DE102016106912A1

DE102016106912A1 - Elektrisches Antriebsmodul und Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebsmoduls

Info

Publication number: DE102016106912A1
Application number: DE102016106912.4A
Authority: DE
Inventors: Emil K. Gavling; Philip A. Gebel; Gabriel TRÖNNBERG; Henric Gieryluk
Original assignee: eAAM Driveline Systems AB
Current assignee: eAAM Driveline Systems AB
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2016-04-14
Publication date: 2016-11-03
Also published as: US9637022B2; CN106080183B; US20160318419A1; CN106080183A

Abstract

Ein elektrisches Antriebsmodul und ein Verfahren zum Umschalten eines Antriebsmoduls zwischen einem Torque-Vectoring-Modus und mindestens einem Vortriebsmodus werden bereitgestellt. Eine Steuereinheit kann das Antriebsmodul zu dem Torque-Vectoring-Modus umschalten, wenn ein erster Satz Bedingungen erfüllt ist, und kann zu einem der Vortriebsmodi umschalten, wenn entweder ein zweiter oder ein dritter Satz Bedingungen erfüllt ist. Der erste Satz kann aufweisen: ein Drehmoment, das von einem Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird, ist geringer oder gleich einem ersten Anforderungsschwellenwert; und eine Fahrzeuggeschwindigkeit ist größer oder gleich einem ersten Geschwindigkeitsschwellenwert. Der zweite Satz kann aufweisen: die Fahrzeuggeschwindigkeit ist geringer als ein zweiter Geschwindigkeitsschwellenwert; und eine seitliche Fahrzeuginstabilität ist geringer oder gleich einem Instabilitätsschwellenwert. Der dritte Satz kann aufweisen: das Drehmoment, das von dem Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird, ist größer als ein zweiter Anforderungsschwellenwert.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein elektrisches Antriebsmodul und ein Verfahren für ein Betreiben eines elektrischen Antriebsmoduls.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Ein Mittel zum Korrigieren oder Reduzieren von Unter- oder Übersteuergleiten bei einem Fahrzeug ist ein Torque-Vectoring-Differential (TVD). TVDs sind typischerweise elektronisch gesteuerte Differentiale, die fähig sind, unabhängig von der Geschwindigkeit der Fahrzeugräder ein Moment über dem Schwerpunkt des Fahrzeugs zu erzeugen, das eingesetzt werden würde, um das Unter- oder Übersteuergleiten zu korrigieren oder zu reduzieren.
US-Patent Nr. 7 491 147 offenbart ein verbrennungsmaschinenangetriebenes TVD, das ein Paar Geschwindigkeitssteuermechanismen einsetzt, die auf entgegengesetzten Seiten eines Differentialmechanismus angeordnet sind. Jeder Geschwindigkeitssteuermechanismus umfasst eine (Stirn)-Getriebeuntersetzung und eine Reibungskupplung. Das Untersetzungsgetriebe überträgt Drehkraft von einem Differentialgehäuse des Differentialmechanismus an die Reibungskupplung und von der Reibungskupplung an eine dazugehörige (Achs-)Abtriebswelle.
Ähnlich offenbart US-Patent Nr. 7 238 140 ein verbrennungsmaschinenangetriebenes TVD, das ein Paar Torque Diverter einsetzt, die auf entgegengesetzten Seiten eines Differentialmechanismus angeordnet sind. Jeder Torque Diverter umfasst ein Untersetzungsgetriebe und eine Magnetpulverbremse. Das Untersetzungsgetriebe überträgt Drehkraft von einem Differentialgehäuse des Differentialmechanismus an ein Ausgangselement, das an eine dazugehörige Achsabtriebswelle für eine gemeinsame Drehung gekoppelt ist. Die Magnetpulverbremse ist konfiguriert, um das Ausgangselement des Untersetzungsgetriebes selektiv zu bremsen.
US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010/0323837 offenbart ein elektrisch angetriebenes TVD mit einem Paar Planetengetrieben, einem Elektromotor und einer Hülse, die den Betrieb des Planetengetriebes steuert. Das TVD kann in einem ersten Modus, in dem das TVD als ein offenes Differential konfiguriert ist, das durch den Elektromotor angetrieben wird, und einem zweiten Modus betrieben werden, in dem das TVD einen Torque-Vectoring-Ausgang produziert.
Weitere TVDs nutzen zwei Elektromotoren mit einem Motor, der für das Antreiben eines offenen Differentials bestimmt ist, und einem zweiten Motor, der bestimmt ist, um Torque-Vectoring zu einem Ausgangselement des offenen Differentials bereitzustellen. Eine solcher Aufbau kann komplex und teuer sein.
Während solche Aufbauten für die Durchführung einer Torque-Vectoring-Funktion wirksam sein können, in der Drehkraft über den Differentialmechanismus von einer Achswelle zu der anderen neu zugeordnet werden kann, sind TVDs dennoch verbesserungsfähig.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres Schutzumfangs oder aller ihrer Merkmale.
In einer Ausgestaltung stellt die vorliegende Lehre ein Verfahren zur Steuerung der Übertragung einer Kraft zu einem Satz Fahrzeugräder bereit. Das Verfahren kann das Bereitstellen eines Antriebsmoduls für ein Antreiben des Satzes Fahrzeugräder aufweisen. Das Antriebsmodul kann in einem Torque-Vectoring-Modus und mindestens einem Vortriebsmodus betreibbar sein. Das Verfahren kann ein Umschalten des Antriebsmoduls zu dem Torque-Vectoring-Modus aufweisen, wenn ein erster Satz Bedingungen erfüllt ist. Das Verfahren kann ein Umschalten des Antriebsmoduls zu einem der Vortriebsmodi aufweisen, wenn ein zweiter Satz Bedingungen erfüllt ist. Das Verfahren kann ein Umschalten des Antriebsmoduls zu einem der Vortriebsmodi aufweisen, wenn ein dritter Satz Bedingungen erfüllt ist. Der erste Satz Bedingungen kann aufweisen: ein Drehmoment, das von einem Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird, das geringer oder gleich einem ersten vorbestimmten Anforderungsschwellenwert ist; und eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die größer oder gleich einem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist. Der zweite Satz Bedingungen kann aufweisen: die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist geringer als ein zweiter vorbestimmter Geschwindigkeitsschwellenwert; und eine seitliche Instabilität des Fahrzeugs ist geringer oder gleich einem vorbestimmten Instabilitätsschwellenwert. Der dritte Satz Bedingungen kann aufweisen: das Drehmoment, das von dem Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird, ist größer als ein zweiter vorbestimmter Anforderungsschwellenwert.
In einer weiteren Ausgestaltung stellt die vorliegende Lehre des Weiteren eine Steuereinheit für ein Antriebsmodul bereit, das in einer Vielzahl Modi betreibbar ist, um ein Paar Fahrzeugräder anzutreiben. Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, um ein Drehmoment, das durch einen Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird, eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs und ein Niveau an Instabilität des Fahrzeugs zu ermitteln. Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, um das Antriebsmodul zu einem Torque-Vectoring-Modus umzuschalten, wenn ein erster Satz Bedingungen erfüllt ist. Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, um das Antriebsmodul zu einem Vortriebsmodus umzuschalten, wenn entweder ein zweiter Satz Bedingungen erfüllt ist oder ein dritter Satz Bedingungen erfüllt ist. Der erste Satz Bedingungen kann aufweisen: ein Drehmoment, das von einem Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird, das geringer oder gleich einem ersten vorbestimmten Anforderungsschwellenwert ist; und eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die größer oder gleich einem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist. Der zweite Satz Bedingungen kann aufweisen: die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist geringer als ein zweiter vorbestimmter Geschwindigkeitsschwellenwert; und eine seitliche Instabilität des Fahrzeugs ist geringer oder gleich einem vorbestimmten Instabilitätsschwellenwert. Der dritte Satz Bedingungen kann aufweisen: das Drehmoment, das von dem Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird, ist größer als ein zweiter vorbestimmter Anforderungsschwellenwert.
Die vorliegende Lehre stellt des Weiteren ein Antriebsmodul bereit, einschließlich eines Motors, eines Eingangselements, einer Differentialbaugruppe, eines Getriebes, eines schaltbaren Elements, eines Aktuators und eines Steuermoduls. Das Eingangselement kann durch den Motor angetrieben sein. Die Differentialbaugruppe kann einen Differentialträger und einen ersten und zweiten Differentialausgang haben, die in dem Differentialträger aufgenommen sein können. Das Getriebe kann von dem Eingangselement Drehkraft aufnehmen. Das schaltbare Element kann axial zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung beweglich sein. Die Positionierung des schaltbaren Elements in der ersten Stellung kann das Getriebe an die Differentialbaugruppe koppeln, um einen Torque-Vectoring-Modus herzustellen, in dem das Getriebe ein gleiches, aber entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment auf den ersten und zweiten Differentialausgang anwendet. Die Positionierung des schaltbaren Elements in der zweiten Stellung kann das Getriebe an die Differentialbaugruppe koppeln und kann den Differentialträger direkt antreiben. Der Aktuator kann an das schaltbare Element gekoppelt sein und kann konfiguriert sein, um das schaltbare Element zwischen der ersten und zweiten Stellung axial zu bewegen. Das Steuermodul kann konfiguriert sein, um den Aktuator zu steuern, um das schaltbare Element zu der ersten Stellung zu bewegen, wenn ein erster Satz Bedingungen erfüllt ist. Das Steuermodul kann konfiguriert sein, um den Aktuator zu steuern, um das schaltbare Element zu der zweiten Stellung zu bewegen, wenn eine Bedingung eines zweiten Satzes Bedingungen erfüllt ist oder ein dritter Satz Bedingungen erfüllt ist. Der erste Satz Bedingungen kann aufweisen: ein Drehmoment, das von einem Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird, das geringer oder gleich einem ersten vorbestimmten Anforderungsschwellenwert ist; und eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die größer oder gleich einem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist. Der zweite Satz Bedingungen kann aufweisen: die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist geringer als ein zweiter vorbestimmter Geschwindigkeitsschwellenwert; und eine seitliche Instabilität des Fahrzeugs ist geringer oder gleich einem vorbestimmten Instabilitätsschwellenwert. Der dritte Satz Bedingungen kann aufweisen: das Drehmoment, das von dem Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird, ist größer als ein zweiter vorbestimmter Anforderungsschwellenwert.
Weitere Anwendungsbereiche werden durch die hierin bereitgestellten Beschreibungen ersichtlich. Die Beschreibung und die besonderen Beispiele in dieser Zusammenfassung sind nur zu Veranschaulichungszwecken gedacht und sind nicht als Einschränkung des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung gedacht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zum Zweck der Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglichen Umsetzungen und sind nicht zur Einschränkung des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung gedacht.
1 veranschaulicht diagrammmäßig eine Schnittansicht eines Antriebsmoduls, einschließlich eines Antriebsmechanismus für eine Drehmomentverteilung, der gemäß einer ersten Ausführungsform in mehreren Modi betreibbar ist;
2 veranschaulicht diagrammmäßig eine Schnittansicht eines Antriebsmoduls, einschließlich eines Antriebsmechanismus für eine Drehmomentverteilung, der gemäß einer zweiten Ausführungsform in mehreren Modi betreibbar ist;
3 ist eine Längsschnittansicht eines Teils eines Antriebsmoduls, einschließlich eines Antriebsmechanismus für eine Drehmomentverteilung, der gemäß einer dritten Ausführungsform in mehreren Modi betreibbar ist;
4 ist ein vergrößerter Teil von 3;
5 ist ein Diagramm einer ersten Logikroutine für ein Umschalten zwischen Modi eines Antriebsmechanismus für eine Drehmomentverteilung, wie z.B. in den 1 bis 4 dargestellt; und
6 ist ein Diagramm einer zweiten Logikroutine für ein Umschalten zwischen Modi eines Antriebsmechanismus für eine Drehmomentverteilung, wie z.B. in 2 dargestellt.
Entsprechende Bezugszahlen bezeichnen entsprechende Teile in allen Ansichten der Zeichnungen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Mit Bezug auf 1 wird eine Achsbaugruppe (z.B. ein Antriebsmodul), die entsprechend der Lehre der vorliegenden Offenbarung aufgebaut, allgemein durch die Bezugszahl 10 bezeichnet. Als Beispiel kann die Achsbaugruppe 10 in Übereinstimmung mit US-Patent Nr. 8 663 051 oder in Übereinstimmung mit US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2014/0364264 aufgebaut sein, deren Offenbarungen hiermit so durch Verweis einbezogen werden. Die Achsbaugruppe 10 könnte beispielsweise eine Vorderachsbaugruppe oder eine Hinterachsbaugruppe eines Fahrzeugs 12 sein. Die Achsbaugruppe 10 kann einen Antriebsmechanismus für eine Drehmomentverteilung 14a, ein erstes Ausgangselement 16, ein zweites Ausgangselement 18, ein linkes Rad 20 und ein rechtes Rad 22 aufweisen. Der Antriebsmechanismus 14a kann zum Übertragen von Drehmoment an das erste Ausgangselement 16 und das zweite Ausgangselement 18 verwendet werden, die in dem vorliegenden Beispiel jeweils als erste und zweite Achswelle veranschaulicht werden. Das erste Ausgangselement 16 kann z.B. an das linke Rad 20 gekoppelt sein und das zweite Ausgangselement 18 kann an das rechte Rad 22 der Achsbaugruppe 10 gekoppelt sein. Insbesondere und wie nachfolgend weiter erklärt, kann der Antriebsmechanismus 14a in einer Vielzahl Betriebsmodi selektiv betreibbar sein, einschließlich eines Torque-Vectoring-Modus, eines Vortriebsmodus (d.h. Antriebs- oder gleichwertigem Drehmoment-Modus) und eines neutralen Modus, wobei der Torque-Vectoring-Modus verwendet werden kann, um eine Drehmomentdifferenz zwischen dem ersten und zweiten Ausgangselement 16 und 18 zu verursachen.
Der Antriebsmechanismus für eine Drehmomentverteilung 14a kann ein Doppel-Planetengetriebe 30, ein Antriebselement 32, eine Leistungsspeichervorrichtung 34 und eine Differentialbaugruppe 36 umfassen. Der Antriebsmechanismus 14a kann auch einen Aktuator 150, eine Steuereinheit oder ein Steuermodul 210 und eine Vielzahl Fühler 214, 216, 218, 220, 222 aufweisen.
Das Doppel-Planetengetriebe 30 kann in Bezug auf das erste und zweite Ausgangselement 16 und 18 und/oder die Differentialbaugruppe 36 koaxial angebracht sein. Das Doppel-Planetengetriebe 30 kann ein erstes Planetengetriebe 40 und ein zweites Planetengetriebe 42 umfassen. Das erste und zweite Planetengetriebe 40 und 42 können identische Getriebeübersetzungen haben und können so aufgebaut sein, dass eine oder mehrere der Komponenten des ersten Planetengetriebes 40 mit (einer) dazugehörigen Komponente/n des zweiten Planetengetriebes 42 austauschbar ist/sind.
Das erste Planetengetriebe 40 kann ein erstes Sonnenrad 50, eine Vielzahl erster Planetenräder 52, ein erstes Hohlrad 54 und einen ersten Planetenträger 56 umfassen. Das erste Sonnenrad 50 kann eine allgemeine Hohlstruktur sein, die konzentrisch um das erste Ausgangselement 16 angebracht sein kann. Die ersten Planetenräder 52 können umlaufend getrennt voneinander um das erste Sonnenrad 50 angeordnet sein, sodass Zähne der ersten Planetenräder 52 mit Zähnen des ersten Sonnenrads 50 kämmend in Eingriff stehen. Desgleichen kann das erste Hohlrad 54 konzentrisch um die ersten Planetenräder 52 angeordnet sein, sodass die Zähne der ersten Planetenräder 52 mit Zähnen an dem ersten Hohlrad 54 kämmend in Eingriff stehen. Das erste Hohlrad 54 kann drehbar in einem Getriebegehäuse 58 angeordnet sein, das nicht-drehbar an ein Differentialgehäuse 60 gekoppelt sein kann, das die Differentialbaugruppe 36 beherbergt. Der erste Planetenträger 56 kann einen ersten Trägerkörper 62 und eine Vielzahl erster Stifte 64 aufweisen, die fest an den ersten Trägerkörper 62 gekoppelt sein können. Der erste Trägerkörper 62 kann an das erste Ausgangselement 16 gekoppelt sein, sodass der erste Trägerkörper 62 und das erste Ausgangselement 16 sich zusammen drehen. Alle geeigneten Mittel können eingesetzt werden, um den ersten Trägerkörper 62 an das erste Ausgangselement 16 zu koppeln, einschließlich Schweißnähten und ineinandergreifenden Zähnen oder Keilzähnen. Jeder der ersten Stifte 64 kann in einem dazugehörigen der ersten Planetenräder 52 aufgenommen sein und kann das dazugehörige der ersten Planetenräder 52 für eine Drehung um eine Längsachse des ersten Stifts 64 lagern.
Das zweite Planetengetriebe 42 kann ein zweites Sonnenrad 70, eine Vielzahl zweiter Planetenräder 72, ein zweites Hohlrad 74 und einen zweiten Planetenträger 76 umfassen. Das zweite Sonnenrad 70 kann eine allgemeine Hohlstruktur sein, die konzentrisch um das erste Ausgangselement 16 angebracht sein kann. Das zweite Sonnenrad 70 kann nicht-drehbar an das erste Sonnenrad 50 gekoppelt sein (z.B. können das erste und zweite Sonnenrad 50 und 70 integral und einheitlich geformt sein). Die zweiten Planetenräder 72 können in Umfangsrichtung getrennt voneinander um das zweite Sonnenrad 70 angeordnet sein, sodass die Zähne an den zweiten Planetenrädern mit Zähnen des zweiten Sonnenrads 70 kämmend in Eingriff stehen. Das zweite Hohlrad 74 kann konzentrisch um die zweiten Planetenräder 72 angeordnet sein, sodass die Zähne der zweiten Planetenräder 72 mit Zähnen an dem zweiten Hohlrad 74 kämmend in Eingriff stehen. Das zweite Hohlrad 74 kann nicht-drehbar an das Getriebegehäuse 58 gekoppelt sein. Der zweite Planetenträger 76 kann einen zweiten Trägerkörper 82 und eine Vielzahl zweiter Stifte 84 aufweisen, die fest an den zweiten Trägerkörper 82 gekoppelt sein können. Der zweite Trägerkörper 82 kann an ein Gehäuse oder einen Differentialträger 83 der Differentialbaugruppe 36 gekoppelt sein, sodass der zweite Trägerkörper 82 und der Differentialträger 83 sich zusammen drehen. Jeder der zweiten Stifte 84 kann in einem dazugehörigen der zweiten Planetenräder 72 aufgenommen sein und kann das dazugehörige der zweiten Planetenräder 72 für eine Drehung um eine Längsachse des zweiten Stifts 84 lagern.
Das erste und zweite Planetengetriebe 40 und 42 können um eine gemeinsame Längsachse zusammen ausgerichtet sein (d.h. eine Achse, die sich durch das erste und zweite Sonnenrad 50 und 70 erstrecken kann) und können entlang der gemeinsamen Längsachse 85 axial zueinander versetzt sein.
Das Antriebselement 32 kann jedes Mittel zum Bereitstellen von Drehkrafteingang an das Doppel-Planetengetriebe 30 sein, wie z.B. ein elektrischer oder hydraulischer Motor, und kann eingesetzt werden, um ein Eingangselement 86 anzutreiben, das Drehkraft an einen Getriebeeingang des ersten Planetengetriebes 40 überträgt. In dem bereitgestellten Beispiel ist das Antriebselement 32 ein Elektromotor, der elektrisch an die Leistungsspeichervorrichtung 34 gekoppelt und konfiguriert ist, um elektrische Energie davon aufzunehmen. Die Leistungsspeichervorrichtung 34 kann jede geeignete Art von elektrischer Speichervorrichtung sein, wie z.B. eine Batterie, ein Kondensator, ein Superkondensator oder eine Vielzahl oder eine Kombination davon. In dem bereitgestellten Beispiel ist das Eingangselement 86 relativ zu dem ersten Hohlrad 54 drehbar und weist eine Vielzahl Zähne auf, die mit Zähnen eines Untersetzungsgetriebes 88 kämmend in Eingriff stehen, das auf einer Abtriebswelle 90 des Antriebselements 32 angebracht ist. Das Eingangselement 86 kann ein Kronrad umfassen, das drehbar um das erste Ausgangselement 16 und das erste Planetengetriebe 40 angebracht sein kann.
Der Aktuator 150 kann eingesetzt werden, um den Betriebszustand des Antriebsmechanismus 14a zu steuern. Der Aktuator 150 kann eine Schaltmuffe 152 aufweisen, die den Getriebeeingang des ersten Planetengetriebes 40 bilden kann. Die Schaltmuffe 152 kann eine gezahnte Außenfläche 154, die nicht-drehbar, aber axial verschiebbar mit einer passend gezahnten Innenfläche 156 des Eingangselements 86 eingreift, einen Satz erster, innen liegender Zähne 160, die mit entsprechenden Zähnen 162 passend eingreifen können, die an dem ersten Hohlrad 54 geformt sind, und einen Satz zweiter, innen liegender Zähne 164 haben, die mit entsprechenden Zähnen 166 passend eingreifen können, die an dem zweiten Planetenträger 76 geformt sind.
Das Steuermodul 210 kann konfiguriert sein, um den Betrieb des Aktuators 150 zu steuern, wie nachfolgend beschrieben werden wird. Das Steuermodul 210 kann jede geeignete Art von Steuerung sein, wie beispielsweise eine Steuereinheit des Fahrzeugs 12 oder eine separate Steuereinheit. Das Steuermodul 210 kann ein von einem Computer lesbares Medium oder einen Speicherschaltkreis (nicht besonders dargestellt) aufweisen oder in Kommunikation mit diesem sein, um Programme und/oder Informationen für die Verwendung durch das Steuermodul 210 zu speichern. Das Steuermodul 210 kann elektrisch an den Aktuator 150 und die Fühler 214, 216, 218, 220, 222 gekoppelt sein. Das Steuermodul 210 kann konfiguriert sein, um Signale von den Fühlern 214, 216, 218, 220, 222 und dem Aktuator 150 aufzunehmen und Steuersignale zu senden, um den Aktuator 150 zu veranlassen, die Stellung der Schaltmuffe 152 anzupassen.
Die Fühler 214, 216, 218, 220, 222 können jede geeignete Art von Fühlern für ein Erkennen oder Messen von Bedingungen oder Parametern des Fahrzeugs 12 oder der Umgebung sein, in dem das Fahrzeug 12 betrieben wird, wie beispielsweise Beschleunigungsfühler, Drehzahlfühler, Näherungsfühler, GPS-Vorrichtungen, Drehfühler, Drehmomentfühler, Temperaturfühler oder Wetterfühler. Der Fühler 214 kann an das Antriebselement 32 oder an jede geeignete Komponente gekoppelt sein, um das tatsächliche, durch den Antriebsmechanismus 14a ausgegebene Drehmoment (T) zu messen. Der Fühler 216 kann elektrisch an die Leistungsspeichervorrichtung 34 gekoppelt und konfiguriert sein, um die verfügbare Systemenergie (E) in der Leistungsspeichervorrichtung 34 zu messen. Der Fühler 216 kann z.B. konfiguriert sein, um die Spannung der Leistungsspeichervorrichtung 34 zu messen.
Der Fühler 218 kann an eine Drosselklappensteuerung (nicht dargestellt, z.B. ein Fahrpedal) oder jede andere Komponente gekoppelt sein, die zum Messen des durch den Fahrer angeforderten Drehmoments (τ) geeignet ist. In dem bereitgestellten Beispiel kann der Fühler 218 die Stellung der Drosselklappensteuerung messen. Die Stellung der Drosselklappensteuerung kann physikalisch gemessen werden, wie beispielsweise mit Stellungsfühlern, oder kann von einer elektrischen Messung ermittelt werden, wie beispielsweise der Spannungsausgabe einer elektronischen (Drive-by-Wire)-Drosselklappensteuerung. Der Fühler 220 kann konfiguriert sein, um die Längsgeschwindigkeit (v) des Fahrzeugs 12 zu messen. Die Längsgeschwindigkeit (v) kann unter Verwendung jeder konventionellen Methode gemessen werden, wie beispielsweise durch Drehungen eines kalibrierten Teils, GPS-, Radar- oder Laser-Messungen.
Der Fühler 222 kann konfiguriert sein, um die seitliche Instabilität (s) des Fahrzeugs zu messen. In dem bereitgestellten Beispiel kann die seitliche Instabilität (s) ein Wert sein, der von plus eins (+1) bis minus eins (–1) reicht, obwohl andere Bereiche oder Verfahren zur Ermittlung der Instabilität verwendet werden können. Wenn die seitliche Instabilität (s) null (0) ist, kann das Fahrzeug 12 vollständig stabil sein (z.B. erfährt es weder Untersteuern noch Übersteuern). Wenn das Fahrzeug 12 Untersteuern erfährt, kann die seitliche Instabilität (s) eine positive Zahl sein (z.B. zwischen null und plus eins), wobei plus eins maximales Untersteuern angibt. Wenn das Fahrzeug 12 Übersteuern erfährt, kann die seitliche Instabilität (s) eine negative Zahl sein (z.B. zwischen null und minus eins), wobei minus eins maximales Übersteuern angibt.
Es versteht sich, dass zusätzliche Fühler (nicht dargestellt) verwendet werden können, um weitere Parameter zu messen. Das Steuermodul 210 kann auch konfiguriert sein, um zusätzliche Werte auf Grundlage der gemessenen Werte zu berechnen. Das Steuermodul 210 kann konfiguriert sein, um diese gemessenen oder berechneten Werte mit Bezugs- oder Schwellenwerten in einer Weise zu vergleichen, die nachfolgend erörtert werden wird.
Die Bezugs- oder Schwellenwerte können einen ersten oder Hochgeschwindigkeitsschwellenwert (v_1), einen zweiten oder Niedriggeschwindigkeitsschwellenwert (v_2), einen Traktionsmomentschwellenwert (T_1), einen Systemenergieschwellenwert (E_1), einen ersten oder niedrigen Anforderungsschwellenwert (τ_1), einen zweiten oder hohen Anforderungsschwellenwert (τ_2) und einen seitlichen Instabilitätsschwellenwert (s_1) aufweisen.
Der Hochgeschwindigkeitsschwellenwert (v_1) kann ein abhängig von dem Fahrzeug 12 kalibrierter Wert sein. Der Hochgeschwindigkeitsschwellenwert (v_1) kann ein Wert sein, sodass, wenn das Fahrzeug 12 sich mit Geschwindigkeiten bewegt, die größer oder gleich dem Hochgeschwindigkeitsschwellenwert (v_1) sind, das Fahrzeug 12 als mit hoher Geschwindigkeit betrieben betrachtet wird. In dem bereitgestellten Beispiel kann der Hochgeschwindigkeitsschwellenwert (v_1) neun Meter pro Sekunde (9 m/s) sein, obwohl andere Werte verwendet werden können. Der Wert des Hochgeschwindigkeitsschwellenwerts (v_1) kann auch von einer Bedingung außerhalb des Fahrzeugs 12 abhängig sein, wie z.B. Umgebungstemperatur oder Wetterbedingungen. Wenn die Umgebungstemperatur zum Beispiel unter einer bestimmten Temperatur ist, oder falls Regen oder Schnee erkannt wird, kann der Hochgeschwindigkeitsschwellenwert (v_1) einen anderen (z.B. niedrigeren) Wert haben.
Der Niedriggeschwindigkeitsschwellenwert (v_2) kann ein abhängig von dem Fahrzeug 12 kalibrierter Wert sein. Der Niedriggeschwindigkeitsschwellenwert (v_2) kann ein Wert sein, der geringer oder gleich dem Hochgeschwindigkeitsschwellenwert (v_1) ist. Der Niedriggeschwindigkeitsschwellenwert (v_2) kann ein Wert sein, sodass, wenn das Fahrzeug 12 sich mit Geschwindigkeiten bewegt, die geringer oder gleich dem Niedriggeschwindigkeitsschwellenwert (v_2) sind, das Fahrzeug 12 als mit niedriger Geschwindigkeit betrieben betrachtet wird. In dem bereitgestellten Beispiel kann der Niedriggeschwindigkeitsschwellenwert (v_2) sieben Meter pro Sekunde (7 m/s) sein, obwohl andere Werte verwendet werden können. Der Wert des Niedriggeschwindigkeitsschwellenwerts (v_2) kann auch von einer Bedingung außerhalb des Fahrzeugs 12 abhängig sein, wie z.B. einer Umgebungstemperatur oder Wetterbedingungen. Wenn die Umgebungstemperatur zum Beispiel unter einer bestimmten Temperatur ist, oder falls Regen oder Schnee erkannt wird, kann der Niedriggeschwindigkeitsschwellenwert (v_2) ein anderer (z.B. höherer) Wert sein.
Der Traktionsmomentschwellenwert (T_1) kann ein abhängig von dem Fahrzeug 12 kalibrierter Wert sein. Der Traktionsmomentschwellenwert (T_1) kann ein Wert sein, sodass, wenn das durch den Antriebsmechanismus 14a produzierte Drehmoment (und/oder das durch den Antriebsmechanismus 14a von der Verbrennungsmaschine 120 oder einer Kombination davon aufgenommene Drehmoment) größer als der Traktionsmomentschwellenwert (T_1) ist, ein Umschalten der Modi des Antriebsmechanismus 14a nicht wünschenswert wäre. Der Traktionsmomentschwellenwert (T_1) kann eingestellt werden, um Unannehmlichkeiten für Insassen des Fahrzeugs 12 während des Umschaltens der Modi zu minimieren, oder um Schaden an Komponenten des Antriebsmechanismus 14a zu verhindern.
Der Systemenergieschwellenwert (E_1) kann ein abhängig von dem Fahrzeug 12 kalibrierter Wert sein. Unter einigen Bedingungen kann ein Betreiben im Vortriebsmodus mehr elektrische Leistung ziehen, als in dem Torque-Vectoring-Modus. Entsprechend kann der Systemenergieschwellenwert (E_1) ein Wert sein, sodass, wenn die für den Antriebsmechanismus 14a (z.B. von der Leistungsspeichervorrichtung 34) verfügbare elektrische Energie größer oder gleich dem Systemenergieschwellenwert (E_1) ist, der Betrag an verfügbarer Energie für den Betrieb in dem Vortriebsmodus als ausreichend betrachtet werden kann. In dem bereitgestellten Beispiel kann der Systemenergieschwellenwert (E_1) fünfundvierzig Prozent (45 %) der vollständigen Ladung der Leistungsspeichervorrichtung 34 sein, obwohl andere Werte verwendet werden können.
Der niedrige Anforderungsschwellenwert (τ_1) kann ein abhängig von dem Fahrzeug 12 kalibrierter Wert sein. Der niedrige Anforderungsschwellenwert (τ_1) kann ein Wert sein, sodass, falls die Fahreranforderung nach Drehmoment geringer oder gleich dem niedrigen Anforderungsschwellenwert (τ_1) ist, der angeforderte Drehmomentbetrag als ein niedriger Drehmomentbetrag betrachtet wird. In dem bereitgestellten Beispiel wird, falls der Fahrer weniger oder gleich fünfundvierzig Prozent (45 %) der maximalen Drosselklappenstellung (z.B. durch Herunterdrücken des Fahrpedals zu einer entsprechenden Stellung) verlangt, das angeforderte Drehmoment (τ) als niedrig betrachtet, obwohl andere Werte verwendet werden können. Der Wert des niedrigen Anforderungsschwellenwerts (τ_1) kann auch von einer Bedingung außerhalb des Fahrzeugs 12 abhängig sein, wie z.B. einer Umgebungstemperatur oder Wetterbedingungen. Wenn die Umgebungstemperatur zum Beispiel unter einer bestimmten Temperatur ist, oder falls Regen oder Schnee erkannt wird, kann der niedrige Anforderungsschwellenwert (τ_1) ein anderer (z.B. höherer) Wert sein.
Der hohe Anforderungsschwellenwert (τ_2) kann ein abhängig von dem Fahrzeug 12 kalibrierter Wert sein. Der hohe Anforderungsschwellenwert (τ_2) kann ein Wert sein, der größer oder gleich dem niedrigen Anforderungsschwellenwert (v_1) ist. Der hohe Anforderungsschwellenwert (τ_2) kann ein Wert sein, sodass, falls die Fahreranforderung nach Drehmoment größer oder gleich dem hohen Anforderungsschwellenwert (τ_2) ist, der angeforderte Drehmomentbetrag als ein hoher Drehmomentbetrag betrachtet wird. In dem bereitgestellten Beispiel wird, falls der Fahrer mehr oder gleich sechzig Prozent (60 %) der maximalen Drosselklappenstellung (z.B. durch Herunterdrücken des Fahrpedals zu einer entsprechenden Stellung) verlangt, das angeforderte Drehmoment (τ) als hoch betrachtet, obwohl andere Werte verwendet werden können. Der Wert des hohen Anforderungsschwellenwerts (τ_2) kann auch von einer Bedingung außerhalb des Fahrzeugs 12 abhängig sein, wie z.B. einer Umgebungstemperatur oder Wetterbedingungen. Wenn die Umgebungstemperatur zum Beispiel unter einer bestimmten Temperatur ist, oder falls Regen oder Schnee erkannt wird, kann der hohe Anforderungsschwellenwert (τ_2) ein anderer (z.B. höherer) Wert sein.
Der seitliche Instabilitätsschwellenwert (s_1) kann ein abhängig von dem Fahrzeug 12 kalibrierter Wert sein. Der seitliche Instabilitätsschwellenwert (s_1) kann ein Wert sein, sodass, falls das Fahrzeug 12 eine seitliche Instabilität (s) hat, die eine Größenordnung hat, die geringer oder gleich dem seitlichen Instabilitätsschwellenwert (s_1) (z.B. |s| ≤ s_1) ist, das Fahrzeug 12 als ausreichend stabil betrachtet wird. Ein positiver (z.B. Untersteuern) oder negativer (z.B. Übersteuern) Instabilitätswert (s) einer Größenordnung geringer oder gleich dem Instabilitätsschwellenwert (s_1) kann zum Beispiel als ausreichend stabil betrachtet werden. Alternativ kann ein Wertebereich verwendet werden. Falls die seitliche Instabilität (s) größer oder gleich einem Übersteuerschwellenwert (s_2) und geringer oder gleich einem Untersteuerschwellenwert (s_3) (z.B. s_2 ≥ s ≤ s_3) ist, kann das Fahrzeug 12 als ausreichend stabil betrachtet werden. In solch einem Beispiel können der Betrag an Übersteuern und der Betrag an Untersteuern, die für Instabilität kennzeichnend sind, verschiedene Größenordnungen haben.
Zusätzlich zu dem Differentialgehäuse 60 und dem Differentialträger 83 kann die Differentialbaugruppe 36 ein Mittel zum Übertragen von Drehkraft von dem Differentialträger 83 an das erste und zweite Ausgangselement 16 und 18 aufweisen. Das Mittel zum Übertragen von Drehkraft kann einen ersten Differentialausgang 100 und einen zweiten Differentialausgang 102 aufweisen. In dem bereitgestellten besonderen Beispiel umfasst das Mittel zum Übertragen von Drehkraft ein Differentialgetriebe 104, das in dem Differentialträger 83 beherbergt wird, und das ein erstes Seitenkegelrad 106, ein zweites Seitenkegelrad 108, einen Querstift 110 und eine Vielzahl Ausgleichskegelräder 112 hat. Das erste und zweite Seitenkegelrad 106 und 108 können drehbar um eine Drehachse des Differentialträgers 83 angeordnet sein und können jeweils das erste oder zweite Ausgangselement 100 und 102 umfassen. Das erste Ausgangselement 16 kann an das erste Seitenkegelrad 106 für eine gemeinsame Drehung gekoppelt sein, während das zweite Ausgangselement 18 an das zweite Seitenkegelrad 108 für eine gemeinsame Drehung gekoppelt sein kann. Der Querstift 110 kann allgemein senkrecht zu der Drehachse des Differentialträgers 83 an dem Differentialträger 83 angebracht sein. Die Ausgleichskegelräder 112 können drehbar an dem Querstift 110 angebracht sein und können mit dem ersten und zweiten Seitenkegelrad 106 und 108 in Eingriff stehen.
Während die Differentialbaugruppe 36 als Kegelritzel und Seitenkegelräder einsetzend veranschaulicht wird, versteht es sich, dass anderen Arten von Differentialmechanismen eingesetzt werden könnten, einschließlich Differentialmechanismen, die spiralförmige Ausgleichs- und Seitenkegelräder oder Planetengetriebe einsetzen.
Optional kann die Differentialbaugruppe 36 an einen Haupt- oder Primärantrieb des Fahrzeugs 12 gekoppelt sein. In dem bereitgestellten besonderen Beispiel umfasst der Primärantrieb des Fahrzeugs eine Verbrennungsmaschine 120, die eingesetzt wird, um die Differentialbaugruppe 36 anzutreiben. In dieser Hinsicht kann von der Verbrennungsmaschine 120 produzierte Drehkraft in einer herkömmlichen Weise an den Differentialträger 83 übertragen werden, um das erste und zweite Ausgangselement 16 und 18 anzutreiben (d.h. über den Differentialträger 83 und das Differentialgetriebe 104). Auf diese Weise kann das Antriebselement 32 als eine Ergänzung zu dem Primärantrieb des Fahrzeugs 12 dienen, sodass, wenn gleichzeitig ein zusätzliches Drehmoment durch das Antriebselement 32 verursacht wird, das zusätzliche Drehmoment auf dem ersten und zweiten Ausgangsdrehmoment überlagert wird, die durch den Primärantrieb induziert werden, wie im Folgenden weiter erläutert wird.
In dem Torque-Vectoring-Modus kann die Schaltmuffe 152 in einer ersten Stellung positioniert sein, um das Eingangselement 86 an das erste Hohlrad 54 (über einen Eingriff des Satzes erster, innen liegender Zähne 160 mit den Zähnen 162 an dem ersten Hohlrad 54) gekoppelt werden, sodass das Eingangselement 86, die Schaltmuffe 152 und das erste Hohlrad 54 sich zusammen drehen. Es versteht sich, dass der Satz zweiter, innen liegender Zähne 164 von den Zähnen 166 an dem zweiten Planetenträger 76 gelöst sein kann, wenn die Schaltmuffe 152 in der ersten Stellung ist.
In der ersten Stellung kann das Antriebselement 32 selektiv aktiviert werden. Wenn das Antriebselement 32 aktiviert wird (d.h. wenn die Abtriebswelle 90 des Antriebselements 32 sich in dem bereitgestellten Beispiel dreht), können das Antriebselement 32, das Untersetzungsgetriebe 88, das Eingangselement 86 und die Schaltmuffe 152 zusammenarbeiten, um Drehkraft auf das erste Hohlrad 54 des ersten Planetengetriebes 40 aufzubringen. Die durch das erste Hohlrad 54 aufgenommene Drehkraft wird über die ersten Planetenräder 52 und den ersten Planetenträger 56 an das erste Ausgangselement 16 übertragen, während ein entgegengesetzter Rückdruck auf das erste Sonnenrad 50 aufbracht wird, sodass das erste Sonnenrad 50 sich in eine Richtung dreht, die entgegengesetzt zu dem ersten Planetenträger 56 ist. Eine Drehung des ersten Sonnenrads 50 verursacht eine entsprechende Drehung des zweiten Sonnenrads 70, um dadurch die zweiten Planetenräder 72 anzutreiben. Weil das zweite Hohlrad 74 drehend an dem Getriebegehäuse 58 befestigt ist, verursacht eine Drehung der zweiten Planetenräder 72 eine Drehung des zweiten Planetenträgers 76 in eine Richtung, die entgegengesetzt zu der Drehrichtung des ersten Planetenträgers 56 ist. Entsprechend ist die Größe der Drehkraft (d.h. des Drehmoments), die von dem zweiten Planetenträger 76 an den Differentialträger 83 (und durch die Differentialbaugruppe 36 an das zweite Ausgangselement 18) übertragen wird, gleich, aber entgegengesetzt zu der Größe der Drehkraft (d.h. des Drehmoments), die von dem ersten Planetenträger 56 an das erste Ausgangselement 16 übertragen wird.
Somit ist infolgedessen das jeweilige durch das Antriebselement 32 an dem ersten und zweiten Ausgangselement 16 und 18 induzierte Drehmoment entgegengerichtet. Darüber hinaus ist, da das erste und zweite Planetengetriebe 40 und 42 über die Differentialbaugruppe 36 betreibbar gekoppelt sind, die Größe des induzierten Drehmoments an dem ersten und zweiten Ausgangselement 16 und 18 im Wesentlichen gleich. Falls zum Beispiel ein positiv gerichtetes Drehmoment an das erste Ausgangselement 16 (über Drehung der Abtriebswelle 90 des Antriebselements 32 in einer ersten Drehrichtung) übertragen wird, wird ein gleiches negatives Drehmoment an das zweite Ausgangselement 18 übertragen. Ähnlich wird, falls ein negativ gerichtetes Drehmoment an das erste Ausgangselement 16 (über Drehung der Abtriebswelle 90 des Antriebselements 32 in einer zweiten Drehrichtung entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung) übertragen wird, ein gleiches positives Drehmoment an das zweite Ausgangselement 18 übertragen. Mit anderen Worten könnte der Antriebsmechanismus 14a eingesetzt werden, um eine Drehmomentdifferenz zwischen dem ersten und zweiten Differentialausgang 100 und 102 zu bewirken, der jeweils an das linke und das rechte Rad 20 und 22 durch jeweils das erste oder zweite Ausgangselement 16 und 18 vermittelt wird.
In Aufbauten, die den optionalen Primärantrieb (d.h. die Verbrennungsmaschine 120 in dem veranschaulichten Beispiel) aufweisen, und bei denen das Antriebselement 32 aktiviert wird, wenn Drehkraft von dem Primärantrieb an die Differentialbaugruppe 36 übertragen wird, wird das von dem Antriebsmechanismus 14a übertragene Drehmoment als ein Versatzdrehmoment wirken, das dem Eingangsmoment überlagert wird, das an die Achsbaugruppe 10 von dem Primärantrieb übertragen wird. Anders ausgedrückt wird das Eingangsmoment von dem Primärantrieb über die Differentialbaugruppe 36 verteilt, sodass ein erstes Antriebsmoment über den ersten Differentialausgang 100 auf das erste Ausgangselement 16 aufgebracht wird und ein zweites Antriebsmoment über den zweiten Differentialausgang 102 auf das zweite Ausgangselement 18 aufgebracht wird, während ein zusätzliches Drehmoment, das durch das Antriebselement 32 induziert wird, über das Doppel-Planetengetriebe 30 verteilt wird, sodass ein erstes Vectoring-Moment auf das erste Ausgangselement 16 aufgebracht wird und ein zweites Vectoring-Moment (das gleich und entgegengesetzt zu dem ersten Vectoring-Moment in dem bereitgestellten Beispiel ist) auf das zweite Ausgangselement 18 (über die Differentialbaugruppe 36) aufgebracht wird. Das reine Drehmoment, das auf das erste Ausgangselement 16 wirkt, ist die Summe des ersten Antriebsmoments und des ersten Vectoring-Moments, während das reine Drehmoment, das auf das zweite Ausgangselement 18 wirkt, die Summe des zweiten Antriebsmoments und des zweiten Vectoring-Moments ist.
Als Beispiel könnte der Antriebsmechanismus 14a ein Drehmoment von dem linken Rad 20 abziehen und ein entsprechendes Drehmoment zu dem rechten Rad 22 hinzufügen, wenn das motorisierte Fahrzeug 12 nach links wendet, und könnte ein Drehmoment von dem rechten Rad 22 abziehen und ein entsprechendes Drehmoment zu dem linken Rad 20 hinzufügen, wenn das motorisierte Fahrzeug 12 nach rechts wendet, um das Kurvenverhalten des Fahrzeugs 12 zu verbessern und seinen Wenderadius zu verringern.
Fachleute verstehen, dass der Aufbau des Doppel-Planetengetriebes 30 verursacht, dass das erste und zweite Sonnenrad 50 und 70 die höchste Drehgeschwindigkeit erfahren, während sich das erste Hohlrad 54 mit einer etwas langsameren Drehgeschwindigkeit dreht, und sich der erste und zweite Planetenträger 56 und 76 mit einer Drehgeschwindigkeit drehen, die langsamer als die des ersten Hohlrads 54 ist. Auf diese Weise kann ein günstiges Übersetzungsverhältnis, wie z.B. ein Übersetzungsverhältnis von ungefähr 1:1,5 bis ungefähr 1:2,0 zwischen dem ersten Hohlrad 54 und dem ersten Ausgangselement 16 erreicht werden. Infolgedessen kann die Größe der Zahnräder des Doppel-Planetengetriebes 30 klein gemacht werden. Der Durchmesser des ersten und zweiten Planetenrads 52 und 72 kann zum Beispiel bis zu ungefähr 30 mm klein sein. Auf diese Weise kann die Größe des Doppel-Planetengetriebes 30 klein sein, und damit könnte der Antriebsmechanismus 14a kompakt und leicht gemacht werden.
Das Antriebselement 32 kann aktiviert werden (z.B. automatisch oder auf einer Bedarfsgrundlage), wenn das Fahrzeug 12 wendet. Beim Geradeausfahren kann das Antriebselement 32 nicht aktiviert sein, um zuzulassen, dass die Räder 20, 22 sich frei drehen, oder in der Konfiguration, in der der optionale Primärantrieb (d.h. Verbrennungsmaschine 120) Drehkraft an die Differentialbaugruppe 36 überträgt, kann das Fahrzeug 12 in einer Vorwärtsrichtung durch die Verbrennungsmaschine 120 angetrieben werden. In einer solchen Situation überträgt die Differentialbaugruppe 36, die das Eingangsdrehmoment von der Verbrennungsmaschine 120 aufnimmt, ein im Wesentlichen gleiches Drehmoment an das erste Ausgangselement 16 und das zweite Ausgangselement 18. Ein im Wesentlichen gleiches Drehmoment wird wiederum an den ersten und zweiten Planetenträger 56 und 76 übertragen, die sich mit einer im Wesentlichen gleichen Drehzahl drehen. Als eine Auswirkung und aufgrund der identischen Planetengetriebe 40 und 42 wird keine Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Hohlrad 54 und 74 sein, was bedeutet, dass fast keine Wirkung oder kein Drehmoment an das erste und zweite Hohlrad 54 und 74 übertragen wird. Mit anderen Worten dreht sich weder das erste Hohlrad 54, noch das zweite Hohlrad 74. Auf diese Weise wird sich die Abtriebswelle 90 des Antriebselements 32 nicht bewegen, und Verluste während des Geradeausfahrens werden auf diese Weise minimiert.
Während das Eingangselement 86 so veranschaulicht und beschrieben wurde, dass es direkt mit dem Untersetzungsgetriebe 88 eingreift, versteht es sich, dass eine oder mehrere Untersetzungsstufen zwischen dem Eingangselement 86 und dem Untersetzungsgetriebe 88 angeordnet sein könnte/n oder dass das Eingangselement 86 direkt durch das Antriebselement 32 angetrieben sein könnte.
In dem Vortriebsmodus kann die Schaltmuffe 152 in einer zweiten Stellung positioniert sein, um das Eingangselement 86 an den zweiten Planetenträger 76 (über einen Eingriff des Satzes zweiter, innen liegender Zähne 164 mit den Zähnen 166 an dem zweiten Planetenträger 76) zu koppeln, sodass die von dem Antriebselement 32 bereitgestellte Drehkraft an dem Differentialträger 83 eingegeben und auf das erste und zweite Ausgangselement 16 und 18 über die Differentialbaugruppe 36 aufgebracht wird. Es versteht sich, dass der Satz erster, innen liegender Zähne 160 an der Schaltmuffe 152 von den Zähnen 162 an dem ersten Hohlrad 54 gelöst sein kann, wenn die Schaltmuffe 152 in der zweiten Stellung ist. Es versteht sich auch, dass die von dem Antriebselement 32 bereitgestellte Drehkraft als Antriebskraft eingesetzt wird, wenn der Antriebsmechanismus 14a in dem Vortriebsmodus betrieben wird, um das Fahrzeug 12 vorwärtszutreiben (oder beim Vorwärtstreiben zu helfen). Es versteht sich auch, dass von dem Antriebselement 32 bereitgestellte Drehkraft, wo der optionale Primärantrieb (d.h. Verbrennungsmaschine 120) eingeschlossen wird und das Antriebselement 14a in dem Vortriebsmodus betrieben wird, das von der Verbrennungsmaschine 120 an den Differentialträger 83 bereitgestellte Drehmoment ergänzt, um beim Vorwärtstreiben des Fahrzeugs 12 zu helfen.
In dem neutralen Modus kann die Schaltmuffe 152 das Eingangselement 86 von dem ersten Hohlrad 54 und dem zweiten Planetenträger 76 lösen, sodass das Eingangselement 86 von dem ersten Planetengetriebe 40, dem zweiten Planetengetriebe 42 und dem Differentialträger 83 gelöst ist. In dem bereitgestellten Beispiel kann die Schaltmuffe 152 in einer dritten Stellung zwischen der ersten und zweiten Stellung positioniert werden, sodass die Sätze erster und zweiter, innen liegender Zähne 160 und 164 axial zwischen den Zähnen 162 an dem ersten Hohlrad 54 und den Zähnen 166 an dem zweiten Planetenträger 76 angeordnet und von diesen gelöst sind. Entsprechend entkoppelt eine Positionierung der Schaltmuffe 152 in der dritten Stellung das Antriebselement 32 von dem ersten Planetengetriebe 40, dem zweiten Planetengetriebe 42 und dem Differentialträger 83.
Mit Bezug auf 2 wird eine weitere Achsbaugruppe (z.B. Antriebsmodul), die gemäß der Lehre der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, allgemein durch die Bezugszahl 10b gekennzeichnet. Die Achsbaugruppe 10b kann der Achsbaugruppe 10 von 1 allgemein ähnlich sein, außer wie hierin festgestellt. In diesem Beispiel umfasst die Achsbaugruppe 10b einen Antriebsmechanismus 14b, der in einer Vielzahl Betriebsmodi selektiv betreibbar ist, einschließlich eines Torque-Vectoring-Modus, eines Vortriebsmodus (Hochgeschwindigkeits-Vortriebs-, Antriebs- oder gleichwertigem Drehmoment-Modus), eines neutralen Modus und eines Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit. Der Antriebsmechanismus für Drehmomentverteilung 14b kann dem Antriebsmechanismus für Drehmomentverteilung 14a von 1 strukturell ähnlich sein, außer dass die Schaltmuffe 152b einen dritten Satz innen liegender Zähne 170 haben kann, die mit den Zähnen 172 eines gezahnten Elements 174 selektiv eingreifen können, das an das erste und zweite Sonnenrad 50 und 70 für gemeinsame Drehung gekoppelt ist. Der Satz dritter, innen liegender Zähne 170 greift mit keiner anderen Struktur ein, wenn der Antriebsmechanismus 14b in dem Torque-Vectoring-, Antriebs- und neutralen Modus betrieben wird, und als solche ist der Betrieb des Antriebsmechanismus 14b im Wesentlichen dem Betrieb des Antriebsmechanismus 14a von 1 in diesen Modi ähnlich.
In dem Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit kann die Schaltmuffe 152b in einer vierten Stellung positioniert sein, um das Eingangselement 86 an das erste und zweite Sonnenrad 50 und 70 (über den Eingriff des Satzes dritter, innen liegender Zähne 170 mit den Zähnen 172 an dem Element 174) zu koppeln, sodass das Eingangselement 86, die Schaltmuffe 152b, das Element 174 und das erste und zweite Sonnenrad 50 und 70 sich zusammen drehen. In diesem Modus wird das zweite Planetengetriebe 42 als eine Untersetzung eingesetzt, die verursacht, dass sich der zweite Planetenträger 76 mit einer Drehzahl dreht, die niedriger als die Drehzahl des zweiten Sonnenrads 70 ist. Es versteht sich, dass die Sätze erster und zweiter, innen liegender Zähne 160 und 164 von den Zähnen 162 an dem ersten Hohlrad 54 und den Zähnen 166 an dem zweiten Planetenträger 76 gelöst sein können, wenn die Schaltmuffe 152b in der vierten Stellung ist.
Fachleute verstehen, dass Drehkraft an unterschiedlichen Stellen in das Doppel-Planetengetriebe 30 eingebracht wird, wenn der Antriebsmechanismus 14b in dem Vortriebsmodus und in dem Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit betrieben wird. In dieser Hinsicht wird Drehkraft an dem zweiten Planetenträger 76 in dem Vortriebsmodus für Hochgeschwindigkeit eingebracht und an dem ersten und zweiten Sonnenrad 50 und 70 in dem Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit eingebracht. Entsprechend versteht es sich, dass der Differentialträger 83 sich mit einer langsameren Drehgeschwindigkeit (bei einer bestimmten Drehzahl der Abtriebswelle 90 des Antriebselements 32) in dem Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit drehen wird, verglichen mit dem Vortriebsmodus für Hochgeschwindigkeit. In dieser Hinsicht verursacht eine Drehung des ersten und zweiten Sonnenrads 50 und 70, wenn der Antriebsmechanismus 14b in dem Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit betrieben wird, eine entsprechende Drehung der zweiten Planetenräder 72, die wiederum die Drehung des zweiten Planetenträgers 76 und des Differentialträgers 83 antreibt. Anders ausgedrückt wird eine Untersetzung zwischen dem Dreheingang (d.h. dem Element 174) und dem Differentialträger 83 vorgesehen, wenn der Antriebsmechanismus 14b in dem Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit betrieben wird, und keine Untersetzung zwischen dem Dreheingang (d.h. dem zweiten Planetenträger 76) und dem Differentialträger 83 wird vorgesehen, wenn der Antriebsmechanismus 14b in dem Vortriebsmodus für Hochgeschwindigkeit betrieben wird.
Die Maße der Schaltmuffe 152 in der axialen Richtung und die Breite und der Abstand mehrerer Sätze Zähne kann ausgewählt sein, sodass höchstens einem der Sätze innen liegender Zähne 160, 164 und 170 erlaubt wird, jeweils mit den entsprechenden Zähnen 162, 166 und 172 gleichzeitig einzugreifen. Zusätzlich oder alternativ können die Teilkreisdurchmesser der ineinandergreifenden Sätze Zähne differentiell dimensioniert sein, um zu erlauben, dass bestimmte Zähne über andere Zähne gleiten, wo ein Eingriff dieser Zähne nicht erwünscht ist. Der Teilkreisdurchmesser des Satzes zweiter, innen liegender Zähne 164 ist zum Beispiel größer als der Teilkreisdurchmesser des Satzes dritter, innen liegender Zähne 170, sodass der Satz zweiter, innen liegender Zähne 164 die Zähne 172 an dem Element 174 axial überfahren kann, das an das erste und zweite Sonnenrad 50 und 70 drehbar gekoppelt ist.
Ähnlich dem Aufbau von 1, wie vorhergehend beschrieben, kann das Schaltelement (z.B. Aktuator 150) die Schaltmuffe 152b umfassen, die drehend an das Kronrad (Eingangselement 86b) gekoppelt ist. Darüber hinaus kann das Schaltelement die sich radial erstreckende Zahnstruktur (zweite, innen liegende Zähne 164) umfassen, die an der Schaltmuffe 152b in einer einwärts gerichteten, radialen Richtung angeordnet ist und die angeordnet ist, um mit der passenden Zahnstruktur (Zähne 166) an der Außenfläche des Differentialträgers 83 einzugreifen. Die Schaltmuffe 152b kann entlang des Kronrads 86b in einer axialen Richtung gleiten. Durch Verschieben der Schaltmuffe 152b in Richtung der Differentialbaugruppe 36 können die zweiten, innen liegenden Zähne 164 der Schaltmuffe 152b mit der passenden Zahnstruktur 166 an dem Differentialträger 83 eingreifen. Auf diese Weise ist der Antriebsmechanismus für eine Drehmomentverteilung 14b in dem Vortriebsmodus für Hochgeschwindigkeit betreibbar. Beim Verschieben der Schaltmuffe 152b weg von der Differentialbaugruppe 36 lösen sich die zweiten, innen liegenden Zähne 164 der Schaltmuffe 152b von den Zähnen 166 an der Außenfläche des Differentialträgers 83. Auf diese Weise wird der Antriebsmechanismus 14b in einem neutralen Modus sein, da er kein Drehmoment an der Differentialbaugruppe 36 induziert.
Ein Vorteil bei diesem Aufbau ist, dass er in einer modularen Weise ausgeformt sein kann. Das heißt, dass der Aufbau als ein Modul geformt sein kann, das einfach zu einem Differential in einem vorhandenen Getriebe hinzugefügt werden kann.
Das Schaltelement oder die Schaltmuffe 152, 152b in jedem der Antriebsmechanismen 14a, 14b können axial durch jeden gewünschten Aktuator 150 bewegt werden, einschließlich konventioneller Schaltgabel-Aktuatoren der Art, die häufig in Verteilergetrieben verwendet werden, oder des Aktuators, der in US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2014/0364264 mit Bezug auf die 4 bis 6 der US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2014/0364264 beschrieben wird. Es versteht sich auch, dass eine oder mehrere Gleichlaufeinrichtungen in der Schaltmuffe 152, 152b eingefügt sein können, um zu erlauben, dass die Schaltmuffe 152, 152b (z.B. über das erste Hohlrad 54 oder den zweiten Planetenträger 76) vor der Aktivierung des Antriebselements 32 angetrieben wird, sodass die Umdrehungsgeschwindigkeit der Schaltmuffe 152, 152b mit der Umdrehungsgeschwindigkeit der Komponente übereinstimmt, an die die Schaltmuffe 152, 152b drehend gekoppelt werden soll.
In den 3 und 4 der Zeichnungen wird ein Teil einer weiteren Achsbaugruppe 10c (z.B. Antriebsmodul) veranschaulicht, der in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist. Die Achsbaugruppe 10c kann einen Antriebsmechanismus für eine Drehmomentverteilung 14c aufweisen, der dem Antriebsmechanismus für eine Drehmomentverteilung 14a von 1 etwas ähnlich ist, außer wie nachstehend dargestellt und beschrieben. In einem Aspekt können das Antriebselement 32c und ein Kupplungsmechanismus 2000 zusammenwirken, um abwechselnd Drehkraft bereitzustellen, die durch die Differentialbaugruppe 36c als Vortriebskraft oder für das Doppel-Planetengetriebe 30 für Torque-Vectoring-Steuerung des ersten und zweiten Ausgangselements 16c und 18c eingesetzt wird.
Das Antriebselement 32c kann jede Art von Motor umfassen, wie z.B. einen Gleichstrom-Elektromotor 2004, und kann eine Abtriebswelle 2006 haben, die selektiv betrieben werden kann, um Drehkraft an ein Untersetzungsgetriebe 2010 bereitzustellen. Das Untersetzungsgetriebe 2010 kann ein erstes Ausgleichskegelrad 2012, das an der Abtriebswelle 2006 für eine gemeinsame Drehung angebracht sein kann, und ein zweites Ausgleichskegelrad 2014 aufweisen, das an einer Zwischenwelle 2016 für eien gemeinsame Drehung angebracht sein kann. Die Zwischenwelle 2016 kann entlang einer Zwischenachse 2020 angeordnet sein, die allgemein parallel zu einer Abtriebswelle 2022 ist, um welche sich die Abtriebswelle 2006 des Motors 2004 dreht. Die Zwischenachse 2020 und die Zwischenachse 2022 können parallel zu einer Achse 2024 sein, um welche sich die Differentialbaugruppe 36c und das erste und zweite Ausgangselement 16c und 18c drehen. In dem bereitgestellten besonderen Beispiel werden die Zwischenachse 2020, die Abtriebswellenachse 2022 und die Achse 2024 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, aber es versteht sich, dass entweder eine oder beide, die Zwischenachse 2024 und die Abtriebswellenachse 2022, anders positioniert sein können. Darüber hinaus versteht es sich, dass eine oder mehrere Achsen 2020 und 2022 von der Achse 2024 räumlich getrennt sein können, sodass eine der Achsen 2020, 2022 und 2024 nicht in einer gemeinsamen Ebene liegen wird. Während das Untersetzungsgetriebe 2010 als mit nur ein Paar Zahnrädern beschrieben und veranschaulicht wurde, versteht es sich, dass das Untersetzungsgetriebe alternativ zusätzliche Zahnräder umfassen kann, die in einem Zahnradgetriebe zwischen dem ersten Ausgleichskegelrad 2012 und dem zweiten Ausgleichskegelrad 2014 angeordnet sein können.
Mit besonderem Bezug auf 4 kann die Zwischenwelle 2016 einen ersten Wellenstummel 2030, einen zweiten Wellenstummel 2032 und einen Antriebsteil 2034 haben, der zwischen dem ersten und zweiten Wellenstummel 2030 und 2032 angeordnet sein kann. Der Antriebsteil 2034 kann eine Vielzahl äußerer Keilzähne oder Zähne haben, die mit einer Vielzahl innen liegender Keilzähne oder Zähne kämmend in Eingriff stehen können, die an einem Antriebselement 2038 geformt sein können. Ein erstes Zwischenausgangszahnrad 2040 kann drehbar auf dem ersten Achshalsteil 2030 aufgenommen sein, und ein zweites Zwischenausgangszahnrad 2042 kann drehbar auf dem zweiten Achshalsteil 2032 aufgenommen sein. Lager 2050 und 2052 können entsprechend zwischen dem ersten und zweiten Achshalsteil 2030 und 2032 und dem ersten und zweiten Zwischenausgangszahnrad 2040 und 2042 aufgenommen sein. Drucklager 2054 können entlang der Länge der Zwischenwelle 2016 an verschiedenen Stellen angeordnet sein, um eine relative Drehung zwischen dem Antriebselement 2038 und dem ersten und zweiten Zwischenausgangszahnrad 2040 und 2042 zu fördern.
Das erste Zwischenausgangszahnrad 2040 kann mit einem Hohlrad 2056 der Differentialbaugruppe 36c kämmend in Eingriff stehen. Das Hohlrad 2056 kann an den Differentialträger 83c für eine gemeinsame Drehung fest gekoppelt sein. Es versteht sich, dass eine Drehung des ersten Zwischenausgangszahnrads 2040 eine entsprechende Drehung des Hohlrads 2056 und des Differentialträgers 83c verursachen kann, und dass eine Drehung des Differentialträgers 83c in ähnlicher Weise eine entsprechende Drehung des ersten Zwischenausgangszahnrads 2040 verursachen kann. Das zweite Zwischenausgangszahnrad 2042 kann mit dem Eingangselement 86c in Eingriff stehen. Das Eingangselement 86c kann integral mit dem ersten Hohlrad 54c geformt sein. Entsprechend kann eine Drehung des zweiten Zwischenausgangszahnrads 2042 eine entsprechende Drehung des Eingangselements 86c und des ersten Hohlrads 54c verursachen. Es versteht sich, dass das Hohlrad 2056 antriebsmäßig an einen optionalen Primärantrieb ähnlich der Verbrennungsmaschine 120 (1) gekoppelt sein kann und ein Einschluss eines Primärantriebs in der Achsbaugruppe 10c dazu dienen wird, in einer ähnlichen Weise betrieben zu werden, als wenn der Primärantrieb in der Achsbaugruppe 10 (1) eingeschlossen ist.
Der Kupplungsmechanismus 2000 kann zum Steuern des Betriebs des Antriebsmechanismus 14c in einem neutralen Zustand (dargestellt), einem Vortriebsmodus (z.B. Antriebs- oder Gleiches-Drehmoment-Modus) oder einem Torque-Vectoring-Modus eingesetzt werden. Der Kupplungsmechanismus 2000 kann eine Kupplungsmuffe 2060 mit einem Satz innen liegender Zähne aufweisen, die mit einem Satz außen liegender Zähne kämmend in Eingriff stehen können, die auf dem Antriebselement 2038 geformt sind. Entsprechend verursacht eine Drehung der Zwischenwelle 2016 eine entsprechende Drehung der Kupplungsmuffe 2060. Ein erster Satz Kupplungszähne 2070 kann an dem ersten Zwischenausgangszahnrad 2040 und ein zweiter Satz Kupplungszähne 2072 kann an dem zweiten Zwischenausgangszahnrad 2042 geformt sein. Die Kupplungsmuffe 2060 kann axial entlang der Zwischenachse 2020 verschoben werden, sodass der Satz innen liegender Zähne, der an der Kupplungsmuffe 2060 geformt ist, mit dem ersten Satz Kupplungszähne 2070 eingreift (um dadurch das erste Zwischenausgangszahnrad 2040 an der Zwischenwelle 2016 für eine gemeinsame Drehung zu koppeln) oder sodass der Satz innen liegender Zähne, die an der Kupplungsmuffe 2060 geformt sind, mit dem zweiten Satz Kupplungszähne 2072 eingreift (um dadurch das zweite Zwischenausgangszahnrad 2042 an der Zwischenwelle 2016 für eine gemeinsame Drehung zu koppeln) oder sodass der Satz innen liegender Zähne, der an der Kupplungsmuffe 2060 geformt ist, weder mit dem ersten Satz Kupplungszähne 2070 noch mit dem zweiten Satz Kupplungszähne 2072 eingreift (sodass weder das erste, noch das zweite Zwischenausgangszahnrad 2040 und 2042 an die Zwischenwelle 2016 für eine gemeinsame Drehung gekoppelt wird).
In dem bereitgestellten besonderen Beispiel wird eine Kupplungsgabel 2090 eingesetzt, um die axiale Stellung der Kupplungsmuffe 2060 zu steuern. Während es nicht ausdrücklich dargestellt wird, kann die Kupplungsgabel 2090 durch jede Art von Aktuator bewegt werden, um die Kupplungsgabel 2090 axial zu bewegen, um die Kupplungsmuffe 2060 entlang der Zwischenachse 2020 axial zu bewegen. Der Aktuator (nicht dargestellt) kann ähnlich dem Aktuator 150 von den 1 und 2 sein. Der Aktuator (nicht dargestellt) kann durch ein Steuermodul (nicht dargestellt) gesteuert werden, das dem Steuermodul 210 der 1 und 2 ähnlich sein kann. Das Steuermodul (nicht dargestellt) kann Eingangssignale von Fühlern (nicht dargestellt) aufnehmen, die ähnlich den Fühlern 214, 216, 218, 220, 222 von den 1 und 2 sein können.
Der Betrieb des Kupplungsmechanismus 2000 in einem ersten Modus (d.h. einem Vortriebsmodus) kann das erste Zwischenausgangszahnrad 2040 an die Zwischenwelle 2016 (über die Kupplungsmuffe 2060) koppeln, um dadurch das Hohlrad 2056 der Differentialbaugruppe 36c anzutreiben. Wie es sich versteht, treibt eine Drehung des Hohlrads 2056 den Differentialträger 83c und den Querstift 110 für eine Drehung um die Ausgangsachse 2024 an. Die Ausgleichskegelräder 112 können drehbar an dem Querstift 110 angeordnet sein und können mit dem ersten und zweiten Seitenkegelrad 100 und 102 in Eingriff stehen. Das erste Seitenkegelrad 100 greift antriebsmäßig mit dem ersten Ausgangselement 16c ein, und das zweite Seitenkegelrad 102 greift antriebsmäßig mit dem zweiten Ausgangselement 18c ein. In diesem Modus beeinflusst das Doppel-Planetengetriebe 30 den Betrieb der Differentialbaugruppe 36c nicht, und als solche stellt die Differentialbaugruppe 36c Drehkraft an die ersten und zweiten Ausgangselemente 16c und 18c in der Art einer standardmäßig offenen Differentialbaugruppe bereit.
Der Betrieb des Kupplungsmechanismus 2000 in einem zweiten Modus (d.h. im Torque-Vectoring-Modus) kann das zweite Zwischenausgangszahnrad 2042 an die Zwischenwelle 2016 koppeln (über die Kupplungsmuffe 2060), um dadurch das Eingangselement 86c und das erste Hohlrad 54c des Doppel-Planetengetriebes 30 anzutreiben. In dieser Ausführungsform wird Drehkraft von dem ersten Planetengetriebe 40c an den Differentialträger 83c (über den ersten Planetenträger 56c) ausgegeben und wird Drehkraft von dem ersten Planetengetriebe 42c an das zweite Ausgangselement 18c (über den zweiten Planetenträger 76c) ausgegeben. Da das zweite Ausgangselement 18c nicht-drehbar an das zweite Seitenkegelrad 102 gekoppelt ist, versteht es sich, dass der zweite Planetenträger 76c auch an das zweite Seitenkegelrad 102 antriebsmäßig gekoppelt ist. Fachleute entnehmen aus dieser Offenbarung, dass das Doppel-Planetengetriebe 30 eingesetzt werden kann, um eine gleiche, aber entgegengesetzte Drehmomentdifferenz an dem ersten und zweiten Ausgangselement 16c und 18c anzulegen, und dass der auf ein Bestimmtes der Ausgangselemente angewendete Betrag an Drehmoment von der Richtung abhängig ist, in der der Motor 2004 betrieben wird.
Mit zusätzlichem Bezug auf 5 wird ein Flussdiagramm einer Logikroutine 510 für das Umschalten zwischen Modi eines Antriebsmechanismus für eine Drehmomentverteilung veranschaulicht, wie z.B. der Antriebsmechanismen für Drehmomentverteilung 14a, 14b oder 14c (1 bis 4), die vorhergehend beschrieben sind. Die Logikroutine 510 kann durch das Steuermodul 210 (1 und 2) verwendet werden und kann in dem Steuermodul 210 oder dem von einem Computer lesbaren Medium (nicht dargestellt) programmiert werden, das durch das Steuermodul 210 zugänglich ist. Auf diese Weise kann das Steuermodul 210 den Schritten der Logikroutine 510 beim Steuern des Aktuators 150 folgen (1 und 2).
Bei Schritt 514 der Logikroutine 510 kann das Steuermodul 210 die Fühler 214, 216, 218, 220, 222 (1 und 2) und den Aktuator 150 überprüfen oder Eingabeinformationen davon aufnehmen. Diese Eingabeinformationen können die Form von elektrischen Signalen haben, die zum Beispiel von den Fühlern 214, 216, 218, 220, 222 und dem Aktuator 150 an das Steuermodul 210 gesendet werden. Die Eingabeinformationen können auch Werte aufweisen, die in dem Steuermodul 210 oder in dem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert werden oder können beispielsweise auf Grundlage der gemessenen Werte, wie z.B. in einer Nachschlagetabelle, berechnet werden. Die Eingabeinformationen können die tatsächliche Drehmomentausgabe (T), das vom Fahrer angeforderte Drehmoment (τ), die verfügbare Systemenergie (E), die Längsgeschwindigkeit (V), die seitliche Fahrzeuginstabilität (s), den Hochgeschwindigkeitsschwellenwert (v_1), den Niedriggeschwindigkeitsschwellenwert (v_2), den Traktionsmomentschwellenwert (T_1), den Systemenergieschwellenwert (E_1), den niedrigen Anforderungsschwellenwert (τ_1), den hohen Anforderungsschwellenwert (τ_2), den seitlichen Instabilitätsschwellenwert (s_1) und den aktuellen Modus des Antriebsmechanismus 14a, 14b oder 14c (z.B. Hochgeschwindigkeitsvortrieb, Niedriggeschwindigkeitsvortrieb, Torque-Vectoring oder neutral) aufweisen. Nach der Aufnahme der Eingabewerte kann die Logikroutine 510 bei Schritt 518 fortfahren. Es versteht sich, dass das Steuermodul 210 auch die spezifischen Eingabewerte nach Bedarf nachschlagen, berechnen oder aufnehmen kann, anstatt alle Eingabewerte während Schritt 514 aufzunehmen.
Bei Schritt 518 kann das Steuermodul 210 ermitteln, in welchem Modus der Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c ist (z.B. in dem Vortriebsmodus, dem Torque-Vectoring-Modus oder dem neutralen Modus). Falls der Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c in dem Vortriebsmodus ist, kann die Logikroutine 510 bei Schritt 522 fortfahren. Falls der Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c nicht in dem Vortriebsmodus ist, kann die Logikroutine 510 bei Schritt 526 fortfahren.
Bei Schritt 522 kann das Steuermodul 210 überprüfen, ob ein erster Satz Bedingungen 528 erfüllt ist. Der erste Satz Bedingungen 528 kann aufweisen: falls das vom Fahrer angeforderte Drehmoment (τ) geringer oder gleich dem Niedriggeschwindigkeitsschwellenwert (τ_1) ist; und falls die Längsgeschwindigkeit (v) größer oder gleich dem Hochgeschwindigkeitsschwellenwert (v_1) ist. Der erste Satz Bedingungen 528 kann auch aufweisen: falls die tatsächliche Drehmomentausgabe (T) größer oder gleich dem Traktionsmomentschwellenwert (T_1) ist. Falls eine der Bedingungen des ersten Satzes Bedingungen 528 nicht erfüllt ist, kann die Logikroutine 510 zu Schritt 514 zurückkehren. Falls alle Bedingungen des ersten Satzes Bedingungen 528 erfüllt sind, kann die Logikroutine 510 bei Schritt 530 fortfahren. In dem bereitgestellten Beispiel kann die Längsgeschwindigkeit (v) als geringer oder gleich dem Hochgeschwindigkeitsschwellenwert (v_1) betrachtet werden, wenn die Längsgeschwindigkeit (v) null (z.B. das Fahrzeug 12 wird angehalten) oder negativ ist (z.B. das Fahrzeug 12 bewegt sich im Rückwärtsgang). In einer alternativen Konfiguration kann der Absolutwert der Längsgeschwindigkeit (v) verwendet werden, sodass, falls das Fahrzeug 12 mit einer Geschwindigkeit größer oder gleich dem Hochgeschwindigkeitsschwellenwert (v_1) vorwärts oder rückwärts fährt, die Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 12 (v) als größer oder gleich dem Hochgeschwindigkeitsschwellenwert (v_1) betrachtet wird.
Bei Schritt 530 kann das Steuermodul 210 ein Steuersignal an den Aktuator 150 senden, um den Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c in den Torque-Vectoring-Modus umzuschalten. Nach dem Umschalten des Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c in den Torque-Vectoring-Modus kann die Logikroutine 510 zu Schritt 514 zurückkehren.
Zurückkehrend zu Schritt 518 kann, falls der Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c nicht in dem Vortriebsmodus ist, die Logikroutine 510 bei Schritt 526 fortfahren. Bei Schritt 526 kann das Steuermodul 210 überprüfen, ob ein zweiter Satz Bedingungen 532 erfüllt ist. Der zweite Satz Bedingungen 532 kann aufweisen: falls die Längsgeschwindigkeit (v) geringer oder gleich dem Niedriggeschwindigkeitsschwellenwert (v_2) ist; und falls der Absolutwert der seitlichen Instabilität (s) geringer oder gleich dem seitlichen Instabilitätsschwellenwert (s_1) ist. Da der Absolutwert der seitlichen Instabilität (s) verwendet wird, wird das Fahrzeug als stabil betrachtet, wenn der Betrag des Übersteuerns oder der Betrag des Untersteuerns geringer oder gleich einem vorbestimmten Betrag ist, der durch den seitlichen Instabilitätsschwellenwert (s_1) angegeben wird. Alternativ kann das Instabilitätselement des zweiten Satzes Bedingungen 532 einen Wertebereich aufweisen, sodass die seitliche Instabilität (s) größer oder gleich dem Übersteuerschwellenwert (s_2) und geringer oder gleich dem Untersteuerschwellenwert (s_3) ist. In solch einem Beispiel können der Betrag an Übersteuern und der Betrag an Untersteuern, die für Instabilität kennzeichnend sind, verschiedene Werte sein. Der zweite Satz Bedingungen 532 kann auch aufweisen: falls die verfügbare Systemenergie (E) größer oder gleich dem Systemenergieschwellenwert (E_1) ist. Falls alle Bedingungen des zweiten Satzes Bedingungen 532 erfüllt sind, kann die Logikroutine 510 bei Schritt 534 fortfahren. Falls eine der Bedingungen des zweiten Satzes Bedingungen 532 nicht erfüllt ist, kann die Logikroutine 510 bei Schritt 538 fortfahren.
Bei Schritt 534 kann das Steuermodul 210 ein Steuersignal an den Aktuator 150 senden, um den Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c in den Vortriebsmodus umzuschalten. Nach dem Umschalten des Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c in den Vortriebsmodus kann die Logikroutine 510 zu Schritt 514 zurückkehren.
Zurückkehrend zu Schritt 526 kann, falls eine der Bedingungen des zweiten Satzes Bedingungen 532 nicht erfüllt ist, die Logikroutine 510 bei Schritt 538 fortfahren. Bei Schritt 538 kann das Steuermodul 210 überprüfen, ob ein dritter Satz Bedingungen 540 erfüllt ist. Der dritte Satz Bedingungen 540 kann aufweisen: falls das vom Fahrer angeforderte Drehmoment (τ) größer oder gleich dem hohen Anforderungsschwellenwert (τ_2) ist. Falls alle Bedingungen des dritten Satzes Bedingungen 540 erfüllt sind, kann die Logikroutine 510 bei Schritt 534 fortfahren. Falls eine der Bedingungen des dritten Satzes Bedingungen 540 nicht erfüllt ist, kann die Logikroutine 510 bei Schritt 542 fortfahren.
Bei Schritt 542 kann das Steuermodul 210 überprüfen, ob der Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c in dem Torque-Vectoring-Modus ist. Falls der Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c in dem Torque-Vectoring-Modus ist, kann die Logikroutine 510 zu Schritt 514 zurückkehren. Falls der Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c nicht in dem Torque-Vectoring-Modus (z.B. in dem neutralen Modus ist) ist, kann die Logikroutine 510 bei Schritt 522 fortfahren.
Im Betrieb, wenn der Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c nicht bereits im Vortriebsmodus ist, kann das Steuermodul 210 konfiguriert sein, um den Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c nur in den Vortriebsmodus umzuschalten, wenn entweder der zweite oder der dritte Satz Bedingungen 532, 540 erfüllt ist. Wenn die Drehmomentanforderung zum Beispiel hoch ist (τ ≥ τ_2), oder wenn das Fahrzeug 12 bei niedrigen Geschwindigkeiten (V ≤ v_2) betrieben wird, ist das Fahrzeug stabil (|s| ≤ s_1) und die verfügbare Energie ist ausreichend (E ≥ E_1). Dies ermöglicht, dass der Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c vorpositioniert und vorbereitet wird, um das Vortriebsmoment an den Rädern 20, 22 bereitzustellen, um das Fahrzeug 12 zu beschleunigen, wenn Torque-Vectoring allgemein weniger gewünscht wird, und die Energiespeichervorrichtung ausreichend Energie verfügbar hat, um den Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c im Vortriebsmodus zu betreiben. Dies ermöglicht auch, den Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c in dem Vortriebsmodus zu betreiben, wenn der Fahrer unabhängig von Geschwindigkeit, Energie oder Instabilität ein vorbestimmtes hohes Niveau an Drehmoment anfordert.
Falls der Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c nicht bereits im Torque-Vectoring-Modus ist, kann das Steuermodul 210 konfiguriert sein, um den Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c in den Torque-Vectoring-Modus umzuschalten, wenn der erste Satz Bedingungen 528 erfüllt ist. Wenn die Drehmomentanforderung zum Beispiel niedrig ist (τ ≤ τ_1), wird das Fahrzeug 12 bei hohen Geschwindigkeiten (V ≥ v_1) betrieben und das von dem Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c ausgegebene Drehmoment ist unter einem Schwellenwert (T ≤ T_1). Dies ermöglicht, dass der Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c vorpositioniert und vorbereitet wird, um Torque-Vectoring bereitzustellen, um die Handhabung und seitliches Verhalten zu verbessern. Auf diese Weise kann der Torque-Vectoring-Modus der Standardmodus für hohe Geschwindigkeiten werden und der Antriebsmechanismus 14a, 14b, 14c kann konfiguriert sein, um im Torque-Vectoring-Modus zu bleiben, bis entweder der zweite oder dritte Satz Bedingungen 532, 540 erfüllt wird.
Mit zusätzlichem Bezug auf 6 wird ein Flussdiagramm einer zweiten Logikroutine 610 für das Umschalten zwischen Modi eines Antriebsmechanismus für eine Drehmomentverteilung veranschaulicht, die einen Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit aufweist, wie z.B. den Antriebsmechanismus 14b. Die zweite Logikroutine 610 kann der Logikroutine 510 (5) ähnlich sein, außer wie nachstehend veranschaulicht und beschrieben.
Bei Schritt 614 kann das Steuermodul 210 (1 und 2) ähnlich zu Schritt 514 (5) die Fühler 214, 216, 218, 220, 222 (1 und 2) und den Aktuator 150 (1 und 2) überprüfen oder Eingabeinformationen davon aufnehmen. Nach der Aufnahme der Eingabewerte kann die Logikroutine 610 bei Schritt 618 fortfahren.
Bei Schritt 618 kann das Steuermodul 210 ermitteln, in welchem Modus der Antriebsmechanismus 14b ist (z.B. in dem Vortriebsmodus für Hochgeschwindigkeit, dem Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit, dem Torque-Vectoring-Modus oder dem neutralen Modus). Falls der Antriebsmechanismus 14b in dem Vortriebsmodus für Hochgeschwindigkeit ist, kann die Logikroutine 610 bei Schritt 622 fortfahren. Falls der Antriebsmechanismus 14b nicht in dem Vortriebsmodus für Hochgeschwindigkeit ist, kann die Logikroutine 610 bei Schritt 624 fortfahren.
Bei Schritt 622 kann das Steuermodul 210 überprüfen, ob ein erster Satz Bedingungen 628 ähnlich zu Schritt 522 (5) erfüllt ist. Der erste Satz Bedingungen 628 kann ähnlich dem ersten Satz Bedingungen 528 (5) sein. Falls eine der Bedingungen des ersten Satzes Bedingungen 628 nicht erfüllt ist, kann die Logikroutine 610 zu Schritt 614 zurückkehren. Falls alle Bedingungen des ersten Satzes Bedingungen 628 erfüllt sind, kann die Logikroutine 610 bei Schritt 630 fortfahren.
Bei Schritt 630 kann das Steuermodul 210 ein Steuersignal an den Aktuator 150 senden, um den Antriebsmechanismus 14b in den Torque-Vectoring-Modus umzuschalten. Nach dem Umschalten des Antriebsmechanismus 14b in den Torque-Vectoring-Modus kann die Logikroutine 610 zu Schritt 614 zurückkehren.
Zurückkehrend zu Schritt 618 kann, falls der Antriebsmechanismus 14b nicht in dem Vortriebsmodus für Hochgeschwindigkeit ist, die Logikroutine 610 bei Schritt 624 fortfahren. Bei Schritt 624 kann das Steuermodul 210 überprüfen, ob der Antriebsmechanismus 14b in dem Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit ist. Falls der Antriebsmechanismus 14b nicht in dem Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit ist, kann die Logikroutine 610 bei Schritt 626 fortfahren. Falls der Antriebsmechanismus 14b in dem Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit ist, kann die Logikroutine 610 bei Schritt 638 fortfahren.
Bei Schritt 626 kann das Steuermodul 210 überprüfen, ob ein zweiter Satz Bedingungen 632 ähnlich zu Schritt 526 (5) erfüllt ist. Der zweite Satz Bedingungen 632 kann ähnlich dem zweiten Satz Bedingungen 532 (5) sein. Falls alle Bedingungen des zweiten Satzes Bedingungen 632 erfüllt sind, kann die Logikroutine 610 bei Schritt 634 fortfahren. Falls eine der Bedingungen des zweiten Satzes Bedingungen 632 nicht erfüllt ist, kann die Logikroutine 610 bei Schritt 638 fortfahren.
Bei Schritt 634 kann das Steuermodul 210 ein Steuersignal an den Aktuator 150 senden, um den Antriebsmechanismus 14b in den Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit umzuschalten. Nach Umschalten des Antriebsmechanismus 14b in den Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit kann die Logikroutine 610 zu Schritt 614 zurückkehren.
Zurückkehrend zu Schritt 626 kann, falls eine der Bedingungen des zweiten Satzes Bedingungen 632 nicht erfüllt ist, die Logikroutine 610 bei Schritt 638 fortfahren. Bei Schritt 638 kann das Steuermodul 210 überprüfen, ob ein dritter Satz Bedingungen 640 ähnlich zu Schritt 538 (5) erfüllt ist. Der dritte Satz Bedingungen 640 kann ähnlich dem dritten Satz Bedingungen 540 (5) sein. Falls eine der Bedingungen des dritten Satzes Bedingungen 640 nicht erfüllt ist, kann die Logikroutine 610 bei Schritt 642 fortfahren. Falls alle Bedingungen des dritten Satzes Bedingungen 640 erfüllt sind, kann die Logikroutine 610 bei Schritt 644 fortfahren.
Bei Schritt 642 kann das Steuermodul 210 überprüfen, ob der Antriebsmechanismus 14b in dem Torque-Vectoring-Modus ähnlich zu Schritt 542 (5) ist. Falls der Antriebsmechanismus 14b in dem Torque-Vectoring-Modus ist, kann die Logikroutine 610 zu Schritt 614 zurückkehren. Falls der Antriebsmechanismus 14b nicht in dem Torque-Vectoring-Modus (z.B. in dem Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit oder dem neutralen Modus ist) ist, kann die Logikroutine 610 bei Schritt 622 fortfahren.
Zurückkehrend zu Schritt 638 kann, falls alle Bedingungen des dritten Satzes Bedingungen 640 erfüllt sind, die Logikroutine 610 bei Schritt 644 fortfahren. Bei Schritt 644 kann das Steuermodul 210 ein Steuersignal an den Aktuator 150 senden, um den Antriebsmechanismus 14b in den Vortriebsmodus für Hochgeschwindigkeit umzuschalten. Nach dem Umschalten des Antriebsmechanismus 14b in den Vortriebsmodus für Hochgeschwindigkeit kann die Logikroutine 610 zu Schritt 614 zurückkehren.
Wenn der Antriebsmechanismus 14b im Betrieb nicht bereits in dem Vortriebsmodus für Hochgeschwindigkeit ist, kann das Steuermodul 210 konfiguriert sein, um den Antriebsmechanismus 14b nur in den Vortriebsmodus für Hochgeschwindigkeit umzuschalten, wenn der dritte Satz Bedingungen 640 erfüllt ist. Wenn die Drehmomentanforderung zum Beispiel hoch ist (τ ≥ τ_2), ermöglicht dies auch, dass der Antriebsmechanismus 14b in dem Vortriebsmodus für Hochgeschwindigkeit betrieben wird, wenn der Fahrer ein vorbestimmtes, hohes Niveau an Drehmoment unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Energie oder der Instabilität anfordert.
Wenn der Antriebsmechanismus 14b nicht bereits in dem Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit ist, kann das Steuermodul 210 konfiguriert sein, um den Antriebsmechanismus 14b nur in den Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit umzuschalten, wenn der zweite Satz Bedingungen 632 erfüllt ist. Wenn das Fahrzeug 12 zum Beispiel bei niedrigen Geschwindigkeiten (v ≤ v_2) betrieben wird, ist das Fahrzeug stabil (|s| ≤ s_1) und die verfügbare Energie ist ausreichend (E ≥ E_1). Dies ermöglicht, dass der Antriebsmechanismus 14b vorpositioniert und vorbereitet wird, um das Vortriebsmoment an den Rädern 20, 22 bereitzustellen, um das Fahrzeug 12 zu beschleunigen, wenn Torque-Vectoring allgemein weniger gewünscht wird (z.B. das Fahrzeug ist seitlich stabil), Geschwindigkeiten niedrig sind und die Energiespeichervorrichtung ausreichend Energie verfügbar hat, um den Antriebsmechanismus 14b in dem Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit zu betreiben.
Falls der Antriebsmechanismus 14b nicht bereits in dem Torque-Vectoring-Modus ist, kann das Steuermodul 210 konfiguriert sein, um den Antriebsmechanismus 14b in den Torque-Vectoring-Modus umzuschalten, wenn der erste Satz Bedingungen 628 erfüllt ist. Wenn die Drehmomentanforderung zum Beispiel niedrig ist (τ ≤ τ_1), wird das Fahrzeug 12 bei hohen Geschwindigkeiten (V ≥ v_1) betrieben und das von dem Antriebsmechanismus 14b ausgegebene Drehmoment ist unter einem Schwellenwert (T ≤ T_1). Dies ermöglicht, dass der Antriebsmechanismus 14b vorpositioniert und vorbereitet wird, um Torque-Vectoring bereitzustellen, um Handhabung und seitliches Verhalten zu verbessern. Auf diese Weise kann der Torque-Vectoring-Modus der Standardmodus für hohe Geschwindigkeiten sein und der Antriebsmechanismus 14b kann konfiguriert sein, um im Torque-Vectoring-Modus zu bleiben, bis entweder der zweite oder dritte Satz Bedingungen 632, 640 erfüllt wird.
In dieser Anmeldung, einschließlich der nachfolgenden Definitionen, kann der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Steuereinheit“ mit dem Begriff „Schaltkreis“ ersetzt werden. Der Begriff „Modul“ kann sich beziehen auf, Teil sein von oder aufweisen: einen/m anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC); einen/m digitalen, analogen oder gemischten analog/digitalen diskreten Schaltkreis; einen/m digitalen, analogen oder gemischten analog/digitalen integrierten Schaltkreis; einen/m kombinatorischen Logik-Schaltkreis; ein/em Field Programmable Gate Array (FPGA); einen/m Prozessorschaltkreis (freigegeben, dediziert oder Gruppe), der Code ausführt; einen/m Speicherschaltkreis (freigegeben, dediziert oder Gruppe), der Code speichert, der von dem Prozessorschaltkreis ausgeführt wird; andere geeignete Hardware-Komponenten, die die beschriebenen Funktionsweisen bereitstellen; oder eine Kombination einiger oder aller der oben genannten, wie in einem Ein-Chip-System.
Das Modul kann einen oder mehrere Schnittstellenschaltkreise aufweisen. In einigen Beispielen können die Schnittstellenschaltkreise drahtgebundene oder drahtlose Schnittstellen aufweisen, die mit einem lokalen Netzwerk (LAN), dem Internet, einem Weitverkehrsnetzwerk (WAN) oder deren Kombinationen verbunden werden. Die Funktionsweise jedes bestimmten Moduls der vorliegenden Offenbarung kann auf mehrere Module verteilt werden, die über Schnittstellenschaltkreise verbunden werden. Mehrere Module können zum Beispiel einen Lastausgleich ermöglichen. In einem weiteren Beispiel kann ein Server-Modul (auch bekannt als Fern- oder Cloud-Modul) einige Funktionsweisen im Auftrag eines Client-Moduls verwirklichen.
Der Begriff Code, wie oben verwendet, kann Software, Firmware und/oder Mikrocode einschließen und kann sich auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und/oder Objekte beziehen. Der Begriff freigegebener Prozessorschaltkreis umspannt einen einzelnen Prozessorschaltkreis, der einen Teil oder allen Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff Gruppenprozessorschaltkreis umspannt einen Prozessorschaltkreis, der in Kombination mit weiteren Prozessorschaltkreisen einen Teil oder allen Code von einem oder mehreren Modulen ausführt. Bezugnahmen auf mehrere Prozessorschaltkreise umspannen mehrere Prozessorschaltkreise auf diskreten Chips, mehrere Prozessorschaltkreise auf einem einzelnen Chip, mehrere Kerne eines einzelnen Prozessorschaltkreises, mehrere Threads eines einzelnen Prozessorschaltkreises oder eine Kombination der oben genannten. Der Begriff freigegebener Speicherschaltkreis umspannt einen einzelnen Speicherschaltkreis, der einen Teil oder allen Code von mehreren Modulen speichert. Der Begriff Gruppenspeicherschaltkreis umspannt einen Speicherschaltkreis, der in Kombination mit weiteren Speichern einen Teil oder allen Code von einem oder mehreren Modulen ausführt.
Der Begriff Speicherschaltkreis ist eine Teilmenge des Begriffs von Computer-lesbares Medium. Der hierin verwendete Begriff von Computer-lesbares Medium umspannt keine vergänglichen elektrischen oder elektromagnetischen Signale, die durch ein Medium (z.B. auf einer Trägerwelle) übertragen werden; der Begriff von Computer-lesbares Medium kann daher als materiell und nicht vergänglich betrachtet werden. Nicht einschränkende Beispiele eines nicht vergänglichen, materiellen von Computern lesbaren Mediums sind nicht-flüchtige Speicherschaltkreise (z.B. ein Flash-Speicherschaltkreis, ein löschbarer programmierbarer Nur-Lesen-Speicherschaltkreis oder ein Nur-Lesen-Maskenspeicherschaltkreis), flüchtige Speicherschaltkreise (z.B. ein statischer Direktzugriffsspeicher-Schaltkreis oder ein dynamischer Direktzugriffsspeicher-Schaltkreis), magnetische Speichermedien (z.B. ein analoges oder digitales Magnetband oder ein Festplattenlaufwerk) und optische Speichermedien (z.B. eine CD, eine DVD oder eine Blu-Ray Disc).
Die in dieser Anmeldung beschriebenen Apparate und Verfahren können teilweise oder vollständig durch einen Spezialcomputer umgesetzt werden, der durch Konfigurieren eines Computers für allgemeine Zwecke gebildet wird, um eine oder mehrere bestimmte Funktionen auszuführen, die in Computerprogrammen ausgedrückt werden. Die Funktionsblöcke, Flussdiagrammkomponenten und andere vorhergehend beschriebenen Elemente dienen als Software-Spezifikationen, die durch Routinearbeiten eines qualifizierten Technikers oder Programmierers in die Computerprogramme übersetzt werden können.
Die Computerprogramme weisen prozessorausführbare Anweisungen auf, die auf mindestens einem nicht vergänglichen, materiellen, von Computer-lesbarem Medium gespeichert werden. Die Computerprogramme können auch gespeicherte Daten aufweisen oder darauf beruhen. Die Computerprogramme können ein grundlegendes Eingabe-/Ausgabesystem (BIOS), das mit der Hardware des Computers für einen besonderen Zweck interagiert, Gerätetreiber, die mit bestimmten Vorrichtungen des Computers für einen besonderen Zweck interagieren, ein oder mehrere Betriebssysteme, Benutzeranwendungen, Hintergrunddienste und Anwendungen usw. umspannen.
Die Computerprogramme können aufweisen: (i) beschreibenden Text, der geparst werden muss, wie z.B. HTML (Hypertext Markup Language) oder XML (extensible Markup Language), (ii) Assembler-Code, (iii) Objektcode, durch einen Compiler aus dem Quellcode erzeugt, (iv) Quellcode für die Ausführung durch einen Interpreter, (v) Quellcode für Kompilierung und Ausführung durch einen Just-in-Time-Compiler usw. Quellcode kann nur als Beispiel unter Verwendung von Syntax von Sprachen einschließlich C, C++, C#, Objective C, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java^®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript^®, HTML5, Ada, ASP (aktive Server-Seiten), PHP, Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash^®, Visual Basic^®, Lua und Python^® geschrieben werden.
Es versteht sich, dass die vorhergehende Beschreibung lediglich beispielhafter Beschaffenheit ist und in keiner Weise zur Einschränkung der vorliegenden Offenbarung, ihrer Anwendung oder Verwendungen gedacht ist. Während spezifische Beispiele in der Spezifikation beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt wurden, versteht ein Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Äquivalente durch Elemente davon ersetzt werden können, ohne den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen, wie in den Ansprüchen definiert. Des Weiteren ist das Mischen und Anpassen von Merkmalen, Elementen und/oder Funktionen zwischen den verschiedenen Beispielen ausdrücklich vorgesehen, selbst wenn es nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben wird, sodass ein Fachmann aus dieser Offenbarung verstehen würde, dass Merkmale, Elemente und/oder Funktionen eines Beispiels in einem weiteren Beispiel eingefügt werden können, wenn es nicht vorhergehend anders beschrieben wird. Darüber hinaus können viele Änderungen vorgenommen werden, um ein/e bestimmte/s Situation oder Material an die Lehre der vorliegenden Offenbarung anzupassen, ohne deren wesentlichen Geltungsbereich zu verlassen. Daher ist es vorgesehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die besonderen Beispiele beschränkt wird, die durch die Zeichnungen veranschaulicht werden und in der Spezifikation als der beste Modus beschrieben werden, der derzeit für die Ausführung der Lehre der vorliegenden Offenbarung in Betracht gezogen wird, sondern, dass der Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung alle Ausführungsformen aufweisen wird, die in die vorstehende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7491147 [0003]
US 7238140 [0004]
US 8663051 [0021]

Claims

Verfahren zur Steuerung der Kraftübertragung auf einen Satz Fahrzeugräder, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Antriebsmoduls für das Versorgen des Satzes Fahrzeugräder, wobei das Antriebsmodul in einem Torque-Vectoring-Modus und in mindestens einem Vortriebsmodus betreibbar ist; Umschalten des Antriebsmoduls zu dem Torque-Vectoring-Modus, wenn ein erster Satz Bedingungen erfüllt ist; Umschalten des Antriebsmoduls zu einem der Vortriebsmodi, wenn ein zweiter Satz Bedingungen erfüllt ist; und Umschalten des Antriebsmoduls zu einem der Vortriebsmodi, wenn ein dritter Satz Bedingungen erfüllt ist; wobei der erste Satz Bedingungen aufweist: ein Drehmoment, das von einem Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird, ist geringer oder gleich einem ersten vorbestimmten Anforderungsschwellenwert; und eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist größer oder gleich einem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert; wobei der zweite Satz Bedingungen aufweist: die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist geringer als ein zweiter vorbestimmter Geschwindigkeitsschwellenwert; und eine seitliche Instabilität des Fahrzeugs ist geringer oder gleich einem ersten vorbestimmten Instabilitätsschwellenwert; und wobei der dritte Satz von Bedingungen aufweist: das Drehmoment, das von dem Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird, ist größer als ein zweiter vorbestimmter Anforderungsschwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Satz Bedingungen des Weiteren aufweist: eine Drehmomentausgabe des Antriebsmoduls ist geringer oder gleich einem vorbestimmten Drehmomentschwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite Satz Bedingungen des Weiteren aufweist: ein Energieniveau einer Leistungsspeichervorrichtung ist größer oder gleich einem vorbestimmten Energieniveau.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite vorbestimmte Anforderungsschwellenwert größer oder gleich dem zweiten vorbestimmten Anforderungsschwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert geringer oder gleich dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Vortriebsmodus einen ersten Vortriebsmodus und einen zweiten Vortriebsmodus aufweist, und wobei das Verfahren Umschalten des Antriebsmoduls zu dem ersten Vortriebsmodus aufweist, wenn der zweite Satz Bedingungen erfüllt ist, und Umschalten des Antriebsmoduls zu dem zweiten Vortriebsmodus aufweist, wenn der dritte Satz Bedingungen erfüllt ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der erste Vortriebsmodus ein Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit ist und der zweite Vortriebsmodus ein Vortriebsmodus für Hochgeschwindigkeit ist.
Steuereinheit für ein Antriebsmodul, das in einer Vielzahl Modi betreibbar ist, um ein Paar Fahrzeugräder anzutreiben, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um: ein Drehmoment, das durch einen Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird, eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs und ein Niveau an Instabilität des Fahrzeugs zu ermitteln; das Antriebsmodul zu einem Torque-Vectoring-Modus umzuschalten, wenn ein erster Satz Bedingungen erfüllt ist; und das Antriebsmodul zu einem Vortriebsmodus umzuschalten, wenn entweder ein zweiter Satz Bedingungen erfüllt ist oder ein dritter Satz Bedingungen erfüllt ist; wobei der erste Satz Bedingungen aufweist: das Drehmoment, das von dem Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird, ist geringer oder gleich einem ersten vorbestimmten Anforderungsschwellenwert; und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist größer oder gleich einem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert; wobei der zweite Satz Bedingungen aufweist: die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist geringer als ein zweiter vorbestimmter Geschwindigkeitsschwellenwert; und eine seitliche Instabilität des Fahrzeugs ist geringer oder gleich einem ersten vorbestimmten Instabilitätsschwellenwert; und wobei der dritte Satz von Bedingungen aufweist: das Drehmoment, das von dem Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird, ist größer als ein zweiter vorbestimmter Anforderungsschwellenwert.
Steuereinheit nach Anspruch 8, wobei der erste Satz Bedingungen des Weiteren aufweist: eine Drehmomentausgabe des Antriebsmoduls ist geringer oder gleich einem vorbestimmten Drehmomentschwellenwert.
Steuereinheit nach Anspruch 8, wobei der zweite Satz Bedingungen des Weiteren aufweist: ein Energieniveau einer Leistungsspeichervorrichtung ist größer oder gleich einem vorbestimmten Energieniveau.
Steuereinheit nach Anspruch 8, wobei der zweite vorbestimmte Anforderungsschwellenwert größer oder gleich dem ersten vorbestimmten Anforderungsschwellenwert ist.
Steuereinheit nach Anspruch 8, wobei der zweite vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert geringer oder gleich dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist.
Steuereinheit nach Anspruch 8, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, um das Antriebsmodul zu einem Vortriebsmodus für Niedriggeschwindigkeit umzuschalten, wenn der zweite Satz Bedingungen erfüllt ist, und um das Antriebsmodul zu einem Vortriebsmodus für Hochgeschwindigkeit umzuschalten, wenn der dritte Satz Bedingungen erfüllt ist.
Antriebsmodul, umfassend: einen Motor; ein Eingangselement, das durch den Motor angetrieben wird; eine Differentialbaugruppe mit einem Differentialträger und einem ersten und zweiten Differentialausgang, die in dem Differentialträger aufgenommen sind; ein Getriebe, das Drehkraft von dem Eingangselement aufnimmt; ein schaltbares Element, das zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung axial beweglich ist, wobei die Positionierung des schaltbaren Elements in der ersten Stellung das Getriebe an die Differentialbaugruppe koppelt, um einen Torque-Vectoring-Modus herzustellen, in dem das Getriebe ein gleiches, aber entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment auf den ersten und zweiten Differentialausgang aufbringt, und wobei eine Positionierung des schaltbaren Elements in der zweiten Stellung das Getriebe an die Differentialbaugruppe koppelt, um den Differentialträger direkt anzutreiben; einen Aktuator, der an das schaltbare Element gekoppelt ist und konfiguriert ist, um das schaltbare Element zwischen der ersten und zweiten Stellung axial zu bewegen; und ein Steuermodul, das konfiguriert ist, um den Aktuator zu steuern, um das schaltbare Element zu der ersten Stellung zu bewegen, wenn ein erster Satz Bedingungen erfüllt ist, und um das schaltbare Element zu der zweiten Stellung zu bewegen, wenn eine der Bedingungen eines zweiten Satzes Bedingungen erfüllt ist oder ein dritter Satz Bedingungen erfüllt ist; wobei der erste Satz Bedingungen aufweist: ein Drehmoment, das von dem Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird, ist geringer oder gleich einem ersten vorbestimmten Anforderungsschwellenwert; und eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist größer oder gleich einem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert; wobei der zweite Satz Bedingungen aufweist: die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist geringer als ein zweiter vorbestimmter Geschwindigkeitsschwellenwert; und eine seitliche Instabilität des Fahrzeugs ist geringer oder gleich einem ersten vorbestimmten Instabilitätsschwellenwert; und wobei der dritte Satz von Bedingungen aufweist: das Drehmoment, das von dem Betreiber des Fahrzeugs angefordert wird, ist größer als ein zweiter vorbestimmter Anforderungsschwellenwert.
Antriebsmodul nach Anspruch 14, wobei der erste Satz Bedingungen des Weiteren aufweist: eine Drehmomentausgabe des Antriebsmoduls ist geringer oder gleich einem vorbestimmten Drehmomentschwellenwert.
Antriebsmodul nach Anspruch 14, wobei der zweite Satz Bedingungen des Weiteren aufweist: ein Energieniveau einer Leistungsspeichervorrichtung ist größer oder gleich einem vorbestimmten Energieniveau.
Antriebsmodul nach Anspruch 14, wobei der zweite vorbestimmte Anforderungsschwellenwert größer oder gleich dem ersten vorbestimmten Anforderungsschwellenwert ist.
Antriebsmodul nach Anspruch 14, wobei der zweite vorbestimmte Geschwindigkeitsschwellenwert geringer oder gleich dem ersten vorbestimmten Geschwindigkeitsschwellenwert ist.
Antriebsmodul nach Anspruch 14, wobei das Getriebe eine erste Planetenstufe und eine zweite Planetenstufe aufweist, wobei die erste Planetenstufe ein erstes Sonnenrad hat, das an ein zweites Sonnenrad der zweiten Planetenstufe für gemeinsame Drehung gekoppelt ist.
Antriebsmodul nach Anspruch 19, wobei das schaltbare Element zu einer dritten Stellung axial beweglich ist, wobei die Positionierung des schaltbaren Elements in der dritten Stellung das Getriebe an das erste und zweite Sonnenrad koppelt, um das erste und zweite Sonnenrad direkt anzutreiben, wobei das Steuermodul konfiguriert ist, um den Aktuator zu steuern, um das schaltbare Element zu der dritten Stellung zu bewegen, wenn der zweite Satz Bedingungen erfüllt ist, und um das schaltbare Element zu der zweiten Stellung zu bewegen, wenn der dritte Satz Bedingungen erfüllt ist.