DE102020132414A1 - Steuerungsvorrichtung zum reagieren auf einen fehler eines bremssystem eines elektrofahrzeugs mit vierradantrieb - Google Patents

Steuerungsvorrichtung zum reagieren auf einen fehler eines bremssystem eines elektrofahrzeugs mit vierradantrieb Download PDF

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Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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Abstract

Eine Steuerungsvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, auf ein Versagen zu reagieren, um die Stabilität eines Fahrzeugs sicherzustellen, indem von einem Zweiradantriebsmodus in einen Vierradantriebsmodus gewechselt wird, wenn das Versagen des Bremssystems in einem Zweiradantriebsmodus erfasst wird.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, auf ein Versagen (z.B. einen Fehler, einen Ausfall) eines Bremssystems eines Elektrofahrzeugs mit Vierradantrieb bzw. Allradantrieb zu reagieren, und insbesondere eine Steuerungsvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, auf ein Versagen zu reagieren, um die Stabilität eines Fahrzeugs sicherzustellen, wenn ein Bremssystem im Zweiradantriebsmodus versagt.
  • Beschreibung der bezogenen Technik
  • Im Fall eines Elektrofahrzeugs mit Vierradantrieb, bei dem unabhängige Elektromotoren auf Vorder- und Hinterräder angewendet werden, wird eine Gegenantriebskraft an einen Untersetzer (z.B. Untersetzungs- bzw. Reduziereinrichtung, insbesondere ein Untersetzungsgetriebe) eines Zusatzantriebsrads übertragen, was Schleppverluste verursacht, während das Fahrzeug im Zweiradantriebsmodus, und um dies zu verhindern, wird ein Leistungsschalteinrichtung, welche als Trenneinrichtung (Englisch „disconnector“) bezeichnet wird, verwendet.
  • In einem Elektrofahrzeug mit Vierradantrieb, welches die Hinterräder als Hauptantriebsräder und die Vorderräder als Zusatzantriebsräder nutzt, ist ein Trenneinrichtung an einer Antriebswelle des Vorderrads vorgesehen.
  • Wenn ein Fahrzeug in einem Zweiradantriebsmodus, in welchem keine Leistungsübertragung an das Zusatzantriebsrad erforderlich ist, fährt, dann löst die Trenneinrichtung eine Verbindung zwischen einem Zusatzantriebsmotor und dem Zusatzantriebsrad, und, wenn das Fahrzeug in einem Vierradantriebsmodus, in welchem es erforderlich ist, die Kraft an das Zusatzantriebsrad zu übertragen, fährt, dann verbindet die Trenneinrichtung den Zusatzantriebsmotor und das Zusatzantriebsrad miteinander.
  • In Bezug auf das Elektrofahrzeug mit Vierradantrieb wurde jedoch keine Technologie zum Reagieren auf ein Versagen eines Bremssystems geschaffen, und ein Versagen des Bremssystems verursacht einen unvorhersehbaren Verlust oder Fehlen von Bremskraft und folglich wird das Verhalten eines Fahrzeugs instabil.
  • Dementsprechend besteht ein Bedarf an einer Technologie zur Gewährleistung der Stabilität eines Fahrzeugs bei Fehlfunktionen eines Bremssystems, insbesondere einer Technologie zur Gewährleistung der Stabilität eines Fahrzeugs bei Fehlfunktionen des Bremssystems in einer Segelsituation sowie in Beschleunigungs- und Bremssituationen.
  • Die vorstehenden Informationen, welche in diesem Abschnitt „Hintergrund der vorliegenden Erfindung“ offenbart sind, dienen lediglich dem Verbessern des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören, angesehen werden.
  • Erläuterung der Erfindung
  • Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Steuerungsvorrichtung bereitzustellen, welche dazu eingerichtet ist, um auf ein Versagen (z.B. einen Fehler, einen Ausfall) eines Bremssystems eines Elektrofahrzeugs mit Vierradantrieb zu reagieren, um die Stabilität eines Fahrzeugs sicherzustellen, durch Wechseln von einem Zweiradantriebsmodus in einen Vierradantriebantriebsmodus, wenn im Zweiradantriebsmodus ein Versagen des Bremssystems erfasst wird.
  • In zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist eine Steuerungsvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, um auf ein Versagen (z.B. einen Fehler, einen Ausfall) eines Bremssystems eines Elektrofahrzeugs mit Vierradantrieb (z.B. Allradantrieb) zu reagieren, auf: einen ersten Elektromotor, welcher dazu eingerichtet ist, wahlweise bzw. selektiv (nachfolgend kurz: wahlweise) ein Antriebsmoment an ein Hauptantriebsrad zu liefern, einen zweiten Elektromotor, welcher dazu eingerichtet ist, wahlweise ein Antriebsmoment eines Zusatzantriebsrads zu liefern, eine Trenneinrichtung, welche an einer Antriebswelle des Zusatzantriebsrads vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, wahlweise eine Leistungsübertragung zwischen dem Zusatzantriebsrad und dem zweiten Elektromotor zu schalten, und eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, die Trenneinrichtung in Eingriff zu bringen (z.B. einzurücken) und das Zusatzantriebsrad und den zweiten Elektromotor zu verbinden, falls das Versagen des Bremssystems im Fahrzeug erfasst wird, wenn das Fahrzeug in einem Zustand, in dem das Zusatzantriebsrad und der zweite Elektromotor durch die Trenneinrichtung getrennt sind, fährt.
  • Die Steuerungsvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, um auf ein Versagen zu reagieren, gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die folgenden detaillierten Merkmale aufweisen.
  • Erstens kann die Steuereinrichtung bei Erfassung eines ersten Bremsenfehlers des Bremssystems während des Beschleunigens des Fahrzeugs ein von einem Fahrer angefordertes Beschleunigungsdrehmoment auf den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor umverteilen, wenn die Trenneinrichtung in Eingriff gebracht ist/wird. In diesem Fall kann der erste Bremsenfehler ein Fehler sein, bei welchem es nicht möglich ist, einen Zielhydraulikdruck auf normale Weise durch Betätigen eines Bremspedals des Fahrzeugs bereitzustellen. Wenn die Trenneinrichtung in Eingriff gebracht ist/wird, können das Zusatzantriebsrad und der zweite Elektromotor verbunden werden, um Leistung zu übertragen.
  • Wenn ein Durchdrehverhältnis (Englisch „spin ratio“) des Hauptantriebsrads und des Zusatzantriebsrads größer einem vorbestimmten ersten Durchdrehverhältnis ist, kann die Steuereinrichtung das Antriebsmoment des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors verringern und das Durchdrehverhältnis des Hauptantriebsrads und des Zusatzantriebsrads verringern.
  • Zweitens kann die Steuereinrichtung bei Erfassung eines zweiten Bremsenfehlers des Bremssystems, wenn das Fahrzeug beschleunigt, eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine vorbestimmte erste Geschwindigkeit begrenzen und ein von einem Fahrer angefordertes Beschleunigungsdrehmoment auf den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor umverteilen, wenn die Trenneinrichtung in Eingriff gebracht ist/wird. In diesem Fall kann der zweite Bremsenfehler ein Fehler sein, bei dem ein Zusatzbremsfunktionssystem nicht betrieben werden kann, um ein Durchdrehen (Englisch „spinning“) und Rutschen (z.B. Schlupf - Englisch „slippage“) eines Antriebsrads zu verhindern.
  • Drittens kann die Steuereinrichtung bei Erfassung eines ersten Bremsenfehlers des Bremssystems während des Segelns (z.B. (Aus-)Rollen mit abgekoppeltem Antrieb und/oder Antrieb im Leerlauf) des Fahrzeugs das Segeldrehmoment abhängig von einer Fahrzeuggeschwindigkeit auf den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor umverteilen, wenn die Trenneinrichtung in Eingriff gebracht ist/wird.
  • Wenn ein Schlupfverhältnis bzw. Rutschverhältnis (nachfolgend kurz: Schlupfverhältnis - Englisch „slip ratio“) des Hauptantriebsrads und des Zusatzantriebsrads gleich oder größer einem vorbestimmten ersten Schlupfverhältnis ist, kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, das Segeldrehmoment des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors zu steuern und das Schlupfverhältnis des Hauptantriebsrads und des Zusatzantriebsrads zu verringern.
  • Viertens kann die Steuereinrichtung bei Erfassung eines zweiten Bremsenfehlers des Bremssystems beim Segeln des Fahrzeugs eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine vorbestimmte erste Geschwindigkeit begrenzen und eine Abbruchauslösung auf die Erzeugung des Segeldrehmoments des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors ausführen/anwenden (z.B. ein Abbrechen der Erzeugung des Segeldrehmoments des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors durchführen), wenn die Trenneinrichtung in Eingriff gebracht ist/wird.
  • Fünftens kann die Steuereinrichtung bei Erfassung des ersten Bremsenfehlers des Bremssystems, während das Fahrzeug bremst, das Segeldrehmoment auf den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und ein regeneratives Bremsmoment (z.B. Rekuperationsbremsmoment, Energierückgewinnungsbremsmoment) durch Betätigen eines Bremspedals umverteilen, wenn die Trenneinrichtung in Eingriff gebracht ist/wird.
  • Wenn das Schlupfverhältnis des Hauptantriebsrads und das Schlupfverhältnis des Zusatzantriebsrads gleich oder größer einem vorbestimmten ersten Schlupfverhältnis sind und kleiner als ein zweites Schlupfverhältnis sind, dann kann die Steuereinrichtung eine Abbruchauslösung auf die Erzeugung des regenerativen Bremsmoments des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors ausführen/anwenden (z.B. ein Abbrechen der Erzeugung des regenerativen Bremsmoments des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors durchführen) und kann das Segeldrehmoment des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors so steuern, dass das Schlupfverhältnis des Hauptantriebsrads und des Zusatzantriebsrads verringert wird.
  • Wenn das Schlupfverhältnis des Hauptantriebsrads und das Schlupfverhältnis des Zusatzantriebsrads gleich oder größer dem zweiten Schlupfverhältnis sind, kann die Steuereinrichtung eine Abbruchauslösung auf die Erzeugung des Segeldrehmoments und des regenerativen Bremsmoments des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors ausführen/anwenden, um einen Bremshydraulikdruck an eine Radbremse von jedem von dem Hauptantriebsrad und dem Zusatzantriebsrad zu liefern. In diesem Fall kann der Bremshydraulikdruck der Radbremse basierend auf dem Segeldrehmoment und dem regenerativen Bremsmoment ermittelt werden. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, den Bremsdruck der Radbremse so zu steuern, dass das Schlupfverhältnis des Hauptantriebsrads und des Zusatzantriebsrads verringert wird.
  • Sechstens kann die Steuereinrichtung bei Erfassung des zweiten Bremsenfehlers des Bremssystems, während das Fahrzeug bremst, eine Abbruchauslösung auf die Erzeugung des Segeldrehmoments und des regenerativen Bremsmoments des ersten Elektromotors und des zweiten Elektromotors ausführen/anwenden.
  • Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen weitere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm, welches einige Komponenten eines Elektrofahrzeugs mit Vierradantrieb zeigt, auf welches eine Steuerungsvorrichtung, welche zum Reagieren auf ein Versagen eingerichtet ist, gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angewendet wird,
    • 2 ist ein Diagramm, welches eine Antriebswelle zum Umschalten der Leistungsübertragung durch eine Trenneinrichtung des Elektrofahrzeugs mit Vierradantrieb zeigt,
    • 3 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Steuerungsvorrichtung, welche zum Reagieren auf ein Versagen eingerichtet ist, gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt,
    • 4 ist ein Diagramm, das den Freigabe- bzw. Lösezustand einer Trenneinrichtung zeigt, wenn ein Fahrzeug in einem Zweiradantriebsmodus auf normale Weise beschleunigt,
    • 5 ist ein Diagramm, welches einen Eingriffszustand einer Trenneinrichtung als Reaktion auf ein Versagen eines Bremssystems zeigt,
    • 6 ist ein Diagramm, welches den Zustand zeigt, in dem eine Trenneinrichtung während des normalen Segelns in einem Zweiradantriebsmodus gelöst wird,
    • 7 ist ein Diagramm, welches den Zustand zeigt, in dem eine Trenneinrichtung als Reaktion auf ein Versagen eines Hydraulikbremssystems in Eingriff gebracht ist,
    • 8 ist ein Diagramm, welches den Zustand der Abbruchauslösung der Erzeugung des Segeldrehmoments als Reaktion auf das Versagen eines Zusatzbremsfunktionssystems zeigt,
    • 9 ist ein Diagramm, welches den Zustand zeigt, in dem eine Trenneinrichtung während des normalen Bremsens in einem Zweiradantriebsmodus gelöst wird,
    • 10 ist ein Diagramm, welches den Zustand zeigt, in dem eine Trenneinrichtung als Reaktion auf ein Versagen eines Hydraulikbremssystems in Eingriff gebracht ist,
    • 11 ist ein Diagramm, welches den Zustand zeigt, in dem eine Trenneinrichtung als Reaktion auf ein Versagen eines Zusatzbremsfunktionssystems in Eingriff gebracht ist,
    • 12 und 13 sind Flussdiagramme, welche ein Beispiel eines Verfahrens zum Reagieren auf ein Versagen eines Bremssystems durch eine Steuerungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, um auf ein Versagen zu reagieren, gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen, und
    • 14 ist ein Referenzdiagramm zum Erläutern des Verhaltens eines Fahrzeugs, wenn eine Radblockierung aufgrund einer übermäßigen Bremskraft eines Hinterrads auftritt.
  • Es ist zu verstehen, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, einschließlich z.B. konkrete Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden (zumindest) teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
  • In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen durchgehend durch zahlreiche Figuren der Zeichnungen auf gleiche oder gleichwertige Bauteile der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, enthalten sein können.
  • Im Folgenden wird nun detailliert auf zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und nachstehend beschrieben sind. Die in den beigefügten Zeichnungen gezeigten Merkmale sind zur einfachen Beschreibung zahlreicher beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und können sich von der tatsächlichen Ausgestaltung unterscheiden.
  • Wenn in der Beschreibung davon gesprochen wird, dass ein bestimmtes Teil eine bestimmte Komponente „aufweist“, dann bedeutet dies, dass das Teil ferner eine weitere Komponente aufweisen kann, anstatt die weitere Komponente zwingend auszuschließen, es sei denn, es liegt eine gegenteilige Offenbarung vor.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, auf ein Versagen (z.B. einen Fehler, einen Ausfall) eines Bremssystems eines Elektrofahrzeugs mit Vierradantrieb bzw. Allradantrieb zu reagieren, und eine Steuerungsvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, auf ein Versagen eines Bremssystems eines Fahrzeugs zu reagieren, welches unabhängige Antriebe zum Antreiben eines Vorderrads und eines Hinterrads und eine Trenneinrichtung aufweist, welche an einer Antriebswelle vorgesehen ist und zum Umschalten der Leistungsübertragung durch den Antrieb dient.
  • 1 ist ein Diagramm, welches einige Komponenten eines Elektrofahrzeugs mit Vierradantrieb zeigt, auf welches eine Steuerungsvorrichtung gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angewendet wird. 2 ist ein Diagramm, welches eine Antriebswelle zum Umschalten der Leistungsübertragung durch eine Trenneinrichtung des Elektrofahrzeugs mit Vierradantrieb zeigt.
  • Wie in 1 gezeigt, können unabhängige Elektromotoren 11 und 21 zum Antreiben eines Hauptantriebsrads 10 und eines Zusatzantriebsrads 20 in dem Vierradantrieb-Elektrofahrzeug vorgesehen sein. Im Detail können ein erster Elektromotor 11 zum Antreiben des Hauptantriebsrads 10 und ein zweiter Elektromotor 21 zum Antreiben des Zusatzantriebsrads 20 voneinander unabhängig in dem Elektrofahrzeug mit Vierradantrieb vorgesehen sein.
  • Das Elektrofahrzeug mit Vierradantrieb kann in irgendeinem von eine Vierradantriebs-(4WD-)Modus und einem Zweiradantriebs-(2WD-)Modus fahren. Im Vierradantriebsmodus kann ein Fahrzeug unter Verwendung der Antriebskraft des ersten Elektromotors 11 und des zweiten Elektromotors 21 fahren, und im Zweiradantriebsmodus kann das Fahrzeug unter Verwendung der Antriebskraft des ersten Elektromotors 11 zum Antreiben des Hauptantriebsrads 10 fahren.
  • Ein Antriebselektromotor und Antriebsräder, welche in einem Zweiradantriebsmodus verwendet werden, können vorbestimmt sein. In dem Zweiradantriebsmodus können die Antriebskraft erhaltenden Antriebsräder die Hauptantriebsräder 10 sein, und in dem Zweiradantriebsmodus kann ein Antriebselektromotor, welcher zum Liefern einer Antriebskraft vorgesehen ist, als Hauptantriebelektromotor bezeichnet werden. Es ist anzumerken, dass der Hauptantriebsmotor hier der erste Elektromotor 11 ist.
  • Die Antriebsräder, welche im Zweiradantriebsmodus nicht verwendet werden, können die Zusatzantriebsräder 20 sein. Wenn das Fahrzeug fährt, ohne den Zusatzantriebsrädern 20 eine separate Kraft zuzuführen, d.h. wenn das Fahrzeug im Zweiradantriebsmodus fährt, dann können Schleppverluste auftreten, während die Gegenantriebskraft vom Zusatzantriebsrad 20 an den Untersetzer 23 (z.B. eine Untersetzungs- bzw. Reduziereinrichtung, bspw. ein Untersetzungsgetriebe - siehe 2) eines Zusatzantriebselektromotors (d.h. des zweiten Elektromotors) übertragen wird.
  • Dementsprechend kann zum Blockieren der Gegenantriebskraft, die von dem Zusatzantriebsrad 20 im Zweiradantriebsmodus übertragen wird, eine Trenneinrichtung 22 (z.B. in Form einer Kupplung oder dergleichen - Englisch „disconnector“) an einer Antriebswelle 25 der Zusatzantriebsräder 20 vorgesehen sein. Zum Beispiel kann bei einem Elektrofahrzeug mit Vierradantrieb, welches die Hinterräder als Hauptantriebsräder und die Vorderräder als Zusatzantriebsräder nutzt, an einer Antriebswelle der Vorderräder mindestens eine Trenneinrichtung vorgesehen sein (z.B. ist eine Trenneinrichtung zum Trennen einer Verbindung zwischen der Antriebswelle und beiden Zusatzantriebsräder 20 vorgesehen und/oder sind jeweilig zugeordnete Trenneinrichtungen zum Trennen einer Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem einen der Zusatzantriebsräder 20 und zum Trennen einer Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem anderen der Zusatzantriebsräder 20 vorgesehen).
  • Wenn ein Fahrzeug in einem Zweiradantriebsmodus fährt, in dem keine Leistungsübertragung an die Zusatzantriebsräder 20 erforderlich ist, kann die Trenneinrichtung 22 die Verbindung zwischen dem zweiten Elektromotor 21 und den Zusatzantriebsrädern 20 lösen, und, wenn das Fahrzeug in einem Vierradantriebsmodus, in welchem Leistung an die Zusatzantriebsräder 20 übertragen werden soll/muss, fährt, kann die Trenneinrichtung 22 den zweiten Elektromotor 21 und die Zusatzantriebsräder 20 verbinden.
  • Mit anderen Worten kann die Trenneinrichtung 22 das Zusatzantriebsrad 20 und den zweiten Elektromotor 21 verbinden, um die Leistung des zweiten Elektromotors 21 im Vierradantriebsmodus auf die Zusatzantriebsräder 20 zu übertragen, und kann Trenneinrichtung 22 das Zusatzantriebsräder 20 und den zweiten Elektromotor 21 voneinander trennen, um die Leistungsübertragung des zweiten Elektromotors 21 an die Zusatzantriebsräder 20 im Zweiradantriebsmodus zu unterbrechen.
  • Somit kann das Elektrofahrzeug mit Vierradantrieb eine Verbindung oder ein Lösen mit/an der Trenneinrichtung 22 durchführen und somit die Leistungsübertragung zwischen dem zweiten Elektromotor 21 und den Zusatzantriebsrädern 20 durch die Antriebswelle 25 umschalten.
  • Bezugnehmend auf 2 kann die Trenneinrichtung 22 an der Antriebswelle 25 zwischen dem Zusatzantriebsrad 20 und einem Differential 24 vorgesehen sein. In einem Elektrofahrzeug mit Vierradantrieb, welches die Hinterräder als Zusatzantriebsräder und die Vorderräder als Hauptantriebsräder nutzt, kann die Trenneinrichtung an der Antriebswelle der Hinterräder vorgesehen sein.
  • Ein Hydraulikbremssystem zum Betätigen einer Radbremse unter Verwendung von Hydraulikdruck und ein Zusatzbremsfunktionssystem zum Verhindern eines unerwünschten Verhaltens, wie zum Beispiel dem Ausbrechen und/oder durchdrehende Räder (Englisch „wheel spinning“) eines Fahrzeugs, können in dem Elektrofahrzeug mit Vierradantrieb vorgesehen sein.
  • Das Zusatzbremsfunktionssystem kann ein Antiblockiersystem (ABS), ein Traktionskontrollsystem (TCS), eine Wankstabilitätskontrolle (RSC), eine elektronische Stabilitätskontrolle (ESC) und dergleichen verwenden.
  • Das ABS kann ein System zum Verhindern des Blockierens eines Antriebsrads, wenn ein Rutschverhältnis bzw. Schlupfverhältnis (hierin auch kurz: Schlupfverhältnis - Englisch „slip ratio“) des Antriebsrads ansteigt, wenn ein Fahrzeug plötzlich bremst, sein. Das ABS kann das Blockieren eines Antriebsrads verhindern, indem der Bremsdruck einer am Antriebsrad vorgesehenen Radbremse gesteuert wird.
  • Das TCS kann ein System zum Verhindern eines Durchdrehens eines Rads und zum Sicherstellen der Beschleunigungseigenschaften eines Fahrzeugs sein, indem das Antriebsmoment eines Elektromotors gesteuert wird, wenn ein Antriebsrad durchdreht, während das Fahrzeug beschleunigt. Das TCS kann eine Steuerung derart durchführen, dass das Antriebsmoment eines Elektromotors verringert wird, um ein übermäßiges Antriebsmoment im Elektromotor zu verhindern, während ein Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche mit niedriger Reibung (z.B. niedrigem Reibungskoeffizienten), auf welcher das Fahrzeug leicht rutscht, beschleunigt. In diesem Fall kann der Elektromotor so betrieben werden, dass er das angeforderte Drehmoment gemäß einem Befehl einer Bremsensteuereinrichtung liefert. Wenn durch den Elektromotor ein übermäßiges Antriebsmoment erzeugt wird, dann kann es zu einem Durchdrehen eines Antriebsrads kommen.
  • RSC kann ein System zum Verhindern eines Radschlupfs und zum Sicherstellen der Stabilität eines Fahrzeugs durch Steuern des Elektromotordrehmoments, während das Fahrzeug abbremst, sein. RSC kann ein Rutschen (z.B. Schlupf - Englisch „slippage“) eines Antriebsrads verhindern, indem das Segeldrehmoment eines Elektromotors basierend auf einem Schlupfverhältnis bzw. Rutschverhältnis des Antriebsrads verringert wird. In diesem Fall kann RSC dazu betrieben werden, das angeforderte Drehmoment gemäß einem Befehl einer Bremsensteuereinrichtung bereitzustellen.
  • ESC kann ein System zum stabilen Beibehalten der Position eines Fahrzeugs gemäß Signalen verschiedener Sensoren, welche in einem Fahrzeug in einer Notsituation während der Fahrt des Fahrzeugs bereitgestellt werden, sein.
  • Diese Zusatzbremsfunktionssysteme können die Stabilität des Verhaltens eines Fahrzeugs sicherstellen, indem sie ein Durchdrehen, Rutschen (Schlupf) oder Blockieren eines Antriebsrads verhindern, und können im weiteren Sinne in einem Bremssystem des Fahrzeugs enthalten sein.
  • Hier kann das Bremssystem des Fahrzeugs das Hydraulikbremssystem und das Zusatzbremsfunktionssystem aufweisen.
  • Wenn das Hydraulikbremssystem versagt bzw. nicht richtig funktioniert, kann ein Problem auftreten, und es ist beispielsweise nicht möglich, den Zielhydraulikdruck gemäß einem Befehl einer Bremsensteuereinrichtung auf normale Weise in einem Fahrzeug bereitzustellen. Wenn somit die Bereitstellung von Hydraulikdruck und das Ansprechverhalten des Hydraulikbremssystems blockiert sind, kann ein unvorhersehbarer Verlust oder ein Fehlen von Bremskraft auftreten, und somit wird das Verhalten eines Fahrzeugs instabil.
  • Wenn beispielsweise ein Ölleckageproblem in einer Hydraulikdruckleitung auftritt, ist das Hydraulikbremssystem nicht mehr dazu eingerichtet, den Zielhydraulikdruck (angeforderten Hydraulikdruck) durch Betätigen eines Bremspedals auf normale Weise bereitzustellen.
  • Wenn das Zusatzbremsfunktionssystem versagt bzw. nicht richtig funktioniert, ist das Zusatzbremsfunktionssystem nicht mehr für dessen (Normal-)Betrieb eingerichtet, und daher kann es möglicherweise nicht mehr möglich sein, ein Durchdrehen oder Rutschen des Antriebsrads zu verhindern, und die Stabilität eines Fahrzeugs kann beeinträchtigt sein und das Verhalten des Fahrzeugs kann während der Fahrt instabil werden. Wenn das Zusatzbremsfunktionssystem versagt, ist es möglicherweise nicht möglich, das Zusatzbremsfunktionssystem zu betreiben, wohingegen es möglich sein kann, das Hydraulikbremssystem zu betreiben.
  • Hierbei kann ein Versagen des Hydraulikbremssystems und ein Versagen des Zusatzbremsfunktionssystems als ein Versagen (z.B. Fehler, Ausfall) des gesamten Fahrzeugbremssystems interpretiert werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist dazu bereitgestellt, die Stabilität eines Fahrzeugs sicherzustellen, wenn das vorstehende erwähnte Versagen des Bremssystems im Detail erfasst wird, um die Stabilität des Fahrzeugs während des Segelns (z.B. (Aus-)Rollen mit abgekoppeltem Antrieb und/oder Antrieb im Leerlauf) sowie beim Beschleunigen und Bremsen sicherzustellen.
  • Ein Elektrofahrzeug mit Vierradantrieb kann im Vergleich zu einem Fahrzeug mit Zweiradantrieb vorteilhaft sein, um die Stabilität eines Fahrzeugs in einem Vierradantriebsmodus sicherzustellen, und somit kann, wenn ein Versagen des Bremssystems in einem Zweiradantriebsmodus erkannt wird, die Trenneinrichtung aktiviert (z.B. in Eingriff gebracht) werden, um dadurch vom Zweiradantriebsmodus in den Vierradantriebsmodus zu wechseln.
  • Ein Versagen des Hydraulikbremssystems und des Zusatzbremsfunktionssystems kann von einer Bremsensteuereinrichtung 31 erfasst werden. Die Bremsensteuereinrichtung 31 kann den Betrieb des Hydraulikbremssystems steuern und kann einen Fehler erfassen und kann gleichzeitig auch ein Versagen des Zusatzbremsfunktionssystems erfassen.
  • Bezugnehmend auf 3 kann die Bremsensteuereinrichtung 31 bei Erfassung des Versagens eines Hydraulikbremssystems 40 ein erstes Bremsenfehlersignal an eine Fahrzeugsteuereinheit (VCU) 32 senden und kann die Bremsensteuereinrichtung 31 bei Erfassung eines Versagens eines Zusatzbremsfunktionssystems 50 ein zweites Bremsenfehlersignal an die VCU 32 senden.
  • Das erste Bremsenfehlersignal kann sich hier auf einen Bremsenfehler beziehen, bei welchem es möglich ist, das Hydraulikbremssystem 40 zu betreiben, aber eine Radbremse nicht (mehr) dazu eingerichtet ist, um den Zielhydraulikdruck basierend auf einem Befehl der Bremsensteuereinrichtung 31, welcher durch Betätigung eines Bremspedals des Fahrzeugs eigengeben wird, auf normale Weise bereitzustellen. Das zweite Bremsenfehlersignal kann sich auf einen Bremsenfehler beziehen, bei welchem es möglich ist, das Hydraulikbremssystem 40 zu betreiben, es jedoch nicht (mehr) möglich ist, das Zusatzbremsfunktionssystem 50 zu betreiben.
  • Die VCU 32 kann die Antriebsquelle des Elektrofahrzeugs mit Vierradantrieb steuern und gleichzeitig den Betrieb der Leistungsumschaltvorrichtung steuern. Das heißt, dass die VCU 32 den Betrieb des ersten Elektromotors 11 und des zweiten Elektromotors 21 steuern kann und auch den Betrieb der Trenneinrichtung 22 steuern kann.
  • Die Steuerungsvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, um auf ein Versagen eines Bremssystems zu reagieren, gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann so betrieben werden, dass die Stabilität eines Fahrzeugs durch kooperative Steuerung von im Fahrzeug vorgesehenen Steuereinrichtungen, wie zum Beispiel der Bremsensteuereinrichtung 31 und der VCU 32, sichergestellt wird.
  • Dementsprechend kann, wie aus 3 zu sehen ist, eine Steuereinrichtung 30 der Steuerungsvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, auf ein Versagen zu reagieren, die Bremsensteuereinrichtung 31 und die VCU 32 aufweisen (z.B. enthalten und/oder umfassen).
  • Wenn ein Versagen der Bremssysteme 40 und 50 erfasst wird, während das Fahrzeug in dem Zustand, in dem das Zusatzantriebsrad 20 und der zweite Elektromotor 21 durch die Trenneinrichtung 22 voneinander getrennt sind, (d.h. einem Zweiradantriebsmodus) fährt, kann die Steuereinrichtung 30 kann die Trenneinrichtung 22 in Eingriff bringen und den Fahrmodus des Fahrzeugs auf Vierradantrieb wechseln.
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Reagieren auf ein Versagen eines Bremssystems für jeden Fahrmodus unter Bezugnahme auf die 4 bis 11 beschrieben.
  • 4 ist ein Diagramm, das den Freigabe- bzw. Lösezustand einer Trenneinrichtung zeigt, wenn ein Fahrzeug in einem Zweiradantriebsmodus auf normale Weise beschleunigt. 5 ist ein Diagramm, welches einen Eingriffszustand einer Trenneinrichtung als Reaktion auf ein Versagen eines Bremssystems zeigt.
  • Das Elektrofahrzeug mit Vierradantrieb kann im Zweiradantriebsmodus oder im Vierradantriebsmodus gemäß dem von einem Fahrer angeforderten Beschleunigungsdrehmoment beschleunigen. Das angeforderte Beschleunigungsdrehmoment kann basierend auf dem Betätigungsgrad eines Fahrpedals (auch Gaspedal genannt) ermittelt werden.
  • Wenn an den Hauptantriebsrädern 10 ein übermäßiges Durchdrehen auftritt, während ein Fahrzeug im Zweiradantriebsmodus beschleunigt, kann das Zusatzbremsfunktionssystem 50 betrieben werden, und dadurch kann das Verhalten des Fahrzeugs stabil kontrolliert/gesteuert werden.
  • Wenn beispielsweise ein Fahrzeug auf eine Straßenoberfläche mit niedriger Reibung (z.B. niedrigem Reibungskoeffizienten), wie zum Beispiel eine nasse Straßenoberfläche, oder einer unregelmäßigen Oberfläche, wie zum Beispiel eine Schotterstraße, einfährt, während es im Zweiradantriebsmodus beschleunigt und übermäßiges Durchdrehen an den Hauptantriebsrädern 10 auftritt, dann kann ein TCS betrieben werden, um die Antriebskraft der Hauptantriebsräder 10 zu verringern, und somit kann das Verhalten des Fahrzeugs stabil kontrolliert/gesteuert werden.
  • Wenn jedoch das Zusatzbremsfunktionssystem 50 im Zweiradantriebsmodus versagt bzw. nicht richtig funktioniert, dann kann die Beschleunigung nur von den Hauptantriebsrädern 10, welche vom ersten Elektromotor 11 eine Antriebskraft erhalten, erzeugt werden und tritt das Durchdrehen nur an dem Hauptantriebsrad 10 auf und kann somit ein Fahrzeug ausbrechen.
  • Dementsprechend kann die Steuereinrichtung 30, wenn ein Versagen des Zusatzbremsfunktionssystems 50, während ein Fahrzeug im Zweiradantriebsmodus beschleunigt, erfasst wird, die Trenneinrichtung 22 in Eingriff bringen und den Fahrmodus des Fahrzeugs auf Vierradantrieb wechseln.
  • Wie aus 4 zu sehen ist, kann, wenn ein Fahrzeug im Zweiradantriebsmodus beschleunigt, die Trenneinrichtung 22 gelöst werden, um die Zusatzantriebsräder 20 und den zweiten Elektromotor 21 voneinander zu trennen, und das Fahrzeug kann nur unter Verwendung des Antriebsmoments des ersten Elektromotors 11 beschleunigen.
  • Wie aus 5 zu sehen ist, können, wenn die Trenneinrichtung 22 in Eingriff gebracht ist, das Zusatzantriebsrad 20 und der zweite Elektromotor 21 miteinander verbunden sein, um den Zustand, in dem das Antriebsmoment des zweiten Elektromotors 21 auf die Zusatzantriebsräder 20 übertragen wird, zu erzielen.
  • Wenn die Trenneinrichtung 22 in Eingriff gebracht wird/ist, kann die Steuereinrichtung 30 das Antriebsmoment, welches vor dem Erfassen eines Versagens des Zusatzbremsfunktionssystems 50 dem ersten Elektromotor 11 zugeteilt ist, auf den ersten Elektromotor 11 und den zweiten Elektromotor 21 umverteilen.
  • Wenn beispielsweise die Bremsensteuereinrichtung 31 ein Versagen des Zusatzbremsfunktionssystems 50 erfasst und das zweite Bremsenfehlersignal an die VCU 32 überträgt, kann die VCU 32 die Trenneinrichtung 22 in Eingriff bringen (z.B. Einrücken) und gleichzeitig das von einem Fahrer durch Betätigen eines Fahrpedals angeforderte Beschleunigungsdrehmoment auf den ersten Elektromotor 11 und den zweiten Elektromotor 21 verteilen.
  • Da durch den ersten Elektromotor 11 und den zweiten Elektromotor 21 gleichzeitig ein Antriebsmoment erzeugt wird, kann die Stabilität eines Fahrzeugs erhöht werden, und es kann verhindert werden, dass das Fahrzeug ausbricht, wenn das Zusatzbremsfunktionssystem 50 eine Fehlfunktion aufweist.
  • Im vorliegenden Fall kann die VCU 32 das Antriebsmoment des ersten Elektromotors 11 und das Antriebsmoment des zweiten Elektromotors 21 gemäß einem vorbestimmten Verteilungsverhältnis ermitteln. Beispielsweise kann die VCU 32 ein erstes Drehmoment auf den ersten Elektromotor 11 verteilen und ein zweites Drehmoment auf den zweiten Elektromotor 21 verteilen, wobei die Summe aus dem ersten Drehmoment und dem zweiten Drehmoment das von einem Fahrer angeforderten Beschleunigungsdrehmoment, welches vor der Erfassung eines Versagens des Zusatzbremsfunktionssystems 50 dem ersten Elektromotor 11 zugeteilt ist, ist.
  • Wenn ein Fehler des Zusatzbremsfunktionssystems 50 erfasst wird, kann die Steuereinrichtung 30 die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine erste Geschwindigkeit begrenzen. In diesem Fall kann die erste Geschwindigkeit als ein Fahrzeuggeschwindigkeitswert zum Sicherstellen der Stabilität des Fahrzeugs ermittelt werden, und zum Beispiel kann die erste Geschwindigkeit 20 km/h betragen.
  • Wenn ein Versagen des Hydraulikbremssystems 40 erfasst wird, während das Fahrzeug im Zweiradantriebsmodus beschleunigt, kann die Steuereinrichtung 30 ebenfalls die Trenneinrichtung 22 in Eingriff bringen und den Fahrmodus des Fahrzeugs auf Vierradantrieb wechseln.
  • Wenn nur ein Versagen des Hydraulikbremssystems 40 auftritt, kann es möglich sein, das Zusatzbremsfunktionssystem 50 zu betreiben, wobei es jedoch zur Sicherstellung der Stabilität des Fahrzeugs vorteilhafter sein kann, das Antriebsmoment der Hauptantriebsräder 10 und der Zusatzantriebsräder 20 zu steuern als nur das Antriebsmoment der Hauptantriebsräder 10 über das TCS zu steuern, und somit kann ein Antriebsmodus über die Trenneinrichtung 22 auf Vierradantrieb gewechselt werden.
  • Mit anderen Worten kann, wenn ein Versagen des Hydraulikbremssystems 40 erfasst wird, während ein Fahrzeug in einem Zweiradantriebsmodus beschleunigt, die Steuereinrichtung 30 die Trenneinrichtung 22 in Eingriff bringen, um den Fahrmodus des Fahrzeugs auf Vierradantrieb umzuschalten, und das von einem Fahrer angeforderte Beschleunigungsdrehmoment auf den ersten Elektromotor 11 und den zweiten Elektromotor 21 umverteilen.
  • 6 ist ein Diagramm, welches den Zustand zeigt, in dem eine Trenneinrichtung während des normalen Segelns in einem Zweiradantriebsmodus gelöst wird. 7 ist ein Diagramm, welches den Zustand zeigt, in welchem eine Trenneinrichtung als Reaktion auf ein Versagen eines Hydraulikbremssystems in Eingriff gebracht ist. 8 ist ein Diagramm, welches den Zustand der Abbruchauslösung der Erzeugung des Segeldrehmoments als Reaktion auf das Versagen eines Zusatzbremsfunktionssystems zeigt.
  • Während des Segelns unter Verwendung von Trägheit ohne Betätigen eines Fahrpedals kann das Elektrofahrzeug mit Vierradantrieb die Trenneinrichtung 22 lösen. Um die (vergleichbare) spontane Verzögerung durch ein Motorschleppmoment beim Segeln eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotors zu erzielen, kann das Elektrofahrzeug mit Vierradantrieb es dem ersten Elektromotor 11 ermöglichen, ein Segeldrehmoment für eine künstliche Verzögerung zu erzeugen. Konkreter kann das Segeldrehmoment ein Drehmoment in einer dem Antriebsmoment des ersten Elektromotors 11 entgegen gerichteten Richtung sein (z.B. kann das mittels eines oder beider Elektromotoren erzeugte Segeldrehmoment dem Schleppmoment eines Verbrennungsmotors und/oder eines zum Verbrennungsmotor gehörenden Antriebsstrangs nachgebildet sein).
  • Wenn ein Segeldrehmoment nur in dem ersten Elektromotor 11 erzeugt wird, d.h. wenn in dem zweiten Elektromotor 21 kein Segeldrehmoment erzeugt wird, kann eine Verzögerung nur in dem ersten Elektromotor 11, welcher mit dem Hauptantriebsrad 10 verbunden ist, erzeugt werden, und somit kann das Verhalten eines Fahrzeugs instabil werden.
  • Wenn ein Fahrzeug in dem Zustand, in dem das Verhalten des Fahrzeugs instabil ist, auf einer gefährlichen Straßenoberfläche fährt, d.h. wenn das Fahrzeug während des Segelns in einem Zweiradantriebsmodus auf die gefährliche Straßenoberfläche einfährt, dann kann die Steuereinrichtung 30 eine Segelstabilitätskontrolle durchführen, um Radschlupf unter Verwendung von RSC oder dergleichen zu verhindern, um die Stabilität des Fahrzeugs sicherzustellen.
  • Wenn jedoch die Segelstabilitätskontrolle aufgrund eines Versagens des Zusatzbremsfunktionssystems 50, wie beispielsweise RSC, nicht möglich ist, dann tritt ein übermäßiger Radschlupf in Abhängigkeit vom Zustand einer Straßenoberfläche oder dergleichen auf, und somit kann das Fahrzeug ausbrechen. Wenn das Fahrzeug auf einer gefährlichen Straßenoberfläche mit hoher Radschlupfwahrscheinlichkeit, z.B. auf einer Straßenoberfläche mit niedriger Reibung, fährt, dann kann ein übermäßiger Radschlupf auftreten.
  • Dementsprechend kann die Steuereinrichtung 30, wenn ein Versagen der Bremssysteme 40 und 50 während des Segelns im Zweiradantriebsmodus erfasst wird, die Trenneinrichtung 22 in einen In-Eingriff-Modus umschalten und vom Zweiradantrieb in den Vierradantrieb wechseln.
  • Wie in 6 zu sehen ist, kann im Falle eines Segelns im Zweiradantriebsmodus die Trenneinrichtung 22 gelöst werden, um dadurch das Zusatzantriebsrad 20 und den zweiten Elektromotor 21 voneinander zu trennen, und das Segeldrehmoment kann nur im ersten Elektromotor 11 auftreten.
  • Wie in 7 zu sehen ist, können, wenn die Trenneinrichtung 22 in Eingriff gebracht ist, das Zusatzantriebsrad 20 und der zweite Elektromotor 21 miteinander verbunden sein, und der Zustand zu diesem Zeitpunkt kann der Zustand zum Ermöglichen der Übertragung des Segeldrehmoments des zweiten Elektromotors 21 an das Zusatzantriebsrad 20 werden.
  • Wenn ein Versagen des Hydraulikbremssystems 40 erfasst wird, kann die Steuereinrichtung 30 das ursprünglich dem ersten Elektromotor zugeteilte Segeldrehmoment, vor dem Erkennen eines Fehlers des Hydraulikbremssystems 40 auf den ersten Elektromotor 11 und den zweiten Elektromotor 21 umverteilen, wenn die Trenneinrichtung 22 in Eingriff gebracht wird/ist.
  • Wenn beispielsweise die Bremsensteuereinrichtung 31 ein Versagen des Hydraulikbremssystems 40 erfasst und das erste Bremsenfehlersignal an die VCU 32 überträgt, kann die VCU 32 die Trenneinrichtung 22 in Eingriff bringen und gleichzeitig das Segeldrehmoment basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit an den ersten Elektromotor 11 und an den zweiten Elektromotor 21 umverteilen bzw. neu verteilen.
  • Dies liegt daran, dass es möglich ist, das Zusatzbremsfunktionssystem 50 zu betreiben, wenn nur das Hydraulikbremssystem 40 versagt bzw. eine Fehlfunktion hat, aber das Segeln mit Vierradantrieb im Hinblick auf das Erzielen der Stabilität eines Fahrzeugs vorteilhafter ist als das Segeln mit Zweiradantrieb.
  • Wenn das Segeldrehmoment abhängig von einer Fahrzeuggeschwindigkeit auf den ersten Elektromotor 11 und den zweiten Elektromotor 21 verteilt wird, kann das Segeldrehmoment des Hauptantriebsrads 10 verringert werden, und somit kann die Stabilität eines Fahrzeugs relativ erhöht werden und das Fahrzeug kann ein Ausbrechen sogar auf einer gefährlichen Straßenoberfläche verhindern.
  • Im vorliegenden Fall kann die VCU 32 das Segeldrehmoment des ersten Elektromotors 11 und das Segeldrehmoment des zweiten Elektromotors 21 gemäß einem vorbestimmten Verteilungsverhältnis bestimmen.
  • Wenn ein Versagen des Zusatzbremsfunktionssystems 50 während des Segelns in einem Zweiradantriebsmodus erfasst wird, kann die Steuereinrichtung 30 das Segeldrehmoment nicht auf den ersten Elektromotor 11 und den zweiten Elektromotor 21 verteilen, wie in 8 gezeigt. Mit anderen Worten kann, wenn ein Versagen des Zusatzbremsfunktionssystems 50 erfasst wird, die Steuereinrichtung 30 eine Abbruchauslösung auf das Zuteilen des Segeldrehmoments an den ersten Elektromotor 11 ausführen/anwenden und das Segeldrehmoment nicht an den zweiten Elektromotor 21 zuteilen.
  • Der Grund dafür ist, dass die Stabilität eines Fahrzeugs sichergestellt werden muss, indem ein Schlupf bzw. Rutschen der Antriebsräder 10 und 20 verhindert wird, wenn ein Segeldrehmoment der Elektromotoren 11 und 21 erzeugt wird. Die Steuereinrichtung 30 kann die Trenneinrichtung 22 in Eingriff bringen und den Fahrmodus auf Vierradantrieb wechseln, auch wenn das Zusatzbremsfunktionssystem 50 versagt bzw. eine Fehlfunktion aufweist.
  • Wie oben beschrieben, kann die Abbruchauslösung auf die Ausgabe des Segeldrehmoments des ersten Elektromotors 11 und des zweiten Elektromotors 21 angewendet werden, d.h. das Segeldrehmoment kann durch den ersten Elektromotor 11 oder den zweiten Elektromotor 21 nicht (weiter) erzeugt werden, wodurch die Möglichkeit des Schlupfs bzw. Rutschens der Antriebsräder 10 und 20, wenn das Zusatzbremsfunktionssystem 50 versagt, beseitigt wird und die Stabilität eines Fahrzeugs gewährleistet wird.
  • Während des Segelns in dem Zustand, in welchem der erste Elektromotor 11 und der zweite Elektromotor 21 kein Segeldrehmoment erzeugen, kann ein Fahrzeug die Beschleunigung durch Betätigung eines Fahrpedals wiederaufnehmen. Wenn das Fahrzeug die Beschleunigung wiederaufnimmt und das Fahrzeug nur mit dem Hauptantriebsrad 10 beschleunigt, kann das Verhalten des Fahrzeugs dementsprechend instabil werden, und dementsprechend kann die Trenneinrichtung 22 selbst dann, wenn das Fahrzeug in dem Zustand, in dem kein Segeldrehmoment erzeugt wird, segelt, in Eingriff bleiben, wie in 8 gezeigt.
  • 9 ist ein Diagramm, welches den Zustand zeigt, in dem eine Trenneinrichtung während des normalen Bremsens in einem Zweiradantriebsmodus gelöst wird. 10 ist ein Diagramm, welches den Zustand zeigt, in dem eine Trenneinrichtung als Reaktion auf ein Versagen eines Hydraulikbremssystems in Eingriff gebracht ist. 11 ist ein Diagramm, welches den Zustand zeigt, in dem eine Trenneinrichtung als Reaktion auf ein Versagen eines Zusatzbremsfunktionssystems in Eingriff gebracht ist.
  • Das Elektrofahrzeug mit Vierradantrieb kann in Abhängigkeit von dem Bremsmoment, das ein Fahrer während des Bremsens anfordert, in einem Zweiradantriebsmodus oder einem Allradantriebsmodus verzögern bzw. abbremsen.
  • Wie in 9 gezeigt, können, wenn das Fahrzeug durch Lösen der Trenneinrichtung 22 und Betätigen eines Bremspedals während der Fahrt in einem Zweiradantriebsmodus dazu aufgefordert wird, abzubremsen, das Segeldrehmoment und das regenerative Bremsmoment (z.B. Rekuperationsbremsmoment, Energierückgewinnungsbremsmoment) nur in dem ersten Elektromotor 11, welcher mit dem Hauptantriebsrad 10 verbunden ist, erzeugt werden. In diesem Fall wird die Bremskraft nur durch den ersten Elektromotor 11 erzeugt, und somit kann das Verhalten des Fahrzeugs im Vergleich zum Vierradantriebsmodus instabil werden.
  • Um die Stabilität des Fahrzeugs sicherzustellen, kann die Steuereinrichtung 30 dementsprechend eine Segelstabilitätskontrolle zum Verhindern eines Radschlupfs unter Verwendung von RSC oder dergleichen durchführen, oder kann, wenn ein übermäßiger Radschlupf auftritt, die Steuereinrichtung 30 eine ABS-Steuerung durchführen, indem sie eine Abbruchauslösung auf die Erzeugung des Drehmoments (d.h. Segeldrehmoment und regeneratives Bremsmoment) des ersten Elektromotors 11 ausführt/anwendet (z.B. die Erzeugung des Drehmoments, d.h. des Segeldrehmoments und regeneratives Bremsmoments, des ersten Elektromotors 11 abbricht) und ein Hydraulikdruck-Bremsmoments an das Hauptantriebsrad 10 liefert.
  • Die ABS-Steuerung kann eine Steuerung des Bremsdrucks sein, welcher einer Radbremse mittels eines ABS zugeführt wird, wobei dem Hauptantriebsrad 10 aufgrund des Bremsdrucks der Radbremse ein Hydraulikdruck-Bremsmoment zugeführt wird. Die Segelstabilitätskontrolle kann eine Steuerung zum absichtlichen Durchführen einer Verzögerung unter Verwendung des Segeldrehmoments eines Elektromotors sein. Das regenerative Bremsmoment kann dem antreibenden Drehmoment, welches während des Bremsens an den Elektromotor über die Antriebsräder geliefert wird, entgegenwirken und kann ein Drehmoment in der gleichen Richtung wie das Segeldrehmoment sein.
  • Wenn es jedoch aufgrund eines Versagens der Bremssysteme 40 und 50 nicht möglich ist, eine Segelstabilitätskontrolle oder eine ABS-Steuerung durchzuführen, dann kann ein Fahrzeug ausbrechen, falls das Hauptantriebsrad 10 aufgrund des Zustands einer Straßenoberfläche stark rutscht aus. Wenn ein Fahrzeug beispielsweise in einem Zweiradantriebsmodus bremst, kann ein übermäßiger Radschlupf auf einer Straßenoberfläche mit geringer Reibung (z.B. niedrigem Reibungskoeffizienten), wie zum Beispiel einer nasser Straßenoberfläche, oder einer unregelmäßigen Oberfläche, wie zum Beispiel einer Schotterstraße, auftreten.
  • Wenn somit ein Versagen der Bremssysteme 40 und 50 in einem Zweiradantriebsmodus erfasst wird, kann die Steuereinrichtung 30 die Trenneinrichtung 22 in einen In-Eingriff-Modus versetzen und von Zweiradantrieb auf Vierradantrieb wechseln.
  • Wie in 9 gezeigt, können, wenn ein Fahrzeug in dem Zustand, in welchem die Trenneinrichtung 22 gelöst ist und das Zusatzantriebsrad 20 und der zweite Elektromotor 21 voneinander getrennt sind, bremst, das Segeldrehmoment und das regenerative Bremsmoment nur in dem ersten Elektromotor 11 erzeugt werden.
  • Wie in 10 gezeigt, kann, wenn die Trenneinrichtung 22 in Eingriff gebracht ist und das Zusatzantriebsrad 20 und der zweite Elektromotor 21 miteinander verbunden sind, der Zustand zu diesem Zeitpunkt zu dem Zustand, in welchem der zweite Elektromotor 21 zum Erzeugen eines Segeldrehmoments und eines regenerativen Bremsmoments eingerichtet ist, werden.
  • Bei Erfassung eines Versagens (z.B. Fehlers, Ausfalls) des Hydraulikbremssystems 40 kann die Steuereinrichtung 30 das Segeldrehmoment und das regenerative Bremsmoment, welche vor dem Erfassen des Versagens an den ersten Elektromotor11 zugeteilt waren, an den ersten Elektromotor 11 und den zweiten Elektromotor 21 umverteilen, wenn die Trenneinrichtung 22 in Eingriff gebracht wird/ist.
  • Wenn beispielsweise die Bremsensteuereinrichtung 31 einen Ausfall des Hydraulikbremssystems 40 erfasst und das erste Bremsenfehlersignal an die VCU 32 überträgt, kann die VCU 32 die Trenneinrichtung 22 in Eingriff bringen und gleichzeitig das Segeldrehmoment und das regenerative Bremsmoment an den ersten Elektromotor 11 und den zweiten Elektromotor 21 umverteilen, um dadurch einen Befehl an diese zu senden.
  • Wenn sowohl das Segeldrehmoment als auch das regenerative Bremsmoment in dem ersten Elektromotor 11 und dem zweiten Elektromotor 21 erzeugt werden, kann verhindert werden, dass das Fahrzeug ausbricht, falls das Hydraulikbremssystem 40 versagt bzw. eine Fehlfunktion aufweist. Der Grund dafür ist, dass das Segeldrehmoment und das regenerative Bremsmoment des ersten Elektromotors 11 verringert werden, wenn Drehmoment auch auf den zweiten Elektromotor 21 verteilt wird, wodurch die Stabilität des Fahrzeugs verbessert wird. Ferner kann die VCU 32 im vorliegenden Fall das Drehmoment des ersten Elektromotors 11 und das Drehmoment des zweiten Elektromotors 21 gemäß einem vorbestimmten Verteilungsverhältnis ermitteln.
  • Wenn ein Versagen des Zusatzbremsfunktionssystems 50 während des Bremsens in einem Zweiradantriebsmodus erfasst wird, kann die Steuereinrichtung 30 eine Abbruchauslösung auf die Erzeugung des Segeldrehmoments und des regenerativen Bremsmoments in dem ersten Elektromotor 11 und dem zweiten Elektromotor 21 ausführen/anwenden, wie in 11 gezeigt.
  • Mit anderen Worten kann, wenn ein Versagen des Zusatzbremsfunktionssystems 50 erfasst wird, wenn die Trenneinrichtung 22 gelöst ist und ein Bremspedal betätigt wird, kann die Steuereinrichtung 30 eine Abbruchauslösung auf die Erzeugung des Segeldrehmoments und des regenerativen Bremsmoments des ersten Elektromotors 11 ausführen/anwenden und sogar das Segeldrehmoment oder das regenerative Bremsmoment nicht auf den zweiten Elektromotor 21 verteilen.
  • Dies liegt daran, dass ein Rutschen der Antriebsräder 10 und 20 aufgrund des Segeldrehmoments und des regenerativen Bremsmoments, welche in den Elektromotoren 11 und 21 erzeugt werden, auftritt.
  • Die Steuereinrichtung 30 kann somit das Abbrechen der Erzeugung des Segeldrehmoments und des regenerativen Bremsmoments der Elektromotoren 11 und 21 auslösen, und somit kann ein Rutschen der Antriebsräder 10 und 20 verhindert werden und kann die Stabilität des Fahrzeugs gewährleistet sein. Das heißt, dass, wenn das Zusatzbremsfunktionssystem 50 versagt bzw. eine Fehlfunktion aufweist, der erste Elektromotor 11 und der zweite Elektromotor 21 kein Segeldrehmoment oder regeneratives Bremsmoment erzeugen können, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Rutschens der Antriebsräder 10 und 20 beseitigt und die Stabilität des Fahrzeugs sichergestellt wird.
  • Wenn jedoch in den Elektromotoren 11 und 21 das Segeldrehmoment und regenerative Bremsmoment nicht erzeugt werden, dann kann das von einem Fahrer durch Betätigen eines Bremspedals angeforderte Bremsmoment nicht hinreichend erzielt werden.
  • Daher kann, wie in 11 gezeigt, die Steuereinrichtung 30 den Radbremsen 41 und 42 einen Bremshydraulikdruck des Hydraulikbremssystems 40 zuführen und ein Hydraulikdruck-Bremsmoment auf die Antriebsräder 10 und 20 aufbringen. Hier kann das Hydraulikbremssystem 40 eine integrierte elektrische Bremse (IEB) mit einem elektrischen (Bremskraft-)Verstärker oder dergleichen sein.
  • Wenn beispielsweise in den Elektromotoren 11 und 21 das Segeldrehmoment und regenerative Bremsmoment nicht erzeugt werden, dann kann die Bremsensteuereinrichtung 31 das Hydraulikbremssystem 40 betreiben, um dadurch einen Bremshydraulikdruck zu erzeugen. In diesem Fall kann der Bremshydraulikdruck des Hydraulikbremssystems 40 gemäß dem von einem Fahrer angeforderten Bremsmoment ermittelt werden.
  • Wie in 11 gezeigt, kann, während das Fahrzeug in dem Zustand, in dem der erste Elektromotor 11 und der zweite Elektromotor 21 kein Segeldrehmoment oder regeneratives Bremsmoment erzeugen, verzögert bzw. abbremst, das Fahrzeug durch Betätigung eines Fahrpedals wieder beschleunigen. Wenn das Fahrzeug wieder beschleunigt, dann kann, falls das Fahrzeug nur mit dem Hauptantriebsrad 10 beschleunigt, das Verhalten des Fahrzeugs dementsprechend instabil werden, und daher kann die Trenneinrichtung 22 selbst dann, wenn der Zustand zu diesem Zeitpunkt der Zustand, in welchem die Elektromotoren 11 und 21 ein Segeldrehmoment oder ein regeneratives Bremsmoment nicht erzeugen, ist, in Eingriff bleiben, um für auf die Wiederbeschleunigung vorbereitet zu sein, wie in 11 gezeigt.
  • 12 und 13 sind Flussdiagramme, welche ein Beispiel eines Verfahrens zum Reagieren auf ein Versagen eines Bremssystems durch eine Steuerungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, um auf ein Versagen zu reagieren, gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen. A von 12 ist mit A von 13 verbunden. Es wird angemerkt, dass das Verfahren zum Reagieren auf ein Versagen eines Bremssystems gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf die in 12 und 13 gezeigte Reihenfolge beschränkt ist.
  • Wie in 12 gezeigt, kann die Steuereinrichtung 30 überwachen, ob die Bremssysteme 40 und 50 während der Fahrt im Zweiradantriebsmodus versagen bzw. eine Fehlfunktion haben (S100). Wenn ein Versagen bzw. eine Fehlfunktion der Bremssysteme 40 und 50 erfasst wird, kann die Steuereinrichtung 30 die Trenneinrichtung 22 in Eingriff bringen (S110).
  • Beispielsweise kann die Bremsensteuereinrichtung 31 überwachen, ob die Bremssysteme 40 und 50 versagen bzw. eine Fehlfunktion haben, und wenn ein Versagen bzw. eine Fehlfunktion der Bremssysteme 40 und 50 erfasst wird, kann die Bremsensteuereinrichtung 31 ein Bremsenfehlersignal der Bremssysteme 40 und 50 an die VCU 32 übertragen. Wenn das Bremsenfehlersignal empfangen wird, kann die VCU 32 die Trenneinrichtung 22 in Eingriff bringen und das Zusatzantriebsrad 20 und den zweiten Elektromotor 21 miteinander verbinden.
  • Die Steuereinrichtung 30 kann ermitteln, ob ein Versagen der Bremssysteme 40 und 50 gleich einem Versagen des Hydraulikbremssystems 40 ist (S120). Beispielsweise kann die VCU 32 ermitteln, ob das von der Bremsensteuereinrichtung 31 übertragene Bremsenfehlersignal das erste Bremsenfehlersignal ist.
  • Wenn ein Versagen des Hydraulikbremssystems 40 erfasst wird, kann die Steuereinrichtung 30 den Fahrmodus des Fahrzeugs als einen von einem Bremsmodus und einem Segelmodus ermitteln. Hierzu kann die Steuereinrichtung 30 bei Erfassung eines Versagens des Hydraulikbremssystems 40 zuerst ermitteln, ob ein Fahrzeug beschleunigt (S130). Wenn beispielsweise das erste Bremsenfehlersignal empfangen wird, kann die VCU 32 zuerst bestimmen, ob das Fahrzeug beschleunigt.
  • Wenn das Fahrzeug beschleunigt, kann die Steuereinrichtung 30 das Antriebsmoment auf den ersten Elektromotor 11 und den Elektromotor 21 verteilen, wenn die Trenneinrichtung 22 in Eingriff gebracht ist (S140). Im Detail kann die Steuereinrichtung 30 vor dem Erfassen eines Versagens des Hydraulikbremssystems 40 das von einem Fahrer angeforderte Beschleunigungsmoment, welches vor dem Erfassen eines Versagens des Hydraulikbremssystems 40 an den ersten Elektromotor 11 zugeteilt ist, auf den ersten Elektromotor 11 und den zweiten Elektromotor 21 umverteilen, wenn die Trenneinrichtung 22 im Eingriff ist.
  • Dementsprechend kann die Steuereinrichtung 30 ein Durchdrehverhältnis (Englisch „spin ratio“) der Antriebsräder 10 und 20 mit einem ersten Durchdrehverhältnis X vergleichen (S150). Das erste Durchdrehverhältnis X kann als ein Durchdrehverhältnis, bei dem ein Fahrzeug ausbrechen kann, festgelegt werden.
  • Wenn jedes von einem Durchdrehverhältnis der Hauptantriebsräder 10 und einem Durchdrehverhältnis der Zusatzantriebsräder 20 größer als das erste Durchdrehverhältnis X ist, kann die Steuereinrichtung 30 das TCS zur Durchdrehkontrolle der Antriebsräder 10 und 20 betreiben und eine Verringerung des Durchdrehverhältnisses der Antriebsräder 10 und 20 bewirken (S160). Im Detail kann, wenn das Durchdrehverhältnis der Antriebsräder 10 und 20 größer als das erste Durchdrehverhältnis X ist, die Steuereinrichtung 30 das Antriebsmoment der Elektromotor 11 und 21 über das TCS steuern, um ein Durchdrehen der Räder zu verhindern und die Beschleunigungseigenschaften des Fahrzeugs sicherzustellen. Im vorliegenden Fall kann das TCS das Antriebsmoment eines Elektromotors verringern, um dadurch ein Durchdrehen des Antriebsrads zu verhindern, während ein Fahrzeug beschleunigt.
  • Wenn das Durchdrehverhältnis des Hauptantriebsrads 10 und das Durchdrehverhältnis des Zusatzantriebsrads 20 jeweils gleich oder kleiner dem ersten Durchdrehverhältnis X sind, kann die Steuereinrichtung 30 ermitteln, dass das Fahrzeug in dem Vierradantrieb auf normale Weise beschleunigt (S170).
  • Wenn im Vorgang S130 ermittelt wird, dass das Fahrzeug nicht beschleunigt, dann kann die Steuereinrichtung 30 ermitteln, ob das Fahrzeug bremst (S180). Im vorliegenden Fall kann basierend darauf, ob ein Bremspedal betätigt wird, ermittelt werden, ob das Fahrzeug bremst.
  • Wenn ermittelt wird, dass das Fahrzeug bremst, kann die Steuereinrichtung 30 das Segeldrehmoment und das regenerative Bremsmoment auf den ersten Elektromotor 11 und den zweiten Elektromotor 21 verteilen basierend auf der Echtzeit-Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Betätigungsgrad (z.B. dem Grad des Niederdrückens) eines Bremspedals (d.h. des vom Fahrer angeforderten Bremsmoment) (S190).
  • Dementsprechend kann die Steuereinrichtung 30 das Schlupfverhältnis der Antriebsräder 10 und 20 mit einem ersten Schlupfverhältnis Y vergleichen (S200). Wenn das Schlupfverhältnis des Hauptantriebsrads 10 und das Schlupfverhältnis des Zusatzantriebsrads 20 kleiner als das erste Schlupfverhältnis Y sind, kann die Steuereinrichtung 30 ermitteln, dass das Fahrzeug im Allradantriebsmodus auf normale Weise verzögert (S210).
  • Wenn das Schlupfverhältnis der Hauptantriebsräder 10 und das Schlupfverhältnis der Zusatzantriebsräder 20 gleich oder größer dem ersten Schlupfverhältnis Y sind, dann kann die Steuereinrichtung 30 das Schlupfverhältnis der Antriebsräder 10 und 20 auch mit einem zweiten Schlupfverhältnis Z vergleichen (S220).
  • Im vorliegenden Fall kann das erste Schlupfverhältnis Y als ein Wert, bei dem das Fahrzeug ausbrechen kann, festgelegt werden und kann das zweite Schlupfverhältnis Z kann als ein Wert, der um einen vorbestimmten Wert größer als das erste Schlupfverhältnis Y ist, festgelegt werden. Das zweite Schlupfverhältnis Z kann als ein Schlupfverhältniswert, bei welchem festgestellt wird, dass das Schlupfverhältnis der Antriebsräder 10 und 20 übermäßig ist und die Antriebsräder 10 und 20 blockiert sind, festgelegt werden. Beispielsweise kann das zweite Schlupfverhältnis Z „das erste Schlupfverhältnis Y + α“ sein.
  • Als Vergleichsergebnis des Vorgangs S220 kann, wenn das Schlupfverhältnis der Hauptantriebsräder 10 und das Schlupfverhältnis des Zusatzantriebsrads 20 kleiner als das zweite Schlupfverhältnis Z sind, d.h. wenn beide Schlupfverhältnisse der Antriebsräder 10 und 20 gleich oder größer dem ersten Schlupfverhältnis Y und kleiner dem zweiten Schlupfverhältnis Z sind, die Steuereinrichtung 30 eine Abbruchauslösung auf die Erzeugung des regenerativen Bremsmoments der Elektromotoren 11 und 21 ausführen/anwenden und die RSC zur Schlupfregelung der Antriebsräder 10 und 20 betreiben (S230). In diesem Fall kann RSC das Schlupfverhältnis der Antriebsräder 10 und 20 verringern, indem eine Steuerung zur Verringerung in der Erzeugung des Segeldrehmoments der Elektromotoren 11 und 21 durchgeführt wird.
  • Wenn das Schlupfverhältnis der Antriebsräder 10 und 20 gleich oder größer dem zweiten Schlupfverhältnis Z ist, kann die Steuereinrichtung 30 ermitteln, dass die aktuelle Situation eine gefährliche Situation ist, in der die Antriebsräder 10 und 20 blockiert sein können.
  • Somit kann die Steuereinrichtung 30 eine Abbruchauslösung auf die Erzeugung des Segeldrehmoments und des regenerativen Bremsmoments der Elektromotoren 11 und 21 ausführen/anwenden und jeder der Radbremsen 41 und 42 des Hauptantriebsrads 10 und des Zusatzantriebsrads 20 einen Bremshydraulikdruck durch das Hydraulikbremssystem 40 zuführen und kann somit das Hydraulikdruck-Bremsmoment an die Antriebsräder 10 und 20 liefern (S240). Im vorliegenden Fall kann der Bremshydraulikdruck der Radbremsen 41 und 42 das Segeldrehmoment und das regenerative Bremsmoment der Elektromotoren 11 und 21 ersetzen (bzw. durch besagte Drehmomente der Elektromotoren ersetzt werden), und somit kann der Bremshydraulikdruck basierend auf dem Segeldrehmoment und dem regenerativen Bremsmoment ermittelt werden.
  • Die Steuereinrichtung 30 kann das ABS zur Radschlupfregelung auf Grundlage des Umstands betreiben, dass die aktuelle Situation eine Situation ist, in der das Hydraulikbremssystem 40 versagt bzw. nicht richtig funktioniert (S240). Während das ABS betrieben wird, kann Bremsdruck der Radbremsen 41 und 42, die jeweilig an den Antriebsrädern 10 und 20 vorgesehen sind, so gesteuert werden, dass die einzelnen Schlupfverhältnisse der Antriebsräder 10 und 20 verringert werden, wodurch verhindert wird, dass die Antriebsräder 10 und 20 blockiert werden.
  • Wenn ermittelt wird, dass das Fahrzeug im Vorgang S180 nicht bremst, kann die Steuereinrichtung 30 ermitteln, dass das Fahrzeug segelt.
  • Wenn ein Versagen des Hydraulikbremssystems 40 erfasst wird und das Fahrzeug segelt, kann die Steuereinrichtung 30 das Segeldrehmoment auf den ersten Elektromotor 11 und den zweiten Elektromotor 21 verteilen (S250). Mit anderen Worten kann, wenn das erste Bremsenfehlersignal erfasst wird, die Steuereinrichtung 30, wenn das Fahrzeug segelt, das Segeldrehmoment, welches dem ersten Elektromotor 11 vor dem Erfassen des ersten Bremsenfehlersignals zugeteilt ist, an den ersten Elektromotor 11 und den zweiten Elektromotor 21 verteilen.
  • Die Steuereinrichtung 30 kann das Schlupfverhältnis der Antriebsräder 10 und 20 mit dem ersten Schlupfverhältnis Y vergleichen (S260). Wenn das Schlupfverhältnis des Hauptantriebsrads 10 und das Schlupfverhältnis der Zusatzantriebsräder 20 kleiner sind als das erste Schlupfverhältnis Y, dann kann die Steuereinrichtung 30 ermitteln, dass das Fahrzeug im Allradantriebsmodus auf normale Weise abbremst (S210).
  • Wenn das Schlupfverhältnis der Hauptantriebsräder 10 und der Zusatzantriebsräder 20 gleich oder größer dem ersten Schlupfverhältnis Y ist, kann die Steuereinrichtung 30 die RSC zur Schlupfregelung der Antriebsräder 10 und 20 betreiben (S270). Im vorliegenden Fall kann die RSC das Segeldrehmoment der Elektromotoren 11 und 21 steuern und das Schlupfverhältnis der Antriebsräder 10 und 20 verringern. Beispielsweise kann die RSC das Segeldrehmoment der Elektromotoren 11 und 21 reduzieren, um dadurch das Schlupfverhältnis der Antriebsräder 10 und 20 zu verringern.
  • Wie in 13 gezeigt, kann die Steuereinrichtung 30 ermitteln, dass das die Zusatzbremsfunktionssystem 50 versagt bzw. eine Fehlfunktion aufweist (S280), wenn im Vorgang S100 ermittelt wird, dass das Hydraulikbremssystem 40 nicht versagt bzw. keine Fehlfunktion aufweist.
  • Wenn ein Versagen des Zusatzbremsfunktionssystems 50 erfasst wird, kann die Steuereinrichtung 30 zuerst eine Fahrzeuggeschwindigkeit auf die erste Geschwindigkeit oder weniger begrenzen (S290) und kann dann den Fahrmodus des Fahrzeugs ermitteln.
  • Die Steuereinrichtung 30 kann zuerst ermitteln, ob das Fahrzeug beschleunigt (S300) und kann ermitteln, dass das Fahrzeug bremst, wenn das Fahrzeug nicht beschleunigt (S310).
  • Wenn das Fahrzeug beschleunigt, kann die Steuereinrichtung 30 das Beschleunigungsdrehmoment auf den ersten Elektromotor 11 und den zweiten Elektromotor 21 verteilen (S320). Im Detail kann die Steuereinrichtung 30 das von einem Fahrer angeforderte Beschleunigungsdrehmoment, welches dem ersten Elektromotor 11 vor dem Erfassen eines Versagens des Zusatzbremsfunktionssystems 50 zugeteilt ist, auf den ersten Elektromotor 11 und den zweiten Elektromotor 21 umverteilen, wenn die Trenneinrichtung 22 in Eingriff gebracht wird/ist. Dies liegt daran, dass die Stabilität des Fahrzeugs sichergestellt werden muss, indem verhindert wird, dass die Antriebsräder 10 und 20 durchdrehen.
  • Während das Fahrzeug bremst, kann die Steuereinrichtung 30 eine Abbruchauslösung auf das Erzeugen des Segeldrehmoments und des regenerativen Bremsmoments der Elektromotoren 11 und 21 ausführen/anwenden (S330). Dies liegt daran, dass die Stabilität eines Fahrzeugs sichergestellt werden muss, indem ein durch die Erzeugung des Segeldrehmoments und des regenerativen Bremsmoments der Elektromotoren 11 und 21 bedingtes Rutschen der Antriebsräder 10 und 20 verhindert wird.
  • Wenn als Ergebnis der Ermittlung im Vorgang S310 ermittelt wird, dass das Fahrzeug nicht bremst, d.h. wenn das Fahrzeug segelt, eine Abbruchauslösung auf die Erzeugung des Segeldrehmoments der Elektromotoren 11 und 21 angewendet werden (S340). Dies liegt daran, dass ein durch die Erzeugung des Segeldrehmoments der Elektromotoren 11 und 21 bedingtes Rutschen der Antriebsräder 10 und 20 verhindert werden muss.
  • 14 ist ein Referenzdiagramm zum Erläutern des Verhaltens eines Fahrzeugs, wenn eine Radblockierung aufgrund einer übermäßigen Bremskraft eines Hinterrads auftritt.
  • Unter Bezugnahme auf 14 können, wenn die Bremskraft eines Hinterrads 10' übermäßig hoch ist, die Bremskraft Fxf und die Seitenkraft Fyf auf ein Vorderrad 20' aufgebracht werden, und im Gegensatz dazu kann eine Radblockierung des Hinterrads 10' auftreten, wobei jedoch eine Seitenkraft nicht aufgebracht werden kann und nur die Bremskraft Fxf aufgebracht werden kann.
  • In diesem Fall können die Trägheitskraft Fx und die Seitenkraft Fy als Gegenkraft der Bremskraft und der Seitenkraft in Längsrichtung und in Querrichtung zu einem Schwerpunkt eines Fahrzeugs aufgebracht werden, und sowohl eine Kraft als auch ein Drehmoment der resultierenden Kraft, welche auf das Fahrzeug in einer Längsrichtung aufgebracht wird, sind ausgeglichen bzw. im Gleichgewicht, wobei jedoch die seitlich gerichtete Kraft Fy in Querrichtung ein Moment ‚Fy × b‘ bezogen auf den Schwerpunkt eines Fahrzeugs bilden kann. Wenn sich das Fahrzeug aufgrund des Moments in Seitenrichtung dreht, wird der Winkel α zwischen der auf den Schwerpunkt ausgeübten Trägheitskraft und der resultierenden Kraft erhöht, und somit kann mit Erzeugung eines zunehmenden Gierens die Bremsstabilität des Fahrzeugs verschlechtert werden.
  • Gemäß den vorgenannten Lösungen kann die vorliegende Erfindung die Stabilität eines Fahrzeugs während des Segelns des Fahrzeugs zusätzlich zu den Situationen, in dem das Fahrzeug beschleunigt und bremst, wenn ein Bremssystem in einem Zweiradantriebsmodus eine Fehlfunktion aufweist, sicherstellen.
  • Ferner beziehen sich der Begriff „Steuereinrichtung“, „Steuereinheit“ oder „Steuergerät“ auf eine Hardwareeinrichtung mit einem Speicher und einem Prozessor, der dazu eingerichtet ist, einen oder mehrere Schritte auszuführen, die als eine Algorithmusstruktur interpretiert werden. Der Speicher speichert Algorithmusschritte und der Prozessor führt die Algorithmusschritte aus, um einen oder mehrere Prozesse eines Verfahrens gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auszuführen. Die Steuereinrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann durch einen nichtflüchtigen Speicher, welcher dazu eingerichtet ist, Algorithmen zum Steuern des Betriebs zahlreicher Komponenten eines Fahrzeugs oder Daten über Softwarebefehle zum Ausführen der Algorithmen zu speichern, und durch einen Prozessor, der welcher dazu eingerichtet ist, einen vorstehend beschriebenen Betriebsablauf unter Verwendung der im Speicher gespeicherten Daten auszuführen, umgesetzt sein. Der Speicher und der Prozessor können individuelle Chips sein. Alternativ können der Speicher und der Prozessor in einen einzigen Chip integriert sein. Der Prozessor kann als ein oder mehrere Prozessoren umgesetzt sein.
  • Die Steuereinrichtung oder die Steuereinheit kann mindestens ein Mikroprozessor sein, welcher anhand eines vorbestimmten Programms betrieben wird, das eine Reihe von Befehlen zum Ausführen des Verfahrens, welches in den vorgenannten zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart ist, enthalten kann.
  • Die vorstehend beschriebene Erfindung kann auch als computerlesbare Codes in einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium realisiert sein. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium ist jegliche Datenspeichervorrichtung, welche Daten speichern kann, welche anschließend mittels eines Computersystems ausgelesen werden können. Beispiele des computerlesbaren Aufzeichnungsmediums umfassen ein Festplattenlaufwerk (HDD), ein Halbleiterlaufwerk (sog. Solid-State-Laufwerk, SSD), ein Siliziumlaufwerk (SDD), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), eine CD-ROMs, Magnetbänder, Disketten, optische Datenspeichervorrichtungen, etc. sowie Implementierungen als Trägerwellen (z.B. Übertragung über das Internet).
  • In zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann jeder vorstehend beschriebene Betriebsvorgang anhand einer Steuereinrichtung ausgeführt werden, und die Steuereinrichtung kann durch mehrere Steuereinrichtungen oder eine integrierte Einzelsteuereinrichtung ausgestaltet sein.
  • Zur Erleichterung der Erklärung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „ober...“, „unter...“, „inner...“, „äußer...“, „hoch“, „runter“, „aufwärts“, „abwärts“, „vorder...“, „hinter...“, „vorne“, „hinten“ „nach innen / einwärts“, „nach außen / auswärts“, „innerhalb, „außerhalb“, „innen“, „außen“, „nach vorne / vorwärts“ und „nach hinten / rückwärts“ dazu verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf deren Positionen, wie sie in den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben. Es ist ferner zu verstehen, dass der Begriff „verbinden“ oder seine Abwandlungen sich sowohl auf eine direkte als auch eine indirekte Verbindung beziehen.
  • Die vorhergehenden Beschreibungen von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienten dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.

Claims (19)

  1. Steuerungsvorrichtung zum Reagieren auf ein Versagen eines Bremssystems (40, 50) eines Elektrofahrzeugs mit Vierradantrieb, die Steuerungsvorrichtung aufweisend: einen ersten Elektromotor (11), welcher dazu eingerichtet ist, wahlweise ein Antriebsmoment an ein Hauptantriebsrad (10) des Fahrzeugs zu liefern, einen zweiten Elektromotor (21), welcher dazu eingerichtet ist, wahlweise ein Antriebsmoment an ein Zusatzantriebsrad (20) des Fahrzeugs zu liefern, eine Trenneinrichtung (22), welche an einer Antriebswelle des Zusatzantriebsrads (20) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, wahlweise eine Leistungsübertragung zwischen dem Zusatzantriebsrad (20) und dem zweiten Elektromotor (21) zu schalten, und eine Steuereinrichtung (30), welche dazu eingerichtet ist, die Trenneinrichtung (22) dazu zu steuern, das Zusatzantriebsrad (20) und den zweiten Elektromotor (21) zu verbinden, falls das Versagen des Bremssystems (40, 50) im Fahrzeug erfasst wird, wenn das Fahrzeug in einem Zustand, in dem das Zusatzantriebsrad (20) und der zweite Elektromotor (21) durch die Trenneinrichtung (22) getrennt sind, fährt.
  2. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Versagen des Bremssystems (40, 50) einen ersten Bremsenfehler aufweist, und wobei die Steuereinrichtung (30) bei Erfassung des ersten Bremsenfehlers des Bremssystems (40, 50) während des Beschleunigens des Fahrzeugs dazu eingerichtet ist, ein von einem Fahrer angefordertes Beschleunigungsdrehmoment auf den ersten Elektromotor (11) und den zweiten Elektromotor (21) umzuverteilen, wenn die Trenneinrichtung (22) in Eingriff gebracht ist.
  3. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der erste Bremsenfehler ein Fehler ist, bei welchem ein Zielhydraulikdruck nicht auf normale Weise durch Betätigen eines Bremspedals des Fahrzeugs bereitgestellt werden kann.
  4. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei, wenn die Trenneinrichtung (22) in Eingriff gebracht ist, das Zusatzantriebsrad (20) und der zweite Elektromotor (21) verbunden sind, um eine Leistung vom zweiten Elektromotor (21) an das Zusatzantriebsrad (20) zu übertragen.
  5. Steuerungsvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, wobei, wenn ein Durchdrehverhältnis des Hauptantriebsrads (10) und des Zusatzantriebsrads (20) größer einem vorbestimmten ersten Durchdrehverhältnis (X) ist, die Steuereinrichtung (30) dazu eingerichtet ist, die Antriebsmomente des ersten Elektromotors (21) und des zweiten Elektromotors (22) zu verringern und das Durchdrehverhältnis des Hauptantriebsrads (10) und des Zusatzantriebsrads (20) zu verringern.
  6. Steuerungsvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Versagen des Bremssystems (40, 50) einen zweiten Bremsenfehler aufweist, und wobei die Steuereinrichtung (30) bei Erfassung des zweiten Bremsenfehlers des Bremssystems (40, 50) während des Beschleunigens des Fahrzeugs dazu eingerichtet ist, eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine vorbestimmte erste Geschwindigkeit zu begrenzen und ein von einem Fahrer angefordertes Beschleunigungsdrehmoment auf den ersten Elektromotor (11) und den zweiten Elektromotor (21) umzuverteilen, wenn die Trenneinrichtung (22) in Eingriff gebracht ist.
  7. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 6, der zweite Bremsenfehler ein Fehler ist, bei welchem ein Zusatzbremsfunktionssystem (50) nicht betrieben werden kann, um ein Durchdrehen und Rutschen von mindestens einem von dem Hauptantriebsrad (10) und dem Zusatzantriebsrad (20) zu verhindern.
  8. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder irgendeinem der Ansprüche 4 bis 7, insofern auf Anspruch 3 rückbezogen, wobei die Steuereinrichtung (30) bei Erfassung des ersten Bremsenfehlers des Bremssystems (40, 50) während des Segelns des Fahrzeugs dazu eingerichtet ist, ein Segeldrehmoment abhängig von einer Fahrzeuggeschwindigkeit auf den ersten Elektromotor (11) und den zweiten Elektromotor (21) umzuverteilen, wenn die Trenneinrichtung (22) in Eingriff gebracht ist.
  9. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei, wenn ein Schlupfverhältnis des Hauptantriebsrads (10) und des Zusatzantriebsrads (20) gleich oder größer einem vorbestimmten ersten Schlupfverhältnis (Y) ist, die Steuereinrichtung (30) dazu eingerichtet ist, das Segeldrehmoment des ersten Elektromotors (11) und des zweiten Elektromotors (21) zu steuern und das Schlupfverhältnis des Hauptantriebsrads (10) und des Zusatzantriebsrads (20) zu verringern
  10. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder nach irgendeinem der Ansprüche 8 und 9, insofern auf Anspruch 7 rückbezogen, wobei die Steuereinrichtung (30) bei Erfassung des zweiten Bremsenfehlers des Bremssystems (40, 50) während des Segelns des Fahrzeugs dazu eingerichtet ist, eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine vorbestimmte erste Geschwindigkeit zu begrenzen und eine Abbruchauslösung auf die Erzeugung des Segeldrehmoments des ersten Elektromotors (11) und des zweiten Elektromotors (21) auszuführen, wenn die Trenneinrichtung (22) in Eingriff gebracht ist.
  11. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder irgendeinem der Ansprüche 4 bis 10, insofern auf Anspruch 3 rückbezogen, wobei die Steuereinrichtung (30) bei Erfassung des ersten Bremsenfehlers des Bremssystems (40, 50) während des Bremsens des Fahrzeugs dazu eingerichtet ist, ein Segeldrehmoment in Abhängigkeit von einer Fahrzeuggeschwindigkeit und ein regenerativen Bremsmoment durch Betätigen eines Bremspedals auf den ersten Elektromotor (11) und den zweiten Elektromotor (21) umzuverteilen, wenn die Trenneinrichtung (22) in Eingriff gebracht ist.
  12. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei, wenn das Schlupfverhältnis des Hauptantriebsrads (10) und das Schlupfverhältnis des Zusatzantriebsrads (20) gleich oder größer einem vorbestimmten ersten Schlupfverhältnis (Y) sind und kleiner als ein zweites Schlupfverhältnis (Z) sind, die Steuereinrichtung (30) dazu eingerichtet ist, eine Abbruchauslösung auf die Erzeugung des regenerativen Bremsmoments des ersten Elektromotors (11) und des zweiten Elektromotors (21) auszuführen und das Segeldrehmoment des ersten Elektromotors (11) und des zweiten Elektromotors (21) so zu steuern, dass das Schlupfverhältnis des Hauptantriebsrads (10) und des Zusatzantriebsrads (20) verringert wird.
  13. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei, wenn das Schlupfverhältnis des Hauptantriebsrads (10) und das Schlupfverhältnis des Zusatzantriebsrads (20) gleich oder größer dem zweiten Schlupfverhältnis (Z) sind, die Steuereinrichtung (30) dazu eingerichtet ist, eine Abbruchauslösung auf die Erzeugung des Segeldrehmoments und des regenerativen Bremsmoments des ersten Elektromotors (11) und des zweiten Elektromotors (21) auszuführen, um einen Bremshydraulikdruck an eine Radbremse (41, 42) von jedem von dem Hauptantriebsrad (10) und dem Zusatzantriebsrad (20) zu liefern.
  14. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Bremshydraulikdruck der Radbremse (41, 42) in Abhängigkeit von dem Segeldrehmoment und dem regenerativen Bremsmoment ermittelt wird.
  15. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Steuereinrichtung (30) dazu eingerichtet sein, den Bremsdruck der Radbremse (41, 42) so zu steuern, dass das Schlupfverhältnis des Hauptantriebsrads (10) und des Zusatzantriebsrads (20) verringert wird.
  16. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder irgendeinem der Ansprüche 8 bis 15, insofern auf Anspruch 7 rückbezogen, wobei die Steuereinrichtung (30) bei Erfassung des zweiten Bremsenfehlers des Bremssystems, während das Fahrzeug bremst, dazu eingerichtet ist, eine Abbruchauslösung auf die Erzeugung des Segeldrehmoments und des regenerativen Bremsmoments des ersten Elektromotors (11) und des zweiten Elektromotors (21) auszuführen.
  17. Steuerverfahren zum Reagieren auf ein Versagen eines Bremssystems (40, 50) eines Fahrzeugs, das Steuerverfahren aufweisend: In-Eingriff-Bringen (S110), mittels eines Signals einer Steuereinrichtung (30), einer Trenneinrichtung (22), um ein Zusatzantriebsrad (20) und einen zweiten Elektromotor (21) zu verbinden, falls das Versagen des Bremssystems (40, 50) in dem Fahrzeug erfasst wird, wenn das Fahrzeug in einem Zustand, in welchem das Zusatzantriebsrad (20) und der zweite Elektromotor (21) durch die Trenneinrichtung (22) voneinander getrennt sind, fährt, wobei das Fahrzeug aufweist: ein Hauptantriebsrad (10), das Zusatzantriebsrad (20), die Steuereinrichtung (30) und die Trenneinrichtung (22), den ersten Elektromotor (11), welcher dazu eingerichtet ist, wahlweise ein Antriebsmoment an das Hauptantriebsrad (10) des Fahrzeugs zu liefern, den zweiten Elektromotor (21), welcher dazu eingerichtet ist, wahlweise ein Antriebsmoment an das Zusatzantriebsrad (20) des Fahrzeugs zu liefern, und die Trenneinrichtung (22), welche an einer Antriebswelle des Zusatzantriebsrads (20) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, wahlweise eine Leistungsübertragung zwischen dem Zusatzantriebsrad (20) und dem zweiten Elektromotor (21) in Abhängigkeit von dem Signal der Steuereinrichtung (30) zu schalten.
  18. Steuerverfahren nach Anspruch 17, wobei das Versagen des Bremssystems (40, 50) einen ersten Bremsenfehler aufweist, wobei das Steuerverfahren ferner aufweist: bei Erfassung des ersten Bremsenfehlers des Bremssystems (40, 50) während des Beschleunigens des Fahrzeugs, Umverteilen (S140), durch die Steuereinrichtung (30), eines von einem Fahrer angeforderten Beschleunigungsdrehmoments auf den ersten Elektromotor (11) und den zweiten Elektromotor (21), wenn die Trenneinrichtung (22) in Eingriff gebracht ist, und wobei der erste Bremsenfehler ein Fehler ist, bei welchem ein Zielhydraulikdruck nicht auf normale Weise durch Betätigen eines Bremspedals des Fahrzeugs bereitgestellt werden kann.
  19. Steuerverfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Versagen des Bremssystems (40, 50) einen zweiten Bremsenfehler aufweist, wobei das Steuerverfahren ferner aufweist: bei Erfassung des zweiten Bremsenfehlers des Bremssystems (40, 50) während des Beschleunigens des Fahrzeugs, die Steuereinrichtung (30) dazu eingerichtet ist, eine maximale Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine vorbestimmte erste Geschwindigkeit zu begrenzen (S290) und ein von einem Fahrer angefordertes Beschleunigungsdrehmoment auf den ersten Elektromotor (11) und den zweiten Elektromotor (21) umzuverteilen (S320), wenn die Trenneinrichtung (22) in Eingriff gebracht ist, und wobei der zweite Bremsenfehler ein Fehler ist, bei welchem ein Zusatzbremsfunktionssystem (50) nicht betrieben werden kann, um ein Durchdrehen und Rutschen von mindestens einem von dem Hauptantriebsrad (10) und dem Zusatzantriebsrad (20) zu verhindern.
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