DE102019111254A1

DE102019111254A1 - Hybridelektrofahrzeug mit nutzbremsung mit drehmomentverteilung

Info

Publication number: DE102019111254A1
Application number: DE102019111254.0A
Authority: DE
Inventors: Dale Scott Crombez; Ming Lang Kuang; Yanan Zhao
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-05-03
Filing date: 2019-05-01
Publication date: 2019-11-07
Also published as: CN110450770A; US20190337391A1; US11820254B2

Abstract

Diese Offenbarung stellt ein Hybridelektrofahrzeug mit Nutzbremsung mit Drehmomentverteilung bereit. Ein Hybridelektrofahrzeug weist eine oder mehrere Steuerungen, mindestens zwei unabhängig angetriebene elektrische Maschinen (EM), die jeweils an getrennte Antriebsräder gekoppelt sind, und Steuerungen auf, die dazu ausgelegt sind, ein Drehmomentverteilungsverhältnis als Reaktion darauf zu erzeugen, dass Querbeschleunigung und/oder ungleiche Reibungskoeffizienten beim Bremsen erkannt wird/werden, und elektrische Leistung mit den Motoren durch Nutzbremsen jedes Rads mit ungleichen Drehmomenten zu erzeugen, die anhand des Verhältnisses so eingestellt sind, dass die kombinierten Radbremsmomente eine Gesamtbremsmomentgrenze für das Fahrzeug nicht überschreiten. Bei einigen Auslegungen erzeugt/-en die Steuerung(en) das Drehmomentverteilungsverhältnis anhand einer vorgegebenen Lookup-Tabelle, in der eine Vielzahl von Drehmomentverteilungsverhältnissen Querbeschleunigungen, den Koeffizienten und anderen Parametern zugeordnet ist. Weitere Anordnungen beinhalten, dass die Steuerung(en) mit Sensoren gekoppelt ist/sind, die Radschlupf und Gierrate erkennen, und die Steuerung(en) als Reaktion auf ein Bremssignal das Nutzbremsen deaktivieren, wenn der Radschlupf und/oder das Fahrzeuggieren erkannt wird/werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Systeme und Verfahren zur Steuerung und Nutzung von unabhängigen Motoren / Generatoren zur Energierückgewinnung in einem Hybri del ektrofahrzeug.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Elektro-, Plug-in-, Batterie-, Voll- und Mild-Hybridelektrofahrzeuge (Hybrid Electric Vehicles - HEV) weisen einen Antriebsstrang auf, der neben anderen Komponenten eine Brennkraftmaschine (Combustion Engine - CE), mindestens zwei elektrische Maschinen oder Motoren / Generatoren (EM), Batterien und andere Energiespeichervorrichtungen und mehrere Antriebsachsen beinhaltet, die jeweils mit einer oder mehreren Steuerungen gekoppelt sind und die beinhalten, dass die EM jeweils mit einem einzigen Antriebsrad gekoppelt sind. Derartige EM waren bei vorherigen Anwendungen dazu ausgelegt, symmetrisch eine Antriebsbeschleunigung und Antriebsleistung zu erzeugen und Energie beim Bremsen und Verzögern zurückzugewinnen.
Andere Auslegungen enthielten eine asymmetrische Antriebsbeschleunigungs- und Netzbremssteuerung, erforderten jedoch rechenintensive Verfahren, die höhere Rechenleistung und Ressourcen benötigten, was höhere Kosten und langsamere Reaktionszeiten zur Folge hatte und wodurch die Anwendung auf Fahrzeuge beschränkt war, die mit zusätzlichen und teureren Rechensystemen ausgestattet sind. Was benötigt wird, sind verbesserte Steuersysteme für HEV mit mehreren EM und eine asymmetrische Leistungsrückgewinnung unter Brems- und Abbiegebedingungen, die eine maximale Gewinnung von Bremsmoment und regenerativer Energie mit schnellen Reaktionszeiten und ohne die Notwendigkeit hoher Leistung und anderweitig unnötiger Rechenressourcen ermöglichen.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug und Betriebsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhalten verschiedene Komponenten und Systeme, die eine oder mehrere Steuerungen beinhalten, die mit einem Antriebsstrang gekoppelt sind, der mindestens zwei EM aufweist, die jeweils mit jeweiligen Antriebsrädern gekoppelt sind. Die Offenbarung richtet sich auf Erzeugen eines asymmetrischen maximalen Nutzbremsmoments mit den Motoren, wenn Räder auf gegenüberliegenden Seiten ungleiche Reibungskoeffizienten aufweisen, wie z. B. unter Abbiege- und bestimmten Fahrzeug-, Straßen-, Rad- und Raddynamikbedingungen, und ohne dass vorgegebene Bremskraftgrenzen überschritten werden, sodass ein Schlupf zwischen Rad und Straße verhindert wird.
Die Offenbarung beinhaltet, dass das HEV linke und rechte Antriebsräder aufweist, die jeweils mit einem entsprechenden Elektromotor gekoppelt sind. Das HEV enthält zudem eine oder mehrere und/oder mindestens eine Steuerung(en), die dazu ausgelegt ist/sind, ein Drehmomentverteilungsverhältnis beim Bremsen als Reaktion auf eines oder mehrere der Folgenden zu erzeugen: eine Querbeschleunigung beim Abbiegen und/oder ungleiche Reibungs- und/oder Haftreibungskoeffizienten zwischen Reifen und Straße, die für jedes Rad beim Bremsen erzeugt und/oder erkannt werden. Die Steuerung(en) ist/sind ferner dazu ausgelegt, elektrische Leistung mit den Motoren durch Nutzbremsen jedes Rads mit ungleichen Drehmomenten zu erzeugen, die nach dem Verhältnis und so eingestellt sind, dass die kombinierten Radbremsmomente eine Gesamtbremsmomentgrenze für das Fahrzeug sowie andere Grenzen, zu denen als weiteres Beispiel Radschlupfgrenze(n), Fahrzeuggierratengrenze(n) und andere gehören, nicht überschreiten. Die Gesamtbremsgrenze und andere in Betracht gezogene Grenzen für das Fahrzeug sind vorgegeben und sind von dem Gewicht, der Geschwindigkeit, der Beschleunigung/Verzögerung und Rad- und Straßenreibung des Fahrzeugs unter anderen Fahrzeug-, Straßen- und Radbedingungen und -parametern abhängig.
Bei weiteren Anordnungen beinhaltet das HEV zudem, dass die Steuerung(en) ferner dazu ausgelegt ist/sind, auf ein Bremssignal zu reagieren und die Gesamtbremsmomentgrenze und/oder andere Grenzen weiterhin als Reaktion auf eines oder mehrere von der Geschwindigkeit, Verzögerung und Auslegung des Fahrzeugs einzustellen. Bei Variationen ist/sind die Steuerung(en) zudem mit einem oder mehreren Fahrzeug- und Straßenbedingungs- und Fahrzeugdynamiksensoren gekoppelt und reagieren zudem auf das Bremssignal, um die ungleichen Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion auf von den Sensoren erkannten Fahrzeug- und Straßenbedingungen zu erzeugen. Zu derartigen Straßenbedingungen gehören z. B. Haftreibungskoeffizienten zwischen Reifen und Straße, die an jedem Rad während des Betriebs erkannt werden, wie hier an anderer Stelle beschrieben, und die von der/den Steuerung(en) genutzt werden, um die ungleichen Reibungskoeffizienten zu erzeugen.
Die Offenbarung sieht vor, dass die Fahrzeugbedingungssensoren dazu ausgelegt sind, Bedingungen zu erkennen, zu denen eines oder mehrere von Quer- und Längsbeschleunigungen, Haftreibungskoeffizienten zwischen Reifen und Straße, Lenkwinkel, Gierrate und Fahrzeuggeschwindigkeit und -auslegung unter anderen Parametern, die ungleiche Reibungskoeffizienten zur Folge haben können, gehören. Die Straßenbedingungssensoren sind dazu ausgelegt, eines oder mehrere von Eis, Schnee, Wasser und Polieren und Überfettung der Fahrbahn unter anderen Bedingungen, welche die Koeffizienten ebenfalls beeinflussen können, zu erkennen. Zudem sind die Raddynamiksensoren dazu ausgelegt, Radbedingungen und -dynamik zu erkennen, welche die erzeugten Koeffizienten beeinflussen können und zu denen z. B. Reifendruck und -temperatur, Drehzahl, Radschlupf, die zurückgelegte Gesamtstrecke und geschätzte Laufflächenabriebparameter und Geschwindigkeitsunterschiede zwischen angetriebenen, nicht angetriebenen, linken, rechten, vorderen und hinteren Rädern beim Beschleunigen und Bremsen unter anderen Parametern gehören.
Beim Nutzbremsen stellt/-en die Steuerung(en) die EM und Leistungselektronik des HEV ein, um die eine oder mehreren Batterien unter Verwendung der erzeugten Leistung zu laden. Die Steuerung(en) ist/sind ferner in modifizierten Anordnungen dazu ausgelegt, eines oder mehrere von einem Antiblockierbetriebsmodus des Fahrzeugs, einem Radschlupf und einer Fahrzeuggierrate unter anderen Parametern zu erkennen und die Nutzbremsung durch die EM zu deaktivieren, wenn mindestens eines von dem Radschlupf, Fahrzeuggieren und/oder anderen Parametern erkannt wird.
Bei anderen Anpassungen der Offenbarung beinhalten die HEV- oder Fahrzeugbedingungssensoren einen oder mehrere Querbeschleunigungssensoren, die den Betrag und die Richtung der Querbeschleunigung während Fahrzeugvorgängen wie etwa Abbiegen erkennen. Hierbei beinhaltet das Fahrzeug zudem, dass die Steuerung(en) ferner dazu ausgelegt ist/sind, die ungleichen Reibungskoeffizienten für jedes Rad, wie z. B. linke und rechte Fahrzeugräder, als Reaktion auf die erkannte Querbeschleunigung zu erzeugen und das Drehmomentverteilungsverhältnis durch eine vorgegebene Lookup-Tabelle zu erzeugen, in der eine Vielzahl von Drehmomentverteilungsverhältnissen jeweiligen Querbeschleunigungen und/oder Reibungskoeffizienten, Haftreibungskoeffizienten zwischen Reifen und Straße und anderen Parametern zugeordnet ist.
Bei weiteren Modifikationen der Offenbarung beinhaltet das HEV oder Fahrzeug den einen oder die mehreren Fahrzeugbedingungssensoren und ist die mindestens eine Steuerung ferner dazu ausgelegt, als Reaktion auf das Bremssignal die ungleichen Reibungskoeffizienten für jedes Rad auf die erkannten Fahrzeugbedingungen hin zu erzeugen, zu denen eines oder mehrere von Quer- und Längsbeschleunigungen, Haftreibungskoeffizienten zwischen Reifen und Straße, Lenkwinkel, Gierrate und Fahrzeuggeschwindigkeit und -auslegung gehören. Bei diesen Modifikationen ist/sind die Steuerung(en) zudem dazu ausgelegt, das Drehmomentverteilungsverhältnis durch die vorgegebene Lookup-Tabelle zu erzeugen, in der eine Vielzahl von Drehmomentverteilungsverhältnissen einem oder mehreren von den Beschleunigungen, dem Lenkwinkel, der Gierrate, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugauslegung und/oder anderen Fahrzeugbedingungen und -parametern zugeordnet ist.
Die Offenbarung sieht ferner Variationen des HEV oder Fahrzeugs vor, die einen oder mehrere Fahrzeug- und Straßenbedingungs- und Raddynamiksensoren beinhalten und bei denen die Steuerung(en) ferner dazu ausgelegt ist/sind, auf das Bremssignal hin die ungleichen Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion auf die erkannten Fahrzeug- und Straßenbedingungen und die Dynamik des einen oder der mehreren Räder zu erzeugen. Andere Anordnungen beinhalten zudem, dass das HEV oder Fahrzeug den einen oder die mehreren Radbedingungs- und/oder -dynamiksensoren aufweist und die mindestens eine Steuerung ferner dazu ausgelegt ist, als Reaktion auf Bremsen und Beschleunigen die ungleichen Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion auf die erkannte Dynamik der Räder zu erzeugen.
Jede dieser Variationen der Offenbarung sieht zudem Verfahren zum Steuern des HEV oder Fahrzeugs durch die mindestens eine oder eine oder mehrere Steuerung(en) vor, die an die linken und rechten Antriebsräder gekoppelt ist/sind, die jeweils die jeweiligen Elektromotoren unter anderen Komponenten aufweisen. Die Verfahren beinhalten Erzeugen des Drehmomentverteilungsverhältnisses unter Verwendung der beim Bremsen erkannten Querbeschleunigung und als Reaktion auf das Bremssignal und Erzeugen von elektrischer Leistung mit den Motoren durch Nutzbremsen jedes Rads mit ungleichen Drehmomenten, die anhand des Verhältnisses so eingestellt sind, dass die kombinierten Radbremsmomente eine Gesamtbremsmomentgrenze für das Fahrzeug nicht überschreiten. Wie bei den anderen beschriebenen Modifikationen sehen die Verfahren auch vor, dass durch die mindestens eine Steuerung das Drehmomentverteilungsverhältnis anhand der vorgegebenen Lookup-Tabelle erzeugt wird, in der eine Vielzahl von Drehmomentverteilungsverhältnissen jeweiligen Querbeschleunigungen und/oder Haftreibungskoeffizienten zwischen Reifen und Straße unter anderen Fahrzeug-, Straßen- und Raddynamik und -bedingungen zugeordnet ist.
Die Offenbarung beinhaltet zudem in anderen Anordnungen der Verfahren durch die mindestens eine Steuerung und als Reaktion auf das Bremssignal Erkennen, durch den einen oder die mehreren Fahrzeugsensoren, mindestens eines von Radschlupf und Fahrzeuggierrate und Deaktivieren der Nutzbremsung, wenn das mindestens eine von Radschlupf und Fahrzeuggieren erkannt wird. Die Verfahren beinhalten zudem, durch die mindestens eine Steuerung und auf das Bremssignal hin, Erzeugen und/oder Erkennen der ungleichen Reibungskoeffizienten durch Erkennen der Straßenbedingungen, zu denen z. B. Haftreibungskoeffizienten zwischen Reifen und Straße, die an jedem Rad beim Betrieb erkannt werden, unter anderen Parametern für jedes Rad gehören, als Reaktion auf die erkannten Fahrzeug- und Straßenbedingungen und die Radbedingungen und -dynamik.
Weitere Modifikationen der vorgesehenen Verfahren der Offenbarung beinhalten den einen oder die mehreren Fahrzeug-, Rad- und Straßenbedingungs- und Raddynamiksensoren und durch die mindestens eine Steuerung und als Reaktion auf ein Bremssignal Erzeugen der ungleichen Reibungskoeffizienten für jedes Rad, wobei die erkannten Fahrzeug-, Straßen- und Radbedingungen und Raddynamik z. B. Fahrzeugbedingungen, zu denen eines oder mehrere von der Querbeschleunigung und Längsbeschleunigung, den Haftreibungskoeffizienten zwischen Reifen und Straße, dem Lenkwinkel, der Gierrate und der Fahrzeuggeschwindigkeit und -auslegung gehören, Straßenbedingungen, zu denen eines oder mehrere von Eis, Schnee, Wasser, Polieren und Überfettung gehören, und die Dynamik eines oder mehrerer Räder, einschließlich Geschwindigkeitsunterschiede zwischen angetriebenen, nicht angetriebenen, linken, rechten, vorderen und hinteren Rädern beim Beschleunigen und Bremsen, einschließen.
Diese Kurzdarstellung der Umsetzungen und Auslegungen dieser Fahrzeuge und Betriebsverfahren beschreibt in technisch weniger ausführlichen Variationen mehrere beispielhafte Anordnungen der Ausführungsformen dieser Offenbarung, und solche sind ferner nachstehend in der detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Veranschaulichungen und Zeichnungen sowie den darauffolgenden Patentansprüchen ausführlicher beschrieben.
Es ist weder beabsichtigt, dass diese Kurzdarstellung zentrale oder wesentliche Merkmale der beanspruchten Technik identifiziert, noch ist beabsichtigt, dass sie als Hilfsmittel bei der Bestimmung des Umfangs des beanspruchten Gegenstands herangezogen wird. Die hier erörterten Merkmale, Funktionen, Fähigkeiten und Vorteile können unabhängig voneinander in verschiedenen beispielhaften Umsetzungen erreicht werden oder in noch anderen beispielhaften Auslegungen kombiniert werden, wie es hier an anderer Stelle beschrieben ist und was zudem für den einschlägigen Fachmann unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die folgenden Zeichnungen verständlich ist.
Figurenliste

1 ist eine Veranschaulichung eines Hybridelektrofahrzeugs und seiner Systeme, Komponenten, Sensoren und Betriebsverfahren;
2 zeigt eine schematische Darstellung von Aspekten des Fahrzeugs und der Systeme aus 1; und
3 veranschaulicht zusätzliche Aspekte und Fähigkeiten des Fahrzeugs und der Systeme und Verfahren aus 1, wobei gewisse Komponenten und Merkmale hinzugefügt, entfernt, modifiziert und neu angeordnet wurden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nach Bedarf werden in der vorliegenden Schrift detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; dabei versteht es sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt sein kann. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren.
Nun wird auf die verschiedenen Figuren und Veranschaulichungen und auf die 1 und 2 und insbesondere auf 1 Bezug genommen, in der eine schematische Darstellung eines Elektro-, Batterie-, Plug-in- und/oder HEV 100 gezeigt ist und die repräsentative Beziehungen zwischen den Komponenten des HEV 100 veranschaulicht. Die physische Platzierung und Ausrichtung der Komponenten innerhalb des Fahrzeugs 100 kann variieren. Das Fahrzeug 100 beinhaltet eine Kraftübertragung 105, die eine oder mehrere Achsen 106, 107 aufweist, und einen Antriebsstrang 110, der eines oder mehrere von einer Brennkraftmaschine (CE, ICE) 115 und/oder einer elektrischen Maschine oder Elektromotoren/Generatoren/Anlassern (EM) 120, 123 und anderen beinhaltet, die Leistung und Drehmoment zum Antreiben des Fahrzeugs 100 über die eine oder mehreren Achsen 106, 107 erzeugen, für die durch diese Offenbarung vorgesehen und in 1 widergespiegelt wird, dass sie mechanisch voneinander entkoppelt sind, um einen unabhängigen Betrieb zu ermöglichen.
Obwohl die Figuren die Achsen 106, 107 und zugehörige Komponenten so darstellen, dass sie physisch zueinander benachbart zu sein scheinen, sollen die Figuren lediglich schematische Darstellungen sein und in Erwägung ziehen, dass die Achsen 106, 107 sowie alle anderen Komponenten gemäß verschiedenen anderen physischen Anordnungen angeordnet sind. Beispielsweise kann/können die Achse(n) 106, 107 trotz der schematischen Darstellung an einem HEV 100 als getrennte, unabhängig betreibbare Vorder- und Hinterradantriebsachsen 106, 107 und in anderen physischen Anordnungen angeordnet sein, die dem einschlägigen Fachmann ersichtlich sein sollten.
Der Motor 115 ist ein durch Benzin, Diesel, Biokraftstoff, Erdgas oder einen alternativen Kraftstoff angetriebener Motor oder eine Brennstoffzelle, der bzw. die zusätzlich zu anderen Formen von Elektro-, Vakuum-, Druck- und Hydraulikleistung mittels Frontend-Motornebenaggregaten und Nebenaggregatvorrichtungen (Front End Engine Accessories and Accessory Devices - FEAD), die hier an anderer Stelle beschrieben sind, ein Ausgangsdrehmoment erzeugt. Die ICE oder CE 115 ist mit mindestens einer der elektrischen Maschinen oder EM 120, 123 und anderen über eine Ausrückkupplung 125 und mindestens eine der Achsen 106, 107 gekoppelt. Die CE 115 erzeugt eine derartige Leistung und ein zugehöriges Motorausgangsdrehmoment zur Übertragung an die EM 120, wenn die Ausrückkupplung 125 zumindest teilweise eingerückt ist.
Die EM 120, 123 und andere, wie z. B. später beschriebene EM 190a, 190b, 190c und 190d, können eine beliebige einer Vielzahl von Arten elektrischer Maschinen sein und können z. B. ein Permanentmagnet-Synchronmotor, ein Generator für elektrische Leistung und ein Motoranlasser sein. Wenn die Ausrückkupplung 125 z. B. zumindest teilweise eingerückt ist, können Leistung und Drehmoment von dem Motor 115 an die EM 120, um den Betrieb als elektrischer Generator zu ermöglichen, und an andere Komponenten des Fahrzeugs 100 übertragen werden. Gleichermaßen können bei Fahrzeugen, die einen unabhängigen Motoranlasser 135 beinhalten oder nicht beinhalten, die EM 120, 123 und andere, die an dieselbe(n) Achse(n) 106, 107 gekoppelt sind wie die CE/ICE 115, als Anlasser für den Motor 115 betrieben werden, wobei die Ausrückkupplung 125 teilweise oder vollständig eingerückt wird, um Leistung und Drehmoment über Ausrückkupplungsantriebswellen 130 an die CE 115 zu übertragen, um den Motor / die ICE/CE 115 anzulassen.
Bei weiteren Variationen kann die EM 120 zudem ein elektrischer Achsantrieb, wie z. B. die EM 123, sein, der entweder als ein elektrischer Vorderachsantrieb (Electric Front Axle Drive - EFAD) oder ein elektrischer Hinterachsantrieb (Electric Rear Axle Drive - ERAD) ausgelegt ist, der über ein Schaltgetriebe und/oder (ein) Differential(e) 152a, 152b direkt an eine der Achsen 106, 107 gekoppelt ist. Ferner kann der EFAD/ERAD 123 in derartigen Anordnungen dazu ausgelegt sein, unabhängig von anderen EM 120 und/oder anderen und/oder der CE 115 betrieben zu werden, um eine auswählbare Steuerung und Differentialsteuerung zwischen der/den mechanisch entkoppelten Achse(n) 106, 107 und zugehörigen Rädern 154a, 154b, 154c, 154d zu ermöglichen.
Ferner kann mindestens eine EM 120, 123 und andere den Motor 115 in einem „Hybridelektromodus“ oder einem „elektrisch unterstützten Modus“ durch Übertragen von zusätzlicher Leistung und zusätzlichem Drehmoment zum Drehen der Antriebswellen 130 und 140 unterstützen. Zudem können die EM 120, 123 und andere in einem reinen Elektromodus betrieben werden, in dem der Motor 115 durch die Ausrückkupplung 125 entkoppelt und abgeschaltet ist, was ermöglicht, dass die EM 120, 123 und andere positives oder negatives Drehmoment an die EM-Antriebswelle 140 und/oder die Achse(n) 106, 107 übertragen. Im Generatormodus kann den EM 120, 123 (sowie den später beschriebenen EM 190a, 190b, 190c, 190d) zudem befohlen werden, negatives Drehmoment zu produzieren und dadurch Elektrizität zum Laden von Batterien (und anderen Energiespeichervorrichtungen) und Versorgen von elektrischen Systemen des Fahrzeugs mit Leistung zu erzeugen, während der Motor oder die ICE 115 Antriebsleistung für das Fahrzeug 100 erzeugt. Die EM 120, 123 (und die EM 190a, 190b, 190c, 190d) können zudem Nutz-, Differential- oder Drehmmentverteilungsbremsen ermöglichen, indem Drehenergie von dem verzögernden Antriebsstrang 110 und/oder den Rädern 154a, 154b, 154c, 154d in elektrische Energie zur Speicherung, wie nachstehend ausführlicher beschrieben, in einer oder mehreren Batterien 170, 175, 180 und anderen Energiespeichervorrichtungen umgewandelt wird.
Die Ausrückkupplung 125 kann ausgerückt werden, um zu ermöglichen, dass der Motor 115 unabhängig stoppt oder läuft, um Motornebenaggregate mit Leistung zu versorgen, während die EM 120, 123 und andere Antriebsleistung und Drehmoment erzeugen, um das Fahrzeug 100 über die Achse(n) 106, 107 und/oder die EM-Antriebswelle 140, die Drehmomentwandlerantriebswelle 145 und die Getriebeausgangsantriebswelle 150 anzutreiben. Bei anderen Anordnungen können sowohl der Motor 115 als auch die EM 120, 123 betrieben werden, während die Ausrückkupplung 125 vollständig oder teilweise eingerückt ist, um das Fahrzeug 100 zusammenwirkend durch die Antriebswellen 130, 140, 150, die Differentiale 152a, 152b und die Räder 154a, 154b, 154c, 154d anzutreiben. Verschiedene Auslegungen und Verwendungen der EM 120, 123, 190a, 190b, 190c, 190d können eingesetzt werden, um Differentialsteuerung und Traktion zwischen der/den Achse(n) 106, 107 und/oder zugehörigen Rädern 154a, 154b, 154c, 154d zu ermöglichen.
Die Differentiale 152a, 152b können ein ungefähr gleiches Drehmoment an jedes der zugehörigen Räder 154a, 154b, 154c, 154d übertragen und können leichte Drehzahlunterschiede ausgleichen, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug effizient abbiegen und manövriert werden kann. Unterschiedliche Arten von Differentialen 152a, 152b oder ähnlichen Vorrichtungen können dazu verwendet werden, bei Fahrzeugen und Auslegungen mit Heckantrieb, Frontantrieb, Vorderachsantrieb, Hinterachsantrieb und Allradantrieb ein gleiches oder symmetrisches und/oder ungleiches, unterschiedliches und asymmetrisches Drehmoment von dem Antriebsstrang 110 auf die Räder 154a, 154b, 154c, 154d zu verteilen. Bei einigen Fahrzeugen kann die Verteilung des unterschiedlichen, verteilten Drehmoments elektronisch durch die verschiedenen Steuerungen gesteuert und variiert werden, um gewünschte Betriebsmodi oder Bedingungen zu ermöglichen, bei denen die Achsen 106, 107 und/oder jedes Rad 154a, 154b, 154c, 154d ein anderes asymmetrisches Drehmoment empfangen. Gleichermaßen können die EM 120, 123 (und später beschriebenen EM 190a, 190b, 190c, 190d) während Nutzbremsmodi dazu ausgelegt sein, mechanische Energie von den Achsen 106, 107 und/oder Rädern 154a, 154b, 154c, 154d zum symmetrischen und/oder Differentialbremsen mit Drehmomentverteilung zurückzugewinnen und/oder um elektrische Energie zum Wiederaufladen der einen oder mehreren Batterien 170, 175, 180 und/oder anderen Energiespeichervorrichtungen zu erzeugen.
Die Antriebswelle 130 des Motors 115 und der EM 120 kann eine kontinuierliche, einzelne Durchgangswelle sein, die Teil der EM-Antriebswelle 140 und mit dieser einstückig ausgebildet ist, oder kann bei Antriebssträngen 110, die Auslegungen mit mehreren in Reihe oder anderweitig gekoppelten EM 120 beinhalten, eine separate, unabhängige Antriebswelle 130 sein, die dazu ausgelegt sein kann, sich unabhängig von der EM-Antriebswelle 140 zu drehen. In dem Schema aus 1 werden zudem alternative Auslegungen mit mehr als einem Motor 115 und/oder EM 120, 123, die von den Antriebswellen 130, 140 versetzt sein können und bei denen einer oder mehrere der Motoren 115 und EM 120, 123 in Reihe und/oder parallel an anderer Stelle in der Kraftübertragung 105 und/oder um die Achsen 106, 107 wie etwa zwischen oder als Teil von einem Drehmomentwandler und einem Getriebe, abseits der Achse der Antriebswellen, Achsen 106, 107 und/oder an anderer Stelle und in anderen Anordnungen positioniert sind. Noch andere Variationen werden erwogen, ohne dabei vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Die Kraftübertragung 105 und der Antriebsstrang 110 beinhalten zudem einen Drehmomentwandler (Torque Converter - TC) 155, der die CE 115 und die EM 120 des Antriebsstrangs 110 mit einem und/oder an ein Getriebe 160 koppelt. Das Getriebe 160 kann ein mit mehreren Übersetzungsverhältnissen und/oder mehreren und variablen Drehmomentverstärkungsverhältnissen ausgestattetes Automatik- und/oder Handschaltgetriebe oder Schaltgetriebe 160 sein, das eine Vielzahl von auswählbaren Gängen aufweist. Der TC 155 kann ferner eine Überbrückungskupplung und ein Kupplungsschloss 157 enthalten, die zudem als Anfahrkupplung betrieben werden können, um eine weitere Steuerung und Konditionierung der Leistung und des Drehmoments zu ermöglichen, die von dem Antriebsstrang 110 an andere Komponenten des Fahrzeugs 100 übertragen werden. Das Getriebe 160 kann bei einigen Variationen beinhalten, dass der TC 155 und die Überbrückungskupplung 157 einstückig mit dem Getriebe oder Schaltgetriebe 160 ausgebildet sind. Bei anderen erwogenen Variationen ist das HEV 100 als weiteres Beispiel, aber nicht zur Einschränkung, dazu ausgelegt, ein Leistungsverzweigungsfahrzeug zu sein, sodass das Getriebe 160 in einer Anordnung als leistungsverzweigtes Getriebe konfiguriert ist, das ohne Differentiale 152a, 152b, und/oder ohne TC 155 eingesetzt wird, um eine direkte Steuerung der Leistung, die an die Räder 154a, 154b, 154c, 154d. übertragen wird, und der Nutzbremsleistung, die von diesen zurückerlangt oder gewonnen wird, zu ermöglichen.
Der Antriebsstrang 110 und/oder die Kraftübertragung 105 beinhalten ferner eine oder mehrere Wechselrichtersystemsteuerung(en) (Invertor System Controller(s) - ISC oder ISCs) 165, die an die verschiedenen anderen Systemsteuerung(en) und jeweiligen EM 120, 123 und Batterien 170, 175 und/oder 180 gekoppelt sind, wobei beliebige und/oder jede dieser Komponenten zusammenwirkend und unabhängig einstellbar, auswählbar und betreibbar sein können. Bei einigen optional bevorzugten Anordnungen ist mindestens eine EM 120 (und/oder die EM 190a, 190b) jeweils mit einer Achse 106, den Rädern 154a, 154b und einer separaten Batterie 170 und einer separaten ISC 165 gekoppelt und ist eine andere EM, wie z. B. die EM 123 (und/oder die EM 190c, 190d), jeweils mit einer anderen Achse 107, den Rädern 154c, 154d, einer anderen und separaten Batterie 175 und einer anderen und separaten ISC 167 gekoppelt. Bei weiteren Variationen kann eine separate ISC 165 mit einer Vorderachse des HEV 100 gekoppelt sein, wobei es sich um eine der Achsen 106, 107 handeln kann, und als eine vordere ISC oder FISC (Front ISC) 165 bezeichnet werden, während die andere ISC 167 mit einer Hinterachse gekoppelt sein kann, bei der es sich um eine andere der Achsen 106, 107 handeln würde, sodass diese als eine hintere ISC oder RISC (Rear ISC) 167 bezeichnet werden kann. In diesem Beispiel kann die FISC 165 für den Betrieb des Vorderradantriebs (Front Wheel Drive - FWD) verwendet werden, während die RISC 167 für den Betrieb des Hinterradantriebs (Rear Wheel Drive - RWD) verwendet werden kann, und können beide für den Betrieb des Allradantriebs (All Wheel Drive - AWD) verwendet werden.
Eine oder mehrere derartige Batterien 170, 175 sind und können eine Gleichstrombatterie oder -batterien 170, 175 mit höherer Spannung sein, die gemäß den beabsichtigten Fahrzeugauslegungen und Anwendungen in verschiedenen Bereichen betrieben werden. In verschiedenen Beispielen, die hier zu Beispielzwecken, aber nicht zur Einschränkung veranschaulicht sind, können derartige Batterien dazu ausgelegt sein, in Bereichen von bis zu 600 Volt und voraussichtlich bis zu etwa 1.000 Volt und mitunter zwischen etwa 140 und 420 Volt oder mehr oder weniger betrieben zu werden, die dazu verwendet wird/werden, Leistung für die EM 120 und andere Komponenten und Nebenaggregate des Fahrzeugs zu speichern und zuzuführen. Andere Batterien können (eine) Gleichstrombatterie(n) 180 mit Niederspannung sein, die in dem Bereich zwischen etwa 6 und 24 Volt und 48 Volt oder mehr oder weniger betrieben wird/werden und die dazu verwendet wird/werden, Leistung für den Anlasser 135 zum Starten der CE 115 für derartige beispielhafte HEV 100, die in einigen Auslegungen einen Anlasser beinhalten können, und zum Versorgen von anderen Komponenten und Nebenaggregaten des Fahrzeugs mit Strom während Fahrzeugbedingungen bei Leerlauf, Stopps, ausgeschaltetem Motor und ausgeschaltetem Elektromotor/Generator zu speichern und bereitzustellen.
Obwohl die hier zu Beispielzwecken beschriebenen Batterien 170, 175, 180 dem Fachmann als Blei-Säure-, Lithium-Ionen-, Nickel-Metallhydrid-Batterien und Batterien mit anderen Zusammensetzungen bekannt sein können, werden hier im Rahmen der Offenbarung viele andere Energiespeichervorrichtungen als geeignet erwogen. Als weiteres Beispiel können derartige Batterien 170, 175, 180 Energie zusammenwirkend mit Ultrakondensatoren, Schwungrädern, Brennstoffzellen und einer Reihe von Energiespeichervorrichtungen und zugehörigen Komponenten und Systemen speichern und/oder vollständig durch diese ersetzt werden, die allein, in Kombination und als Ergänzungs- und/oder Ersatzvorrichtungen für die erwogenen Zwecke der Energiespeicherung der beispielhaften und veranschaulichenden chemischen Batterien verwendet werden können.
Bei diesen Anordnungen und für verschiedene HEV 100, die als Plug-in-HEV (PHEV) und/oder Voll-HEV (FHEV) ausgelegt sein können, können eine oder mehrere der Batterien 170, 175 ferner dazu ausgelegt sein, in Ladungserhaltungs- und/oder Ladungsentleerungsmodi gemäß dem Fahrzeugbetriebsmodus und der Auslegung der konkreten Batterie betrieben zu werden. Der Fachmann kann dazu in der Lage sein, zu verstehen, dass derartige beispielhafte kombinierte Ladungserhaltungs- und Ladungsentleerungsbetriebsmodi typischerweise auf solche HEV 100 beschränkt sind, die mit mindestens einer PHEV-konfigurierten Batterie oder Batterien ausgelegt sind, da andere Arten von derartigen erwogenen Batterien für Nicht-PHEV-Betriebsmodi ausgestaltet und/oder bevorzugt sind, wie etwa entweder Ladungserhaltungs- oder Ladungsentleerungsmodi, aber nicht beide. Als weiteres Beispiel kann/können die Batterie(n) 170, 175 so ausgewählt und ausgelegt sein, dass sie eine Energiekapazität von ungefähr einer Kilowattstunde aufweisen. Diese beispielhafte Anordnung dient zu Veranschaulichungszwecken und kann als ein weiteres Beispiel bei Fahrzeuggeschwindigkeiten unter etwa 30 Meilen pro Stunde und dann, wenn Fahrzeugbeschleunigungen gering sind, eine elektrische Reichweite oder Reichweite im Elektrobetrieb von ungefähr etwa 1 bis 3 Meilen ermöglichen. Auf diese Art und Weise können die Batterien 170, 175 bei FHEV als eine „Leistungszellen“-Batterie verwendet werden, die relativ hohe Entladeraten bis zu Raten für die maximale Entladungsgrenze zur Ladungsentleerung und/oder Ladungserhaltung für vergleichsweise kurze Zeitdauern und begrenzte Strecken, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen im Vergleich zu anderen Arten von Batteriekonfigurationen und HEV-Betriebsmodi ermöglichen.
In einem anderen Beispiel ist mindestens eine und/oder eine andere der Batterie(n) dazu ausgelegt, abwechselnd und/oder sowohl in dem Ladungserhaltungs- als auch Ladungsentleerungsmodus und bei einigen Anwendungen als eine Leistungszelle und bei anderen Anwendungen als eine „Energiezelle“ und PHEV-Batterie betrieben zu werden. Als weitere Beispiele, aber nicht zur Einschränkung, weisen derartige Batterien in Abhängigkeit von der Fahrzeugauslegung und den beabsichtigten Anwendungen einen Energiebereich von ungefähr zwischen 2 und 10 Kilowattstunden oder mehr oder weniger und eine Reichweite im Elektrobetrieb oder elektrische Reichweite von etwa zwischen 2 und 49 Meilen oder mehr oder weniger auf und/oder können diese aufweisen. Wenn sie in Kombination mit der bzw. den verschiedenen Steuerung(en) von derartigen HEV 100, wie z. B. den ISC 165, 167 und anderen Komponenten, genutzt werden, können diese Batterien zu Beispielzwecken ohne Einschränkung bei FHEV- und PHEV-konfigurierten HEV 100 verwendet werden und mit verschiedenen anderen derartigen Batterien 170, 175 eingesetzt werden, um die Flexibilität beim Auslegen und Verwenden von derartigen HEV 100 und integrierten Komponenten und Systemen zu erhöhen.
Die Offenbarung sieht ferner eine oder mehrere und/oder mindestens eine Batterie(n) vor, die dazu ausgelegt ist/sind, in einem PHEV-Ladungsentleerungsmodus als eine Energiezelle mit relativ hoher Energiespeicherkapazität und relativ hohen Zeit-/Streckenreichweiten betrieben zu werden und eine Energiekapazität von ungefähr über 10 Kilowattstunden oder darum herum und eine elektrische Reichweite oder Reichweite im Elektrobetrieb von mehr als etwa 50 Meilen oder so aufzuweisen, und die derart angepasst werden kann/können, dass sie eine Energiekapazität von ungefähr 10 bis 30 Kilowattstunden oder mehr oder weniger und eine Reichweite im Elektrobetrieb von etwa 50 bis 300 Meilen oder mehr oder weniger aufweist/- en. Derartige „Energiezellen“-Auslegungen können in einem oder beiden des Ladungsentleerungs- und -erhaltungsmodus genutzt werden, um einstellbare Entladeraten von Energiespeichervorrichtungen zu ermöglichen.
Die Batterien 170, 175, 180 sind durch verschiedene mechanische und elektrische Schnittstellen und Fahrzeugsteuerungen, wie sie hier an anderer Stelle beschrieben sind, jeweils an den Motor 115, die EM 120, 123, 190a, 190b, 190c, 190d, die ISC 165, 167 und andere Komponenten, Steuerungen und Systeme des Fahrzeugs 100, wie in 1 dargestellt, gekoppelt. Die Hochspannungs-EM-Batterien 170, 175 sind durch eines oder mehrere von einem Elektromotorsteuermodul (Motor Control Module - MCM), einem Batterieenergie- und/oder Elektrosteuermodul (Battery Energy und/oder Electrical Control Module - BCM oder BECM) und/oder Leistungselektronik 185 gemeinsam und/oder separat an die EM 120, 123, 190a, 190b, 190c, 190d und ISC 165, 167 gekoppelt.
Diese Komponenten sind zusammenwirkend dazu ausgelegt, durch die Hochspannungs(HS)-Batterien 170, 175 in Form von Gleichstrom (DC) bereitgestellte Leistung für die EM 120, 123, 190a, 190b, 190c, 190d zu konditionieren. Die ISC 165, 167 und/oder das MCM/BCM/BECM 185 sind zudem dazu ausgelegt, DC-Batterieleistung zu Dreiphasenwechselstrom (AC) zu konditionieren, wechselzurichten und umzuwandeln, wie er typischerweise zum Versorgen der elektrischen Maschinen oder EM 120, 123, 190a, 190b, 190c, 190d mit Leistung erforderlich ist. Das MCM/BCM/BECM 185 und/oder die ISC 165, 167 sind zudem dazu ausgelegt, eine oder mehrere Batterien 170, 175, 180 mit elektrischer Energie zu laden, die durch die EM 120, 123, 190a, 190b, 190c, 190d und/oder FEAD-Komponenten erzeugt wird, und den anderen Fahrzeugkomponenten nach Bedarf Leistung zuzuführen.
Das Fahrzeug 100 kann zudem eine oder mehrere Antriebs- und Verzögerungs-EM und/oder Bremsen 190a, 190b, 190c, 190d enthalten, die jeweils an eines oder mehrere von der/den Achse(n) 106, 107, den Rädern 154a, 154b, 154c, 154d und dem Bremssystemsteuermodul (Brake System Control Module - BSCM) 195 gekoppelt sind. Die Achse(n) 106, 107, die EM/Bremsen 190a, 190b, 190c, 190d und/oder das BSCM 195 können dazu dienen, die Räder 154a, 154b, 154c, 154d mechanisch (z. B. durch Reibung) und/oder elektrisch zu verzögern und elektrisches Nutzbremsen zu ermöglichen, das mechanische Verzögerungsenergie von den Rädern 154a, 154b, 154c, 154d gewinnt und unter Zusammenwirkung mit einer oder mehreren von den ISC 165, 167, dem MCM/BECM 185, den EM 120, 123, 190a, 190b, 190c, 190d und möglicherweise anderen Steuerungen und Komponenten die Erzeugung von Elektrizität zur Speicherung in den und zum Laden der HS-Batterie(n) 170, 175 und anderen Batterien 180 und anderen Leistungsspeicherkomponenten ermöglicht.
Bei weiteren Variationen können die EM und/oder Bremsen 190a, 190b, 190c, 190d zudem als Antriebs-EM mit integrierter Nutzbremsung und/oder mechanischen Bremskomponenten und -fähigkeiten ausgelegt sein, die mit jedem der jeweils gekoppelten Räder 154a, 154b, 154c und 154d assoziiert sind. Gegenüberliegende Räder 154a und 154b sowie 154c und 154d können jeweilige gegenüberliegende linke und rechte Räder des Fahrzeugs 100 sein. Bei dieser erwogenen EM- und/oder Bremsauslegung können die Brems-EM 190a, 190b, 190c, 190d in dem Fahrzeug 100 anstelle der und/oder in Kombination mit den EM 120, 123 enthalten sein und sind mit den verschiedenen beschriebenen Steuerungen, einschließlich z. B. der ISC 165, 167, des MCM/BECM 185 und anderer Steuerungen, steuerbar.
Unter weiterer Bezugnahme auf 1 beinhaltet das Fahrzeug 100 ferner eine oder mehrere Steuerungen und Rechenmodule und -systeme, die vielfältige Fahrzeugfähigkeiten ermöglichen. Beispielsweise kann das Fahrzeug 100 eine Fahrzeugsystemsteuerung (Vehicle System Controller - VSC) 200 und ein Fahrzeugrechensystem (Vehicle Computing System - VCS) und eine Steuerung 205 enthalten, die mit den EM 120, 123, den ISC 165, 167, dem MCM/BECM 185, den Brems-EM 190a, 190b, 190c, 190d, dem BSCM 195 und anderen Steuerungen und einem Fahrzeugnetzwerk wie etwa einem Controller Area Network (CAN) 210 und einem größeren Fahrzeugsteuersystem und anderen Fahrzeugnetzwerken, die andere mikroprozessorbasierte Steuerungen beinhalten, wie sie hier an anderer Stelle beschrieben sind, in Kommunikation stehen. Das CAN 210 kann zudem neben zu Kommunikationsverbindungen zwischen Steuerungen, Sensoren, Aktoren und Fahrzeugsystemen und -komponenten Netzwerksteuerungen beinhalten.
Solche CAN 150 sind dem Fachmann bekannt und werden durch verschiedene Normen der Branche genauer beschrieben, zu denen beispielsweise unter anderem Folgende gehören: Society of Automotive Engineers International.TM. (SAE) J1939 mit dem Titel „Serial Control and Communications Heavy Duty Vehicle Network“ und verfügbar auf standards.sae.org sowie Fahrzeuginformatiknormen, verfügbar von der Internationalen Organisation für Normung (ISO), 11898, mit dem Titel „Straßenfahrzeuge - CAN-Bus“ und ISO 11519 mit dem Titel „Straßenfahrzeuge - Serielle Datenübertragung mit niedriger Übertragungsrate“, verfügbar unter www.iso.org/ics/43.040.15/x/.
Wenngleich die ISC 165, 167, das MCM/BECM 185, das BSCM 195, die VSC 200 und das VCS 205 hier zu Beispielzwecken als eigenständige, einzelne Steuerungen veranschaulicht sind, können sie andere Steuerungen und andere Sensoren, Aktoren, Signale und Komponenten, die Teil der größeren Fahrzeug- und Steuersysteme und internen und externen Netzwerke sind, steuern, durch diese gesteuert werden, Signale zu und von diesen kommunizieren und mit diesen kommunizieren. Die in Verbindung mit jeder beliebigen konkreten mikroprozessorbasierten Steuerung, die hier erwogen wird, beschriebenen Fähigkeiten und Konfigurationen können zudem in einer oder mehreren anderen Steuerungen ausgeführt sein und über mehr als eine Steuerung verteilt sein, sodass mehrere Steuerungen einzeln, gemeinsam, in Kombination und zusammenwirkend eine beliebige derartige Fähigkeit und Konfiguration ermöglichen können. Dementsprechend soll sich eine Nennung „einer Steuerung“, „mindestens einer Steuerung“, „einer oder mehrerer Steuerungen“ und/oder „der Steuerung(en)“ auf derartige Steuerungen in der Konnotation sowohl des Singulars als auch des Plurals sowie einzeln, gemeinsam und in verschiedenen geeigneten zusammenwirkenden, eingebetteten und verteilten Kombinationen beziehen.
Ferner soll eine Kommunikation über das Netzwerk und CAN 210 das Reagieren auf, Teilen, Übertragen und Empfangen von Befehlen, Signalen, Daten, Steuerlogik und Informationen zwischen Steuerungen und Sensoren, Aktoren, Steuereinrichtungen und Fahrzeugsystemen und -komponenten beinhalten. Die Steuerungen kommunizieren mit einer oder mehreren steuerungsbasierten Eingangs-/Ausgangs(E/A)-Schnittstellen, die als einzelne integrierte Schnittstellen umgesetzt sein können, die eine Kommunikation von Rohdaten und Signalen und/oder Konditionierung, Verarbeitung und/oder Umwandlung von Signalen, einen Kurzschlussschutz, eine Schaltkreisisolierung und ähnliche Fähigkeiten ermöglichen. Alternativ können ein(e) oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmwarevorrichtungen, Steuerungen und Ein-Chip-Systeme verwendet werden, um bestimmte Signale während der Kommunikation und vor und nach deren Kommunikation zu modifizieren, umzuwandeln, vorzukonditionieren und vorzuverarbeiten.
Bei weiteren Veranschaulichungen können die ISC 165, 167, das MCM/BECM 185, das BSCM 195, die VSC 200, das VCS 205, das CAN 210 und andere Steuerungen einen oder mehrere Mikroprozessoren oder zentrale Verarbeitungseinheiten (CPU) in Kommunikation mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien beinhalten. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können flüchtigen und nichtflüchtigen Speicher in Festwertspeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM) und nichtflüchtigem oder Keep-Alive-Speicher (NVRAM oder KAM) beinhalten. Bei NVRAM oder KAM handelt es sich um einen Dauerspeicher oder nichtflüchtigen Speicher, der dazu verwendet werden kann, verschiedene Befehle, ausführbare Steuerlogik und -anweisungen sowie Code, Daten, Konstanten und Variablen zu speichern, die zum Betreiben des Fahrzeugs und der Systeme notwendig sind, während das Fahrzeug und die Systeme und Steuerungen und CPUs nicht mit Leistung versorgt oder ausgeschaltet sind. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder - medien können unter Verwendung von beliebigen einer Reihe von bekannten Speichervorrichtungen wie etwa PROM (programmierbarer Festwertspeicher), EPROM (elektronischer PROM), EEPROM (elektronisch löschbarer PROM), Flash-Speicher oder beliebigen anderen elektronischen, magnetischen, optischen oder Kombinationsspeichervorrichtungen, die zum Speichern von Daten in der Lage sind, umgesetzt sein.
Das Augenmerk wird erneut auf 1 gerichtet, in der das Fahrzeug 100 zudem beinhalten kann, dass es sich bei dem VCS 205 um das On-Board-Fahrzeugrechensystem SYNC handelt, das durch die Ford Motor Company hergestellt wird (siehe z. B. SmartDeviceLink.com, www.ford.com, US-Pat. Nr. 9.080.668, 9.042.824, 9.092.309, 9.141.583, 9.141.583, 9.680.934 und andere). Das Fahrzeug 100 kann zudem eine bzw. ein Antriebsstrangsteuereinheit/-modul (Powertrain Control Unit/Module - PCU/PCM) 215 beinhalten, die bzw. das an die VSC 200 oder eine andere Steuerung gekoppelt ist und an das CAN 210 und den Motor 115, die EM 120, 123 und den TC 155 gekoppelt ist, um jede Antriebsstrangkomponente zu steuern. Eine Getriebesteuereinheit kann über das CAN 210 ebenfalls an die VSC 200 und andere Steuerungen gekoppelt sein und ist an das Getriebe 160 und zudem gegebenenfalls an den TC 155 gekoppelt, um eine Betriebssteuerung zu ermöglichen. Ein Motorsteuermodul (Engine Control Module - ECM) oder eine Motorsteuereinheit (Engine Control Unit - ECU) oder ein Energieverwaltungssystem (Energy Management System - EMS) 220 kann zudem so beinhaltet sein, dass es bzw. sie mit dem CAN 210 in Kommunikation steht und an den Motor 115 und die VSC 200 in Zusammenwirkung mit der PCU 215 und anderen Steuerungen gekoppelt ist.
In dieser Anordnung verwalten und steuern die VSC 200 und das VCS 205 zusammenwirkend die Fahrzeugkomponenten und anderen Steuerungen, Sensoren und Aktoren. Beispielsweise können die Steuerungen Steuerbefehle, -logik und -anweisungen sowie Code, Daten, Informationen und Signale an den Motor 115, die Ausrückkupplung 125, die EM 120, 123, den TC 155, das Getriebe 160, die ISC 165, 167, die Batterien 170, 175, 180, das MCM 185 und das BSCM 195 und andere Komponenten und Systeme und/oder von diesen kommunizieren. Die Steuerungen können zudem andere Fahrzeugkomponenten, die dem Fachmann bekannt sind, steuern und mit diesen kommunizieren, auch wenn diese nicht in den Figuren gezeigt sind. Die Ausführungsformen des Fahrzeugs 100 in 1 stellen zudem beispielhafte Sensoren und Aktoren in Kommunikation mit dem Fahrzeugnetzwerk und dem CAN 210 dar, die Signale an die VSC 200, das VCS 205 und andere Steuerungen senden und von diesen empfangen können.
Die Ausführungsformen des Fahrzeugs 100 in 1 stellen zudem beispielhafte Sensoren und Aktoren in Kommunikation mit dem Fahrzeugnetzwerk und dem CAN 210 dar, die Signale an die VSC 200, das VCS 205 und andere Steuerungen senden und von diesen empfangen können. In weiteren Beispielen kann das Fahrzeug 100 einen Fahrpedalpositions- und - bewegungssensor (Accelerator Pedal Position - APP) 225, einen Bremspedalpositions- und - bewegungssensor (Brake Pedal Position - BPP) 230 und andere Fahrersteuerungen und Fahrzeugprofil- und -leistungsparameter (Vehicle Profile and Performance - VPP) 235 beinhalten, die autonom und/oder durch den Fahrer auswählbare Fahrzeugleistungspräferenzprofile und -parameter und autonom und/oder durch den Fahrer auswählbare Fahrzeugbetriebsmoduskonfigurationen und -sensoren und verwandte Profilparameter und -einstellungen beinhalten können.
Derartige VPP 235 und Einstellungen können autonom und/oder durch den Fahrer auswählbar sein und können verschiedene bevorzugte und/oder vorgegebene Fahrzeugleistungseigenschaften und -betriebsmodi festlegen, wie hier an anderer Stelle beschrieben. Der APP 225 kann beispielsweise mit den verschiedenen Steuerungen, wie etwa der bzw. dem PCU/PCM 215, ECM/ECU 220 und anderen, gekoppelt sein, um ein Drehmomentbedarfssignal (Torque Demand Signal - TDS) 240 zu erzeugen und/oder zu ermöglichen, dass derartige Steuerungen dieses erzeugen.
Der BPP 230 kann ferner zusammenwirkend an andere Systeme, Steuerungen und Sensoren, zu denen zum Beispiel die Bremsen/EM 190a, 190b, 190c, 190d und das BSCM 195 gehören, gekoppelt sein und mit diesen kommunizieren und dazu ausgelegt sein, ein Bremssignal (BS) 245 zu erzeugen und/oder zu ermöglichen, dass derartige Steuerungen dieses erzeugen. Derartige Steuerungen sind dazu ausgelegt und können dazu ausgelegt sein, auf das BS 245 zu reagieren und eine oder mehrere und/oder mindestens eine der EM 120, 123, 190a, 190b, 190c, 190d einzustellen, um mechanische Bremsenergie von einer oder mehreren der Achse(n) 106, 107 und der Räder 154a, 154b, 154c, 154d zurückzuerlangen und zu gewinnen, um daraus negatives Drehmoment zu erzeugen, das in elektrische Energie umgewandelt wird, die zum Laden von mindestens einer und/oder jeder der separaten Batterien 170, 175 und/oder 180 und/oder anderen Energiespeichervorrichtungen genutzt wird.
Das Fahrzeug 100 kann zudem das VCS 205 aufweisen, das als ein oder mehrere und/oder mit einem oder mehreren Kommunikations-, Navigations- und anderen Sensoren, wie in Bezug auf das On-Board-Fahrzeugrechensystem SYNC beschrieben, und anderen ähnlichen Systemen ausgelegt ist. Das VCS 205 kann mit der VSC 200 und anderen Steuerungen zusammenwirken, um das Fahrzeug 100 als Reaktion auf Sensor- und Kommunikationssignale, die von diesen und ähnlichen Fahrzeugsystemen und -komponenten festgestellt, festgelegt und empfangen werden können, zu verwalten und zu steuern.
Das VCS 205 ist zudem dazu ausgelegt, mit der VSC 200 und anderen Steuerungen parallel, in Reihe und verteilt zusammenzuwirken, um das Fahrzeug 100 als Reaktion auf Sensor- und Kommunikationssignale, die durch diese Fahrzeugsysteme und -komponenten festgestellt, erzeugt, festgelegt, an diese kommuniziert und von diesen empfangen wurden, zu verwalten und zu steuern. Derartige Parameter, Profile und Einstellungen derartiger Profile können über eine Fahrzeugbenutzerschnittstelle eines On-Board-Fahrzeugrechensystems, wie etwa des vorstehend angemerkten SYNC-Systems von Ford, das ein Teil der VCS 205 sein, in Verbindung damit arbeiten und/oder als diese integriert sein kann, und andere Steuerungen und Systeme durch den Fahrer auswählbar, einstellbar und einsehbar sein.
Das HEV 100 verwendet derartige Sensoren, Parameter und Einstellungen, um Betriebsmodusfähigkeiten zur Leistungssteuerung in Verbindung mit der einen oder den mehreren Steuerungen zu ermöglichen, die dazu ausgelegt sind, derartige Fähigkeiten zu verwalten. Beispielsweise können Signale von einem Fahrer und verschiedenen HEV-Komponenten wie etwa dem MCM/BCM 185 und dem APP 225 Leistung von der CE 115 und/oder den EM 120, 123, 190a, 190b, 190c, 190d anfordern und in die Steuerung(en) eingebettet sein und/oder diese dazu veranlassen, das TDS 240 zu erzeugen. Zusätzlich zu dem TDS 240 und dem BS 245 können die Steuerungen zudem verschiedene HEV-Steuersignale (Control Signals - CS) 250 und andere Signale (Other Signals - OS) 255 erzeugen, wobei beliebige und/oder sämtliche von derartigen Signalen dazu verwendet werden, Daten zu, zwischen und von verschiedenen Komponenten, Sensoren, Systemen und Steuerungen des HEV zu kommunizieren. Ferner können die Steuerungen Informationen in derartige Signale einbetten und Informationen daraus extrahieren und zudem direkt mit anderen Steuerungen, Sensoren, Aktoren, Systemen und Komponenten des Fahrzeugs kommunizieren, um verschiedene Kommunikation und Vorgänge zu ermöglichen.
Als weiteres Beispiel können verschiedene andere Fahrzeugfunktionen, -aktoren und - komponenten durch die Steuerungen innerhalb der Fahrzeugsysteme und -komponenten gesteuert werden und können Signale von anderen Steuerungen, Sensoren und Aktoren empfangen, zu denen zur Veranschaulichung, aber nicht zur Einschränkung, eine Lichtmaschine oder ein Generator, die EM 120, 123, 190a, 190b, 190c, 190d, die ISC 165, 167, die Hoch- und Niederspannungsbatterien 170, 175, 180 und verschiedene Sensoren für Nutzbremsen, Laden oder Entladen von Batterien, Betriebsmodus-Steuersignale, maximale Ladung, Ladezustandssignal (SoC-Signal) und Lade- und Entladeleistungsgrenzen von Batterien und Speichervorrichtungen, Ladeleistungsgrenzen, Entladeleistungsgrenzen, Ladungsentleerungs- und Ladungserhaltungsgrenzen und Temperatur, Spannung, Strom, über die Zeit differenzierten und/oder integrierten Strom, Drehmomentbefehle an den Antriebsstrang und erkannte Drehmomente sowie digitale Daten und Informationen, die in derartige Signale eingebettet sind und wie hier an anderer Stelle ausführlicher beschrieben, gehören können.
Wie in den verschiedenen 1 und 2 und hier an anderer Stelle dargestellt, können derartige Steuerlogik und ausführbare Anweisungen und Signale und Daten zudem Fahrzeugsteuer- oder -befehlssignale beinhalten, die von Fahrzeugsteuerungen, -komponenten und -systemen empfangen und an diese gesendet werden. Derartige Signale und Befehle können durch beliebige der Steuerungen, Sensoren, Aktoren, Komponenten und Systeme des Fahrzeugs erzeugt und davon kommuniziert werden. Andere derartige Steuerung(en), Sensor(en), Aktor(en) und Komponenten können zudem derartige Signale empfangen und darauf reagieren. Beliebige oder alle dieser Signale können analoge oder digitale Rohsignale oder vorkonditionierte, vorverarbeitete Signale, Kombinations- und/oder Ableitungssignale sein, die als Reaktion auf andere Signale erzeugt werden und Informationen in diese einbetten.
Die Kommunikation und der Betrieb der beschriebenen Signale und Befehle, Steueranweisungen und -logik und Daten und Informationen durch die verschiedenen erwogenen Steuerungen, Sensoren, Aktoren und anderen Fahrzeugkomponenten können schematisch wie in 1 gezeigt und durch Ablaufdiagramme oder ähnliche Darstellungen wie beispielsweise in 3 und an anderer Stelle in dieser Schrift dargestellt sein. Derartige Ablaufdiagramme und Darstellungen veranschaulichen beispielhafte Befehle und Steuerprozesse, Steuerlogik und Anweisungen sowie Betriebsstrategien, die unter Verwendung von einer oder mehreren Rechen-, Kommunikations- und Verarbeitungstechniken umgesetzt werden können, zu denen Echtzeit, ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und Kombinationen daraus gehören können.
Die gezeigten Schritte und Funktionen können in der dargestellten Abfolge und parallel, wiederholt, in modifizierten Abfolgen ausgeführt, kommuniziert und vorgenommen werden und in einigen Fällen mit anderen Prozessen kombiniert und ausgelassen werden. Die Befehle, Steuerlogik und Anweisungen können in einer oder mehreren der beschriebenen mikroprozessorbasierten Steuerungen ausgeführt werden und vorwiegend als Hardware, Software, virtualisierte Hardware, Firmware, virtualisierte Firmware und Kombinationen daraus ausgeführt sein.
Während des Betriebs des Fahrzeugs 100 und unter weiterer Bezugnahme auf die 1 und 2 enthält das HEV 100 (eine) Steuerung(en), wie etwa beliebige und/oder sämtliche der hier an anderer Stelle beschriebenen, die an die EM 120, 123, 190a, 190b, 190c, 190d, ISC 165, 167 und/oder HS-Batterie(n) 170, 175 gekoppelt ist/sind. Die Steuerung(en) ist/sind dazu ausgelegt, auf die beschriebenen Signale zu reagieren, zu denen zum Beispiel das TDS 240, BS 245, CS 250 und/oder OS 255 gehören, und verschiedene Fahrzeugparameter und - bedingungen zu erkennen und verschiedene Betriebsmodi des HEV 100 und der verschiedenen Komponenten und Systeme davon einzustellen. In einem konkreten Beispiel beinhaltet das HEV 100 mindestens eine und/oder eine oder mehrere Achse(n) 106, 107 die jeweils an die EM 120, 123, 190a, 190b, 190c, 190d gekoppelt sind und durch diese angetrieben werden, wobei die EM jeweils mit den separaten Batterien 170, 175 gekoppelt sind, wie schematisch in 1 dargestellt ist.
Das Fahrzeug 100 beinhaltet in Beispielen der Offenbarung mindestens eine und/oder eine oder mehrere der Steuerungen, die mit dem Antriebsstrang 110 gekoppelt sind, der eine oder mehrere und/oder mindestens zwei EM 190a, 190b, 190c, 190d, aufweist, die jeweils mit jeweiligen Antriebsrädern 154a, 154b, 154c, 154d gekoppelt sind. Die Offenbarung beinhaltet zudem die Steuerungen und Komponenten des Fahrzeugs 100, die dazu ausgelegt sind, ein asymmetrisches maximales Nutzbremsmoment mit den Motoren oder EM 190a, 190b, 190c, 190d zu erzeugen, wenn Räder 154a, 154b und/oder 154c, 154d auf gegenüberliegenden Seiten ungleiche Reibungskoeffizienten (Friction Coefficients - FC) 260 wie etwa beim Abbiegen und unter bestimmten Fahrzeug-, Straßen-, Rad- und Raddynamikbedingungen aufweisen, sodass das maximale Nutzbremsmoment vorgegebene Bremskraftgrenzen nicht überschreitet, wodurch Schlupf zwischen Rad und Straße verhindert wird, während die Bremsenergierückgewinnung zur Erzeugung und Speicherung von elektrischer Leistung maximiert wird.
Wie für den Fachmann verständlich ist, sind beim Abbiegen Räder auf einer Innenseite eines Kurvenbogens des Fahrzeugs oder HEV 100 einer geringeren Abwärtskraft gegen einen Straßenbelag ausgesetzt als gegenüberliegende Räder auf einer Außenseite des Kurvenbogens. Beispielsweise sind beim Rechtsabbiegen des HEV 100 die Räder 154a, 154c auf der rechten Seite als die inneren Räder definiert, während die Räder 154b, 154d auf der gegenüberliegenden Seite als die äußeren Räder definiert sind.
Bei diesem Beispiel sind weiterhin, bei Annahme homogener Straßenbedingungen für sämtliche Räder 154a, 154b, 154c, 154d, die rechten oder inneren Räder 154a, 154c Haftreibungskoeffizienten zwischen Reifen und Straße (Tire to Road Adhesion Coefficients - TRAC) ausgesetzt, die ungleich zu denen der linken, äußeren Räder 154b, 154d und geringer als diese sind. Folglich würden die vorgesehenen Steuerung(en) und Sensoren die Querbeschleunigung während derartiger Abbiegevorgänge erkennen und würden wiederum die ungleichen Haftreibungskoeffizienten TRAC erkennen, die dann genutzt werden, um die ungleichen FC 260 zu erzeugen.
Im Rahmen der Offenbarung ist die Verwendung der Ausdrücke „Beschleunigung“ und/oder „Verzögerung“ als austauschbar und zum Veranschaulichen der verschiedenen Beispiele der Offenbarung vorgesehen, wobei die Verwendung von Notationskonventionen für positive und negative Vorzeichen ebenso austauschbar ist, wobei eine „negative“ Beschleunigung in einigen Zusammenhängen als Verzögerung verstanden werden kann, wie dies für den einschlägigen Fachmann verständlich und von ihm allgemein verwendet wird.
Für den einschlägigen Fachmann versteht sich zudem, dass die ungleichen FC 260 ebenso bei einer Längsbeschleunigung und -verzögerung des Fahrzeugs / HEV 100 als Reaktion darauf erzeugt werden können, dass die Steuerung(en) und Sensoren die Beschleunigungen und Verzögerungen und die sich ergebenden ungleichen TRAC zwischen Vorder- und Hinterrädern erkennen. Als weitere Beispiele können die Räder 154a und 154b als solche Vorderräder definiert sein, während gegenüberliegende Hinterräder als die Räder 154c, 154d definiert sein können.
In anderen Beispielen der Offenbarung werden die ungleichen FC 260 als Reaktion auf und unter Verwendung von TRAC oder Haftreibungskoeffizienten zwischen Reifen und Straße erzeugt, die ebenfalls von der/den Steuerung(en) und verschiedenen Sensoren für jedes Rad 154a, 154b, 154c, 154d als erkannte VC, RC, WC, wie z. B. Radschlupf gegen den Straßenbelag, Eis auf der Straße oder Polieren oder Überfettung und andere Parameter, wie hier an anderer Stelle beschrieben und welche die Haftreibungskoeffizienten zwischen Reifen und Straße oder TRAC und nachfolgend erzeugte ungleiche FC 260 beeinflussen, erkannt werden.
Derartige vorgesehene FC 260 sind hier derart bezeichnet, dass sie sich auf den jeweiligen Gesamt- oder Nettoreibungskoeffizienten zwischen einem Rad oder Reifen 154a, 154b, 154c, 154d und einem Straßenbelag während des Betriebs des HEV 100 beziehen, der als Reaktion auf die erkannten TRAC erzeugt wird. Wie dem einschlägigen Fachmann bekannt und/oder ersichtlich sein kann, werden die FC 260 in Abhängigkeit jeweiliger Reibungskoeffizienten einzelner Räder und Straßenbeläge korreliert und/oder festgestellt und können durch die verschiedenen anderen hier beschriebenen Variablen, Parameter und Bedingungen beeinflusst werden.
Das Fahrzeug und/oder HEV 100 der Offenbarung beinhaltet die linken und rechten Antriebsräder 154a, 154b, 154c, 154d, die jeweils an eine jeweilige EM 190a, 190b, 190c, 190d gekoppelt sind. Das HEV enthält zudem eine oder mehrere und/oder mindestens eine Steuerung(en), die dazu ausgelegt ist/sind, ein Drehmomentverteilungsverhältnis (Torque Split Ratio - TSR) 265 beim Bremsen des HEV 100 zu erzeugen, das genutzt wird, um negative Drehmomentbeträge zu steuern, die auf jedes angetriebene Rad angewandt werden, das eine entsprechende EM enthält. Bei verschiedenen Anordnungen wird das TSR 265 als Reaktion auf ein Bremsen und mindestens eines und/oder eines oder mehrere der Folgenden erzeugt: eine Querbeschleunigung beim Abbiegen und/oder ungleiche FC 260, die für jedes Rad 154a, 154b, 154c, 154d bei einem solchen Bremsvorgang des HEV 100 erzeugt und/oder erkannt werden. Bei Anwendungen des HEV 100, die nur einen Vorder- oder nur einen Hinterradantrieb beinhalten, wird das TSR 265 genutzt, um das unterschiedliche oder verteilte Drehmoment zwischen diesen Antriebsrädern auf gegenüberliegenden Seiten einzustellen, jedoch wird es nicht für nicht angetriebene Räder genutzt, die keine Antriebsquelle enthalten.
Bei weiteren veranschaulichenden Variationen der Offenbarung ist/sind die Steuerung(en) zudem dazu ausgelegt, elektrische Leistung mit mindestens einer von und/oder einer oder mehreren von den Motoren oder EM 190a, 190b, 190c, 190d durch Nutzbremsen jedes Rads 154a, 154b, 154c, 154d mit ungleichen Bremsmomenten und/oder negativen Drehmomenten zu erzeugen, die nach dem TSR 265 und derart eingestellt werden, dass das kombinierte Radbremsmoment für sämtliche Räder des HEV 100 eine Gesamtbremsmomentgrenze (Braking Torque Limit - BTL) 270 für das HEV 100 gemäß Einschränkungen zur Fahrzeugstabilität und -steuerung (Vehicle Stability and Control Constraints - VSCC) nicht überschreitet, die gemäß VC, RC und/oder WC festgelegt und/oder experimentell während Fahrzeugdesign und -tests ermittelt und in einem Repository und als VPP 235 gespeichert werden.
Die BTL 270 für das HEV 100 ist vorgegeben und ist vom Gewicht, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung / Verzögerung des Fahrzeugs und der Reibung zwischen Rad und Straße unter anderen Parametern abhängig und ist für jedes HEV 100 unterschiedlich und wird im Allgemeinen bei Fahrzeugdesign und -tests und Testversuchen unter verschiedenen Straßenbedingungen (nasse, trockene und variierende Temperatur-, Material- und Oberflächenkonfigurationen), für verschiedene Fahrzeugauslegungen (Zweiradantrieb, Allradantrieb, Differentialradantrieb und unterschiedliche Aufhängungs-, Brems- und Fahrzeugleistungseinstellungen und -auslegungen) und in Abhängigkeit unterschiedlicher Reifenauslegungen, -bedingungen und -dynamik und Leistungsfähigkeiten (Temperatur, Material, Druck, Laufflächenanordnungen usw.) festgelegt.
Bei weiteren Modifikationen der Offenbarung beinhaltet das HEV 100 zudem eine oder mehrere der Steuerung(en), die dazu ausgelegt sind, auf das BS 245 zu reagieren und als Reaktion darauf die BTL 270 als weitere Reaktion auf eines oder mehrere von gleichen oder ungleichen FC 260, Geschwindigkeit, Verzögerung, VSCC und Auslegung des HEV 100 derart einzustellen, dass ein Bremsen durch die EM 190a, 190b, 190c, 190d nicht zu Schlupf zwischen Reifen und Straße bei einem oder mehreren Rädern / Reifen 154a, 154b, 154c, 154d führt. Bei Variationen ist/sind die Steuerung(en) zudem an einen oder mehrere Sensoren gekoppelt, zu denen Fahrzeugbedingungssensoren (Vehicle Sensors - VS) 275 zum Erkennen von Fahrzeugbedingungen (Vehicle Conditions - VC), Straßenbedingungssensoren (Road Sensors - RS) 280 zum Erkennen von Straßenbedingungen (Road Conditions - RC) und/oder Raddynamiksensoren (Wheel Dynamic Sensors - WDS) 285 zum Erkennen von Raddynamik und -bedingungen (Wheel Conditions - WC) gehören. Bei weiteren Anpassungen beinhalten die VS 275 einen oder mehrere Sensoren, die Bedingungen, Fahrzeugantriebsmodi (Zweirad, Allrad, Differential usw.) und Einstellungen, Bedingungen und Auslegungen zu Aufhängung, Bremsung, Karosserie- und Rahmenspannungen, Belastungen, Beschleunigungen und Orientierungen und anderen Fahrzeugkomponenten und -teilsystemen erkennen und über das CAN 210 und andere Fahrzeugnetzwerke kommunizieren.
Die Offenbarung beinhaltet zudem RS 280, die dazu ausgelegt sind, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Niederschlag (Wasser, Eis, Schnee), Polieren, Überfettung, Rauheit, Quer- und Längsneigung und andere Straßeneigenschaften und -bedingungen zu erkennen, die unter Verwendung verschiedener Hardwarevorrichtungen erkannt werden können, zu denen beispielsweise u. a. mechanische, analoge, digitale und kombinierte Umgebungs-, abbildende und ähnliche Arten von Sensoren 280 gehören. Bei anderen Beispielen beinhalten die WDS 285 Temperatur-, Druck-, Geschwindigkeits-, Orientierungs-, Vibrations-, Reifenlaufflächenabriebdetektoren und ähnliche Arten von Sensoren und können zudem vorkonfigurierte Datenspeichervorrichtungen beinhalten, die in jedes Rad 154a, 154b, 154c, 154d eingebettet sind und auf Anfragen zum Melden der werksseitigen Größe, des Typs und der Lauffläche des Rades und damit zusammenhängender vorgegebener Leistungsparameter für jedes Rad antworten.
Die eine oder mehreren Steuerungen des HEV 100 sind zudem dazu ausgelegt, unter Verwendung der von einem oder mehreren und/oder mindestens einem der erwogenen Sensoren 275, 280, 285 erkannten und gemeldeten Daten die ungleichen FC 260 zu erzeugen und/oder zu erkennen. Beispielsweise nutzt/-en die Steuerung(en) die von den WDS 285 empfangenen Daten, um die aktuelle und/oder momentane Radreibung zu bestimmen, und nutzen von den RS 280 und VS 275 empfangene Daten und erzeugen und/oder erkennen die gleichen oder ungleichen FC 260 für jedes Rad in Abhängigkeit dieser Daten.
In einem vereinfachten Beispiel nutzt/-en die Steuerung(en) Geschwindigkeit, Beschleunigung und Gewicht des HEV 100 von den VS 275, Radtemperatur, Laufflächenzustand, Drehzahl, Geschwindigkeitsunterschiede jedes Rads 154a, 154b, 154c, 154d und Druck von den WDS 285 und Fahrbahntemperatur und Nass-/Trockenbedingung und gegebenenfalls eine oder mehrere vorgegebene Formeln und/oder Lookup-Tabellen aus dem Repository und VPP 235, um die gleichen oder ungleichen FC 260 zu erzeugen und/oder zu erkennen. Der Fachmann nennt solche resultierenden FC 260 und/oder erkannten TRAC mitunter „my“ (symbolisiert durch den griechischen Buchstaben, im Deutschen ausgesprochen als „my“) und bezeichnet diese ungleichen FC 260 zudem als „my-Split“-Straßenbedingungen, um anzugeben, dass sich die Koeffizienten der Haftreibungskoeffizienten zwischen Rad/Reifen und Straßenbelag TRAC zwischen jedem Rad 154a, 154b, 154c, 154d unterscheiden.
Als Reaktion auf die erzeugten und/oder erkannten FC 260 ist/sind die Steuerung(en) des HEV 100 zudem dazu ausgelegt, das TSR 265 gemäß einer vorgegebenen Funktion und/oder Lookup-Tabelle oder Funktionen oder Lookup-Tabellen zu erzeugen, die im Repository VPP 235 gespeichert sein können und die eine Erzeugung des TSR 265 unter Verwendung einer oder mehrerer von durch die VS 275 erkannten Echtzeit-Quer- und/oder - Längsbeschleunigung(en) des HEV 100 und von den RS 280, WDS 285 und anderen Fahrzeug-VPP 235 erkannten Straßen- und Raddaten und Daten, die mit einer jeweiligen Vielzahl von TSR 265 korreliert und/oder dieser zugeordnet sind, ermöglichen. In weiteren Beispielen der Offenbarung sind die Steuerung(en) und andere Komponenten des HEV 100 dazu ausgelegt, ein TSR 265 von null zu erzeugen, wenn die FC 260 gleich sind und/oder die Querbeschleunigung des HEV 100 null ist.
Bei dieser veranschaulichenden Variation der Offenbarung und nun in Bezug auf 2 und als Beispiel und nicht als Einschränkung wird in dieser Schrift bei Rechtsabbiegevorgängen des HEV 100 (linke Seite in 2) herkömmlicherweise ausgesagt, dass sie eine negative Querbeschleunigung erzeugen, während bei Linksabbiegevorgängen (rechte Seite in 2) herkömmlicherweise ausgesagt wird, dass sie positive Querbeschleunigungen erzeugen. Im Sinne der Konvention in dieser Offenbarung können Beschleunigungen derart normiert werden, dass sie als ein Vielfaches der Gravitationskonstante an der Erdoberfläche gemessen werden, die etwa 9,81 Meter pro Quadratsekunde beträgt und hier auch als ein „g“ oder „1g“ bezeichnet wird. Die Steuerung(en) ist/sind dazu ausgelegt, das TSR 265 gemäß der Funktion und/oder Lookup-Tabelle des Repositorys und VPP 235 in weiterer Abhängigkeit von der normierten Beschleunigung zu erzeugen.
2 zeigt eine zweidimensionale Darstellung der vorgesehenen Funktionen und Lookup-Tabellen und beinhaltet beispielhafte Datenpunkte, die TSR 265 und Beträge und/oder Richtungen von Querbeschleunigungen wiedergeben, jedoch versteht sich für den einschlägigen Fachmann, dass sie analog auch eine ähnliche Beziehung zwischen den TSR 265 und Parametern wie etwa FC 260 und anderen wiedergeben, die schematisch mit zusätzlichen Abmessungen und Abbildungen dargestellt werden kann.
Weiterhin ist in diesem Beispiel das TSR 265 dazu ausgelegt, zwischen einem vorgegebenen Bereich zu variieren, der je nach einer bestimmten Anwendung und Auslegung des HEV 100 geändert werden kann. In einem weiteren Beispiel ist/sind ohne Einschränkung der möglichen Anpassungen der Offenbarung die Steuerung(en) dazu ausgelegt, das TSR 265 zwischen einem minimalen Drehmomentverteilungsverhältnis 265 von etwa 0,25 bei Linksabbiegevorgängen und einem maximalen TSR 265 von etwa 4,00 bei Rechtsabbiegevorgängen zur Veranschaulichung zu variieren. Unter geraden Fahrbedingungen mit konstanter Geschwindigkeit erzeugt/-en, wenn das HEV 100 nicht bremst oder beschleunigt und nicht nach links oder rechts abbiegt, sodass die Querbeschleunigung gleich null ist, und/oder wenn die FC 260 als gleich erkannt/erzeugt werden, und als Reaktion auf das BS 245, die Steuerung(en) ein TSR 265 von eins oder „1“, sodass ein negatives Nutzbremsmoment gleichmäßig auf die Räder 154a, 154b, 154c, 154d von den EM 190a, 190b, 190c bzw. 190d angewandt wird.
Bei Rechtsabbiegevorgängen, die eine Querbeschleunigung auf das HEV 100 von z. B. -1 g ausüben, kann die Funktion und/oder Lookup-Tabelle durch die Steuerung(en) ein maximales TSR 265 von etwa „4,0“ erzeugen, Dahingegen und in einem weiteren veranschaulichenden Beispiel kann beim Linksabbiegen, das eine entgegengesetzte Querbeschleunigung von z. B. etwa +1 g verursacht, die Funktion und/oder Lookup-Tabelle durch die Steuerung(en) ein minimales TSR 265 von etwa 0,25 erzeugen. Die Steuerung(en) und/oder die erwogene Funktion und/oder Lookup-Tabelle sind bei einer weiteren Variation zudem derart modifiziert, dass sie zusätzliche und/oder eine Vielzahl von dazwischenliegenden und/oder erweiterten TSR 265 als Reaktion auf andere erkannte Beschleunigungen und FC 260 extrapolieren und/oder interpolieren und erzeugen.
Beispielhafte dazwischenliegende Beschleunigungswerte und korrelierte TSR 265 sind in 2 ebenfalls widergespiegelt und schließen ein TSR 265 von etwa 1,8 bei einer negativen Querbeschleunigung von etwa -0,5 g sowie ein TSR 265 von etwa 0,56 bei einer Querabbiegebeschleunigung von etwa +0,5 g ein. Bei einigen Modifikationen der Offenbarung kann es bevorzugt sein, es zu ermöglichen, dass die Funktion(en) und/oder Lookup-Tabelle(n) ein maximales und ein minimales TSR 265 erzeugen, die gemäß der Auslegung und den Leistungsfähigkeiten des HEV 100 festgelegt werden können. Ähnliche Auslegungen der Offenbarung werden für Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgänge in Betracht gezogen, wobei ein von vorne nach hinten verlaufendes TSR 265 als Reaktion auf eine Längsbeschleunigung/-verzögerung erzeugt wird und ungleiche von vorn nach hinten verlaufende FC 260 als Reaktion auf erkannte ungleiche TRAC erzeugt werden.
Bei weiteren Anordnungen der Offenbarung ist/sind die Steuerung(en) und/oder VS 275 dazu ausgelegt, z. B. Beschleunigungsmesser und Positions- und Geschwindigkeitssensoren zu beinhalten und Fahrzeugbedingungen zu erkennen, welche die FC 260 beeinflussen und beeinflussen können und zu denen u. a. eines oder mehrere von Quer- und Längsbeschleunigungen, Lenkwinkel, Gierrate und Gierratengrenze(n) und Fahrzeuggeschwindigkeit und -auslegung (Radantriebsmodi und Aufhängungs-, Brems-, Leistungseinstellungen und -auslegungen) unter anderen Fahrzeugparametern gehören, die ungleiche FC 260 verursachen, verleihen und/oder zur Folge haben können. Bei weiteren Variationen beinhalten die RS 280 die beschriebenen abbildenden und andere Sensoren, die dazu ausgelegt sind, Bedingungen zu erkennen, die auch die FC 260 beeinflussen oder beeinflussen können und zu denen u. a. eines oder mehrere und/oder mindestens eines von Eis, Schnee und Wasser auf Straßenbelägen sowie Polieren (aufgrund des Abriebs des Straßenbelags mit der Zeit) und Überfettung (aufgrund des Austritts von Asphalt und anderen Fahrbahnmaterialbestandteilen auf den Straßenbelag) der Fahrbahn gehören.
Weitere Modifikationen der Offenbarung richten sich auf die WDS 285, die zudem dazu ausgelegt sind, Bedingungen zu erkennen, welche die FC 260 beeinflussen oder beeinflussen können und zu denen z. B. Druck und Temperatur, Drehzahl, Radschlupf, die zurückgelegte Gesamtstrecke und geschätzte Laufflächenabriebparameter und Geschwindigkeitsunterschiede zwischen angetriebenen, nicht angetriebenen, linken, rechten, vorderen und hinteren Rädern /Reifen 154a, 154b, 154c, 154d beim Beschleunigen, Abbiegen und Bremsen unter anderen Parametern und Vorgängen gehören.
Da die TSR 265 unter Bedingungen erzeugt werden, die eine Nutzbremsung der Räder 154a, 154b, 154c, 154d mit Drehmomentverteilung ermöglichen können, betreibt/-en die Steuerung(en) die EM 190a, 190b, 190c, 190d derart, dass z. B. negatives Nutzraddrehmoment für die rechten Räder 154a und/oder 154c gemäß dem Produkt aus der Gesamt-BTL 270 und dem TSR 265 eingestellt wird, während das negative Drehmoment für die gegenüberliegenden linken Räder 154b und/oder 154d so eingestellt wird, dass sie der Differenz zwischen der Gesamt-BTL 270 und dem Produkt der rechten Seite entspricht. Auf diese Weise wird ein verteiltes Nutzdrehmoment beim Abbiegen des Fahrzeugs 100 und/oder beim Erkennen ungleicher FC 260 kontinuierlich so eingestellt, dass die Energierückgewinnung durch Erzeugen einer maximalen verfügbaren Leistung von den EM 190a, 190b, 190c, 190d beim Bremsen des HEV 100 maximiert wird.
Die Offenbarung sieht zudem vor, dass die Steuerung(en), wie z. B. die Leistungselektronik 185, dazu ausgelegt ist/sind, die EM 190a, 190b, 190c, 190d und andere sowie die Leistungselektronik des HEV beim Nutzbremsen so einzustellen, dass die eine oder die mehreren Batterien unter Verwendung der erzeugten Leistung geladen werden. Diese Variationen der Offenbarung ziehen zudem Auslegungen der Steuerung(en) in Betracht, die mindestens einen und/oder einen oder mehrere von einem Antiblockierbremsbetriebsmodus (Antiblock Braking - ALB) des Fahrzeugs, Radschlupf und Fahrzeuggieren und Raten und Grenzen davon unter anderen Parametern erkennen und die Nutzbremsung durch die EM deaktivieren, wenn der Antiblockierbremsbetriebsmodus (ALB) aktiviert wird, und/oder mindestens eines von dem Radschlupf, dem Fahrzeuggieren, dem Schlupf und/oder den Gierratengrenzen und anderen Parametern erkennt wird und/oder erkannt wird, dass sie vorgegebene jeweilige Schlupf- und Gierraten überschreiten, die jene überschreiten, die gemäß den VSCC zugelassen sind.
Die Offenbarung sieht ferner weitere Verfahren zum Betrieb und zur Steuerung von Fahrzeugen und HEV 100 vor, die dem einschlägigen Fachmann unter weiterer Bezugnahme auf die 1 und 2 und nun konkret auch auf 3 ersichtlich sein können. Während des Betriebs ist/sind mindestens eine und/oder eine oder mehrere der Steuerung(en) 300, die hier an anderer Stelle beschrieben sind, wie beispielsweise u. a. das MCM/BECM und die Leistungselektronik 185, das BSCM 195, die VSC 200, das VCS 205, die bzw. das PCU/PCM 215, das bzw. die ECM/ECU 220 und/oder andere, dazu ausgelegt, die Fähigkeiten des HEV 100, die in der Offenbarung erwogen werden, und während der verschiedenen Betriebs- und Fahrzeugsteuermodi zu ermöglichen. In verschiedenen Beispielen ist das HEV 100 derart ausgelegt, dass die Steuerung(en) 300 mit den linken und rechten Antriebsrädern 154a, 154b, 154c, 154d gekoppelt ist/sind und jedes Rad mit jeweiligen hier an anderer Stelle beschriebenen Elektromotoren 190a, 190b, 190c, 190d unter anderen Steuerung(en), Komponenten und Teilsystemen gekoppelt ist und/oder diese aufweist.
Die Steuerung(en) 300 initiiert/-en Befehle und Steuerlogik bei Schritt 305 und erkennt/-en das BS 245 bei Schritt 310 unter anderen Parametern und Bedingungen des HEV 100. Wenn das BS 245 nicht erkannt wird, kehrt die Steuerung zum Startschritt zur fortgesetzten Überwachung zurück. Andernfalls überwacht/-en die Steuerung(en) bei Schritt 315 auf die Aktivierung des Antiblockierbremsbetriebsmodus (ALB), durch den, falls er erkannt wird, die Steuerung wieder zum Startschritt 305 zur weiteren Überwachung zurückkehrt. Wenn das BS 245 erkannt wird, ohne dass das ALB aktiviert wird, geht die Verfahrenssteuerung zu Schritt 320 über, bei dem die Steuerung(en) 300 und Betriebsverfahren ein Erkennen eines oder mehrerer und/oder mindestens einer von Fahrzeugbedingungen (VC), Straßenbedingungen (RC) und/oder Raddynamik und -bedingungen (WCs) initiieren. Anhand dieser erkannten Bedingungen, Parameter und Konfigurationen stellt/-en die Steuerung(en) 300 als Nächstes bei Schritt 325 VSCC ein und erzeugt das BTL 270, wie hier an anderer Stelle beschrieben.
Die Verfahren gehen zu Schritt 330 über und erzeugen / erkennen die FC 260 gemäß einem oder mehreren der erkannten VC, RC und/oder WC. Bei den Schritten 335 und 340 erkennen die Verfahren dann eines oder mehrere und/oder mindestens eines von ungleichen FC 260 und/oder Querbeschleunigungen, und wenn weder ungleiche FC 260 noch Querbeschleunigung erkannt werden, dann kehrt die Steuerung zu Schritt 305 zur fortgesetzten Überwachung zurück. Andernfalls geht, wenn weder ungleiche FC 260 noch Querbeschleunigung erkannt werden, die Steuerung dann zu Schritt 345 über und erzeugen die Verfahren der Steuerung(en) 300 das TSR 265 mit der vorgesehenen Funktion und/oder Lookup-Tabelle, in der die Vielzahl von vorgegebenen, interpolierten und/oder extrapolierten TSR 265 einem oder mehreren von den erzeugten FC 260, Querbeschleunigung, und/oder erkannten VC, RC und/oder WC zugeordnet ist.
Bei Variationen sehen die Verfahren zudem vor, dass die Steuerung(en) 300 dazu ausgelegt ist/sind, bei Schritt 350 zu erkennen, ob das erzeugte TSR 265, falls es dazu genutzt wird, asymmetrisches Nutzbremsen einzuleiten und elektrische Leistung mit den EM 190a, 190b, 190c, 190d zu erzeugen, eine Verzögerung verursacht, welche die BTL 270 des HEV 100 überschreitet. Wenn dies der Fall ist, geht die Steuerung zu Schritt 355 zum Einstellen des TSR 265 über. Andernfalls geht die Steuerung zu Schritt 360 über, um ein verteilten, differenzielles, asymmetrisches negatives Nutzbremsmoment für die rechten und linken Räder 154a, 154b, 154c, 154d zu erzeugen, das nach dem TSR 265 eingestellt ist. Auf diese Weise leitet/-en die Steuerung(en) 300 das Erzeugen von elektrischer Leistung mit den Motoren/EM 190a, 190b, 190c, 190d und Nutzbremsen jedes Rads mit ungleichen Drehmomenten für jedes Rad 154a, 154b, 154c, 154d ein, wie nach dem erzeugten und/oder eingestellten TSR 265 eingestellt.
Während des Nutzbremsens und der Energierückgewinnung / Erzeugung von elektrischer Leistung geht die Steuerung zu Schritt 365 über, um zu erkennen, ob ein Radschlupf gegen den Straßenbelag und/oder ein Fahrzeuggieren in Graden auftritt/auftreten, welche die vorgegebenen jeweiligen Schlupf- und Gierratengrenzen überschreiten können, und ob der Antiblockierbremsmodus (ALB) aktiviert ist, der in jedem Fall die Steuerung dazu veranlasst, zu Schritt 370 überzugehen, um das Nutzbremsen mit Drehmomentverteilung zu beenden. Die Steuerung durch die Verfahren der Steuerung(en) 300 kehrt dann zum Startschritt 305 zur fortgesetzten Überwachung zurück.
Die Beschreibungen in dieser Schrift betreffen Systeme, Verfahren, Komponenten, Elemente, Knoten oder Merkmale, die in „Kommunikation“ stehen und/oder aneinander „gekoppelt“ sind. Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, ist unter der Verwendung dieser Ausdrücke und Wörter im hier verwendeten Sinne zu verstehen, dass ein(e) System/Verfahren/Sensor/Aktor/Komponente/Element/Modul/Merkmal direkt oder indirekt mit einem bzw. einer anderen gekoppelt ist, damit verbunden ist und/oder damit kommuniziert, und zwar entweder elektronisch, mechanisch oder beides und auf eine ähnliche Art und Weise, die einen zusammenwirkenden Betrieb und den Austausch und die wechselseitige Weitergabe von Daten und Informationen ermöglicht.
Wenngleich die verschiedenen beschriebenen Umsetzungen, Figuren, Veranschaulichungen und Zeichnungen repräsentative Beispiele und Anordnungen von Komponenten, Elementen, Vorrichtungen und Merkmalen darstellen, können ferner viele andere zusätzliche Variationen, Anordnungen, Modifikationen und dazwischenliegende Komponenten, Elemente, Vorrichtungen und Merkmale zudem in weiteren beispielhaften Umsetzungen vorhanden sein, die durch die vorliegende Offenbarung in Erwägung gezogen werden.
In dieser Schrift verwendete Ausdrücke, Wörter und Formulierungen sowie Variationen davon sind als offen und nicht als einschränkend auszulegen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Der Ausdruck „einschließlich“ ist beispielsweise so zu verstehen, dass er „einschließlich ohne Einschränkung“ bedeutet oder ähnliche Bedeutungen aufweist; der Ausdruck „Beispiel“ wird verwendet, um veranschaulichende Instanzen des beschriebenen Gegenstands grob zu beschreiben, ist jedoch keine erschöpfende, ausschließliche oder einschränkende Auflistung; und Adjektive wie etwa „herkömmlich“, „traditionell“, „gewöhnlich“, „standardmäßig“, „bekannt“ und Ausdrücke mit ähnlichen Bedeutungen sind nicht dahingehend auszulegen, dass sie die Beschreibung auf ein jeweiliges Beispiel oder einen beispielhaften Gegenstand beschränken, der an einem konkreten Datum und in einem konkreten Zeitraum kommerziell im Handel erhältlich ist.
Stattdessen sollen diese Beschreibungen so verstanden werden, dass sie herkömmliche, traditionelle, gewöhnliche oder standardmäßige Techniken beinhalten, die nun und zu einem beliebigen Zeitpunkt in der Zukunft in einer verbesserten und modifizierten Form gemäß den in dieser Offenbarung beschriebenen Innovationen verfügbar sein können. Gleichermaßen ist eine Gruppe von Wörtern, die mit der Konjunktion „und“ oder der Disjunktion „oder“ beschrieben und verbunden sind, lediglich als beispielhafte und repräsentative Gruppe, jedoch nicht als ausschließliche Gruppe zu verstehen und nicht dahingehend, dass erforderlich ist, dass nur einer oder jeder einzelne dieser beschriebenen Gegenstände in der erwogenen Gruppe vorhanden sein muss oder nicht vorhanden sein darf. Stattdessen ist die Verwendung derartiger Konjunktionen und Disjunktionen so zu verstehen, dass sie „und/oder“ bedeutet, es sei denn, es ist ausdrücklich etwas anderes angegeben.
Gleichermaßen ist eine Gruppe von Wörtern, die mit der Konjunktion „oder“ verknüpft sind, nicht so zu verstehen, dass sie gegenseitige Ausschließlichkeit innerhalb dieser Gruppe erfordert, sondern sie ist zudem so zu verstehen, dass sie „und/oder“ bedeutet, es sei denn, es ist ausdrücklich etwas anderes angegeben. Obwohl Wörter, Gegenstände, Elemente oder Komponenten dieser Offenbarung im Singular beschrieben oder beansprucht sind, wird zudem der Plural ebenfalls beabsichtigt und als innerhalb des Umfangs einer derartigen Beschreibung liegend erwogen, es sei denn, eine Beschränkung auf den Singular ist ausdrücklich als Erfordernis genannt. Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von erweiternden Wörtern und Formulierungen wie etwa „ein oder mehrere“, „mindestens“, „unter anderem“ oder andere ähnliche Formulierungen soll in einigen Fällen so ausgelegt werden, dass es weitere Bedeutungen in Erwägung zieht, ist jedoch nicht so zu verstehen, dass es bedeutet, dass engere Bedeutungen impliziert, beabsichtigt oder erforderlich sind. Wenngleich vorstehend Ausführungsbeispiele beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke beschreibende und keine einschränkenden Ausdrücke und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können die Merkmale unterschiedlicher umsetzender Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen zu bilden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: linke und rechte Antriebsräder, die jeweils einen Elektromotor aufweisen; und mindestens eine Steuerung, die ausgelegt ist zum: Erzeugen eines Drehmomentverteilungsverhältnisses als Reaktion darauf, dass ungleiche Reibungskoeffizienten für jedes Rad beim Bremsen erkannt werden, und Erzeugen von elektrischer Leistung mit den Motoren durch Nutzbremsen jedes Rads mit ungleichen Drehmomenten, die anhand des Verhältnisses so eingestellt sind, dass die kombinierten Radbremsmomente eine Gesamtbremsmomentgrenze für das Fahrzeug nicht überschreiten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch mindestens eine Steuerung gekennzeichnet, die ausgelegt ist zum: als Reaktion auf ein Bremssignal Einstellen der Gesamtbremsmomentgrenze als Reaktion auf eines oder mehrere von der Geschwindigkeit, Verzögerung und Auslegung des Fahrzeugs.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen oder mehrere Fahrzeug- und Straßenbedingungssensoren gekennzeichnet; und ist die mindestens eine Steuerung ferner ausgelegt zum: als Reaktion auf ein Bremssignal Erzeugen der ungleichen Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion auf erkannte: Fahrzeugbedingungen, zu denen eines oder mehrere von Quer- und Längsbeschleunigungen, Lenkwinkel, Gierrate und Fahrzeuggeschwindigkeit und -auslegung gehören, und Straßenbedingungen, zu denen eines oder mehrere von Eis, Schnee, Wasser, Polieren und Überfettung gehören.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen oder mehrere Fahrzeugbedingungs- und Raddynamiksensoren gekennzeichnet; und ist die mindestens eine Steuerung ferner ausgelegt zum: als Reaktion auf ein Bremssignal Erzeugen der ungleichen Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion auf mindestens eine von erkannten Fahrzeug- und Radbedingungen, zu denen Folgendes gehört: eines oder mehrere von Quer- und Längsbeschleunigungen, Lenkwinkel, Gierrate und Fahrzeuggeschwindigkeit und -auslegung und Dynamik von einem oder mehreren Rädern, einschließlich Geschwindigkeitsunterschiede zwischen angetriebenen, nicht angetriebenen, linken, rechten, vorderen und hinteren Rädern beim Beschleunigen und Bremsen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch eine oder mehrere Speicherbatterien gekennzeichnet; und ist die mindestens eine Steuerung ferner dazu ausgelegt, die eine oder mehreren Batterien unter Verwendung der erzeugten Leistung zu laden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen oder mehrere Fahrzeugsensoren gekennzeichnet, die dazu ausgelegt sind, mindestens eines von Radschlupf und Fahrzeuggierrate zu erkennen; und ist die mindestens eine Steuerung ferner ausgelegt zum: Deaktivieren des Nutzbremsens, wenn das mindestens eine von Radschlupf und Fahrzeuggieren erkannt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen Querbeschleunigungssensor gekennzeichnet; und ist die mindestens eine Steuerung ferner ausgelegt zum: Erzeugen des Drehmomentverteilungsverhältnisses als Reaktion auf Querbeschleunigung beim Abbiegen des Fahrzeugs anhand einer vorgegebenen Lookup-Tabelle, in der eine Vielzahl von Drehmomentverteilungsverhältnissen jeweiligen Querbeschleunigungen zugeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen oder mehrere Fahrzeugbedingungssensoren gekennzeichnet; und ist die mindestens eine Steuerung ferner ausgelegt zum: als Reaktion auf ein Bremssignal Erkennen von Fahrzeugbedingungen, zu denen eines oder mehrere von Quer- und Längsbeschleunigungen, Lenkwinkel, Gierrate und Fahrzeuggeschwindigkeit und -auslegung gehören, und Erzeugen des Drehmomentverteilungsverhältnisses anhand einer vorgegebenen Lookup-Tabelle, in der eine Vielzahl von Drehmomentverteilungsverhältnissen einem oder mehreren von den Beschleunigungen, dem Lenkwinkel, der Gierrate, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrzeugauslegung zugeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen oder mehrere Fahrzeug- und Straßenbedingungs- und Raddynamiksensoren gekennzeichnet; und ist die mindestens eine Steuerung ferner ausgelegt zum: als Reaktion auf ein Bremssignal Erzeugen der ungleichen Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion auf erkannte: Fahrzeugbedingungen, zu denen eines oder mehrere von Quer- und Längsbeschleunigungen, Lenkwinkel, Gierrate und Fahrzeuggeschwindigkeit und -auslegung gehören, und Straßenbedingungen, zu denen eines oder mehrere von Eis, Schnee, Wasser, Polieren und Überfettung gehören, und Dynamik von einem oder mehreren Rädern, einschließlich Geschwindigkeitsunterschiede zwischen angetriebenen, nicht angetriebenen, linken, rechten, vorderen und hinteren Rädern beim Beschleunigen und Bremsen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen oder mehrere Radbedingungssensoren gekennzeichnet; und ist die mindestens eine Steuerung ferner ausgelegt zum: als Reaktion auf Bremsen und Beschleunigung und Erzeugen der ungleichen Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion auf erkannte Dynamik der Räder, einschließlich Geschwindigkeitsunterschiede zwischen angetriebenen, nicht angetriebenen, linken, rechten, vorderen und hinteren Rädern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: linke und rechte Antriebsräder, die jeweils einen Elektromotor aufweisen; und mindestens eine Steuerung, die ausgelegt ist zum: Erzeugen eines Drehmomentverteilungsverhältnisses als Reaktion darauf, dass Querbeschleunigung beim Bremsen erkannt wird, und Erzeugen von elektrischer Leistung mit den Motoren durch Nutzbremsen jedes Rads mit ungleichen Drehmomenten, die anhand des Verhältnisses so eingestellt sind, dass die kombinierten Radbremsmomente eine Gesamtbremsmomentgrenze für das Fahrzeug nicht überschreiten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Steuerung ferner ausgelegt zum: Erzeugen des Drehmomentverteilungsverhältnisses anhand einer vorgegebenen Lookup-Tabelle, in der eine Vielzahl von Drehmomentverteilungsverhältnissen jeweiligen Querbeschleunigungen zugeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen oder mehrere Fahrzeugsensoren gekennzeichnet, die dazu ausgelegt sind, mindestens eines von Radschlupf und Fahrzeuggierrate zu erkennen; und ist die mindestens eine Steuerung ferner ausgelegt zum: als Reaktion auf ein Bremssignal Deaktivieren des Nutzbremsens, wenn das mindestens eine von Radschlupf und Fahrzeuggieren erkannt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen oder mehrere Fahrzeug- und Radbedingungssensoren gekennzeichnet; und ist die mindestens eine Steuerung ferner ausgelegt zum: als Reaktion auf ein Bremssignal Erzeugen ungleicher Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion auf erkannte Fahrzeug- und Radbedingungen, zu denen Folgendes gehört: eines oder mehrere von der Querbeschleunigung und Längsbeschleunigung, dem Lenkwinkel, der Gierrate und der Fahrzeuggeschwindigkeit und -auslegung und der Dynamik von einem oder mehreren Rädern, einschließlich Geschwindigkeitsunterschiede zwischen angetriebenen, nicht angetriebenen, linken, rechten, vorderen und hinteren Rädern beim Beschleunigen und Bremsen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen oder mehrere Fahrzeug- und Straßenbedingungs- und Raddynamiksensoren gekennzeichnet; und ist die mindestens eine Steuerung ferner ausgelegt zum: als Reaktion auf ein Bremssignal Erzeugen ungleicher Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion auf erkannte: Fahrzeugbedingungen, zu denen eines oder mehrere von der Querbeschleunigung und Längsbeschleunigung, dem Lenkwinkel, der Gierrate und der Fahrzeuggeschwindigkeit und - auslegung gehören, Straßenbedingungen, zu denen eines oder mehrere von Eis, Schnee, Wasser, Polieren und Überfettung gehören, und Dynamik von einem oder mehreren Rädern, einschließlich Geschwindigkeitsunterschiede zwischen angetriebenen, nicht angetriebenen, linken, rechten, vorderen und hinteren Rädern beim Beschleunigen und Bremsen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs: durch mindestens eine Steuerung, die an linke und rechte Antriebsräder gekoppelt ist, die jeweils einen Elektromotor aufweisen: Erzeugen eines Drehmomentverteilungsverhältnisses unter Verwendung von beim Bremsen erkannter Querbeschleunigung und Erzeugen von elektrischer Leistung mit den Motoren durch Nutzbremsen jedes Rads mit ungleichen Drehmomenten, die anhand des Verhältnisses so eingestellt sind, dass die kombinierten Radbremsmomente eine Gesamtbremsmomentgrenze für das Fahrzeug nicht überschreiten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Steuerung das Drehmomentverteilungsverhältnis anhand einer vorgegebenen Lookup-Tabelle erzeugt, in der eine Vielzahl von Drehmomentverteilungsverhältnissen jeweiligen Querbeschleunigungen zugeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Steuerung als Reaktion auf ein Bremssignal durch einen oder mehrere Fahrzeugsensoren mindestens eines von Radschlupf und Fahrzeuggierrate erkennt; und Nutzbremsen deaktiviert, wenn das mindestens eine von Radschlupf und Fahrzeuggieren erkannt wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen oder mehrere Fahrzeug- und Radbedingungssensoren gekennzeichnet; und dadurch, dass die mindestens eine Steuerung als Reaktion auf ein Bremssignal ungleiche Reibungskoeffizienten für jedes Rad anhand erkannter Fahrzeug- und Radbedingungen erzeugt, zu denen Folgendes gehört: eines oder mehrere von der Querbeschleunigung und Längsbeschleunigung, dem Lenkwinkel, der Gierrate und der Fahrzeuggeschwindigkeit und -auslegung und der Dynamik von einem oder mehreren Rädern, einschließlich Geschwindigkeitsunterschiede zwischen angetriebenen, nicht angetriebenen, linken, rechten, vorderen und hinteren Rädern beim Beschleunigen und Bremsen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen oder mehrere Fahrzeug- und Straßenbedingungs- und Raddynamiksensoren gekennzeichnet; und dadurch, dass die mindestens eine Steuerung als Reaktion auf ein Bremssignal ungleiche Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion darauf erzeugt, dass sie Folgendes erkennt: Fahrzeugbedingungen, zu denen eines oder mehrere von der Querbeschleunigung und Längsbeschleunigung, dem Lenkwinkel, der Gierrate und der Fahrzeuggeschwindigkeit und - auslegung gehören, Straßenbedingungen, zu denen eines oder mehrere von Eis, Schnee, Wasser, Polieren und Überfettung gehören, und Dynamik von einem oder mehreren Rädern, einschließlich Geschwindigkeitsunterschiede zwischen angetriebenen, nicht angetriebenen, linken, rechten, vorderen und hinteren Rädern beim Beschleunigen und Bremsen.

Claims

Fahrzeug, umfassend: linke und rechte Antriebsräder, die jeweils einen Elektromotor aufweisen; und mindestens eine Steuerung, die ausgelegt ist zum: Erzeugen eines Drehmomentverteilungsverhältnisses als Reaktion darauf, dass ungleiche Reibungskoeffizienten für jedes Rad beim Bremsen erkannt werden, und Erzeugen von elektrischer Leistung mit den Motoren durch Nutzbremsen jedes Rads mit ungleichen Drehmomenten, die anhand des Verhältnisses so eingestellt sind, dass die kombinierten Radbremsmomente eine Gesamtbremsmomentgrenze für das Fahrzeug nicht überschreiten.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: die mindestens eine Steuerung, die ferner ausgelegt ist zum: als Reaktion auf ein Bremssignal Einstellen der Gesamtbremsmomentgrenze als Reaktion auf eines oder mehrere von der Geschwindigkeit, Verzögerungsrate und Auslegung des Fahrzeugs.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen oder mehrere Fahrzeug- und Straßenbedingungssensoren; und die mindestens eine Steuerung, die ferner ausgelegt ist zum: als Reaktion auf ein Bremssignal Erzeugen der ungleichen Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion auf erkannte: Fahrzeugbedingungen, zu denen eines oder mehrere von Quer- und Längsbeschleunigungen, Lenkwinkel, Gierrate und Fahrzeuggeschwindigkeit und -auslegung gehören, und Straßenbedingungen, zu denen eines oder mehrere von Eis, Schnee, Wasser, Polieren und Überfettung gehören.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen oder mehrere Fahrzeugbedingungs- und Raddynamiksensoren; und die mindestens eine Steuerung, die ferner ausgelegt ist zum: als Reaktion auf ein Bremssignal Erzeugen der ungleichen Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion auf mindestens eine von erkannten Fahrzeug- und Radbedingungen, zu denen Folgendes gehört: eines oder mehrere von Quer- und Längsbeschleunigungen, Lenkwinkel, Gierrate und Fahrzeuggeschwindigkeit und -auslegung, und Dynamik von einem oder mehreren Rädern, einschließlich Geschwindigkeitsunterschiede zwischen angetriebenen, nicht angetriebenen, linken, rechten, vorderen und hinteren Rädern beim Beschleunigen und Bremsen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine oder mehrere Speicherbatterien; und die mindestens eine Steuerung, die ferner dazu ausgelegt ist, die eine oder mehreren Batterien unter Verwendung der erzeugten Leistung zu laden.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen oder mehrere Fahrzeugsensoren, die dazu ausgelegt sind, mindestens eines von Radschlupf und Fahrzeuggierrate zu erkennen; und die mindestens eine Steuerung, die ferner ausgelegt ist zum: Deaktivieren des Nutzbremsens, wenn das mindestens eine von Radschlupf und Fahrzeug erkannt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Querbeschleunigungssensor; und die mindestens eine Steuerung, die ferner ausgelegt ist zum: Erzeugen der ungleichen Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion auf Querbeschleunigung beim Abbiegen des Fahrzeugs, und Erzeugen des Drehmomentverteilungsverhältnisses anhand einer vorgegebenen Lookup-Tabelle, in der eine Vielzahl von Drehmomentverteilungsverhältnissen jeweiligen Querbeschleunigungen zugeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen oder mehrere Fahrzeugbedingungssensoren; und die mindestens eine Steuerung, die ferner ausgelegt ist zum: als Reaktion auf ein Bremssignal Erzeugen der ungleichen Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion auf erkannte Fahrzeugbedingungen, zu denen eines oder mehrere von Quer- und Längsbeschleunigungen, Lenkwinkel, Gierrate und Fahrzeuggeschwindigkeit und -auslegung gehören, und Erzeugen des Drehmomentverteilungsverhältnisses anhand einer vorgegebenen Lookup-Tabelle, in der eine Vielzahl von Drehmomentverteilungsverhältnissen einem oder mehreren von den Beschleunigungen, dem Lenkwinkel, der Gierrate, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrzeugauslegung zugeordnet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen oder mehrere Fahrzeug- und Straßenbedingungs- und Raddynamiksensoren; und die mindestens eine Steuerung, die ferner ausgelegt ist zum: als Reaktion auf ein Bremssignal Erzeugen der ungleichen Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion auf erkannte: Fahrzeugbedingungen, zu denen eines oder mehrere von Quer- und Längsbeschleunigungen, Lenkwinkel, Gierrate und Fahrzeuggeschwindigkeit und -auslegung gehören, Straßenbedingungen, zu denen eines oder mehrere von Eis, Schnee, Wasser, Polieren und Überfettung gehören, und Dynamik von einem oder mehreren Rädern, einschließlich Geschwindigkeitsunterschiede zwischen angetriebenen, nicht angetriebenen, linken, rechten, vorderen und hinteren Rädern beim Beschleunigen und Bremsen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen oder mehrere Radbedingungssensoren; und die mindestens eine Steuerung, die ferner ausgelegt ist zum: als Reaktion auf Bremsen und Beschleunigung, und Erzeugen der ungleichen Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion auf erkannte Dynamik der Räder, einschließlich Geschwindigkeitsunterschiede zwischen angetriebenen, nicht angetriebenen, linken, rechten, vorderen und hinteren Rädern.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs, umfassend: durch mindestens eine Steuerung, die an linke und rechte Antriebsräder gekoppelt ist, die jeweils einen Elektromotor aufweisen: Erzeugen eines Drehmomentverteilungsverhältnisses unter Verwendung von beim Bremsen erkannter Querbeschleunigung, und Erzeugen von elektrischer Leistung mit den Motoren durch Nutzbremsen jedes Rads mit ungleichen Drehmomenten, die anhand des Verhältnisses so eingestellt sind, dass die kombinierten Radbremsmomente eine Gesamtbremsmomentgrenze für das Fahrzeug nicht überschreiten.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs nach Anspruch 11, ferner umfassend: durch die mindestens eine Steuerung Erzeugen des Drehmomentverteilungsverhältnisses anhand einer vorgegebenen Lookup-Tabelle, in der eine Vielzahl von Drehmomentverteilungsverhältnissen jeweiligen Querbeschleunigungen zugeordnet ist.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs nach Anspruch 11, ferner umfassend: durch die mindestens eine Steuerung als Reaktion auf ein Bremssignal Erkennen mindestens eines von Radschlupf und Fahrzeuggierrate durch einen oder mehrere Fahrzeugsensoren; und Deaktivieren des Nutzbremsens, wenn das mindestens eine von Radschlupf und Fahrzeuggieren erkannt wird.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs nach Anspruch 11, ferner umfassend: einen oder mehrere Fahrzeug- und Radbedingungssensoren; und durch die mindestens eine Steuerung als Reaktion auf ein Bremssignal Erzeugen ungleicher Reibungskoeffizienten für jedes Rad anhand erkannter Fahrzeug- und Radbedingungen, zu denen Folgendes gehört: eines oder mehrere von der Querbeschleunigung und Längsbeschleunigung, dem Lenkwinkel, der Gierrate und der Fahrzeuggeschwindigkeit und -auslegung und Dynamik von einem oder mehreren Rädern, einschließlich Geschwindigkeitsunterschiede zwischen angetriebenen, nicht angetriebenen, linken, rechten, vorderen und hinteren Rädern beim Beschleunigen und Bremsen.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs nach Anspruch 11, ferner umfassend: einen oder mehrere Fahrzeug- und Straßenbedingungs- und Raddynamiksensoren; und durch die mindestens eine Steuerung als Reaktion auf ein Bremssignal Erzeugen ungleicher Reibungskoeffizienten für jedes Rad als Reaktion auf ein Erkennen von: Fahrzeugbedingungen, zu denen eines oder mehrere von der Querbeschleunigung und Längsbeschleunigung, dem Lenkwinkel, der Gierrate und der Fahrzeuggeschwindigkeit und -auslegung gehören, Straßenbedingungen, zu denen eines oder mehrere von Eis, Schnee, Wasser, Polieren und Überfettung gehören, und Dynamik von einem oder mehreren Rädern, einschließlich Geschwindigkeitsunterschiede zwischen angetriebenen, nicht angetriebenen, linken, rechten, vorderen und hinteren Rädern beim Beschleunigen und Bremsen.