DE102019115654A1

DE102019115654A1 - System und verfahren zum verhindern des harten eingriffs einer freilaufkupplung in einem fahrzeug

Info

Publication number: DE102019115654A1
Application number: DE102019115654.8A
Authority: DE
Inventors: Young Joo Lee
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-10-02
Filing date: 2019-06-10
Publication date: 2020-04-02
Anticipated expiration: 2039-06-11
Also published as: DE102019115654B4; CN110979296A; US20200101961A1

Abstract

Ein System gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Beschleunigungs-Begrenzungsmodul und ein Drehmomentbefehlsmodul. Das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul ist dafür konfiguriert, zu bestimmen, ob eine Beschleunigung eines Elektromotors in einem Fahrzeug größer als eine Beschleunigungsgrenze mit einem ersten Wert ungleich Null ist, und eine erste Drehmoment-Reduktionsanforderung zu erzeugen, wenn die Motorbeschleunigung größer als die Beschleunigungsgrenze ist. Das Drehmomentbefehlsmodul ist dazu konfiguriert, einen Drehmomentbefehl für den Elektromotor basierend auf einer Fahrereingabe zu ermitteln und den Drehmomentbefehl als Reaktion auf die erste Drehmomentreduzierung zu verringern, um die mit der Betätigung einer Freilaufkupplung des Fahrzeugs verbundene Härte zu reduzieren. Die Freilaufkupplung koppelt den Elektromotor mit einem Rad des Fahrzeugs, wenn die Freilaufkupplung eingerückt ist.

Description

EINLEITUNG
Die in diesem Abschnitt bereitgestellten Informationen dienen der allgemeinen Darstellung des Kontextes der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder in dem in diesem Abschnitt beschriebenen Umfang, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Anmeldung ansonsten nicht als Stand der Technik gelten, gelten gegenüber der vorliegenden Offenbarung weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Systems und Verfahren zum Verhindern des harten Eingriffs einer Freilaufkupplung in einem Fahrzeug
Eine Freilaufkupplung überträgt Drehmoment in nur eine Richtung. Eine Freilaufkupplung beinhaltet typischerweise ein Antriebselement, ein angetriebenes Element und einen Verbinder, der das antreibende und angetriebene Element miteinander verbindet, um Drehmoment vom antreibenden Element auf das angetriebene Element zu übertragen. In einem Beispiel ist das angetriebene Element eine erste Scheibe, das antreibende Element ist eine zweite Scheibe und der Verbinder ist ein Ratschenmechanismus, der die ersten und zweiten Scheiben miteinander verbindet.
Freilaufkupplungen sind in einer Vielzahl von Fahrzeuganwendungen enthalten, in denen es erwünscht ist, Drehmoment in nur eine Richtung zu übertragen. In einem Beispiel ist eine Freilaufkupplung in einem Elektrofahrrad beinhaltet, um Drehmoment von einem Elektromotor zu einem Kettenring zu übertragen, und das nur in die Richtung, in die der Kettenring gedreht wird (z. B. Pedale) um das Elektrofahrrad anzutreiben. In einigen Fällen verursachen Zahnrad- oder Kupplungsspiel in linearen oder Winkelabständen Schwingungen und unerwünschte schnelle Veränderungen der Drehzahl des Elektromotors. Diese Schwingungen und unerwünschten schnellen Veränderungen der Drehzahl des Elektromotors bewirken einen aggressiven Eingriff der Freilaufkupplung, was zu Schäden an mechanischen Teilen, wie an einem Kupplungsverbinder verursachen und so zu Kundenunzufriedenheit führen kann.
KURZDARSTELLUNG
Ein erstes Beispiel eines Systems gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Beschleunigungs-Begrenzungsmodul und ein Drehmomentbefehlsmodul. Das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul ist dafür konfiguriert, zu bestimmen, ob eine Beschleunigung eines Elektromotors in einem Fahrzeug größer als eine Beschleunigungsgrenze mit einem ersten Wert ungleich Null ist, und eine erste Drehmoment-Reduktionsanforderung zu erzeugen, wenn die Motorbeschleunigung größer als die Beschleunigungsgrenze ist. Das Drehmomentbefehlsmodul ist dazu konfiguriert, einen Drehmomentbefehl für den Elektromotor basierend auf einer Fahrereingabe zu ermitteln und den Drehmomentbefehl als Reaktion auf die erste Drehmomentreduzierung zu verringern, um die mit der Betätigung einer Freilaufkupplung des Fahrzeugs verbundene Härte zu reduzieren. Die Freilaufkupplung koppelt den Elektromotor mit einem Rad des Fahrzeugs, wenn die Freilaufkupplung eingerückt ist.
In einem Beispiel zeigt der Drehmomentbefehl eine Menge an Strom an, die dem Elektromotor zuzuführen ist, und die erste Drehmomentreduzierung zeigt eine Menge an, um die die Menge an Strom, die dem Elektromotor zuzuführen ist, verringert wird.
In einem Beispiel wird die Beschleunigungsgrenze basierend auf einem Gleichgewicht zwischen einer minimalen akzeptablen Beschleunigung des Elektromotors und einer maximal akzeptablen Härte im Zusammenhang mit dem Einkuppeln der Freilaufkupplung vorgegeben.
In einem Beispiel ist das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul dafür konfiguriert, die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung auf einen zweiten Nicht-Null-Wert einzustellen, wenn die Motorbeschleunigung größer als die Beschleunigungsgrenze ist, und die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung auf null einzustellen, wenn die Motorbeschleunigung kleiner oder gleich der Beschleunigungsgrenze ist.
In einem Beispiel umfasst das System ferner ein Motorbeschleunigungsmodul, das dafür konfiguriert ist, die Motorbeschleunigung basierend auf einer Drehzahl des Elektromotors zu bestimmen, und ein Motordrehzahlmodul, das dafür konfiguriert ist, die Motordrehzahl basierend auf einer Position des Elektromotors zu bestimmen.
In einem Beispiel umfasst das System ferner ein Motorpositionsmodul, das dafür konfiguriert ist, die Motorposition basierend auf einer Spannung zu schätzen, die dem Elektromotor zugeführt wird, und einen Strom, der dem Elektromotor zugeführt wird.
In einem Beispiel ist das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul dafür konfiguriert, die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung basierend auf einer Differenz zwischen der Beschleunigungsgrenze und der Motorbeschleunigung zu erzeugen.
In einem Beispiel ist das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul dafür konfiguriert, einen Fehlerwert einzustellen, der gleich der Differenz zwischen der Beschleunigungsgrenze und der Motorbeschleunigung ist, und mindestens eine Verstärkung auf den Fehlerwert anzuwenden, um die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung zu erzeugen.
In einem Beispiel beinhaltet die mindestens eine Verstärkung eine Proportionalverstärkung und eine Integralverstärkung.
In einem Beispiel umfasst das System ferner ein Beschleunigungs-Dämpfungsmodul, das dafür konfiguriert ist, eine Dämpfungsverstärkung auf die Motorbeschleunigung anzuwenden, um eine zweite Drehmomentreduzierungs-Anforderung zu erzeugen, und das Drehmomentbefehlsmodul ist dafür konfiguriert, den Drehmomentbefehl als Reaktion auf die zweite Drehmomentreduzierungs-Anforderung zu verringern.
In einem Beispiel zeigt der Drehmomentbefehl eine Menge an Strom an, die dem Elektromotor zuzuführen ist, und die zweite Drehmomentreduzierung zeigt eine Menge an, um die die Menge an Strom, die dem Elektromotor zuzuführen ist, verringert wird.
In einem Beispiel umfasst das System ferner ein Beschleunigungsfiltermodul, das konfiguriert ist, um einen Bandpassfilter auf die Motorbeschleunigung anzuwenden, und das Beschleunigungs-Dämpfungsmodul ist dafür konfiguriert, die Dämpfungsverstärkung auf die gefilterte Motorbeschleunigung anzuwenden, um die zweite Drehmomentreduzierungs-Anforderung zu erzeugen.
In einem Beispiel ist das Drehmomentbefehlsmodul dazu konfiguriert, den Drehmomentbefehl um einen Betrag zu verringern, der einer Summe der ersten und zweiten Drehmomentreduzierung entspricht.
In einem Beispiel ist die Dämpfungsverstärkung eine Proportionalverstärkung.
Ein zweites Beispiel eines Systems gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Beschleunigungs-Begrenzungsmodul und ein Drehmomentbefehlsmodul. Das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul ist dafür konfiguriert, zu bestimmen, ob eine Beschleunigung eines Elektromotors in einem Fahrzeug größer als eine Beschleunigungsgrenze mit einem Wert ungleich Null ist, und eine erste Drehmoment-Reduktionsanforderung zu erzeugen, wenn die Motorbeschleunigung größer als die Beschleunigungsgrenze ist. Das Drehmomentbefehlsmodul ist dazu konfiguriert, einen Drehmomentbefehl für den Elektromotor basierend auf einer Fahrereingabe zu ermitteln und den Drehmomentbefehl als Reaktion auf die erste Drehmomentreduzierung zu verringern, um die mit der Betätigung einer Freilaufkupplung des Fahrzeugs verbundene Härte zu reduzieren. Die Freilaufkupplung koppelt den Elektromotor mit einem Rad des Fahrzeugs, wenn die Freilaufkupplung eingerückt ist. Der Drehmomentbefehl zeigt eine Menge an Strom an, die dem Elektromotor zuzuführen ist. Die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung gibt einen Betrag an, um den die Menge an Strom, die dem Elektromotor zuzuführen ist, verringert werden soll.
In einem Beispiel ist das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul dafür konfiguriert, die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung basierend auf einer Differenz zwischen der Beschleunigungsgrenze und der Motorbeschleunigung zu erzeugen.
In einem Beispiel umfasst das System ferner ein Beschleunigungs-Dämpfungsmodul, das dafür konfiguriert ist, eine Dämpfungsverstärkung auf die Motorbeschleunigung anzuwenden, um eine zweite Drehmomentreduzierungs-Anforderung zu erzeugen; die zweite Drehmomentreduzierungs-Anforderung zeigt eine Menge an, um die die Menge des Stroms, der dem Elektromotor zugeführt werden soll, reduziert werden muss; und das Drehmomentbefehlsmodul ist dafür konfiguriert, den Drehmomentbefehl als Reaktion auf die zweite Drehmomentreduzierungs-Anforderung zu verringern.
In einem Beispiel umfasst das System ferner ein Beschleunigungsfiltermodul, das konfiguriert ist, um einen Bandpassfilter auf die Motorbeschleunigung anzuwenden, und das Beschleunigungs-Dämpfungsmodul ist dafür konfiguriert, die Dämpfungsverstärkung auf die gefilterte Motorbeschleunigung anzuwenden, um die zweite Drehmomentreduzierungs-Anforderung zu erzeugen.
In einem Beispiel ist das Drehmomentbefehlsmodul dazu konfiguriert, den Drehmomentbefehl um einen Betrag zu verringern, der einer Summe der ersten und zweiten Drehmomentreduzierung entspricht.
Ein Beispiel eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Bestimmen, ob eine Beschleunigung eines Elektromotors in einem Fahrzeug größer als eine Beschleunigungsgrenze mit einem Wert ungleich Null ist, das Erzeugen einer ersten Drehmomentreduzierungs-Anforderung, wenn die Motorbeschleunigung größer als die Beschleunigungsgrenze ist, das Ermitteln eines Drehmomentbefehls für den Elektromotor basierend auf einer Fahrereingabe, und das Verringern des Drehmomentbefehls als Reaktion auf die erste Drehmomentreduzierung, um die mit der Betätigung einer Freilaufkupplung des Fahrzeugs verbundene Härte zu reduzieren. Die Freilaufkupplung koppelt den Elektromotor mit einem Rad des Fahrzeugs, wenn die Freilaufkupplung eingerückt ist.
Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen. Die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und schränken den Umfang der Offenbarung nicht ein.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird verständlicher unter Zuhilfenahme der ausführlichen Beschreibung und der zugehörigen Zeichnungen, wobei gilt:

1 zeigt schematisch ein beispielhaftes Fahrzeug gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
2 ist ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Steuerungssystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
3 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zur Reduktion eines harten Eingriffs einer Freilaufkupplung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
4 bis 6 sind Diagramme, die beispielhafte Motordrehzahlsignale und Drehmomentbefehlssignale gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung darstellen.

In den Zeichnungen werden dieselben Bezugszeichen für ähnliche und/oder identische Elemente verwendet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ein System und Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung hemmt einen harten Eingriff einer Freilaufkupplung in einem Fahrzeug durch Begrenzen der Beschleunigung des antreibenden Elements und dadurch das Reduzieren von Schwingungen in der Geschwindigkeit des antreibenden Elements. Das System und Verfahren erzeugt einen Drehmomentbefehl für das Antriebselement basierend auf einer Fahrereingabe und verringert den Drehmomentbefehl basierend auf der Beschleunigung des antreibenden Elements, um die Beschleunigung des antreibenden Elements zu begrenzen. In einem Beispiel verringert das System und Verfahren den Drehmomentbefehl basierend auf einer Differenz zwischen der Beschleunigung des antreibenden Elementes und einer Beschleunigungsgrenze. In einem anderen Beispiel wendet das System und Verfahren einen Bandpassfilter auf die Beschleunigung des antreibenden Elements an und reduziert den Drehmomentbefehl basierend auf der gefilterten Beschleunigung des antreibenden Elements. Das Verringern des Drehmomentbefehls für das antreibende Element, wie oben beschrieben, verringert Oszillationen und unerwünschte schnelle Änderungen der Geschwindigkeit des antreibenden Elements, was einen harten Eingriff der Freilaufkupplung verhindert.
In einem beispielhaften Elektrofahrrad ist das antreibende Element ein Elektromotor (und/oder eine damit verbundene Scheibe), das angetriebene Element ist ein Kettenring (und/oder eine damit verbundene Scheibe), und die Freilaufkupplung überträgt das Drehmoment vom Elektromotor zum Kettenring. Das System und Verfahren erzeugt einen Drehmomentbefehl für den Elektromotor basierend auf einer Fahrereingabe, wie beispielsweise einer auf den Kettenring ausgeübten Pedalkraft. In einem Beispiel erzeugen das System und Verfahren eine erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung basierend auf einer Differenz zwischen der Motorbeschleunigung und der Beschleunigungsgrenze und verringern den Drehmomentbefehl basierend auf der ersten Drehmomentreduzierungs-Anforderung. In einem weiteren Beispiel wenden das System und das Verfahren einen Bandpassfilter auf die Motorbschleunigung an, erzeugen eine zweite Drehmomentreduzierungs-Anforderung basierend auf der gefilterten Motorbeschleunigung ind verringern den Drehmomentbefehl basierend auf der zweiten Drehmomentreduzierungs-Anforderung. In einem anderen Beispiel verringern das System und das Verfahren den Drehmomentbefehl basierend auf der Summe der ersten und zweiten Drehmomentreduzierungs-Anforderung.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Fahrzeug 10, gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Elektrofahrrad. Das Fahrzeug 10 beinhaltet einen Elektromotor 12, ein Getriebe 14, eine Freilaufkupplung 16, einen Kettenring 18, Pedale 20, einen Riemen oder eine Kette 22, eine Kassette 24 und ein Antriebsrad 26. Obwohl das Fahrzeug 10 ein Elektrofahrrad ist, gelten die Lehren der vorliegenden Offenbarung für andere Fahrzeugtypen, die eine Freilaufkupplung beinhalten. Die Lehren der vorliegenden Offenbarung gelten beispielsweise für Motorräder, Autos, Lastkraftwagen und Busse, die eine Freilaufkupplung beinhalten.
Ein Fahrer kann das Fahrzeug 10 antreiben, indem er/sie seinen oder ihren Fuß auf den Pedalen 20 platziert und den Kettenring 18 durch Aufbringen einer Kraft auf die Pedale 20 dreht (d. h. durch Betätigen). Der Kettenring 18 ist über die Kette 22 und die Kassette 24 mit dem Antriebsrad 26 gekoppelt. Somit bewirkt das Drehen des Kettenrings 18 das Drehen des Antriebsrads 26, was das Fahrzeug 10 antreibt.
Zusätzlich erfasst ein Drehmomentsensor 28 die Menge des Pedaldrehmoments, das über die Pedale 20 auf den Kettenring 18 aufgebracht wird, und ein Motorsteuermodul 30 steuert den Elektromotor 12, um ein Motordrehmoment im direkten Verhältnis zum Pedaldrehmoment zu erzeugen. Der Elektromotor 12 ist über das Getriebe 14 und die Freilaufkupplung 16 mit dem Kettenring 18 gekoppelt. Somit erhöht die Steuerung des Elektromotors 12 zur Erzeugung des Motordrehmoments die Drehmomentmenge, die auf den Kettenring 18 ausgeübt wird und auf das Antriebsrad 26 übertragen wird, was bewirkt, dass das Fahrzeug 10 schneller beschleunigt.
Das Fahrzeug 10 wird oben als mit der Pedalunterstützung ausgestattet beschrieben, da die vom Elektromotor 12 erzeugte Menge an Drehmoment durch das Betätigen geregelt wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Fahrzeug 10 mit Power-On-Demand ausgestattet sein, wobei der Fahrer einen Gashebel (nicht dargestellt) drehen oder eine Gaspedaltaste (nicht dargestellt) drücken kann, um den Elektromotor 12 zu veranlassen, das Motordrehmoment zu erzeugen. Somit kann das Fahrzeug 10 allein vom Elektromotor 12 angetrieben werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Fahrzeug 10 nicht mit Pedalunterstützung ausgestattet sein, oder der Fahrer kann die Pedalunterstützung deaktivieren, sodass das Fahrzeug 10 allein durch die Pedalleistung angetrieben werden kann (d. h. das Fahrzeug 10 kann vollständig vom Fahrer angetrieben werden).
Das Getriebe 14 überträgt Drehmoment vom Elektromotor 12 auf die Freilaufkupplung 16 bei einem oder mehreren Übersetzungsverhältnissen. Das Getriebe 14 umfasst ein erstes Zahnrad 32, ein zweites Zahnrad, 34, ein drittes Zahnrad 36 und ein viertes Zahnrad 38. Die Durchmesser des ersten, zweiten, dritten und vierten Zahnrads 32, 34, 36 und 38 beeinflusst das Übersetzungsverhältnis, bei dem das Getriebe 14 Drehmoment überträgt. In verschiedenen Implementierungen kann das Getriebe 14 mehr Zahnräder oder weniger Zahnräder beinhalten als die Anzahl der in 1 dargestellten Zahnräder, und/oder das Übersetzungsverhältnis, bei dem das Getriebe 14 Drehmoment überträgt, kann durch Eingreifen verschiedener Zahnräder in das Getriebe 14 eingestellt werden.
Das erste Zahnrad 32 ist über eine Motorwelle 40 mit dem Elektromotor 12 verbunden. Das zweite Zahnrad 34 beinhaltet Zähne, die in Zähne am ersten Zahnrad 32 eingreifen. Das dritte Zahnrad 36 ist über eine Getriebewelle 42 mit dem zweiten Zahnrad 34 verbunden. Das dritte Zahnrad 36 beinhaltet Zähne, die in Zähne am vierten Zahnrad 38 eingreifen. Das vierte Zahnrad 38 ist über eine Eingangswelle 44 mit der Freilaufkupplung 16 verbunden.
Die Freilaufkupplung 16 überträgt Drehmoment vom Elektromotor 12 auf den Kettenring 18 in einer ersten Richtung 46 und überträgt kein Drehmoment vom Elektromotor 12 auf den Kettenring 18 in einer zweiten Richtung (nicht dargestellt) entgegen der ersten Richtung. Somit überträgt die Freilaufkupplung 16, wie deren Name schon sagt, Drehmoment vom Elektromotor 12 auf den Kettenring 18 in nur eine Richtung (d. h. nur in der ersten Richtung 46). Die erste Richtung 46 ist die Richtung, in die der Fahrer die Pedale 20 bewegt, um das Fahrzeug 10 vorwärts zu bewegen.
Die Freilaufkupplung 16 beinhaltet eine erste Scheibe 48 und eine zweite Scheibe 50. Die erste Scheibe 48 ist über die Eingangswelle 44 mit dem Getriebe 14 verbunden. Die zweite Scheibe ist über eine Abtriebswelle 52 mit dem Kettenring 18 verbunden. Die Freilaufkupplung 16 ist eingerückt, wenn die ersten und zweiten Scheiben 48 und 50 miteinander verbunden sind (d. h. sich berühren). Die ersten und zweiten Scheiben 48 und 50 können über einen Ratschenmechanismus (nicht dargestellt) miteinander verbunden sein. Der Ratschenmechanismus kann es der ersten Scheibe 48 ermöglichen, die zweite Scheibe 50 in die erste Richtung 46 zu drehen, während die erste Scheibe 48 daran gehindert wird, die zweite Scheibe 50 in die zweite Richtung zu drehen.
Die Freilaufkupplung 16 koppelt den Elektromotor 12 mit dem Antriebsrad des Fahrzeugs 26, wenn die Freilaufkupplung 16 eingerückt ist. Die Freilaufkupplung 16 entkoppelt den Elektromotor 12 vom Antriebsrad des Fahrzeugs 26, wenn die Freilaufkupplung 16 ausgekuppelt ist. Die Freilaufkupplung 16 rastet als Reaktion auf die Bewegung der ersten oder zweiten Scheibe 48 oder 50 in die erste Richtung 46 ein. Somit rastet die Freilaufkupplung 16 ein, wenn der Elektromotor 12 die erste Scheibe 48 in die erste Richtung 46 dreht oder wenn der Fahrer eine Kraft auf die Pedale 20 ausübt, um die zweite Scheibe 50 in die erste Richtung 46 zu drehen.
Die Kassette 24 überträgt Drehmoment vom Kettenring 18 auf das Antriebsrad 26 bei einem oder mehreren Übersetzungsverhältnissen. Die Kassette 24 beinhaltet ein erstes Kettenrad 54 und ein zweites Kettenrad 56. Die ersten und zweiten Kettenräder 54 und 56 sind mit einer Nabe 58 des Antriebsrads 26 verbunden und konzentrisch um diese herum angeordnet. Somit bewirkt die Bewegung des ersten oder zweiten Kettenrads 54 oder 56 in der ersten Richtung 46 eine Bewegung des Antriebsrads 26 in der ersten Richtung 46. In verschiedenen Implementierungen kann die Kassette 24 mehr Kettenräder oder weniger Kettenräder beinhalten als die Anzahl der in 1 dargestellten Kettenräder, und/oder das Übersetzungsverhältnis, bei dem die Kassette 24 Drehmoment überträgt, kann durch Eingreifen verschiedener Kettenräder in die Kassette 24 eingestellt werden.
Die Kette 22 beinhaltet einen ersten Kettenabschnitt 22a und einen zweiten Kettenabschnitt 22b. Die Drehung des Kettenrings 18 in die erste Richtung 46 bewirkt, dass sich der erste Kettenabschnitt 22a in einer dritten Richtung 60 und der zweite Kettenabschnitt 22b in einer vierten Richtung 62 bewegt. Die Bewegung des ersten und zweiten Kettenabschnitts 22a und 22b in der dritten und vierten Richtung 60 bzw. 62 bewirkt, dass sich das erste Kettenrad 54 in der ersten Richtung 46 dreht.
Das Motorsteuermodul 30 steuert die Menge an Drehmoment, die vom Elektromotor 12 erzeugt wird. Das Motorsteuermodul 30 erreicht dies zumindest teilweise durch Erzeugen eines Drehmomentbefehls. Das Motorsteuermodul 30 erzeugt den Drehmomentbefehl basierend auf einer Fahrereingabe, wie beispielsweise einem Pedaldrehmomentpegel, der durch den Drehmomentsensor 28 erfasst wird, eine Position des Beschleunigungshebels, und/oder einen Zustand der Gaspedaltaste (z. B. gedrückt oder nicht gedrückt). Das Motorsteuermodul 30 kann entweder den Drehmomentbefehl an den Elektromotor 12 ausgeben oder die Strommenge, die dem Elektromotor 12 zugeführt wird, anpassen, um den Drehmomentbefehl zu erfüllen. Das Motorsteuermodul 30 kann die Strommenge bestimmen, die vom Elektromotor 12 benötigt wird, um den Drehmomentbefehl unter Verwendung einer Nachschlagetabelle zu erfüllen.
Zur Reduzierung der Härte im Zusammenhang mit der Betätigung der Freilaufkupplung 16 bestimmt das Motorsteuermodul 30 auch die Beschleunigung des Elektromotors 12 und reduziert den Drehmomentbefehl, wenn die Motorbeschleunigung größer als eine Beschleunigungsgrenze ist (z. B. ein Wert ungleich Null). In einem Beispiel erzeugt das Motorsteuermodul 30 eine erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung basierend auf einer Differenz zwischen der Motorbeschleunigung und der Beschleunigungsgrenze und verringert den Drehmomentbefehl basierend auf der ersten Drehmomentreduzierungs-Anforderung. Um die Menge an Wechselstrom (AC) oder Oszillations-Beschleunigung zu reduzieren, kann das Motorsteuermodul 30 einen Bandpassfilter auf die Motorbeschleunigung anwenden und den Drehmomentbefehl basierend auf der gefilterten Motorbeschleunigung reduzieren. In einem weiteren Beispiel wendet das Motorsteuermodul 30 eine Dämpfungsverstärkung auf die gefilterte Motorbschleunigung an, um eine zweite Drehmomentreduzierungs-Anforderung an und verringert den Drehmomentbefehl basierend auf der Summe der ersten und zweiten Drehmomentreduzierungs-Anforderung.
Das Motorsteuermodul 30 kann die Motorbeschleunigung durch Ermitteln der zweiten Ableitung der Position des Elektromotors 12 in Bezug auf die Zeit bestimmen. Die Motorposition kann gemessen oder geschätzt werden. Das Motorsteuermodul 30 kann die Motorposition basierend auf einer Spannung schätzen, die dem Elektromotor 12 zugeführt wird, und eine Menge an Strom, der dem Elektromotor 12 zugeführt wird. Die dem Elektromotor 12 zugeführte Spannung kann mit einem Spannungssensor 64 gemessen werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Motorsteuermodul 30 die dem Elektromotor 12 zugeführte Spannung basierend auf beispielsweise einer gemessenen Spannung einer Batterie (nicht dargestellt) schätzen, die den Elektromotor 12 mit Strom versorgt wird, und einem Tastverhältnis eines pulsweitenmodulierten (PWM) Steuersignals, das über das Motorsteuermodul 30 an den Elektromotor 12 gesendet wird. So kann beispielsweise das Motorsteuermodul 30 die dem Elektromotor 12 zugeführte Spannung unter Verwendung einer Funktion oder Zuordnung schätzen, die Batteriespannung und den Motoreinschaltzyklus mit der Motorspannung in Beziehung setzt. Die dem Elektromotor 12 zugeführte Menge an Strom kann mit einem Stromsensor 66 gemessen werden.
Unter Bezugnahme auf 2 beinhaltet eine beispielhafte Implementierung des Motorsteuermoduls 30 ein Motorpositionsmodul 102, ein Motordrehzahlmodul 104, ein Motorbeschleunigungsmodul 106 und ein Beschleunigungs-Begrenzungsmodul 108. Das Motorpositionsmodul 102 bestimmt die Position des Elektromotors 12 (z. B. die Position der Motorwelle 40) und gibt die Motorposition aus. Das Motorpositionsmodul 102 kann die Motorposition basierend auf der Menge an Strom Spannung schätzen, der dem Elektromotor 12 vom Stromsensor 66 zugeführt wird, und entweder die Menge an Spannung, die dem Elektromotor 12 vom Spannungssensor 64 oder der geschätzten Motorspannung zugeführt wird. Das Motorpositionsmodul 102 kann die Motorposition basierend auf der Motorspannung und dem Motorstrom unter Verwendung einer Funktion oder Zuordnung bestimmen, die die Motorspannung und den Motorstrom in die Motorposition bezieht.
Das Motordrehzahlmodul 104 bestimmt die Drehzahl des Elektromotors 12 basierend auf der Motorposition. In einem Beispiel bestimmt das Motordrehzahlmodul 104 eine erste Ableitung der Motorposition in Bezug auf die Zeit, um die Motordrehzahl zu erhalten. Das Motordrehzahlmodul 106 bestimmt die Drehzahl des Elektromotors 12 basierend auf der Motordrehzahl. In einem Beispiel bestimmt das Motorbeschleunigungsmodul eine erste Ableitung der Motordrehzahl in Bezug auf die Zeit, um die Motordrehzahl zu erhalten.
Das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul 108 bestimmt, ob die Motorbeschleunigung größer als die Beschleunigungsgrenze ist, und erzeugt eine erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung, wenn die Motorbeschleunigung größer als die Beschleunigungsgrenze ist. Das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul 108 kann die Drehmomentreduzierungs-Anforderung gleich einem Wert ungleich Null setzen, wenn die Motorbeschleunigung größer als die Beschleunigungsgrenze ist. Das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul 108 kann die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung gleich Null setzen, wenn die Motorbeschleunigung kleiner als die Beschleunigungsgrenze ist. Das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul 108 gibt die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung aus.
Die Beschleunigungsgrenze kann basierend auf einem Gleichgewicht zwischen einer minimalen akzeptablen Beschleunigung des Elektromotors 12 und einer maximal akzeptablen Härte im Zusammenhang mit dem Einkuppeln der Freilaufkupplung 16 vorgegeben werden. So kann beispielsweise die Beschleunigungsgrenze anfänglich auf die minimal akzeptable Beschleunigung eingestellt werden und die Härte kann beobachtet werden, während die Freilaufkupplung 16 eingekuppelt wird. Wenn die Härte geringer als die maximal zulässige Härte ist, kann die Beschleunigungsgrenze erhöht werden und die Härte kann beobachtet werden, während die Freilaufkupplung 16 eingekuppelt wird. Dieser Vorgang kann solange wiederholt werden, bis die Härte gleich der maximal akzeptablen Härte ist.
Die auf die erste oder zweite Scheibe 48 oder 50 aufgebrachte Kraft kann mit einem Lastsensor gemessen und als Indikator für die Härte verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Frequenz und/oder Größe der Schwingungen in der Motordrehzahl als Indikator für Härte verwendet werden. Somit kann die maximal akzeptable Härte als eine Kraft, eine Frequenz und/oder eine Geschwindigkeit ausgedrückt werden.
Das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul 108 kann die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung basierend auf der Differenz zwischen der Motorbeschleunigung und der Beschleunigungsgrenze bestimmen. In einem Beispiel stellt das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul 108 einen Fehlerwert ein, der gleich der Differenz zwischen der Motorbeschleunigung und der Beschleunigungsgrenze ist, und wendet eine oder mehrere Verstärkungen auf den Fehlerwert an, um die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung zu erzeugen. Das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul 108 gibt die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung aus.
Das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul 108 kann eine Proportionalverstärkung und/oder eine integrale Verstärkung auf den Fehlerwert anwenden, um die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung zu erzeugen. So kann beispielsweise 170 das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul 108 die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung unter Verwendung einer Beziehung erzeugen, wie beispielsweise $T R_{1} = K_{p} e (t) + \int_{0}^{t} K_{i} e (τ) d τ,$
wobei TR₁ die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung, K_p die Proportionalverstärkung, e(t) der Fehlerwert, K_i die integrale Verstärkung sit und t und τ Variablen sind, die Zeit darstellen.
Die beispielhafte Implementierung des in 2 dargestellten Motorsteuermoduls 30 beinhaltet ferner ein Beschleunigungsfiltermodul 110, ein Beschleunigungsdämpfungsmodul 112 und ein Drehmomentbefehlsmodul 114. Das Beschleunigungsfiltermodul 110 wendet einen Bandpassfilter auf die Motorbeschleunigung an und gibt die gefilterte Motorbeschleunigung aus. Der Bandpassfilter ist durch eine obere Frequenz (z. B. 20 Hz) und eine niedrigere Frequenz (z. B. 10 Hz) definiert. Die oberen und unteren Frequenzen können vorgegeben werden, indem der Frequenzgehalt von Schwingungen in der Motordrehzahl mit der höchsten Größe beobachtet wird. So können beispielsweise die oberen und unteren Frequenzen auf obere und niedrigere Werte eines Frequenzbereichs eingestellt werden, der mit Schwingungen in der Motordrehzahl verbunden sind, die Größen größer als ein vorbestimmter Wert aufweisen. Alternativ kann der Frequenzbereich mit Schwingungen in der Motordrehzahl assoziiert sein, die größer sind als ein vorbestimmter Prozentsatz der Größen aller Schwingungen in der Motordrehzahl während der Beobachtungsperiode.
Das Beschleunigungs-Dämpfungsmodul 112 erzeugt eine zweite Drehmomentreduzierung durch Anwenden einer Dämpfungsverstärkung auf die gefilterte Motorbeschleunigung. So kann beispielsweise das Beschleunigungs-Dämpfungsmodul 112 die zweite Drehmomentanforderung gleich einem Produkt der Dämpfungsverstärkung und der gefilterten Motorbeschleunigung einstellen. Die Dämpfungsverstärkung kann eine Proportionalverstärkung sein. Das Beschleunigungs-Dämpfungsmodul 112 gibt die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung aus.
Das Drehmomentbefehlsmodul 114 erzeugt den Drehmomentbefehl basierend auf dem Pedaldrehmomentniveau vom Drehmomentsensor 28. Das Drehmomentbefehlsmodul 114 stellt den Drehmomentbefehl in direktem Verhältnis zum Pedaldrehmomentniveau ein. Somit erhöht das Drehmomentbefehlsmodul 114 den Drehmomentbefehl, wenn sich das Pedaldrehmomentniveau erhöht und umgekehrt. Das Drehmomentbefehlsmodul 114 kann den Drehmomentbefehl unter Verwendung einer Funktion oder Zuordnung bestimmen, die den Pedaldrehmomentpegel mit dem Drehmomentbefehl in Beziehung setzt.
Nach dem Erzeugen des Drehmomentbefehls basierend auf dem Pedaldrehmomentniveau verringert das Drehmomentbefehlsmodul 114 den Drehmomentbefehl basierend auf der Summe der ersten und zweiten Drehmomentreduzierungs-Anforderungen. Wenn der Drehmomentbefehl beispielsweise höher ist, als die Summe der ersten und zweiten Drehmomentreduzierungs-Anforderungen, verringert der Drehmomentbefehl 114 den Drehmomentbefehl um eine Menge, die der Summe der ersten und zweiten Drehmomentreduzierungs-Anforderungen entspricht. Umgekehrt, wenn der Drehmomentbefehl kleiner als die Summe der ersten und zweiten Drehmomentreduzierungs-Anforderungen ist, stellt der Drehmomentbefehl 114 den Drehmomentbefehl gleich null ein. Das Drehmomentbefehlsmodul 114 gibt den reduzierten Drehmomentbefehl an den Elektromotor 12 aus.
Der Drehmomentbefehl kann eine Menge an Strom anzeigen, die dem Elektromotor 12 zuzuführen ist, und jede der ersten und zweiten Drehmomentreduzierungs-Anforderung zeigt eine Menge an, um die die Menge an Strom, die dem Elektromotor 12 zuzuführen ist, verringert wird. Somit können die Verstärkungen, die durch das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul 108 und das Beschleunigungs-Dämpfungsmodul 112 angewendet werden, Beschleunigungswerte in aktuelle Werte umwandeln. So kann beispielsweise die Einheit der Verstärkungen Ampere (A) pro Umdrehung pro Minute (U/min) pro Sekunde (s)²), oder A/(U/min/s) sein.
Unter Bezugnahme auf 3 beginnt ein beispielhaftes Verfahren zum Verringern des harten Eingriffs der Freilaufkupplung 16 bei 152. Das Verfahren wird im Kontext der Module aus 2 beschrieben. Jedoch können die einzelnen Module, die die Schritte des Verfahrens ausführen, anders sein als die nachfolgend erwähnten Module oder das Verfahren kann getrennt implementiert werden von den Modulen in 2.
Bei 154 erzeugt das Drehmomentbefehlsmodul 114 einen Drehmomentbefehl basierend auf einer Fahrereingabe, wie beispielsweise einem Pedaldrehmomentpegel, der durch den Drehmomentsensor 28, eine Position des Beschleunigungshebels, und/oder einen Zustand der Gaspedaltaste, erfasst wird. Bei 156 misst der Spannungssensor 64 die Spannung, die dem Elektromotor 12 zugeführt wird, und der Stromsensor 66 misst den Strom, der dem Elektromotor 12 zugeführt wird. Anstelle des Messens der dem Elektromotor 12 zugeführten Spannung kann das Motorsteuermodul 30 die Spannung, die dem Elektromotor 12 zugeführt wird, schätzen, wie oben beschrieben, um Messrauschen zu eliminieren.
Bei 158 schätzt das Motorsteuermodul 30 die Position des Elektromotors 12 basierend auf der dem Elektromotor 12 zugeführten Spannung und der dem Elektromotor 12 zugeführten Strommenge, Bei 160 bestimmt das Motordrehzahlmodul 104 die Drehzahl des Elektromotors 12 basierend auf der Motorposition. Bei 162 bestimmt das Motordrehzahlmodul 106 die Beschleunigung des Elektromotors 12 basierend auf der Motordrehzahl.
Bei 164 bestimmt das Drehmomentbefehlsmodul 114, ob die Freilaufkupplung 16 einkuppelt. Wenn die Freilaufkupplung 16 einkuppelt, wird das Verfahren bei 166 fortgesetzt. Andernfalls wird das Verfahren bei 168 fortgesetzt.
Bei 166 bis 182 erzeugt das Drehmomentbefehlsmodul 114 die erste und zweite Drehmomentreduzierungs-Anforderung und verringert den Drehmomentbefehl basierend auf der Summe der ersten und zweiten Drehmomentreduzierungs-Anforderungen. Somit verringert das Drehmomentbefehlsmodul 114 den Drehmomentbefehl basierend auf einer der ersten und zweiten Drehmomentreduzierung, wenn die Einwegkupplung 16 eingekuppelt ist. Umgekehrt verringert das Drehmomentbefehlsmodul 114 den Drehmomentbefehl nicht basierend auf der ersten oder zweiten Drehmomentreduzierung, wenn die Einwegkupplung 16 nicht eingekuppelt ist (z. B. wenn die Einwegkupplung 16 aus- oder vollständig eingekuppelt ist). In verschiedenen Implementierungen kann 164 weggelassen werden, und das Verfahren kann direkt von 162 bis 166 fortgesetzt werden. In diesen Implementierungen kann das Drehmomentbefehlsmodul 114 den Drehmomentbefehl basierend auf einer der ersten und zweiten Drehmomentreduzierungs-Anforderung verringern, ungeachtet, ob die Freilaufkupplung 16 einkuppelt.
In einem Beispiel kann der Ratschenmechanismus die erste und zweite Scheibe 48 und 50 drehbar koppeln und damit in die Freilaufkupplung 16 eingreifen, wenn die Geschwindigkeiten der ersten und zweiten Scheiben 48 und 50 gleich sind. In diesem Beispiel kann das Fahrzeug 10 Sensoren (nicht dargestellt) beinhalten, die Geschwindigkeiten der ersten und zweiten Scheiben 48 und 50 messen, und das Drehmomentbefehlsmodul 114 kann bestimmen, dass die Freilaufkupplung 16 eingekuppelt ist, wenn die Geschwindigkeiten der ersten und zweiten Scheiben 48 und 50 sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zueinander befinden und/oder sich voneinander unterscheiden. In verschiedenen Implementierungen kann das Einkuppeln der Freilaufkupplung 16 elektronisch durch ein Kupplungssteuermodul (nicht dargestellt) gesteuert werden, und das Drehmomentbefehlsmodul 114 kann bestimmen, ob die Freilaufkupplung 16 basierend auf einer Eingabe vom Kupplungssteuermodul eingekuppelt ist.
Bei 166 bestimmt das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul 108, ob die Motorbeschleunigung größer als die Beschleunigungsgrenze ist. Wenn die Motorbeschleunigung größer als die Beschleunigungsgrenze ist, wird das Verfahren bei 170 fortgesetzt. Andernfalls wird das Verfahren bei 172 fortgesetzt. So kann beispielsweise das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul 108 die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung unter Verwendung einer Beziehung erzeugen, wie beispielsweise(1), Bei 172 setzt das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul 108 die erste Drehmomentreduzierung gleich null.
Bei 174 wendet das Beschleunigungsfiltermodul 110 einen Bandpassfilter auf die Motorbeschleunigung an. Bei 176 erzeugt das Beschleunigungs-Dämpfungsmodul 112 die zweite Drehmomentreduzierung basierend auf der gefilterten Motorbeschleunigung. So kann beispielsweise das Beschleunigungs-Dämpfungsmodul 112 die zweite Drehmomentreduzierungs-Anforderung erzeugen, indem es die Dämpfungsverstärkung auf die gefilterte Motorbeschleunigung anwendet.
Bei 178 bestimmt das Drehmomentbefehlsmodul 114, ob der Drehmomentbefehl größer ist als die Summe der ersten und zweiten Drehmomentreduzierungs-Anforderungen. Ist der Drehmomentbefehl größer als die Summe der ersten und zweiten Drehmomentreduzierungs-Anforderungen, wird das Verfahren bei 180 fortgesetzt. Andernfalls wird das Verfahren bei 182 fortgesetzt. Bei 180 verringert das Drehmomentbefehlsmodul 114 den Drehmomentbefehl um einen Betrag, der einer Summe der ersten und zweiten Drehmomentreduzierungs-Anforderungen entspricht. Bei 182 stellt das Drehmomentbefehlsmodul 114 den Drehmomentbefehl gleich null ein.
Bei 168 gibt das Drehmomentbefehlsmodul 114 den Drehmomentbefehl an den Elektromotor 12 aus. Alternativ kann das Drehmomentbefehlsmodul 114 die dem Elektromotor 12 zugeführte Strommenge anpassen, um den Drehmomentbefehl zu erfüllen. Das Verfahren endet bei 184.
Unter Bezugnahme nun auf die 4 bis 6 sind ein Motordrehzahlsignal 202 und ein Drehmomentbefehlssignal 204 in Bezug auf eine x-Achse 206 eingetragen, die die Zeit in Sekunden darstellt, eine erste y-Achse 208, die die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute darstellt, und eine zweite y-Achse 210, die das Drehmoment in Newtonmetern (Nm) darstellt. Das Motordrehzahlsignal 202 zeigt die Drehzahl des Elektromotors 12 an. Das Drehmomentbefehlssignal 204 zeigt den Drehmomentbefehl an, der vom Drehmomentbefehlsmodul 114 ausgegeben wird.
In 4 wird der Drehmomentbefehl nicht durch die ersten oder zweiten Drehmomentreduzierungs-Anforderungen reduziert. Somit gibt es bei 212 mehrere Schwingungen großen Ausmaßes in der Motordrehzahl, die einen harten Eingriff der Freilaufkupplung 16 verursachen können. In 5 wird der Drehmomentbefehl durch die zweite, jedoch nicht durch die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung reduziert. Somit gibt es bei 214 Schwingungen hohen Ausmaßes in der Motordrehzahl, aber die Anzahl und Größe der Schwingungen sind kleiner als die Anzahl und Größe der bei 212 in 4 dargestellten Schwingungen.
In 6 wird der Drehmomentbefehl durch die Summe der ersten oder zweiten Drehmomentreduzierungs-Anforderungen reduziert. Bei 216 gibt es Schwingungen in der Motordrehzahl, aber die Größen der Schwingungen sind bedeutend kleiner als die Größe der bei 212 in 4 dargestellten Schwingungen und die Größen der bei 214 in 5 dargestellten Schwingungen. Somit verursachen die Größen der Schwingungen bei 216 wahrscheinlich keinen harten Eingriff der Freilaufkupplung 16.
Die vorhergehende Beschreibung ist rein illustrativ und soll die vorliegende Offenbarung sowie ihre Ausführungen oder Verwendungen keineswegs einschränken. Die umfassenden Lehren der Offenbarung können in zahlreichen Formen umgesetzt werden. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Beispiele beinhaltet, sollte der tatsächliche Umfang der Offenbarung daher nicht so begrenzt sein, da weitere Modifikationen durch das Studieren der Zeichnungen, der Spezifikation und der folgenden Patentansprüche offensichtlich werden. Es sei darauf hingewiesen, dass einer oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in anderer Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern. Ferner, obwohl jede der Ausführungsformen oben dahingehend beschrieben ist, dass sie bestimmte Merkmale aufweist, kann/können eines oder mehrere dieser Funktionen, die in Bezug auf jede Ausführungsform der Offenbarung beschrieben sind, in jeder der anderen Ausführungsformen implementiert und/oder kombiniert werden, selbst wenn diese Kombination nicht explizit beschrieben wird. Mit anderen Worten ausgedrückt schließen sich die beschriebenen Ausführungsformen nicht gegenseitig aus, und Permutationen von einer oder mehreren Ausführungsformen gegeneinander bleiben innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung.
Räumliche und funktionale Beziehungen zwischen Elementen (z. B. zwischen Modulen, Schaltkreiselementen, Halbleiterschichten usw.) werden unter Verwendung von verschiedenen Begriffen beschrieben, einschließlich „verbunden“, „eingerastet“, „gekoppelt“, „benachbart“, „neben“, „oben auf“, „über“, „unter“ und „angeordnet“. Sofern nicht ausdrücklich als „direkt“ beschrieben, kann eine Beziehung eine direkte Beziehung sein, wenn eine Beziehung zwischen einem ersten und zweiten Element in der oben genannten Offenbarung beschrieben wird, wenn keine anderen intervenierenden Elemente zwischen dem ersten und zweiten Element vorhanden sind, kann jedoch auch eine indirekte Beziehung sein, wenn ein oder mehrere intervenierende(s) Element(e) (entweder räumlich oder funktional) zwischen dem ersten und zweiten Element vorhanden ist/sind. Wie hierin verwendet, sollte der Satz „zumindest eines von A, B und C“ so zu verstehen sein, dass damit eine Logik gemeint ist (A ODER B ODER C), unter Verwendung eines nicht ausschließlichen logischen ODER, und sollte nicht dahingehend zu verstehen sein, dass gemeint ist „zumindest eines von A, zumindest eines von B und zumindest eines von C“.
In den Figuren bezeichnen die Pfeilrichtungen, wie angezeigt, durch die Pfeilspitze im Allgemeinen den Fluss von Informationen (wie Daten oder Befehlen), die im Kontext der Darstellung relevant sind. Wenn beispielsweise Element A und Element B eine Vielzahl von Informationen austauschen, aber die Informationen, die von Element A nach Element B übertragen werden, für die Darstellung relevant sind, kann der Pfeil von Element A nach Element B zeigen. Diese unidirektionalen Pfeile implizieren nicht, dass keine anderen Informationen von Element B nach Element A übertragen werden. Zudem kann Element B im Zusammenhang mit Informationen, die von Element A nach Element B gesendet werden, Anfragen oder Bestätigungen dieser Informationen zu Element A senden.
In dieser Anwendung, einschließlich der folgenden Definitionen, kann der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Steuerung“ ggf. durch den Begriff „Schaltung“ ersetzt werden. Der Begriff „Modul“ kann auf Folgendes verweisen bzw. Teil von Folgendem sein oder Folgendes beinhalten: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der Code ausführt; einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der einen von einem Prozessor ausgeführten Code speichert; andere geeignete Hardware-Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination von einigen oder allen der oben genannten, wie zum Beispiel in einem System-on-Chip.
Das Modul kann eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen beinhalten. In einigen Beispielen können die Schnittstellen-Schaltkreise kabelgebundene oder -lose Schnittstellen beinhalten, die mit einem lokalen Netzwerk (LAN), dem Internet, einem Weitverkehrsnetz (WAN) oder Kombinationen hieraus verbunden sind. Die Funktionalität der in dieser Offenbarung genannten Module kann auf mehrere Module verteilt werden, die mit Schnittstellen-Schaltkreisen verbunden sind. So können zum Beispiel mehrere Module einen Lastenausgleich zulassen. In einem anderen Beispiel können von einem Servermodul (z.°B. Remote-Server oder Cloud) bestimmte Funktionen eines Client-Moduls übernommen werden.
Der Begriff Code, wie oben verwendet, kann Software, Firmware und/oder Mikrocode beinhalten, und auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und/oder Objekte verweisen. Der Begriff „gemeinsame Prozessorschaltung“ bezieht sich auf eine einzelne Prozessorschaltung, die ermittelten oder vollständigen Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff „gruppierte Prozessorschaltung“ bezieht sich auf eine Prozessorschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Prozessorschaltungen ermittelten oder vollständigen Code von ggf. mehreren Modulen ausführt. Verweise auf mehrere Prozessorschaltungen umfassen mehrere Prozessorschaltungen auf diskreten Matrizen, mehrere Prozessorschaltungen auf einer einzelnen Scheibe, mehrere Kerne auf einer einzelnen Prozessorschaltung, mehrere Threads einer einzelnen Prozessorschaltung oder eine Kombination der oben genannten. Der Begriff „gemeinsame Memory-Schaltung“ bezieht sich auf eine einzelne Memory-Schaltung, die ermittelten oder vollständigen Code von mehreren Modulen speichert. Der Begriff „gruppierte Memory-Schaltung“ bezieht sich auf eine Memory-Schaltung, die in Kombination mit zusätzlichem Speicher ermittelte oder vollständige Codes von ggf. mehreren Modulen speichert.
Der Begriff Memory-Schaltung ist dem Begriff computerlesbares Medium untergeordnet. Der Begriff „computerlesbares Medium“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich nicht auf flüchtige elektrische oder elektromagnetische Signale, die sich in einem Medium ausbreiten (z. B. im Falle einer Trägerwelle); der Ausdruck „computerlesbares Medium“ ist daher als konkret und nichtflüchtig zu verstehen. Nicht einschränkende Beispiele eines nichtflüchtigen konkreten computerlesbaren Mediums sind nichtflüchtige Memory-Schaltungen (z. B. Flash-Memory-Schaltungen, löschbare programmierbare ROM-Schaltungen oder Masken-ROM-Schaltungen), flüchtige Memory-Schaltungen (z. B. statische oder dynamische RAM-Schaltungen), magnetische Speichermedien (z. B. analoge oder digitale Magnetbänder oder ein Festplattenlaufwerk) und optische Speichermedien (z. B. CD, DVD oder Blu-Ray).
Die im Rahmen dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig mit einem speziellen Computer, der für die Ausführung ermittelter Computerprogrammfunktionen konfiguriert ist, implementiert werden. Die Funktionsblöcke, Flussdiagramm-Komponenten und weiter oben beschriebenen Elemente dienen als Softwarespezifikationen, die von entsprechend geschulten Technikern oder Programmierern in Computerprogramme umgesetzt werden können.
Die Computerprogramme beinhalten prozessorausführbare Anweisungen, die auf zumindest einem nicht-flüchtigen, konkreten, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können ebenfalls gespeicherte Daten enthalten oder auf gespeicherten Daten basieren. Die Computerprogramme können ein Basic-Input-Output-System (BIOS) umfassen, das mit der Hardware des speziellen Computers zusammenwirkt, Vorrichtungstreiber, die mit ermittelten Vorrichtungen des speziellen Computers, einem oder mehreren Betriebssystemen, Benutzeranwendungen, Hintergrunddiensten, im Hintergrund laufenden Anwendungen usw. zusammenwirken.
Die Computerprogramme können Folgendes beinhalten: (i) beschreibenden Text, der gegliedert wird, wie z. B. HTML (Hypertext Markup Language), XML (Extensible Markup Language) oder JSON (JavaScript Object Notation), (ii) Assembler Code, (iii) Objektcode, der von einem Quellcode durch einen Compiler erzeugt wurde, (iv) Quellcode zur Ausführung durch einen Interpreter, (v) Quellcode zur Kompilierung und zur Ausführung durch einen Justin-Time-Compiler usw. Nur beispielhaft kann der Quellcode mittels der Syntax der Sprachen, einschließlich C, C++, C#, Objective-C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5 (Hypertext Markup Language 5. Version), Ada, ASP (Active Server Pages), PHP (PHP: Hypertext Preprocessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua, MATLAB, SIMULINK und Python®, geschrieben werden.

Claims

System, Folgendes umfassend: ein Beschleunigungs-Begrenzungsmodul, das dafür konfiguriert ist: Bestimmen, ob eine Beschleunigung eines Elektromotors in einem Fahrzeug größer als eine Beschleunigungsgrenze ist, die einen ersten Nicht-Null-Wert aufweist; und Erzeugen einer ersten Drehmomentreduzierungs-Anforderung, wenn die Motorbeschleunigung größer als die Beschleunigungsgrenze ist; und ein Drehmomentbefehlsmodul, das dafür konfiguriert ist: einen Drehmomentbefehl für den Elektromotor basierend auf einer Fahrereingabe zu ermitteln; und Verringern des Drehmomentbefehls als Reaktion auf die erste Drehmomentreduzierung, um die Härte in Zusammenhang mit der Betätigung einer Freilaufkupplung des Fahrzeugs zu reduzieren, wobei die Freilaufkupplung den Elektromotor mit einem Rad des Fahrzeugs koppelt, wenn die Einwegkupplung eingekuppelt ist.
System nach Anspruch 1, wobei: der Drehmomentbefehl zeigt eine Menge an Strom an, die dem Elektromotor zuzuführen ist; und die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung zeigt eine Menge an, um die die Menge an Strom, die dem Elektromotor zuzuführen ist, verringert wird.
System nach Anspruch 1, wobei die Beschleunigungsgrenze basierend auf einem Gleichgewicht zwischen einer minimalen akzeptablen Beschleunigung des Elektromotors und einer maximal akzeptablen Härte im Zusammenhang mit der Betätigung der Freilaufkupplung vorgegeben ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul dafür konfiguriert ist, die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung auf einen zweiten Nicht-Null-Wert einzustellen, wenn die Motorbeschleunigung größer als die Beschleunigungsgrenze ist, und die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung auf null einzustellen, wenn die Motorbeschleunigung kleiner oder gleich der Beschleunigungsgrenze ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul dafür konfiguriert ist, die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung basierend auf einer Differenz zwischen der Beschleunigungsgrenze und der Motorbeschleunigung zu erzeugen.
System nach Anspruch 5, wobei das Beschleunigungs-Begrenzungsmodul dafür konfiguriert ist: einen Fehlerwert gleich der Differenz zwischen der Beschleunigungsgrenze und der Motorbeschleunigung einzustellen; und mindestens eine Verstärkung auf den Fehlerwert anzuwenden, um die erste Drehmomentreduzierungs-Anforderung zu erzeugen.
System nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Beschleunigungs-Dämpfungsmodul, das dafür konfiguriert ist, eine Dämpfungsverstärkung auf die Motorbeschleunigung anzuwenden, um eine zweite Drehmomentreduzierungs-Anforderung zu erzeugen, wobei das Drehmomentbefehlsmodul dazu konfiguriert ist, den Drehmomentbefehl in Reaktion auf die zweite Drehmomentreduzierungs-Anforderung zu verringern.
System nach Anspruch 7, wobei: der Drehmomentbefehl eine Strommenge angibt, die dem Elektromotor zuzuführen ist; und die zweite Drehmomentreduzierungs-Anforderung eine Menge angibt, um die die dem Elektromotor zuzuführende Strommenge verringert werden soll.
System nach Anspruch 8, ferner umfassend ein Beschleunigungsfiltermodul, das dafür konfiguriert ist, einen Bandpassfilter auf die Motorbeschleunigung anzuwenden, wobei das Beschleunigungs-Dämpfungsmodul dafür konfiguriert ist, die Dämpfungsverstärkung auf die gefilterte Motorbeschleunigung anzuwenden, um die zweite Drehmomentreduzierungs-Anforderung zu erzeugen.
System nach Anspruch 7, wobei das Drehmomentbefehlsmodul dafür konfiguriert ist, den Drehmomentbefehl um eine Menge zu verringern, die einer Summe der ersten und zweiten Drehmomentreduzierungs-Anforderung entspricht.