DE102005025617B4 - Control device for a drive system in a motor vehicle with a variable four-wheel drive - Google Patents

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Abstract

Steuereinrichtung (8) für ein Antriebssystem in einem Kraftfahrzeug mit einem Allradantrieb mit einer variablen Antriebsdrehmomentverteilung zwischen Vorderachse (VA) und Hinterachse (HA), umfassend einen Antriebsstrang mit einer Antriebseinrichtung (2) zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments, und mit einer Momentenverteilungseinrichtung (6), mittels der das erzeugte Antriebsdrehmoment anteilig zwischen Vorderachse (VA) und Hinterachse (HA) aufteilbar ist, wobei die Steuereinrichtung (8) zur Ansteuerung der Momentenverteilungseinrichtung (6) derart ausgebildet ist, dass im Falle einer Bremsanforderung, für den Fall, dass keine Momentenverteilung mit maximalem Bremsmoment vorliegt, eine Momentenverteilung automatisch einstellbar ist, die dazu führt, dass das auf die Fahrbahn übertragbare Bremsmoment der Antriebseinrichtung (2) erhöht wird, indem zumindest eine elektrische Maschine vorhanden ist, deren Bremsmoment im generatorischen Betrieb durch die über die Steuereinrichtung ansteuerbare Momentenverteilungseinrichtung (6) gezielt zwischen Vorder- und Hinterachse des Fahrzeugs verteilt wird.Control device (8) for a drive system in a motor vehicle with an all-wheel drive with a variable drive torque distribution between the front axle (VA) and rear axle (HA), comprising a drive train with a drive device (2) for generating a drive torque, and with a torque distribution device (6), by means of which the drive torque generated can be divided proportionally between the front axle (VA) and rear axle (HA), the control device (8) for controlling the torque distribution device (6) being designed in such a way that in the event of a braking request, in the event that there is no torque distribution maximum braking torque is present, a torque distribution can be adjusted automatically, which leads to the braking torque of the drive device (2) that can be transmitted to the road being increased by having at least one electric machine, the braking torque of which in generator operation is controlled by the torque distribution device (2) which can be controlled via the control device ( 6) is specifically distributed between the front and rear axles of the vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für ein Antriebssystem in einem Kraftfahrzeug mit einem variablen Allradantrieb. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Antriebssystem bei einem Allradfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine als Hauptantriebsquelle und einer elektrischen Maschine zur Erzeugung zumindest eines zusätzlichen Bremsmomentes und damit zur Erzeugung rekuperativer elektrischer Energie zur Speicherung in einem elektrischen Energiespeicher.The invention relates to a control device for a drive system in a motor vehicle with a variable all-wheel drive. In particular, the invention relates to a drive system in an all-wheel drive vehicle with an internal combustion engine as the main drive source and an electric machine for generating at least one additional braking torque and thus for generating recuperative electrical energy for storage in an electrical energy storage device.

Es sind sowohl frontangetriebene als auch heckangetriebene Fahrzeuge bekannt, die, durch manuelle oder automatische Zuschaltung der Hinterachse bzw. Zuschaltung der Vorderachse als angetriebene Achse, in einem Vierrad- bzw. Allradantriebbetrieb betreibbar sind, und die ausgehend von dem Allradantriebbetrieb durch entsprechende manuelle oder automatische Abschaltung einer Antriebsachse wieder in einem Zweiachs- bzw. Einachsantriebbetrieb (Vierrad- bzw. Zweiradbetrieb) betreibbar sind.Both front-wheel drive and rear-wheel drive vehicles are known which can be operated in a four-wheel or all-wheel drive mode by manually or automatically switching on the rear axle or switching on the front axle as a driven axle, and which, starting from the all-wheel drive mode, can be operated by corresponding manual or automatic switch-off a drive axle can again be operated in a two-axle or single-axle drive operation (four-wheel or two-wheel operation).

In der Fachzeitschrift ATZ, 2/2004, Jahrgang 106, Seite 92 - 102 ist unter dem Titel - xDrive, Der neue Allradantrieb im BMW X3 und BMW X5 - ein variabler Allradantrieb beschrieben, bei dem mittels einem Verteilergetriebe mit steuerbarer Kupplung eine vollvariable Momentenverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse ermöglicht ist.In the specialist magazine ATZ, 2/2004, volume 106, pages 92 - 102, under the title - xDrive, The new all-wheel drive in the BMW X3 and BMW X5 - a variable all-wheel drive is described, in which a fully variable torque distribution between Front and rear axle is possible.

Weiterhin ist aus der DE 697 07 383 T2 eine Antriebsanordnung mit einer auf eine Fahrzeugachse wirkenden Brennkraftmaschine und mit zwei, jeweils einer Fahrzeugachse zugeordneten elektrischen Maschinen bekannt, bei der über die elektrischen Maschinen in Abhängigkeit vom Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers während eines Bremsvorgangs ein auf die jeweilige Fahrzeugachse wirkendes Bremsmoment bereitgestellt wird.Furthermore, from the DE 697 07 383 T2 a drive arrangement with an internal combustion engine acting on a vehicle axle and with two electrical machines, each assigned to a vehicle axle, in which a braking torque acting on the respective vehicle axle is provided via the electrical machines depending on the charge state of an electrical energy storage device during a braking process.

Des Weiteren ist aus der DE 199 09 809 A1 ein Verfahren zur Steuerung der Bremsenergie eines Fahrzeugs bekannt, bei dem während eines Bremsvorgangs bei nicht betätigtem Bremspedal die erforderliche Bremsenergie gemeinsam durch die Betriebsbremse und eine regenerative Bremse (elektrische Maschine) aufgebracht wird.Furthermore, from the DE 199 09 809 A1 a method for controlling the braking energy of a vehicle is known, in which the required braking energy is applied jointly by the service brake and a regenerative brake (electric machine) during a braking process when the brake pedal is not actuated.

Die DE 103 41 678 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren, bei der bzw. bei dem ein Bremsvorgang anteilig durch Nutzbremsung mittels einer elektrischen Maschine und anteilig durch Reibbremsung mittels einer Betriebsbremse erfolgt. Hier wird während des Bremsvorgangs ein Über- oder Untersteuern des Fahrzeugs erfasst und zum Zwecke der Verbesserung der Steuerbarkeit des Fahrzeugs das auf eine erste Achse wirkende Nutzbremsmoment mittels dem auf eine andere Achse wirkenden Reibbremsmoment ausgeglichen. Die Bremsen für Nutzbremsmoment und für Reibbremsmoment befinden sich hierfür auf unterschiedlichen Fahrzeugachsen.The DE 103 41 678 A1 describes a device and a method in which a braking process takes place proportionally through regenerative braking using an electric machine and partially through friction braking using a service brake. Here, oversteering or understeering of the vehicle is detected during the braking process and, for the purpose of improving the controllability of the vehicle, the regenerative braking torque acting on a first axle is compensated for by means of the friction braking torque acting on another axle. The brakes for regenerative braking torque and for friction braking torque are located on different vehicle axles.

Zum weiteren technischen Hintergrund wird auf die DE 103 19 108 A1 und die US 6,464,608 hingewiesen.Further technical background is referred to DE 103 19 108 A1 and the US 6,464,608 pointed out.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Steuereinrichtung für ein Antriebssystem anzugeben, welches im Hinblick auf Verschleiß der Bremsanlage und im Hinblick auf die Energiebilanz des Fahrzeugs verbessert ist.The invention is based on the object of specifying a generic control device for a drive system, which is improved with regard to wear of the brake system and with regard to the energy balance of the vehicle.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, während in den Unteransprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind.According to the invention, the object is achieved by the entirety of the features of claim 1, while preferred developments of the invention are specified in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung bzw. das erfindungsgemäße Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit variablem Allradantrieb umfasst eine Antriebseinrichtung zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments, eine Momentenverteilungseinrichtung zur gezielten Verteilung des Antriebsdrehmoments sowie eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Momentenverteilungseinrichtung. Unter einem variablen Allradantrieb im Sinne der Erfindung sind sowohl Antriebe zu verstehen, bei denen eine einfache Umschaltung zwischen Zweiradantrieb und Vierradantrieb mit unveränderbar vordefinierter Momentenverteilung im Vierradbetrieb eingestellt ist, als auch Antriebe, bei denen eine Momentenverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse (bzw. zwischen den Antriebsrädern) vollvariabel (zwischen 0 und 100%) einstellbar ist. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass im Falle einer Bremsanforderung der Allradantrieb derart aktiviert wird, dass ein erhöhtes Bremsmoment allein durch den Antrieb (unter Nichtbeachtung der Betriebsbremse) realisierbar ist. Hierfür wird über die Steuereinrichtung die Momentenverteilungseinrichtung derart angesteuert, dass im Falle einer Bremsanforderung - für den Fall, dass nicht bereits eine Momentenverteilung eingestellt ist, die ein maximales Bremsmoment (bzw. eine maximale Übertragung der Bremskraft) gewährleistet - eine automatische Einstellung der Verteilung der Antriebsmomente und damit der Bremsmomente (Motorbremsbetrieb) erfolgt, so dass das auf die Fahrbahn übertragbare Bremsmoment (bzw. die übertragbare Bremskraft) erhöht wird.The control device according to the invention or the drive system according to the invention for a motor vehicle with variable all-wheel drive comprises a drive device for generating a drive torque, a torque distribution device for targeted distribution of the drive torque and a control device for controlling the torque distribution device. For the purposes of the invention, a variable all-wheel drive is understood to mean both drives in which a simple switch between two-wheel drive and four-wheel drive is set with an unchangeable predefined torque distribution in four-wheel operation, as well as drives in which a torque distribution between the front and rear axles (or between the drive wheels) is fully adjustable (between 0 and 100%). According to the invention, the control device is designed such that in the event of a braking request, the all-wheel drive is activated in such a way that an increased braking torque can be achieved solely by the drive (ignoring the service brake). For this purpose, the torque distribution device is controlled via the control device in such a way that in the event of a braking request - in the event that a torque distribution has not already been set that ensures a maximum braking torque (or a maximum transmission of the braking force) - an automatic adjustment of the distribution of the drive torques and thus the braking torque (engine braking operation) takes place, so that the braking torque that can be transmitted to the road (or the braking force that can be transmitted) is increased.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfasst die Antriebseinrichtung eine Brennkraftmaschine und/oder eine generatorisch als auch motorisch betreibbare elektrische Maschine. Mit Vorteil ist zumindest eine elektrische Maschine vorhanden, deren Bremsmoment im generatorischen Betrieb durch die über eine Steuereinrichtung ansteuerbare Momentenverteilungseinrichtung gezielt zwischen Vorder- und Hinterachse des Fahrzeugs verteilt wird. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine zusätzlich zu der als Hauptantriebsquelle dienenden Brennkraftmaschine vorgesehen.In a preferred embodiment of the invention, the drive device comprises an internal combustion engine and/or an electrical machine that can be operated as a generator or as a motor. It is advantageous to have at least one electric machine whose braking torque is regenerative Operation is specifically distributed between the front and rear axles of the vehicle by the torque distribution device that can be controlled via a control device. The electric machine is preferably provided in addition to the internal combustion engine serving as the main drive source.

Die Momentenverteilungseinrichtung ist vorzugsweise als Verteilergetriebe mit steuerbarer Kupplung ausgebildet, wie es bereits im eingangs zitierten ATZ-Artikel beschrieben wird. Gemäß der Ausführung einer solchen Momentenverteilungseinrichtung wird an dieser Stelle in vollem Umfang den ATZ-Artikel xDrive (Fachzeitschrift ATZ, 2/2004, Jahrgang 106, Seite 92 - 102 - xDrive, Der neue Allradantrieb im BMW X3 und BMWX5) Bezug genommen. Gemäß der Erfindung ist die Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Momentenverteilungseinrichtung zur gezielten Verteilung der (Motor-) Bremsmomente wie vorstehend und im Folgenden beschrieben ausgebildet.The torque distribution device is preferably designed as a transfer case with a controllable clutch, as already described in the ATZ article cited at the beginning. According to the design of such a torque distribution device, the ATZ article xDrive (ATZ trade magazine, 2/2004, volume 106, pages 92 - 102 - xDrive, The new all-wheel drive in the BMW X3 and BMWX5) is referred to in full at this point. According to the invention, the control device for controlling the torque distribution device for the targeted distribution of the (engine) braking torque is designed as described above and below.

In einer anderen Ausführung kann, anstelle der einen zentralen elektrischen Maschine, deren zentrales Bremsmoment über die als Verteilergetriebe mit steuerbarer Kupplung ausgebildete Momentenverteilungseinrichtung gezielt verteilt wird, auch jeder Antriebsachse (oder jedem Antriebsrad) eine separate elektrische Maschine zugeordnet sein, die im Bedarfsfall (Bremsvorgang) zur Erzeugung eines Bremsmomentes über eine Steuereinrichtung unterschiedlich bzw. unabhängig angesteuert werden.In another embodiment, instead of the one central electric machine, the central braking torque of which is specifically distributed via the torque distribution device designed as a transfer case with a controllable clutch, each drive axle (or each drive wheel) can also be assigned a separate electric machine, which, if necessary (braking process). to generate a braking torque can be controlled differently or independently via a control device.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen:

  • 1: ein Antriebssystem gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung, und
  • 2: die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Antriebssystems in einer möglichen Ausführungsform anhand eines Funktionsablaufplans.
The invention is explained in more detail below with reference to figures. Show it:
  • 1 : a drive system according to the invention in a schematic representation, and
  • 2 : the functionality of the drive system according to the invention in a possible embodiment based on a functional flowchart.

1 zeigt ein Antriebssystem gemäß der Erfindung in einer möglichen Ausführungsform mit einem Antriebsstrang umfassend: eine Antriebseinheit 2 mit Brennkraftmaschine 2a und elektrischer Maschine 2b, eine manuell oder automatisiert ausgebildete Getriebeeinheit 4 sowie eine als Verteilergetriebe mit steuerbarer Kupplung ausgebildete Momentenverteilungseinrichtung 6. Die Momentenverteilungseinrichtung wird hier über eine Steuereinrichtung 8 angesteuert, welche an ein CAN-Bussystem oder dergleichen angebunden ist. Die Steuereinrichtung 8 ist gemäß der Erfindung derart ausgebildet, dass bei einer erkannten Bremsanforderung (insbesondere eine aktive Bremsanforderung in Form eines manuell durch den Fahrer oder eines automatisiert durch ein Fahrerassistenzsystem erzeugten Bremsbefehls) automatisch eine Momentenverteilung über die Momentenverteilungseinrichtung 6 eingestellt wird, die eine, im Hinblick auf den vorzunehmenden Bremsvorgang optimierte Verteilung der, durch die Antriebseinheit erzeugten Bremsmomente (Motorbremsmomente) gewährleistet. Somit wird bei jedem Bremsvorgang gewährleistet, dass das durch die Antriebseinheit erzeugte Bremsmoment bestmöglich genutzt wird, also stets das maximal mögliche Bremsmoment bzw. die maximal mögliche Bremskraft auf die Fahrbahn übertragen wird. Hierdurch wird erreicht, dass die Betriebsbremse weniger als bei bekannten Systemen in Betrieb genommen werden muss und so der Verschleiß des Betriebsbremssystems verringert wird. Die Momentenverteilung kann in Abhängigkeit von Betriebsparametern, insbesondere i.A.v. Betriebsparametern P1, ..., Pn die eine Abhängigkeit zur Querdynamik bzw. - beschleunigung des Fahrzeugs aufweisen, erfolgen. 1 shows a drive system according to the invention in a possible embodiment with a drive train comprising: a drive unit 2 with an internal combustion engine 2a and an electric machine 2b, a manual or automated transmission unit 4 and a torque distribution device 6 designed as a transfer case with a controllable clutch. The torque distribution device is here via a Control device 8 is controlled, which is connected to a CAN bus system or the like. The control device 8 is designed according to the invention in such a way that when a braking request is detected (in particular an active braking request in the form of a braking command generated manually by the driver or a braking command automatically generated by a driver assistance system), a torque distribution is automatically set via the torque distribution device 6, which is one, in Optimized distribution of the braking torques (engine braking torques) generated by the drive unit is guaranteed with regard to the braking process to be carried out. This ensures that every braking process ensures that the braking torque generated by the drive unit is used in the best possible way, i.e. the maximum possible braking torque or the maximum possible braking force is always transmitted to the road. This ensures that the service brake has to be put into operation less than in known systems and thus the wear of the service brake system is reduced. The torque distribution can take place depending on operating parameters, in particular iAv operating parameters P1, ..., Pn, which are dependent on the lateral dynamics or acceleration of the vehicle.

Durch die Nutzung der rekuperativen Energie, die dadurch erzeugt wird, dass während des Bremsvorgangs die elektrische Maschine 2b im generatorischen Betrieb arbeitet und so einerseits zusätzliches Bremsmoment generiert und andererseits elektrische Energie erzeugt, kann eine zusätzliche Verbrauchsreduzierung erreicht werden. Zur Zwischenspeicherung der elektrischen Energie ist ein Energiespeicher ES mit elektrochemischen und/oder kapazitiven Energiespeicherelementen vorgesehen.By using the recuperative energy, which is generated by the fact that the electrical machine 2b works in generator mode during the braking process and thus generates additional braking torque on the one hand and generates electrical energy on the other hand, an additional reduction in consumption can be achieved. To temporarily store the electrical energy, an energy storage ES with electrochemical and/or capacitive energy storage elements is provided.

Die das Antriebsmoment bzw. ein Motorbremsmoment (je nach Betriebszustand) erzeugende Antriebseinrichtung ist im dargestellten Ausführungsbeispiel über das Verteilergetriebe der Momentenverteilungseinrichtung 6 mittels einer ersten Antriebswelle AW1 mit der Hauptantriebsachse des Fahrzeugs (hier: Hinterachse HA) verbunden und mittels einer zweiten Antriebswelle AW2 mit einer weiteren Antriebsachse (hier. Vorderachse VA) zum Zwecke des Antriebs verbunden.In the exemplary embodiment shown, the drive device generating the drive torque or an engine braking torque (depending on the operating state) is connected to the main drive axle of the vehicle (here: rear axle HA) via the transfer case of the torque distribution device 6 by means of a first drive shaft AW1 and to another one by means of a second drive shaft AW2 Drive axle (here: front axle VA) connected for the purpose of driving.

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung 8 kann als einzelnes Steuergerät oder als Steuergeräteverbund bei dem in unterschiedlichen Steuergeräten modular einzelne Steuerfunktionen hinterlegt sind, ausgebildet sein. Vorliegend ist die erfindungsgemäße Funktionalität in einem separaten Steuergerät zur Ansteuerung der Momentenverteilungseinrichtung 6 angeordnet.The control device 8 according to the invention can be designed as a single control device or as a control device group in which individual control functions are stored modularly in different control devices. In the present case, the functionality according to the invention is arranged in a separate control device for controlling the torque distribution device 6.

Neben der dargestellten Ausführung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems mit einer zentralen elektrischen Maschine zur Erzeugung eines Antriebs- bzw. Bremsmoments - welches über eine, als Verteilergetriebe mit steuerbarer Kupplung ausgebildete, Momentenverteilungseinrichtung 6 gezielt zur Erzeugung eines maximalen (Motor-)Bremsmoments verteilt wird - sind andere Anordnungen von Antriebssystemen im Rahmen der Erfindung denkbar. Beispielsweise könnte anstelle oder zusätzlich zu der zentralen elektrischen Maschine 2b jeder Antriebsachse oder jedem Antriebsrad eine separate elektrische Maschine 2b' zugeordnet sein, die über eine Steuereinrichtung dann zum Zwecke der Momentenverteilung für ein maximal mögliches (Motor-)Bremsmoment angesteuert werden.In addition to the illustrated embodiment of a drive system according to the invention with a central electric machine for generating a drive or braking torque - which is specifically designed to generate a maximum (engine) braking torque via a torque distribution device 6 designed as a transfer case with a controllable clutch ment is distributed - other arrangements of drive systems are conceivable within the scope of the invention. For example, instead of or in addition to the central electric machine 2b, each drive axle or drive wheel could be assigned a separate electric machine 2b', which can then be controlled via a control device for the purpose of torque distribution for a maximum possible (motor) braking torque.

2 veranschaulicht im Rahmen eines Funktionsablaufplans das erfindungsgemäße Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform. Ausgehend vom Start des Kraftfahrzeugs, beispielsweise durch Starten der Brennkraftmaschine, wird überwacht, ob ein Bremswunsch (Bremsanforderung manuell durch Fahrer oder automatisch durch Fahrerassistenzsystem) vorliegt oder nicht (Schritt S1). Wird ein Bremswunsch erkannt, wird geprüft, ob das Bremspedal betätigt ist oder ob eine Anforderung aus einem Fahrerassistenzsystem vorliegt (Schritt S2). Ist dies nicht der Fall, wird zurückverzweigt und weiter das Vorliegen eines Bremswunsches überwacht. Wurde das Bremspedal betätigt oder liegt eine Bremsanforderung aus einem Fahrerassistenzsystem vor, wird geprüft, ob die angeforderte Bremsleistung bzw. das angeforderte Bremsmoment größer ist als jenes, welches durch Bremsenergierückgewinnung (BERG) ohne Allradbetrieb bzw. bei aktiviertem Allrad, ob das Bremsmoment größer ist als jenes, welches mit der vorliegenden Momentenverteilung bereitgestellt werden kann (Schritt S3). Ist dies nicht der Fall, und das geforderte Bremsmoment kann ausschließlich durch Bremsenergierückgewinnung ohne Allradantrieb (also bei lediglich einer angetriebenen Achse und lediglich der bzw. jeder mit dieser angetriebenen Achse gekoppelten elektrischen Maschine im Generatorbetrieb) bzw. mit der vorliegenden Momentenverteilung bereitgestellt werden, erfolgt eine Bremsung mit der vorliegenden Momentenverteilung. Ist das angeforderte Bremsmoment größer, als jenes, welches durch Bremsenergierückgewinnung ohne Allradbetrieb bzw. mit der vorliegenden Momentenverteilung bereitgestellt werden kann, wird geprüft, ob durch eine Umschaltung auf Allradantrieb bzw. eine andere Einstellung der Momentenverteilung das angefordert Bremsmoment bereitgestellt werden kann (Schritt S4). Kann bei Allradbetrieb bzw. mit einer optimierten Einstellung der Momentenverteilung das geforderte Bremsmoment bereitgestellt werden, wird auf Allrad umgeschaltet bzw. die optimierte Einstellung der Momentenverteilung eingestellt und ein rein rekuperativer Bremsvorgang eingeleitet. Ist hingegen die Bremsanforderung größer als das maximale Bremsmoment, welches mittels der Bremswirkung der Antriebseinheit bereitstellbar ist, wird ebenfalls auf Allradbetrieb umgeschaltet bzw. eine Momentenverteilung mit maximalem Bremsmoment eingestellt und die Bremsmomentdifferenz durch die Betriebsbremse bereitgestellt. 2 illustrates the method according to the invention in a preferred embodiment as part of a functional flow chart. Starting from the start of the motor vehicle, for example by starting the internal combustion engine, it is monitored whether there is a braking request (braking request manually by the driver or automatically by the driver assistance system) or not (step S1). If a braking request is recognized, it is checked whether the brake pedal is actuated or whether there is a request from a driver assistance system (step S2). If this is not the case, the system branches back and continues to monitor the presence of a braking request. If the brake pedal has been pressed or there is a braking request from a driver assistance system, it is checked whether the requested braking power or the requested braking torque is greater than that achieved by brake energy recovery (BERG) without all-wheel drive or with activated all-wheel drive whether the braking torque is greater than that which can be provided with the present torque distribution (step S3). If this is not the case and the required braking torque can only be provided by braking energy recovery without all-wheel drive (i.e. with only one driven axle and only the or each electric machine coupled to this driven axle in generator mode) or with the existing torque distribution, a Braking with the existing torque distribution. If the requested braking torque is greater than that which can be provided by braking energy recovery without all-wheel drive or with the existing torque distribution, it is checked whether the requested braking torque can be provided by switching to all-wheel drive or a different setting of the torque distribution (step S4) . If the required braking torque can be provided in all-wheel drive or with an optimized torque distribution setting, the system switches to all-wheel drive or the optimized torque distribution setting is set and a purely regenerative braking process is initiated. However, if the braking requirement is greater than the maximum braking torque that can be provided by means of the braking effect of the drive unit, the system also switches to all-wheel drive or a torque distribution with maximum braking torque is set and the braking torque difference is provided by the service brake.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Vorteil eine Verbrauchsreduzierung aufgrund der erhöhten Bremsenergierückgewinnung erzielt. Auch ist ein deutlich geringerer Verschleiß der Betriebsbremse zu erwarten und gegebenenfalls sogar die Verwendung einer kleiner dimensionierten Betriebsbremse möglich.The method according to the invention advantageously achieves a reduction in consumption due to the increased braking energy recovery. Significantly less wear on the service brake is also to be expected and the use of a smaller service brake may even be possible.

Claims (3)

Steuereinrichtung (8) für ein Antriebssystem in einem Kraftfahrzeug mit einem Allradantrieb mit einer variablen Antriebsdrehmomentverteilung zwischen Vorderachse (VA) und Hinterachse (HA), umfassend einen Antriebsstrang mit einer Antriebseinrichtung (2) zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments, und mit einer Momentenverteilungseinrichtung (6), mittels der das erzeugte Antriebsdrehmoment anteilig zwischen Vorderachse (VA) und Hinterachse (HA) aufteilbar ist, wobei die Steuereinrichtung (8) zur Ansteuerung der Momentenverteilungseinrichtung (6) derart ausgebildet ist, dass im Falle einer Bremsanforderung, für den Fall, dass keine Momentenverteilung mit maximalem Bremsmoment vorliegt, eine Momentenverteilung automatisch einstellbar ist, die dazu führt, dass das auf die Fahrbahn übertragbare Bremsmoment der Antriebseinrichtung (2) erhöht wird, indem zumindest eine elektrische Maschine vorhanden ist, deren Bremsmoment im generatorischen Betrieb durch die über die Steuereinrichtung ansteuerbare Momentenverteilungseinrichtung (6) gezielt zwischen Vorder- und Hinterachse des Fahrzeugs verteilt wird.Control device (8) for a drive system in a motor vehicle with an all-wheel drive with a variable drive torque distribution between the front axle (VA) and rear axle (HA), comprising a drive train with a drive device (2) for generating a drive torque, and with a torque distribution device (6), by means of which the drive torque generated can be divided proportionally between the front axle (VA) and rear axle (HA), the control device (8) for controlling the torque distribution device (6) being designed in such a way that in the event of a braking request, in the event that there is no torque distribution maximum braking torque is present, a torque distribution can be adjusted automatically, which leads to the braking torque of the drive device (2) that can be transmitted to the road being increased by having at least one electric machine, the braking torque of which in generator operation is controlled by the torque distribution device (which can be controlled via the control device) ( 6) is specifically distributed between the front and rear axles of the vehicle. Steuereinrichtung (8) für ein Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (2) eine Brennkraftmaschine (2a) und/oder elektrische Maschinen (2b; 2b') umfasst, wobei jeder Antriebsachse oder jedem Antriebsrad eine separate elektrische Maschine zugeordnet ist, die im Bedarfsfall zur Erzeugung eines Bremsmomentes über die Steuereinrichtung (8) unabhängig angesteuert werden.Control device (8) for a drive system Claim 1 , characterized in that the drive device (2) comprises an internal combustion engine (2a) and / or electrical machines (2b; 2b '), each drive axle or each drive wheel being assigned a separate electrical machine, which, if necessary, is used to generate a braking torque via the Control device (8) can be controlled independently. Steuereinrichtung (8) für ein Antriebssystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Momentenverteilungseinrichtung (6) ein Verteilergetriebe und eine steuerbare Kupplung aufweist.Control device (8) for a drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the torque distribution device (6) has a transfer case and a controllable clutch.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009059903A1 (en) * 2009-12-21 2011-06-22 Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG, 91074 System for variable torque distribution
US8663051B2 (en) 2010-07-14 2014-03-04 E-Aam Driveline Systems Ab Axle assembly with torque distribution drive mechanism
US8998765B2 (en) 2010-07-14 2015-04-07 E-Aam Driveline Systems Ab Axle assembly with torque distribution drive mechanism
DE102010047443A1 (en) 2010-10-04 2012-04-05 Audi Ag Motor vehicle with four-wheel drive
DE102013206204B4 (en) 2013-04-09 2018-03-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Control device for an at least temporarily four-wheel drive motor vehicle
US20160368359A1 (en) * 2014-02-24 2016-12-22 Mahindra And Mahindra Limited An arrangement for packaging an engine of a vehicle

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19909809A1 (en) 1998-03-19 1999-09-30 Toyota Motor Co Ltd Brake energy control device for motor vehicles
DE20117410U1 (en) 2001-10-24 2002-01-31 Voith Turbo Kg Electro-mechanical gear unit and drive device with integrated electromechanical gear unit
DE69707383T2 (en) 1996-09-13 2002-06-27 Toyota Motor Co Ltd Drive arrangement and method for controlling the same
US6464608B2 (en) 2001-02-08 2002-10-15 New Venture Gear Inc. Transfer case for hybrid vehicle
DE10319108A1 (en) 2002-05-17 2003-12-04 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag All wheel vehicle with hybrid drive has two drive trains and an electrical machine with couplings in one drive train
WO2004022373A1 (en) 2002-09-03 2004-03-18 Magna Steyr Drive axle comprising a variable torque distribution for a motor vehicle
DE10241457A1 (en) 2002-09-07 2004-03-18 Robert Bosch Gmbh Transfer case for vehicles and method for distributing a driving force on two vehicle axles
DE10341678A1 (en) 2002-09-06 2004-03-25 Ford Global Technologies, LLC (n.d.Ges.d. Staates Delaware), Dearborn Vehicle braking operation controlling system, has generator motor activated by controller to apply regenerative braking torque independently to each wheel of one of axles for maintaining vehicle controllability value

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69707383T2 (en) 1996-09-13 2002-06-27 Toyota Motor Co Ltd Drive arrangement and method for controlling the same
DE19909809A1 (en) 1998-03-19 1999-09-30 Toyota Motor Co Ltd Brake energy control device for motor vehicles
US6464608B2 (en) 2001-02-08 2002-10-15 New Venture Gear Inc. Transfer case for hybrid vehicle
DE20117410U1 (en) 2001-10-24 2002-01-31 Voith Turbo Kg Electro-mechanical gear unit and drive device with integrated electromechanical gear unit
DE10319108A1 (en) 2002-05-17 2003-12-04 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag All wheel vehicle with hybrid drive has two drive trains and an electrical machine with couplings in one drive train
WO2004022373A1 (en) 2002-09-03 2004-03-18 Magna Steyr Drive axle comprising a variable torque distribution for a motor vehicle
DE10341678A1 (en) 2002-09-06 2004-03-25 Ford Global Technologies, LLC (n.d.Ges.d. Staates Delaware), Dearborn Vehicle braking operation controlling system, has generator motor activated by controller to apply regenerative braking torque independently to each wheel of one of axles for maintaining vehicle controllability value
DE10241457A1 (en) 2002-09-07 2004-03-18 Robert Bosch Gmbh Transfer case for vehicles and method for distributing a driving force on two vehicle axles

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FISCHER G. [et al.]: xDrive. In: ATZ, 2004, H. 2, S. 92-102. - ISSN 0001-2785

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