des betreffenden Rades mit dem Boden bewirken, dass zusätzlich zu einem Kraftschluss bzw. teilweisen Kraftschluss auch ein Formschluss erreicht wird, der eine höhere Vortriebskraft des Fahrzeugs ermöglicht. In Betracht kommt außerdem ein Abstützeffekt, indem sich das angetriebene Rad aufgrund des hohen Längsschlupfes in einen losen Untergrund hineinarbeitet, wobei durch das seitliche Abstützen des Rades am Erdreich die Traktion nur noch für eine höhere Vortriebskraft in Längsrichtung aufgebracht wird. Das seitlich im Erdreich anliegende Rad benötigt keine über die Traktion aufzubringende Querkraft mehr, sondern kann die Traktion voll in die Längskraft und somit in den Vortrieb umsetzen (Kammscher Kreis).
  • Schließlich kann aufgrund des hohen Längsschlupfes ein Rückstoßeffekt erzielt werden, indem loser Untergrund aufgrund des Durchdrehens des angetriebenen Rades nach hinten geschleudert wird.
  • Das Verfahren berücksichtigt außerdem als Randbedingung den eingeschlagenen Lenkwinkel im Fahrzeug. An einem oder mehreren Fahrzeugrädern wird das Moment in der Weise aufgebracht, dass die tatsächliche Fahrzeugbewegung zumindest annähernd dem eingeschlagenen Lenkwinkel folgt. Bei dem aufgebrachten Moment handelt es sich um ein Antriebsmoment oder um ein Bremsmoment. Es kann ausreichen, nur an einem Fahrzeugrad ein Moment aufzubringen oder an mehreren Rädern, gegebenenfalls an sämtlichen Rädern. Des Weiteren ist es möglich, sowohl an demjenigen Rad - mit zeitlichem Versatz - das Moment zu modifizieren, an dem der erhöhte Längsschlupf erzeugt wird, als auch alternativ oder kumulativ an mindestens einem weiteren Rad das Moment zu modifizieren, das keinen erhöhten Längsschlupf aufweist. In bevorzugter Ausführung wird das Antriebsmoment an dem Rad mit erhöhtem Längsschlupf modifiziert. Dies erfolgt mit zeitlichem Versatz, um sicherzustellen, dass zunächst ein erhöhter Längsschlupf wirksam ist, um die oberste Schicht des Untergrundes abzutragen, auf dem sich das Rad aktuell befindet, bzw. ein Eingraben oder Abstützen zu bewirken. Falls nicht an dem mit erhöhtem Längsschlupf angetriebenen Rad eingegriffen wird, kann das Moment an einem anderen Rad zeitgleich oder mit Zeitversatz gegenüber dem mit erhöhtem Längsschlupf angetriebenen Rad modifiziert werden.
  • Der Längsschlupf wird um einen signifikanten Betrag erhöht. Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführung ist vorgesehen, dass der erhöhte Längsschlupf mindestens 20 % beträgt. Dieser Wert stellt sicher, dass bei den meisten Untergrundarten der Längsschlupf an dem betreffenden Rad im Reibwert-Schlupf-Diagramm signifikant oberhalb des Reibwertmaximums und damit im nichtlinearen Bereich außerhalb des üblichen linearen Regelbereichs des Reibwert-Schlupf-Diagramms liegt. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass aufgrund des hohen Längsschlupfes durch den Abtrag der obersten Schicht des Untergrundes eine darunterliegende Schicht mit höherem Reibwert erreicht werden kann, was einer Radiuserhöhung des sogenannten Kammschen Kreises entspricht, der das Maximum an übertragbarer Radlängs- und Radquerkraft darstellt. Die Reibwerterhöhung durch den Abtrag der obersten Schicht des Untergrundes bewirkt somit sowohl eine in Längsrichtung wirkende erhöhte Vortriebskraft als auch eine die Lenkbarkeit verbessernde erhöhte Querkraft.
  • Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung erfolgt die Erhöhung des Längsschlupfes auf einen Wert oberhalb des Reibwertmaximums im Reibwert-Schlupf-Diagramm. Auch in diesem Fall liegt der aufgebrachte Längsschlupf, welcher durch das Antriebsmoment an mindestens einem Rad erzeugt wird, außerhalb des üblichen linearen Regelbereichs des Reibwert-Schlupf-Diagramms und befindet sich jenseits des Reibwertmaximums in einem nichtlinearen Bereich der µ-Schlupf-Kurve. Der erhöhte Längsschlupf hat die vorbeschriebenen Konsequenzen zur Folge und erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass das betreffende Rad auf einen Untergrund mit erhöhtem Reibwert gelangt bzw. auf sonstige Weise einen erhöhten Reibwert erfährt, wodurch entsprechend eine radiale Erweiterung des Kammschen Kreises und eine Erhöhung der Vortriebskraft bei zugleich verbesserter Lenkbarkeit bewirkt wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird der erhöhte Längsschlupf für einen Mindestzeitraum aufrechterhalten. Dies gewährleistet, dass ein Minimum an Abtrag der obersten Schicht des Untergrundes erreicht wird bzw. ein Minimum an Verzahnungseffekt oder Einwühlen in den losen Untergrund. Es kann beispielsweise vorteilhaft sein, dass der erhöhte Längsschlupf so lange eingestellt bleibt, bis das betreffende Rad einen erhöhten Reibwert zum Untergrund aufweist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird der erhöhte Längsschlupf für einen Maximalzeitraum aufrechterhalten, sofern keine Erhöhung des Reibwerts festgestellt wird. Diese zeitliche Maximalgrenze stellt sicher, dass der Längsschlupf wieder zurückgenommen wird, beispielsweise auf einen Wert im linearen Bereich des Reibwert-Schlupf-Diagramms, sofern das Abtragen der obersten Schicht nicht zur gewünschten Erhöhung des Reibwerts führt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird der erhöhte Längsschlupf und dessen Modifikation an einem oder mehreren Rädern drehzahlgeregelt durchgeführt.
  • Das beschriebene Verfahren ist sowohl auf Kraftfahrzeuge mit zwei angetriebenen Rädern an nur einer Achse als auch auf Allradfahrzeuge anwendbar, bei denen an sämtlichen Rädern im Antriebsfall ein individuell einstellbares Antriebsmoment applizierbar ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird beim Aufbringen des erhöhten Längsschlupfes als weitere Randbedingung die Fahrzeuggeschwindigkeit berücksichtigt. Der Längsschlupf wird dahingehend modifiziert, dass die Fahrzeug-Istgeschwindigkeit zumindest annähernd einer vorgegebenen Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit folgt. Das Modifizieren des Längsschlupfes kann dabei entweder zeitgleich mit dem Erhöhen des Längsschlupfes oder mit zeitlichem Versatz durchgeführt werden.
  • Der an dem mindestens einen Rad einzustellende erhöhte Längsschlupf kann gegebenenfalls auch einen höheren Wert als 20 % betragen, beispielsweise 30 %, 40 %, 50 % oder mehr, insbesondere bis zu 100 %. Es sind Abstufungen in kleinen Schritten von beispielsweise 1 % möglich.
  • Es kommen verschiedene Möglichkeiten in Betracht, das Verfahren auszulösen und den erhöhten Längsschlupf einzustellen. Beispielsweise wird in den Fällen der Längsschlupf erhöht, in denen die Abweichung der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit von der vorgegebenen Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit einen zulässigen Wert überschreitet. Dieser Fall deutet darauf hin, dass der Reibwert zwischen den Rädern und dem Untergrund verhältnismäßig gering ist und nicht ausreicht, um den gewünschten Vortrieb zu realisieren, z.B. bei schneebedeckter Fahrbahn, auf Geröll oder Sand und/oder bei Bergauffahrt. In diesen Fällen kann das erfindungsgemäße Verfahren in Gang gesetzt werden, um die oberste Schicht des Untergrundes abzutragen bzw. auf sonstige Weise zu einem erhöhten Reibwert zu gelangen. Das Starten des Verfahrens erfolgt vorzugsweise selbsttätig, wobei alternativ auch ein manuelles Starten in Betracht kommt.
  • Der aktuelle Fahrzeugzustand wird über eine Sensorik erfasst, beispielsweise eine Inertialsensorik zur Erfassung der Längs- und Querbeschleunigung sowie der Gierrate des Fahrzeugs. Die Sensorik kann außerdem Raddrehzahlsensoren sowie einen Lenkwinkelsensor umfassen sowie gegebenenfalls Sensoren zur Erfassung der Gaspedalstellung bzw. Antriebsmomentenanorderung und zur Bremsmomentenanforderung.
  • Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Steuergerät zur Ansteuerung mindestens einer Antriebseinheit in einem Kraftfahrzeug zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens. Bei der Antriebseinheit handelt es sich um einen Antriebsmotor, der gegebenenfalls mit einem Getriebe verbunden ist, wobei in jedem Fall zwei gegenüberliegende Räder an einer gemeinsamen Fahrzeugachse individuell ansteuerbar sind. Beispielsweise kommt ein zentraler Antriebsmotor in Betracht, dessen Antriebsmoment über ein Umsetz- und Verteilergetriebe in ein individuell regelbares Antriebsmoment an den gegenüberliegenden Rädern der gleichen Fahrzeugachse aufgeteilt werden kann, wobei das Antriebsmoment an jedem Rad zwischen 0 % und 100 % des maximalen Wertes liegt. Bei dem Antriebsmotor handelt es sich um einen Elektromotor oder um eine Brennkraftmaschine. Alternativ zu einem zentralen Antriebsmotor kommen auch elektrische radnahe und radindividuelle Motoren in Betracht, beispielsweise Radnabenmotoren.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der dazu ausgelegt ist, die vorbeschriebenen Verfahrensschritte auszuführen. Das Computerprogrammprodukt läuft in einem vorbeschriebenen Steuergerät ab.
  • Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
    • 1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug, das als Allradfahrzeug mit radindividuellen Motoren ausgestattet ist,
    • 2 ein Längskraft-Seitenkraft-Schaubild mit einem Kammschen Kreis,
    • 3 ein Diagramm mit verschiedenen Reibwert-Schlupf-Kurven.
  • In 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt, das als Allradfahrzeug ausgeführt ist und an jedem Rad 2, 3, 4, 5 jeweils einen als Elektromotor ausgeführten, radindividuellen Motor 6 aufweist. Dementsprechend ist jedes Rad 2 bis 5 individuell über seinen zugeordneten Elektromotor 6 ansteuerbar. Die Ansteuerung erfolgt über ein Steuergerät 7, dem Sensorinformationen zuführbar sind, beispielsweise aus einer Inertialsensorik zur Erfassung der Längs- und Querbeschleunigung sowie der Gierrate des Fahrzeugs. Darüber hinaus werden dem Steuergerät 7 auch Raddrehzahlsignale der Räder 2 bis 5 übermittelt sowie Lenkwinkelsignale und gegebenenfalls die Gaspedalstellung bzw. Momentenanforderung.
  • Zur Erhöhung der Vortriebskraft ist es in bestimmten Situationen zweckmäßig, an einem oder an mehreren der angetriebenen Räder durch Erhöhen des Antriebsmomentes einen erhöhten Längsschlupf einzustellen. Falls beispielsweise die Fahrzeug-Istgeschwindigkeit gegenüber der Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit um ein definiertes Maß zurückbleibt, so kann dies auf einen geringen Reibwert zwischen den Rädern und dem Untergrund hindeuten. Je nach Untergrundbeschaffenheit kann es vorteilhaft sein, durch den erhöhten Längsschlupf und damit einhergehend ein Durchdrehen des oder der angetriebenen Räder die oberste Schicht des Untergrundes abzutragen, um eine darunterliegende Schicht mit höherem Reibwert freizulegen. Auch ein Eingraben des mit Längsschlupf laufenden Rades in den Untergrund und Abstützeffekte infolge des Eingrabens können zu einer Verbesserung des Vortriebs führen.
  • Der erhöhte Längsschlupf wird durch Ansteuerung mindestens eines Rades 2 bis 5 durch den zugeordneten radindividuellen Motor 6 eingestellt. Der Längsschlupf beträgt vorteilhafterweise mindestens 20 % und liegt in jedem Fall oberhalb des Reibwertmaximums im Reibwert-Schlupf-Diagramm.
  • In 3 ist ein derartiges Reibwert-Schlupf-Diagramm mit verschiedenen µ-Schlupf-Kurven für unterschiedliche Untergründe dargestellt. Insgesamt sind fünf µ-Schlupf-Kurven im Diagramm eingetragen, wobei die untere Kurve für einen Untergrund mit geringem Reibwert gilt, beispielsweise für Schnee, und die oberste Kurve für trockenen Asphalt mit hohem Reibwert. Allen Kurven ist gemeinsam, dass nach einem anfänglichen linearen Anstieg ein Maximum erreicht wird und der Reibwert µ nach Überschreiten des Maximums mit zunehmendem Schlupf wieder abfällt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Längsschlupf sL eingestellt, der im abfallenden Ast oberhalb bzw. jenseits des Reibwertmaximums liegt. In 3 ist beispielshaft ein Längsschlupf sL von 55 % eingetragen, mit dem ein oder mehrere angetriebene Räder durch eine entsprechende Erhöhung des Antriebsmomentes beaufschlagt werden. Durch die genannten Effekte wie Abtragen der obersten Schicht und Eingraben in den Untergrund wird im Ausführungsbeispiel eine signifikante Erhöhung des Reibwertes µ von der zweituntersten Kurve auf die oberste Kurve erreicht.
  • In 2 ist ein Schaubild mit der Radlängskraft FL über der Radquerkraft FQ im Kammschen Kreis dargestellt. Der mit durchgezogenem Strich eingetragene Kreis kennzeichnet den aktuellen Reibwert, der gestrichelte Kreis, der einen größeren Radius aufweist, stellt die Erhöhung durch die beschriebene Maßnahme des erhöhten Längsschlupfes damit einhergehend das Erreichen eines erhöhten Reibwertes dar. Dementsprechend werden sowohl die Radlängskraft als auch die Radseitenkraft und die Seitenführung erhöht.
  • Die Erhöhung des Längsschlupfes steht unter der Randbedingung, dass die Fahrzeugbewegung zumindest annähernd dem eingeschlagenen Lenkwinkel folgt, was aus einem Vergleich des eingeschlagenen Lenkwinkels mit der tatsächlich durchgeführten Kurvenbahn des Fahrzeuges ermittelt wird, die insbesondere auf der Grundlage der aktuellen Gierrate des Fahrzeuges bestimmt wird. Die tatsächliche Fahrzeugbewegung soll sich innerhalb eines festlegbaren Toleranzbereiches zur Sollspur befinden, die sich durch den eingeschlagenen Lenkwinkel ergibt.
  • Falls festgestellt wird, dass die Fahrzeugbewegung außerhalb des Toleranzbereiches gegenüber der Sollspur liegt, kann der Längsschlupf auf ein geringeres Maß eingestellt werden. Es sind wohl Fälle möglich, bei denen der Längsschlupf von vornherein auf ein definiertes Höchstmaß begrenzt wird, um die Lenkbarkeit des Fahrzeuges zu gewährleisten, als auch Fälle, bei denen zunächst der Längsschlupf auf einen hohen Wert gesetzt wird und anschließend zur Gewährleistung der Lenkbarkeit wieder reduziert wird. In weiterer Alternative ist es auch möglich, einen hohen, eingestellten Längsschlupf beizubehalten und eines oder mehrere Fahrzeugräder mit einem Antriebs- oder Bremsmoment zu beaufschlagen, um zu erreichen, dass das Fahrzeug sich in der gewünschten Sollspur befindet. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass der gewünschte Längsschlupf an einem oder mehreren Fahrzeugrädern eingestellt werden kann, um die oberste Schicht abzutragen, und zugleich im Fahrzeug entstehende Giermomente durch das gezielte Aufbringen von Antriebs- oder Bremsmomenten an weiteren Fahrzeugrädern kompensiert wird.
  • Der erhöhte Längsschlupf kann wieder zurückgefahren werden, insbesondere in den linearen Bereich des µ-Schlupf-Diagramms, wenn festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug auf einem Untergrund mit höherem Reibwert befindet. Alternativ ist es auch möglich, den erhöhten Längsschlupf zu beenden, falls nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne sich kein erhöhter Reibwert einstellt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102004046008 A1 [0002]
    • DE 102005040253 B3 [0003]

Claims (12)

  1. Verfahren zur Antriebsoptimierung in einem Kraftfahrzeug (1) mit mindestens zwei antreibbaren Rädern (2, 3, 4, 5) an einer Fahrzeugachse, wobei an den antreibbaren Rädern (2, 3, 4, 5) ein individuell einstellbares Antriebsmoment applizierbar ist, wobei zur Erhöhung der Vortriebskraft das Antriebsmoment an mindestens einem Rad (2, 3, 4, 5) in der Weise erhöht wird, dass sich an dem Rad (2, 3, 4, 5) ein erhöhter Längsschlupf von mindestens 20 % einstellt, wobei zeitgleich oder mit zeitlichem Versatz an einem oder mehreren Fahrzeugrädern (2, 3, 4, 5) ein Antriebs- oder Bremsmoment dahingehend modifiziert wird, dass die Fahrzeugbewegung zumindest annähernd dem eingeschlagenen Lenkwinkel folgt.
  2. Verfahren zur Antriebsoptimierung in einem Kraftfahrzeug (1) mit mindestens zwei antreibbaren Rädern (2, 3, 4, 5) einer Fahrzeugachse, insbesondere Verfahren nach Anspruch 1, wobei an den antreibbaren Rädern (2, 3, 4, 5) ein individuell einstellbares Antriebsmoment applizierbar ist, wobei zur Erhöhung der Vortriebskraft das Antriebsmoment an mindestens einem Rad (2, 3, 4, 5) in der Weise erhöht wird, dass der Längsschlupf an dem Rad (2, 3, 4, 5) im Reibwert-Schlupf-Diagramm einen erhöhten Wert oberhalb des Reibwertmaximums einnimmt, wobei zeitgleich oder mit zeitlichem Versatz an einem oder mehreren Fahrzeugrädern (2, 3, 4, 5) ein Antriebs- oder Bremsmoment dahingehend modifiziert wird, dass die Fahrzeugbewegung zumindest annähernd dem eingeschlagenen Lenkwinkel folgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Längsschlupf für einen Mindestzeitraum aufrechterhalten wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Längsschlupf solange eingestellt bleibt, bis das betreffende Rad (2, 3, 4, 5) einen erhöhten Reibwert zum Untergrund aufweist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Längsschlupf für einen Maximalzeitraum aufrecht erhalten wird, falls sich der Reibwert nicht erhöht.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) als Allradfahrzeug ausgebildet und an sämtlichen Rädern (2, 3, 4, 5) im Antriebsfall ein individuell einstellbares Antriebsmoment applizierbar ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Längsschlupf dahingehend modifiziert wird, dass die Fahrzeug-Istgeschwindigkeit zumindest annähernd einer vorgegebenen Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit folgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest kurzzeitig an mindestens einem antreibbaren Rad (2, 3, 4, 5) ein Längsschlupf von bis zu 100% eingestellt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Längsschlupfes erzeugt wird, falls die Abweichung der Fahrzeug-Istgeschwindigkeit von der Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit einen zulässigen Wert überschreitet.
  10. Steuergerät zur Ansteuerung mindestens einer Antriebseinheit in einem Kraftfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
  11. Fahrzeug mit einem Steuergerät (7) nach Anspruch 10, mit mindestens einer Antriebseinheit im Kraftfahrzeug und mit mindestens zwei separat antreibbaren Rädern (2, 3, 4, 5) einer Fahrzeugachse.
  12. Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der dazu ausgelegt ist, Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen, wenn das Computerprogrammprodukt in einem Steuergerät (7) gemäß Anspruch 10 abläuft.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4188732A1 (de) * 2020-07-31 2023-06-07 Karma Automotive LLC Antriebssystem für ein fahrzeug

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5388658A (en) * 1991-12-02 1995-02-14 Imra America, Inc. Integrated torque and steering control system
JP3656502B2 (ja) * 2000-02-28 2005-06-08 豊田工機株式会社 4輪駆動車のトルク配分装置
WO2003059720A1 (en) * 2002-01-15 2003-07-24 Terratronics Pty Ltd Vehicle with integrated control of steering and wheel speed
DE102004046008B4 (de) 2004-09-16 2012-01-26 Getrag Driveline Systems Gmbh Antriebsstrang und Verfahren zum Ansteuern eines Antriebsstranges
DE102005040253B3 (de) 2005-08-24 2007-05-03 Gkn Driveline International Gmbh Differentialanordnung zur variablen Drehmomentverteilung
EP2112053B1 (de) * 2008-04-25 2015-08-12 Volvo Car Corporation Gierstabilitäts-Regelsystem
US8825295B2 (en) * 2010-08-16 2014-09-02 Honda Motor Co., Ltd. System and method for determining a steering angle for a vehicle and system and method for controlling a vehicle based on same
US9969424B2 (en) * 2016-06-21 2018-05-15 Keith Alan Guy Steering control system
JP6748619B2 (ja) * 2017-09-20 2020-09-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両制御装置、車両制御方法および車両制御システム
JP6844500B2 (ja) * 2017-10-30 2021-03-17 トヨタ自動車株式会社 車両の挙動制御装置
JP7015005B2 (ja) * 2018-11-19 2022-02-02 トヨタ自動車株式会社 車両の制動力制御装置

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