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Hintergrund der vorliegenden Offenbarung
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Gebiet der vorliegenden Offenbarung
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Die vorliegende Offenbarung / Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer Zwillingskupplung und ein zugehöriges Verfahren, insbesondere eine Vorrichtung zur Steuerung einer Zwillingskupplung, welche das Geradeausfahrverhalten eines Fahrzeugs verbessern kann, indem sie das durch eine Komponentenabweichung verursachte Ansprechverhalten der Kupplung ergänzt, sowie ein zugehöriges Verfahren.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Im Allgemeinen ist ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb (RWD) ein Fahrzeug, das die von einer Antriebsquelle erzeugte Leistung unter Verwendung eines Getriebes schalten kann und diese unter Verwendung einer Antriebswelle (z.B. in Form einer Kardanwelle) an eine Hinterachse übertragen kann. Das RWD-Fahrzeug kann aufgrund eines kleinen Wenderadius leicht gedriftet werden und hat einen verbesserten Grip, wenn das Fahrzeug beschleunigt wird, weil der Schwerpunkt während einer starken Beschleunigung in Richtung zum Hinterrad verlagert wird, wenn es ein gutes Fahrverhalten hat.
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Darüber hinaus kann ein Fahrzeug mit Vierradantrieb (4WD) oder Allradantrieb (AWD) die von der Antriebsquelle erzeugte Leistung an vier Räder verteilen, um eine Rotationskraft jedes Rads zu erhöhen, wodurch ein ausgezeichnetes Fahrverhalten auf einer unebenen, verschneiten, vereisten oder schlammigen Straße oder ähnlichem erreicht wird.
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Dementsprechend kann das RWD-, das 4WD- oder das AWD-Fahrzeug eine Hydraulikkupplungsvorrichtung zum Verteilen eines von der Antriebsquelle erzeugten Antriebsdrehmoments auf die Hinterräder oder alle Räder aufweisen, und die Hydraulikkupplungsvorrichtung kann an einem Antriebsstrang zwischen einer Vorderachse und der Hinterachse oder an einer Hinterachse vorgesehen sein.
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Das jüngste RWD-, 4WD- oder AWD-Fahrzeug kann eine Zwillingskupplung verwenden, welche die von der Antriebsquelle erzeugte Leistung unabhängig steuern kann, indem sie eine linke und eine rechte Kupplung aufweist, welche jeweilig in der Hinterachse vorgesehen sind, um das Fahrverhalten und die Traktionsleistung zu verbessern.
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Die Zwillingskupplung kann mit diversen Komponenten, wie zum Beispiel einer Hydraulikpumpe, einem Kolben und einem oder mehreren Zahnrädern, ausgestattet sein, und ein Unterschied im Ansprechverhalten der Kupplung kann in Abhängigkeit von einer Abweichung (z.B. der Material- und Fertigungstoleranzen) der jeweiligen Komponenten auftreten.
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Wenn der Unterschied im Ansprechverhalten der Kupplung aufgrund der Komponentenabweichung auftritt, kann sich der vorliegende Unterschied auf eine Bewegung des Fahrzeugs auswirken, wenn gleichmäßige Drehmomente auf die linke und die rechte Kupplung aufgebracht werden müssen, wie z. B. bei einer Geradeausfahrt.
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Die in diesem Hintergrund der vorliegenden Offenbarung enthaltenen Informationen dienen lediglich der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung und dürfen nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Form der Andeutung, dass diese Informationen den einem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik bilden, verstanden werden.
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Kurze Erläuterung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Offenbarung / Erfindung (nachfolgend kurz auch nur noch: Offenbarung) zielen darauf ab, eine Vorrichtung zur Steuerung einer Zwillingskupplung, welche das Geradeausfahrverhalten eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Abweichung der in der Zwillingskupplung enthaltenen Komponenten verbessern kann, sowie ein zugehöriges Verfahren bereitzustellen.
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Gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung weist eine Vorrichtung zur Steuerung einer Zwillingskupplung: eine Zwillingskupplung (z.B. auch Zwillingskupplungseinrichtung, Achsdoppelkupplungseinrichtung oder achsseitige Trennkupplungseinrichtung - Englisch „twin clutch“), welche selektiv die von einem Antriebsmotor an ein Paar von Antriebsrädern eines Fahrzeugs zugeführte Leistung blockiert, eine Fahrinformationserfassungseinheit, welche dazu eingerichtet ist, einen Geradeausfahrzustand des Fahrzeugs zu erfassen, und eine Kupplungssteuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, die Zwillingskupplung zu steuern, indem Ziel-Drehmomente (z.B. Soll-Drehmomente), die auf die jeweiligen Kupplungen, welche in der Zwillingskupplung vorhanden sind, angewendet werden, auf Grundlage des von der Fahrinformationserfassungseinheit erfassten Geradeausfahrzustands ermittelt werden, ein Korrekturfehler auf Grundlage einer Differenz zwischen tatsächlichen Drehmomenten (z.B. Ist-Drehmomente), welche auf die jeweiligen in der Zwillingskupplung vorhandenen Kupplungen aufgebracht werden, ermittelt wird, wenn ein Voraktivierungssignal, welches auf Grundlage der Ziel-Drehmomente ermittelt wird, eingeschaltet ist/wird und ein Hauptaktivierungssignal, welches auf Grundlage der an die jeweiligen Kupplungen angelegten tatsächlichen Drehmomente ermittelt wird, eingeschaltet ist/wird, ein Ausgleichssteuerung-Kompensationsbetrag auf Grundlage des Korrekturfehlers ermittelt wird und finale Steuerbeträge (z.B. finale Regelungsbeträge), welche auf die jeweiligen Kupplungen angewendet werden, auf Grundlage des Ausgleichssteuerung-Kompensationsbetrags ermittelt werden.
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Der Ausgleichssteuerung-Kompensationsbetrag kann ermittelt werden, indem eine oder mehrere von einer Proportional-Regelung, einer Integral-Regelung und einer Differential-Regelung auf den Korrekturfehler angewendet werden.
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Der finale Steuerbetrag kann basierend auf einem Basissteuerbetrag (z.B. Basisregelungsbetrag) für das Verfolgen des Zieldrehmoments und dem Ausgleichssteuerung-Kompensationsbetrag ermittelt werden.
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Der Basissteuerbetrag kann einen Rückkopplungssteuerung-Betrag und einen Vorsteuerung-Betrag für das Verfolgen der Zieldrehmomente aufweisen.
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Die Startbedingung und die Endbedingung des Voraktivierungssignals können voneinander verschieden gesetzt sein.
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Die Startbedingung und die Endbedingung des Hauptaktivierungssignals können voneinander verschieden gesetzt sein.
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Gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung weist ein Verfahren zur Steuerung einer Zwillingskupplung auf: Erfassen, durch eine Fahrinformationserfassungseinheit, von Fahrinformationen, welche für das Fahren eines Fahrzeugs notwendig sind, Ermitteln, durch eine Kupplungssteuereinrichtung, von Beträgen von Ziel-Drehmomenten (z.B. Soll-Drehmomenten), welche auf jeweilige in einer Zwillingskupplung vorhandene Kupplungen angewendet werden, basierend auf den erfassten Fahrinformationen, Ermitteln, durch die Kupplungssteuereinrichtung, eines Korrekturfehlers basierend auf einer Differenz zwischen tatsächlichen Drehmomenten (z.B. Ist-Drehmomenten), welche auf die jeweiligen in der Zwillingskupplung vorhandenen Kupplungen aufgebracht werden, wenn ein Voraktivierungssignal basierend auf den Beträgen der Ziel-Drehmomente eingeschaltet ist/wird und ein Hauptaktivierungssignal basierend auf den tatsächlichen Drehmomenten, welche auf die jeweiligen Kupplungen aufgebracht werden, eingeschaltet ist/wird, Ermitteln, durch die Kupplungssteuereinrichtung, eines Ausgleichssteuerung-Kompensationsbetrags auf Grundlage des Korrekturfehlers, Ermitteln, durch die Kupplungssteuereinrichtung, finaler Steuerbeträge, welche auf die jeweiligen Kupplungen angewendet werden, auf Grundlage des Ausgleichssteuerung-Kompensationsbetrags und Steuern, durch die Kupplungssteuereinrichtung, der jeweiligen Kupplungen auf Grundlage des finalen Steuerbetrags.
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Der Ausgleichssteuerung-Kompensationsbetrag kann ermittelt werden, indem eine oder mehrere von einer Proportional-Regelung, einer Integral-Regelung und einer Differential-Regelung auf den Korrekturfehler angewendet werden.
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Der finale Steuerbetrag kann basierend auf einem Basissteuerbetrag für das Verfolgen des Zieldrehmoments und dem Ausgleichssteuerung-Kompensationsbetrag ermittelt werden.
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Der Basissteuerbetrag kann einen Rückkopplungssteuerung-Betrag und einen Vorsteuerung-Betrag für das Verfolgen der Zieldrehmomente aufweisen.
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Die Startbedingung und die Endbedingung des Voraktivierungssignals können voneinander verschieden gesetzt sein.
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Die Startbedingung und die Endbedingung des Hauptaktivierungssignals können voneinander verschieden gesetzt sein.
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Gemäß der Vorrichtung zur Steuerung einer Zwillingskupplung und dem zugehörigen Verfahren gemäß den oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, ein stabiles Geradeausfahrverhalten sicherzustellen, indem die auf die jeweiligen Kupplungen ausgeübten hydraulischen Drücke (oder Drehmomente) unter Verwendung des finalen Steuerbetrags gesteuert werden, welcher auf Grundlage der auf die jeweiligen in der Zwillingskupplung vorhanden Kupplungen ausgeübten Ziel-Drehmomente und der auf die jeweiligen Kupplungen ausgeübten tatsächlichen Drehmomente ermittelt wird.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen weitere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Konzeptdiagramm, welches eine Konfiguration einer Vorrichtung zur Steuerung einer Zwillingskupplung gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- 2 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur Steuerung einer Zwillingskupplung gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
- 3A, 3B, 3C, 4A, 4B, 4C, 4D, 4E und 4F sind Diagramme zur Erläuterung des Betriebs der Zwillingskupplung gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
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Es ist zu verstehen, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, einschließlich z.B. konkrete Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden (zumindest) teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
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In den Figuren beziehen sich durchgehend durch mehrere Figuren der Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Teile der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, enthalten sein können.
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dargestellt sind, ausführlicher beschrieben. Wie dem Fachmann klar ist, können die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Weisen modifiziert werden, ohne dabei vom Sinn oder Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
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Um die vorliegende Offenbarung zu beschreiben, wird ein Teil, welcher nicht mit der Beschreibung zusammenhängt, weggelassen, und gleiche oder ähnliche Komponenten werden in der gesamten vorliegenden Beschreibung mit dem gleichen Bezugszeichen angegeben. Ferner ist der Begriff „Betrag“ hierin so zu verstehen, dass dieser sowohl positive als auch negative Zahlenwerte umfassen kann, und sind die Begriffe „Steuerung“ oder „steuern“ so zu verstehen, dass diese auch eine Regelung oder ein Regeln einer Größe umfassen können.
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Nachfolgend wird eine Vorrichtung zur Steuerung einer Zwillingskupplung gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben.
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1 ist ein Konzeptdiagramm, welches eine Konfiguration einer Vorrichtung zur Steuerung einer Zwillingskupplung gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Wie in 1 gezeigt, kann die Vorrichtung zur Steuerung einer Zwillingskupplung gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung einen Antriebsmotor 10, eine Fahrzeugsteuereinrichtung 60, eine Zwillingskupplung 40 und eine Kupplungssteuereinrichtung 50 aufweisen.
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Der Antriebsmotor (z.B. ein Antriebselektromotor) 10 kann die für den Antrieb eines Fahrzeugs erforderliche Antriebsleistung unter Verwendung von elektrischer Energie bereitstellen, und die vom Antriebsmotor 10 erzeugte Antriebsleistung kann den Antriebsrädern 30 oder allen Rädern des Fahrzeugs zum Antreiben des Fahrzeugs zugeführt werden.
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Die Zwillingskupplung (z.B. auch Zwillingskupplungseinrichtung, Achsdoppelkupplungseinrichtung oder achsseitige Trennkupplungseinrichtung - Englisch „twin clutch“) 40 kann eine erste Kupplung 41 und eine zweite Kupplung 42 aufweisen, welche auf beiden Seiten einer an dem Antriebsrad 30 angebrachten Achse 20 vorgesehen sind.
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Die vom Antriebsmotor 10 an das Antriebsrad 30 gelieferte Antriebsleistung kann dem Antriebsrad 30 zugeführt werden oder blockiert werden, basierend auf dem Einrücken und Ausrücken (z.B. auch Eingreifen oder Lösen) der Zwillingskupplung 40.
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Jede in der Zwillingskupplung 40 vorhandene Kupplung kann eine Kupplungsplatte und eine Kupplungsscheibe aufweisen, und die Kupplungsplatte und die Kupplungsscheibe können durch hydraulische Drücke, welche von Hydraulikpumpen 43 und 44, die von Hydraulikmotoren 45 und 46 betrieben werden, erzeugt werden, miteinander in Eingriff gebracht werden.
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Das heißt, dass das Einrücken der Kupplung erreicht werden kann, wenn die Kupplungsplatte und die Kupplungsscheibe durch die von den Hydraulikpumpen 43 und 44 erzeugten hydraulischen Drücke miteinander in Eingriff gebracht werden.
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Andererseits kann das Ausrücken der Kupplung erreicht werden, wenn die Kupplungsscheibe und die Kupplungsscheibe voneinander getrennt werden mittels keinem von der Hydraulikpumpe 43 oder 44 erzeugten Hydraulikdruck.
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In zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die auf die jeweiligen Kupplungen ausgeübten Drehmomente zu steuern, indem die Höhe der Hydraulikdrücke, welche auf die jeweiligen in der Zwillingskupplung 40 vorhandenen Kupplungen ausgeübt werden, unabhängig voneinander eingestellt werden.
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Es ist möglich, eine Höhe der Antriebsleistung, die über die Kupplung an das Antriebsrad 30 verteilt wird, einzustellen, indem die auf die jeweiligen Kupplungen aufgebrachten Drehmomente unabhängig voneinander gesteuert werden.
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Die Höhen der Hydraulikdrücke, welche von den Hydraulikpumpen 43 und 44 erzeugt werden und auf die jeweiligen Kupplungen ausgeübt werden, können auf die auf die jeweiligen Kupplungen ausgeübten Drehmomente abgebildet werden (z.B. können mit anderen Worten die Höhen der Hydraulikdrücke den Höhen der auf die jeweiligen Kupplungen ausgeübten Drehmomente zugeordnet sein).
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Das an die Kupplung angelegte Drehmoment, welches auf der Höhe des hydraulischen Drucks basiert, kann durch ein Experiment ermittelt und in der Kupplungssteuereinrichtung 50 im Voraus gespeichert werden.
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Die Kupplungssteuereinrichtung 50 kann das Einrücken und Ausrücken der Zwillingskupplung 40 unabhängig steuern und bei Bedarf die dem Antriebsrad 30 über die Zwillingskupplung 40 zugeführte Antriebskraft verteilen, so dass das Fahrzeug während einer Kurvenfahrt oder wenn eines der Räder durchrutscht, stabil gefahren werden kann. Das heißt, dass die Kupplungssteuereinrichtung 50 eine Einrückkraft (oder ein Drehmoment) der auf beiden Seiten der Achse 20 vorgesehen Kupplungen einstellen kann, um das Drehmoment der Antriebsräder 30, welche jeweils auf beiden Seiten der Achse 20 vorgesehen sind, einzustellen, so dass das Fahrzeug auch während einer Kurvenfahrt oder wenn eines der Räder durchrutscht, stabil gefahren werden kann.
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Die Fahrzeugsteuereinrichtung 60 kann diverse Komponenten, welche für den Betrieb des Fahrzeugs erforderlich sind, einschließlich des Antriebsmotors 10, steuern und bei Bedarf eine kooperative Steuerung mit der Kupplungssteuereinrichtung 50 durchführen.
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Die Kupplungssteuereinrichtung 50 und die Fahrzeugsteuereinrichtung 60 können miteinander integriert oder unabhängig (oder separat) voneinander ausgeführt sein.
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In der vorliegenden Offenbarung sind die Kupplungssteuereinrichtung 50 und die Fahrzeugsteuereinrichtung 60 als ein Beispiel unabhängig voneinander umgesetzt.
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Die Kupplungssteuereinrichtung 50 und die Fahrzeugsteuereinrichtung 60 können als ein oder mehrere Prozessoren vorgesehen sein, welche durch ein festgelegtes Programm betrieben werden, und das festgelegte Programm kann jeden Schritt eines Verfahrens zur Steuerung der Zwillingskupplung 40 gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung durchführen.
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Ferner kann ein Elektrofahrzeug (z.B. ein Elektrokraftfahrzeug, insbesondere ein Elektropersonenkraftfahrzeug), welches die Zwillingskupplung 40 gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung aufweist, eine Fahrinformationserfassungseinheit 70, welche Fahrinformationen, die zum Fahren des Fahrzeugs erforderlich sind, erfasst, aufweisen, und die von der Fahrinformationserfassungseinheit 70 erfassten Fahrinformationen können an die Kupplungssteuereinrichtung 50 und die Fahrzeugsteuereinrichtung 60 übertragen werden.
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Die Fahrinformationen dienen zur Ermittlung eines Geradeausfahrzustands des Fahrzeugs und können einen Lenkwinkel eines Lenkrads, eine Querbeschleunigung des Fahrzeugs oder eine Gierrate des Fahrzeugs aufweisen. Ferner können die Fahrinformationen den Hydraulikdruck (oder das Drehmoment), der auf die erste Kupplung 41 oder die zweite Kupplung 42 der Zwillingskupplung 40 aufgebracht / ausgeübt wird, aufweisen.
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Zu dem vorliegenden Zweck kann die Fahrinformationserfassungseinheit 70 einen Lenkwinkelsensor des Lenkrads, welcher einen Kurvenfahrzustand (oder einen Geradeausfahrzustand) des Fahrzeugs erfasst, einen Querbeschleunigungssensor, welcher die Querbeschleunigung des Fahrzeugs misst, oder einen Gierratensensor, welcher eine Gierrate des Fahrzeugs erfasst, aufweisen. Ferner kann die Fahrinformationserfassungseinheit 70 einen Drucksensor, welcher den auf die erste Kupplung 41 oder die zweite Kupplung 42 aufgebrachten Hydraulikdruck misst. Die von der Fahrinformationserfassungseinheit 70 erfassten Fahrinformationen können an die Kupplungssteuereinrichtung 50 und/oder die Fahrzeugsteuereinrichtung 60 übermittelt werden. Ferner kann die Fahrinformationserfassungseinheit einen Hydraulikdrucksensor, welcher die Hydraulikdrücke, welche auf die jeweiligen in der Zwillingskupplung 40 vorhandenen Kupplungen aufgebracht werden, erfasst, oder einen Drehmomentsensor, welcher die Drehmomente, welcher die Hydraulikdrücke, welche auf die jeweiligen in der Zwillingskupplung 40 vorhandenen Kupplungen aufgebracht werden, erfasst, aufweisen.
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Nachfolgend wird ein Verfahren zur Steuerung der oben beschriebenen Zwillingskupplung 40 gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben.
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2 ist ein Flussdiagramm, welches das Verfahren zur Steuerung einer Zwillingskupplung gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
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Unter Bezugnahme auf 2 kann die Fahrinformationserfassungseinheit 70 die zum Fahren eines Fahrzeugs erforderlichen Fahrinformationen erfassen und die erfassten Fahrinformationen an die Kupplungssteuereinrichtung 50 übertragen (S10). Hier sind die von der Fahrinformationserfassungseinheit 70 erfassten Fahrinformationen dieselben wie oben beschrieben, und eine detaillierte Beschreibung derselben entfällt daher.
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Die Kupplungssteuereinrichtung 50 kann auf Grundlage der erfassten Fahrinformationen Ziel-Drehmomente (z.B. Soll-Drehmoment), welche auf die jeweiligen Kupplungen, die in der Zwillingskupplung 40 vorhanden sind, angewendet werden, ermitteln (S20).
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Wenn beispielsweise ein Fahrer das Lenkrad in der Mitte positioniert, kann der vom Lenkwinkelsensor erfasste Lenkwinkel des Lenkrads Null Grad betragen. Wenn der Fahrer das Lenkrad so weit wie möglich nach links dreht, um eine Linkskurve zu fahren, kann der vom Lenkwinkelsensor erfasste Lenkwinkel -360 Grad betragen. Wenn der Fahrer hingegen das Lenkrad so weit wie möglich nach rechts dreht, um eine Rechtskurve zu fahren, kann der vom Lenkwinkelsensor erfasste Lenkwinkel des Lenkrads +360 Grad betragen.
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Die Kupplungssteuereinrichtung 50 kann den Hydraulikdruck, welcher auf die erste Kupplung 41 oder die zweite Kupplung 42 aufgebracht wird, basierend auf einer Größe des Lenkwinkels einstellen, wodurch eine Höhe des Drehmoments, das auf die erste Kupplung 41 oder die zweite Kupplung 42 aufgebracht wird, eingestellt wird.
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Die Kupplungssteuereinrichtung 50 kann ermitteln, ob das Voraktivierungssignal (z.B. ein vorausgehendes Aktivierungssignal / vorläufiges Aktivierungssignal - Englisch „preliminary activation signal“) für eine Drehmomentausgleichssteuerung (z.B. Drehmomentausgleichsregelung), welche auf Grundlage einer Differenz zwischen den auf die jeweiligen Kupplungen angewandten Ziel-Drehmomenten ermittelt wird, eingeschaltet wird / werden soll (S30).
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Das Voraktivierungssignal für die Drehmomentausgleichssteuerung kann eingeschaltet werden, wenn die Differenz zwischen den auf die jeweiligen Kupplungen angewendeten Ziel-Drehmomenten innerhalb eines Schwellenwertdrehmoments (z.B. innerhalb eines Schwellenwertbereichs für die Drehmomentdifferenz) liegt, und ausgeschaltet werden, wenn die Differenz zwischen den auf die jeweiligen Kupplungen angewendeten Ziel-Drehmomenten außerhalb des Schwellenwertdrehmoments (z.B. außerhalb eines Schwellenwertbereichs für die Drehmomentdifferenz) liegt.
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Der Graph in 3A zeigt die Ziel-Drehmomente der ersten Kupplung 41 (z.B. der linken Kupplung) und der zweiten Kupplung 42 (z.B. der rechten Kupplung), der Graph in 3B zeigt die Differenz zwischen den Ziel-Drehmomenten der ersten Kupplung 41 und der zweiten Kupplung 42, und der Graph in 3C zeigt das Voraktivierungssignal auf Grundlage der Differenz zwischen den Ziel-Drehmomenten.
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Wenn die Differenz zwischen den Ziel-Drehmomenten innerhalb des Schwellenwertdrehmoments liegt, kann die Kupplungssteuereinrichtung 50 ermitteln, dass der Fahrer das Geradeausfahren oder einen Driftmodus während des Kurvenfahrens beabsichtigt. Dementsprechend wird, wenn der Fahrer das Geradeausfahren beabsichtigt, oder nur im Driftmodus bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs, die Drehmomentausgleichssteuerung zum Korrigieren der Beträge der Drehmomente, welche auf die erste Kupplung 41 (z.B. linke Kupplung, und siehe „LH“ im Graph von 3A) und die zweite Kupplung 42 (z.B. rechte Kupplung, und siehe ‚RH‘ im Graph von 3A) angewendet werden, gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung durchgeführt. Mit anderen Worten kann, wenn die Differenz zwischen den Zieldrehmomenten innerhalb des Schwellenwertdrehmoments liegt, das Voraktivierungssignal zur Durchführung der Drehmomentausgleichssteuerung eingeschaltet werden.
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Hier können eine Startbedingung des Voraktivierungssignals zur Durchführung der Drehmomentausgleichssteuerung und eine Endbedingung des Voraktivierungssignals zur Deaktivierung der Drehmomentausgleichssteuerung voneinander verschieden gesetzt (z.B. festgelegt) werden.
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Beispielsweise kann die Startbedingung erfüllt sein, wenn die Differenz zwischen den Ziel-Drehmomenten, welche auf die jeweiligen Kupplungen angewendet werden, kleiner ist als ein erstes Schwellenwertdrehmoment (siehe „Enb_Th“ in 3B). Andererseits kann die Endbedingung erfüllt sein, wenn die Differenz zwischen den Ziel-Drehmomenten, welche auf die jeweiligen Kupplungen angewendet werden, größer ist als ein zweites Schwellenwertdrehmoment (siehe „Disb_Th“ in 3B), welches größer als das erste Schwellenwertdrehmoment ist.
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Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Drehmomentausgleichssteuerung unnötig wiederholt durchgeführt wird, indem die Startbedingung des Voraktivierungssignals für die Durchführung der Drehmomentausgleichssteuerung und die Endbedingung voneinander verschieden gesetzt werden.
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Die Kupplungssteuereinrichtung 50 kann einen Korrekturfehler auf Null setzen, wenn das Voraktivierungssignal zur Durchführung der Drehmomentausgleichssteuerung ausgeschaltet wird (S35).
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Die Kupplungssteuereinrichtung 50 kann ermitteln, ob ein Hauptaktivierungssignal eingeschaltet wird / werden soll, wenn das Voraktivierungssignal eingeschaltet ist (S40).
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Im Detail kann die Kupplungssteuereinrichtung 50 die tatsächlichen Drehmomente erfassen, welche auf die jeweiligen Kupplungen in der Zwillingskupplung 40 aufgebracht werden, und ermitteln, ob das Hauptaktivierungssignal, welches auf Grundlage einer Differenz zwischen den Beträgen der auf die jeweiligen Kupplungen aufgebrachten tatsächlichen Drehmomente ermittelt wird, eingeschaltet wird / werden soll.
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Das Hauptaktivierungssignal kann eingeschaltet werden, wenn die Differenz zwischen den Werten (z.B. Beträgen) der tatsächlichen Drehmomente, welche auf die jeweiligen Kupplungen aufgebracht werden, größer oder gleich einem Referenzdrehmoment. Andererseits kann das Hauptaktivierungssignal ausgeschaltet werden, wenn die Differenz zwischen den Werten (z.B. Beträgen) der tatsächlichen Drehmomente, welche auf die jeweiligen Kupplungen aufgebracht werden, innerhalb derjenigen des Referenzdrehmoments liegt, z.B. kleiner dem Referenzdrehmoment ist (siehe Graphen in 4A und 4B).
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Beispielsweise kann das Hauptaktivierungssignal eingeschaltet werden, wenn die Differenz zwischen den Beträgen der tatsächlichen Drehmomente, welche auf die erste Kupplung 41 (z.B. linke Kupplung, siehe „LH“ im Graph in 4A) und die zweite Kupplung 42 (z.B. rechte Kupplung, siehe „RH“ im Graph in 4A) aufgebracht werden, größer oder gleich dem Referenzmoment ist.
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Hier können eine Startbedingung des Hauptaktivierungssignals zur Durchführung der Drehmomentausgleichssteuerung und eine Endbedingung des Hauptaktivierungssignals zur Deaktivierung der Drehmomentausgleichssteuerung voneinander verschieden gesetzt werden.
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Zum Beispiel kann die Startbedingung erfüllt sein, wenn die Differenz zwischen den Werten (z.B. Beträgen) der tatsächlichen Drehmomente, welche auf die jeweiligen Kupplungen aufgebracht werden, größer oder gleich einem ersten Referenzdrehmoment ist (siehe „Enb_Th1“ in 4). Andererseits kann die Endbedingung erfüllt sein, wenn die Differenz zwischen den Werten (z.B. Beträgen) der tatsächlichen Drehmomente, welche auf die jeweiligen Kupplungen aufgebracht werden, kleiner ist als die eines zweiten Referenzdrehmoments (siehe „Disb_Th1“ in 4).
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Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Drehmomentausgleichssteuerung nach dem Start der Drehmomentausgleichssteuerung unnötig wiederholt beendet wird, indem die Startbedingung für die Durchführung der Drehmomentausgleichssteuerung und die Endbedingung voneinander verschieden gesetzt werden.
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Die Kupplungssteuereinrichtung 50 kann den Korrekturfehler auf Null setzen, wenn das Hauptaktivierungssignal zur Durchführung der Drehmomentausgleichssteuerung abgeschaltet ist (S35).
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Die Kupplungssteuereinrichtung 50 kann die Drehmomentausgleichssteuerung durchführen, wenn das Hauptaktivierungssignal eingeschaltet ist.
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Im Detail kann die Kupplungssteuereinrichtung 50 den Korrekturfehler auf Basis der Differenz der tatsächlichen Drehmomente, die auf die jeweiligen Kupplungen aufgebracht werden, ermitteln (S50) (siehe Graph in 4B).
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Der Korrekturfehler kann unter Verwendung der nachstehenden Gleichung 1 ermittelt werden.
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In Gleichung 1 kann etq_Balancing den Korrekturfehler angeben, kann TqLH_Measure das tatsächliche Drehmoment, welches auf die erste Kupplung 41 (z.B. die linke Kupplung) aufgebracht wird, angeben, und kann TqRH_Measure das tatsächliche Drehmoment, welches auf die zweite Kupplung 42 (z.B. die rechte Kupplung) aufgebracht wird, angeben.
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Die Kupplungssteuereinrichtung 50 kann einen Ausgleichssteuerung-Kompensationsbetrag auf Grundlage des Korrekturfehlers (S60) ermitteln. Dabei kann der Ausgleichssteuerung-Kompensationsbetrag einen Kompensationsbetrag für die Durchführung der Drehmomentausgleichssteuerung angeben (siehe Graph in
4D). Die Kupplungssteuereinrichtung 50 kann den Kompensationsbetrag unter Verwendung von Proportional-Integral-Differential-Regelungen (PID-Reglern) ermitteln. Das heißt, dass der Ausgleichssteuerung-Kompensationsbetrag unter Verwendung einer oder mehrerer von einer Proportional-Regelung, einer Integral-Regelung und einer Differential-Regelung ermittelt werden kann. Der Ausgleichssteuerung-Kompensationsbetrag kann unter Verwendung der nachstehenden Gleichung 2 ermittelt werden.
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In Gleichung 2 kann U
Balancing den Ausgleichssteuerung-Kompensationsbetrag angeben, kann K
p·e
tq_Balancing einen Betrag einer Proportional-Regelung angeben, kann ∫K
i·e
tq_Balancing einen Betrag einer Integral-Regelung angeben und kann
einen Betrag einer Differential-Regelung angeben.
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Die Kupplungssteuereinrichtung 50 kann finale Steuerbeträge (z.B. finale Regelungsbeträge), welche auf die jeweiligen Kupplungen angewendet werden, basierend auf dem Ausgleichssteuerung-Kompensationsbetrag und einem Basissteuerbetrag (z.B. Basisregelungsbetrag) für das Verfolgen des Zielmoments ermitteln (S70) (siehe Graph in 4F). Dabei kann der Basissteuerbetrag einen Steuerungstastgrad, welcher den Hydraulikmotor steuert, angeben, um das Zieldrehmoment anzunähern (z.B. abzuschätzen).
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Der finale Steuerbetrag kann auf Grundlage des Basissteuerbetrags für das Verfolgen des Zieldrehmoments und des Ausgleichssteuerung-Kompensationsbetrags ermittelt werden. Der Basissteuerbetrag kann einen Rückkopplungssteuerung-Betrag (z.B. auch Regelung-Betrag) und einen Vorsteuerung-Betrag für das Verfolgen der Zieldrehmomente aufweisen. Der finale Steuerbetrag kann unter Verwendung der nachstehenden Gleichungen 3 und 4 ermittelt werden.
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In Gleichung 3 kann U
req_LH den finalen Steuerbetrag der ersten Kupplung 41 (z.B. der linken Kupplung) angeben, kann K
feedforward_LH den Vorsteuerung-Betrag zum Verfolgen des Ziel-Drehmoments der ersten Kupplung 41 angeben und kann U
feedback_LH den Rückkopplungssteuerung-Betrag zum Verfolgen dessen Ziel-Drehmoments angeben.
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In Gleichung 4 kann Ureq_RH den finalen Steuerbetrag der zweiten Kupplung 42 (z.B. der rechten Kupplung) angeben, kann Ufeedforward_RH den Vorsteuerung-Betrag zum Verfolgen des Ziel-Drehmoments der zweiten Kupplung 42 angeben und kann Ufeedback_RH den Rückkopplungssteuerung-Betrag zum Verfolgen des Ziel-Drehmoments der zweiten Kupplung 42 angeben.
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Die Kupplungssteuereinrichtung 50 kann das Geradeausfahrverhalten des Fahrzeugs sicherstellen, indem sie die hydraulischen Drücke (oder Drehmomente), welche auf die erste Kupplung 41 und die zweite Kupplung 42 der Zwillingskupplung 40 aufgebracht werden, unter Verwendung des finalen Steuerbetrages, welcher in den Gleichungen 3 und 4 ermittelt wird, steuert.
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Gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, wie oben beschrieben, ist es möglich, das Geradeausfahrverhalten des Fahrzeugs sicherzustellen, indem die finalen Steuerbeträge, welche auf die jeweiligen Kupplungen angewendet werden, auf Grundlage der Ziel-Drehmomente, welche auf die jeweiligen Kupplungen in der Zwillingskupplung angewendet werden, und der tatsächlichen Drehmomente, welche auf die jeweiligen Kupplungen aufgebracht werden, ermittelt werden, und indem die Hydraulikdrücke (oder Drehmomente), welche auf die jeweiligen Kupplungen angewendet werden, anhand des finalen Steuerbetrags gesteuert werden.
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Ferner bezieht sich der Begriff, welcher eine Steuerungsvorrichtung betrifft, wie zum Beispiel „Steuereinrichtung, „Steuervorrichtung“, „Steuereinheit“, „Steuerungsvorrichtung“, „Steuermodul“ oder „Server“ und so weiter, auf eine Hardwareeinrichtung mit einem Speicher und einem Prozessor, welcher dazu eingerichtet ist, einen oder mehrere Schritte auszuführen, die als eine Algorithmusstruktur interpretiert werden. Der Speicher speichert Algorithmusschritte, und der Prozessor führt die Algorithmusschritte aus, um einen oder mehrere Prozesse eines Verfahrens gemäß zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auszuführen. Die Steuerungsvorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann durch einen nichtflüchtigen Speicher, welcher dazu eingerichtet ist, Algorithmen zum Steuern des Betriebs zahlreicher Komponenten eines Fahrzeugs oder Daten über Softwarebefehle zum Ausführen der Algorithmen zu speichern, und durch einen Prozessor, welcher dazu eingerichtet ist, einen vorstehend beschriebenen Betriebsablauf unter Verwendung der im Speicher gespeicherten Daten auszuführen, umgesetzt sein. Der Speicher und der Prozessor können individuelle Chips sein. Alternativ können der Speicher und der Prozessor in einen einzigen Chip integriert sein. Der Prozessor kann als ein oder mehrere Prozessoren umgesetzt sein. Der Prozessor kann zahlreiche Logikschaltungen und Betriebsschaltungen aufweisen, kann Daten gemäß einem aus dem Speicher bereitgestellten Programm verarbeiten und kann ein Steuersignal gemäß dem Verarbeitungsergebnis erzeugen.
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Die Steuerungsvorrichtung kann mindestens ein Mikroprozessor sein, welcher anhand eines vorbestimmten Programms betrieben wird, das eine Reihe von Befehlen zum Ausführen des in den vorgenannten zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthaltenen Verfahrens enthalten kann.
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Die vorstehende Offenbarung und Erfindung kann auch als computerlesbare Codes auf einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium realisiert sein. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium ist beispielsweise jegliche Datenspeichervorrichtung, welche Daten, die anschließend mittels eines Computersystems gelesen werden können, speichern kann. Beispiele des computerlesbaren Aufzeichnungsmediums umfassen ein Festplattenlaufwerk (HDD), ein Halbleiterlaufwerk (sog. Solid-State-Laufwerk, kurz SSD), ein Siliziumlaufwerk (SDD), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), CD-ROMs, Magnetbänder, Disketten, optische Datenspeichervorrichtungen und so weiter sowie die Implementierung als Trägerwellen (z. B. die Übertragung über das Internet). Beispiele für Programmbefehle umfassen sowohl Maschinensprache-Code, wie er zum Beispiel von einem Compiler erzeugt wird, als auch Höhere-Programmiersprache-Code, welcher von einem Computer mit Hilfe eines Interpreters oder ähnlichem ausgeführt werden kann.
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In zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann jeder oben beschriebene Vorgang von einer Steuerungsvorrichtung ausgeführt werden, und die Steuerungsvorrichtung kann durch eine Mehrzahl von Steuerungsvorrichtungen oder eine integrierte einzelne Steuerungsvorrichtung ausgestaltet sein.
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In zahlreichen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann die Steuerungsvorrichtung in Form von Hardware oder Software oder in einer Kombination von Hardware und Software umgesetzt sein.
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Ferner bezeichnen die in der Beschreibung enthaltenen Begriffe, wie zum Beispiel „Einheit“, „Modul“ usw. Einheiten zur Verarbeitung mindestens einer Funktion oder eines Vorgangs, welche durch Hardware, Software oder eine Kombination davon umgesetzt sein können.
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Zur Erleichterung der Erklärung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „ober...“, „unter...“, „inner...“, „äußer... ", „hoch“, „runter“, „aufwärts“, „abwärts“, „vorder...“, „hinter...“, „vorne“, „hinten“ „nach innen / einwärts“, „nach außen / auswärts“, „innerhalb, „außerhalb“, „innen“, „außen“, „nach vorne / vorwärts“ und „nach hinten / rückwärts“ dazu verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf deren Positionen, wie sie in den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben. Es ist ferner zu verstehen, dass der Begriff „verbinden“ oder seine Abwandlungen" sich sowohl auf eine direkte als auch eine indirekte Verbindung beziehen.
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Die vorhergehenden Beschreibungen von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienten dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.