DE102016217550B4

DE102016217550B4 - Verfahren zur verbesserung der fahrdynamik eines fahrzeugs sowie zur durchführung des verfahrens geeignete antriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016217550B4
Application number: DE102016217550.5A
Authority: DE
Inventors: Simon KAIMER; Martin Parigger; Johannes Quehenberger
Original assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority date: 2016-09-14
Filing date: 2016-09-14
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2036-09-15
Also published as: US20190359197A1; CN109715431B; WO2018050599A1; CN109715431A; US11312352B2; DE102016217550A1

Abstract

Verfahren zur Modifizierung der Fahrdynamik eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, das eine Achse (12) mit zwei Halbwellenbaugruppen (14, 14) aufweist, wobei jede Halbwellenbaugruppe (14, 14) eine von einem Elektromotor (16, 16) angetriebene Halbwelle (18, 18) zum Antreiben eines jeweiligen Rads (20, 20) umfasst und die beiden Halbwellenbaugruppen (14, 14) über einen Drehmomentübertragungsmechanismus (22) selektiv antriebswirksam miteinander koppelbar sind, wobei das Verfahren umfasst, dass:zumindest eine Fahrzeugbetriebskenngröße überwacht wird; undin Abhängigkeit von der überwachten zumindest einen Fahrzeugbetriebskenngröße der Drehmomentübertragungsmechanismus (22) zumindest teilweise eingerückt wird,das Überwachen der zumindest einen Fahrzeugbetriebskenngröße eine Überprüfung dahingehend umfasst, ob eine Kurve durchfahren wird, wobei der Drehmomentübertragungsmechanismus (22) nur dann eingerückt wird, wenn im Rahmen der Überprüfung das Durchfahren einer Kurve festgestellt wird und die Drehzahl des kurveninneren Rads (20) der Drehzahl des kurvenäußeren Rads (20) entspricht unddie Drehmomenterzeugung des dem kurveninneren Rad (20) zugeordneten Elektromotors (16) erhöht wird, wenn nach dem Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus (22) festgestellt wird, dass die von dem dem kurvenäußeren Rad (20) zugeordneten Elektromotor (16) angeforderte Drehmomenterzeugung einen Referenzwert erreicht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modifizierung, insbesondere zur Verbesserung der Fahrdynamik eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, sowie eine Antriebsvorrichtung für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
Zur Modifizierung der Fahrdynamik von Fahrzeugen, die mittels eines Verbrennungsmotors angetrieben werden, ist das sogenannte Torque Vectoring bekannt, mittels dessen sich aktiv der Gierwinkel oder die Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs beeinflussen lässt. Dies wird dadurch erreicht, dass das Antriebsmoment des Verbrennungsmotors bewusst zu unterschiedlichen Anteilen auf das rechte bzw. linke Rad einer angetriebenen Achse (insbesondere der Hinterachse) aufgeteilt wird, um so einen gewissen Lenkeffekt zu erzielen. Die Aufteilung des Antriebsmoments zu unterschiedlichen Anteilen auf die beiden Räder einer angetriebenen Achse kann dabei beispielsweise mittels eines Sperrdifferentials erfolgen, wodurch insbesondere bei Kurvenfahrt gezielt Unter- oder Übersteuerungseffekte herbeigeführt werden können. Beispielsweise kann das volle Antriebsmoment des Verbrennungsmotors auf das kurvenäußere Rad umgeleitet werden, da bei schneller Kurvenfahrt mit hoher Fliehkraftbeschleunigung das kurveninnere Rad gewichtsmäßig entlastet wird und somit an Traktion verliert. Auf diese Weise lässt sich bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor unter Verwendung eines Sperrdifferentials beispielweise ein übersteuerndes Verhalten hervorrufen, indem das Antriebsmoment maßgeblich auf das kurvenäußere Rad verlagert wird.
Bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen mit zwei getrennt voneinander angesteuerten Elektromotoren, von denen jeder zum Antrieb einer ihm jeweils zugeordneten Halbachse einer angetriebenen Fahrzeugachse dient, ist jedoch eine Umverteilung des Drehmoments von dem Elektromotor, der dem Rad mit weniger Traktion zugeordnet ist, auf das Rad mit mehr Traktion nicht möglich. Vielmehr wird beispielsweise bei einer schnell durchfahrenen Kurve das kurveninnere Rad entlastet, so dass aufgrund der reduzierten Traktion des kurveninnere Rads zum weiteren Beschleunigen des Fahrzeugs nur das Antriebsmoment des dem kurvenäußeren Rad zugeordneten Elektromotors zur Verfügung steht. Mit anderen Worten lässt sich das von dem dem kurveninneren Rad zugeordneten Elektromotor erzeugbare Drehmoment nicht auf das kurvenäußere Rad übertragen, was zur Folge hat, dass verhältnismäßig leistungsstarke Elektromotoren zum Einsatz kommen müssen, um aktiv in die Fahrdynamik des Fahrzeugs eingreifen zu können. Aus der DE 44 34 237 A1 ist ein Verfahren zur Modifizierung der Fahrdynamik eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs bekannt, das eine Achse mit zwei Halbwellenbaugruppen aufweist, wobei jede Halbwellenbaugruppe eine von einem Elektromotor angetriebene Halbwelle zum Antreiben eines jeweiligen Rads umfasst und die beiden Halbwellenbaugruppen über einen Drehmomentübertragungsmechanismus selektiv antriebswirksam miteinander koppelbar sind, wobei eine Kupplung vorgesehen ist, durch die die Einzelradantriebe miteinander kraftschlüssig verbindbar sind.
Aus der US 2013 / 0 030 636 A1 zeigt ebenfalls ein Verfahren zur Modifizierung der Fahrdynamik, wobei eine Steuerung vorliegt, die das Umschalten eines Schalters auf der Grundlage des Zustands der elektrischen Maschinen, der durch einen Detektor detektiert wird, steuert.
DE 10 2009 055 160 A1 betrifft ein Verfahren zur Verteilung eines Antriebsmoments auf die Räder einer elektrisch angetriebenen Achse eines Kraftfahrzeugs, wobei ein elektrisches Signal von einer Antriebsanordnung in ein Drehmoment umgewandelt wird. Um nicht nur das Fahren, sondern auch das Bremsraddrehmoment erzeugen zu können, werden die auf der elektrisch angetriebenen Achse angeordneten Räder unabhängig voneinander durch ein Fahr- oder Bremsmoment belastet.
DE 10 2015 216 689 A1 betrifft einen Fahrzeugantriebsstrang, wobei eine Steuereinheit ausgebildet ist, die aufgrund des vom Sensor ausgegebenen, den Fahrzustand des Fahrzeugs darstellenden Signals den Betriebszustand der Kupplungsanordnung und/oder Betriebszustände und Belastungen des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors steuert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung der Fahrdynamik eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit zwei jeweils von einem Elektromotor angetriebenen Halbwellen anzugeben, wobei zur Verbesserung der Fahrdynamik keine besonders leistungsstarke Elektromotoren zum Einsatz kommen sollen.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Insbesondere wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bei einem Fahrzeug, das eine Achse mit zwei Halbwellenbaugruppen aufweist, wobei jede Halbwellenbaugruppe eine von einem Elektromotor angetriebene Halbwelle zum Antreiben eines jeweiligen Rads umfasst und die beiden Halbwellenbaugruppen über einen Drehmomentübertragungsmechanismus in Form von beispielsweise einer Kupplung selektiv antriebswirksam miteinander koppelbar sind, dadurch gelöst, dass zumindest eine Fahrzeugbetriebskenngröße überwacht wird, wobei in Abhängigkeit der überwachten zumindest einen Fahrzeugbetriebskenngröße der Drehmomentübertragungsmechanismus eingerückt wird.
Um beispielsweise im Falle der zuvor beschriebenen Fahrszene einer Kurvenfahrt das von dem dem kurveninneren Rad zugeordneten Elektromotor erzeugte Drehmoment zumindest teilweise auf das kurvenäußere Rad übertragen zu können, ist es also möglich, beispielsweise eine Überwachung dahingehend durchzuführen, ob aktuell eine Kurve durchfahren wird. Diese Überprüfung kann beispielsweise erfolgen, indem das Signal eines Lenkwinkelsensors und/oder das Signal eines Gierratensensors mit einem jeweiligen Referenzwert verglichen wird, wobei im Falle, dass der Referenzwert durch den Sensorsignalwert überschritten wird, auf eine Kurvenfahrt geschlossen wird. Gleichermaßen kann beispielsweise eine gemessene oder berechnete Fliehkraftbeschleunigung überwacht und mit einem Referenzwert verglichen werden, um so eine Feststellung dahingehend treffen zu können, ob aktuell eine Kurve durchfahren wird oder nicht. Sollte im Rahmen einer derartigen Fahrzeugbetriebskenngrößenüberwachung festgestellt werden, dass aktuell eine Kurve durchfahren wird, kann dann anschließend der Drehmomentübertragungsmechanismus, mittels dessen sich die beiden Halbwellenbaugruppen miteinander koppeln lassen, eingerückt werden, was zur Folge hat, dass das von dem dem kurveninneren Rad zugeordneten Elektromotor erzeugbare Drehmoment zumindest teilweise auf das kurvenäußere Rad umverteilt werden kann.
Da die beschriebene Drehmomentverlagerung von dem kurveninneren Rad auf das kurvenäußere Rad jedoch nur dann möglich ist, wenn die Traktion des kurveninneren Rads aufgrund der Kurvenfahrt hinreichend reduziert ist, kann als zusätzliche Fahrzeugbetriebskenngröße überwacht werden, ob die Kurve mit einer hinreichend großen Geschwindigkeit durchfahren wird, welche ausreichend ist, um das kurveninnere Rad hinreichend zu entlasten, damit das von dem dem kurveninneren Rad zugeordneten Elektromotor erzeugte Drehmoment nicht etwa über Traktion des kurveninneren Rads direkt auf die Fahrbahn sondern zumindest zum Teil über den eingerückten Drehmomentübertragungsmechanismus auf das kurvenäußere Rad und von dort erst auf die Fahrbahn übertragen wird.
Wie aus der voranstehenden Darstellung hervorgeht, kann es also erforderlich sein, mehrere Fahrzeugbetriebskenngrößen zu überwachen, wobei der Drehmomentübertragungsmechanismus nur dann eingerückt wird, wenn jede der überwachten Fahrzeugbetriebskenngrößen eine jeweilige Bedingung erfüllt. Die Entscheidung, den Drehmomentübertragungsmechanismus einzurücken, kann jedoch auch auf nur einer einzigen überwachten Fahrzeugbetriebskenngröße basieren, wie dies beispielsweise dann der Fall ist, wenn zur thermischen Entlastung eines der beiden Elektromotoren die beiden Halbwellenbaugruppen mittels des Drehmomentübertragungsmechanismus miteinander gekoppelt werden sollen. Überschreitet beispielsweise eine Fahrzeugbetriebskenngröße in Form der Temperatur eines der beiden Elektromotoren einen entsprechenden Schwellwert, so können die beiden Halbwellenbaugruppen über den Drehmomentübertragungsmechanismus antriebswirksam miteinander gekoppelt werden, so dass der thermisch stärker belastete Elektromotor durch den thermisch weniger stark belasteten Elektromotor entlastet werden kann.
Wie der voranstehenden Darstellung entnommen werden kann, handelt es sich bei der zumindest einen überwachten Fahrzeugbetriebskenngröße um einen gemessenen oder einen mittels eines Fahrzeugmodells berechneten Fahrzustandswerts. Auch ein vom Fahrer angeforderter Soll- oder Befehlswert wie beispielsweise ein angefordertes Solldrehmoment kann jedoch ebenfalls als Fahrzeugbetriebskenngröße verwendet werden. Als gemessener Fahrzustandswert kann beispielsweise die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder ein gemessener Lenkwinkel verwendet werden, um so auf Grundlage dieser beiden gemessenen Fahrzustandswerte eine Aussage darüber treffen zu können, ob aktuell eine Kurve derart durchfahren wird, dass es zu einer hinreichenden Entlastung des kurveninneren Rads kommt, so dass durch Einrückung des Drehmomentübertragungsmechanismus das von dem dem kurveninneren Rad zugeordneten Elektromotor erzeugte Drehmoment zumindest teilweise auf das kurvenäußere Rad übertragen werden kann.
Als gemessener Fahrzustandswert kann ferner beispielsweise die thermische Belastung der Elektromotoren betrachtet werden, die gemessen oder alternativ auch durch Modellbildung in an sich bekannter Weise berechnet werden kann. Als weitere Fahrzeugbetriebskenngröße, in Abhängigkeit derer der Drehmomentübertragungsmechanismus eingerückt werden kann, kann beispielsweise das vom Fahrer angeforderte Solldrehmoment oder das Solldrehmoment verwendet werden, welches von einem der Fahrzeugräder auf die Fahrbahn übertragen werden soll.
Ein Fahrdynamikregler bestimmt auf Grundlage des vom Fahrer angeforderten Solldrehmoments, der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Lenkwinkel und/oder dem Gierzustand des Fahrzeugs, worunter Gierwinkel, Giergeschwindigkeit und/oder Gierbeschleunigung zu verstehen sind, dass von dem kurvenäußeren Rad mehr Drehmoment auf die Fahrbahn übertragen werden soll, als der dem kurvenäußeren Rad zugeordnete Elektromotor zu erzeugen vermag. Wenn also beispielsweise während einer Kurvenfahrt festgestellt wird, dass über das kurvenäußere Rad mehr Drehmoment auf die Fahrbahn übertragen werden soll, als der dem kurvenäußeren Rad zugeordnete Elektromotor aufzubringen in der Lage ist, kann der Drehmomentübertragungsmechanismus unter der weiteren Bedingung einer hinreichenden Entlastung des kurveninneren Rads eingerückt werden, so dass dann über den eingerückten Drehmomentübertragungsmechanismus von dem dem kurveninneren Rad zugeordneten Elektromotor zusätzliches Drehmoment auf das kurvenäußere Rad übertragen werden kann.
Im Folgenden wird nun auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung eingegangen. Weitere Ausführungsformen können sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Figurenbeschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.
So ist es gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass der Drehmomentübertragungsmechanismus eingerückt wird, sobald zumindest eine Fahrzeugbetriebskenngröße einen zugehörigen Referenzwert über- oder unterschreitet. Wenn beispielsweise festgestellt wurde, dass aktuell eine Kurve hinreichend schnell durchfahren wird, dass es zu einer Entlastung des kurveninneren Rads und damit zu einer Beschleunigung desselben kommt, kann der Drehmomentübertragungsmechanismus zu einem Zeitpunkt eingerückt werden, zu dem die Drehzahl des kurveninneren Rads im Wesentlichen der Drehzahl des kurvenäußeren Rads entspricht. In diesem Falle ist also eine Fahrzeugbetriebskenngröße die Drehzahl des kurveninneren Rads, wohingegen der zugehörige Referenzwert die Drehzahl des kurvenäußeren Rads ist. Wird der zugehörige Referenzwert erreicht, kann dann anschließend die Drehmomenterzeugung zumindest eines der beiden Elektromotoren gegenüber seiner Drehmomenterzeugung vor dem Erreichen des Referenzwerts verändert werden. Nach dem Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus kann also beispielsweise die Drehmomenterzeugung des dem kurveninneren Rad zugeordneten Elektromotors erhöht werden, um so den dem kurvenäußeren Rad zugeordneten Elektromotor zur Erfüllung des auf die Fahrbahn mittels des kurvenäußeren Rads zu übertragenden Drehmoments zu unterstützen.
Damit es infolge des Einrückens des Drehmomentübertragungsmechanismus zu keinen Zwängungen oder Verspannungen im Antriebsstrang kommt, kann es gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Drehmomentübertragungsmechanismus während einer Kurvenfahrt nur dann eingerückt wird, wenn während der Kurvenfahrt die Drehzahl des kurveninneren Rads zumindest im Wesentlichen der Drehzahl des kurvenäußeren Rads entspricht. Es erfolgt also eine Abgleichung und Synchronisation der Raddrehzahlen, woraufhin der Drehmomentübertragungsmechanismus selbst unter Last eingerückt werden kann, ohne dass es zu unerwünschten Zwängungseffekten kommt. Anschließend kann dann die Drehmomenterzeugung des dem kurveninneren Rad zugeordneten Elektromotors zur Erfüllung des über das kurvenäußere Rad auf die Fahrbahn zu übertragenden Solldrehmoments gesteigert werden. Selbst wenn das von dem dem kurvenäußeren Rad zugeordneten Elektromotor erzeugbare Drehmoment ausreichend wäre, um das über das kurvenäußere Rad auf die Fahrbahn zu übertragende Drehmoment erfüllen zu können, kann nach der zuvor beschriebenen Drehzahlsynchronisation der beiden Räder das von dem dem kurveninneren Rad zugeordneten Elektromotor erzeugbare Drehmoment gesteigert werden, da dies eine thermische Entlastung und/oder eine Drehmomentreduktion des dem kurvenäußeren Rad zugeordneten Elektromotor ermöglicht.
Gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Überwachen der zumindest einen Fahrzeugbetriebskenngröße ferner eine Überprüfung, ob die von dem dem kurvenäußeren Rad zugeordneten Elektromotor angeforderte Drehmomenterzeugung einen Referenzwert, beispielsweise das über das kurvenäußere Rad auf die Fahrbahn zu übertragende Solldrehmoment oder das maximale Drehmoment des Elektromotors erreicht. In diesem Falle kann die von dem dem kurveninneren Rad zugeordneten Elektromotor angeforderte Drehmomenterzeugung erhöht werden, wenn im Rahmen der Überprüfung festgestellt wird, dass die von dem dem kurvenäußeren Rad zugeordneten Elektromotor angeforderte Drehmomenterzeugung den Referenzwert erreicht hat, und der Drehmomentübertragungsmechanismus wird erst dann eingerückt, wenn die Drehzahl des kurveninneren Rads infolge der Erhöhung der Drehmomenterzeugung des dem kurveninneren Rad zugeordneten Elektromotors zumindest im Wesentlichen der Drehzahl des kurvenäußeren Rads entspricht. Bei dieser Ausführungsform wird also zunächst vor dem Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus die Drehmomenterzeugung des dem kurveninneren Rad zugeordneten Elektromotors erhöht, wodurch es aufgrund der während der Kurvenfahrt reduzierten Traktion des kurveninneren Rads zu einem schnelleren Abgleich der Raddrehzahlen kommt, so dass der Drehmomentübertragungsmechanismus umso früher zwängungsfrei eingerückt werden kann.
Wie den vorstehenden Ausführungen entnommen werden kann, stellt das erfindungsgemäße Verfahren also darauf ab, dass es infolge der Einrückung des Drehmomentübertragungsmechanismus zu einer Drehmomentübertragung von beispielsweise dem dem kurveninneren Rad zugeordneten Elektromotor erzeugten Drehmoment auf das kurvenäußere Rad kommt. Um solch eine Drehmomentumverteilung jedoch zu ermöglichen, bedarf es einer Entlastung bzw. einer Reduzierung der Traktion des kurveninneren Rads, was anhand unterschiedlicher Fahrzeugbetriebskenngrößen, wie beispielsweise dem Kurvenradius, dem Lenkwinkel, der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Fliehkraftbeschleunigung festgestellt werden kann, um nur einige hinsichtlich der Entlastung des kurveninneren Rads relevanten Fahrzeugbetriebskenngrößen zu nennen. Derartige Fahrzeugbetriebskenngrößen können sich zumindest teilweise gegenseitig beeinflussen, so dass beispielsweise anhand eines Kennfelds, das die relevanten Fahrzeugbetriebskenngrößen als Eingangsparameter aufweist und dieselben miteinander in Beziehung setzt, eine Entscheidung darüber getroffen werden kann, ob es zu einer hinreichenden Entlastung des kurveninneren Rads kommt, um durch Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus die gewünschte Drehmomentumverteilung erzielen zu können.
Wie bereits zuvor erläutert wurde, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren auch zur thermischen Entlastung eines der beiden Elektromotoren. Hierzu umfasst das Überwachen der zumindest einen Fahrzeugbetriebskenngröße das Überwachen der thermischen Belastung zumindest eines der beiden Elektromotoren und das Vergleichen der thermischen Belastung des einen und/oder des anderen Elektromotors und/oder der Differenz zwischen den thermischen Belastungen der beiden Elektromotoren mit einem jeweiligen Referenzwert für eine thermische Belastung. Sollte bei diesem Vergleich festgestellt werden, dass die thermische Belastung des einen und/oder des anderen Elektromotors und/oder die Differenz zwischen den thermischen Belastungen der beiden Elektromotoren einen jeweiligen Referenzwert für eine thermische Belastung überschreitet, kann anschließend der Drehmomentübertragungsmechanismus eingerückt werden, so dass der thermisch stärker belastete Elektromotor durch den thermisch weniger stark belasteten Elektromotor entlastet werden kann.
Beispielsweise kann die Drehmomenterzeugung des thermisch stärker belasteten Elektromotors verringert und die Drehmomenterzeugung des thermisch weniger stark belasteten Elektromotors erhöht werden, wodurch es zu einer Reduzierung der thermischen Belastung des einst thermisch stärker belasteten Elektromotors kommt. Vorzugsweise wird dabei die Verringerung der Drehmomenterzeugung des thermisch stärker belasteten Elektromotors und/oder die Erhöhung der Drehmomenterzeugung des thermisch weniger stark belasteten Elektromotors derart geregelt, dass beide Elektromotoren thermisch gleich belastet sind.
Sofern hier von der thermischen Belastung die Rede ist, so kann es sich hierbei um eine gemessene oder eine berechnete Temperatur des jeweiligen Elektromotors handeln, wobei es sich als vorteilhaft erweist, für die thermische Belastung des jeweiligen Elektromotors einen zeitlichen Verlauf der durch Messung oder Berechnung gewonnenen Motortemperatur zu betrachten. Beispielsweise kann zur Bestimmung der thermischen Belastung des jeweiligen Elektromotors ein gleitender Mittelwert der Ist-Temperatur berechnet oder eine Integralbildung der Ist-Temperatur des jeweiligen Elektromotors vorgenommen werden, um zu verhindern, dass es aufgrund kurzzeitiger thermischer Spitzen zu einer ansonsten nicht erforderlichen Drehmomentumverteilung zwischen den beiden Elektromotoren kommt.
Da es im Rahmen der beschriebenen thermischen Entlastung eines thermisch stark belasteten Elektromotors aufgrund der Einrückung des Drehmomentübertragungsmechanismus zu einem Drehmomenttransfer von dem dem einen Rad zugeordneten Elektromotor zu dem anderen Rad kommt, kann es sich als vorteilhaft erweisen, den Drehmomentübertragungsmechanismus zur thermischen Entlastung eines Elektromotors nur dann einzurücken, wenn im Rahmen der Überwachung der zumindest einen Fahrzeugbetriebskenngröße festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug im Wesentlichen bei einer Geradeausfahrt befindet, wie dies beispielsweise wiederum auf Basis von gemessenen und/oder berechneten Lenkwinkeln oder Fliehkräften festgestellt werden kann. Wird hingegen während einer Kurvenfahrt festgestellt, dass beispielsweise das kurvenäußere Rad eine thermisch hohe Belastung aufweist und das kurveninnere Rad hinreichend entlastet ist, so kann zur Erfüllung eines über das kurvenäußere Rad auf die Fahrbahn zu übertragenden hohen Drehmoments die Drehmomenterzeugung des dem kurveninneren Rad zugeordneten Elektromotors überproportional erhöht werden. Gleichzeitig kann die Drehmomenterzeugung des dem kurvenäußeren Rad zugeordneten Elektromotors zur Reduzierung seiner thermischen Belastung verringert werden, ohne dass dies zu Lasten des über das kurvenäußere Rad auf die Fahrbahn übertragenen Drehmoments geht, da die Drehmomenterzeugung des dem kurveninneren Rad zugeordneten Elektromotors „überproportional“, d.h. in einem Maße erhöht wird, dass die Reduzierung der Drehmomenterzeugung des dem kurvenäußeren Rad zugeordneten Elektromotors berücksichtigt.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform kann das Überwachen der zumindest einen Fahrzeugkenngröße ein Überprüfen umfassen, ob eine Kurve durchfahren wird und ob ein Lastwechsel von Zug- auf Schubbetrieb vorliegt, wobei im Falle solch eines Lastwechsels der Drehmomentübertragungsmechanismus zumindest teilweise eingerückt wird. Während einer schnell durchfahrenen Kurve kann nämlich der dem kurvenäußeren Rad zugeordnete Elektromotor ein Bremsdrehmoment entwickeln, wohingegen aufgrund der reduzierten Traktion des kurveninneren Rads der demselben zugeordnete Elektromotor kein oder nur ein geringes Bremsdrehmoment entwickelt, wodurch es beim Lastwechsel zu einer Eindreh-Reaktion des Fahrzeugs kommen kann. Um solch einer Eindreh-Reaktion entgegenzuwirken, wird daher im Falle eines Lastwechsels von Zug- auf Schubbetrieb während einer Kurvenfahrt der Drehmomentübertragungsmechanismus zumindest teilweise eingerückt, da es hierdurch zu einem „Geradeziehen“ des Fahrzeugs kommt, was darauf zurückzuführen ist, dass infolge der Einrückung des Drehmomentübertragungsmechanismus von beiden Elektromotoren ein Bremsdrehmoment hervorgerufen wird, welches über den eingerückten Drehmomentübertragungsmechanismus auf das kurvenäußere Rad und von dort auf die Fahrbahn übertragen wird. Durch das Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus lässt sich somit eine Gierdämpfung erzwingen, wobei die Gierdämpfung durch Regeln des Einrückgrads des Drehmomentübertragungsmechanismus und/oder der Drehmomenterzeugung zumindest eines der beiden Elektromotoren auf einen gewünschten Wert gezielt eingestellt werden kann.
Die Überprüfung, ob ein Lastwechsel von Zug- auf Schubbetrieb vorliegt, kann beispielsweise durch Vergleichen einer Änderung eines Fahrpedalstellungssignals mit einem Referenzwert erfolgen: Wird beispielsweise auf einer nicht geneigten Fahrbahn die Stellung des Fahrpedals ausgehend aus einer betätigten Stellung auf Null reduziert, so erzeugen beide Elektromotoren kein Drehmoment mehr, und das Fahrzeug setzt seine Bewegung rein aufgrund seiner Massenträgheit fort, wodurch es zum Lastwechsel von Zug auf Schub kommt, wobei dann die beiden Elektromotoren ein Bremsdrehmoment entwickeln. Wird hingegen die Fahrpedalstellung nur teilweise reduziert, kann allein auf Grundlage der Fahrpedalstellung keine Aussage dahingehend getroffen werden, ob ein Lastwechsel vorliegt, weshalb in an sich bekannter Weise weitere Fahrzeugbetriebskenngrößen überprüft und gegebenenfalls mit zugehörigen Referenzwerten verglichen werden müssen, um eine Aussage dahingehend treffen zu können, ob ein Lastwechsel von Zugauf Schubbetrieb vorliegt. Eine zuverlässige Aussage dahingehend, ob ein Lastwechsel von Zug- auf Schubbetrieb vorliegt, lässt sich ferner dadurch treffen, dass die von zumindest einem der Elektromotoren erzeugte Spannung als Fahrzeugbetriebskenngröße überwacht wird, wobei im Falle, dass die überwachte Spannung einen vorbestimmbaren Schwell- bzw. Referenzwert überschreitet, darauf geschlossen werden kann, dass ein Lastwechsel stattgefunden hat.
Wie der voranstehenden Beschreibung entnommen werden kann, muss zumindest eine Fahrzeugbetriebskenngröße eine zugehörige Bedingung erfüllen, damit der Drehmomentübertragungsmechanismus eingerückt wird. Erfüllt hingegen zumindest eine Fahrzeugbetriebskenngröße wenigstens eine für das Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus berücksichtigte Bedingung nicht mehr, so wird der Drehmomentübertragungsmechanismus zwischen den beiden Halbwellen wieder ausgerückt, damit die beiden Elektromotoren während des normalen Fahrbetriebs von einem Fahrdynamikregler wieder unabhängig voneinander angesteuert werden können.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird erfindungsgemäß ferner eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug geschaffen, die eine Achse mit zwei Halbwellenbaugruppen aufweist, wobei jede Halbwellenbaugruppe eine von einem Elektromotor angetriebene Halbwelle zum Antreiben eines jeweiligen Rads umfasst, wobei die Achse ferner einen Drehmomentübertragungsmechanismus in Form von beispielsweise einer Kupplung aufweist, der dazu ausgebildet ist, die beiden Halbwellenbaugruppen selektiv antriebswirksam miteinander zu koppeln, und wobei die Antriebsvorrichtung ferner eine Steuereinrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, den Drehmomentübertragungsmechanismus gemäß einem der voranstehend beschriebenen Verfahren zu steuern.
Im Folgenden wird die Erfindung nun rein exemplarisch unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug zeigt, mit der sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen lässt;
2 den Übergang von einer ersten Fahrsituation auf eine zweite Fahrsituation zeigt, wobei durch ein Eindrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus ein Übersteuerungseffekt erzielt werden kann;
3 eine Fahrsituation veranschaulicht, in der sich durch Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus eine thermische Entlastung eines Elektromotors erzielen lässt;
4 eine Fahrsituation veranschaulicht, in der sich durch Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus sowohl ein Übersteuerungseffekt als auch eine thermische Entlastung eines Elektromotors erzielen lässt; und
5 eine Fahrsituation veranschaulicht, in der sich durch Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus eine Gierdämpfung erzielen lässt.

Im Folgenden wird zunächst unter Bezugnahme auf die 1 eine Antriebsvorrichtung 10 beschrieben, welche ausgebildet ist, um damit das erfindungsgemäße Verfahren in seinen unterschiedlichen Ausprägungen durchführen zu können. Vorzugsweise kann die Antriebsvorrichtung 10 die Gestalt einer Hinterachse 12 eines Fahrzeugs annehmen bzw. als Hinterachse in ein Fahrzeug eingebaut werden.
In der dargestellten Ausführungsform weist die Antriebsvorrichtung 10 zwei Halbwellenbaugruppen 14_a, 14_i auf. Jede dieser Halbwellenbaugruppen 14_a, 14_i weist dabei eine Halbwelle 18_a, 18_i auf, welche sich aus mehreren Gelenkwellenabschnitten zusammensetzen kann. Des Weiteren verfügt jede Halbwellenbaugruppe 14_a, 14_i über einen jeweiligen Elektromotor 16_a, 16_i , zum Antreiben der jeweils zugehörigen Halbwelle 18_a, 18_i bzw. zum Antreiben des jeweils zugehörigen Rads 20_a, 20_i der jeweiligen Halbwellenbaugruppe 14_a, 14_i . In der dargestellten Ausführungsform ist im Kraftwirkungspfad zwischen dem jeweiligen Elektromotor 16_a, 16_i und dem jeweiligen Rad 20_a, 20_i ein Planetengetriebe 24_a , 24_i zwischengeschaltet, um so eine Vervielfachung des von dem jeweiligen Elektromotor 16_a, 16_i erzeugbaren Drehmoments bewirken zu können.
Darüber hinaus verfügt die Antriebsvorrichtung 10 über einen Drehmomentübertragungsmechanismus 22, bei dem es sich in der dargestellten Ausführungsform um eine nasse oder trockene Lamellenkupplung handeln kann, wobei alternativ hierzu auch eine lastschaltbare Klauenkupplung zum Einsatz kommen kann. Bei der Drehmomentübertragungsvorrichtung 22 kann es sich somit also um eine kraft- oder formschlüssige Kupplung handeln, mittels derer die beiden Halbwellenbaugruppen 14_a, 14_i selektiv antriebswirksam miteinander gekoppelt werden können, um so in der gewünschten Weise eine Drehmomentumverteilung von der einen Halbwellenbaugruppe 14_a, 14_i auf die jeweils andere Halbwellenbaugruppe 14_i, 14_a bewirken zu können, wie dies nachfolgend genauer erläutert wird.
Obwohl in der dargestellten Ausführungsform die beiden Elektromotoren 16_a, 16_i konzentrisch mit der jeweiligen Halbwelle 18_a, 18_i sind und der Drehmomentübertragungsmechanismus 22 die Rotorwellen der beiden Elektromotoren 16_a, 16_i miteinander koppelt, sind auch Ausführungsformen möglich, bei denen der jeweilige Elektromotor 16_a, 16_i exzentrisch zu der jeweiligen Halbwelle 18_a, 18_i angeordnet ist und dieselbe beispielsweise über ein Stirnradgetriebe antreibt, wobei in diesem Falle die Halbwellen 18_a, 18_i selbst (und nicht etwa die Motorrotorwellen) mittels des Drehmomentübertragungsmechanismus 22 miteinander koppelbar sind.
Des Weiteren verfügt die Antriebsvorrichtung 10 über eine hier nicht dargestellte Steuereinrichtung, welche speziell dazu eingerichtet ist, den Drehmomentübertragungsmechanismus 22 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zu steuern, wie dies nachfolgend im Detail erläutert wird. Bei der Steuereinrichtung kann es sich um einen übergeordneten Fahrdynamikregler handeln, welcher nicht nur den Drehmomentübertragungsmechanismus 22 sondern auch beispielsweise die Elektromotoren 16_a, 16_i steuert.
Im Folgenden wird nun unter Bezugnahme auf die 2 beschreiben, wie sich unter Verwendung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 10 ein Torque-Vectoring-Effekt erzielen lässt, und zwar insbesondere dann, wenn das von einem der Elektromotoren 16_a, 16_i erzeugbare Drehmoment nicht ausreicht, um ein über das zugehörige Rad 20_a, 20_i auf die Fahrbahn aufzubringende Drehmoment zu erzeugen.
Die obere Darstellung der 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, von dem hier nur die lenkbare Vorderachse VA und die nicht lenkbare Hinterachse HA dargestellt sind, die durch die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung 10 gebildet wird. In der oberen Darstellung der 2 ist eine Fahrsituation veranschaulicht, in der das Fahrzeug eine Rechtskurve durchfährt, wobei zur Erfüllung der fahrdynamischen Anforderungen der kurvenäußere Elektromotor 16_a 70% seines Maximaldrehmoments und der kurveninnere Elektromotor 16_i 20% seines Maximaldrehmoments erbringt. In dieser Fahrsituation ist der Drehmomentübertragungsmechanismus 22 offen bzw. ausgerückt, da das von dem jeweiligen Elektromotor 16_a, 16_i zu erbringende Solldrehmoment aufgebracht werden kann.
Der Drehmomentübertragungsmechanismus 22 kann dabei solange ausgerückt bleiben, bis beispielsweise zur Erfüllung fahrdynamischer Anforderungen über das kurvenäußere Rad 20_a mehr Drehmoment auf die Fahrbahn aufgebracht werden soll, als der kurvenäußere Elektromotor 16_a alleine aufzubringen vermag. Eine derartige Fahrsituation ist in der unteren Darstellung der 2 veranschaulicht, in der es über das kurvenäußere Rad 20_a 160% des Maximaldrehmoments jedes der beiden Elektromotoren 16_a, 16_i auf die Fahrbahn aufzubringen gilt. Das auf die Fahrbahn über das kurvenäußere Rad 20_a und das kurveninnere Rad 20_i zu übertragende Drehmoment kann dabei beispielsweise auf Grundlage des vom Fahrer angeforderten Solldrehmoments, der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Lenkwinkel und/oder dem Gierzustand des Fahrzeugs bestimmt werden. Da in diesem Falle das Maximaldrehmoment des kurvenäußeren Elektromotors 16_a alleine nicht ausreicht, um die Drehmomentanforderung am kurvenäußeren Rad 20_a erfüllen zu können, wird zusätzliches Drehmoment von dem dem kurveninneren Rad 20_i zugeordneten Elektromotor 16_i angefordert, wie dies in der unteren Darstellung der 2 erkennbar ist, derzufolge der kurveninnere Elektromotor 16_i nun 80% seines Maximaldrehmoments erzeugt. Um dieses Drehmoment jedoch zumindest zum Teil auf das kurvenäußere Rad 20_a übertragen zu können, muss der Drehmomentübertragungsmechanismus 22 eingerückt werden.
Grundsätzlich weist jedoch bei einer Kurvenfahrt das kurveninnere Rad 20_i eine geringere Drehzahl als das kurvenäußere Rad 20_a auf, so dass es zu unerwünschten Zwängungen oder Verspannungseffekten sowie zu fahrdynamisch nur schwer zu handhabenden Effekten kommen kann, wenn der Drehmomentübertragungsmechanismus 22 ungeachtet der in der jeweiligen Fahrsituation vorherrschenden Fahrzeugbetriebskenngrößen eingerückt wird.
Erfindungsgemäß ist es daher vorgesehen, dass der Drehmomentübertragungsmechanismus 22 in Abhängigkeit zumindest einer überwachten Fahrzeugbetriebskenngröße eingerückt wird. Beispielsweise können als Fahrzeugbetriebskenngrößen die Geschwindigkeit und der Lenkwinkel erfasst werden, da hieraus nicht nur eine Feststellung dahingehend getroffen werden kann, ob eine Kurvenfahrt vorliegt, sondern auch festgestellt werden kann, ob die Kurve schnell genug durchfahren wird, damit das kurveninnere Rad 20_i aufgrund der bei der Kurvenfahrt auftretenden Fliehkräfte soweit entlastet wird, dass seine Drehzahl aufgrund der nunmehr reduzierten Traktion zunimmt, wie dies gewünscht ist, damit der Drehmomentübertragungsmechanismus 22 zwängungsfrei eingerückt werden kann. Als weitere Fahrzeugbetriebskenngröße werden daher die Raddrehzahlen des kurveninneren und des kurvenäußeren Rads 20_i , 20_a und/oder die entsprechenden Motordrehzahlen überwacht, wobei der Drehmomentübertragungsmechanismus 22 erst dann eingerückt wird, wenn die Drehzahl des kurveninneren Rads 20_i zumindest im Wesentlichen der Drehzahl des kurvenäußeren Rads 20_a entspricht. Insofern dient die Drehzahl des kurvenäußeren Rads 20_a als Referenzwert für die Drehzahl des kurveninneren Rads 20_i , bei dessen Erreichen der Drehmomentübertragungsmechanismus 22 eingerückt wird.
Dieser Zustand ist in der unteren Darstellung der 2 veranschaulicht, in der der kurveninnere Elektromotor 16_i 80% seines Maximaldrehmoments erzeugt, wobei aufgrund reduzierter Traktion nur 20% über das kurveninnere Rad 20_i auf die Fahrbahn und aufgrund des eingerückten Drehmomentübertragungsmechanismus 20 die restlichen 60% über das kurvenäußere Rad 20_a auf die Fahrbahn übertragen werden.
In der zuvor beschriebenen Fahrsituation resultiert die Zunahme der Drehzahl des kurveninneren Rads 20_i unter anderem aus der Erhöhung der Drehmomenterzeugung des kurveninneren Motors 16_i vor dem Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus 22. Wird jedoch die Kurve schnell genug durchfahren, so kann die Drehzahl des kurveninneren Rads 20_i auch allein aufgrund des fliehkraftbedingten Traktionsverlusts soweit zunehmen, dass sie im Wesentlichen der Drehzahl des kurvenäußeren Rads 20_a entspricht. In diesem Szenario kann die Drehmomenterzeugung des kurveninneren Motors 16_i auch erst nach dem Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus auf 80% seines maximalen Drehmoments erhöht werden.
Als weitere Fahrzeugbetriebskenngröße kann sich das erfindungsgemäße Verfahren ferner beispielsweise der thermischen Belastung der Elektromotoren 16_a, 16_i bedienen, um so im Falle einer thermischen Überbelastung eines Elektromotors 16_a, 16_i durch Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus 22 für einen thermischen Ausgleich zu sorgen, wie dies unter Bezugnahme auf die 3 erläutert wird. In der in der 3 dargestellten Fahrsituation befindet sich das Fahrzeug in einer Geradeausfahrt, wie dies beispielsweise anhand des Lenkwinkels als Fahrzeugbetriebskenngröße festgestellt werden kann. Unter der Annahme gleicher Traktion am rechten bzw. linken Rad 20_i , 20_a soll in der dargestellten Fahrsituation über das jeweilige Rad 45% des maximalen Drehmoments des jeweiligen Motors 16_i , 16_a auf die Fahrbahn übertragen werden. Wird nun im Rahmen der Überwachung der thermischen Belastung der beiden Elektromotoren 16_i , 16_a festgestellt, dass beispielsweise der dem linken Rad 20_a zugeordnete Elektromotor 16_a zu überhitzen droht, wird der Drehmomentübertragungsmechanismus 22 zumindest teilweise eingerückt, was es ermöglicht, die Drehmomenterzeugung des dem linken Rad 20_a zugeordneten Elektromotors 16_a auf beispielsweise 20% seines maximalen Drehmoments zu reduzieren, um im Gegenzug die Drehmomenterzeugung des anderen Elektromotors 16_i auf 70% zu erhöhen. Es kommt somit zu einer thermischen Entlastung des dem linken Rad 20_a zugeordneten Elektromotors 16_a und das von dem dem linken Rad 20_a zugeordneten Elektromotor 16_a nicht aufgebrachte Differenzmoment in Höhe von 25% wird durch den anderen Elektromotor 16_i aufgebracht und über den eingerückten Drehmomentübertragungsmechanismus 22 auf das linke Rad 20_a übertragen.
Auch in der Fahrsituation der 3 wird somit der Drehmomentübertragungsmechanismus 22 in Abhängigkeit einer überwachten Fahrzeugbetriebskenngröße in Form der thermischen Belastung der Motoren 16_a, 16_i eingerückt. Als Maß für die thermische Belastung kann dabei beispielsweise eine gemessene oder berechnete Motortemperatur herangezogen werden, wobei vorzugsweise die so ermittelte Temperatur über einen längeren Zeitraum im Sinne einer gleitenden Mittelwertbildung betrachtet werden sollte, um kurzzeitige Temperaturspitzen auszublenden. Ob die thermische Belastung eines der beiden Motoren 16_a, 16_i das Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus 22 rechtfertigt, lässt sich dadurch überprüfen, dass die thermische Belastung des einen und/oder des anderen Elektromotors und/oder die Differenz zwischen den thermischen Belastungen der beiden Elektromotoren 16_a, 16_i mit einem jeweiligen Referenzwert für eine thermische Belastung verglichen wird. Der Drehmomentübertragungsmechanismus 22 kann also beispielsweise dann eingerückt werden, wenn die thermische Belastung nur eines Elektromotors 16_a, 16_i einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet oder wenn die thermische Belastung des einen Elektromotors 16_a um ein vorbestimmtes Maß höher ist als die thermische Belastung des anderen Elektromotors 16_i .
Wie in der 4 veranschaulicht wird, lässt sich der zuvor beschriebene thermische Ausgleich auch mit der zuvor unter Bezugnahme auf die 2 beschriebenen Torque-Vectoring-Funktion in einer Kurvenfahrt kombinieren, wenn beispielsweise während der Kurvenfahrt im Rahmen der Überwachung der thermischen Belastung der beiden Elektromotoren 16_a, 16_i festgestellt wird, dass der kurvenäußere Elektromotor 16_a zu überhitzen droht, wie dies beispielsweise auf Rundstrecken bzw. Handlingkursen der Falle sein kann, auf denen der Anteil an Rechts- oder Linkkurven überwiegt. In diesem Falle wird der kurvenäußere Elektromotor 16_a so angesteuert, dass er nur 80% seines Maximaldrehmoments erzeugt, wohingegen die verbleibenden 80% zur Füllung des über das kurvenäußere Rad 20_a auf die Fahrbahn zu übertragende Drehmoment (160%) von dem dem kurveninneren Rand 20_i zugeordneten Elektromotor 16_i aufgebracht und über den eingerückten Drehmomentübertragungsmechanismus auf das kurvenäußere Rad 20_a übertragen werden.
Unter Bezugnahme auf die 5 wird eine weitere Fahrsituation erläutert, in der sich das Fahrzeug unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Kurvenfahrt bei einem Lastwechsel von Zug- auf Schubbetrieb stabilisieren lässt. Üblicherweise zeigen nämlich Fahrzeuge eine Eindreh-Reaktion, wenn während einer Kurvenfahrt ein Lastwechsel von Zug- auf Schubbetrieb stattfindet. Um solch einer Lastwechselreaktion zu begegnen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass während einer Kurvenfahrt kontinuierlich geeignete Fahrzeugbetriebskenngrößen wie beispielsweise die Fahrpedalstellung dahingehend überwacht werden, ob ein Lastwechsel von Zug- auf Schubbetrieb vorliegt, wie dies beispielsweise dann der Fall ist, wenn der Fuß vom Fahrpedal genommen wird, so dass daraufhin in Abhängigkeit der auf einen Lastwechsel hinweisenden Fahrzeugbetriebskenngröße der Drehmomentübertragungsmechanismus 22 eingerückt wird.
Bei der in der 5 dargestellten Fahrsituation wird dabei die Kurve so schnell durchfahren, dass es zu einer Entlastung des kurveninneren Rads 20_i kommt, so dass über dieses kein Bremsmoment, wie es durch die Elektromotoren 16_a, 16_i grundsätzlich aufgebracht werden kann, auf die Fahrbahn übertragen werden kann. Nichtsdestotrotz lässt sich der Bremswiderstand des dem kurveninneren Rad 20_i zugeordneten Elektromotors 16_i zunutze machen, indem bei einem Lastwechsel von Zug- auf Schubbetrieb der Drehmomentübertragungsmechanismus 22 eingerückt wird, da dies zur Folge hat, dass auf das kurvenäußere Rad 20_a nicht nur das Bremsdrehmoment des dem kurvenäußeren Rads 20_a zugeordneten Elektromotors 16_a sondern auch das des anderen Elektromotors 16_i wirkt, wodurch das Fahrzeug während der Kurvenfahrt wieder gerade gezogen werden kann. Vorzugsweise wird hierbei der Einrückgrad des Drehmomentübertragungsmechanismus 22 und/oder die Drehmomenterzeugung der Elektromotoren 16_a, 16_i gezielt geregelt, wodurch eine gewünschte Gierdämpfung erzielt werden kann.
Bezugszeichenliste

10: Antriebsvorrichtung
12: Achse
14a: Halbwellenbaugruppe
14_i: Halbwellenbaugruppe
16a: Elektromotor
16_i: Elektromotor
18a: Halbwelle
18_i: Halbwelle
20a: Rad
20_i: Rad
22: Kupplung
24_a: Planetengetriebe
24_i: Planetengetriebe
VA: Vorderachse
HA: Hinterachse

Claims

Verfahren zur Modifizierung der Fahrdynamik eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, das eine Achse (12) mit zwei Halbwellenbaugruppen (14_a, 14_i) aufweist, wobei jede Halbwellenbaugruppe (14_a, 14_i) eine von einem Elektromotor (16_a, 16_i) angetriebene Halbwelle (18_a, 18_i) zum Antreiben eines jeweiligen Rads (20_a, 20_i) umfasst und die beiden Halbwellenbaugruppen (14_a, 14_i) über einen Drehmomentübertragungsmechanismus (22) selektiv antriebswirksam miteinander koppelbar sind, wobei das Verfahren umfasst, dass: zumindest eine Fahrzeugbetriebskenngröße überwacht wird; und in Abhängigkeit von der überwachten zumindest einen Fahrzeugbetriebskenngröße der Drehmomentübertragungsmechanismus (22) zumindest teilweise eingerückt wird, das Überwachen der zumindest einen Fahrzeugbetriebskenngröße eine Überprüfung dahingehend umfasst, ob eine Kurve durchfahren wird, wobei der Drehmomentübertragungsmechanismus (22) nur dann eingerückt wird, wenn im Rahmen der Überprüfung das Durchfahren einer Kurve festgestellt wird und die Drehzahl des kurveninneren Rads (20_i) der Drehzahl des kurvenäußeren Rads (20_a) entspricht und die Drehmomenterzeugung des dem kurveninneren Rad (20_i) zugeordneten Elektromotors (16_i) erhöht wird, wenn nach dem Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus (22) festgestellt wird, dass die von dem dem kurvenäußeren Rad (20_a) zugeordneten Elektromotor (16_a) angeforderte Drehmomenterzeugung einen Referenzwert erreicht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentübertragungsmechanismus (22) eingerückt wird, falls die überwachte zumindest eine Fahrzeugbetriebskenngröße einen zugehörigen Referenzwert erreicht.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomenterzeugung zumindest eines der beiden Elektromotoren (16_a, 16_i) gegenüber seiner Drehmomenterzeugung vor dem Erreichen des Referenzwerts verändert wird, falls die überwachte zumindest eine Fahrzeugbetriebskenngröße den zugehörigen Referenzwert erreicht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachen der zumindest einen Fahrzeugbetriebskenngröße ferner eine Überprüfung dahingehend umfasst, ob die von dem dem kurvenäußeren Rad (20_a) zugeordneten Elektromotors (16_a) angeforderte Drehmomenterzeugung einen Referenzwert erreicht, wobei die Drehmomenterzeugung des dem kurveninneren Rad (20_i) zugeordneten Elektromotors (16_i) erhöht wird, wenn im Rahmen der Überprüfung festgestellt wird, dass die von dem dem kurvenäußeren Rad (20_i) zugeordneten Elektromotors (16_i) angeforderte Drehmomenterzeugung den Referenzwert erreicht hat, und der Drehmomentübertragungsmechanismus (22) erst eingerückt wird, wenn die Drehzahl des kurveninneren Rads (20_i) infolge der Erhöhung der Drehmomenterzeugung des dem kurveninneren Rad (20_i) zugeordneten Elektromotors (16_i) der Drehzahl des kurvenäußeren Rads (20_a) entspricht.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem dem kurvenäußeren Rad (20_a) zugeordneten Elektromotor (16_a) angeforderte Drehmomenterzeugung in Abhängigkeit zumindest einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Lenkwinkels und eines Gierzustands des Fahrzeugs erzeugt wird.
Verfahren nach zumindest einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachen der zumindest einen Fahrzeugbetriebskenngröße das Überwachen einer thermischen Belastung zumindest eines der beiden Elektromotoren (16_a, 16_i) und das Vergleichen der thermischen Belastung des einen und/oder des anderen Elektromotors (16_a, 16_i) und/oder der Differenz zwischen den thermischen Belastungen der beiden Elektromotoren (16_a, 16_i) mit einem jeweiligen Referenzwert für eine thermischen Belastung umfasst, wobei im Falle, dass die thermische Belastung des einen und/oder des anderen Elektromotors (16_a, 16_i) und/oder die Differenz zwischen den thermischen Belastungen der beiden Elektromotoren (16_a, 16_i) einen jeweiligen Referenzwert für eine thermische Belastung überschreitet, der Drehmomentübertragungsmechanismus (22) eingerückt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachen der zumindest einen Fahrzeugbetriebskenngröße ferner ein Überprüfen dahingehend umfasst, ob sich das Fahrzeug zumindest in einer Geradeausfahrt befindet.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerung der Drehmomenterzeugung des thermisch stärker belasteten Elektromotors (16_a, 16_i) und/oder die Erhöhung der Drehmomenterzeugung des thermisch weniger stark belasteten Elektromotors (16i, 16a) derart geregelt wird/werden, dass beide Elektromotoren (16_a, 16_i) thermisch gleich belastet sind.
Verfahren nach zumindest einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachen der zumindest einen Fahrzeugbetriebskenngröße ein Überprüfen dahingehend umfasst, ob eine Kurve durchfahren wird und ob ein Lastwechsel von Zug- auf Schubbetrieb vorliegt; wobei im Falle eines positiven Prüfungsergebnisses der Drehmomentübertragungsmechanismus (22) zumindest teilweise eingerückt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Einrückgrad des Drehmomentübertragungsmechanismus (22) zur Erzielung einer gewünschten Gierdämpfung geregelt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomenterzeugung zumindest eines der beiden Elektromotoren (16_a, 16_i) zur Erzielung einer gewünschten Gierdämpfung geregelt wird.
Verfahren nach zumindest einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentübertragungsmechanismus (22) wieder ausgerückt wird, sobald die überwachte zumindest eine Fahrzeugbetriebskenngröße wenigstens eine für das Einrücken des Drehmomentübertragungsmechanismus (22) berücksichtigte Bedingung nicht mehr erfüllt.
Antriebsvorrichtung (10) für ein Fahrzeug, die eine Achse (12) mit zwei Halbwellenbaugruppen (14_a, 14_i) aufweist, wobei jede Halbwellenbaugruppe (14_a, 14_i) eine von einem Elektromotor (16_a, 16_i) angetriebene Halbwelle (18_a, 18_i) zum Antreiben eines jeweiligen Rads (20_a, 20_i) umfasst, wobei die Achse (12) ferner einen Drehmomentübertragungsmechanismus (12) aufweist, der dazu ausgebildet ist, die beiden Halbwellenbaugruppen (14_a, 14_i) selektiv antriebswirksam miteinander zu koppeln, und wobei die Antriebsvorrichtung (10) ferner eine Steuereinrichtung umfasst, die dazu ausgebildet ist, den Drehmomentübertragungsmechanismus (22) gemäß einem Verfahren nach zumindest einem der voranstehenden Ansprüche zu steuern.