DE102019111255A1

DE102019111255A1 - Drehzahlsteuerung eines superpositionierungs-drehmomentverteilungsdifferenzials

Info

Publication number: DE102019111255A1
Application number: DE102019111255.9A
Authority: DE
Inventors: Jose VELAZQUEZ ALCANTAR; Joseph Jay Torres; Peter James Barrette; Rajit Johri; Ming Lang Kuang; Corwin Stout; Jonathan Craig Sullivan
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-05-03
Filing date: 2019-05-01
Publication date: 2019-11-07
Also published as: US20190338842A1; US10737680B2; CN110435630A

Abstract

Die Offenbarung stellt eine Drehzahlsteuerung eines Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzials bereit. Ein elektrifiziertes Radachsensystem beinhaltet ein Paar von Rädern, ein Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzial, das zwischen die Räder gekoppelt ist, und eine Steuerung. Das Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzial beinhaltet einen Antriebsmotor und einen Verteilungsmotor. Die Steuerung betreibt den Verteilungsmotor als Reaktion darauf, dass die Differenz einen Schwellenwert überschreitet, in einem Drehzahlsteuermodus, um eine Drehzahldifferenz zwischen den Rädern zu reduzieren, und betreibt den Verteilungsmotor als Reaktion darauf, dass die Differenz innerhalb eines Zielbereichs liegt und eine Gaspedalposition einen Wert erreicht, der von einer dem System zugeordneten Querbeschleunigung abhängt, in einem Drehmomentsteuermodus.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft Fahrzeugsteuerung mittels Superpositionierungs-Drehmom entverteil ungsdifferenzial en.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Technologie der Drehmomentverteilung (Torque Vectoring) stellt ein Differenzial mit der Fähigkeit, das Drehmoment an jedes Rad zu variieren, bereit, wodurch Anfahren und Handhabung verbessert werden können. Dieses Verfahren der Kraftübertragung ist in gewissen Fahrzeugen mit Hinterrad- und Allradantrieb üblich. Einige Fahrzeuge mit Vorderradantrieb weisen ebenfalls Drehmomentverteilungsdifferenziale auf.
Differenziale beinhalten herkömmlicherweise mechanische Komponenten. Ein Drehmomentverteilungsdifferenzial beinhaltet üblicherweise ein elektronisches Überwachungssystem zusätzlich zu den standardmäßigen mechanischen Komponenten. Das elektronische System steuert die mechanischen Komponenten, um das Drehmoment zu variieren.
Die Auswirkung der Drehmomentverteilung ist die Erzeugung eines Giermoments, das durch Kräfte in Längsrichtung entsteht, und Veränderungen an dem Querwiderstand, der durch jeden Reifen erzeugt wird. Das Aufbringen einer Kraft mehr in Längsrichtung reduziert den Querwiderstand, der erzeugt werden kann. Die Fahrbedingungen gebieten den Kompromiss zwischen Dämpfen oder Anregen der Gierbeschleunigung.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug beinhaltet ein Differenzial mit Superpositionierungs-Drehmomentverteilung (super positioning torque vectoring - SPTV), das zwischen ein Paar von Rädern gekoppelt ist, und eine Steuerung. Die Steuerung betreibt das SPTV-Differenzial als Reaktion darauf, dass eine Drehzahldifferenz zwischen den Rädern einen Schwellenwert überschreitet, in einem Drehzahlsteuermodus, um die Differenz zu reduzieren, und verlässt den Drehzahlsteuermodus als Reaktion darauf, dass die Differenz einen Zielbereich erreicht und eine Gaspedalposition einen Wert erreicht, der von einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs abhängt.
Ein Verfahren für ein Fahrzeug beinhaltet Betreiben eines Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzials in einem Drehmomentsteuermodus durch eine Steuerung als Reaktion auf Abbiegen des Fahrzeugs, Verlassen des Drehmomentsteuermodus und Eintreten in einen Drehzahlsteuermodus als Reaktion darauf, dass die Raddrehzahldifferenz einen Schwellenwert überschreitet, und Verlassen des Drehzahlsteuermodus als Reaktion darauf, dass die Differenz einen Zielbereich erreicht und ein Bedarf eines Fahrers einen Wert erreicht, der von einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs abhängt.
Ein elektrifiziertes Radachsensystem beinhaltet ein Paar von Rädern, ein Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzial, das zwischen die Räder gekoppelt ist und einen Antriebsmotor und einen Verteilungsmotor beinhaltet, und eine Steuerung. Die Steuerung betreibt den Verteilungsmotor als Reaktion darauf, dass die Differenz einen Schwellenwert überschreitet, in einem Drehzahlsteuermodus, um eine Drehzahldifferenz zwischen den Rädern zu reduzieren, und betreibt den Verteilungsmotor als Reaktion darauf, dass die Differenz innerhalb eines Zielbereichs liegt und eine Gaspedalposition einen Wert erreicht, der von einer dem System zugeordneten Querbeschleunigung abhängt, in einem Drehmomentsteuermodus.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm einer Fahrzeugradachse mit einem Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzial.
2 ist ein Blockdiagramm eines geschlossenen Feedforward-Steuerungs- und Feedback-Regelungssystems für das Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzial der 1.
3 ist ein Ablaufdiagramm eines Algorithmus zum Implementieren des Steuersystems der 2.
4 ist eine beispielhafte Zeitreaktionsdarstellung, die aus der Ausführung des Algorithmus der 3 resultiert.
5 ist ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In dieser Schrift werden unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die offenbarten Ausführungsformen sind jedoch lediglich beispielhaft und andere Ausführungsformen können unterschiedliche und alternative Formen annehmen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können stark vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details von Komponenten zu zeigen. Daher sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um einen Durchschnittsfachmann die unterschiedliche Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass unterschiedliche Merkmale, die in Bezug auf beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht werden, um Ausführungsformen vorzusehen, welche nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen veranschaulichter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Unterschiedliche Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
Drehmomentverteilungsdifferenziale ermöglichen die Übertragung von Drehmoment über eine angetriebene Radachse. Und es gibt mehrere Implementierungen der Drehmomentverteilungsfunktionalität. Eine Implementierung involviert die Verwendung einer Superpositionierungslösung, die die Hauptantriebsdrehmoment- und die Drehmomentverteilungsfunktionalität effektiv entkoppelt. 1 zeigt eine übliche physische Realisierung eines Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzials 10 für eine elektrifizierte Radachse 12. In dieser Konfiguration ist ein Hauptantriebsmotor 14 in einer Planetengetriebeeinheit untergebracht und addiert und subtrahiert ein Drehmomentverteilungsmotor 16 gleiches und entgegengesetztes Drehmoment an Halbwellen 18, 20, die jeweils Rädern 22, 24 zugeordnet sind. Der Drehmomentverteilungsmotor 16 kann die Verteilungsfunktionalität unabhängig von dem Antriebsmotordrehmoment bereitstellen. Bei offenen Differenzialen folgt das Antriebsdrehmoment üblicherweise dem Weg des geringsten Widerstands. Dadurch empfängt der Reifen mit der geringsten Traktion (oder Belastung) immer den Großteil des Antriebsdrehmoments, wann immer das Fahrzeug auf einer Fläche mit geteiltem Reibwert (µ) beschleunigt oder beim Kurvenfahren eine starke Beschleunigung erfährt - was die Fahrzeugbeschleunigung begrenzt. Mechanisch begrenzte Schlupfdifferenziale unterstützen Traktionsereignisse auf Flächen mit geteiltem Reibwert (µ) und bei Ereignissen mit hohem Leistungsbedarf durch Begrenzen der Drehzahldifferenz an der angetriebenen Radachse. Ein Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzial weist die Fähigkeit auf, dieses Verhalten nachzuahmen, indem die Drehmomentverteilungsfunktionalität verwendet wird, um die Raddrehzahldifferenz der angetriebenen Radachse aktiv zu steuern. Weiterhin ermöglicht das Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzial zudem eine Nicht-Null-Drehzahldifferenzsteuerung, die das Fahrverhalten des Fahrzeugs unterstützen kann.
Hierin werden Steueralgorithmen vorgeschlagen, die die Drehmomentverteilungsfunktionalität eines Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzials nutzen, um die Raddrehzahldifferenz an der angetriebenen Radachse zu steuern. In einigen Beispielen können die Steueralgorithmen die Drehzahldifferenz des angetriebenen Rads, zusammen mit Messungen des Winkels des lenkenden Rads, der Fahrzeuggierrate und/oder Fahrzeugbeschleunigung, aktiv überwachen, um die Raddrehzahldifferenz gemäß einem geplanten Raddrehzahldifferenzziel zu steuern. Dieses Ziel kann von der Fahrzeugarchitektur, den Erwartungen an die Handhabung usw. abhängen.
Im Allgemeinen hat das Raddrehmoment (τ_wLINKS, τ_wRECHTS) einer Radachse, die durch ein Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzial angetrieben wird, die folgende Form: $τ_{w L I N K S} = \frac{1}{2} τ_{t r a c t} - \frac{1}{2} τ_{T V}$
$τ_{w R E C H T S} = \frac{1}{2} τ_{t r a c t} - \frac{1}{2} τ_{T V}$
Das Antriebsdrehmoment (τ_tract) ist gleichmäßig zwischen dem linken und rechten Rad aufgeteilt, während eine Hälfte des Drehmomentverteilungsdrehmoments (τ_TV) in gleichen und entgegengesetzten Größen auf jedes Rad aufgebracht wird. Somit ist die Drehmomentverteilungsfunktionalität von dem Hauptantriebsdrehmoment unabhängig. Zusätzlich hat die Aufbringung des Drehmomentverteilungsdrehmoments keine Auswirkung auf die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Längsrichtung, da das Drehmoment in gleichen und entgegengesetzten Größen aufgebracht wird. Durch Definieren der Raddrehzahldifferenz (Δω) als die Differenz zwischen der Drehzahl des rechten Rads (ω_RECHTS) und der Drehzahl des linken Rads (ω_LINKS) wie in Gleichung (3), kann die einfache Feedback-Regelungsschleife, die in 2 angegeben ist, für eine geschlossene Steuerung der Raddrehzahldifferenz der angetriebenen Radachse verwendet werden: $Δ ω = ω_{R E C H T S} - ω_{L I N K S}$
In der in 2 gezeigten Feedforward-Schleife nutzt ein Feedforward-Zielgenerator 26 verschiedene Fahrzeugmessungen, wie etwa Winkel des lenkenden Rads, Gierrate und Querbeschleunigung, um ein Feedforward-Delta-Raddrehzahlziel (Δω_ff,Ziel) zu generieren. Das Feedforward-Delta-Raddrehzahlziel berücksichtigt die Lenkeingabe des Fahrers und ordnet diese einer gewünschten Raddrehzahldifferenz zu, die eine gewünschte Gierrate erzielt. Ein Feedforward-Kompensator 28, G_feedforward, ordnet das Raddrehzahlziel einer Feedforward-Drehmomentverteilungs-Drehmomentanforderung τ_TV,ff zu. In der in 2 gezeigten Feedback-Schleife nutzt ein Raddrehzahl-Zielgenerator 30 verschiedene Fahrzeugmessungen, wie etwa Winkel des lenkenden Rads, Gierrate und Querbeschleunigung, um ein Delta-Raddrehzahlziel zu generieren. Das Delta-Raddrehzahlziel berücksichtigt die Lenkeingabe des Fahrers und ordnet diese einer gewünschten Raddrehzahldifferenz zu, die zu einer gewünschten Gierrate führt. Das Raddrehzahlziel wird mit der gemessenen Raddrehzahldifferenz verglichen und das Fehlersignal wird durch einen Feedback-Kompensator 32 minimiert. Der Feedback-Kompensator 32 kann in Form einer beliebigen Feedback-Steuerung vorliegen, wie etwa eine PID-Steuerung. Die Ausgabe des Feedback-Kompensators 32 ist die Drehmomentverteilungs-Drehmomentanforderung, die den Fehler zwischen dem Ziel und den Messungen minimiert. Die endgültige Drehmomentverteilungs-Drehmomentanforderung für das Fahrzeug 34 wird wie folgt berechnet: $τ_{T V} = G_{f e e d f o r w a r d} Δ ω_{f f, r g e t} + G_{f e e d b a c k} (Δ ω_{Z i e l} - Δ ω_{M e s s u n g})$
Das in 3 angegebene Ablaufdiagramm gibt einen Überblick über einen beispielhaften Algorithmus für ein Steuersystem. Bei Vorgang 36 sind Raddrehzahl, Winkel des lenkenden Rads, Gierrate und Querbeschleunigung als Eingaben gezeigt. Andere und/oder unterschiedliche Eingaben können jedoch verwendet werden. Unter der Voraussetzung der geeigneten Messungen wird die Raddrehzahldifferenz (Δω) der angetriebenen Radachse bei Vorgang 38 in üblicher Weise berechnet. Bei Vorgang 40 wird die Raddrehzahldifferenz, bei der das Steuersystem ausgelöst wird (Δω_Auslöser), auf Grundlage von Fahrzeugmessungen, wie etwa Winkel des gelenkten Rads, Gierrate und Beschleunigung, berechnet. Die Raddrehzahldifferenz, bei der das Steuersystem ausgelöst wird, kann eine zeitvariierende Größe sein, die von dem Zustand des Fahrzeugs 34 abhängt, und kann nach Wunsch berechnet oder bestimmt werden. Wenn die Raddrehzahldifferenz der angetriebenen Radachse die Raddrehzahldifferenz, bei der das Steuersystem ausgelöst wird, bei Vorgang 42 überschreitet, wird der in 2 gezeigte Feedforward-Pfad bei Vorgang 44 aktiviert. Der Feedforward-Steuerpfad soll die Raddrehzahldifferenz der angetriebenen Radachse schnell auf einen Wert innerhalb einer vorab berechneten und zeitveränderlichen Schwellengeschwindigkeit (Δω_{Schwellenwert}) treiben. Andernfalls kehrt der Algorithmus zu Vorgang 38 zurück. Wenn die Raddrehzahldifferenz der angetriebenen Radachse die vorab berechnete und zeitvariierende Schwellengeschwindigkeit bei Vorgang 46 nicht überschreitet, wird der in 2 gezeigte Feedback-Pfad ebenfalls bei Vorgang 48 aktiviert, um die Raddrehzahldifferenz der angetriebenen Radachse weiter zum Ziel zu treiben, das nach Wunsch auf Grundlage der Fahrzeugkonfiguration usw. festgelegt werden kann. Anderenfalls kehrt der Algorithmus zu Vorgang 44 zurück. Sobald die Fahrzeugmessungen, wie etwa Gierrate oder Querbeschleunigung, bei Vorgang 50 innerhalb ihrer beabsichtigten Ziele liegen, wird die geschlossene Steuerung deaktiviert und der Algorithmus endet. Andernfalls kehrt der Algorithmus zu Vorgang 48 zurück.
4 zeigt ein Beispiel der Zeitreaktion des Steuersystems. Die Feedforward-Steuerung wird aktiviert, sobald die gemessene Raddrehzahldifferenz die Auslösegeschwindigkeit überschreitet. Der Feedforward-Kompensator treibt die Raddrehzahldifferenz schnell auf die Schwellengeschwindigkeit. Sobald die gemessene Raddrehzahldifferenz die Schwellengeschwindigkeit erreicht, wird die Feedback-Regelungsschleife aktiviert und der Feedback-Kompensator treibt die Drehzahldifferenz des angetriebenen Rads weiter zum Raddrehzahlzi el.
Bei typischen Bedingungen werden die Drehmomentverteilungsdifferenziale im Drehmomentsteuermodus betrieben. Das heißt, das für die Drehmomentverteilung verantwortliche Steuersystem berücksichtigt Differenzen im Drehmoment, wenn Befehlsentscheidungen für das entsprechende Differenzial vorgenommen werden. Die oben angedachten Schemata schlagen jedoch eine Drehzahlsteuerung vor. Das heißt, das Steuersystem berücksichtigt Differenzen in der Drehzahl, wenn Befehlsentscheidungen vorgenommen werden. Ein Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzial kann somit im Drehmomentsteuermodus oder im Drehzahlsteuermodus betrieben werden. Ein strategisches Eintreten in diese Modi und Verlassen derselben kann die Fahrzeugsteuerung und -handhabung unter gewissen Umständen verbessern.
Unter Bezugnahme auf 5 beinhaltet ein beispielhaftes Fahrzeug 52 einen Motor 54, eine elektrische Maschine 56, ein Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzial 58 und Räder 60, 62, 64, 66. Das Fahrzeug 52 beinhaltet zudem eine Antriebsbatterie 68, (eine) Steuerung(en) 70 (eine oder mehrere Steuerungen) und Sensoren 72 (Gaspedalpositionssensor, Bremspedalpositionssensor, Querbeschleunigungssensor, Längsbeschleunigungssensor, Lenkwinkelsensor, Raddrehzahlsensoren, Gierratensensor usw.). Dicke durchgehende Linien zeigen eine mechanische Verbindung an, dünne durchgehende Linien zeigen eine elektrische Verbindung an und gestrichelte Linien zeigen Kommunikation an. Andere Fahrzeugkonfigurationen, wie solche ohne elektrische Maschinen oder Motoren usw., werden ebenfalls in Betracht gezogen. Der Motor 54 wie auch die elektrische Maschine 56 sind angeordnet, um Antriebsdrehmoment für die Räder 60, 62 über das Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzial 58 bereitzustellen. Die Antriebsbatterie 68 ist angeordnet, um der elektrischen Maschine 56 Energie bereitzustellen und Energie von dieser aufzunehmen. Die Steuerung(en) 70 stehen mit dem Motor 54, der elektrischen Maschine 56, dem Differenzial 58, der Antriebsbatterie 68 und den Sensoren 72 in Kommunikation und/oder befehlen diesen.
Beim Abbiegen des Fahrzeugs können die Steuerung(en) 70 dem Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzial 58 befehlen, das geeignete Antriebsdrehmoment unter Verwendung des Antriebsmotors bereitzustellen und eine Drehmomentdifferenz unter Verwendung des Verteilungsmotors zu erzeugen, um Drehmoment auf das äußere Rad zu verteilen. Wenn eine Linkskurve ausgeführt wird, können die Steuerung(en) 70 dem Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzial 58 befehlen, das geeignete Antriebsdrehmoment aufzubringen, um die gewünschte Längsbeschleunigung beizubehalten, und ein verteiltes Drehmoment aufzubringen, um eine Drehmomentdifferenz zu erzeugen, um Drehmoment zum Rad 62 zu verteilen. Wenn eine Rechtskurve ausgeführt wird, können die Steuerung(en) 70 dem Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzial 58 befehlen, das geeignete Antriebsdrehmoment aufzubringen, um die gewünschte Längsbeschleunigung beizubehalten, und ein verteiltes Drehmoment aufzubringen, um eine Drehmomentdifferenz zu erzeugen, um Drehmoment zum Rad 60 zu verteilen. Eine derartige Steuerung kann, wenn sie auf einer Fläche mit niedrigen Reibwert (µ) (wie etwa Eis) ausgeführt wird, verursachen, dass das äußere Rad relativ zum inneren Rad übermäßige Drehzahlen erreicht. Vorausgesetzt, die Steuerung(en) 70 implementieren den Algorithmus der 3 (oder einen ähnlichen Algorithmus), kann die übermäßige Drehzahldifferenz die Raddrehzahldifferenz, bei der das Steuersystem der 2 ausgelöst wird, überschreiten. Die Steuerung(en) 70 wechseln somit vom Betrieb im Drehmomentsteuermodus zum Drehzahlsteuermodus, wenn die Raddrehzahldifferenz der angetriebenen Radachse auf das Ziel reduziert wird, wie oben beschrieben.
Sobald die Ziel-Raddrehzahldifferenz erreicht ist, können die Steuerung(en) 70 den Drehzahlsteuermodus verlassen und zum Drehmomentsteuermodus zurückkehren. Alternativ können die Steuerung(en) 70 im Drehzahlsteuermodus bleiben, bis die Gaspedalposition oder ein Bedarf des Fahrers auf einem vordefinierten Schwellenwert abnimmt, der von der Querbeschleunigung abhängen kann. Die Querbeschleunigung neigt dazu, beim Abbiegen mit kurzen Radii größer zu sein als bei langen Radii. Somit kann der vordefinierte Schwellenwert für niedrigere Werte der Querbeschleunigung größer sein und kleiner für höhere Werte der Querbeschleunigung. Diese Strategie ermöglicht dem System, den Drehzahlsteuermodus bei höheren Drehzahlen während Kurven mit größeren Radii zu verlassen und den Drehzahlsteuermodus bei niedrigeren Drehzahlen während Kurven mit kürzeren Radii zu verlassen. Wenn zum Beispiel das Fahrzeug 52 eine Kurve mit kleinem Radius bei 30 mph fährt, kann der vorbestimmte Schwellenwert auf 10 % gesetzt sein (unter der Annahme, dass 100 % die Pedalposition für ein vollständig herabgedrücktes Gaspedal ist und 0 % die Pedalposition für ein vollständig freigegebenes Gaspedal ist). Und wenn das Fahrzeug 52 eine Kurve mit großem Radius bei 30 mph fährt, kann der vorbestimmte Schwellenwert auf 25 % gesetzt sein. Wenn die Pedalposition bei diesen Szenarios in Richtung 0 % verringert wird, da der Fahrer das Gaspedal freigibt, verlassen die Steuerung(en) 70 den Drehzahlsteuermodus (und kehren zum Drehmomentsteuermodus zurück) bei einer höheren Drehzahl bei der Kurve mit großem Radius im Vergleich zu der Kurve mit kleinem Radius.
Die offenbarten Prozesse, Verfahren, Logik oder Strategien können einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer zuführbar sein und/oder durch diese umgesetzt werden, die/der eine beliebige bestehende programmierbare elektronische Steuereinheit oder dedizierte elektronische Steuereinheit beinhalten kann. Gleichermaßen können die Prozesse, Verfahren, Logik oder Strategien als Daten und Anweisungen gespeichert sein, die von einer Steuerung oder einem Computer in vielen Formen ausgeführt werden können, einschließlich unter anderem Informationen, die permanent auf unterschiedlichen Typen von Erzeugnissen gespeichert sind, die dauerhafte nicht beschreibbare Speichermedien, wie etwa ROM-Vorrichtungen, beinhalten können, sowie Informationen, die veränderbar auf beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien, gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren, Logik und Strategien können zudem in einem durch Software ausführbaren Objekt umgesetzt sein. Alternativ können sie vollständig oder teilweise unter Verwendung geeigneter Hardwarekomponenten, wie etwa anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (Application Specific Integrated Circuit - ASIC), feldprogrammierbarer Gate-Arrays (Field-Programmable Gate Array - FPGA), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderer Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination von Hardware-, Software- und Firmware-Komponenten, ausgeführt sein.
Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen werden können, ohne von Geist und Umfang der Offenbarung und den Ansprüchen abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen eventuell so beschrieben sind, dass sie Vorteile bereitstellen oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften bevorzugt werden, liegt für den Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass für ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften ein Kompromiss eingegangen wird, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängen. Zu diesen Attributen gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Kosten über die Lebensdauer hinweg, Marktgängigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen daher nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: ein Differenzial mit Superpositionierungs-Drehmomentverteilung (SPTV), das zwischen in Paar von Rädern gekoppelt ist; und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, das SPTV-Differenzial als Reaktion darauf, dass eine Drehzahldifferenz zwischen den Rädern einen Schwellenwert überschreitet, in einem Drehzahlsteuermodus zu betreiben, um die Differenz zu reduzieren, und den Drehzahlsteuermodus als Reaktion darauf, dass die Differenz einen Zielbereich erreicht und eine Gaspedalposition einen Wert erreicht, der von einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs abhängt, zu verlassen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, den Wert zu erhöhen, wenn die Querbeschleunigung abnimmt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, den Wert zu verringern, wenn die Querbeschleunigung zunimmt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, das SPTV-Differenzial nach dem Verlassen im Drehmomentsteuermodus zu betreiben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, als Reaktion auf ein Abbiegen des Fahrzeugs, während die Differenz geringer als der Schwellenwert ist, das SPTV-Differenzial im Drehmomentsteuermodus zu betreiben, um Antriebsdrehmoment in Richtung eines äußeren Rads der Räder zu verteilen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch einen Motor und eine elektrische Maschine gekennzeichnet, die jeweils dazu konfiguriert sind, dem SPTV-Differenzial Antriebsdrehmomentbereitzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Räder Vorderräder oder Hinterräder.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren für ein Fahrzeug: Betreiben eines Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzials in einem Drehmomentsteuermodus durch eine Steuerung als Reaktion auf Abbiegen des Fahrzeugs, Verlassen des Drehmomentsteuermodus und Eintreten in einen Drehzahlsteuermodus als Reaktion darauf, dass die Raddrehzahldifferenz einen Schwellenwert überschreitet, und Verlassen des Drehzahlsteuermodus als Reaktion darauf, dass die Differenz einen Zielbereich erreicht und ein Bedarf eines Fahrers einen Wert erreicht, der von der Querbeschleunigung des Fahrzeugs abhängt.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Wert erhöht, wenn die Querbeschleunigung abnimmt. Gemäß einer Ausführungsform wird der Wert verringert, wenn die Querbeschleunigung zunimmt.
Gemäß einer Ausführungsform führt das Eintreten dazu, dass die Drehzahldifferenz kleiner wird.
Gemäß einer Ausführungsform führt das Betreiben dazu, dass die Raddrehzahldifferenz größer wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein elektrifiziertes Radachsensystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: ein Paar von Rädern; ein Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzial, das zwischen die Räder gekoppelt ist und einen Antriebsmotor und einen Verteilungsmotor beinhaltet; und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, den Verteilungsmotor als Reaktion darauf, dass die Differenz einen Schwellenwert überschreitet, in einem Drehzahlsteuermodus zu betreiben, um eine Drehzahldifferenz zwischen den Rädern zu reduzieren, und den Verteilungsmotor als Reaktion darauf, dass die Differenz innerhalb eines Zielbereichs liegt und eine Gaspedalposition einen Wert erreicht, der von einer dem System zugeordneten Querbeschleunigung abhängt, in einem Drehmomentsteuermodus zu betreiben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, den Wert zu erhöhen, wenn die Querbeschleunigung abnimmt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, den Wert zu verringern, wenn die Querbeschleunigung zunimmt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Betreiben des Verteilungsmotors im Drehmomentsteuermodus Verteilen von Drehmoment in Richtung eines äußeren Rads der Räder.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Räder Vorderräder oder Hinterräder eines Fahrzeugs.

Claims

Fahrzeug, das Folgendes umfasst: ein Differenzial mit Superpositionierungs-Drehmomentverteilung (super positioning torque vectoring - SPTV), das zwischen ein Paar von Rädern gekoppelt ist, und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, das SPTV-Differenzial als Reaktion darauf, dass eine Drehzahldifferenz zwischen den Rädern einen Schwellenwert überschreitet, in einem Drehzahlsteuermodus zu betreiben, um die Differenz zu reduzieren, und als Reaktion darauf, dass die Differenz einen Zielbereich erreicht und eine Gaspedalposition einen Wert erreicht, der von einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs abhängt, den Drehzahlsteuermodus zu verlassen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, den Wert zu erhöhen, wenn die Querbeschleunigung abnimmt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, den Wert zu verringern, wenn die Querbeschleunigung zunimmt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, das SPTV-Differenzial nach dem Verlassen im Drehmomentsteuermodus zu betreiben.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, als Reaktion auf ein Abbiegen des Fahrzeugs, während die Differenz geringer als der Schwellenwert ist, das SPTV-Differenzial im Drehmomentsteuermodus zu betreiben, um Antriebsdrehmoment in Richtung eines äußeren Rads der Räder zu verteilen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Motor und eine elektrische Maschine, die jeweils dazu konfiguriert sind, dem SPTV-Differenzial Antriebsdrehmoment bereitzustellen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Räder Vorderräder oder Hinterräder sind.
Verfahren für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: durch eine Steuerung, als Reaktion auf ein Abbiegen des Fahrzeugs, Betreiben eines Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzials in einem Drehmomentsteuermodus, als Reaktion darauf, dass eine Raddrehzahldifferenz einen Schwellenwert überschreitet, Verlassen des Drehmomentsteuermodus und Eintreten in einen Drehzahlsteuermodus, und als Reaktion darauf, dass die Differenz einen Zielbereich erreicht und ein Bedarf eines Fahrers einen Wert erreicht, der von einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs abhängt, den Drehzahlsteuermodus zu verlassen.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend Erhöhen des Werts, wenn die Querbeschleunigung abnimmt.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend Verringern des Werts, wenn die Querbeschleunigung zunimmt.
Elektrifiziertes Radachsensystem, das Folgendes umfasst: ein Paar von Rädern; ein Superpositionierungs-Drehmomentverteilungsdifferenzial, das zwischen die Räder gekoppelt ist und einen Antriebsmotor und einen Verteilungsmotor beinhaltet; und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, den Verteilungsmotor als Reaktion darauf, dass die Differenz einen Schwellenwert überschreitet, in einem Drehzahlsteuermodus zu betreiben, um eine Drehzahldifferenz zwischen den Rädern zu reduzieren, und den Verteilungsmotor als Reaktion darauf, dass die Differenz innerhalb eines Zielbereichs liegt und eine Gaspedalposition einen Wert erreicht, der von einer dem System zugeordneten Querbeschleunigung abhängt, in einem Drehmomentsteuermodus zu betreiben.
System nach Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, den Wert zu erhöhen, wenn die Querbeschleunigung abnimmt.
System nach Anspruch 11, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, den Wert zu verringern, wenn die Querbeschleunigung zunimmt.
System nach Anspruch 11, wobei das Betreiben des Verteilungsmotors im Drehmomentsteuermodus Verteilen von Drehmoment in Richtung eines äußeren Rads der Räder beinhaltet.
System nach Anspruch 11, wobei die Räder Vorderräder oder Hinterräder eines Fahrzeugs sind.