DE102016121015A1

DE102016121015A1 - Antriebsstrang und verfahren für die koordination von fahrwerks- und antriebssystemdrehmomentgrenzwerten

Info

Publication number: DE102016121015A1
Application number: DE102016121015.3A
Authority: DE
Inventors: Eric E. Krueger; William R. Cawthorne; R. Travis Schwenke; Xiaofeng MAO; Thomas A. Klingler; Scott C. Mrdeza
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2016-11-03
Publication date: 2017-05-18
Anticipated expiration: 2036-11-04
Also published as: US20170137012A1; CN106696947A; CN106696947B; DE102016121015B4; US10029669B2

Abstract

Ein Antriebsstrang beinhaltet ein Antriebssystem mit einer ersten und zweiten Drehmomentquelle, und eine erste und zweite Antriebsachse, die jeweils mit der ersten und zweiten Drehmomentquelle verbunden, und unabhängig angetrieben sind. Ein zulässiger Bereich von Drehmomentbeitrag von den Drehmomentquellen zu der entsprechenden ersten und zweiten Antriebsachse ist durch ein Komponentendrehmomentfenster definiert. Der Antriebsstrang beinhaltet Sensoren zum Erfassen eines dynamischen Fahrmanövers eines Fahrzeugs mit dem Antriebsstrang. Eine Steuerung führt ein Verfahren zur Einstellung einer Größe und/oder Ausrichtung eines Fahrwerksdrehmomentfensters bei dem erfassten dynamischen Fahrmanöver, Bestimmung eines wirkungsgradoptimierten Achsdrehmomentbetriebspunkts auf einer Drehmomentlinie innerhalb des Komponentendrehmomentfensters in der Nähe des Fahrgestelldrehmomentfensters aus, und weist den Drehmomentbeitrag über die Übertragung von Drehmomentsteuersignalen an die erste und zweite Drehmomentquelle an, um den wirkungsgradoptimierten Achsdrehmomentbetriebspunkt zu erreichen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Antriebsstrang und ein Verfahren zur Koordination von Fahrwerks- und Antriebssystemdrehmomentgrenzwerten.
HINTERGRUND
Konventionelle Fahrzeugantriebsstränge liefern Drehmoment von einem Verbrennungsmotor zu einer oder mehreren Antriebsachsen. Elektrische Antriebsstränge treiben die Antriebsachse(n) unter Verwendung eines Motordrehmoments von einem Elektromotor an. Hybride Fahrzeugantriebsstränge geben selektiv Drehmoment vom Motor und/oder vom/von den Elektromotor(en) in einer bestimmten Kombination je nach hybridem Betriebszustand ab. Das Abtriebsdrehmoment von einem Getriebe kann je nach Fahrzeugkonfiguration an die vorderen, hinteren oder alle Antriebsräder abgegeben werden.
In einem Antriebsstrang mit unabhängig angetriebenen Antriebsachsen, beispielsweise einem elektrischen Allradantriebssystem, das Motormoment an die vordere oder hintere Antriebsachse nach Bedarf abgibt, während ein Motor unabhängig die andere Antriebsachse antreibt, wird ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment abhängig vom Gaspedalwinkel, der Kraft oder Bewegung als eine Drehmomentlinie in einem zweidimensionalen Raum im Gegensatz zu einem einzigen Drehmomentpunkt bestimmt. Die Drehmomentlinie beschreibt die Summe aller möglichen Achsdrehmomentkombinationen für einen gegebenen Satz von Eingaben. Das vom Fahrer angeforderte Drehmoment kann entweder auf einer einzigen Antriebsachse oder geteilt zwischen Antriebsachsen realisiert werden. Beim normalen Fahren berechnet eine Steuerung einen wirkungsgradoptimierten Drehmomentbetriebspunkt, der auf der Drehmomentlinie positioniert ist, und weist eine Achsdrehmomentkombination an, die zur Erzielung optimaler Fahrzeugleistungseffizienz ausreichend ist.
Die drehmomenterzeugenden Komponenten eines gegebenen Fahrzeugantriebssystems weisen auch entsprechende Drehmomentgrenzwerte auf. Solche Komponentendrehmomentgrenzwerte sind typischerweise basiert auf Batterie, Motor, und Wechselrichtertemperaturen, Motordrehzahlen, Batteriespannung oder elektrischem Strom und anderen Faktoren. Während eines dynamischen Fahrmanövers, wie bei aggressiver Kurvenfahrt oder starkem Bremsen, kann jedoch die bestimmte Achsdrehmomentkombination, die normalerweise optimale Kraftstoffeffizienz bieten würde, nicht die optimale Fahrzeugdynamikleistung, z.°B. Traktion und Stabilität bieten. Mit anderen Worten ausgedrückt ist es vielleicht nicht immer möglich, Komponentendrehmomentgrenzwerte und dynamische Leistungsanforderungen des Fahrzeugfahrwerks für ein gegebenes, vom Fahrer angefordertes Drehmoment in einem Antriebsstrang mit unabhängigen Achsdrehmomentquellen zu erfüllen.
KURZDARSTELLUNG
Ein hier offengelegtes Verfahren ist dazu bestimmt, dabei zu helfen, das oben angesprochene Steuerproblem in einem Antriebsstrang mit unabhängigen Quellen von Achsdrehmoment zu beseitigen. Das Verfahren funktioniert durch automatische Koordination von Fahrwerksverhaltensleistungsanforderungen und Antriebssystemkomponenten-Drehmomentgrenzwerten in einem solchen Antriebsstrang. Als Teil des Verfahrens und der zugrundeliegenden Antriebsstrangstruktur erkennt eine Steuerung ein dynamisches Fahrmanöver und steuert selektiv die Größe und/oder Ausrichtung eines Achsdrehmomentfensters basierend auf dynamischen Fahrwerkssystemanforderungen. Als Ergebnis des Verfahrens kann die Steuerung automatisch eine Änderung eines Drehmoments modifizieren, das zwischen der vorderen und hinteren Antriebsachse aufgeteilt ist, um die Antriebsstrangbeschleunigungsanforderungen mit der allgemeinen Kraftstoffeffizienz mit dynamischer Leistung optimal auszugleichen.
Die Steuerung arbeitet teilweise durch Übertragen von Drehmomentsteuersignalen zu einer oder beiden unabhängigen Drehmomentquellen, um selektiv einen Drehmomentbefehl zu modifizieren, um somit zu helfen sicherzustellen, ein akzeptables Niveau der dynamischen Fahrwerksleistungsfähigkeit während des dynamischen Fahrmanövers aufrechtzuerhalten. Das heißt, wenn es der Steuerung in der Steuerlogik scheint, dass das Fahrwerk während des dynamischen Fahrmanövers zu einer schlechteren Leistung neigen würde, die Steuerung automatisch Drehmomentgrenzwerte von Antriebssystemkomponenten einstellt, um Fahrzeugdynamikleistung innerhalb eines akzeptablen Rahmens zu halten. Würde das vom Fahrer angeforderte Drehmoment dazu neigen, die Fahrzeugdynamikleistung unter diesen Leistungsrahmen zu drücken, dann resultiert das Auferlegen der neuen Drehmomentgrenzwerte in einem geringeren Drehmomentbefehl an die Drehmomentquellen, um dabei zu helfen, die Fahrzeugdynamikleistung wieder innerhalb des Leistungsrahmens zurück zu bringen.
In einer besonderen Ausführungsform beinhaltet ein Antriebsstrangsystem ein Antriebssystem mit einer ersten und zweiten Drehmomentquelle sowie einer ersten und zweiten Antriebsachse, die jeweils mit der ersten und zweiten Drehmomentquelle verbunden sind und unabhängig davon angetrieben werden. Ein zulässiger Bereich von Drehmomentbeitrag von der ersten und zweiten Drehmomentquelle zu der jeweiligen ersten und zweiten Antriebsachse ist durch ein Komponentendrehmomentfenster definiert. Das Antriebssystem beinhaltet auch eine Steuerung und Sensoren, die zum Erfassen eines dynamischen Fahrmanövers eines Fahrzeugs mit dem Antriebsstrang betreibbar sind.
Die Steuerung ist programmiert, um eine Größe und/oder Ausrichtung eines Fahrwerksdrehmomentfensters während des erfassten dynamischen Fahrmanövers einzustellen, und um einen wirkungsgradoptimierten Achsdrehmomentbetriebspunkt zu bestimmen, der auf eine zulässige Drehmomentlinie in der Nähe des Fahrwerksdrehmomentfensters fällt. Wie hierin verwendet, bezieht sich „Fahrwerksdrehmomentfenster” auf dynamische leistungsbasierte Drehmomentgrenzwerte von Komponenten, die im Antriebssystem verwendet werden, d.°h., Drehmomentgrenzwerte, die zugeordnet sind, um ein akzeptables Niveau von Fahrzeugdynamikleistung zu bieten. Die Steuerung weist auch den Drehmomentbeitrag durch Übertragung von Drehmomentsteuersignalen an die erste und zweite Drehmomentquelle an, um den wirkungsgradoptimierten Achsdrehmomentbetriebspunkt zu erreichen.
Die Steuerung kann eine Reduktion eines Niveaus von Drehmoment anweisen, das durch die Drehmomentsteuersignale zu einer oder beiden Drehmomentquellen, und damit zu den Antriebsachsen angewiesen wird.
Die Sensoren können Drehzahlsensoren, einen Gierratensensor, einen Gaspedalsensor und einen Lenkwinkelsensor beinhalten.
Die Steuerung kann gegebenenfalls einen ausgewählten Antriebsmodus von einer Fahrmodusauswahlvorrichtung empfangen und den Drehmomentbeitrag so einstellen, dass der wirkungsgradoptimierte Achsdrehmomentbetriebspunkt vollständig außerhalb des Fahrwerksdrehmomentfensters fällt.
Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerung den Drehmomentbeitrag als Reaktion auf einen Ladezustand, Kapazität, und Temperatur eines Energiespeichersystems einstellen.
Es wird auch ein Verfahren zur Koordination der Drehmomentgrenzwerte eines Fahrwerks und eines Antriebssystems eines Fahrzeugs mit einer ersten und zweiten Antriebsachse offenbart. Das Antriebssystem beinhaltet eine erste und zweite Drehmomentquelle, die jeweils mit der ersten und zweiten Antriebsachse verbunden sind und diese unabhängig antreiben. Ein zulässiger Bereich eines Drehmomentbeitrags der ersten und zweiten Drehmomentquelle zu der jeweiligen ersten und zweiten Antriebsachse ist durch ein Komponentendrehmomentfenster definiert. Das Verfahren in dieser beispielhaften Ausführungsform beinhaltet das Einstellen einer Größe und/oder Ausrichtung eines fahrzeugdynamikbasierten Fahrwerksdrehmoments über eine Steuerung während eines dynamischen Fahrmanövers, und Bestimmen eines wirkungsgradoptimierten Achsdrehmomentbetriebspunkts auf einer zulässigen Drehmomentlinie innerhalb des Komponentendrehmomentfensters in der Nähe des Fahrgestelldrehmomentfensters. Zusätzlich beinhaltet das Verfahren selektives Einstellen des Drehmomentbeitrags aus den Drehmomentquellen über die Übertragung von Steuersignalen an die erste und zweite Drehmomentquelle.
Die oben aufgeführten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und der besten Arten zum Ausführen der beschriebenen Offenbarungen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und angehängten Patentansprüche ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Fahrzeugs mit mehreren unabhängigen Achsdrehmomentquellen und einer Steuerung, die zur Koordination der Drehmomentanforderungen von Fahrwerks- und Antriebssystem an Bord des Fahrzeugs programmiert ist.
2A–D sind schematische Veranschaulichungen von beispielhaften Fahrmanövern und der resultierenden Fahrwerksdrehmomentfenstergröße oder von Ausrichtungsanpassungen, wie sie gemäß dem hierin beschriebenen Verfahren gesteuert werden, wobei das Hinterachsdrehmoment auf der vertikalen Achse, und das Vorderachsdrehmoment auf der horizontalen Achse dargestellt ist.
3–6 sind schematische Veranschaulichungen von zusätzlichen Fahrmanövern, wie sie gemäß dem hierin beschriebenen Verfahren gesteuert werden.
7A–7B stellen zusammen ein schematisches Ablaufdiagramm bereit, das eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens beschreibt, das über die Steuerung von 1 ausgeführt wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bezugnehmend auf die Figuren ist ein Antriebsstrang 10P in 1 für ein beispielhaftes Fahrzeug 10 mit einem Fahrwerk 12, einem Getriebe 18 und jeweiliger vorderer und hinterer Antriebsachse 15 und 17 dargestellt. Die Antriebsachsen 15 und 17 werden jeweils separat und unabhängig über eine jeweilige Achsdrehmomentquelle angetrieben, wie z.°B. über einen Verbrennungsmotor (E) 20 und einen Elektromotor 30, beispielsweise, ein elektrische Fahrmotor oder eine Motor-/Generatoreinheit, in der nicht einschränkenden beispielhaften Ausführungsform von 1. Der Elektromotor 30 kann Teil eines elektrischen Allradantriebs(eAWD)-Systems sein, das in dem Bereich bekannt ist. Obwohl eine hintere eAWD-Ausführungsform in 1 dargestellt ist, bei der das Getriebe 18 und Motor 20 mit der Antriebsachse 15 verbunden sind, kann in anderen Ausführungsformen der Elektromotor 30 die Antriebsachse 15 von 1 in einer vorderen eAWD-Variante mit antreiben, oder beide Antriebsachsen 15 und 17 können durch separate Elektromotoren 30 ohne die Verwendung des Motors 20 elektrisch angetrieben werden.
Eine Steuerung (C) 35 des Fahrzeugs 10 ist programmiert, um Anweisungen gemäß einem Verfahren 100 zur Koordination von Fahrwerks- und Antriebssystemdrehmomentanforderungen auszuführen. Im Allgemeinen ist die Steuerung 35 zum Erfassen eines dynamischen Fahrmanövers durch elektronische Signale von Sensoren programmiert, wie nachfolgend erklärt. Die Steuerung 35 stellt dann selektiv Drehmomentgrenzwerte an den Antriebsachsen 15 und/oder 17 ein und wendet sie an, wie zur Optimierung der dynamischen Fahrleistung benötigt, möglicherweise vorübergehend auf Kosten der Antriebsstrangseffizienz.
Wie nachfolgend unter besonderer Bezugnahme auf 2A–6 beschrieben, setzt die Steuerung 35 effektiv eine Größe und/oder Ausrichtung eines berechneten Fahrwerksdrehmomenfensters oder stellt sie ein, d.°h. Antriebssystemdrehmomentgrenzwerte, die durch kalibrierte oder gewünschte Fahrzeugdynamikleistungsanforderungen des Fahrzeugs 10 definiert sind, und findet dann einen wirkungsgradoptimierten Achsdrehmomentbetriebspunkt entlang einer zweidimensionalen Drehmomentlinie der oben erwähnten, und in 2A–6 dargestellten Art. Der wirkungsgradoptimierte Achsdrehmomentbetriebspunkt optimiert die Stabilität des Fahrwerks 12, wobei er dennoch soweit möglich ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment bereitstellt. Im Allgemeinen bestimmt die Steuerung 35 ein Fahrwerksdrehmomentfenster, das bei 42 in 2A–6 dargestellt ist, insbesondere bei einem dynamischen Fahrmanöver des Fahrzeugs 10, aber auch bei normalen Fahrbedingungen, und bestimmt einen wirkungsgradoptimierten Achsdrehmomentbetriebspunkt.
Der wirkungsgradoptimierte Achsdrehmomentbetriebspunkt fällt in einen Drehmomentfähigkeitsbereich von Komponenten des Antriebssystems, im Folgenden bezeichnet als Komponentendrehmomentfenster, wie bei 44 in 3–6 dargestellt, in der Nähe des Fahrwerksdrehmomentfensters 42, z.°B. eine nächste erreichbare Nähe, die nicht gegen die Komponentendrehmomentgrenzwerte der Antriebssystemkomponenten wie Motor 20 und Elektromotor 30 geht. Die Steuerung 35 weist schließlich einen bestimmten Drehmomentbeitrag von den verfügbaren Drehmomentquellen durch Übertragung von Drehmomentsteuersignalen an (Pfeil 11). Eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens 100 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 7A und 7B beschrieben.
Die Steuerung 35 von 1 kann als ein digitaler Computer ausgeführt sein, aufweisend einen Prozessor (P) und einen Speicher (M). Der Speicher (M) beinhaltet ausreichenden konkreten permanenten Speicherplatz, z.°B. Nur-Lesen-Speicher, Flash-Speicher usw., optischen und/oder magnetischen Speicher, elektrisch programmierbaren Nur-Lesen-Speicher und dergleichen. Der Speicher (M) beinhaltet auch ausreichenden nicht-transienten Speicher wie elektronische Puffer. Zusätzlich kann die Steuerung 35 auch eine Hochgeschwindigkeitsuhr umfassen, einen analog-zu-digitalen und digital-zu-analogen Regelkreis, Input-Output-Schaltungen und -vorrichtungen, sowie angemessene Signalkonditionierung und -schaltung.
Hinsichtlich der Struktur des Fahrzeugs 10 können die möglichen Konfigurationen ein Riemen-Starter-Generator(BAS)-System 28 beinhalten, das selektiv ein Motordrehmoment an den Motor 20 über ein Antriebselement 27, wie z.°B. ein Riemen- und Riemenscheibensystem, abgibt. Das BAS-System 28 kann verwendet werden, um das Anlassen und Starten des Motors 20 zu unterstützen, wie auf dem Gebiet gut bekannt ist. Obwohl in 1 nicht dargestellt, kann das Fahrzeug 10 alternativ einen zusätzlichen Anlassermotor oder einen Schwungradgeneratoranlasser beinhalten.
Das Fahrzeug 10 kann andere Komponenten wie ein Gleichstrom(DC)-Hochspannungenergiespeichersystem (ESS) 22, z.°B. über eine mehrzellige Hochspannungsbatterie und zugehörige Leistungselektronik, und ein Wechselrichtermodul (PIM) 23 beinhalten. Das PIM 23 ist elektrisch mit den BAS-System 28 über einen Wechselstrom(AC)-Bus VAC, und der Elektromotor 30 über einen DC-Bus mit einer Spannung V DCDC verbunden. Wie auf dem Gebiet bekannt, ist ein Wechselrichter wie das PIM 23 betreibbar zum Umwandeln von DC-Spannung in AC-Spannung und umgekehrt, typischerweise mittels Pulsweitenmodulation oder anderen schnellen Halbleiterschalttechniken, sowie allen erforderlichen Stromfilterungs- und Konditionierungselementen. Eine Klimaanlage (A/C) 29 kann als eine mögliche elektrische Last des Energiespeichersystems 22 beinhaltet sein. Andere elektrische Lasten könnten ein Hilfsenergiemodul (APM) 24 beinhalten, das zum Regeln einer DC-Spannung vom Energiespeichersystem 22 auf eine geringere Spannung betreibbar ist, die zur Versorgung zusätzlicher Lasten an Bord des Fahrzeugs 10 geeignet ist.
Die Steuerung 35 steht in Kommunikation mit verschiedenen Sensoren oder Vorrichtungen an Bord des Fahrzeugs 10. Die Sensoren können Achsdrehzahlsensoren S₁₇ und S₁₈, Raddrehzahlsensoren S₁₄, einen Lenkwinkelsensor S₂₁ beinhalten, der in Bezug auf ein Lenkrad 21, einen Pedalsensor S₂₅ positioniert ist, der in Bezug auf ein Gaspedal 25 positioniert ist, und einen Gierratensensor SY, der auf dem Fahrgestell 12 positioniert ist. Die Achsdrehzahlsensoren S₁₇ und S₁₈ messen jeweils Drehzahlsignale (Pfeil N₁₇ und N₁₈). Ebenso misst der Lenkwinkelsensor S₂₁ einen Lenkwinkel (Pfeil θ₂₁), während der Pedalsensor S₂₅ und Gierratensensor jeweils eine Pedalposition und eine Gierrate (jeweils Pfeile CC₂₅ und Y) messen. Die Raddrehzahlsensoren S₁₄ können verwendet werden, um individuelle Raddrehzahlen N₁₄ zu messen, die die Steuerung 35 verwenden kann, um Radschlupf als Teil des Verfahrens 100 insbesondere bei der Dimensionierung und Ausrichtung der Fahrwerksdrehmomentgrenzwerte zu bestimmen.
Ein Fahrbetriebssignal (S_M) kann von einer beliebigen Fahrzustandsauswahlvorrichtung 31, beispielsweise, einem Betriebsartenwahlschalter, einer Touchscreen-Vorrichtung, einer Drucktastenvorrichtung oder einem Wahlelement empfangen werden, oder kann autonom bestimmt werden, um unterschiedliche Niveaus von Antriebsstrangsteuerungsflexibilität der Ausführung des Verfahrens 100 wie unten beschrieben bereitzustellen. Beispielsweise kann ein „Tourmodus” verwendet werden, um eine hochstabile Betriebsart für das Fahrwerk 12 bereitzustellen, während ein „Verfolgungsmodus” oder „Sportmodus” der Steuerung 35 mehr Spielraum erlauben könnte, indem zugelassen wird, dass das Fahrzeug 10 höhere Leistungsgrenzwerte möglicherweise vorübergehend auf Kosten der optimalen Stabilität erreicht. Ebenso kann das Design des Fahrzeugs 10, ob es ein Hochleistungs-Sportfahrzeug, Rennauto, Geländefahrzeug, eine Luxuslimousine, oder Personentransporter ist, den Grad beeinflussen, in dem die Steuerung 35 die Größe und Ausrichtung des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 einstellt, das hierin beschrieben ist.
Zusätzlich bestimmt die Steuerung 35 von 1 Fahrwerksdrehmomentgrenzwerte (Pfeil CC₁₂), z.°B. von einem separaten Body Control Module (BCM) für das Fahrwerk 12, wie auf dem Gebiet bekannt, und stellt schließlich die Größe und/oder Ausrichtung eines berechneten Achsdrehmomentfensters basierend auf den vorliegenden dynamischen Leistungsanforderungen des Fahrzeugs 10 ein. Drehmomentsteuersignale (Pfeil 11), die über das Verfahren 100 bestimmt werden, werden schließlich durch die Steuerung 35 zu einer oder beiden unabhängigen Drehmomentquellen übertragen, um den Drehmomentbeitrag der Drehmomentquellen einzustellen.
2A–2D beschreiben gemeinsam beispielhafte Fahrtszenarios, bei denen die Achsdrehmomentfähigkeiten der Antriebssystemkomponenten von Fahrzeug 10 der Steuerung 35 bekannt, oder für diese verfügbar sind. Die Steuerung 35 kann die Größe und/oder Ausrichtung des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 einstellen. Beispielsweise stellt 2A einen beispielhaften Reisefahrzustand auf einer Fahrbahn mit hohem Reibungskoeffizienten dar, beispielsweise während Autobahnfahrt auf trockener Fahrbahn. Die Drehmomentlinie 43 stellt den zweidimensionalen Bereich von Drehmomentkombinationen der Antriebsachsen 15 und 17 dar, die das vom Fahrer angeforderte Drehmoment erreichen, wobei das Hinterachsdrehmoment T₁₇ gleich dem vom Fahrer angeforderten Drehmoment minus dem Vorderachsdrehmoment T₁₅ in der Ausführungsform von 1 ist.
Der Abschnitt der Drehmomentslinie 43, der innerhalb des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 liegt, ist der optimierte Drehmomentbeitrag, wie von einem fahrdynamischen Standpunkt ermittelt. Der Achsdrehmomentbetriebspunkt P_A stellt eine Situation dar, in der beide Antriebsachsen 15 und 17 eine Traktionskraft bereitstellen. Der Achsdrehmomentbetriebspunkt P_B stellt mehr Drehmoment an der Vorderachse 15 als ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment dar, mit dem negativen Drehmoment an der Hinterachse, in 1 über den Elektromotor 30 angetrieben, das zur Regeneration des Energiespeichersystem 22 verwendet wird. Somit kann der gewählte Modus den wirkungsgradoptimierten Achsdrehmomentbetriebspunkt irgendwo hin bewegen, der innerhalb der Grenzen des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 bei nicht-dynamischen Fahrmanövern erforderlich ist.
2B stellt ein Szenario dar, bei dem die Antriebsräder 14 an den Antriebsachsen 15 von 1 Schlupf aufweisen. Das Fahrwerksdrehmomentfenster 42 ist im Verhältnis zu 1 durch die Betätigung der Steuerung 35 und Verfahren 100 verkleinert. Punkt P_A stellt einen vereinfachten beispielhaften 80/20-Drehmoment-Split dar. Dieser Punkt P_A wird zu einem neuen Punkt P_B innerhalb des Fahrwerksdrehmomentfensters 42, z.°B. zu einem 20/80-Drehmoment-Split, bewegt. Desgleichen stellt 3 die Antriebsräder 14 dar, die auf der Antriebsachse 17 Schlupf aufweisen. Die Größe und Ausrichtung des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 wird durch Betätigung der Steuerung 35 im Verhältnis zu 2A geändert. Die Fahrwerksdrehmomentfenster 42 könnte auch noch mehr schrumpfen, sodass das Fahrwerksdrehmomentfenster 42 wirkungsvoll zu Punkt P_B reduziert wird, wenn starke Beschleunigung bei einem Wendemanöver erfahren wird. 2D stellt einen Fahrzeug-Seitenschlupfzustand dar, in dem die Steuerung 35 das Drehmoment an beiden Antriebsachsen 15 und 17 verkleinern muss, wobei die Drehmomentlinie 43 wirkungsvoll zu einem neuen Standort verlagert wird, wie durch die eingestellte Drehmomentlinie 143 angegeben. Diese und weitere Steuerungsvorgänge, die die Größe und/oder Ausrichtung des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 beeinflussen, sind innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung möglich.
Andere Szenarios können anvisiert werden, bei denen die Achsdrehmomentfähigkeit nicht für die Steuerung 35 verfügbar ist. In diesen Fällen kann die Steuerung 35 das Fahrwerksdrehmomentfenster 42 so einstellen, dass das Fahrwerksdrehmomentfenster 42 den Ursprung umschließt, d.°h. einem Punkt mit Null Drehmomentbeitrag auf jeder Antriebsachse 15 und 17. In einer solchen Situation kann die Steuerung 35 einen Achsdrehmomentbetriebspunkt zu einem Schnittpunkt zwischen der vom Fahrer angeforderten Drehmomentlinie und der Begrenzung des Fahrwerksdrehmomentfensters 42, oder innerhalb des Fensters 42 bewegen. Zum Beispiel, wenn die vorderen Antriebsräder 14 Schlupf aufweisen, und ein 80/20-Drehmoment-Split-Betriebspunkt außerhalb der Begrenzungen des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 liegt, kann der Drehmomentbetriebspunkt durch die Steuerung 35 so eingestellt werden, dass er einen größeren Drehmomentbeitrag von der keinen Schlupf aufweisenden Achse fordert.
3–6 und das Verfahren 100 von 7A–7B beschreiben das vorliegende Verfahren 100, wie es auf das Fahrzeug 10 angewandt wird, das in 1 dargestellt ist. Allgemein ausgedrückt führt die Steuerung 35 Anweisungen gemäß des Verfahrens 100 in einer von zwei Arten je nach Verfügbarkeit von benötigten Informationen zur Berechnung der Drehmomentfähigkeit der unabhängigen Drehmomentquellen aus, die die Antriebsachsen 15 und 17 antreiben. Wenn diese Informationen verfügbar sind, berechnet die Steuerung 35 ein entsprechend bemessenes und ausgerichtetes Achsdrehmomentfenster, d.°h. das Komponentendrehmomentfenster 44, das in 3–6 dargestellt ist, und positioniert Fahrwerksdrehmomentfenster 42 im Verhältnis zu einem vom Fahrer angeforderten Drehmoment in Abhängigkeit von der Pedalposition (Pfeil CC₂₅) und den gemessenen Achsdrehzahlen (Pfeil N₁₇ und N₁₈).
Die Steuerung 35 stellt dann automatisch die Größe und/oder Ausrichtung des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 basierend auf dem vorliegenden dynamischen Zustand der Fahrwerksdrehmomentgrenzwerte (Pfeil CC₁₂) hinsichtlich der gewünschten Gierrate, des Lenkwinkels, der Fahrzeuggeschwindigkeit usw. ein. Wenn die vorliegende Drehmomentfähigkeit jeder Antriebsachse 15 und 17 nicht vollständig bestimmt werden kann, dann wird das Komponentendrehmomentfenster 44 stattdessen so eingestellt, dass es seinen Ursprung enthält, d.°h. einen Punkt, an dem Null Drehmoment auf beide Antriebsachsen 15 und 17 einwirkt. Maximale Steuerungsflexibilität wird in der Steuerung 35 in diesem Fall bereitgestellt, um zuzulassen, dass die Steuerung 35 ein vom Fahrer angefordertes Drehmoment so nahe möglich erreicht, und dabei innerhalb, oder in einem nächsten erreichbaren Abstand von dem Komponentendrehmomentfenster 44 bleibt.
In jedem Fall ist es möglich, dass die Antriebssystemkomponenten des Fahrzeugs 10, beispielsweise der Motor 20 und der Elektromotor 30 von 1 nicht vollständig das vom Fahrer angeforderte Drehmoment unter Einhaltung der Drehmomentgrenzen erreichen können, die durch das Fahrwerkssteuersystem (nicht dargestellt) auferlegt sind. Beispielsweise kann eine motorgetriebene Achse wie die Antriebsachse 17 mehr begrenzte Drehmomentfähigkeit im Verhältnis zu einer motorbetriebenen Antriebsachse, wie z.°B. Antriebsachse 15 aufweisen. Wenn diese Situation eintritt, hilft das Fahrwerkssystem zu bestimmen, wie die Antriebssystemkomponenten am besten das vom Fahrer angeforderte Drehmoment erreichen können.
Das heißt, dass die Antriebssystemkomponenten in dem ersten Ansatz aus den Fahrwerksdrehmomentgrenzwerten von Fenster 42 herausfallen dürfen, aber immer noch in der Nähe des Fensters 42, um ein akzeptables Niveau der Antriebsleistung zu erzielen, die ihrerseits basierend auf der Konstruktion des Fahrzeugs 10 und einem ausgewählten Fahrmodus variieren kann, z.°B. wie über das Modussignal (S_M) von der Modusauswahlvorrichtung 31 bestimmt. Im zweiten beschriebenen Ansatz, wenn ein bestimmter Drehmoment-Split zwischen den Antriebsachsen 15 und 17 durch die Steuerung 35 als notwendig angesehen wird, wird das Gesamtfahrzeugdrehmoment von dem vom Fahrer angeforderten Drehmomentniveau reduziert. Wenn mehr Spielraum bei dem Drehmoment-Split gegeben werden kann, d.°h. wenn der dynamische Zustand aktuell nicht an seinem Grenzwert im Verhältnis zu den Begrenzungen des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 von 4–5 liegt, kann das vom Fahrer angeforderte Drehmoment mit einem suboptimalen dynamischen Drehmoment-Split erfüllt werden. 3–6 beschreiben beispielhafte Anwendungen des Verfahrens 100. In jeder von 3–6 ist das Hinterachsdrehmoment (T₁₇) auf der vertikalen Achse grafisch dargestellt und das Vorderachsdrehmoment (T₁₅) ist auf der horizontalen Achse grafisch dargestellt. Außerdem stellt das Fahrwerksdrehmomentfenster 42 die Begrenzungen der zulässigen Drehmomentverteilung von der fahrdynamischen Leistungsperspektive des Fahrwerks 12 dar, während das Komponentendrehmomentfenster 44 die Begrenzungen von Drehmomentverteilung aus der Perspektive der Antriebssystemkomponenten, z.°B. des Motors 20 und des Elektromotors 30 von 1 darstellt. Das Komponentendrehmomentfenster 44, das in Abhängigkeit von der vorliegenden Drehmomentfähigkeit des Motors 20 und Elektromotors 30 berechnet werden kann, der elektrische Ladezustand, die Temperatur, Leistungsfluss und/oder andere elektrische oder thermische Parameter des Energiespeichersystems 22, elektrische Last, usw., definiert die Grenzen aller möglichen Drehmomentverteilungen auf die Antriebsachsen 15 und 17. Das Fahrwerksdrehmomentfenster 42 wird basierend auf dynamischen Informationen berechnet, einschließlich, jedoch nicht notwendigerweise auf die gemessenen Achsdrehzahlen (Pfeile N₁₇, N₁₈), gewünschte Soll-Gierrate (Pfeil Y) und/oder Lenkwinkel (Pfeil θ₂₁) beschränkt.
3 beschreibt einen beispielhaften ersten Zustand 40, in dem zugelassen wird, dass die Steuerung 35 selektiv die Grenzwerte des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 verletzt, die die Fahrwerksgrenzwerte (CL) definieren, in einer Weise, die abhängig vom Typ des Fahrzeugs 10 ist, z.°B. ein Hochleistungsfahrzeug, eine Luxuslimousine, ein Frachttransporter, usw., und von dem ausgewählten Fahrmodus (Pfeiles S_M 1). Zum Beispiel kann ein Szenario selbst vorliegen, bei dem das Drehmoment auf die elektrisch angetriebene Achse, wie z.°B. die Antriebsachse 17 von 1, begrenzt ist. Dies kann auftreten, wenn der Ladezustand des Energiespeichersystems 22 niedrig ist, oder während Perioden geringer Drehmomentkapazität des Elektromotors 30. Drehmomentlinie 43 stellt die vom Fahrer angeforderte Drehmomentlinie dar, d.°h. die theoretisch erreichbare Drehmomentverteilung, die die Anforderung des Fahrers erfüllt. Jeder Punkt entlang des gestrichelten Abschnitts der Drehmomentlinie 43, der innerhalb des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 liegt, bedeutet, dass die Fahrdynamik optimiert ist. Wenn die elektronisch angetriebene Antriebsachse 17 keinen Punkt auf der Drehmomentlinie 43 außerhalb der Grenzwerte des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 erreichen kann, dann wird mehr Drehmomentbeitrag von der Steuerung 35 der anderen Antriebsachse 15 angefordert.
Der Achsdrehmomentbetriebspunkt P₀ stellt den effizientesten, vom Fahrer angeforderten Achsdrehmomentbetriebspunkt entlang der vom Fahrer angeforderten Drehmomentlinie 43 dar. Das heißt, ein Fahrer des Fahrzeugs 10 von 1 fordert durch Aufbringen von Kraft auf das Gaspedal 25 eine bestimmte Menge von Abtriebsdrehmoment an, und die Logik der Steuerung 35 bestimmt die optimale Verteilung von Vorder- und Hinterachsdrehmoment zur Erfüllung dieser Anforderung. Jedoch, wie in 3 dargestellt, liegt der Achsdrehmomentbetriebspunkt P₀ gut außerhalb des Komponentendrehmomentfensters 44, das die Antriebssystemgrenzwerte (PL) definiert, und damit nicht innerhalb solcher Grenzwerte erfüllt werden kann.
Als Reaktion auf diesen Zustand stellt die Steuerung 35 automatisch den Achsdrehmomentbetriebspunkt P₀ entlang der vom Fahrer angeforderten Drehmomentlinie 43 auf einen Schnittpunkt mit den Begrenzungen des Komponentendrehmomentfensters 44 ein, wobei es sich um die nächste erreichbare Position des Komponentendrehmomentfensters 44 in Bezug auf die Begrenzungen des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 handelt, wobei der neue Punkt als Achsdrehmomentbetriebspunkt P_X in 3 angegeben wird. Somit, wenn die Drehmomentfähigkeitsgrenzwerte der Antriebssystemkomponenten vollständig bekannt und durch das Komponentendrehmomentfenster 44 abgegrenzt sind, gleicht die Steuerung 35 sorgfältig die Beschleunigungsleistung und -effizienz mit Fahrdynamikanforderungen aus, in diesem Beispiel durch selektives Reduzieren eines Drehmomentbefehls an die hintere Antriebsachse 17 und Erhöhen des Drehmomentbefehls an die vordere Antriebsachse 15.
4 zeigt einen beispielhaften zweiten Zustand 50 mit einer vom Fahrer angeforderten Drehmomentlinie 52. Jedoch fällt die gesamte Drehmomentlinie 52 außerhalb der Drehmomentgrenzwerte für das Fahrwerk 12, d.°h. vollständig außerhalb der Begrenzungen des Fahrwerksdrehmomentfensters 42. Ein solcher Zustand kann auftreten, wenn der Fahrer übermäßiges Drehmoment während Zeiträumen von begrenzter elektronischer Achsdrehmomentfähigkeit anfordert. Die Steuerung 35 reagiert durch Einstellen der vom Fahrer angeforderten Drehmomentlinie 52, wie durch die eingestellte Drehmomentlinie 152 angedeutet, bis ein Schnittpunkt mit dem Fahrwerksdrehmomentfenster 42 resultiert, das an dem Achsdrehmomentbetriebspunkt P₀ auftritt.
Jedoch fällt der Achsdrehmomentbetriebspunkt P₀, wie bei 3, immer noch gut außerhalb der Antriebssystemkomponentengrenzwerte, die durch das Komponentendrehmomentfenster 44 abgegrenzt sind. In diesem Fall wird der Achsdrehmomentbetriebspunkt P₀ automatisch durch die Steuerung 35 entlang der eingestellten, vom Fahrer angeforderten Drehmomentlinie 152 verlagert, bis es einen Schnittpunkt mit dem Komponentendrehmomentfenster 44 gibt, der an Achsdrehmomentbetriebspunkt P_X in 3 auftritt. Bei Punkt P_X wird das vom Fahrer angeforderte Drehmoment soweit möglich innerhalb der Grenzwerte des Komponentendrehmomentfensters 44 erfüllt. Daher verringert im Beispiel von 4 die Steuerung 35 von 1 automatisch einen Drehmomentbefehl an die Drehmomentquelle für die hintere Antriebsachse 17, z.°B. den Elektromotor 30, und erhöht einen Drehmomentbefehl an die vordere Antriebsachse 15, z.°B. an den Motor 20, jedoch mit einem dazwischenliegenden Schritt des Erzeugens einer neuen Drehmomentlinie.
5 und 6 beschreiben beispielhafte, jeweils dritte und vierte Bedingungen 60 und 70, die jeweils unterschiedliche Ansätze zur Steuerung des oben erwähnten zweiten Szenarios bereitstellen, d.°h., wenn die gegenwärtige Drehmomentfähigkeit von jeder Antriebsachse 15 und 17 nicht vollständig bestimmt werden kann. In diesen Fällen wird das Fahrwerksdrehmomentfenster 42 automatisch so eingestellt, dass es den Ursprung enthält, d.°h. wobei null Drehmoment auf beide Antriebsachsen 15 und 17 einwirkt. 5 stellt eine Situation dar, in der zugelassen wird, dass die Steuerung 35 die Fahrwerksdrehmomentgrenzwerte je nach Ausgestaltung des Fahrzeugs 10 und dem ausgewählten Fahrmodus verletzen kann. Beispielsweise, kann ein Fahrer einen „Verfolgungsmodus” auswählen, in dem das Fahrwerksdrehmomentfenster 42 als harter Grenzwert gesetzt wird. Die Steuerung 35 nimmt dann einen Betriebspunkt innerhalb sowohl des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 als auch des Antriebssystemkomponentendrehmomentfensters 44 auf.
Der Achsdrehmomentbetriebspunkt P₀ in 5 liegt innerhalb der zulässigen Grenzwerte des Komponentendrehmomentfensters 44, jedoch außerhalb des Fahrwerksdrehmomentfensters 42. Die Steuerung 35 wählt daher einen neuen Achsdrehmomentbetriebspunkt P_X innerhalb der Drehmomentfenster 42 und 44 aus, was das Verlagern der gesamten, vom Fahrer angeforderten Drehmomentlinie 62 nach unten herbeiführt, um eine neue, vom Fahrer angeforderte Drehmomentlinie 162 zu bilden. Im Beispiel von 5 erhöht die Steuerung 35 den Drehmomentbefehl an die hintere Antriebsachse 17 und verringert den Drehmomentbefehl an die vordere Antriebsachse 15. 6 stellt die beispielhafte Bedingung 70 dar, in der die Steuerung 35 auch das Fahrwerksdrehmomentfenster 42 als zu jeder Zeit harte Drehmomentgrenzwerte auferlegend behandelt, erneut auf Grundlage des ausgewählten Fahrmodus (Pfeil S_M) unter Verwendung der Eingabevorrichtung 31, die in 1 dargestellt ist. Die Steuerung 35 könnte das vom Fahrer angeforderte Drehmoment wo hoch wie möglich beibehalten, wie durch den Achsdrehmomentbetriebspunkt P_X1 angegeben, oder kann stattdessen eine kalibrierte Differenz jeweils zwischen Vorder- und Hinterachsdrehmoment T₁₇ und T₁₅ aufrechterhalten, wie durch den Achsdrehmomentbetriebspunkt P_X2 angegeben. Alternativ könnte die Steuerung 35 ein kalibriertes Drehmomentteilungsverhältnis aufrechterhalten, wie durch den Achsdrehmomentbetriebspunkt P_X3 angegeben.
Somit kann für einen gegebenen Achsdrehmomentbetriebspunkt P₀, der außerhalb der Grenzwerte des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 fällt, und für einen gegebenen Satz von fahrdynamischen Eingängen, wie durch die Sensoren gemessen, die in 1 dargestellt sind, die Steuerung 35 automatisch den Achsdrehmomentbetriebspunkt P₀ auf einen gegebenen Achsdrehmomentbetriebspunkt P_X verlagern, wie durch Pfeil A angegeben, und dann zu dem Komponentendrehmomentfenster 44, wie durch den Pfeil B angegeben, sodass eine Verlagerung der Drehmomentlinie 72 schließlich in einer eingestellten Drehmomentlinie 172 resultiert, die eine Begrenzung oder einen Grenzwert des Komponentendrehmomentfensters 44 schneidet. Der Betrag der Verlagerung des Achsdrehmomentbetriebspunkts P₀ hängt vom ausgewählten Fahrmodus ab, und kann daher zur Ausführung durch die Steuerung 35 kalibriert werden. Für alle Ergebnisse liegen die resultierenden Achsdrehmomentbetriebspunkte P_X1, P_X2, und P_X3 innerhalb der, oder auf den Begrenzungen der beiden Drehmomentfenster 42 und 44. Andere Zustände als die in 3–6 dargestellten können innerhalb des vorgesehenen erfindungsgemäßen Umfangs anvisiert werden.
Bezugnehmend auf 7A und 7B wird eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens 100 durch die Steuerung 35 für beide Antriebsachsen 15 und 17 ausgeführt, wobei jede Antriebsachse 15 und 17 ihren eigenen zulässigen Drehmomentbereich, wie oben erklärt, aufweist. Nach der Einleitung (*) z.°B. eines Zündungs- oder Schlüssel-Ein-Ereignisses beginnt das Verfahren 100 mit Schritt S102, worin die Steuerung 35 von 1 die aktuellen Fahrzeugsystemzustände auswertet, einschließlich, ob beispielsweise ein elektronisches Stabilitätskontroll(ESC)-System aktiv ist oder eine Antriebsschlupfregelung (ASR) für die jeweilige Antriebsachse 15 oder 17 aktiviert ist, die ausgewertet wird. Das Verfahren 100 geht zu Schritt S103 über, wenn diese Bedingungen vorliegen. Das Verfahren 100 geht bei der Alternative zu Schritt S104 über, wenn die Fahrzeugzustände nicht erkannt werden.
Schritt S103 beinhaltet das Sicherstellen, dass das System, das in Schritt S102 als aktiv erkannt wird, einen Drehmomentbereich aufweist, der für seinen ordnungsgemäßen Betrieb ausreichend ist. Zum Beispiel kann ein Fahrwerksdrehmomentfenster 42 eines Schwellenwertdrehmomentbereichs im Speicher (M) der Steuerung 35 aufgenommen, und in Schritt S103 verwendet werden. Nachdem eine solche Steuerungsmaßnahme abgeschlossen ist, wird das Verfahren 100 mit Schritt S102 erneut aufgenommen.
Schritt S104 wird für die andere Antriebsachse von derjenigen ausgeführt, die in Schritt S102 ausgewertet wurde. Wenn ein ASR-System für die Antriebsachse 15 oder 17 aktiv ist, die in Schritt S104 ausgewertet wird, geht das Verfahren 100 zu Schritt S105 über. Andernfalls geht die Verfahren 100 zu Schritt S106 über.
Bei Schritt S104 wird ein wirkungsgradoptimierter Achsdrehmomentbetriebspunkt auf einen Punkt auf der vom Fahrer angeforderten Drehmomentlinie minus dem aktuellen Achsdrehmoment eingestellt, das bereits an die Antriebsachse abgegeben wurde, die in Schritt S102 ausgewertet wurde. Der Drehmomentbereich wird in Schritt S104 auf einen kalibrierten Bereich eingestellt, der ausreichend zur Erzielung des wirkungsgradoptimierten Achsdrehmomentbetriebspunkts ist. Effektiv stellt Schritt S104 sicher, dass wenn ein ASR-System nur auf der vorherigen berücksichtigten Antriebsachse aktiv ist, die Steuerung 35 versucht, den wirkungsgradoptimierten Achsdrehmomentbetriebspunkt zu erfüllen. Das Verfahren 100 wird dann wieder mit Schritt S102 aufgenommen.
Schritt S106 beinhaltet Erfassen eines dynamischen Fahrmanövers. Schritt S106 beinhaltet somit Bestimmen, ob eine gewünschte Gierrate, wie bestimmt über solche dynamischen Eingaben wie Geschwindigkeiten des Fahrzeugs 10 oder der Antriebsräder 14 von Drehzahlsensoren (N₁₇, N₁₈, N₁₄), des Lenkwinkels (Pfeil θ₂₁), der Ist-Gierrate (Pfeil Y) und der Gaspedalstellung (Pfeil CC₂₅) einem kalibrierten Dynamikwert entspricht oder diesen überschreitet, der wiederum als eine Funktion von Reifen-Straßen-Reibungskoeffizient und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 bestimmt werden kann, wie auf dem Gebiet bekannt ist. Wenn ja, dann geht das Verfahren 100 zu Schritt S107 über. Andernfalls geht das Verfahren 100 zu Schritt S108 über.
Bei Schritt S107 wendet die Steuerung 35 ein verhältnismäßig großes Fahrwerksdrehmomentfenster 42 während der Dauer des dynamischen Fahrmanövers an, wie beispielsweise in 2A dargestellt. Das Verfahren 100 geht dann zu Schritt S112 über.
Bei Schritt S108 bestimmt die Steuerung 35, ob die Gaspedalposition (Pfeil CC₂₅) des Gaspedals 25 von 1 einen kalibrierten Schwellenwert überschreitet. Wenn ja, dann geht das Verfahren 100 zu Schritt S107 über. Andernfalls geht das Verfahren 100 zu Schritt S110 über.
Schritt S110 beinhaltet das Anwenden eines verhältnismäßig kleinen Fahrwerksdrehmomentfensters 42, z.°B. wie dargestellt in 2B und 2C. Die Einstellung der Größe des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 stellt sicher, dass das Fahrwerksdrehmomentfenster 42 während dynamischer Fahrmanöver schrumpft. Das Verfahren 100 geht zu Schritt S112 über, wie in 7A als (**) angegeben, und ausführlich in 7B beschrieben.
Schritt S112 von 7B, die eine Fortsetzung von 7A ist, beinhaltet das Bestimmen, ob ein Schwellenwertbetrag von Schlupf der Antriebsräder 14 entweder der Antriebsachse 15 oder 17 gegenüber der Oberfläche vorhanden ist, auf der das Fahrzeug 10 fährt. Dieser Schlupf, wie auf dem Gebiet bekannt ist, kann über die Drehzahlsensoren S₁₄, S₁₇ und/oder S₁₈ bestimmt werden. Das Verfahren 100 geht zu Schritt S113 über, wenn der Schwellenwertbetrag von Schlupf erfasst wird. Andernfalls geht das Verfahren 100 zu Schritt S114 über.
Bei Schritt S113 bestimmt die Steuerung 35, dass die Antriebsräder 14 für die unter Auswertung stehende Achse im Verhältnis zu einem Schwellenwert Schlupf aufweisen. Dadurch bestimmt die Steuerung 35, dass ein Bedarf zur Begrenzung des maximal zulässigen Achsdrehmoments besteht, und weist diese Aktion über die Drehmomentsteuersignale an (Pfeil 11), die in 1 dargestellt sind.
Bei Schritt S114 bestimmt die Steuerung 35, ob die Antriebsräder 14 auf der anderen Antriebsachse mit einer höheren Rate als die Antriebsräder 14 der unter Berücksichtigung stehenden Antriebsachse Schlupf aufweisen. Wenn ja, geht das Verfahren 100 zu Schritt S115 über. Andernfalls geht das Verfahren 100 zu Schritt S116 über.
Schritt S115 beinhaltet Sicherstellen über den Betrieb der Steuerung 35, dass die weniger Schlupf aufweisende Achse 15 oder 17 genügend Traktion zur Erfüllung des vom Fahrer angeforderten Drehmoments bereitstellt, das das nächste erreichbare im Verhältnis zu den Grenzwerten des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 ist.
Bei Schritt S116 bestimmt die Steuerung 35, dass weder Antriebsachse 15 oder 17 Schlupf aufweist, und kann als Ergebnis jeden Punkt der vom Fahrer angeforderten Drehmomentlinie verwenden, z.°B. Drehmomentlinie 43 von 2A innerhalb der Grenzen des Fahrwerksdrehmomentfensters 42.
Schritt S118 beinhaltet das Einstellen des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 in geeigneter Weise basierend auf der längsseitigen und lateralen Fahrdynamik, wie durch die verschiedenen Dynamiksensoren bestimmt, die in 1 dargestellt sind. Verfahren 100 wird nach Schritt S118 abgeschlossen, wie angegeben durch (***) in 7B.
Die Verwendung des Verfahrens 100 und des Antriebsstrangs 10P, die hierin beschrieben sind, soll somit die Abmessung oder Ausrichtung des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 in einem weiten Bereich möglicher Fahrzustände optimal anpassen. Dadurch wird die Optimierung der Kraftstoffeinsparung der Antriebssystemkomponenten im Normalfahrbetrieb freigegeben, wie auch ein Status von ladungsbasiertem automatischem Vorspannen eines Drehmoments, das zwischen Antriebsachsen 15 und 17 je nach Ladezustand des Energiespeichersystems 22 aufgeteilt ist. Komponentenniveauschutz wird durch die Koordination des Fahrwerksdrehmomentfensters 42 mit dem Komponentendrehmomentfenster 44 aktiviert. Diese und andere mögliche Vorteile werden durch gewöhnliche Fachleute auf dem Gebiet der Offenbarung leicht erkannt werden.
Obwohl die besten Arten der Ausführung der Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, werden die mit der hier beschriebenen Technik vertrauten Fachleute diverse alternative Ausgestaltungen und Ausführungen erkennen, mit denen die Erfindung im Rahmen der nachfolgend aufgeführten Patentansprüche ausgeführt sein kann.

Claims

Antriebsstrangsystem, umfassend: ein Antriebssystem, das eine erste und zweite Drehmomentquelle aufweist; eine erste und zweite Antriebsachse, die jeweils mit der ersten und zweiten Drehmomentquelle verbunden, und unabhängig davon angetrieben sind, worin ein zulässiger Bereich von Drehmomentbeitrag von der ersten und zweiten Drehmomentquelle mit der entsprechenden ersten und zweiten Antriebsachse durch ein Komponentendrehmomentfenster definiert ist; eine Vielzahl von Sensoren, die zum Erfassen eines dynamischen Fahrmanövers eines Fahrzeugs mit dem Antriebsstrang betreibbar sind; und eine Steuerung, die zur automatischen Anpassung von mindestens einer Größe und Ausrichtung eines Fahrwerksdrehmomentfensters bei dem erfassten dynamischen Fahrmanöver programmiert ist, zur Bestimmung eines wirkungsgradoptimierten Achsdrehmomentbetriebspunkts, der auf eine zulässige Drehmomentlinie innerhalb des Komponentendrehmomentfensters in der Nähe des eingestellten Fahrwerksdrehmomentfensters fällt, und um den Drehmomentbeitrag über die Übertragung von Drehmomentsteuersignalen an die erste und zweite Drehmomentquelle anzuweisen, um den wirkungsgradoptimierten Achsdrehmomentbetriebspunkt zu erreichen.
Antriebssystem nach Anspruch 1, worin die Steuerung zum selektiven Einstellen des Drehmomentbeitrags von der ersten und zweiten Drehmomentquelle durch Anweisen einer Verringerung bei einem Drehmoment programmiert ist, das durch die Drehmomentsteuersignale an mindestens eine von der ersten und zweiten Antriebsachse angewiesen wird.
Antriebssystem nach Anspruch 1, worin die Vielzahl von Sensoren eine Vielzahl von Drehzahlsensoren, einen Gierratensensor und einen Lenkwinkelsensor beinhaltet.
Antriebssystem nach Anspruch 1, worin die Steuerung zum Empfangen eines ausgewählten Fahrmodus von einer Fahrmodusauswahlvorrichtung betreibbar ist, und zum Einstellen des Drehmomentbeitrags von der ersten und zweiten Drehmomentquelle als Reaktion auf den ausgewählten Antriebsmodus derart, dass der wirkungsgradoptimierte Achsdrehmomentbetriebspunkt vollständig außerhalb des Fahrwerksdrehmomentfensters fällt.
Antriebssystem nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Energiespeichersystem mit einem Ladezustand, worin die Steuerung programmiert ist, um den Drehmomentbeitrag von der ersten und zweiten Drehmomentquelle als Reaktion auf den Ladezustand einzustellen.
Antriebssystem nach Anspruch 5, worin die Steuerung so programmiert ist, dass sie den Drehmomentbeitrag von der ersten und zweiten Drehmomentquelle einstellt, sodass der wirkungsgradoptimierte Achsdrehmomentbetriebspunkt vollständig außerhalb des Fahrwerksdrehmomentfensters fällt.
Antriebssystem nach Anspruch 1, worin die erste und zweite Drehmomentquelle einen Elektromotor beinhalten.
Antriebssystem nach Anspruch 7, worin die erste und zweite Drehmomentquelle einen Verbrennungsmotor beinhalten.
Antriebssystem nach Anspruch 1, worin die Steuerung zum selektiven Einstellen des Abtriebsdrehmomentbeitrags von der ersten und zweiten Drehmomentquelle als Reaktion auf einen ausgewählten Fahrmodus von einer Antriebsmodusauswahlvorrichtung programmiert ist, sodass der wirkungsgradoptimierte Achsdrehmomentbetriebspunkt innerhalb des Fahrgestelldrehmomentfensters während des dynamischen Fahrmanövers fällt.
Antriebssystem nach Anspruch 1, worin die Steuerung betreibbar ist zur Erfassen des Schlupfs von einem Laufrad von einer der ersten oder zweiten Antriebsachse, und zur Begrenzung eines maximal zulässigen Achsdrehmoments über die Drehmomentsteuersignale auf die erste oder zweite Antriebsachse mit dem festgestellten Schlupf.