DE102021122301A1

DE102021122301A1 - System und verfahren zum reduzieren von mit gangspiel zusammenhängenden drehmomentstörungen

Info

Publication number: DE102021122301A1
Application number: DE102021122301.6A
Authority: DE
Inventors: Weitian Chen; Matthew John Shelton; Zhengyu Dai; Pinzhi Liu; Jose VELAZQUEZ ALCANTAR; Joseph Jay Torres
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2021-08-27
Publication date: 2022-03-03
Also published as: US11493127B2; US20220065346A1; CN114103657A

Abstract

Diese Offenbarung stellt ein System und Verfahren zum Reduzieren von mit Gangspeil zusammenhängenden Drehmomentstörungen bereit. Es sind Verfahren und ein System zum Ändern eines Kraftübertragungsgangbereichs von einem niedrigeren Gangbereich zu einem höheren Gangbereich beschrieben. Die Kraftübertragung kann zwei elektrische Maschinen und vier Kupplungen in einer Vierradantriebskonfiguration beinhalten. Die Verfahren und Systeme ermöglichen, dass eine Kraftübertragung aus einem niedrigeren Gangbereich in einen höheren Gangbereich wechselt, und zwar auf eine Weise, die Drehmomentstörungen reduzieren kann, die sich aus einem Zahnradspiel ergeben können.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Schalten von Gangbereichen von Achsen eines Elektrofahrzeugs mit Vierradantrieb. Das Elektrofahrzeug kann elektrische Maschinen beinhalten, die Leistung an eine Vorderachse und eine Hinterachse bereitstellen können.
Allgemeiner Stand der Technik
Eine Fahrzeugachse kann mit einer elektrischen Maschine, einem Getriebe und einem Achsantrieb konfiguriert sein. Das Getriebe und der Achsantrieb beinhalten Zahnräder, die ineinandergreifen, um einen mechanischen Vorteil bereitzustellen, der zum Antreiben eines Fahrzeugs genutzt wird. Die Zahnräder innerhalb des Getriebekastens und des Achsantriebs können mit anderen Zahnrädern in Kontakt bleiben, wenn durch die Zahnräder kontinuierlich positives oder negatives Drehmoment zugeführt wird. Wenn sich jedoch die Drehmomentübertragung durch die Zahnräder von positivem Drehmoment zu negativem Drehmoment überträgt oder umgekehrt, können sich die Zahnradzähne trennen und dann in einem anderen Bereich der Zahnradzähne ineinandergreifen, sodass die Zahnradzähne aufeinanderprallen. Das Aufeinanderprallen zwischen den Zahnradzähnen kann von Insassen eines Fahrzeugs gefühlt und/oder gehört werden. Zum Beispiel können Fahrzeuginsassen ein Klappern und eine momentane Änderung der Fahrzeug- und/oder Kraftübertragungsgeschwindigkeit beobachten. Die Trennung zwischen den Zahnräder kann aus einem Freiraum oder Spiel zwischen den Zahnrädern resultieren, das ermöglicht, dass sich die Drehmomentübertragung durch die Zahnräder umkehrt, während die Bewegung der Zahnräder fortgesetzt werden kann. Somit kann das Zahnradspiel wünschenswert sein, aber es kann auch mögliche Drehmomentstörungen in der Kraftübertragung berücksichtigen.
Das Getriebe kann aus dem Gang des niedrigen Bereichs durch das vollständige Anhalten des Fahrzeugs und das manuelle Auswählen des hohen Gangbereichs, wenn das Fahrzeug vollständig angehalten hat, in den Gang des hohen Bereichs geschaltet werden. Kraftübertragungsdrehmomentstörungen, die mit dem Zahnradspiel zusammenhängen, können auf diese Weise vermieden werden. Nichtsdestotrotz möchten menschliche Fahrer das Fahrzeug möglicherweise nicht anhalten, um aus dem niedrigeren Gangbereich in den höheren Achsgangbereich zu schalten. Ferner können Drehmomentstörungen aufgrund des Gangspiels besonders auffällig sein, wenn es möglich wäre, dass der Getriebekasten aus dem niedrigen Gangbereich in den hohen Gangbereich geschaltet wird, wenn sich ein Fahrzeug bewegt, aufgrund der großen Übersetzungsänderung zwischen dem niedrigen Gangbereich und dem hoher Gangbereich.
Kurzdarstellung
Die Erfinder haben hierin die vorstehend erwähnten Probleme erkannt und habe ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs entwickelt, das Folgendes umfasst: Schalten einer ersten Achse von einem niedrigeren Gangbereich zu einem hohen Gangbereich während Fahrerbedarfsdrehmoment über eine zweite Achse erfüllt wird, wobei das Schalten ein Herunterfahren des Drehmoments einer elektrischen Maschine der ersten Achse auf ein positives Schwellenwertdrehmoment, Ausrücken des niedrigen Gangbereichs, Einstellen des Drehmoments der elektrischen Maschine der ersten Achse auf ein negatives Drehmoment in einer vorbestimmten Zeitdauer, wobei das Drehmoment der ersten elektrischen Maschine der ersten Achse eine Schlupfdrehzahl einer Kupplung des hohen Gangbereichs der ersten Achse einstellt, Einrücken einer Synchronisiereinrichtung als Reaktion darauf, dass sich die Schlupfdrehzahl der Kupplung des hohen Gangbereichs innerhalb eines Schwellenwerts von null Schlupf befindet, Schließen der Kupplung des hohen Gangbereichs und Erhöhen des Drehmoments der elektrischen Maschine beinhaltet, nachdem die Kupplung des hohen Gangbereichs geschlossen ist.
Durch Verringern der Ausgabe der ersten elektrischen Maschine einer Achse auf ein positives Schwellenwertdrehmoment vor dem Reduzieren der Ausgabe der ersten elektrischen Maschine auf ein negatives Drehmoment während eines Schaltvorgangs kann es möglich sein, einen Zahnradzahnaufprall zu reduzieren, der während eines Schaltvorgangs auftreten kann. Zusätzlich kann es durch Reduzieren des Drehmoments der ersten elektrischen Maschine auf ein negatives Drehmoment möglich sein, den Schlupf einer Kupplung des hohem Gangbereichs zu steuern, sodass der Kupplungsverschleiß reduziert werden kann und die Drehmomentübertragung durch den hohen Gangbereich glatt sein kann.
Die vorliegende Beschreibung kann mehrere Vorteile bereitstellen. Insbesondere ermöglicht der Ansatz, dass eine Kraftübertragung aus einem niedrigeren Gangbereich in einen höheren Gangbereich geschaltet wird, ohne dass das Fahrzeug angehalten werden muss. Zusätzlich kann der Ansatz Kraftübertragungsdrehmomentstörungen reduzieren, die mit dem Gangspiel zusammenhängen können. Ferner kann der Ansatz die Nutzungsdauer von Gangkupplungen verlängern.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung ausführlicher beschrieben werden. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Ansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung einer Fahrzeugkraftübertragung;
2 und 3 zeigen zwei verschiedene Kraftübertragungsbetriebsabfolgen; und
4 und 5 zeigen ein Beispiel für ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftübertragung eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb.

Detaillierte Beschreibung
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Betreiben einer Kraftübertragung oder eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb. Das Fahrzeug mit Vierradantrieb kann als ein Elektrofahrzeug konfiguriert sein oder alternativ kann das Fahrzeug als ein Hybridfahrzeug konfiguriert sein. Ein beispielhaftes Fahrzeug und eine beispielhafte Kraftübertragung oder ein beispielhafter Antriebsstrang sind in 1 gezeigt. 2 und 3 zeigen beispielhafte Kraftübertragungsbetriebsabfolgen gemäß dem Verfahren aus 4 und 5. Es ist ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb und Schalten einer Kraftübertragung aus einem niedrigeren Gangbereich in einen höheren Gangbereich gezeigt. Das Verfahren aus 4 und 5 ermöglicht, dass die Kraftübertragung aus dem niedrigeren Gangbereich in den höheren Gangbereich geschaltet wird, während sich das Fahrzeug bewegt. Das Verfahren aus 4 und 5 kann Kraftübertragungsdrehmomentstörungen reduzieren, die mit dem Gangspiel in einer Achse zusammenhängen.
1 veranschaulicht ein beispielhaftes Fahrzeugantriebssystem 100 für ein Fahrzeug 121. Ein vorderer Abschnitt des Fahrzeugs 121 ist bei 110 angegeben und ein hinterer Abschnitt des Fahrzeugs 121 ist bei 111 angegeben. Das Fahrzeugantriebssystem 100 beinhaltet mindestens zwei Antriebsquellen, die eine vordere elektrische Maschine 125 und eine hintere elektrische Maschine 126 beinhalten. Die elektrischen Maschinen 125 und 126 können abhängig von ihrem Betriebsmodus elektrische Leistung verbrauchen oder erzeugen. In der Beschreibung von 1 sind mechanische Verbindungen zwischen unterschiedlichen Komponenten als durchgezogene Linien veranschaulicht, während elektrische Verbindungen zwischen unterschiedlichen Komponenten als gestrichelte Linien veranschaulicht sind.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 weist eine Vorderachse 133 und eine Hinterachse 122 auf. In einigen Beispielen kann die Hinterachse zwei Halbwellen umfassen, zum Beispiel eine erste Halbwelle 122a und eine zweite Halbwelle 122b. Gleichermaßen kann die Vorderachse 133 eine erste Halbwelle 133a und eine zweite Halbwelle 133b umfassen. Das Fahrzeugantriebssystem 100 weist ferner Vorderräder 130 und Hinterräder 131 auf. In diesem Beispiel können die Vorderräder 130 wahlweise durch eine elektrische Maschine 125 angetrieben werden. Die Hinterräder 131 können durch eine elektrische Maschine 126 angetrieben werden.
Die Hinterachse 122 ist an die elektrische Maschine 126 gekoppelt. Eine Heckantriebseinheit 136 kann Leistung von der elektrischen Maschine 126 auf die Achse 122 übertragen, was zu einer Drehung der Antriebsräder 131 führt. Die Heckantriebseinheit 136 kann einen Satz kleiner Zahnräder 175 und ein großes Zahnrad 177 beinhalten, die über eine Ausgangswelle 126a der hinteren elektrischen Maschine 126 an die elektrische Maschine 126 gekoppelt sind. Das kleine Zahnrad 175 kann über das vollständige Schließen der Kupplung 176 eines niedrigen Gangs und das Einrücken der Synchronisiereinrichtung 153 über den Schaltmechanismus 155 (z. B. Schaltgabeln und ein Betätigungselement) eingerückt werden. Das große Zahnrad 177 kann über das vollständige Schließen der Kupplung 178 eines hohen Gangs und das Einrücken der Synchronisiereinrichtung 154 über den Schaltmechanismus 155 eingerückt werden. Die Kupplung 177 eines hohen Gangs und die Kupplung 178 eines niedrigen Gangs können über Anweisungen geöffnet und geschlossen werden, die von der Heckantriebseinheit 136 über ein CAN 299 empfangen werden. Alternativ können die Kupplung 177 eines hohen Gangs und die Kupplung 178 eines niedrigen Gangs über digitale Ausgaben oder Impulsbreiten geöffnet und geschlossen werden, die über das Steuersystem 14 bereitgestellt werden. Die Heckantriebseinheit 136 kann einen Achsantrieb oder ein Differential 128 beinhalten, sodass Drehmoment an der Achse 122a und an der Achse 122b bereitgestellt werden kann. In einigen Beispielen kann eine elektrisch gesteuerte Differentialkupplung (nicht gezeigt) in der Heckantriebseinheit 136 beinhaltet sein.
Die Vorderachse 133 ist an die elektrische Maschine 125 gekoppelt. Die Frontantriebseinheit 137 kann Leistung von der elektrischen Maschine 125 auf die Achse 133 übertragen, was zu einer Drehung der Antriebsräder 130 führt. Die Frontantriebseinheit 137 kann einen Satz kleiner Zahnräder 170 und ein großes Zahnrad 173 beinhalten, die über eine Ausgangswelle 125a der vorderen elektrischen Maschine 125 an die elektrische Maschine 125 gekoppelt sind. Das kleine Zahnrad 170 kann über das vollständige Schließen der Kupplung 171 eines niedrigen Gangs und das Einrücken der Synchronisiereinrichtung 151 über den Schaltmechanismus 152 (z. B. Schaltgabeln und ein Betätigungselement) eingerückt werden. Der hohe Gang 173 kann über das vollständige Schließen der Kupplung 174 eines hohen Gangs und das Einkuppeln der Synchronisiereinrichtung 150 über den Schaltmechanismus 152 eingerückt werden. Die Kupplung eines hohen Gangs 174 und die Kupplung eines niedrigen Gangs 171 können über Anweisungen geöffnet und geschlossen werden, die von der Frontantriebseinheit 137 über eine CAN 299 empfangen werden. Alternativ können die Kupplung 174 eines hohen Gangs und die Kupplung 171 eines niedrigen Gangs über digitale Ausgaben oder Impulsbreiten, die über das Steuersystem 14 bereitgestellt werden, geöffnet und geschlossen werden. Die Frontantriebseinheit 137 kann ein Differential 127 beinhalten, sodass Drehmoment an der Achse 133a und an der Achse 133b bereitgestellt werden kann. In einigen Beispielen kann eine elektrisch gesteuerte Differentialkupplung (nicht gezeigt) in der Heckantriebseinheit 137 beinhaltet sein.
Die elektrischen Maschinen 125 und 126 können elektrische Leistung aus der fahrzeuginternen Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie aufnehmen. Ferner können die elektrischen Maschinen 125 und 126 eine Generatorfunktion bereitstellen, um die kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umzuwandeln, wobei die elektrische Energie zur späteren Verwendung durch die elektrische Maschine 125 und/oder die elektrische Maschine 126 in der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie gespeichert werden kann. Eine erste Wechselrichtersystemsteuerung (first inverter system controller - ISC1) 134 kann durch die hintere elektrische Maschine 126 erzeugten Wechselstrom zum Speichern in der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie in Gleichstrom umwandeln und umgekehrt. Eine zweite Wechselrichtersystemsteuerung (second inverter system controller - ISC2) 147 kann durch die vordere elektrische Maschine 125 erzeugten Wechselstrom zur Speicherung in der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie in Gleichstrom umwandeln und umgekehrt. Die Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie kann eine Batterie, ein Kondensator, ein Induktor oder eine andere Speichervorrichtung für elektrische Energie sein.
In einigen Beispielen kann die Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie dazu konfiguriert sein, elektrische Energie zu speichern, die anderen elektrischen Verbrauchern zugeführt werden kann, die sich fahrzeugintern des Fahrzeugs befinden (außer der elektrischen Maschine), was die Innenraumheizung und die Klimaanlage, das Anlassen des Motors, die Scheinwerfer, Innenraumaudio- und -videosysteme usw. beinhaltet.
Ein Steuersystem 14 kann mit einer oder mehreren der elektrischen Maschine 125, der elektrischen Maschine 126, der Energiespeichervorrichtung 132 usw. kommunizieren. Das Steuersystem 14 kann sensorische Rückmeldungsinformationen von einer oder mehreren von der elektrischen Maschine 125, der elektrischen Maschine 126, der Energiespeichervorrichtung 132 usw. empfangen. Ferner kann das Steuersystem 14 als Reaktion auf diese sensorische Rückmeldung Steuersignale an eine oder mehrere der elektrischen Maschine 125, der elektrischen Maschine 126, der Energiespeichervorrichtung 132 usw. senden. Das Steuersystem 14 kann eine Angabe bezüglich einer durch einen Fahrzeugführer angeforderten Ausgabe des Fahrzeugantriebssystems von einem menschlichen Bediener 102 oder einer autonomen Steuerung empfangen. Das Steuersystem 14 kann zum Beispiel sensorische Rückmeldung von einem Pedalpositionssensor 194 empfangen, der mit einem Pedal 192 kommuniziert. Das Pedal 192 kann sich schematisch auf ein Gaspedal beziehen. Gleichermaßen kann das Steuersystem 14 über einen menschlichen Bediener 102 oder eine autonome Steuerung eine Angabe einer durch den Bediener angeforderten Fahrzeugbremsung empfangen. Zum Beispiel kann das Steuersystem 14 sensorische Rückmeldung von einem Pedalpositionssensor 157 empfangen, der mit einem Bremspedal 156 kommuniziert.
Die Energiespeichervorrichtung 132 kann zeitweise elektrische Energie von einer Leistungsquelle wie etwa einem ortsfesten Stromnetz (nicht gezeigt) empfangen, die sich außerhalb des Fahrzeugs befindet (z. B. nicht Teil des Fahrzeugs ist). Als ein nichteinschränkendes Beispiel kann das Fahrzeugantriebssystem 100 als Plug-in-Elektrofahrzeug (electric vehicle - EV) konfiguriert sein, wodurch der Energiespeichervorrichtung 132 elektrische Energie über das Stromnetz (nicht gezeigt) zugeführt werden kann.
Die Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie beinhaltet eine Steuerung 139 der Speichervorrichtung für elektrische Energie und ein Leistungsverteilungsmodul 138. Die Steuerung 139 der Speichervorrichtung für elektrische Energie kann Ladungsausgleich zwischen Energiespeicherelementen (z. B. Batteriezellen) und Kommunikation mit anderen Fahrzeugsteuerungen (z. B. der Steuerung 12) bereitstellen. Das Leistungsverteilungsmodul 138 steuert den Leistungsfluss in die und aus der Speichervorrichtung 132 für elektrische Energie.
Ein oder mehrere Raddrehzahlsensoren (wheel speed sensors - WSS) 195 können an ein oder mehrere Räder des Fahrzeugantriebssystems 100 gekoppelt sein. Die Raddrehzahlsensoren können die Drehzahl jedes Rads detektieren. Ein derartiges Beispiel für einen WSS kann einen dauermagnetartigen Sensor beinhalten.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann ferner eine Elektronikkühlmittelpumpe der elektrischen Maschine (machine electronics coolant pump - MECP) 146 beinhalten. Die MECP 146 kann dazu verwendet werden, Kühlmittel zu zirkulieren, um zumindest die durch die elektrische Maschine 120 des Fahrzeugantriebssystem 100 und das Elektroniksystem erzeugte Wärme abzuleiten. Die MECP kann elektrische Leistung zum Beispiel aus der fahrzeuginternen Energiespeichervorrichtung 132 aufnehmen.
Die Steuerung 12 kann einen Abschnitt eines Steuersystems 14 umfassen. In einigen Beispielen kann die Steuerung 12 eine einzige Steuerung des Fahrzeugs sein. Das Steuersystem 14 ist Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 16 (für die in dieser Schrift unterschiedliche Beispiele beschrieben werden) empfangend und Steuersignale an eine Vielzahl von Betätigungselementen 81 (für die in dieser Schrift unterschiedliche Beispiele beschrieben werden) sendend gezeigt. Als ein Beispiel können die Sensoren 16 (einen) Reifendrucksensor(en) (nicht gezeigt), (einen) Raddrehzahlsensor(en) 195 usw. beinhalten. In einigen Beispielen können der elektrischen Maschine 125, der elektrischen Maschine 126, dem Raddrehzahlsensor 195 usw. zugeordnete Sensoren Informationen bezüglich verschiedener Betriebszustände der elektrischen Maschinen an die Steuerung 12 kommunizieren. Die Steuerung 12 beinhaltet einen nichtflüchtigen (z. B. Festwertspeicher) 165, einen Direktzugriffsspeicher 166, digitale Eingänge/Ausgänge 168 und einen Mikrocontroller 167.
Das Fahrzeugantriebssystem 100 kann außerdem ein fahrzeuginternes Navigationssystem 17 (zum Beispiel ein globales Positionsbestimmungssystem) an einem Armaturenbrett 19 beinhalten, mit dem ein Bediener des Fahrzeugs interagieren kann. Das Navigationssystem 17 kann einen oder mehrere Standortsensoren zum Unterstützen beim Schätzen eines Standorts (z. B. von geografischen Koordinaten) des Fahrzeugs beinhalten. Zum Beispiel kann das fahrzeuginterne Navigationssystem 17 Signale von GPS-Satelliten (nicht gezeigt) empfangen und anhand des Signals den geografischen Ort des Fahrzeugs identifizieren. In einigen Beispielen können die geografischen Ortkoordinaten an die Steuerung 12 kommuniziert werden.
Das Armaturenbrett 19 kann ferner ein Anzeigesystem 18 beinhalten, das dazu konfiguriert ist, dem Fahrzeugführer Informationen anzuzeigen. Das Anzeigesystem 18 kann als ein nichteinschränkendes Beispiel eine Anzeige mit einem Touchscreen oder einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (human machine interface - HMI) umfassen, die es dem Fahrzeugführer ermöglicht, grafische Informationen anzusehen sowie Anweisungen einzugeben. In einigen Beispielen kann das Anzeigesystem 18 über die Steuerung (z. B. 12) drahtlos mit dem Internet (nicht gezeigt) verbunden sein. Somit kann der Fahrzeugführer in einigen Beispielen über das Anzeigesystem 18 mit einer Internetseite oder einer Softwareanwendung (App) kommunizieren.
Das Armaturenbrett 19 kann ferner eine Bedienerschnittstelle 15 beinhalten, über die der Fahrzeugführer den Betriebszustand des Fahrzeugs anpassen kann. Insbesondere kann die Bedienerschnittstelle 15 dazu konfiguriert sein, um den Betrieb der Fahrzeugkraftübertragung (z. B. der elektrischen Maschine 125 und der elektrischen Maschine 126) auf Grundlage einer Bedienereingabe einzuleiten und/oder zu beenden. Unterschiedliche Beispiele für die Bedienerzündschnittstelle 15 können Schnittstellen beinhalten, für die eine physische Einrichtung erforderlich ist, wie etwa ein aktiver Schlüssel, der in die Bedienerzündschnittstelle 15 eingeführt werden kann, um die elektrischen Maschinen 125 und 126 zu starten und das Fahrzeug einzuschalten, oder entfernt werden kann, um die elektrischen Maschinen 125 und 126 abzuschalten und das Fahrzeug auszuschalten. Andere Beispielen kann einen passiven Schlüssel beinhalten, der kommunikativ an die Bedienerschnittstelle 15 gekoppelt ist. Der passive Schlüssel kann als ein elektronischer Schlüsselanhänger oder Smartkey konfiguriert sein, der nicht in die Schnittstelle 15 eingeführt oder aus dieser entfernt werden muss, um die elektrischen Maschinen 125 und 126 des Fahrzeugs zu betreiben. Stattdessen muss sich der passive Schlüssel möglicherweise im Inneren oder nahe des Fahrzeugs befinden (z. B. innerhalb einer Schwellenwertentfernung von dem Fahrzeug). Noch andere Beispiele verwenden möglicherweise zusätzlich oder wahlweise einen Start-/Stopp-Knopf, der manuell durch den Bediener gedrückt wird, um die elektrischen Maschinen 125 und 126 zu starten oder abzuschalten und das Fahrzeug ein- oder auszuschalten. In anderen Beispielen kann ein Fernstart der elektrischen Maschine durch eine entfernte Rechenvorrichtung (nicht gezeigt) initiiert werden, zum Beispiel ein Mobiltelefon oder ein smartphonebasiertes System, bei dem das Mobiltelefon eines Benutzers Daten an einen Server sendet und der Server mit der Fahrzeugsteuerung 12 kommuniziert, um den Motor zu starten.
Das System aus 1 stellt ein Fahrzeugsystem bereit, das Folgendes umfasst: eine erste elektrische Maschine, die an eine Vorderachse gekoppelt ist, wobei die Vorderachse ein erstes Getriebe beinhaltet, das ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad beinhaltet; eine zweite elektrische Maschine, die an eine Hinterachse gekoppelt ist, wobei die Hinterachse ein zweites Getriebe beinhaltet, das ein drittes Zahnrad und ein viertes Zahnrad beinhaltet; eine Steuerung, die ausführbare auf einem nichtflüchtigen Speicher gespeicherte Anweisungen dazu beinhaltet, als Reaktion auf eine Anforderung, eine Kraftübertragung aus einem niedrigeren Gangbereich in einen höheren Gangbereich zu schalten, eine Ausgabe der ersten elektrischen Maschine auf ein negatives Drehmoment zu verringern und eine Ausgabe der zweiten elektrischen Maschine zu erhöhen. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Betreiben der ersten elektrischen Maschine in einem Drehzahlsteuermodus während eines Schaltens aus dem niedrigeren Gangbereich in den höheren Gangbereich. Das Fahrzeugsystem umfasst ferner zusätzliche Anweisungen zum Reduzieren eines Schlupfes einer Kupplung während die erste elektrische Maschine in dem Drehzahlsteuermodus betrieben wird. Das System beinhaltet wobei die erste elektrische Maschine in dem Drehzahlsteuermodus betreiben wird, als Reaktion darauf, dass die elektrische Maschine das negative Drehmoment erreicht. Das System umfasst ferner zusätzliche Anweisungen dazu, ein Fahrerbedarfsdrehmoment über die zweite elektrische Maschine bereitzustellen. Das System umfasst ferner Betreiben der zweiten elektrischen Maschine in einem Drehmomentsteuermodus.
Nun unter Bezugnahme auf 2 ist eine prognostizierte Fahrzeugbetriebsabfolge gemäß dem Verfahren aus 4 und 5 gezeigt. Die in 2 gezeigte Fahrzeugbetriebsabfolge kann durch das Verfahren aus 4 und 5 zusammen mit dem in 1 gezeigten System bereitgestellt werden. Die in 2 gezeigten Verläufe erfolgen gleichzeitig und sind zeitlich ausgerichtet. Die vertikalen Linien bei t0-t11 stellen relevante Zeitpunkte während der Abfolge dar. Die Abfolge aus 2 erfolgt, wenn ein Gaspedal von einem Fahrer derartig betätigt wird, dass die Raddrehmomentanforderung ungleich null ist, und während sich das Fahrzeug auf einer Straße bewegt.
Der erste Verlauf von oben in 2 ist ein Verlauf des Drehmoments der elektrischen Maschine im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt das Drehmoment der elektrischen Maschine dar, wobei das Drehmoment der elektrischen Maschine in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zunimmt. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 204 stellt das Drehmoment der elektrischen Maschine auf der Hinterachse dar. Die Kurve 202 stellt das Drehmoment der elektrischen Maschine auf der Vorderachse dar.
Der zweite Verlauf von oben in 2 ist ein Verlauf des Gesamtraddrehmoments (z. B. der Summe aus dem Vorderraddrehmoment und dem Hinterraddrehmoment) im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt das Gesamtraddrehmoment an den Rädern des Fahrzeugs dar und der Betrag des Gesamtraddrehmoments nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Linie 206 stellt das Gesamtraddrehmoment (z. B. das Drehmoment aller vier Räder) dar.
Der dritte Verlauf von oben in 2 ist ein Verlauf des Betriebszustands der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt den Betriebszustand der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs dar und der Betriebszustand der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig geschlossen, wenn sich eine Kurve 208 auf einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 208 stellt den Zustand der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs dar. Das große Zahnrad der Vorderachse ist eingerückt, wenn die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs geschlossen ist. Das große Zahnrad der Vorderachse ist ausgerückt, wenn die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs offen ist.
Der vierte Verlauf von oben in 2 ist ein Verlauf des Betriebszustands der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt den Betriebszustand der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs dar und der Betriebszustand der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig geschlossen, wenn sich eine Kurve 210 auf einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 210 stellt den Zustand der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs dar. Das große Zahnrad der Hinterachse ist eingerückt, wenn die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs geschlossen ist. Das große Zahnrad der Hinterachse ist ausgerückt, wenn die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs offen ist.
Der fünfte Verlauf von oben in 2 ist ein Verlauf des Betriebszustands der Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt den Betriebszustand der Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs dar und der Betriebszustand der Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig geschlossen, wenn sich eine Kurve 212 auf einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 212 stellt den Zustand der Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs dar. Das kleine Zahnrad der Vorderachse ist eingerückt, wenn die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs geschlossen ist. Das kleine Zahnrad der Vorderachse ist ausgerückt, wenn die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs offen ist.
Der sechste Verlauf von oben in 2 ist ein Verlauf des Betriebszustands der Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt den Betriebszustand der Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs dar und der Betriebszustand der Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig geschlossen, wenn sich eine Kurve 214 auf einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 214 stellt den Zustand der Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs dar. Das kleine Zahnrad der Hinterachse ist eingerückt, wenn die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs geschlossen ist. Das kleine Zahnrad der Hinterachse ist ausgerückt, wenn die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs offen ist.
Zu einem Zeitpunkt t0 sind das Drehmoment der vorderen elektrischen Maschine und das Drehmoment der hinteren elektrischen Maschine positiv, ungleich null, und beruhen auf einer Gaspedalposition ungleich null oder einer betätigten Gaspedalposition (nicht gezeigt). Das Gesamtraddrehmoment liegt auf einem mittleren Niveau und die Vorderachsenkupplung und Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs sind vollständig geschlossen. Die Vorderachsen- und Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs sind vollständig offen. Somit befindet sich die Kraftübertragung in einem niedrigen Gangbereich, der zum Antreiben des Fahrzeugs bei niedrigeren Geschwindigkeiten geeignet ist.
Zu einem Zeitpunkt t1 erfolgt eine Anforderung, die Kraftübertragung aus dem niedrigeren Gangbereich in einen höheren Gangbereich (nicht gezeigt) zu ändern. Die gezeigte Abfolge beginnt mit Ändern des Übersetzungsverhältnisses der Vorderachse, gefolgt von Ändern des Übersetzungsverhältnisses der Hinterachse. Das Ausgangsdrehmoment der vorderen elektrischen Maschine fängt an, mit einer vorbestimmten Rate verringert zu werden (z. B., heruntergefahren) und die Leistung der hinteren elektrischen Maschine fängt an, mit einer vorbestimmten Rate erhöht zu werden. Dies ermöglicht, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit aufrechterhalten wird, und hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit eines Erzeugens eines „Drehmomentlochs“ (z. B. einer Verringerung des Kraftübertragungsdrehmoments, durch das die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert werden kann und das für Fahrzeuginsassen wahrnehmbar sein kann) bei der Kraftübertragungsdrehmomentausgabe verringert. Somit kann die Fahrbarkeit des Fahrzeugs verbessert werden und die Vorderachse kann im laufenden Betrieb auf das große Zahnrad geschaltet werden. Das Gesamtraddrehmoment bleibt konstant, während sich das Drehmoment der vorderen und hinteren elektrischen Maschine ändert. Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs beginnt, sich zu öffnen und die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig geschlossen. Somit beginnt das kleine Zahnrad der Vorderachse auszurücken und das kleine Zahnrad der Hinterachse bleibt eingerückt, sodass das Fahrerbedarfsdrehmoment über die Hinterachse abgegeben werden kann. Die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs und die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs sind vollständig geöffnet, sodass das Drehmoment der elektrischen Maschine nicht durch das größere Zahnrad der Vorderachse und das größere Zahnrad der Hinterachse übertragen wird.
Zum Zeitpunkt t2 wird das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse auf innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts von null (z. B. 2 Newtonmeter (Nm)) reduziert und die Vorderachsenkupplung des niedrigen Gangs vollständig geöffnet. Die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Hinterachse hat sich stabilisiert und das Gesamtraddrehmoment ist konstant geblieben. Die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt vollständig offen und die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt vollständig offen. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs bleibt vollständig geschlossen, um der elektrischen Maschine der Hinterachse zu ermöglichen, das Fahrzeug allein anzutreiben.
Zwischen dem Zeitpunkt t2 und dem Zeitpunkt t3 wird das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse nicht eingestellt, um zu ermöglichen, dass Zahnradzähne ineinandergreifen, ohne einen großen Aufprall zwischen den Zahnrädern, einschließlich der Zahnräder im Achsantrieb, zu verursachen. Das Gesamtraddrehmoment ist unverändert und die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt offen. Die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist ebenfalls offen und die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist offen. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig geschlossen.
Zum Zeitpunkt t3 wird der elektrischen Maschine der Vorderachse befohlen, ein negatives Drehmoment bereitzustellen (z. B. Widerstand gegen eine Kraftübertragungsdrehung), und die Größe des negativen Drehmoments der elektrischen Maschine der Vorderachse wird mit einer vorbestimmten Rate auf einen gewünschten negativen Wert hochgefahren oder erhöht. Der gewünschte negative Wert ermöglicht es der elektrischen Maschine der Vorderachse, Schlupf (z. B. eine Drehzahldifferenz zwischen einer ersten Seite oder einer Eingangsseite einer Kupplung und einer zweiten Seite oder Ausgangsseite der Kupplung) über die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs zu steuern. Das Gesamtraddrehmoment ist unverändert und die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist offen. Die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist offen und die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist offen. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist geschlossen.
Zum Zeitpunkt t4 wird das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse bei einem vorbestimmten negativen Drehmoment gehalten, um zu ermöglichen, dass die Schlupfdrehzahl der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs reduziert wird, sodass die Drehzahl der elektrischen Maschine der Vorderachse mit der Drehzahl des großen Zahnrads übereinstimmen kann, wodurch die Schlupfdrehzahl der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs reduziert wird. Die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Hinterachse bleibt auf ihrem vorherigen Niveau und das Gesamtraddrehmoment ist unverändert. Die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt offen und die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt offen. Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs bleibt offen und die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs bleibt geschlossen. Zwischen dem Zeitpunkt t0 und dem Zeitpunkt t4 werden die elektrischen Maschinen der Vorder- und Hinterachse im Drehmomentsteuermodus betrieben (z. B. wird das Drehmoment der elektrischen Maschine eingestellt, um einem Drehmoment zu folgen, während die Drehzahl der elektrischen Maschine variieren darf) (nicht gezeigt).
Zum Zeitpunkt t5 wird die elektrische Maschine der Vorderachse aus dem Betrieb im Drehmomentsteuermodus in den Betrieb im Drehzahlsteuermodus umgeschaltet (z. B. wird das Drehmoment der elektrischen Maschine so eingestellt, dass die Drehzahl der elektrischen Maschine einer Drehzahl folgt, während zugelassen wird, dass das Drehmoment der elektrischen Maschine variiert) (nicht gezeigt). Insbesondere wird der elektrischen Maschine der Vorderachse befohlen, eine Schlupfdrehzahl der Kupplung eines hohen Gangs über eine Proportional-/Integral-/Differentialsteuerung auf null zu reduzieren. Zum Beispiel kann das Drehmoment der Vorderachsenkupplung gemäß der folgenden Gleichung angepasst werden: $u (t) = K p (e (t)) + K i \int e (t) d t + K d \frac{d e (t)}{d t}$
$e (t) = S 2 - S 1$
wobei u(t) der Vorderachsendrehmomentbefehl ist, Kp eine proportionale Verstärkung ist, e ein Kupplungsdrehzahlfehler ist, Ki eine integrale Verstärkung ist, t die Zeit ist, Kd eine Differentialverstärkung ist, S2 eine Drehzahl einer Ausgangsseite von einer Kupplung ist und S 1 eine Drehzahl einer Eingangsseite einer Kupplung ist.
Das Gesamtraddrehmoment ist unverändert und die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist offen. Die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist offen und die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist offen. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig geschlossen.
Zwischen dem Zeitpunkt t5 und dem Zeitpunkt t6 wird die Synchronisiereinrichtung eines hohen Gangs der Vorderachse eingerückt (nicht gezeigt) und das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse wird eingestellt, um den Schlupf der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs zu reduzieren. Das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse ist unverändert und die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist offen. Die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangbereichs ist vollständig offen und die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangbereichs ist vollständig geschlossen. Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen.
Zum Zeitpunkt t6 ist die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs vollständig geschlossen und das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse wird mit einer vorbestimmten Rate erhöht (z. B. hochgefahren). Das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse wird mit einer vorbestimmten Rate verringert (z. B. heruntergefahren). Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen und die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig offen. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig geschlossen und das Gesamtraddrehmoment ist unverändert.
Zum Zeitpunkt t7 wird das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse auf innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts von null (z. B. 2 Nm) reduziert und wird die Hinterachsenkupplung des niedrigen Gangs vollständig geöffnet. Die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Vorderachse hat sich stabilisiert und das Gesamtraddrehmoment ist konstant geblieben. Die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt vollständig geöffnet und die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt vollständig geschlossen, um der Vorderachse zu ermöglichen, das Fahrzeug allein anzutreiben. Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs bleibt vollständig offen.
Zwischen dem Zeitpunkt t7 und dem Zeitpunkt t8 wird das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse nicht eingestellt, um zu ermöglichen, dass Zahnradzähne ineinandergreifen, ohne einen großen Aufprall zwischen den Zahnrädern, einschließlich der Zahnräder im Achsantrieb, zu verursachen. Das Gesamtraddrehmoment ist unverändert und die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt offen. Die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig geschlossen und die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen.
Zum Zeitpunkt t8 wird der elektrischen Maschine der Hinterachse befohlen, ein negatives Drehmoment bereitzustellen (z. B. Widerstand gegen eine Kraftübertragungsdrehung), und die Größe des negativen Drehmoments der elektrischen Maschine der Hinterachse wird mit einer vorbestimmten Rate auf einen gewünschten negativen Wert hochgefahren oder erhöht. Der gewünschte negative Wert ermöglicht es der elektrischen Maschine der Hinterachse, Schlupf (z. B. eine Drehzahldifferenz zwischen einer ersten Seite oder einer Eingangsseite einer Kupplung und einer zweiten Seite oder Ausgangsseite der Kupplung) über die Hinterachsenkupplung mit hohem Gang zu steuern. Das Gesamtraddrehmoment ist unverändert und die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig geschlossen. Die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig offen und die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist offen. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen.
Zum Zeitpunkt t9 wird das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse bei einem vorbestimmten negativen Drehmoment gehalten, um zu ermöglichen, dass die Schlupfdrehzahl der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs reduziert wird, sodass die Drehzahl der elektrischen Maschine der Hinterachse mit der Drehzahl des großen Zahnrads übereinstimmen kann, wodurch die Schlupfdrehzahl der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs reduziert wird. Die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Vorderachse bleibt auf ihrem vorherigen Niveau und das Gesamtraddrehmoment ist unverändert. Die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt vollständig geschlossen und die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt offen. Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs bleibt vollständig offen und die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs bleibt vollständig offen.
Zwischen dem Zeitpunkt t6 und dem Zeitpunkt t10 werden die elektrischen Maschinen der Vorder- und Hinterachse im Drehmomentsteuermodus betrieben.
Zum Zeitpunkt t10 wird die elektrische Maschine der Hinterachse vom Betrieb im Drehmomentsteuermodus zum Betrieb im Drehzahlsteuermodus umgeschaltet. Insbesondere wird der elektrischen Maschine der Hinterachse befohlen, eine Schlupfdrehzahl der Kupplung eines hohen Gangs über eine Proportional-/Integral-/Differentialsteuerung auf null zu reduzieren. Das Gesamtraddrehmoment ist unverändert und die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig geschlossen. Die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist offen und die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist offen. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen.
Zwischen dem Zeitpunkt t10 und dem Zeitpunkt t11 wird die Synchronisiereinrichtung eines hohen Gangs der Hinterachse eingerückt (nicht gezeigt) und das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse wird eingestellt, um den Schlupf der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs zu reduzieren. Das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse ist unverändert und die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig geschlossen. Die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangbereichs ist vollständig geschlossen und die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangbereichs ist vollständig offen. Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen.
Zum Zeitpunkt t11 ist die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs vollständig geschlossen und das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse beginnt, sich mit einer vorbestimmten Rate zu erhöhen (z. B. hochgefahren zu werden). Das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse beginnt, sich mit einer vorbestimmten Rate zu verringern (z. B. heruntergefahren zu werden). Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen und die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig geschlossen. Die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig geöffnet und die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig geöffnet. Das Gesamtraddrehmoment ist unverändert.
Zum Zeitpunkt t12 sind das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse und das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse gleich und stellen das Gesamtraddrehmoment bereit. Die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig geschlossen und die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen. Die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig geschlossen und die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen.
Auf diese Weise kann das Raddrehmoment eines Fahrzeugs im Wesentlichen konstant bleiben (z. B. eine Änderung von weniger als 5 % des Drehmoments), während eine Kraftübertragung von einem niedrigen Gangbereich in einen hohen Gangbereich beginnend mit der Vorderachse wechselt. Ferner können Drehzahlen der elektrischen Maschinen mit geschlossenem Regelkreis gesteuert werden, sodass Drehmomentstörungen in der Kraftübertragung gering sein können.
Nun unter Bezugnahme auf 3 ist eine zweite Fahrzeugbetriebsabfolge gemäß dem Verfahren aus 4 und 5 gezeigt. Die in 3 gezeigte Fahrzeugbetriebsabfolge kann durch das Verfahren aus 4 und 5 zusammen mit dem in 1 gezeigten System bereitgestellt werden. Die in 3 gezeigten Verläufe erfolgen gleichzeitig und sind zeitlich ausgerichtet. Die vertikalen Linien bei t20-t32 stellen interessierende Zeitpunkte während der Abfolge dar. Die Abfolge aus 3 erfolgt, wenn ein Gaspedal von einem Fahrer nicht betätigt wird, sodass die Raddrehmomentanforderung null ist, während sich das Fahrzeug auf einer Straße bewegt.
Der erste Verlauf von oben in 3 ist ein Verlauf des Drehmoments der elektrischen Maschine im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt das Drehmoment der elektrischen Maschine dar, wobei das Drehmoment der elektrischen Maschine in Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zunimmt. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 304 stellt das Drehmoment der elektrischen Maschine auf der Hinterachse dar. Die Kurve 302 stellt das Drehmoment der elektrischen Maschine auf der Vorderachse dar.
Der zweite Verlauf von oben in 3 ist ein Verlauf des Gesamtraddrehmoments (z. B. der Summe aus dem Vorderraddrehmoment und dem Hinterraddrehmoment) im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt das Gesamtraddrehmoment an den Rädern des Fahrzeugs dar und der Betrag des Gesamtraddrehmoments nimmt in der Richtung des Pfeils der vertikalen Achse zu. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Linie 306 stellt das Gesamtraddrehmoment dar.
Der dritte Verlauf von oben in 3 ist ein Verlauf des Betriebszustands der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt den Betriebszustand der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs dar und der Betriebszustand der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist geschlossen, wenn sich eine Kurve 308 auf einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 308 stellt den Zustand der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs dar.
Der vierte Verlauf von oben in 3 ist ein Verlauf des Betriebszustands der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt den Betriebszustand der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs dar und der Betriebszustand der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist geschlossen, wenn sich eine Kurve 310 auf einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 310 stellt den Zustand der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs dar.
Der fünfte Verlauf von oben in 3 ist ein Verlauf des Betriebszustands der Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt den Betriebszustand der Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs dar und der Betriebszustand der Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist geschlossen, wenn sich eine Kurve 312 auf einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 312 stellt den Zustand der Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs dar.
Der sechste Verlauf von oben in 3 ist ein Verlauf des Betriebszustands der Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs im Zeitverlauf. Die vertikale Achse stellt den Betriebszustand der Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs dar und der Betriebszustand der Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist geschlossen, wenn sich eine Kurve 314 auf einem höheren Niveau nahe dem Pfeil der vertikalen Achse befindet. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar und die Zeit nimmt von der linken Seite der Figur zur rechten Seite der Figur zu. Die Kurve 314 stellt den Zustand der Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs dar.
Zu einem Zeitpunkt t20 sind das Drehmoment der vorderen elektrischen Maschine und das Drehmoment der hinteren elektrischen Maschine positiv, ungleich null, und beruhen auf einer Gaspedalposition ungleich null oder einer betätigten Gaspedalposition (nicht gezeigt). Das Gesamtraddrehmoment liegt auf einem mittleren Niveau und die Vorderachsenkupplung und Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs sind vollständig geschlossen. Die Vorderachsen- und Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs sind vollständig offen. Somit befindet sich die Kraftübertragung in einem niedrigen Gangbereich, der zum Antreiben des Fahrzeugs bei niedrigeren Geschwindigkeiten geeignet ist.
Zu einem Zeitpunkt t21 erfolgt eine Anforderung, die Kraftübertragung aus dem niedrigeren Gangbereich in einen höheren Gangbereich (nicht gezeigt) zu ändern. Die gezeigte Sequenz beginnt mit Ändern des Übersetzungsverhältnisses der Hinterachse, gefolgt von Ändern des Übersetzungsverhältnisses der Vorderachse. Das Ausgangsdrehmoment der hinteren elektrischen Maschine fängt an, mit einer vorbestimmten Rate verringert zu werden (z. B., heruntergefahren) und die Leistung der vorderen elektrischen Maschine fängt an, mit einer vorbestimmten Rate erhöht zu werden. Dies ermöglicht, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit aufrechterhalten wird, und hierdurch wird die Wahrscheinlichkeit eines Erzeugens eines „Drehmomentlochs“ (z. B. einer Verringerung des Kraftübertragungsdrehmoments, durch das die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert werden kann und das für Fahrzeuginsassen wahrnehmbar sein kann) bei der Kraftübertragungsdrehmomentausgabe verringert. Somit kann die Fahrbarkeit des Fahrzeugs verbessert werden und die Hinterachse kann im laufenden Betrieb in einen hohen Gang geschaltet werden. Das Gesamtraddrehmoment bleibt konstant, während sich das Drehmoment der vorderen und hinteren elektrischen Maschine ändert. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs beginnt, sich zu öffnen und die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig geschlossen. Somit beginnt das kleine Zahnrad der Hinterachse auszurücken und das kleine Zahnrad der Vorderachse bleibt eingerückt, sodass das Fahrerbedarfsdrehmoment über die Hinterachse abgegeben werden kann. Die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs und die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs sind vollständig geöffnet, sodass das Drehmoment der elektrischen Maschine nicht durch das größere Zahnrad der Vorderachse und das größere Zahnrad der Hinterachse übertragen wird.
Zum Zeitpunkt t22 wird das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse auf innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts von null (z. B. 2 Newtonmeter) reduziert und wird die Hinterachsenkupplung des niedrigen Gangs vollständig geöffnet. Die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Vorderachse hat sich stabilisiert und das Gesamtraddrehmoment ist konstant geblieben. Die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt vollständig offen und die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt vollständig offen. Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs bleibt vollständig geschlossen, um der elektrischen Maschine der Hinterachse zu ermöglichen, das Fahrzeug allein anzutreiben.
Zwischen dem Zeitpunkt t22 und dem Zeitpunkt t23 wird das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse nicht eingestellt, um zu ermöglichen, dass Zahnradzähne ineinandergreifen, ohne einen großen Aufprall zwischen den Zahnrädern, einschließlich der Zahnräder im Achsantrieb, zu verursachen. Das Gesamtraddrehmoment ist unverändert und die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt offen. Die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist ebenfalls offen und die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig geschlossen. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen.
Zum Zeitpunkt t23 wird der elektrischen Maschine der Hinterachse befohlen, ein negatives Drehmoment bereitzustellen (z. B. Widerstand gegen eine Kraftübertragungsdrehung), und die Größe des negativen Drehmoments der elektrischen Maschine der Hinterachse wird mit einer vorbestimmten Rate auf einen gewünschten negativen Wert hochgefahren oder erhöht. Der gewünschte negative Wert ermöglicht es der elektrischen Maschine der Hinterachse, Schlupf (z. B. eine Drehzahldifferenz zwischen einer ersten Seite oder einer Eingangsseite einer Kupplung und einer zweiten Seite oder Ausgangsseite der Kupplung) über die Hinterachsenkupplung mit hohem Gang zu steuern. Das Gesamtraddrehmoment ist unverändert und die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist offen. Die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist offen und die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist geschlossen. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist offen.
Zum Zeitpunkt t24 wird das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse bei einem vorbestimmten negativen Drehmoment gehalten, um zu ermöglichen, dass die Schlupfdrehzahl der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs reduziert wird, sodass die Drehzahl der elektrischen Maschine der Hinterachse mit der Drehzahl des großen Zahnrads übereinstimmen kann, wodurch die Schlupfdrehzahl der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs reduziert wird. Die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Vorderachse bleibt auf ihrem vorherigen Niveau und das Gesamtraddrehmoment ist unverändert. Die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt offen und die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt offen. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs bleibt offen und die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs bleibt geschlossen. Zwischen dem Zeitpunkt t20 und dem Zeitpunkt t24 werden die elektrischen Maschinen der Vorder- und Hinterachse im Drehmomentsteuermodus betrieben (z. B. wird das Drehmoment der elektrischen Maschine eingestellt, um einem Drehmoment zu folgen, während die Drehzahl der elektrischen Maschine variieren darf) (nicht gezeigt).
Zum Zeitpunkt t25 wird die elektrische Maschine der Hinterachse vom Betrieb im Drehmomentsteuermodus auf den Betrieb im Drehzahlsteuermodus umgeschaltet (z. B. wird das Drehmoment der elektrischen Maschine so eingestellt, dass die Drehzahl der elektrischen Maschine einer Drehzahl folgt, während zugelassen wird, dass das Drehmoment der elektrischen Maschine variiert) (nicht gezeigt). Insbesondere wird der elektrischen Maschine der Hinterachse befohlen, eine Schlupfdrehzahl der hinteren Kupplung eines hohen Gangs über eine Proportional-/Integral-/Differentialsteuerung auf null zu reduzieren.
Das Gesamtraddrehmoment ist unverändert und die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist offen. Die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist offen und die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist geschlossen. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen.
Zwischen dem Zeitpunkt t25 und dem Zeitpunkt t26 wird die Synchronisiereinrichtung eines hohen Gangs der Hinterachse eingerückt (nicht gezeigt) und das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse wird eingestellt, um den Schlupf der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs zu reduzieren. Das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse ist unverändert und die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist offen. Die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangbereichs ist vollständig offen und die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangbereichs ist vollständig geschlossen. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen.
Zum Zeitpunkt t26 ist die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs vollständig geschlossen und das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse wird mit einer vorbestimmten Rate erhöht (z. B. hochgefahren). Das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse wird mit einer vorbestimmten Rate verringert (z. B. heruntergefahren). Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen und die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig offen. Die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig geschlossen und das Gesamtraddrehmoment ist unverändert.
Zum Zeitpunkt t27 wird das Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse auf innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts von null (z. B. 2 Newtonmeter) reduziert und die Vorderachsenkupplung des niedrigen Gangs vollständig geöffnet. Die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Hinterachse hat sich stabilisiert und das Gesamtraddrehmoment ist konstant geblieben. Die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt vollständig geöffnet und die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt vollständig geschlossen, um der Hinterachse zu ermöglichen, das Fahrzeug allein anzutreiben. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs bleibt vollständig geöffnet.
Zwischen dem Zeitpunkt t27 und dem Zeitpunkt t28 wird das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse nicht eingestellt, um zu ermöglichen, dass Zahnradzähne ineinandergreifen, ohne einen großen Aufprall zwischen den Zahnrädern, einschließlich der Zahnräder im Achsantrieb, zu verursachen. Das Gesamtraddrehmoment ist unverändert und die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt offen. Die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig geschlossen und die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen. Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen.
Zum Zeitpunkt t28 wird der elektrischen Maschine der Vorderachse befohlen, ein negatives Drehmoment bereitzustellen (z. B. gegensätzlich zu einer Kraftübertragungsdrehung), und die Größe des negativen Drehmoments der elektrischen Maschine der Vorderachse wird mit einer vorbestimmten Rate auf einen gewünschten negativen Wert hochgefahren oder erhöht. Der gewünschte negative Wert ermöglicht es der elektrischen Maschine der Vorderachse, Schlupf (z. B. eine Drehzahldifferenz zwischen einer ersten Seite oder einer Eingangsseite einer Kupplung und einer zweiten Seite oder Ausgangsseite der Kupplung) über die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs zu steuern. Das Gesamtraddrehmoment ist unverändert und die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig geschlossen. Die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig offen und die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist offen. Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen.
Zum Zeitpunkt t29 wird das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse bei einem vorbestimmten negativen Drehmoment gehalten, um zu ermöglichen, dass die Schlupfdrehzahl der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs reduziert wird, sodass die Drehzahl der elektrischen Maschine der Vorderachse mit der Drehzahl des hohen Gangs übereinstimmen kann, wodurch die Schlupfdrehzahl der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs reduziert wird. Die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Hinterachse bleibt auf ihrem vorherigen Niveau und das Gesamtraddrehmoment ist unverändert. Die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt vollständig geschlossen und die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs bleibt offen. Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs bleibt vollständig offen und die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs bleibt vollständig offen.
Zwischen dem Zeitpunkt t26 und dem Zeitpunkt t30 werden die elektrischen Maschinen der Vorder- und Hinterachse im Drehmomentsteuermodus betrieben.
Zum Zeitpunkt t30 wird die elektrische Maschine der Vorderachse vom Betrieb im Drehmomentsteuermodus zum Betrieb im Drehzahlsteuermodus umgeschaltet. Insbesondere wird der elektrischen Maschine der Vorderachse befohlen, eine Schlupfdrehzahl der Vorderkupplung eines hohen Gangs über eine Proportional-/Integral-/Differentialsteuerung auf null zu reduzieren. Das Gesamtraddrehmoment ist unverändert und die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig geschlossen. Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs bleibt vollständig offen und die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig offen. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen.
Zwischen dem Zeitpunkt t30 und dem Zeitpunkt t31 wird die Synchronisiereinrichtung eines hohen Gangs der Vorderachse eingerückt (nicht gezeigt) und das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse wird eingestellt, um den Schlupf der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs zu reduzieren. Das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse ist unverändert und die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig geschlossen. Die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangbereichs ist vollständig offen und die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangbereichs ist vollständig offen. Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen.
Zum Zeitpunkt t31 ist die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs vollständig geschlossen und das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse beginnt, sich mit einer vorbestimmten Rate zu erhöhen (z. B. hochgefahren zu werden). Das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse beginnt, sich mit einer vorbestimmten Rate zu verringern (z. B. heruntergefahren zu werden). Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen und die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig geschlossen. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig geöffnet und das Gesamtraddrehmoment ist unverändert.
Zum Zeitpunkt t32 sind das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse und das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse gleich und stellen das Gesamtraddrehmoment bereit. Die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig geschlossen und die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen. Die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs ist vollständig geschlossen und die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist vollständig offen.
Auf diese Weise kann das Raddrehmoment eines Fahrzeugs im Wesentlichen konstant bleiben (z. B. eine Änderung von weniger als 5 % des Drehmoments), während eine Kraftübertragung von einem niedrigen Gangbereich in einen hohen Gangbereich beginnend mit der Hinterachse wechselt. Ferner können Drehzahlen der elektrischen Maschinen mit geschlossenem Regelkreis gesteuert werden, sodass Drehmomentstörungen in der Kraftübertragung gering sein können.
Nun unter Bezugnahme auf 4 und 5 ist ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs gezeigt, das eine erste elektrische Maschine, die an eine Vorder- oder erste Achse gekoppelt ist, und eine zweite elektrische Maschine beinhaltet, die an eine Hinter- oder zweite Achse gekoppelt ist. Das Verfahren aus 4 und 5 kann in das System aus 1 eingeschlossen sein und mit diesem zusammenwirken. Ferner können zumindest Teile des Verfahrens aus 4 und 5 als auf nichtflüchtigem Speicher gespeicherte ausführbare Anweisungen eingeschlossen sein, während andere Teile des Verfahrens über eine Steuerung, die Betriebszustände von Vorrichtungen und Betätigungselemente in der physischen Welt verändert, durchgeführt werden können.
Bei 402 bestimmt das Verfahren 400 Fahrzeugbetriebsbedingungen. Fahrzeugbetriebsbedingungen können unter anderem Fahrzeuggeschwindigkeit, Gaspedalstellung, Betriebszustände von Achskupplungen, gegenwärtiges Raddrehmoment und Bremspedalstellung einschließen. Das Verfahren 400 geht zu 404 über.
Bei 404 beurteilt das Verfahren 400, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer Schwellenwertgeschwindigkeit liegt, das Gaspedal über einem Schwellenwertbetätigungsbetrag liegt und eine Kraftübertragungsschaltung aus niedrigen Übersetzungsverhältnissen von eingerückten Achsen in höhere Übersetzungsverhältnisse der eingerückten Achsen angefordert wird. In einem Beispiel kann die Schwellenwertgeschwindigkeit eine Geschwindigkeit sein, die größer als eine vorbestimmte Geschwindigkeit (z. B. 60 Kilometer/Stunde) ist, und ist der Schwellenwertgaspedalbetätigungsbetrag ein vorbestimmter Betrag (z. B. weniger als 50 % der vollständig eingedrückten Gaspedalposition). Eine Anforderung zum Schalten einer Kraftübertragung aus niedrigen Achsübersetzungsverhältnissen in höhere Achsübersetzungsverhältnisse kann über einen Fahrzeugführer und eine Mensch-Maschine-Schnittstelle erfolgen. Alternativ kann eine Anforderung, ein Schalten der Kraftübertragung aus den niedrigeren Achsübersetzungsverhältnissen in die höheren Achsübersetzungsverhältnisse anzufordern, automatisch als Reaktion auf Fahrzeugbetriebsbedingungen erfolgen. Zum Beispiel kann eine Anforderung, eine Kraftübertragung aus niedrigeren Achsübersetzungsverhältnissen in höhere Achsübersetzungsverhältnisse zu schalten, erfolgen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über einer Schwellenwertgeschwindigkeit liegt. Falls das Verfahren 400 beurteilt, dass eine Anforderung zum Schalten einer Kraftübertragung aus hohen Achsübersetzungsverhältnissen in niedrige Achsübersetzungsverhältnisse vorliegt, lautet die Antwort Ja und geht das Verfahren 400 zu 406 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und geht das Verfahren 400 zu 450 über.
Bei 450 fährt das Verfahren 400 fort, die Kraftübertragung mit Zahnrädern von Achsen zu betreiben, die in ihrer gegenwärtigen Konfiguration eingerückt sind. Wenn das Verfahren 400 zum Beispiel beurteilt, dass die Kraftübertragung mit hohen Übersetzungsverhältnissen von eingerückten Achsen betrieben wird, wird die Kraftübertragung weiterhin mit hohen Übersetzungsverhältnissen der eingerückten Achsen betrieben. Das Verfahren 400 geht zum Ende über.
Bei 406 beurteilt das Verfahren 400, ob erwünscht wird, dass die Vorderachse aus ihrem niedrigeren Übersetzungsverhältnis in ihr höheres Übersetzungsverhältnis geschaltet wird, bevor die Hinterachse aus ihrem niedrigeren Übersetzungsverhältnis in ihr höheres Übersetzungsverhältnis geschaltet wird. Das Verfahren 400 kann auf Grundlage von Straßenbedingungen, Radschlupf oder anderen Bedingungen beurteilen, dass die Vorderachse aus ihrem niedrigeren Übersetzungsverhältnis in ihr höheres Übersetzungsverhältnis geschaltet werden soll, bevor die Hinterachse aus ihrem niedrigeren Übersetzungsverhältnis in ihr höheres Übersetzungsverhältnis geschaltet wird. Wenn das Verfahren 400 zum Beispiel beurteilt, dass ein Radschlupf der Hinterräder des Fahrzeugs vorhanden ist, während kein Radschlupf der Vorderräder vorhanden ist, kann das Verfahren 400 beurteilen, dass die Vorderachse aus ihrem niedrigeren Übersetzungsverhältnis in ihr höheres Übersetzungsverhältnis geschaltet werden soll, bevor die Hinterachse aus ihrem niedrigeren Übersetzungsverhältnis in ihr höheres Übersetzungsverhältnis geschaltet wird, sodass ein hohes Maß an Traktion an der Vorderachse beibehalten werden kann. Wenn das Verfahren 400 beurteilt, dass die Vorderachse aus ihrem niedrigeren Übersetzungsverhältnis in ihr höheres Übersetzungsverhältnis geschaltet werden soll, bevor die Hinterachse aus ihrem niedrigeren Übersetzungsverhältnis in ihr höheres Übersetzungsverhältnis geschaltet wird, lautet die Antwort Ja und geht das Verfahren 400 zu 408 über. Andernfalls lautet die Antwort Nein und geht das Verfahren 400 zu 450 über.
Bei 408, während die elektrische Maschine der Vorderachse in einem Drehmomentsteuermodus betrieben wird, reduziert das Verfahren 400 die Drehmomentausgabe einer elektrischen Maschine der Vorderachse auf innerhalb eines vorbestimmten positiven Schwellenwertdrehmoments von null Drehmoment (z. B. 2 Newtonmeter Nulldrehmoment) und erhöht die Drehmomentausgabe einer elektrischen Maschine der Hinterachse, um das Fahrerbedarfsdrehmoment zu erfüllen und die Fahrzeuggeschwindigkeit beizubehalten. Die elektrische Maschine der Hinterachse wird in einem Drehmomentsteuermodus betrieben. Somit hält das Verfahren 400 das Fahrzeugraddrehmoment auf einem Raddrehmoment, das unmittelbar vor der Anforderung zum Schalten der Kraftübertragung von einem niedrigeren Übersetzungsverhältnis zu einem höheren Übersetzungsverhältnis vorhanden war. Ein Befehl zu einem derartigen Vorgang kann gegeben werden, wenn das Gaspedal betätigt wird und das Raddrehmoment ungleich null ist. Das Verfahren 400 geht zu 410 über.
Bei 410 rückt das Verfahren 400 die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs aus. Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist geöffnet, um der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs zu ermöglichen, vollständig geschlossen zu sein. Das Verfahren 400 geht zu 412 über.
Bei 412 wird eine vorbestimmte Zeitdauer (z. B. 300 Millisekunden) abgewartet, um Drehmomenteinstellungen an der elektrischen Maschine der Vorderachse vorzunehmen. Das Verfahren 400 wartet darauf, zu ermöglichen, dass ein Abstand zwischen den Zahnradzähnen reduziert wird, sodass der Aufprall zwischen den Zahnradzähnen reduziert werden kann. Das Verfahren 400 geht zu 414 über.
Bei 414 fordert das Verfahren 400 eine negative Drehmomentausgabe von der elektrischen Maschine der Vorderachse an und erhöht die Größe des negativen Drehmoments der elektrischen Maschine der Vorderachse, sodass die elektrische Maschine der Vorderachse ein kleines negatives Drehmoment (z. B. -2 Nm) ausgibt. Das Verfahren 400 geht zu 416 über.
Bei 416 erhöht oder stellt das Verfahren 400 die negative Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Vorderachse mit einer vorbestimmten Rate ein, sodass die Ausgabe der elektrischen Maschine der Vorderachse einen gewünschten negativen Drehmomentwert (z. B. -10 Nm) zum Reduzieren der Drehzahl der Vorderachsenhochgeschwindigkeitskupplung erreicht. Das Verfahren 400 geht zu 418 über.
Bei 418 ändert das Verfahren 400 den Betriebsmodus der elektrischen Maschine der Vorderachse vom Drehmomentsteuermodus zum Drehzahlsteuermodus. Das Verfahren 400 stellt das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse ein, um den Schlupf der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs (z. B. ermöglicht die Kupplung selektiv eine Drehmomentübertragung durch das große Zahnrad) auf null zu reduzieren.
Das Verfahren 400 kann eine Drehzahl einer Ausgangswelle der elektrischen Maschine der Vorderachse erhöhen, sodass die Drehzahl der Ausgangswelle der elektrischen Maschine der Vorderachse gleich einer Drehzahl eines kleinen Zahnrads der Vorderachse ist. Sobald die Drehzahl der Ausgangswelle der elektrischen Maschine der Vorderachse gleich oder beinahe gleich der Drehzahl des kleinen Zahnrads der Vorderachse geworden ist, wird das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse verringert. Wie vorstehend erwähnt kann die elektrische Maschine der Vorderachse in einem Drehzahlsteuermodus mit geschlossenem Regelkreis betrieben werden, der eine Proportional-/Integralsteuerung nutzt und sich auf eine Drehzahlrückkopplung des niedrigeren Gangs stützt, um einen Drehzahlfehler zwischen der Drehzahl der elektrischen Maschine der Vorderachse und der Drehzahl des niedrigeren Gangs der Vorderachse auf null zu verringern. Das Verfahren 400 geht zu 420 über.
Bei 420 stellt das Verfahren 400 Schaltgabeln ein, um eine Synchronisiereinrichtung eines hohen Gangs einzurücken, sodass Schlupf über die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs weiter reduziert werden kann. Das Verfahren 400 geht zu 422 über.
Bei 422 rückt das Verfahren 400 das große Zahnrad der Vorderachse vollständig ein, wenn der Schlupf der Kupplung des hohen Gangs der Vorderachse kleiner als ein Schwellenwertschlupfausmaß ist. Das große Zahnrad der Vorderachse kann über die Schaltgabeln eingerückt werden. Das Verfahren 400 geht zu 424 über.
Bei 424 reduziert das Verfahren 400 die Drehmomentausgabe einer elektrischen Maschine der Hinterachse mit einer vorbestimmten Rate auf ein positives Drehmoment, das innerhalb eines Schwellenwerts von null Drehmoment liegt, und erhöht die Drehmomentausgabe einer elektrischen Maschine der Vorderachse mit einer vorbestimmten Rate, um die Fahrzeugdrehzahl über Beibehalten eines Gesamtraddrehmoments bei dem Fahrerbedarfsdrehmoment beizubehalten. Das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse kann als Reaktion auf das vollständige Schließen der Kupplung eines hohen Gangs der Vorderachse zu null verringert werden. Das Verfahren 400 geht zu 426 über.
Bei 426 rückt das Verfahren 400 die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs aus. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist geöffnet, um der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs zu ermöglichen, vollständig geschlossen zu sein. Das Verfahren 400 geht zu 428 über.
Bei 428 wird eine vorbestimmte Zeitdauer (z. B. 300 Millisekunden) abgewartet, um Drehmomenteinstellungen an der elektrischen Maschine der Hinterachse vorzunehmen. Das Verfahren 400 wartet darauf, zu ermöglichen, dass ein Abstand zwischen den Zahnradzähnen reduziert wird, sodass der Aufprall zwischen den Zahnradzähnen reduziert werden kann. Das Verfahren 400 geht zu 430 über.
Bei 430 fordert das Verfahren 400 eine negative Drehmomentausgabe von der elektrischen Maschine der Hinterachse an und erhöht die Größe des negativen Drehmoments der elektrischen Maschine der Hinterachse, sodass die elektrische Maschine der Hinterachse ein kleines negatives Drehmoment (z. B. -2 Nm) ausgibt. Das Verfahren 400 geht zu 432 über.
Bei 432 erhöht oder stellt das Verfahren 400 die negative Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Hinterachse mit einer vorbestimmten Rate ein, sodass die Ausgabe der elektrischen Maschine der Hinterachse einen gewünschten negativen Drehmomentwert (z. B. -10 Nm) zum Reduzieren der Drehzahl der Hinterachsenhochgeschwindigkeitskupplung erreicht. Das Verfahren 400 geht zu 434 über.
Bei 434 ändert das Verfahren 400 den Betriebsmodus der elektrischen Maschine der Hinterachse vom Drehmomentsteuermodus zum Drehzahlsteuermodus. Das Verfahren 400 stellt das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse ein, um den Schlupf der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs (z. B. ermöglicht die Kupplung selektiv eine Drehmomentübertragung durch das große Zahnrad) auf null zu reduzieren.
Das Verfahren 400 kann eine Drehzahl einer Ausgangswelle der elektrischen Maschine der Hinterachse erhöhen, sodass die Drehzahl der Ausgangswelle der elektrischen Maschine der Hinterachse gleich einer Drehzahl des kleinen Zahnrads der Hinterachse ist. Sobald die Drehzahl der Ausgangswelle der elektrischen Maschine der Hinterachse gleich oder beinahe gleich der Drehzahl des kleinen Zahnrads der Hinterachse geworden ist, wird das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse verringert. Wie vorstehend erwähnt kann die elektrische Maschine der Hinterachse in einem Drehzahlsteuermodus mit geschlossenem Regelkreis betrieben werden, der eine Proportional-/Integralsteuerung nutzt und sich auf eine Drehzahlrückkopplung des kleineren Zahnrads stützt, um einen Drehzahlfehler zwischen der Drehzahl der elektrischen Maschine der Hinterachse und der Drehzahl des kleineren Zahnrads der Hinterachse auf null zu verringern. Das Verfahren 400 geht zu 436 über.
Bei 436 stellt das Verfahren 400 Schaltgabeln ein, um eine Synchronisiereinrichtung eines hohen Gangs der Hinterachse einzurücken, sodass Schlupf über die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs weiter reduziert werden kann. Das Verfahren 400 geht zu 438 über.
Bei 438 rückt das Verfahren 400 das große Zahnrad der Hinterachse vollständig ein, wenn der Schlupf der Kupplung des hohen Gangs der Hinterachse kleiner als ein Schwellenwertschlupfausmaß ist. Das große Zahnrad der Hinterachse kann über die Schaltgabeln eingerückt werden. Das Verfahren 400 geht zu 440 über.
Bei 440 reduziert das Verfahren 400 die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Vorderachse und erhöht die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Hinterachse, bis die Ausgangsdrehmomente der elektrischen Maschine der Vorderachse und der elektrischen Maschine der Hinterachse gleich sind. Ferner stellen die elektrische Maschine der Vorderachse und die elektrische Maschine der Hinterachse das Fahrerbedarfsraddrehmoment bereit. Das Verfahren 400 geht zum Ende über.
Bei 450, während die elektrische Maschine der Hinterachse in einem Drehmomentsteuermodus betrieben wird, reduziert das Verfahren 400 die Drehmomentausgabe einer elektrischen Maschine der Hinterachse auf innerhalb eines vorbestimmten positiven Schwellenwertdrehmoments von null Drehmoment (z. B. 2 Newtonmeter Nulldrehmoment) und erhöht die Drehmomentausgabe einer elektrischen Maschine der Vorderachse, um das Fahrerbedarfsdrehmoment zu erfüllen und die Fahrzeuggeschwindigkeit beizubehalten. Die elektrische Maschine der Vorderachse wird in einem Drehmomentsteuermodus betrieben. Somit hält das Verfahren 400 das Fahrzeugraddrehmoment auf einem Raddrehmoment, das unmittelbar vor der Anforderung zum Schalten der Kraftübertragung von einem niedrigeren Übersetzungsverhältnis zu einem höheren Übersetzungsverhältnis vorhanden war. Ein Befehl zu einem derartigen Vorgang kann gegeben werden, wenn das Gaspedal betätigt wird und das Raddrehmoment ungleich null ist. Das Verfahren 400 geht zu 452 über.
Bei 452 rückt das Verfahren 400 die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs aus. Die Hinterachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist geöffnet, um der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs zu ermöglichen, vollständig geschlossen zu sein. Das Verfahren 400 geht zu 454 über.
Bei 454 wird eine vorbestimmte Zeitdauer (z. B. 300 Millisekunden) abgewartet, um Drehmomenteinstellungen an der elektrischen Maschine der Hinterachse vorzunehmen. Das Verfahren 400 wartet darauf, zu ermöglichen, dass ein Abstand zwischen den Zahnradzähnen reduziert wird, sodass der Aufprall zwischen den Zahnradzähnen reduziert werden kann. Das Verfahren 400 geht zu 456 über.
Bei 456 fordert das Verfahren 400 eine negative Drehmomentausgabe von der elektrischen Maschine der Hinterachse an und erhöht die Größe des negativen Drehmoments der elektrischen Maschine der Hinterachse, sodass die elektrische Maschine der Hinterachse ein kleines negatives Drehmoment (z. B. -2 Nm) ausgibt. Das Verfahren 400 geht zu 458 über.
Bei 458 erhöht oder stellt das Verfahren 400 die negative Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Hinterachse mit einer vorbestimmten Rate ein, sodass die Ausgabe der elektrischen Maschine der Hinterachse einen gewünschten negativen Drehmomentwert (z. B. -10 Nm) zum Reduzieren der Drehzahl der Hinterachsenhochgeschwindigkeitskupplung erreicht. Das Verfahren 400 geht zu 460 über.
Bei 460 ändert das Verfahren 400 den Betriebsmodus der elektrischen Maschine der Hinterachse vom Drehmomentsteuermodus zum Drehzahlsteuermodus. Das Verfahren 400 stellt das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse ein, um den Schlupf der Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs (z. B. ermöglicht die Kupplung selektiv eine Drehmomentübertragung durch das große Zahnrad) auf null zu reduzieren.
Das Verfahren 400 kann eine Drehzahl einer Ausgangswelle der elektrischen Maschine der Hinterachse erhöhen, sodass die Drehzahl der Ausgangswelle der elektrischen Maschine der Hinterachse gleich einer Drehzahl des kleinen Zahnrads der Hinterachse ist. Sobald die Drehzahl der Ausgangswelle der elektrischen Maschine der Hinterachse gleich oder beinahe gleich der Drehzahl des kleinen Zahnrads der Hinterachse geworden ist, wird das Drehmoment der elektrischen Maschine der Hinterachse verringert. Wie vorstehend erwähnt kann die elektrische Maschine der Hinterachse in einem Drehzahlsteuermodus mit geschlossenem Regelkreis betrieben werden, der eine Proportional-/Integralsteuerung nutzt und sich auf eine Drehzahlrückkopplung des kleineren Zahnrads stützt, um einen Drehzahlfehler zwischen der Drehzahl der elektrischen Maschine der Hinterachse und der Drehzahl des kleineren Zahnrads der Hinterachse auf null zu verringern. Das Verfahren 400 geht zu 462 über.
Bei 462 stellt das Verfahren 400 Schaltgabeln ein, um eine Synchronisiereinrichtung eines hohen Gangs einzurücken, sodass Schlupf über die Hinterachsenkupplung eines hohen Gangs weiter reduziert werden kann. Das Verfahren 400 geht zu 464 über.
Bei 464 rückt das Verfahren 400 das große Zahnrad der Hinterachse vollständig ein, wenn der Schlupf der Kupplung des hohen Gangs der Hinterachse kleiner als ein Schwellenwertschlupfausmaß ist. Das große Zahnrad der Hinterachse kann über die Schaltgabeln eingerückt werden. Das Verfahren 400 geht zu 466 über.
Bei 466 reduziert das Verfahren 400 die Drehmomentausgabe einer elektrischen Maschine der Vorderachse mit einer vorbestimmten Rate auf ein positives Drehmoment, das innerhalb eines Schwellenwerts von null Drehmoment liegt, und erhöht die Drehmomentausgabe einer elektrischen Maschine der Hinterachse mit einer vorbestimmten Rate, um die Fahrzeugdrehzahl über Beibehalten eines Gesamtraddrehmoments bei dem Fahrerbedarfsdrehmoment beizubehalten. Das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse kann als Reaktion auf das vollständige Schließen der Kupplung eines hohen Gangs der Hinterachse zu null verringert werden. Das Verfahren 400 geht zu 468 über.
Bei 468 rückt das Verfahren 400 die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs aus. Die Vorderachsenkupplung eines niedrigen Gangs ist geöffnet, um der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs zu ermöglichen, vollständig geschlossen zu sein. Das Verfahren 400 geht zu 470 über.
Bei 470 wird eine vorbestimmte Zeitdauer (z. B. 300 Millisekunden) abgewartet, um Drehmomenteinstellungen an der elektrischen Maschine der Vorderachse vorzunehmen. Das Verfahren 400 wartet darauf, zu ermöglichen, dass ein Abstand zwischen den Zahnradzähnen reduziert wird, sodass der Aufprall zwischen den Zahnradzähnen reduziert werden kann. Das Verfahren 400 geht zu 472 über.
Bei 472 fordert das Verfahren 400 eine negative Drehmomentausgabe von der elektrischen Maschine der Vorderachse an und erhöht die Größe des negativen Drehmoments der elektrischen Maschine der Vorderachse, sodass die elektrische Maschine der Vorderachse ein kleines negatives Drehmoment (z. B. -2 Nm) ausgibt. Das Verfahren 400 geht zu 474 über.
Bei 474 erhöht oder stellt das Verfahren 400 die negative Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Vorderachse mit einer vorbestimmten Rate ein, sodass die Ausgabe der elektrischen Maschine der Vorderachse einen gewünschten negativen Drehmomentwert (z. B. -10 Nm) zum Reduzieren der Drehzahl der Vorderachsenhochgeschwindigkeitskupplung erreicht. Das Verfahren 400 geht zu 476 über.
Bei 476 ändert das Verfahren 400 den Betriebsmodus der elektrischen Maschine der Vorderachse vom Drehmomentsteuermodus zum Drehzahlsteuermodus. Das Verfahren 400 stellt das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse ein, um den Schlupf der Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs (z. B. ermöglicht die Kupplung selektiv eine Drehmomentübertragung durch das große Zahnrad) auf null zu reduzieren.
Das Verfahren 400 kann eine Drehzahl einer Ausgangswelle der elektrischen Maschine der Vorderachse erhöhen, sodass die Drehzahl der Ausgangswelle der elektrischen Maschine der Vorderachse gleich einer Drehzahl eines kleinen Zahnrads der Vorderachse ist. Sobald die Drehzahl der Ausgangswelle der elektrischen Maschine der Vorderachse gleich oder beinahe gleich der Drehzahl des kleinen Zahnrads der Vorderachse geworden ist, wird das Drehmoment der elektrischen Maschine der Vorderachse verringert. Wie vorstehend erwähnt kann die elektrische Maschine der Vorderachse in einem Drehzahlsteuermodus mit geschlossenem Regelkreis betrieben werden, der eine Proportional-/Integralsteuerung nutzt und sich auf eine Drehzahlrückkopplung des niedrigeren Gangs stützt, um einen Drehzahlfehler zwischen der Drehzahl der elektrischen Maschine der Vorderachse und der Drehzahl des niedrigeren Gangs der Vorderachse auf null zu verringern. Das Verfahren 400 geht zu 478 über.
Bei 478 stellt das Verfahren 400 Schaltgabeln ein, um eine Synchronisiereinrichtung eines hohen Gangs der Vorderachse einzurücken, sodass Schlupf über die Vorderachsenkupplung eines hohen Gangs weiter reduziert werden kann. Das Verfahren 400 geht zu 480 über.
Bei 480 schaltet das Verfahren 400 das große Zahnrad der Vorderachse vollständig ein, wenn der Schlupf der Kupplung des hohen Gangs der Vorderachse kleiner als ein Schwellenwertschlupfausmaß ist. Das große Zahnrad der Vorderachse kann über die Schaltgabeln eingerückt werden. Das Verfahren 400 geht zu 482 über.
Bei 482 reduziert das Verfahren 400 die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Vorderachse und erhöht die Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine der Hinterachse, bis die Ausgangsdrehmomente der elektrischen Maschine der Vorderachse und der elektrischen Maschine der Hinterachse gleich sind. Ferner stellen die elektrische Maschine der Vorderachse und die elektrische Maschine der Hinterachse das Fahrerbedarfsraddrehmoment bereit. Das Verfahren 400 geht zum Ende über.
Somit kann das Verfahren aus 4 und 5 den aus einem niedrigeren Gang der Hinterachse in einen höheren Gang der Hinterachse schalten, bevor der niedrigere Gang der Vorderachse in den höheren Gang der Vorderachse geschaltet wird. Alternativ kann das Verfahren aus 4 und 5 den niedrigeren Gang der Vorderachse in einen höheren Gang der Vorderachse schalten, bevor der niedrigere Gang der Hinterachse in den höheren Gang der Hinterachse geschaltet wird. Ferner kann das Verfahren aus 4 und 5 durchgeführt werden, wenn der Fahrerbedarf ungleich null ist und während sich das Fahrzeug bewegt. Fahrzeugführer können feststellen, dass ein solcher Gangwechsel in der Kraftübertragung effizient und zeitsparend ist.
Das Verfahren der 4 und 5 stellt ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereit, das Folgendes umfasst: Schalten einer ersten Achse aus einem niedrigeren Gangbereich in einen hohen Gangbereich während Fahrerbedarfsdrehmoment über eine zweite Achse erfüllt wird, wobei das Schalten ein Herunterfahren des Drehmoments einer elektrischen Maschine der ersten Achse auf ein erstes positives Schwellenwertdrehmoment, Ausrücken des niedrigen Gangbereichs, Einstellen des Drehmoments der elektrischen Maschine der ersten Achse auf ein negatives Drehmoment in einer vorbestimmten Zeitdauer nachdem die elektrische Maschine der ersten Achse das ersten positiven Schwellenwertdrehmoment erreicht, wobei das Drehmoment der ersten elektrischen Maschine der ersten Achse eine Schlupfdrehzahl einer Kupplung des hohen Gangbereichs der ersten Achse einstellt, Einrücken einer Synchronisiereinrichtung als Reaktion darauf, dass sich die Schlupfdrehzahl der Kupplung des hohen Gangbereichs innerhalb eines Schwellenwerts von null Schlupf befindet, Schließen der Kupplung des hohen Gangbereichs und Erhöhen des Drehmoments der elektrischen Maschine beinhaltet, nachdem die Kupplung des hohen Gangbereichs geschlossen ist. Das Verfahren beinhaltet, dass die erste Achse eine Vorderachse ist. Das Verfahren umfasst ferner Schalten einer Hinterachse aus einem niedrigeren Hinterachsengangbereich in einen hohen Hinterachsengangbereich während Fahrerbedarfsdrehmoment über die Vorderachse erfüllt wird, wobei das Schalten der Hinterachse Herunterfahren des Drehmoments einer elektrischen Maschine der Hinterachse auf ein zweites positives Schwellenwertdrehmoment, Ausrücken des niedrigen Hinterachsengangbereichs, Einstellen des Drehmoments der elektrischen Maschine der Hinterachse auf ein negatives Drehmoment in einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer nachdem die elektrische Maschine der Hinterachse das zweite positive Schwellenwertdrehmoment erreicht, wobei das Drehmoment der ersten elektrischen Maschine der Hinterachse eine Schlupfdrehzahl einer Kupplung des hohen Hinterachsengangbereichs einstellt, Einrücken einer Hinterachsensynchronisiereinrichtung als Reaktion darauf, dass sich die Schlupfdrehzahl der Kupplung des hohen Hinterachsengangbereichs innerhalb eines Schwellenwerts von null Schlupf befindet, Schließen der Kupplung des hohen Hinterachsengangbereichs und Erhöhen des Drehmoments der elektrischen Maschine der Hinterachse beinhaltet, nachdem die Kupplung des hohen Hinterachsengangbereichs geschlossen ist. Das Verfahren beinhaltet, dass die erste Achse eine Hinterachse ist.
In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner Schalten einer Vorderachse aus einem niedrigeren Vorderachsengangbereich in einen hohen Vorderachsengangbereich während Fahrerbedarfsdrehmoment über die Hinterachse erfüllt wird, wobei das Schalten der Vorderachse ein Herunterfahren des Drehmoments einer elektrischen Maschine der Vorderachse auf null Drehmoment, Ausrücken des niedrigen Vorderachsengangbereichs, Einstellen des Drehmoments der elektrischen Maschine der Vorderachse auf ein negatives Drehmoment in einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer, wobei das Drehmoment der ersten elektrischen Maschine der Vorderachse eine Schlupfdrehzahl einer Kupplung des hohen Vorderachsengangbereichs einstellt, Einrücken einer Vorderachsensynchronisiereinrichtung als Reaktion darauf, dass sich die Schlupfdrehzahl der Kupplung des hohen Vorderachsengangbereichs innerhalb eines Schwellenwerts von null Schlupf befindet, Schließen der Kupplung des hohen Vorderachsengangbereichs und Erhöhen des Drehmoments der elektrischen Maschine der Vorderachse beinhaltet, nachdem die Kupplung des hohen Vorderachsengangbereichs geschlossen ist. Das Verfahren beinhaltet, dass das Erfüllen des Fahrerbedarfsdrehmoments ein Erhöhen eines Drehmoments einer elektrischen Maschine der zweiten Achse beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet, dass die erste Achse insgesamt zwei Gangbereiche beinhaltet.
Das Verfahren der 4 und 5 stellt ebenfalls ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs bereit, das Folgendes umfasst: Schalten einer ersten Achse aus einem niedrigeren Gangbereich in einen hohen Gangbereich während ein Fahrerbedarfsdrehmoment über eine zweite Achse erzeugt wird, wobei das Schalten Herunterfahren des Drehmoments einer elektrischen Maschine der ersten Achse auf ein erstes positives Schwellenwertdrehmoment, Ausrücken des niedrigen Gangbereichs, Einstellen des Drehmoments der elektrischen Maschine der ersten Achse auf ein negatives Drehmoment in einer vorbestimmten Zeitdauer nachdem die elektrische Maschine der ersten Achse das erste positive Schwellenwertdrehmoment erreicht, Betreiben der elektrischen Maschine der ersten Achse in einem Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf das Erreichen des negativen Drehmoments oder dass ein Schlupfausmaß einer Kupplung der ersten Achse geringer als ein Schwellenwert ist, Einrücken einer Synchronisiereinrichtung als Reaktion darauf, dass sich das Schlupfausmaß innerhalb eines Schwellenwerts von null Schlupf befindet, Schließen der Kupplung und Erhöhen des Drehmoments der elektrischen Maschine der ersten Achse beinhaltet, nachdem die Kupplung der ersten Achse geschlossen ist. Das Verfahren beinhaltet, dass die Kupplung eine Kupplung eines hohen Gangbereichs ist.
In einigen Beispielen umfasst das Verfahren ferner Einstellen der Drehzahl der elektrischen Maschine der ersten Achse, während die elektrische Maschine der ersten Achse im Drehzahlsteuermodus betrieben wird, auf eine Drehzahl, die den Schlupfbetrag der Kupplung der ersten Achse reduziert. Das Verfahren umfasst ferner Schalten einer zweiten Achse aus einem niedrigeren Gangbereich der zweiten Achse in einen hohen Gangbereich der zweiten Achse während ein Fahrerbedarfsdrehmoment über die erste Achse erfüllt wird, wobei das Schalten Herunterfahren des Drehmoments einer elektrischen Maschine der zweiten Achse auf ein zweites positives Schwellenwertdrehmoment, Ausrücken des niedrigen Gangbereichs der zweiten Achse, Einstellen des Drehmoments der elektrischen Maschine der zweiten Achse auf ein negatives Drehmoment in einer vorbestimmten Zeitdauer nachdem die elektrische Maschine der zweiten Achse das zweite positive Schwellenwertdrehmoment erreicht, Betreiben der elektrischen Maschine der zweiten Achse in einem Drehzahlsteuermodus als Reaktion auf das Erreichen des negativen Drehmoments oder dass ein Schlupfausmaß einer Kupplung der zweiten Achse geringer als ein Schwellenwert ist, Einrücken einer Synchronisiereinrichtung der zweiten Achse als Reaktion darauf, dass sich das Schlupfausmaß der Kupplung der zweiten Achse innerhalb eines Schwellenwerts von null Schlupf befindet, Schließen der Kupplung der zweiten Achse und Erhöhen des Drehmoments der elektrischen Maschine der zweiten Achse beinhaltet, nachdem die Kupplung der zweiten Achse geschlossen ist. Das Verfahren umfasst ferner Betreiben einer elektrischen Maschine der zweiten Achse in einem Drehmomentsteuermodus. Das Verfahren beinhaltet, dass die elektrische Maschine der zweiten Achse das Fahrerbedarfsdrehmoment beinhaltet. Das Verfahren beinhaltet, dass der niedrige Gangbereich durch Öffnen einer Kupplung eines niedrigem Gangbereichs ausgerückt wird.
Es ist zu beachten, dass die in dieser Schrift beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die in dieser Schrift offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen auf einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschließlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Betätigungselementen und anderer Motorhardware ausgeführt werden. Ferner können Abschnitte der Verfahren physische Handlungen sein, die in der Realität vorgenommen werden, um einen Zustand einer Vorrichtung zu ändern. Die konkreten in dieser Schrift beschriebenen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien darstellen, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der in dieser Schrift beschriebenen Beispiele zu erreichen, sondern ist vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach der konkret verwendeten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einen nicht flüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem einprogrammiert werden soll, in dem die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden. Einer oder mehrere der in dieser Schrift beschriebenen Verfahrensschritte können bei Bedarf weggelassen werden.
Es versteht sich, dass die in dieser Schrift offenbarten Konfigurationen und Programme beispielhafter Natur sind und dass diese konkreten Beispiele nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Varianten möglich sind. Zum Beispiel kann die vorangehende Technik auf V6-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nichtnaheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen, sowie andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die in dieser Schrift offenbart sind.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente einschließen und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, das Folgendes umfasst: Schalten einer ersten Achse aus einem niedrigeren Gangbereich in einen hohen Gangbereich während Fahrerbedarfsdrehmoment über eine zweite Achse erfüllt wird, wobei das Schalten Herunterfahren des Drehmoments einer elektrischen Maschine der ersten Achse auf ein erstes positives Schwellenwertdrehmoment, Ausrücken des niedrigen Gangbereichs, Einstellen des Drehmoments der elektrischen Maschine der ersten Achse auf ein negatives Drehmoment in einer vorbestimmten Zeitdauer nachdem die elektrische Maschine der ersten Achse das erste positive Schwellenwertdrehmoment erreicht, wobei das Drehmoment der ersten elektrischen Maschine der ersten Achse eine Schlupfdrehzahl einer Kupplung des hohen Gangbereichs der ersten Achse einstellt, Einrücken einer Synchronisiereinrichtung als Reaktion darauf, dass sich die Schlupfdrehzahl der Kupplung des hohen Gangbereichs innerhalb eines Schwellenwerts von null Schlupf befindet, Schließen der Kupplung des hohen Gangbereichs und Erhöhen des Drehmoments der elektrischen Maschine beinhaltet, nachdem die Kupplung des hohen Gangbereichs geschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Achse eine Vorderachse ist.
Verfahren nach Anspruch 2, das ferner Schalten einer Hinterachse aus einem niedrigeren Hinterachsengangbereich in einen hohen Hinterachsengangbereich während Fahrerbedarfsdrehmoment über die Vorderachse erfüllt wird, wobei das Schalten der Hinterachse ein Herunterfahren des Drehmoments einer elektrischen Maschine der Hinterachse auf ein zweites positives Schwellenwertdrehmoment, Ausrücken des niedrigen Hinterachsengangbereichs, Einstellen des Drehmoments der elektrischen Maschine der Hinterachse auf ein negatives Drehmoment in einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer nachdem die elektrische Maschine der Hinterachse das zweite positive Schwellenwertdrehmoment erreicht, wobei das Drehmoment der ersten elektrischen Maschine der Hinterachse eine Schlupfdrehzahl einer Kupplung des hohen Hinterachsengangbereichs einstellt, Einrücken einer Hinterachsensynchronisiereinrichtung als Reaktion darauf, dass sich die Schlupfdrehzahl der Kupplung des hohen Hinterachsengangbereichs innerhalb eines Schwellenwerts von null Schlupf befindet, Schließen der Kupplung des hohen Hinterachsengangbereichs und Erhöhen des Drehmoments der elektrischen Maschine der Hinterachse beinhaltet, nachdem die Kupplung des hohen Hinterachsengangbereichs geschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Achse eine Hinterachse ist.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner Schalten einer Vorderachse aus einem niedrigeren Vorderachsengangbereich in einen hohen Vorderachsengangbereich während Fahrerbedarfsdrehmoment über die Hinterachse erfüllt wird, wobei das Schalten der Vorderachse ein Herunterfahren des Drehmoments einer elektrischen Maschine der Vorderachse auf null Drehmoment, Ausrücken des niedrigen Vorderachsengangbereichs, Einstellen des Drehmoments der elektrischen Maschine der Vorderachse auf ein negatives Drehmoment in einer zweiten vorbestimmten Zeitdauer, wobei das Drehmoment der ersten elektrischen Maschine der Vorderachse eine Schlupfdrehzahl einer Kupplung des hohen Vorderachsengangbereichs einstellt, Einrücken einer Vorderachsensynchronisiereinrichtung als Reaktion darauf, dass sich die Schlupfdrehzahl der Kupplung des hohen Vorderachsengangbereichs innerhalb eines Schwellenwerts von null Schlupf befindet, Schließen der Kupplung des hohen Vorderachsengangbereichs und Erhöhen des Drehmoments der elektrischen Maschine der Vorderachse beinhaltet, nachdem die Kupplung des hohen Vorderachsengangbereichs geschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erfüllen des Fahrerbedarfsdrehmoments ein Erhöhen eines Drehmoments einer elektrischen Maschine der zweiten Achse beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Achse insgesamt zwei Gangbereiche beinhaltet.
Fahrzeugsystem, das Folgendes umfasst: eine erste elektrische Maschine, die an eine Vorderachse gekoppelt ist, wobei die Vorderachse ein erstes Getriebe beinhaltet, das ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad beinhaltet, eine zweite elektrische Maschine, die an eine Hinterachse gekoppelt ist, wobei die Hinterachse ein zweites Getriebe beinhaltet, das ein drittes Zahnrad und ein viertes Zahnrad beinhaltet, eine Steuerung, die ausführbare Anweisungen beinhaltet, die in nicht flüchtigem Speicher gespeichert sind, um den Ausgang der ersten elektrischen Maschine auf ein negatives Drehmoment zu reduzieren und den Ausgang der zweiten elektrischen Maschine zu erhöhen, als Reaktion auf eine Anforderung, eine Kraftübertragung von einem niedrigeren Gangbereich auf einen höheren Gangbereich zu wechseln.
System nach Anspruch 8, das ferner zusätzliche Anweisungen beinhaltet, die erste elektrische Maschine in einem Drehzahlsteuermodus während eines Schaltens aus dem niedrigeren Gangbereich in den höheren Gangbereich zu betreiben.
System nach Anspruch 9, das ferner zusätzliche Anweisungen zum Reduzieren von Schlupf einer Kupplung umfasst, während die erste elektrische Maschine in dem Drehzahlsteuermodus betrieben wird.
System nach Anspruch 10, wobei die erste elektrische Maschine in dem Drehzahlsteuermodus betreiben wird, als Reaktion darauf, dass die elektrische Maschine das negative Drehmoment erreicht.
System nach Anspruch 8, das ferner zusätzliche Anweisungen dazu umfasst, ein Fahrerbedarfsdrehmoment über die zweite elektrische Maschine bereitzustellen.
System nach Anspruch 8, das ferner Betreiben der zweiten elektrischen Maschine in einem Drehmomentsteuermodus umfasst.