DE102017124488A1

DE102017124488A1 - Steuersystem für einen allradantrieb eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE102017124488A1
Application number: DE102017124488.3A
Authority: DE
Inventors: Peter John Grutter; Vladimir Ivanovic; Paul MOUBARAK; Andreas Evangelos Perakes; Nicholas Edward MCCUBBIN; Abhinav Kumar
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2018-04-26
Also published as: US10137775B2; CN107972486A; US20180111479A1; CN107972486B

Abstract

Ein Fahrzeug beinhaltet eine Antriebswelle, erste Achse, zweite Achse, erste Kupplung, zweite Kupplung und Steuerung. Die Antriebswelle ist durch eine erste und zweite Kupplung selektiv an Ausgänge der ersten bzw. der zweiten Achse gekoppelt. Die Steuerung ist dazu programmiert, als Reaktion auf einen Befehl die Antriebswelle wieder mit den Ausgängen der ersten und zweiten Achse zu verbinden, die zweite Kupplung zu schließen, um Lasten von der zweiten Achse zu der Antriebswelle zu übertragen, die Schlupfdrehzahl der ersten Kupplung auf innerhalb eines Soll-Bereichs einzustellen und die erste Kupplung zu schließen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Steuersysteme für Fahrzeuge mit Allradantrieb.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Fahrzeuge können Allradantriebssysteme beinhalten, die dazu ausgestaltet sind, die Steuerbarkeit der Fahrzeuge zu verbessern und Unbehagen des Fahrers zu verringern.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug beinhaltet eine Antriebswelle, erste Achse, zweite Achse, erste Kupplung, zweite Kupplung und Steuerung. Die Antriebswelle ist durch eine erste und zweite Kupplung selektiv an Ausgänge der ersten bzw. der zweiten Achse gekoppelt. Die Steuerung ist dazu programmiert, als Reaktion auf einen Befehl die Antriebswelle wieder mit den Ausgängen der ersten und zweiten Achse zu verbinden, die zweite Kupplung zu schließen, um Lasten von der zweiten Achse zu der Antriebswelle zu übertragen, die Schlupfdrehzahl der ersten Kupplung auf innerhalb eines Soll-Bereichs einzustellen und die erste Kupplung zu schließen.
Ein Fahrzeug beinhaltet eine erste Achse, zweite Achse, Antriebswelle und Steuerung. Die erste Achse weist ein erstes Differential und eine erste Kupplung auf. Das erste Differential beinhaltet eine erste und zweite Ausgangswelle, die jeweils an eines von einem Paar erster Räder gekoppelt sind. Die zweite Achse weist ein zweites Differential und eine zweite Kupplung auf. Das zweite Differential beinhaltet eine dritte und vierte Ausgangswelle, die jeweils an eines von einem Paar zweiter Räder gekoppelt sind. Die zweite Kupplung ist dazu konfiguriert, eines von dem Paar zweiter Räder von der vierten Ausgangswelle zu entkoppeln, wenn sie sich in einer offenen Position befindet. Die Antriebswelle ist durch die erste Kupplung selektiv an einen Korb des ersten Differentials gekoppelt. Die Antriebswelle ist zudem über eine feste Zahnradanordnung an einen Korb des zweiten Differentials gekoppelt. Die Steuerung ist dazu programmiert, als Reaktion auf einen Befehl die erste Achse über die Antriebswelle mit der zweiten Achse zu verbinden, die zweite Kupplung zu schließen, um Lasten von der zweiten Achse zu der Antriebswelle zu übertragen, die Schlupfdrehzahl der ersten Kupplung auf innerhalb eines Soll-Bereichs einzustellen und die erste Kupplung zu schließen.
Ein Verfahren beinhaltet als Reaktion auf einen Befehl, einen Eingang einer ersten Achse über eine Antriebswelle mit einem Ausgang einer zweiten Achse zu verbinden, Schließen einer ersten Kupplung zum Koppeln eines Antriebsrads an einen Ausgang der ersten Achse, Einstellen einer Schlupfdrehzahl einer zweiten Kupplung, die zwischen der Antriebswelle und dem Ausgang der zweiten Achse angeordnet ist, auf innerhalb eines Soll-Bereichs, und Schließen einer zweiten Kupplung.
Figurenliste

1 ist eine schematische Veranschaulichung eines repräsentativen Fahrzeugs und eines repräsentativen Fahrzeugantriebsstrangs;
2 sind aufgetragene Daten, die aus einer Computersimulation erlangt worden sind, die Einkuppelzeit gegen Schlupfdrehzahl einer Kraftübertragungseinheitskupplung veranschaulicht, die dazu konfiguriert ist, eine Hinterachse (oder Heckantriebseinheit) von dem Fahrzeugantriebsstrang zu verbinden/trennen;
3 ist eine Querschnittsansicht einer Heckantriebseinheitskupplung;
4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Wiederverbinden der Heckantriebseinheit mit dem Fahrzeugantriebsstrang veranschaulicht; und
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern der Schlupfdrehzahl der Kraftübertragungseinheitskupplung veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hier beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Dementsprechend sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Basis, um einen Fachmann die verschiedenen Verwendungen der Ausführungsformen zu lehren. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert sein können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen aus veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine schematische Darstellung veranschaulicht, die für ein Fahrzeug 10 und einen Fahrzeugantriebsstrang 12 repräsentativ ist. Das Fahrzeug 10 kann ein Fahrzeug mit Allradantrieb (all-wheel drive - AWD) sein, bei dem der Antriebsstrang 12 dazu in der Lage ist, alle Räder des Fahrzeugs entweder permanent oder zuschaltbar anzutreiben. Der Antriebsstrang 12 beinhaltet Antriebsmaschinen oder Komponenten zur Krafterzeugung (d. h. Verbrennungsmotoren oder Elektromotoren) und das Kraftübertragungssystem. Bei dem Kraftübertragungssystem handelt es sich um die Gruppe von Komponenten, die Kraft an die Antriebsräder übertragen, mit Ausnahme der Komponenten zur Krafterzeugung. Im Gegensatz dazu gilt, dass der Antriebsstrang 12 sowohl die Komponenten zur Krafterzeugung als auch das Kraftübertragungssystem beinhaltet. Der Antriebsstrang 12 beinhaltet einen Verbrennungsmotor 14 und ein Getriebe 16. Der Antriebsstrang 12 kann alternativ oder zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor 14 einen Elektromotor als Antriebsmaschine beinhalten. Falls ein Elektromotor als Alternative zu dem Verbrennungsmotor 14 verwendet wird, sollte er dazu ausgelegt sein, alle Funktionen des Verbrennungsmotors 14 wie hier beschrieben auszuführen. Das Getriebe 16 kann Zahnradanordnungen beinhalten, die dazu konfiguriert sind, mehrere Übersetzungsverhältnisse zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Getriebes 16 bereitzustellen. Der Verbrennungsmotor 14 ist mit dem Eingang des Getriebes 16 verbunden, während Komponenten des Kraftübertragungssystems, die dazu konfiguriert sind, Kraft an die Antriebsräder 18 zu übertragen, mit Ausgängen des Getriebes 16 verbunden sind. Der Verbrennungsmotor 14 kann mit dem Eingang des Getriebes durch einen Drehmomentwandler oder eine Anfahrkupplung verbunden sein.
Bei einer Zahnradanordnung handelt es sich um eine Reihe von rotierenden Elementen und Kupplungen, die dazu konfiguriert ist, für bestimmte Drehzahlbeziehungen zwischen Elementen zu sorgen. Für einige Drehzahlbeziehungen, die als feste Drehzahlbeziehungen bezeichnet werden, wird unabhängig vom Zustand der Kupplungen gesorgt. Eine Zahnradanordnung, die lediglich für feste Beziehungen sorgt, wird als feste Zahnradanordnung bezeichnet. Für andere Drehzahlbeziehungen wird lediglich dann gesorgt, wenn bestimmte Kupplungen vollständig eingekuppelt sind. Eine Zahnradanordnung, die selektiv für Drehzahlbeziehungen sorgt, wird als verschiebbare Zahnradanordnung bezeichnet. Ein Getriebe mit getrennter Übersetzung weist eine verschiebbare Zahnradanordnung auf, die selektiv für eine Vielfalt von Drehzahlverhältnissen zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle sorgt.
Eine Gruppe von Elementen ist fest aneinandergekoppelt, falls sie so eingeschränkt sind, dass sie unter allen Betriebsbedingungen als eine Einheit rotieren. Elemente können durch Keilverbindungen, Schweißen, Einpressen, Zerspanen aus einem gemeinsamen Feststoff oder andere Mittel fest gekoppelt sein. Es kann zu leichten Variationen in der Drehverschiebung zwischen fest gekoppelten Elementen, wie etwa zur Verschiebung aufgrund von Spiel oder Wellenelastizität, kommen. Im Gegensatz dazu sind zwei Elemente selektiv durch eine Kupplung gekoppelt, wenn die Kupplung sie so einschränkt, dass sie als eine Einheit rotieren, wenn die Kupplung vollständig eingekuppelt ist, und es ihnen freisteht, bei mindestens einer anderen Betriebsbedingung mit unterschiedlichen Drehzahlen zu rotieren. Zu Kupplungen gehören aktiv gesteuerte Vorrichtungen wie etwa hydraulisch oder elektrisch betätigte Kupplungen und passive Vorrichtungen wie etwa Einwegkupplungen. Eine Kupplung, die ein Element durch selektives Verbinden des Elements mit einer festen Komponente wie etwa einem Getriebegehäuse gegen Drehung hält, kann als Bremse bezeichnet werden.
Das Getriebe 16 kann ein Achsgetriebe sein, das sowohl Zahnradelemente, die mehrere Übersetzungsverhältnisse zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Getriebes 16 bereitstellen, und ein Differential, das als das Vorderachsdifferential 20 bezeichnet werden kann, beinhaltet. Das Vorderachsdifferential 20 kann den Ausgang des Getriebes 16 umfassen. Das Vorderachsdifferential 20 beinhaltet einen Korb 22, Planetenräder (oder Kegelräder) 24, die drehbar an den Korb 22 gekoppelt sind, und Ausgangswellen (oder Halbwellen) 26, die Kegelräder 28 beinhalten, die mit den Planetenrädern 24 in Eingriff stehen. Die Ausgangswellen 26 sind jeweils fest an ein Antriebsrad 18 gekoppelt. Das Fahrzeug 10 kann zudem eine Kraftübertragungseinheit (power transfer unit - PTU) 30 beinhalten. Die PTU 30 kann auch als Abtriebseinheit bezeichnet werden. Die PTU 30 kann ein Hohlrad 32 beinhalten, das durch die Kraftübertragungseinheitskupplung (PTU-Kupplung) 34 selektiv an den Korb 22 gekoppelt ist. Die PTU-Kupplung 34 kann eine Klauenkupplung sein. Gemeinsam können das Vorderachsdifferential 20 (einschließlich des Korbs 22, der Planetenräder 24, Ausgangswellen 26, Kegelräder 28 etc.) und die PTU 30 (einschließlich des Hohlrads 32 und der PTU-Kupplung 34) als Vorderachse 36 bezeichnet werden. Die Vorderachse 36 kann zudem die Antriebsräder 18, die fest an die Ausgangswellen 26 gekoppelt sind, beinhalten oder nicht. Die Ausgangswellen 26 und der Korb 22 können alle als Ausgänge der Vorderachse 36 fungieren. Der Verbrennungsmotor 14 (oder eine andere Antriebsmaschine) kann dazu konfiguriert sein, Kraft und/oder Drehmoment zu erzeugen und an die Vorderachse 36 zu übertragen.
Eine Antriebswelle 38 kann dazu konfiguriert sein, die Vorderachse 36 an eine Hinterachse 40 (oder Heckantriebseinheit) zu koppeln. Konkreter kann die Antriebswelle 38 ein erstes Kegelrad 42, das mit dem Hohlrad 32 in der PTU 30 in Eingriff steht, und ein zweites Kegelrad 44, das mit einem Hohlrad 46 in Eingriff steht, das an einem Korb 48 eines Hinterachsdifferentials 50 befestigt ist, beinhalten. Das Hinterachsdifferential 50 beinhaltet ebenfalls Planetenräder (oder Kegelräder) 52, die drehbar an den Korb 48 gekoppelt sind, und Ausgangswellen (oder Halbwellen) 54, die Kegelräder 56 beinhalten, die mit den Planetenrädern 52 in Eingriff stehen. Die Ausgangswellen 54 sind jeweils fest an ein Antriebsrad 18 gekoppelt. Eine der Halbwellen 54 beinhaltet eine Heckantriebseinheitskupplung (RDU-Kupplung; rear drive unit - RDU) 58, die dazu konfiguriert ist, eines der Antriebsräder 18 von dem Hinterachsdifferential 50 zu koppeln und entkoppeln. Gemeinsam können das Hinterachsdifferential 50 (einschließlich des Hohlrads 46, Korbs 48, der Planetenräder 52, Ausgangswellen 54, Kegelräder 56 etc.) und die RDU-Kupplung 58 als Hinterachse 40 bezeichnet werden. Die Hinterachse 40 kann zudem die Antriebsräder 18, die fest an die Ausgangswellen 54 gekoppelt sind, beinhalten oder nicht. Gemeinsam können das Hinterachsdifferential 50 (einschließlich des Hohlrads 46, Korbs 48, der Planetenräder 52, Ausgangswellen 54, Kegelräder 56 etc.) und die RDU-Kupplung 58, mit Ausnahme der Antriebsräder 18, als Heckantriebseinheit (RDU) bezeichnet werden. Wenn sich die PTU-Kupplung 34 und die RDU-Kupplung 58 beide in geschlossenen Positionen befinden, werden Kraft und/oder Drehmoment, die durch den Verbrennungsmotor 14 erzeugt werden, über die Antriebswelle 38 von der Vorderachse 36 an die Hinterachse 40 übertragen.
Die Vorderachse 36 kann als die erste Achse bezeichnet werden, während die Hinterachse 40 als die zweite Achse bezeichnet wird, oder umgekehrt. Das Vorderachsdifferential 20 kann als das erste Differential bezeichnet werden, während das Hinterachsdifferential 50 als das zweite Differential bezeichnet wird, oder umgekehrt. Der Korb 20, die Planetenräder 24 und die Kegelräder 28 des Vorderachsdifferentials 20 können als der erste Korb, der erste Satz Planetenräder bzw. der erste Satz Kegelräder bezeichnet werden, während der Korb 48, die Planetenräder 52 und die Kegelräder 56 des Hinterachsdifferentials 50 als der zweite Korb, der zweite Satz Planetenräder bzw. der zweite Satz Kegelräder bezeichnet werden können, oder umgekehrt. Die Ausgangswellen (oder Halbwellen) 26 des Vorderachsdifferentials 20 können als die erste und zweite Ausgangswelle (oder Halbwelle) bezeichnet werden, während die Ausgangswellen (oder Halbwellen) 54 des Hinterachsdifferentials 50 als die dritte und vierte Ausgangswelle (oder Halbwelle) bezeichnet werden können, oder umgekehrt. Die RDU-Kupplung 58 kann als die erste Kupplung bezeichnet werden, während die PTU-Kupplung 34 als die zweite Kupplung bezeichnet werden kann, oder umgekehrt.
Wenn sich die PTU-Kupplung 30 und die RDU-Kupplung 58 beide derart in offenen Positionen befinden, dass das Hohlrad 32 von dem Korb 22 entkoppelt wird und eines der Antriebsräder von dem Hinterachsdifferential 50 entkoppelt wird, können parasitäre Verluste innerhalb des Antriebssystems verringert werden, da bestimmte Komponenten aufhören zu rotieren. Konkret hören das Hohlrad 32, die Antriebswelle 38 und der Korb 48 des Hinterachsdifferentials 50 alle auf zu rotieren, wenn sich die PTU-Kupplung 30 und die RDU-Kupplung 58 beide in offenen Positionen befinden, was parasitäre Verluste verringert und die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs 10 insgesamt erhöht.
Das Fahrzeug 10 beinhaltet ferner eine zugehörige Steuerung 60, wie etwa eine Antriebsstrangsteuereinheit (powertrain control unit - PCU). Obwohl sie als eine Steuerung veranschaulicht ist, kann die Steuerung 60 Teil eines größeren Steuersystems sein und durch verschiedene andere Steuerungen in dem gesamten Fahrzeug 10, wie etwa eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC), gesteuert werden. Es versteht sich daher, dass die Steuerung 60 und eine oder mehrere andere Steuerungen gemeinsam als eine „Steuerung“ bezeichnet werden können, die verschiedene Aktoren als Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert, um Funktionen von verschiedenen Komponenten zu steuern.
Die Steuerung 60 kann dazu konfiguriert sein, Signale zum Angeben der Drehzahlen der entgegengesetzten Seiten (Eingangs- und Ausgangsseite) der PTU-Kupplung 34 zu empfangen. Die Drehzahldifferenz zwischen den entgegengesetzten Seiten der PTU-Kupplung 34 kann als die Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 bezeichnet werden. Die Steuerung 60 kann die Signale von Drehzahlsensoren 62 empfangen, die dazu konfiguriert sind, die Drehzahlen der entgegengesetzten Seiten der PTU-Kupplung 34 zu bestimmen. Ein Drehzahlsensor 62 kann dazu konfiguriert sein, die Drehzahl der Antriebswelle 38 zu messen, während der andere dazu konfiguriert ist, die Drehzahl des Korbs 22 des Vorderachsdifferentials 20 zu messen, um die Drehzahlen der entgegengesetzten Seiten der PTU-Kupplung 34 zu bestimmen. Alternativ können die Drehzahlsensoren 62 an anderen rotierenden Komponenten angeordnet sein, die sich jeweils an entgegengesetzten Seiten der PTU-Kupplung 34 befinden. Zum Beispiel kann einer der Drehzahlsensoren 62 direkt an dem Eingang der PTU-Kupplung 34 angeordnet sein, während der andere Drehzahlsensor an dem Hohlrad 32 angeordnet ist.
Die Steuerung 60 kann dazu konfiguriert sein, die Kraft-, Drehmoment- und/oder Drehzahlausgabe des Verbrennungsmotors 14 (oder anderer Antriebsmaschinen wie etwa Elektromotoren in Elektro- oder Hybridfahrzeugen) auf Grundlage einer Eingabe durch ein Gas- und/oder ein Bremspedal oder eines anderen Zustands oder einer anderen Bedingung zu steuern, die bzw. der eine Einstellung der Kraft-, Drehmoment- und/oder Drehzahlausgabe des Verbrennungsmotors 14 (oder der anderen Antriebsmaschine) erfordert. Die Steuerung 60 kann ferner dazu konfiguriert sein, verschiedene Funktionen der Getriebes 16 wie etwa Schalten auf Grundlage von verschiedenen Eingaben zu steuern, zu denen Gas- und/oder Bremspedaleingabe, eine Anforderung von regenerativem Bremsen (bei Fahrzeugen, die elektrische Generatoren beinhalten, die zum Wiederaufladen einer Batterie konfiguriert sind), andere Eingaben des Fahrzeugführers (wie etwa Ändern der Position eines Getriebegangwählhebels) etc. gehören.
Die Steuerung 60 kann dazu konfiguriert sein, Reibungsbremsen 64 (oder Aktoren davon) auf Grundlage einer Eingabe von dem Bremspedal oder eines anderen Zustands oder einer anderen Bedingung des Fahrzeugs 10 zu steuern, die bzw. der Bremsen erfordern kann. Zusätzlich kann die Steuerung 60 dazu konfiguriert sein, die PTU-Kupplung 34 (oder einen Aktor 66 der PTU-Kupplung) und die RDU-Kupplung 58 (oder einen Aktor 68 der RDU-Kupplung) zu steuern. Der Aktor 66 der PTU-Kupplung und/oder der Aktor 68 der RDU-Kupplung können Elektromotoren (wie etwa Servomotoren), Elektromagneten, mit Hydraulikzylindern verbundene Ventile, mit Pneumatikzylindern verbundene Ventile oder ein beliebiger anderer auf dem Fachgebiet bekannter Aktor sein. Konkreter kann die Steuerung 60 dazu konfiguriert sein, sowohl die PTU-Kupplung 34 als auch die RDU-Kupplung 58 auf Grundlage einer Notwendigkeit des Verringerns von parasitären Verlusten und erhöhter Kraftstoffeffizienz zu öffnen. Alternativ kann die Steuerung 60 dazu konfiguriert sein, sowohl die PTU-Kupplung 34 als auch die RDU-Kupplung 58 auf Grundlage einer Notwendigkeit zum Bereitstellen von Kraft an die Antriebsräder 18 sowohl der Vorderachse 36 als auch der Hinterachse 40 zu schließen.
Die Steuerung 60 kann einen Mikroprozessor oder einen Hauptprozessor (central processing unit - CPU) beinhalten, der mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien verbunden ist. Zu computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können flüchtige und nichtflüchtige Speicher zum Beispiel in Festwertspeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM) und Keep-Alive-Speicher (KAM) gehören. Bei einem KAM handelt es sich um einen Dauer- oder nichtflüchtigen Speicher, der zum Speichern verschiedener Betriebsvariablen verwendet werden kann, während die CPU heruntergefahren wird. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können unter Verwendung einer Reihe von bekannten Speichervorrichtungen umgesetzt sein, wie etwa PROMs (programmierbare Festwertspeicher), EPROMs (elektronische PROM), EEPROMs (elektronische löschbare PROM), Flash-Speicher oder anderen elektronischen, magnetischen, optischen oder Kombi-Speichervorrichtungen, die zum Speichern von Daten in der Lage sind, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die von der Steuerung zum Steuern des Verbrennungsmotors 14 oder Fahrzeugs 10 verwendet werden.
Die Steuerlogik oder die von der Steuerung 60 ausgeführten Funktionen können in einer oder mehreren Figuren durch Ablaufdiagramme, Verläufe oder ähnliche Diagramme dargestellt sein. Diese Figuren stellen (eine) repräsentative Steuerstrategien und/oder -logik bereit, die unter Verwendung einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, umgesetzt werden können. Demnach können verschiedene veranschaulichte Schritte oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in manchen Fällen weggelassen werden. Wenngleich sie nicht immer ausdrücklich veranschaulicht sind, wird der Durchschnittsfachmann erkennen, dass eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Schritte oder Funktionen in Abhängigkeit von der bestimmten verwendeten Verarbeitungsstrategie wiederholt ausgeführt werden können. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht notwendigerweise erforderlich, um die in der vorliegenden Schrift beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erreichen, sondern soll die Veranschaulichung und Beschreibung erleichtern. Die Steuerlogik kann hauptsächlich in Software umgesetzt sein, die durch eine mikroprozessorbasierte Fahrzeug-, Verbrennungsmotor-, Getriebe-, Achsgetriebe- und/oder Antriebsstrangsteuerung, wie etwa die Steuerung 60, ausgeführt wird. Selbstverständlich kann die Steuerlogik in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware in einer oder mehreren Steuerungen umgesetzt sein. Bei einer Umsetzung in Software kann die Steuerlogik in einer bzw. einem oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt sein, auf denen Daten gespeichert sind, die Code oder Anweisungen darstellen, der bzw. die durch einen Computer zum Steuern des Fahrzeugs oder seiner Teilsysteme ausgeführt wird bzw. werden. Zu den computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere einer Reihe von bekannten physikalischen Vorrichtungen gehören, die ausführbare Anweisungen und zugehörige Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen elektronisch, magnetisch und/oder optisch speichern.
Die Steuerung 60 kann dazu konfiguriert sein, über elektrische Signale verschiedene Zustände oder Bedingungen der verschiedenen in 1 veranschaulichten Fahrzeugkomponenten zu empfangen. Die elektrischen Signale können der Steuerung 60 über Eingangskanäle von den verschiedenen Komponenten bereitgestellt werden. Zusätzlich können die von den verschiedenen Komponenten empfangenen elektrischen Signale eine Anfrage oder einen Befehl zum Verändern oder Ändern eines Zustands einer oder mehrerer der jeweiligen Komponenten des Fahrzeugs 10 angeben. Die Steuerung 60 beinhaltet Ausgangskanäle, die dazu konfiguriert sind, Anfragen oder Befehle (über elektrische Signale) an die verschiedenen Fahrzeugkomponenten auszugeben. Die Steuerung 60 beinhaltet eine Steuerlogik und/oder Algorithmen, die dazu konfiguriert sind, die über die Ausgangskanäle ausgegebenen Anfragen oder Befehle auf Grundlage der Anfragen, Befehle, Bedingungen oder Zustände der verschiedenen Fahrzeugkomponenten zu erzeugen.
Die Eingangskanäle und Ausgangskanäle sind in 1 als gestrichelte Linien veranschaulicht. Es versteht sich, dass eine einzelne gestrichelte Linie sowohl einen Eingangskanal als auch einen Ausgangskanal in ein einzelnes oder aus einem einzelnen Element darstellen kann. Darüber hinaus kann ein Ausgangskanal in ein Element als ein Eingangskanal für ein anderes Element und umgekehrt fungieren.
Es versteht sich, dass die in 1 beschriebene Fahrzeugkonfiguration lediglich beispielhaften Charakters ist und nicht einschränkend sein soll. Andere nicht hybride, elektrische oder hybride Fahrzeugkonfigurationen sollten als hier offenbart ausgelegt werden. Zu anderen Fahrzeugkonfigurationen können unter anderem Folgende gehören: Mikrohybridfahrzeuge, Reihenhybridfahrzeuge, Parallelhybridfahrzeuge, Reihen-ParallelHybridfahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEV), Brennstoffzellen-Hybridfahrzeuge, batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEV) oder eine beliebige andere einem Durchschnittsfachmann bekannte Fahrzeugkonfiguration.
Unter Bezugnahme auf 2 veranschaulichen aus einer Computersimulation erlangte Daten die Einkuppelzeit gegen die Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 während der Einkupplung. Die Computersimulation verwendet Modellierung mit hoher Wiedergabetreue, die eine wirklichkeitsnahe Einkupplung der PTU-Kupplung 34 simuliert. Die Modellierungsdaten ergaben eine minimale Einkuppelzeit, maximale Einkuppelzeit und durchschnittliche Einkuppelzeit für verschiedene Schlupfdrehzahlen der PTU-Kupplung 34. Die minimale Einkuppelzeit für die verschiedenen Schlupfdrehzahlen der PTU-Kupplung 34 ist als Linie 70 veranschaulicht. Die maximale Einkuppelzeit für die verschiedenen Schlupfdrehzahlen der PTU-Kupplung 34 ist als Linie 72 veranschaulicht. Die durchschnittliche Einkuppelzeit für verschiedene Schlupfdrehzahlen der PTU-Kupplung 34 ist als Linie 74 veranschaulicht.
Die aus der Modellierung mit hoher Wiedergabetreue erlangten Daten sagten eine Zunahme von fehlgeschlagenen Verbindungen der PTU-Kupplung 34 vorher, wenn die Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 während einer Einkupplung zunahm. Zu fehlgeschlagenen Verbindungen der PTU-Kupplung 34 können Sperren, partielles Einklemmen beim Einkuppeln, falsch eingreifende Einkupplungen und Stottern und Rupfen der Klauenkupplung gehören. Die Daten gaben an, dass Schlupfdrehzahlen der PTU-Kupplung 34 über 50 U/min zu einer unerwünschten Wahrscheinlichkeit von fehlgeschlagenen Verbindungen der PTU-Kupplung 34 führen. Die aus der Modellierung mit hoher Wiedergabetreue erlangten Daten sagten zudem einen Soll-Bereich für Schlupfdrehzahlen vorher, in dem die Einkuppelzeit der PTU-Kupplung 34 minimiert wird. Die Daten gaben an, dass die Einkuppelzeit der PTU-Kupplung 34 minimiert wird, wenn sich die Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 im Bereich von 40 U/min bis 60 U/min befindet. Wenngleich die Daten bestimmte Drehzahlen, bei denen die Einkuppelzeit der PTU-Kupplung 34 minimiert wird, und Drehzahlen, bei denen eine unerwünschte Wahrscheinlichkeit von fehlgeschlagenen Verbindungen der PTU-Kupplung 34 vorliegt, angeben, versteht es sich, dass die Daten lediglich Beispielzwecken dienen und dass sich die Daten ändern können, da sich physikalische Attribute (Geometrie, Masse, Einkuppelkraft etc.) der PTU-Kupplung 34 ändern können. Zum Beispiel kann die Einkuppelzeit, bei der die PTU-Kupplung 34 minimiert wird, erhöht oder verringert werden, wenn sich die physikalischen Attribute der PTU-Kupplung 34 auf Grundlage einer gewünschten Anwendung ändern können.
Zusätzlich zu den aus der Modellierung mit hoher Wiedergabetreue erlangten Daten wurden auch wirklichkeitsnahe Tests (die als Modellierung mit geringer Wiedergabetreue bezeichnet werden können) durchgeführt. Die wirklichkeitsnahen Tests gaben an, dass Geräusche, Vibrationen und Härte (noise vibration and harshness - NVH) während Einkupplungen der PTU-Kupplung 34 über einem Schwellenwert für die Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 auf unerwünschte Mengen stiegen. Die wirklichkeitsnahen Tests gaben an, dass die Wahrscheinlichkeit von NVH auf unerwünschte Mengen stieg, wenn die Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 über 60 U/min lag. Es versteht sich, dass die Daten aus den wirklichkeitsnahen Tests lediglich Beispielzwecken dienen und dass sich die Daten ändern können, da sich die physikalischen Attribute der PTU-Kupplung 34 auf Grundlage einer gewünschten Anwendung ändern können.
Unter Bezugnahme auf 3 ist eine Querschnittsansicht der RDU-Kupplung 58 veranschaulicht. Es versteht sich, dass 3 lediglich dem Zwecke der Veranschaulichung dient und dass sich die Konfiguration der RDU-Kupplung 58 von dem unterscheiden kann, was in 3 veranschaulicht ist. Die RDU-Kupplung 58 kann ein Kupplungspaket 76 beinhalten, das dazu konfiguriert ist, ein Antriebsrad 18 durch Koppeln und Entkoppeln eines Paars rotierender Komponenten 78, die eine der Ausgangswellen 54 der Hinterachse 40 umfassen, von dem Hinterachsdifferential 50 zu koppeln und entkoppeln. Der Aktor 68 der RDU-Kupplung 58 kann mit dem Kolben 80 gekoppelt sein, der das Kupplungspaket 76 in der RDU-Kupplung 58 in Eingriff nimmt. Der Aktor 68 kann ein Elektromotor (wie etwa ein Servomotor), ein Elektromagnet, ein mit einem Hydraulikzylinder verbundenes Ventil, ein mit einem Pneumatikzylinder verbundenes Ventil oder ein beliebiger anderer auf dem Fachgebiet bekannter Aktor sein. Der Aktor 68 kann einen Mechanismus 82 beinhalten, der den Kolben 80 in und außer Eingriff mit dem Kupplungspaket 76 bewegt. Der Mechanismus 82 kann durch ein beliebiges auf dem Fachgebiet bekanntes Verfahren eine lineare Bewegung des Kolbens erzeugen. Zum Beispiel kann der Mechanismus 82 eine Schiebewelle sein, die mit einem Pneumatik- oder Hydraulikzylinder verbunden ist, oder ein rotierender Mechanismus, der eine lineare Bewegung erzeugt (z. B. ein Kugelmutter-/Kugelgewinde-Mechanismus). Der Aktor 68 kann die Position X_Aktor des Mechanismus 82 (relativ zu einem Bereich von Positionen) und/oder die Position X_Kolben des Kolbens 80 (relativ zu einem Bereich von Positionen) der Steuerung 60 mitteilen. Die Position des Mechanismus 82 kann der Steuerung 60 auf Grundlage einer linearen Ist-Position des Mechanismus 82 oder, für den Fall, dass der Aktor 68 ein Elektromotor ist, auf Grundlage einer Drehposition eines Elektromotors mitgeteilt werden.
Unter Bezugnahme auf 4 ist ein Verfahren 100 zum Wiederverbinden der Heckantriebseinheit und/oder Hinterachse 40 des Fahrzeugantriebsstrangs 12 veranschaulicht.
Das Verfahren 100 kann als Steuerlogik und/oder als ein Algorithmus in der Steuerung 60 gespeichert sein. Die Steuerung 60 kann das Verfahren 100 durch Steuern der verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs 10 umsetzen. Das Verfahren 100 beginnt bei Schritt 102, wenn durch die Steuerung 60 ein Befehl empfangen wird, die Antriebswelle 38 wieder mit den Ausgängen der Hinterachse 40 und der Vorderachse 36 zu verbinden. Der Befehl zum Wiederverbinden der Antriebswelle 38 mit den Ausgängen der Hinterachse 40 und der Vorderachse 36 kann als Reaktion auf eine Bedingung empfangen werden, die erfordert, dass das Fahrzeug 10 aus einem Energiesparmodus (bei dem parasitäre Verluste reduziert werden, da sich die PTU-Kupplung 34 und die RDU-Kupplung 58 in offenen Positionen befinden) zu einem AWD-Modus übergeht. Die Bedingung, die erfordert, dass das Fahrzeug 10 zu einem AWD-Modus übergeht, kann eine übermäßige Drehzahldifferenz zwischen den Antriebsrädern 18 der Vorderachse 36 und den Antriebsrädern 18 der Hinterachse 40 sein. Als Nächstes geht das Verfahren zu Schritt 104 über, bei dem die RDU-Kupplung 58 geschlossen wird. Wenn die RDU-Kupplung 58 geschlossen wird, werden der Korb 48 und das Hinterachsdifferential 50 der Antriebswelle 38 jeweils wieder mit der zuvor getrennten Ausgangswelle 54 des Hinterachsdifferentials 50 verbunden. Dann werden Kraft und Drehmoment über Fahrwiderstände von den hinteren Antriebsrädern 18 an den Korb 48 und die Antriebswelle 18 übertragen, die zu rotieren beginnen. Das Verfahren 100 stellt dann bei Schritt 106 die Einkupplung der RDU-Kupplung 58 ein, um die Drehzahl der Antriebswelle 38 einzustellen, die fest an den Ausgang der PTU-Kupplung 34 gekoppelt ist. Die Drehzahl der Antriebswelle 38 wird in Richtung einer gewünschten Drehzahl eingestellt, die mit einer gewünschten Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 korreliert. Die gewünschte Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 kann einen Soll-Bereich von Schlupfdrehzahlen beinhalten, der aus der Modellierung mit hoher Wiedergabetreue erlangt worden ist und der wie vorstehend beschrieben mit dem Minimieren der Einkuppelzeit der PTU-Kupplung 34 korreliert. Als Nächstes bestimmt das Verfahren bei Schritt 108, ob die Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 innerhalb des Soll-Bereichs liegt. Falls die Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 nicht innerhalb des Soll-Bereichs liegt, kehrt das Verfahren zu Schritt 106 zurück. Falls die Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 innerhalb des Soll-Bereichs liegt, geht das Verfahren 100 zu Schritt 110 über, bei dem die PTU-Kupplung 34 geschlossen wird. Sobald die PTU-Kupplung 34 geschlossen ist, kann sich das Fahrzeug 10 in einem AWD-Modus befinden. Es versteht sich, dass das Ablaufdiagramm in 4 lediglich dem Zwecke der Veranschaulichung dient und dass das Verfahren 100 nicht als auf das Ablaufdiagramm in 4 beschränkt ausgelegt werden soll. Einige Schritte des Verfahrens 100 können neu angeordnet werden, während andere gänzlich entfallen können.
Unter Bezugnahme auf 5 ist ein Verfahren 200 zum Steuern der Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 während einer Einkupplung der PTU-Kupplung 34 veranschaulicht. Die Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 kann durch Einstellen der Drehzahl der Antriebswelle 38 eingestellt werden, die fest an die Ausgangsseite der PTU-Kupplung 34 gekoppelt ist. Die Drehzahl der Antriebswelle 38 kann durch Einstellen der Einkupplung der RDU-Kupplung 58 eingestellt werden. Konkreter kann die Drehzahl der Antriebswelle 38 durch Einstellen des Drehmoments der RDU-Kupplung 58 und/oder der Position des Aktors 68 der RDU-Kupplung 58 eingestellt werden. Die Einkupplung der PTU-Kupplung 34 und der RDU-Kupplung 58 in 5 kann aus einem Befehl zum Wiederverbinden der Antriebswelle 38 mit der Vorderachse 36 und Hinterachse 40 hervorgehen. Das Verfahren 200 kann als Steuerlogik und/oder als ein Algorithmus in der Steuerung 60 gespeichert sein. Die Steuerung 60 kann das Verfahren 200 durch Steuern der verschiedenen Komponenten des Fahrzeugs 10 umsetzen.
Das Verfahren beginnt bei Block 202, bei dem eine Soll-Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 aus Modellierung mit hoher Wiedergabetreue bestimmt wird. Die Soll-Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 wird dann in eine gewünschte Drehzahl ω_{AW_gew} der Antriebswelle 38 umgerechnet. Die gewünschte Drehzahl ω_{AW_gew} der Antriebswelle 38 kann darauf beruhen, dass eine gewünschte Drehzahl der Ausgangsseite der PTU-Kupplung 34 erlangt wird, die mit der aktuellen Drehzahl der Eingangsseite der PTU-Seite 34 korreliert, um die Soll-Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 zu erlangen. Die gewünschte Drehzahl ω_{AW_gew} der Antriebswelle 38 wird dann einer Antriebswellendrehzahlsteuerung 204 befohlen. Die Antriebswellendrehzahlsteuerung 204 gibt ein gewünschtes Drehmoment τ_{RDU_gew} der RDU-Kupplung 58 auf Grundlage einer Differenz zwischen der gewünschten Drehzahl ω_{AW_gew} der Antriebswelle 38 und einer gemessenen oder Ist-Drehzahl ω_{AW_Ist} der Antriebswelle 38 aus. Die Ist-Drehzahl ω_{AW_Ist} der Antriebswelle 38 wird der Antriebswellendrehzahlsteuerung 204 durch eine Rückkopplungschleife von der Antriebswelle 38 mitgeteilt. Die Ist-Drehzahl ω_{AW_Ist} der Antriebswelle 38 und die gewünschte Drehzahl ω_{AW_Ist} der Antriebswelle 38 können mit Ist- (oder gemessenen) bzw. gewünschten Ausgangsdrehzahlen der PTU-Kupplung 34 korreliert oder in diese umgerechnet werden. An der Umrechnung der Antriebswellendrehzahlen in Ausgangsdrehzahlen der PTU-Kupplung 34 kann eine Multiplikation bestehender Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebswelle 38 und dem Ausgang der PTU-Kupplung 58 beteiligt sein. Die Ist- und gewünschten Ausgangsdrehzahlen der PTU-Kupplung 34 können dann in Ist- und gewünschte Schlupfdrehzahlen der PTU-Kupplung 34 im Vergleich zu der aktuellen Eingangsdrehzahl der PTU-Kupplung 34 umgerechnet werden. Die Ist-Drehzahl ω_{AW_Ist} der Antriebswelle 38 kann der Antriebswellendrehzahlsteuerung 204 wie vorstehend beschrieben über Drehzahlsensoren mitgeteilt werden.
Das gewünschte Drehmoment τ_{RDU_gew} der RDU-Kupplung 58 wird von der Antriebswellendrehzahlsteuerung 204 bei Block 206 in eine Übertragungsfunktion der RDU-Kupplung eingegeben. Die Übertragungsfunktion der RDU-Kupplung rechnet das gewünschte Drehmoment τ_{RDU_gew} der RDU-Kupplung 58 in eine gewünschte Position X_{Aktor_gew} des Aktors 68 der RDU-Kupplung 58 um. Konkreter kann die gewünschte Position X_{Aktor_gew} des Aktors 68 die gewünschte Position des Mechanismus 82 des Aktors 68 sein, der eine lineare Bewegung erzeugt, um den Kolben 80 mit dem Kupplungspaket in der RDU-Kupplung 58 in Eingriff zu versetzen. Die gewünschte Position X_{Aktor_gew} des Aktors 68 wird in eine Aktorpositionssteuerung 208 eingegeben. Die Aktorpositionssteuerung 208 gibt eine befohlene Position X_{Aktor_bef} auf Grundlage einer Differenz zwischen der gewünschten Position X_{Aktor_gew} des Aktors 68 und einer gemessenen oder Ist-Position X_{Aktor_Ist} des Aktors 68 an den Aktor 68 aus. Konkreter kann die befohlene Position X_{Aktor_bef} des Aktors 68 eine befohlene Position des Mechanismus 82 des Aktors 68 sein, während die Ist-Position X_{Aktor_Ist} des Aktors 68 eine Ist-Position des Mechanismus 82 des Aktors 68 sein kann. Die Ist-Position X_{Aktor_Ist} des Aktors 68 wird der Aktorpositionssteuerung 208 durch eine Rückkopplungschleife von dem Aktor 68 mitgeteilt. Die Ist-Position X_{Aktor_Ist} des Aktors 68 kann der Aktorpositionssteuerung 208 über einen Positionssensor mitgeteilt werden, der die aktuelle lineare Position des Aktormechanismus 82 erkennen kann, oder sie kann der Aktorpositionssteuerung 208 für den Fall, dass der Aktor 68 ein Elektromotor ist, auf Grundlage der Drehposition eines Elektromotors mitgeteilt werden. Die RDU-Kupplung 58 wendet dann ein Drehmoment auf die Antriebswelle 38 an, das mit dem gewünschten Drehmoment τ_{RDU_gew} der RDU-Kupplung 58 korreliert.
Die Übertragungsfunktion 206 der RDU-Kupplung kann durch einen adaptiven Algorithmus 210 eingestellt werden, der die Beziehung zwischen dem Drehmoment der RDU-Kupplung 58 und der Position des Aktors 68 der RDU-Kupplung 58 abbildet. Der adaptive Algorithmus 210 bildet die Beziehung zwischen dem Drehmoment der RDU-Kupplung 58 und der Position des Aktors 68 auf Grundlage von Daten aus vorherigen Wiederverbindungen der Antriebswelle 38 mit der Hinterachse 40 und der Vorderachse 36 über die RDU-Kupplung 58 bzw. die PTU-Kupplung 34 ab. Zu Eingaben für den adaptiven Algorithmus 210 können gewünschte Drehmomente τ_{RDU_gew} der RDU-Kupplung 58, Ist-Positionen X_{Aktor_Ist} des Aktors 68 und Ist-Drehzahlen ω_{AW_Ist} der Antriebswelle 38 aus vorherigen Wiederverbindungen der Antriebswelle 38 gehören, die zum Erlangen der gewünschten Schlupfdrehzahl der PTU-Kupplung 34 führten. Der adaptive Algorithmus 210 aktualisiert die Übertragungsfunktion der RDU-Kupplung, um die gewünschte Position X_{Aktor_gew} des Aktors 68, die befohlene Position X_{Aktor_bef} des Aktors 68 und das gewünschte Drehmoment τ_{RDU_gew} der RDU-Kupplung 58 während künftiger Wiederverbindungen der Antriebswelle 38 mit der Vorderachse 36 und Hinterachse 40 zu aktualisieren. Es versteht sich, dass das Ablaufdiagramm in 5 lediglich dem Zwecke der Veranschaulichung dient und dass das Verfahren 200 nicht als auf das Ablaufdiagramm in 5 beschränkt ausgelegt werden soll. Einige Schritte des Verfahrens 200 können neu angeordnet werden, während andere gänzlich entfallen können.
Alternative Adaptationsstrategien, Mechanismen oder Algorithmen können verwendet werden, um die gewünschte Position X_{Aktor_gew} des Aktors 68, die befohlene Position X_{Aktor_bef} des Aktors 68 und das gewünschte Drehmoment τ_{RDU_gew} der RDU-Kupplung 58 während künftiger Wiederverbindungen der Antriebswelle 38 mit der Vorderachse 36 und Hinterachse 40 einzustellen. Eine erste alternative Adaptationsstrategie kann Einpflegen von Drehmomentwerten der RDU-Kupplung 58 an dem Berührungs- oder Kontaktpunkt der RDU-Kupplung 58, die von der RDU-Kupplung 58 und/oder dem Aktor 68 gemeldet werden, in die Steuerstrategie des Verkäufers für den Aktor und die Einkupplung beinhalten. Diese Strategie kann während einer kalibrierten Anzahl von Einkupplungen der RDU-Kupplung 58 angewendet werden, falls die Daten aus vorherigen Verbindungen der RDU-Kupplung 58 begrenzt sind (d. h. falls der Keep-Alive-Speicher der Steuerung 60 aufgrund einer begrenzten Anzahl von auf dem Speicher gespeicherten Einkupplungen der RDU-Kupplung 58 fabrikneu oder begrenzt ist). Der Keep-Alive-Speicher kann fabrikneu sein, falls das Fahrzeug neu ist, die Steuerung 60 zurückgesetzt worden ist, die RDU-Kupplung 58 ausgetauscht worden ist, andere Antriebsstrangkomponenten ausgetauscht worden sind etc. Das erlangte Kontaktpunktdrehmoment der RDU-Kupplung 58 wird zusätzlich zu der Kontaktpunktposition des Aktors 68 verwendet, um die befohlene Position X_{Aktor_bef} des Aktors 68 zu modifizieren, um das gewünschte Drehmoment τ_{RDU_gew} der RDU-Kupplung 58 zu erlangen. Da das Drehmoment nicht gemessen wird und aufgrund des Fehlens einer Rückkopplungsvariablen kein Schätzwert umgesetzt werden kann, nimmt die Strategie an, dass die Übertragungsfunktion 206 insgesamt korrekt ist und dass das Kontaktpunktdrehmoment korrekt ist, wenn die Ausgabe der Steuerung mit geschlossenem Regelkreis (d. h. die Ist-Position X_{Aktor_Ist} des Aktors 68) zu dem Zeitpunkt, zu dem die Ist-Drehzahl ω_{AW_Ist} der Antriebswelle 38 die gewünschte Drehzahl ω_{AW_gew} erreicht, unter einem kalibrierten Schwellenwert liegt.
Eine zweite alternative Adaptationsstrategie kann angewendet werden, sobald die Drehmomentwerte der RDU-Kupplung 58 an dem Berührungs- oder Kontaktpunkt der RDU-Kupplung 58 in der ersten alternativen Adaptationsstrategie eingepflegt worden sind. Die zweite Adaptationsstrategie kann eine Adaptation einer vorwärtsgekoppelten Tabelle beinhalten, die einen vorwärtsgekoppelten Befehl, der die Reibung des Antriebssystems im Beharrungszustand bei der aktuellen Temperatur der RDU-Kupplung 58 und gewünschten Drehzahl ω_{AW_Ist} der Antriebswelle 38 darstellt, in eine Steuerung eingibt, die die befohlene Position X_{Aktor_bef} des Aktors 68 ausgibt. Alternativ kann der vorwärtsgekoppelte Befehl das gewünschte Drehmoment τ_{RDU_gew} der RDU-Kupplung 58 darstellen. Eine Adaptation dieser Tabelle wird ausgelöst, wenn die Ist-Drehzahl ω_{AW_Ist} der Antriebswelle 38 die gewünschte Drehzahl ω_{AW_Ist} erreicht hat und einer der Rückkopplungsterme der Steuerung (d. h. die Ist-Position X_{Aktor_Ist} des Aktors 68) über einem kalibrierten Schwellenwert liegt. Die Tabellenpunkte des Bereichs (die entweder die Reibung des Antriebssystems im Beharrungszustand oder das gewünschte Drehmoment τ_{RDU_gew} der RDU-Kupplung 58 darstellen), der zu den Betriebsbedingungen (d. h. der aktuellen Temperatur der RDU-Kupplung 58 und der gewünschten Drehzahl ω_{AW_Ist} der Antriebswelle 38) gehört, werden adaptiert, um die Differenz zwischen der Steuerungsausgabe (d. h. der gewünschten Position X_{Aktor_gew} des Aktors 68) und Tabellenausgabe (d. h. der befohlenen Position X_{Aktor_bef} des Aktors 68) an aktuellen Betriebspunkten zu minimieren, indem angenommen wird, dass die aktuelle Steuerungsausgabe dem Drehmoment des Antriebssystems im Beharrungszustand entspricht. Die Tabellenpunkte können durch Verwenden eines rekursiven Kleinste-Quadrate-Algorithmus mit einer Kovarianzmatrix auf Grundlage der Fälligkeit der Tabellenpunkte adaptiert werden.
Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorstehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu bilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben sein können, erkennt ein Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erreichen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Von daher liegen Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben sind, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Antriebswelle, die durch eine erste und zweite Kupplung selektiv an Ausgänge einer ersten bzw. zweiten Achse gekoppelt ist; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion auf einen Befehl die Antriebswelle wieder mit den Ausgängen der ersten und zweiten Achse zu verbinden, die zweite Kupplung zu schließen, um Lasten von der zweiten Achse zu der Antriebswelle zu übertragen, die Schlupfdrehzahl der ersten Kupplung auf innerhalb eines Soll-Bereichs einzustellen und die erste Kupplung zu schließen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung die Schlupfdrehzahl der ersten Kupplung durch Einstellen des Drehmoments der zweiten Kupplung einstellt.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei das Drehmoment der zweiten Kupplung auf Grundlage einer Differenz zwischen einer gewünschten Schlupfdrehzahl der ersten Kupplung und einer gemessenen Schlupfdrehzahl der ersten Kupplung eingestellt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Steuerung dazu programmiert ist, das Drehmoment der zweiten Kupplung auf Grundlage von Daten aus vorherigen Wiederverbindungen der Antriebswelle mit der ersten und zweiten Achse einzustellen, wobei die Daten auf einem adaptiven Algorithmus beruhen, der die Beziehung zwischen Drehmomentwerten der zweiten Kupplung und einer Aktorposition der zweiten Kupplung abbildet.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Schlupfdrehzahl der ersten Kupplung durch Einstellen einer Position eines Aktors der zweiten Kupplung eingestellt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei die Position des Aktors der zweiten Kupplung auf Grundlage einer Differenz zwischen einer gewünschten Schlupfdrehzahl der ersten Kupplung und einer gemessenen Schlupfdrehzahl der ersten Kupplung eingestellt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei die Steuerung dazu programmiert ist, die Position des Aktors der zweiten Kupplung auf Grundlage von Daten aus vorherigen Wiederverbindungen der Antriebswelle mit der ersten und zweiten Achse einzustellen, wobei die Daten auf einem adaptiven Algorithmus beruhen, der die Beziehung zwischen den Positionen des Aktors der zweiten Kupplung und einem Drehmoment der zweiten Kupplung abbildet.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Soll-Bereich der Schlupfdrehzahl auf simulierten Daten beruht, die mit minimalen Einkuppelzeiten korrelieren.
Fahrzeug, umfassend: eine erste Achse, die ein erstes Differential und eine erste Kupplung aufweist, wobei das erste Differential eine erste und zweite Ausgangswelle beinhaltet, die jeweils an eines von einem Paar erster Räder gekoppelt sind; eine zweite Achse, die ein zweites Differential, das eine dritte und vierte Ausgangswelle beinhaltet, die jeweils an eines von einem Paar zweiter Räder gekoppelt sind, und eine zweite Kupplung aufweist, die dazu konfiguriert ist, eines von dem Paar zweiter Räder von der vierten Ausgangswelle zu entkoppeln, wenn sie sich in einer offenen Position befindet; eine Antriebswelle, die durch die erste Kupplung selektiv an einen Korb des ersten Differentials gekoppelt ist und über eine feste Zahnradanordnung an einen Korb des zweiten Differentials gekoppelt ist; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion auf einen Befehl die erste Achse über die Antriebswelle mit der zweiten Achse zu verbinden, die zweite Kupplung zu schließen, um Lasten von der zweiten Achse zu der Antriebswelle zu übertragen, die Schlupfdrehzahl der ersten Kupplung auf innerhalb eines Soll-Bereichs einzustellen und die erste Kupplung zu schließen.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei die Steuerung die Schlupfdrehzahl der ersten Kupplung durch Einstellen des Drehmoments der zweiten Kupplung einstellt.