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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein technisches Gebiet von Fahrzeugen, insbesondere ein Hybridantriebssystem eines Fahrzeuges, ein Fahrzeug, das dieses enthält, und ein Steuerverfahren dafür.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gegenwärtig gibt es für Vierradantriebs-(4WD)Hybridantriebssysteme ein Antriebssystem und ein Steuerverfahren, das für ein 4WD-Hybridfahrzeug verwendet wird, und ein Steuerverfahren, das für ein 4WD-Elektrohybridfahrzeug verwendet wird. Die zwei Steuerverfahren werden vorwiegend für eine Fahrzeugstruktur verwendet, wie in 1 dargestellt ist. Das Fahrzeug enthält vorwiegend: einen Motor 1, ISG (integrierten Starter und Generator) 2, AMT (mechanisches Automatikgetriebe) 3, einen Hauptmotor 5, einen Hauptdrehzahlminderer 4 und ein Differential 6. Das AMT 3 und der ISG 2 sind separat angeordnet. Die Steuerverfahren steuern vorwiegend das Fahrzeug anhand eines Öffnungsgrades des Beschleunigungspedals des Fahrzeuges, um es in eine entsprechende Betriebsart zu versetzen.
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Nach dem Stand der Technik beruht dies nur auf dem Öffnungsgrad des Beschleunigungspedals, um das Fahrzeug so zu steuern, dass es in eine entsprechende Betriebsart versetzt wird, nicht darauf, dass verschiedene Teile des Fahrzeuges oder das Fahrzeug unter der besten Bedingung sind.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung versucht, zumindest eines der oben genannten technischen Probleme zu lösen.
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Daher ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hybridantriebssystem für ein Fahrzeug bereitzustellen, und das System kann das Fahrzeug steuern, um dieses in eine beste Betriebsart zu versetzen, so dass die Teile Fahrzeuges im besten Modus arbeiten können, und verbessert die Leistung des Fahrzeuges.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Fahrzeuges.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Steuerverfahrens für das Fahrzeug, wobei das Verfahren das Fahrzeug steuern kann, um in eine beste Betriebsart versetzt zu werden, so dass Teile des Fahrzeuges in einem besten Modus arbeiten können, und die Leistung des Fahrzeuges verbessert.
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Daher stellt die vorliegende Erfindung ein Hybridantriebssystem für ein Fahrzeug bereit, umfassend:
einen Motor;
ein Doppelkupplungs-Automatikgetriebe, umfassend einen ISG, eine erste Eingangswelle, eine zweite Eingangswelle, eine allgemeine Eingangswelle und eine erste Ausgangswelle, eine zweite Ausgangswelle, eine allgemeine Ausgangswelle, wobei das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe mit dem Motor über ein Ende der allgemeinen Eingangswelle verbunden ist, das andere Ende der allgemeinen Eingangswelle mit der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle durch eine erste Kupplung bzw. eine zweite Kupplung verbunden ist, der ISG mit einer der ersten Eingangswelle und der zweiten Eingangswelle verbunden ist, ein Ende der allgemeinen Ausgangswelle mit der ersten Ausgangswelle bzw. der zweiten Ausgangswelle verbunden ist, das andere Ende der allgemeinen Ausgangswelle mit einem vorderen Drehzahlminderer des Fahrzeuges verbunden ist;
eine erste Antriebseinheit und eine zweite Antriebseinheit;
eine Batterie, die an den ISG über die erste Antriebseinheit angeschlossen ist;
einen BMS, der mit der Batterie zum Erfassen eines SOC der Batterie verbunden ist;
einen Hinterradantriebsmotor, der mit der Batterie durch die zweite Antriebseinheit verbunden ist und mit dem hinteren Drehzahlminderer des Fahrzeuges verbunden ist; und
eine Fahrzeugsteuerung, die mit dem BMS verbunden ist und zum Steuern des Fahrzeuges verwendet wird, so dass dieses in eine entsprechende Betriebsart gemäß dem SOC und einem erforderlichen Antriebsmoment WTD (Wheel Torque Demand) versetzt wird.
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Im Hybridantriebssystem wird die Fahrzeugsteuerung zum Steuern des Fahrzeuges verwendet, um dieses in eine beste Betriebsart gemäß dem SOC und WTD zu versetzen. Daher können die Teile des Fahrzeuges in einem besten Modus arbeiten und dies verbessert die Leistung des Fahrzeuges. Zusätzlich ist der ISG in das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe integriert, wodurch es möglich ist, Raum im Fahrzeug zu sparen.
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Vorzugsweise kann die Fahrzeugsteuerung das WTD gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Öffnungsgrades des Beschleunigungspedals bestimmen.
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Vorzugsweise umfasst die Betriebsart: einen Park-Modus, einen elektrischen Hinterachsenantriebsmodus, einen Vierradantriebsmodus, einen Motor-Start-Stopp-Modus, einen seriellen Antriebsmodus und einen Vorderachsenantriebsmodus.
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Vorzugsweise steuert die Fahrzeugsteuerung ein Umschalten zwischen dem Park-Modus, dem elektrischen Hinterachsenantriebsmodus, dem Vierradantriebsmodus, dem Motor-Start-Stopp-Modus, dem seriellen Antriebsmodus und dem Vorderachsenantriebsmodus gemäß dem SOC und dem WTD.
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Vorzugsweise ist die erste Ausgangswelle mit zumindest einem Synchronisator bereitgestellt und die zweite Ausgangswelle ist mit zumindest einem Synchronisator bereitgestellt.
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Vorzugsweise ist der hintere Drehzahlminderer ein Einzel-Drehzahlminderer.
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Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Fahrzeug bereitvor, welches das Hybridantriebssystem wie oben erwähnt umfasst.
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Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Steuerverfahren für ein Fahrzeug bereit, welches das Hybridantriebssystem wie oben erwähnt umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Erfassen des SOC der Batterie, sobald das Fahrzeug angetrieben wird;
Erfassen eines Beschleunigungspedals, so dass ein Signal für den Öffnungsgrad des Beschleunigungspedals erhalten wird, und Erhalten des WTD auf der Basis des Signals für den Öffnungsgrad des Beschleunigungspedals und einer aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeuges; und
Steuern des Fahrzeuges gemäß dem SOC und dem WTD, so dass es in eine entsprechende Betriebsart versetzt wird.
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In dem Steuerverfahren wird das Fahrzeug gemäß dem SOC und WTD gesteuert, um in eine beste Betriebsart versetzt zu werden. Daher können die Teile des Fahrzeuges in einem besten Modus arbeiten und dies verbessert die Leistung des Fahrzeuges.
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Vorzugsweise umfasst die Betriebsart: einen Park-Modus, einen elektrischen Hinterachsenantriebsmodus, einen Vierradantriebsmodus, einen Motor-Start-Stopp-Modus, einen seriellen Antriebsmodus und einen Vorderachsenantriebsmodus.
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Vorzugsweise wird das Fahrzeug gesteuert, um in den Park-Modus versetzt zu werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist.
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Vorzugsweise wird das Fahrzeug gesteuert, um in den Motor-Start-Stopp-Modus versetzt zu werden, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Park-Modus ist, der SOC größer als ein erster Schwellenwert T1 ist und das WTD größer ist als eine maximales Hinterraddrehmoment RWMD; oder der SOC kleiner ist als ein zweiter Schwellenwert T2, der kleiner ist als T1;
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Vierradantriebsmodus ist, SOC > T1 und 0 < WTD <= RWMD; oder WTD <= 0;
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Vorderachsenantriebsmodus ist, SOC > T1 und 0 < WTD <= RWMD; oder WTD <= 0;
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der serielle Antriebsmodus, SOC > T1 und 0 < WTD <= RWMD; oder WTD <= 0;
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der elektrischen Hinterachsenantriebsmodus ist, nach Beendigung des Motorstarts, SOC > T1 und RWMD < WTD <= (EMW + FWMD); oder nach Beendigung des Motorstarts, SOC < T2, WTD > TB und das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe keine Störung aufweist,
wobei EMW ein maximales Motordrehmoment am Rad ist und FWMD ein maximales Vorderraddrehmoment ist, TB ein im Voraus festgesetztes Drehmoment ist,
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Vorzugsweise wird das Fahrzeug gesteuert, um in den Vorderachsenantriebsmodus versetzt zu werden, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Motor-Start-Stopp-Modus ist, nach Beendigung des Motorstarts, SOC > einem ersten Schwellenwert T1 und RWMD < WTD <= (EMW + FWMD); oder nach Beendigung des Motorstarts, SOC < T2, WTD > TB und das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe keine Störung aufweist,
wobei T2 ein zweiter Schwellenwert T2, kleiner als T1, ist, EMW ein maximales Motordrehmoment am Rad ist und FWMD ein maximales Vorderraddrehmoment ist, TB ein im Voraus festgesetztes Drehmoment ist,
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Vierradantriebsmodus ist, SOC > T1 und RWMD < WTD <= (EMW + FWMD); oder SOC < T2, WTD > TB und das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe keine Störung aufweist;
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der serielle Antriebsmodus ist, SOC > T1 und RWMD < WTD <= (EMW + FWMD); oder SOC < T2, WTD > TB und das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe keine Störung aufweist.
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Vorzugsweise wird das Fahrzeug gesteuert, um in den Vierradantriebsmodus versetzt zu werden, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Motor-Start-Stopp-Modus ist, nach Beendigung des Motorstarts, SOC > einem ersten Schwellenwert T1, WTD > RWMD und WTD > (EMW + FWMD), wobei EMW ein maximales Motordrehmoment am Rad ist und FWMD ein maximales Vorderraddrehmoment ist, RWMD ein maximales Hinterraddrehmoment ist,
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Vorderachsenantriebsmodus ist, SOC > T1 und WTD > (EMW + FWMD),
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der serielle Antriebsmodus ist, SOC > T1, WTD > RWMD und WTD > (EMW + FWMD).
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Vorzugsweise wird das Fahrzeug gesteuert, um in den seriellen Antriebsmodus versetzt zu werden, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Motor-Start-Stopp-Modus ist, nach Beendigung des Motorstarts, SOC < T2, und 0 < WTD <= TB; oder nach Beendigung des Motorstarts, SOC < T2 und das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe eine Störung aufweist, wobei T2 ein zweiter Schwellenwert T2, kleiner als T1, ist, TB ein im Voraus festgesetztes Drehmoment ist,
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Vorderachsenantriebsmodus ist, SOC < T2, und 0 < WTD <= TB; oder SOC < T2 und das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe eine Störung aufweist.
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Vorzugsweise wird das Fahrzeug gesteuert, um in den elektrischen Hinterachsenantriebsmodus versetzt zu werden, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Park-Modus ist, der SOC größer als ein erster Schwellenwert T1 ist und das WTD größer als 0 und kleiner als ein maximales Hinterraddrehmoment RWMD ist,
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Motor-Start-Stopp-Modus ist, nach Beendigung des Motorstarts, WTD <= 0; oder nach Beendigung des Motorstarts, SOC > T1 und 0 < WTD <= RWMD.
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Vorzugsweise, wenn das Fahrzeug im Park-Modus ist, Versetzen des Motors, des ISG und des Hinterradantriebsmotors in einen statischen Zustand und Versetzen der ersten und zweiten Kupplung in einen geschlossenen Zustand.
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Vorzugsweise, wenn das Fahrzeug im Motor-Start-Stopp-Modus ist,
wenn der Motor startet, Steuern, dass sich die erste Kupplung schließt, Steuern, dass sich die zweite Kupplung löst, und Steuern, dass der ISG den Motor antreibt, um den Motor zu starten;
wenn der Motor stoppt, Steuern, dass sich die erste Kupplung schließt, Steuern, dass sich die zweite Kupplung löst, und Steuern des ISG, so dass dieser den Motor beim Stoppen unterstützt.
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Vorzugsweise, wenn das Fahrzeug im Vorderachsenantriebsmodus ist und SOC > T1,
wenn WTD > (EMW + FWMD), wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors als das maximale Motordrehmoment EM eingestellt, wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG als das maximale Antriebsmoment MID eingestellt;
wenn (EOW + FWMD) < WTD <= (EMW + FWMD), wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors als (WTD – FWMD)/RE eingestellt, wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG als MID eingestellt;
wobei EOW ein optimales Motordrehmoment am Rad ist und RE das Untersetzungsverhältnis des Getriebepfades des Motors ist;
wenn EOW < WTD <= (EOW + FWMD), wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors als ein optimales Motordrehmoment EO eingestellt und wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG als ((WTD – EOW))/RI eingestellt, wobei RI das Untersetzungsverhältnis des Getriebepfades des ISG ist;
wenn WTD <= EOW, wird beurteilt, ob WTD > EminW, wenn ja, wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors als WTD/RE eingestellt und wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG als 0 eingestellt, andernfalls wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors als 0 eingestellt und wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG als WTD/RI eingestellt; wobei EminW ein minimales Motodrehmoment am Rad ist.
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Vorzugsweise, wenn der SOC kleiner als ein zweiter Schwellenwert T2 ist,
wenn WTD > EOW, wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors als WTD/RE eingestellt und der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG wird als 0 eingestellt;
wenn WTD <= EOW, und WTD > (EOW – FWMR), wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors als EO eingestellt und wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG als (EOW – WTD)/RI eingestellt; wobei FWMR ein maximales Vorderrad-Regenerationsdrehmoment ist (Front Wheel Maximum Regenerative Torque);
wenn (EMinW + FWMR) < WTD <= (EOW – FWMR), wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors als (WTD – FWMR)/RE eingestellt und wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG als ein maximales ISG-Regenerationsdrehmoment MIR (Maximum ISG Regenerative Torque) eingestellt;
wenn WTD <= (EMinW – FWMR), wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors als 0 eingestellt und wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG als 0 eingestellt.
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Vorzugsweise, wenn das Fahrzeug im Vorderachsenantriebsmodus ist,
wenn der Sollgang des Motorgetriebepfades ein gerader Gang ist, wird die erste Kupplung gesteuert, sich zu lösen, und die zweite Kupplung wird gesteuert, sich zu schließen;
wenn der Sollgang des Motorgetriebepfades ein ungerader Gang ist, erfolgt ein Steuern, dass sich die erste Kupplung schließt, und ein Steuern, dass sich die zweite Kupplung löst.
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Vorzugsweise, wenn das Fahrzeug im Vierradantriebsmodus ist, ist das Drehmoment, das für die Hinterachse ausgegeben wird, RWMD, und das Drehmoment, das für die Vorderachse ausgegeben wird, ist gleich (WTD – RWMD).
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Vorzugsweise, wenn das Fahrzeug im seriellen Antriebsmodus ist, wird der ISG durch einen Drehzahlsteuermodus gesteuert und der Motor wird durch einen Drehmomentsteuermodus gesteuert und der Drehmomentbefehl für den Hinterradantriebsmotor ist gleich WTD/Hinterachsen-Einzel-Untersetzungsverhältnis/ dem Hauptuntersetzungsverhältnis.
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Vorzugsweise wird die erste Kupplung gesteuert, um sich zu schließen, und die zweite Kupplung wird gesteuert, um sich zu lösen.
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Vorzugsweise, wenn das Fahrzeug im elektrischen Hinterachsenantriebsmodus ist,
wenn WTD > 0, ist der Drehmomentbefehl zum Steuern des Hinterradantriebsmotors gleich WTD/Hinterachsen-Einzel-Untersetzungsverhältnis/ dem Hauptuntersetzungsverhältnis;
wenn WTD <= 0 und der Öffnungsgrad des Bremspedals 0 ist, wird der Drehmomentbefehl für den Hinterradantriebsmotor als ein erster Drehmomentschwellenwert eingestellt;
wenn das WTD <= 0 und der Öffnungsgrad des Bremspedals größer als 0 ist, wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des Hinterradantriebsmotors als ein zweiter Drehmomentschwellenwert eingestellt, der größer als der erster Drehmomentschwellenwert ist.
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Zusätzliche Aspekte und Vorteil der vorliegenden Erfindung sind in der folgenden Beschreibung teilweise angeführt und werden teilweise aus der folgenden Beschreibung oder durch Ausführen der vorliegenden Erfindung offensichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die oben genannten und/oder zusätzliche Aspekte und Vorteile der Erfindung werden klar, wenn die folgende Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen gelesen wird.
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1 ist eine schematische Darstellung der Hauptstruktur des Fahrzeuges nach dem Stand der Technik.
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2 ist eine schematische Darstellung eines Hybridantriebssystems für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine schematische Darstellung der Struktur des Doppelkupplungs-Automatikgetriebes für ein Fahrzeug in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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4 ist ein Blockdiagramm eines Fahrzeuges gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 ist ein Ablaufdiagramm des Steuerverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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6 ist eine schematische Darstellung, die das Umschalten zwischen den Betriebsarten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Es folgt eine ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung. In der Beschreibung stellen dieselben oder gleichen Bezugszeichen dieselben oder gleichen Elemente oder Komponenten mit denselben oder gleichen Funktionen dar. Die Beschreibung wird zur Darstellung der vorliegenden Erfindung, nicht zu deren Einschränkung verwendet.
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Verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele der Erfindung sind in der Beschreibung offenbart. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind die Teile und Einstellungen spezieller Beispiele in der Folge beschrieben. Es sind dies nur veranschaulichende Beispiele, die nicht zur Einschränkung der Erfindung gedacht sind. Zusätzlich können die Prozesse und Materialien, die in der vorliegenden Erfindung erwähnt sind, durch andere Prozesse oder Materialien ersetzt werden, die den Fachleuten auf dem Gebiet bekannt sind. Zusätzlich bedeutet die Beschreibung “eines Merkmals auf einer zweiten Struktur” nicht, dass die zwei Merkmale unbedingt miteinander in Kontakt sind.
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Zusätzlich sollten die Begriffe “montieren”, “verbinden” und “koppeln” in einem weiten Sinn verstanden werden, zum Beispiel so verstanden werden, dass sie eine mechanische Verbindung und eine elektrische Verbindung, eine direkte Verbindung und eine indirekte Verbindung enthalten, wie dies den Fachleuten in dem Gebiet bekannt ist.
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Die folgende Beschreibung und die Zeichnungen werden zur klaren Darstellung einiger Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet. In diesen Beschreibungen und Zeichnungen sind einige spezielle Ausführungsformen offenbart und werden nicht zur Einschränkung der vorliegenden Erfindung verwendet. Vielmehr enthält die Erfindung alle Änderungen, Modifizierungen und Äquivalente, die in das Wesen gemäß der Ansprüche der vorliegenden Erfindung fallen.
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Das Hybridantriebssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Verbindung mit den Zeichnungen dargestellt.
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Wie in 2 gezeigt, enthält das Hybridantriebssystem einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Motor 201, ein Doppelkupplungs-Automatikgetriebe 202, eine erste Antriebseinheit 204, eine zweite Antriebseinheit 205, eine Batterie 203, einen Batteriemanager (nicht nummeriert), einen Hinterradantriebsmotor 207 und eine Fahrzeugsteuerung (nicht nummeriert). Das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe 202 enthält einen ISG 209, eine erste Eingangswelle C1, eine zweite Eingangswelle C2, eine allgemeine Eingangswelle M, eine erste Ausgangswelle M1, eine zweite Ausgangswelle M2, eine allgemeine Ausgangswelle M3. Das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe 202 ist mit dem Motor 201 an einem Ende der allgemeinen Eingangswelle M verbunden. Das andere Ende der allgemeinen Eingangswelle M ist mit der ersten Eingangswelle C1 und der zweite Eingangswelle C2 durch eine erste Kupplung 210 bzw. eine zweite Kupplung 211 verbunden. Der ISG 209 ist mit einer von der ersten Eingangswelle C1 und der zweiten Eingangswelle C2 verbunden. Ein Ende der allgemeinen Ausgangswelle M3 ist mit der ersten Ausgangswelle M1 bzw. der zweitem Ausgangswelle M2 verbunden. Das andere Ende der allgemeinen Ausgangswelle M3 ist mit einem vorderen Drehzahlminderer (nicht nummeriert) des Fahrzeuges verbunden. Die erste Antriebseinheit 203 und die zweite Antriebseinheit 204 werden zur Umwandlung von Wechsel- und Gleichstrom verwendet. Die Batterie 205 ist mit dem ISG 209 durch die erste Antriebseinheit 203 verbunden. Der Gleichstrom von der Batterie 205 wird von der ersten Antriebseinheit 205 in den Wechselstrom umgewandelt, der dem ISG 209 zugeführt wird. Wenn das Fahrzeug fährt, kann der Wechselstrom vom ISG 203 von der ersten Antriebseinheit 209 in Gleichstrom umgewandelt werden, um die Batterie 205 zu laden. Der Batteriemanager ist mit der Batterie 205 zum Erfassen des SOC der Batterie 205 verbunden. Der Hinterradantriebsmotor 207 ist mit der Batterie 205 durch die zweite Antriebseinheit 204 verbunden. Der Hinterradantriebsmotor 207 ist mit dem hinteren Drehzahlminderer 213 des Fahrzeuges 205 verbunden. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der hinteren Drehzahlminderer 213 ein Einstufen-Drehzahlminderer. Die Fahrzeugsteuerung ist mit dem Batteriemanager 205 verbunden und die Fahrzeugsteuerung steuert das Fahrzeug, um dieses in die entsprechenden Betriebsarten zu versetzen, gemäß dem SOC und dem erforderlichen Drehmoment WTD.
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Ferner ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 3 dargestellt, der ISG 209 in das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe 202 integriert, wodurch Raum gespart wird und die Teile des Fahrzeuges leichter im Fahrzeug angeordnet werden können. Insbesondere ist die erste Eingangswelle C1 des Doppelkupplungs-Automatikgetriebes 202 mit einem ersten Antriebsrad 311 bereitgestellt. Die erste Ausgangswelle M1 ist mit einem ersten angetriebenen Rad 321 bereitgestellt, das mit dem ersten Antriebsrad 311 in Eingriff steht. Die zweite Eingangswelle C2 ist mit einem zweiten Antriebsrad 411 bereitgestellt und die zweite Ausgangswelle M2 ist mit einem zweiten angetriebenen Rad 421 bereitgestellt, das mit dem zweiten Antriebsrad 411 in Eingriff steht. Mit anderen Worten, das erste angetriebene Rad 321 sitzt auf der ersten Ausgangswelle M1 und das zweite angetriebene Rad 421 sitzt auf der zweiten Ausgangswelle M2. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erste Ausgangswelle M1 mit zumindest einer Synchronisierungsvorrichtung bereitgestellt und die zweite Ausgangswelle ist mit zumindest einer Synchronisierungsvorrichtung bereitgestellt. Wie zum Beispiel in 3 dargestellt, sind die erste Eingangswelle C1 bzw. die zweite Eingangswelle C2 mit zwei synchronen Vorrichtungen bereitgestellt. Wobei die erste synchrone Vorrichtung 510 auf der ersten Ausgangswelle M1 zwischen einer ersten Eingriffsposition, in der sie mit dem ersten angetriebenen Rad 321 in Eingriff steht, und einer ersten Zwischenposition, in der sie vom ersten angetriebenen Rad 321 gelöst ist, beweglich angeordnet ist. Die zweite synchrone Vorrichtung 520 ist auf der zweite Ausgangswelle M2 zwischen einer zweiten Eingriffsposition, in der sie mit dem zweiten angetriebenen Rad 421 in Eingriff steht, und einer zweiten Zwischenposition, in der sie vom zweiten angetriebenen Rad 421 gelöst ist, beweglich angeordnet. Mit anderen Worten, wie in 3 dargestellt, das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe 202 kann 7 Gänge haben. Das Fahrzeug hat vier ungerade Gänge (1, 3, 5 und 7) und drei gerade Gänge (2, 4, 6) und einen Rückwärtsgang. Dementsprechend ist die Zahl des ersten Antriebsrads 311 vier (ein Antriebsrad 311a für den Gang 1, ein Antriebsrad 311b für den Gang 3, ein Antriebsrad 311c für den Gang 5 und ein Antriebsrad 311d für den Gang 7). Die Zahl des ersten angetriebenen Rades 321 ist vier (ein angetriebenes Rad 321a für den Gang 1, ein angetriebenes Rad 321b für den Gang 3, ein angetriebenes Rad 321c für den Gang 5 und ein angetriebenes Rad 321d für den Gang 7). Die Zahl für das zweite Antriebsrad 411 ist drei (ein zweites Antriebsrad 411a für den Gang 2, ein zweites Antriebsrad 411b für den Gang 4 und ein zweites Antriebsrad 411c für den Gang 6). Die Zahl des zweiten angetriebenen Rades 421 ist drei (ein zweites angetriebenes Rad 421a für den Gang 2, ein zweites angetriebenes Rad 421b für den Gang 4 und ein zweites angetriebenes Rad 421c für den Gang 6). Die Zahl der ersten Synchronisierungsvorrichtung 510 ist zwei (510a für die Gänge 1 und 3 und 510b für die Gänge 5 und 7), die Zahl der zweiten Synchronisierungsvorrichtung 520 ist zwei (520a für die Gänge 2 und 4 und 520b für den Gang 5 und den Rückwärtsgang). In den Ausführungsformen der Erfindung kann der ISG 209 mit der ersten Eingangswelle C1 verbunden sein. Das heißt, der ISG 209 kann mit der ersten Eingangswelle C1 entsprechend den ungeraden Gängen verbunden sein. Das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe 202 kann eine Übersetzung stabiler machen.
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Gemäß der Struktur des Doppelkupplungs-Automatikgetriebes 202 können die Betriebsarten des Hybridantriebssystems enthalten: einen Park-Modus, einen elektrischen Hinterachsenantriebsmodus, einen Vierradantriebsmodus, einen Motor-Start-Stopp-Modus, einen seriellen Antriebsmodus und einen Vorderachsenantriebsmodus. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, unter Bezugnahme auf 2 und 3, ist ein Hybridantriebssystem des Fahrzeuges ausführlich in Verbindung mit den obenstehenden Modi beschrieben.
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1. Park-Modus:
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Der Motor 201, der ISG 209 und der Hinterachsenantriebsmotor 207 sind stationär und die erste Kupplung 210 und die zweite Kupplung 211 sind geschlossen. Der zweite Synchronisator 520a für die Gänge 2 und 4 befindet sich in der zweiten Eingriffsposition (d.h., der zweite Synchronisator 520a steht mit dem zweiten angetriebenen Rad 421a in Eingriff), der erste Synchronisator 510a für die Gänge 1 und 3 und der erste Synchronisator 510b für die Gänge 5 und 7 befinden sich in der ersten Zwischenposition (d.h., die ersten angetriebenen Räder 321a und 321b lösen sich vom ersten Synchronisator 510a, die ersten angetriebenen Räder 321c und 321d lösen sich vom Synchronisator 510b), der zweite Synchronisator 520b für den Gang 6 und den Rückwärtsgang befindet sich in der zweiten Zwischenposition (d.h., 6 und das zweite angetriebene Rad 421c und das dritte angetriebene Rad 422 lösen sich vom Synchronisator 520b).
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2. Der Motor-Start-Stopp-Modus
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Der Modus besteht aus einem Startzustand und einem Stoppzustand des Motors 201:
Beim Starten des Motors 201 wird eine erste Kupplung 210 geschlossen und die zweite Kupplung 211 gelöst.
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Auf der ersten Ausgangswelle M1 befinden sich der erste Synchronisator 510a für die Gänge 1 und 3 und der erste Synchronisator 510b für die Gänge 5 und 7 in der ersten Zwischenposition. Die erste Ausgangswelle M1 überträgt keine Leistung.
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Auf der zweiten Ausgangswelle M2 befindet sich der zweite Synchronisator 520b für den Gang 6 und den Rückwärtsgang in der zweiten Zwischenposition. Der zweite Synchronisator 520a für die Gänge 2 und 4 steht mit dem zweiten angetriebenen Rad 421a in Eingriff.
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Dem ISG 209 wird ein im Voraus festgesetzter Drehmomentbefehl (z.B. 100Nm) eingegeben, die Leistung des ISG 209 wird durch das erste Zahnrad 610, das zweite Zahnrad 620 und die erste Kupplung 210 abgegeben, so dass der Motor 201 angetrieben und gestartet wird. Wenn der Motor einen Leerlauf erreicht, spritzt der Motor 201 Kraftstoff ein, die zweite Kupplung 211 wird geschlossen und die erste Kupplung 210 gelöst. Die Leistung des Motors 201 wird durch die zweite Kupplung 211, das zweite Antriebsrad 411a, das zweite angetriebene Rad 421a und den zweiten Synchronisator 520a, die zweite Ausgangswelle M2, die allgemeine Ausgangswelle M3, den vorderen Drehzahlminderer und das vordere Differential 81 an die Vorderachse 31 abgegeben.
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Im Abschaltprozess des Motors 201 ist die erste Kupplung 210 geschlossen und die zweite Kupplung 211 ist gelöst, die ersten Synchronisatoren 510a und 510b befinden sich in der ersten Zwischenposition und der zweite Synchronisator 520b für die Gänge 5 und 7 befindet sich in der zweiten Zwischenposition, der zweite Synchronisator 520a für die Gänge 2 und 4 gelangt mit dem zweiten angetriebenen Rad 421a für den Gang 2 in Eingriff. Der ISG 209 hilft dem Motor 201, den Abschaltprozess rasch zu beenden, um die Emissionsleistung zu verbessert.
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3. Der Vorderachsenantriebsmodus
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Wenn in diesem Modus der Getriebepfad oder ein Sollgang des Motors 201 einem geraden Gang entspricht (zum Beispiel, dem Gang 2), ist die zweite Kupplung 211 geschlossen, die erste Kupplung 210 ist gelöst und die Leistung des Motors 201 wird durch die zweite Kupplung 211, das zweite Antriebsrad 411a und das zweite angetriebene Rad 421a, den zweiten Synchronisator 520a, die zweite Ausgangswelle M2 auf die allgemeine Ausgangswelle M3 übertragen. Die Leistung des ISG 209 wird durch das erste Zahnrad 610, das zweite Zahnrad 620 und das erste Antriebsrad 311 und das erste angetriebene Rad 321 entsprechend dem aktuellen Gang auf die allgemeine Ausgangswelle M3 übertragen. Wenn zum Beispiel aus Gang 1 in den Gang 2 geschaltet wird, ist Gang 1 der aktuelle Gang und Gang 2 ist der Sollgang. Das erste Antriebsrad 311, das dem aktuellen Gang (dem Gang 1) entspricht, ist das erste Antriebsrad 311a für den Gang 1 und das erste angetriebene Rad 321, das dem aktuellen Gang (dem Gang 1) entspricht, ist das erste angetriebene Rad 321a für den Gang 1. Der Gang des Getriebepfads des ISG 209 sollte passend so gewählt werden, dass der ISG 209 unter einer Echtzeit-Fahrzeuggeschwindigkeit nicht über seiner Maximaldrehzahl läuft. Wenn der Sollgang der Gang 4 ist, werden das zweite Antriebsrad 411b und das zweite angetriebene Rad 421b gewählt und wenn der Sollgang Gang 6 ist, werden das zweite Antriebsrad 411c und das zweite angetriebene Rad 421c gewählt.
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Wenn der Getriebepfad oder der Sollgang des Motors 201 einem ungeraden Gang (zum Beispiel Gang 3) entspricht, ist die erste Kupplung 210 geschlossen, die zweite Kupplung 211 ist gelöst und die Leistung des Motors 201 des ISG 209 wird durch die erste Kupplung 210, das erste Antriebsrad 311b und das erste angetriebene Rad 321a für den Gang 3, den ersten Synchronisator 510a, die erste Ausgangswelle M1 auf die allgemeine Ausgangswelle M3 übertragen. Die Leistung des ISG 209 wird durch das erste Zahnrad 610, das zweite Zahnrad 620 und die Antriebs- und angetriebenen Räder für den Gang 3 auf die allgemeine Ausgangswelle M3 übertragen. Wenn der Sollgang der Gang 5 oder der Gang 7 ist, ist der einzige Unterschied, dass das entsprechende erste Antriebsrad 311 und erste angetriebene Rad 321 gewählt werden. Wenn der Sollgang der Gang 5 ist, werden das erste Antriebsrad 311c und das erste angetriebene Rad 321c für den Gang 5 gewählt. Wenn der Sollgang der Gang 7 ist, werden das erste Antriebsrad 311d und das erste angetriebene Rad 321d für den Gang 7 gewählt.
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4. Der Vierradantriebsmodus
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In diesem Modus ist der Leistungsübertragungspfad der Vorderachse 31 derselbe wie jener des Vorderachsenantriebsmodus. Die Batterie 205 gibt elektrischen Strom an den Hinterachsenantriebsmotor 207 aus, der seinerseits die Hinterachse 32 antreibt, so dass das Fahrzeug im 4-Rad-Antriebsmodus läuft.
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5. Der serielle Antriebsmodus
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Die erste Kupplung 210 ist geschlossen, die zweite Kupplung 211 ist gelöst, der erste Synchronisator 510a für die Gänge 1 und 3 und der erste Synchronisator 510b für die Gänge 5 und 7 befinden sich in der ersten Eingriffsposition. Der zweite Synchronisator 520a für die Gänge 2 und 4 und der zweite Synchronisator 520b für den Gang 6 und den Rückwärtsgang befinden sich in der zweiten Zwischenposition. Mit anderen Worten, die vier Synchronisatoren stehen mit keinem Zahnrad in Eingriff. Zu diesem Zeitpunkt treibt der Motor 201 den ISG 209 an und der elektrische Strom wird zur Batterie 205 übertragen. Dann überträgt die Batterie den elektrischen Strom zum Hinterachsenantriebsmotor 207, um so das Fahrzeug anzutreiben.
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6. Der elektrische Hinterachsenantriebsmodus
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Der erste Synchronisator 510a für die Gänge 1 und 3 und der erste Synchronisator 510b für die Gänge 5 und 7 befinden sich in der ersten Eingriffsposition. Der zweite Synchronisator 520a für die Gänge 2 und 4 und der zweite Synchronisator 520b für den Gang 6 und den Rückwärtsgang befinden sich an der zweiten Zwischenposition. Mit anderen Worten, die vier Synchronisatoren stehen mit keinem Zahnrad in Eingriff. Zu diesem Zeitpunkt gibt die Vorderachse 31 keine Leistung ab und der Hinterachsenantriebsmotor 207 treibt das Fahrzeug an oder regeneriert die Bremsenergie.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Fahrzeugsteuerung des Hybridantriebssystems zum Steuern des Fahrzeugrades gemäß dem SOC-(State of Charge, Ladungszustand)Wert der Batterie 205, der vom Batteriemanagementsystem (BMS) erfasst wird, und dem WTD (erforderlichen Drehmoment) verwendet werden, um dieses in eine entsprechende Betriebsart zu versetzen. Wobei, wenn der SOC größer als ein erster Leistungsschwellenwert T1 (zum Beispiel 60%) ist und die Batterie 205 entladen kann, der Zustand als Zustand 1 definiert ist. Wenn der SOC kleiner als ein zweiter Leistungsschwellenwert T2 (zum Beispiel 40%) ist und die Batterie 205 geladen werden muss, ist der Zustand als Zustand 2 definiert. Wenn der SOC zwischen 60% und 40% ist, bleibt die Batterie unverändert. Zusätzlich wird das WTD wie folgt bestimmt. Die Fahrzeugsteuerung erlangt oder bestimmt das WTD gemäß dem Öffnungsgrad des Beschleunigungspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit. Zum Beispiel ist das WTD kleiner als oder gleich 0, wenn das Fahrzeug bremst oder gleitet. Ferner ist das Übersetzungsverhältnis RI des Getriebepfads, des ISG 209, das Produkt eines ungeraden Übersetzungsverhältnisses und des Hauptuntersetzungsverhältnis. Zum Beispiel ist in Gang 1 R1 das Produkt des Übersetzungsverhältnisses des Gangs 1 multipliziert mit dem Hauptuntersetzungsverhältnis.
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Zusätzlich ist das Übersetzungsverhältnis RE des Getriebepfads des Motors 201 gleich RI, wenn der aktuelle Gang ein ungerader Gang ist; oder gleich dem Produkt des Übersetzungsverhältnisses des geraden Gangs multipliziert mit dem Hauptuntersetzungsverhältnis. Der Sollgang des Getriebepfads des Motors 201 wird gemäß dem Öffnungsgrad des Beschleunigungspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten oder bestimmt. Der Gang des Getriebepfads des ISG 209 sollte passend so gewählt werden, dass der ISG 209 nicht über seiner Maximaldrehzahl läuft.
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Insbesondere erhält die Fahrzeugsteuerung das MBD (Maximum Battery Drive Torque, maximales Batterieantriebsmoment) und MBR (Maximum Battery Regnerative Torque, maximales Batterieregenerationsmoment), das durch die Batterie 205 begrenzt ist, gemäß der Echtzeitdrehzahl des Motors und der maximalen Entladungsleistung und der maximalen Ladungsleistung, die vom BMS (Batteriemanagementsystem) gesendet wird.
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Das Minimum des MBD und MMD (maximales Motorantriebsmoment, Maximum Motor Drive Torque), das von der MCU (Motorsteuereinheit, Motor Control Unit) gesendet wird, ist das maximale Antriebsmoment des hinteren Antriebsstrangs (Rear Powertrain Maximum Drive Torque, RPMD). Das Minimum des MBR und MMR (maximales Motorregenerationsmoment), das von der MCU gesendet wird, ist das Regenerationsmoment des hinteren Antriebsstrangs (Rear Powertrain Maximum Regenerative Torque (RPMR).
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Ferner kann das RWMD (Rear Wheel Maximum Drive Torque, maximale Hinterradantriebsmoment), das an das Hinterrad vom Hinterachsenantriebsmotor 207 abgeben wird, durch Ermitteln des Produkts von RPMD und des Hinterachsen-Einzelgrad-Untersetzungsverhältnisses und des Hauptantriebsverhältnisses bestimmt werden.
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Ebenso kann das RWMR (Rear Wheel Maximum Regenerative Torque, maximales Hinterrad-Regenerationsmoment), das an das Hinterrad vom Hinterachsenantriebsmotor 207 abgegeben wird, durch Ermitteln des Produkts des RPMR und des Hinterachsen-Einzelgrad-Untersetzungsverhältnisses und des Hauptantriebsverhältnisses bestimmt werden.
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Gemäß der Spezifikation des vorderen ISG 209, können das MID (Maximum ISG Drive Torque, maximale ISG-Antriebsmoment) und MIR (maximale ISG-Regenerationsmoment), die vom vorderen ISG 209 ausgegeben werden, bestimmt werden. Das FWMD (Front Wheel Maximum Drive Torque, maximale Vorderradantriebsmoment), das an das Vorderrad vom vorderen ISG 209 ausgegeben wird, kann durch Ermitteln des Produkts des MID und des aktuellen Übersetzungsverhältnisses und des Hauptantriebsverhältnisses bestimmt werden. Das FWMR (maximale Vorderrad-Regenerationsdrehmoment), das vom vorderen ISG 209 an das Vorderrad abgegeben wird, kann durch Ermitteln des Produkts des MIR und des aktuellen Übersetzungsverhältnisses und des Hauptantriebsverhältnisses bestimmt werden.
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Zusätzlich können wir anhand der Kenndatenkurve die beste Kraftstoffwirtschaftlichkeitskurve und die geringste Drehmomentkurve (mit einer schlechten Emissionsleistung, und der Motor kann in diesem Zustand nicht arbeiten) des Motors 201 durch einen Interpolationsalgorithmus die Echtzeitdrehzahl des Motors 201, EM (Engine Maximum Torque, maximales Motordrehmoment), EO (Engine Optimal Torque, optimales Motordrehmoment) und EMin (Engine Minimum Torque, minimales Motordrehmoment) entsprechend einer Echtzeitdrehzahl ne bestimmen.
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EMW, EOW und EminW, die Drehmomente, die an das Rad abgegeben werden, können durch Ermitteln des Produkts von EM, EO oder Emin, und des aktuellen Übersetzungsverhältnisses und des Hauptuntersetzungsverhältnisses ermittelt werden. EM wird durch das Getriebe und den Hauptdrehzahlminderer an das Rad abgegeben und somit wird EMW erhalten. EO wird durch das Getriebe und den Hauptdrehzahlminderer an das Rad abgegeben, und somit wird EOW erhalten. Emin wird durch das Getriebe und den Hauptdrehzahlminderer an das Rad abgegeben und somit wird EminW erhalten. Zusammenfassend kann die Fahrzeugsteuerung das Fahrzeug so steuern, dass es in eine Betriebsart versetzt wird, die dem Status der Batterie 205 und dem WTD entspricht, so dass sichergestellt ist, dass das Fahrzeug in der besten Betriebsart läuft. In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Fahrzeugsteuerung das Umschalten zwischen dem Park-Modus, dem elektrischen Hinterachsenantriebsmodus, dem Vierradantriebsmodus, dem Motor-Start-Stopp-Modus, dem seriellen Antriebsmodus und dem Vorderachsenantriebsmodus gemäß dem SOC und WTD steuern. Der spezielle Umschaltprozess der Betriebsart wird im Steuerverfahren des Fahrzeuges, wie unten angeführt, dargestellt.
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Zusammenfassend steuert gemäß dem Hybridantriebssystem der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Fahrzeugsteuerung das Fahrzeug gemäß dem SOC der Batterie, der vom BMS erfasst wird, und dem WTD, so dass dieses in die beste Betriebsart versetzt wird. Daher können alle Teile des Fahrzeuges im besten Arbeitszustand sein, so dass die Fahrzeugleistung verbessert wird. Zusätzlich ist der ISG in das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe integriert, wodurch Raum des Fahrzeuges gespart wird und die Anordnung von Teilen im Fahrzeug leicht wird.
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Die folgende Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen bezieht sich auf ein Fahrzeug.
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Wie in 4 dargestellt, enthält das Fahrzeug 401 einer Ausführungsform der Erfindung ein Hybridantriebssystem 402 der vorangehenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Das Fahrzeug der Ausführungsform der Erfindung, ist mit dem vorangehenden Hybridantriebssystem bereitgestellt und kann in einer besten Betriebsart arbeiten, so dass die Arbeitsleistung des Fahrzeuges verbessert wird.
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Die folgende Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen zeigt ein Steuerverfahren zum Steuern des Fahrzeuges.
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Wie in 5 dargestellt, enthält das Steuerverfahren die folgenden Schritte.
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S501. Erfassen des SOC der Batterie, sobald das Fahrzeug angetrieben wird.
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Sobald das Fahrzeug angetrieben wird, ist es möglich, den SOC der Batterie zu erfassen. In einer Ausführungsform wird der Zustand der Batterie 205 gemäß dem SOC der Batterie bestimmt. Wenn zum Beispiel der SOC größer als ein erster Schwellenwert T1 (zum Beispiel 60%) ist kann die Batterie 205 zum Entladen gesteuert werden und der Zustand kann als Zustand 1 definiert werden. Wenn der SOC kleiner als ein zweiter Schwellenwert T2 (zum Beispiel 40%) ist, muss die Batterie 205 geladen werden und der Zustand kann als Zustand 2 definiert werden. Wenn der SOC zwischen T1 und T2 liegt, zum Beispiel zwischen 60% und 40%, kann die Batterie so gesteuert werden, dass sie unverändert bleibt.
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S502. Erfassen des Beschleunigungspedals, um ein Signal für den Öffnungsgrad des Beschleunigungspedals zu erhalten, und Erhalten des WTD auf der Basis des Signals für den Öffnungsgrad des Beschleunigungspedals und einer aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeuges.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das erforderliche Drehmoment WTD gemäß dem Öffnungsgrad des Beschleunigungspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt. Zum Beispiel ist das WTD kleiner als oder gleich 0, wenn das Fahrzeug bremst oder gleitet. Ferner ist das Übersetzungsverhältnis RI des Getriebepfads des ISG 209 das Produkt eines ungeraden Übersetzungsverhältnisses und des Hauptuntersetzungsverhältnisses. Zum Beispiel ist in Gang 1, RI das Produkt des Übersetzungsverhältnisses des Gangs 1 multipliziert mit dem Hauptuntersetzungsverhältnis. Zusätzlich ist das Übersetzungsverhältnis RE des Getriebepfads des Motors 201 gleich RI, wenn der aktuelle Gang eine ungerader Gang ist; oder gleich dem Produkt des Übersetzungsverhältnisses des geraden Gangs multipliziert mit dem Hauptuntersetzungsverhältnis. Der Sollgang des Getriebepfads des Motors 201 wird gemäß dem Öffnungsgrad des Beschleunigungspedals und der Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten. Der Gang des Getriebepfads des ISG 209 sollte passend so gewählt werden, dass der ISG 209 nicht über seiner Maximaldrehzahl läuft.
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Insbesondere erhält die Fahrzeugsteuerung das MBD (maximale Batterieantriebsmoment) und MBR (maximale Batterieregenerationsmoment), das durch die Batterie 205 begrenzt ist, gemäß der Echtzeitdrehzahl des Motors und der maximalen Entladungsleistung und der maximalen Ladungsleistung, die vom BMS (Batteriemanagementsystem) gesendet wird. Das Minimum des MBD und MMD (maximales Motorantriebsmoment), das von der MCU (Motorsteuereinheit) gesendet wird, ist das maximale Antriebsmoment des hinteren Antriebsstrangs (RPMD). Das Minimum des MBR und MMR (maximales Motorregenerationsdrehmoment), das von der MCU gesendet wird, ist das maximale Regenerationsmoment des hinteren Antriebsstrangs (RPMR). Ferner kann das RWMD (maximale Antriebsmoment des Hinterrades), das an das Hinterrad vom Hinterachsenantriebsmotor 207 abgeben wird, durch Ermitteln des Produkts von RPMD und des Hinterachsen-Einzelgrad-Untersetzungsverhältnisses und des Hauptantriebsverhältnisses bestimmt werden. Ebenso kann das RWMR (maximales Regenerationsmoment des Hinterrades), das an das Hinterrad vom Hinterachsenantriebsmotor 207 abgeben wird, durch Ermitteln des Produkts von RPMR und des Hinterachsen-Einzelgrad-Untersetzungsverhältnisses und des Hauptantriebsverhältnis bestimmt werden.
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Gemäß der Spezifikation des vorderen ISG 209 können MID (maximales ISG Antriebsmoment) und MIR (maximales ISG Regenerationsmoment), die vom vorderen ISG 209 ausgegeben werden, bestimmt werden. Das FWMD (maximales Vorderrandantriebsmoment), das vom vorderen ISG 209 an das Vorderrad abgegeben wird, kann durch Ermitteln des Produkts von MID und des aktuellen Übersetzungsverhältnisses und des Hauptantriebsverhältnisses bestimmt werden. Das FWMR (maximales Vorderrad-Regenerationsdrehmoment), das vom vorderen ISG 209 an das Vorderrad abgegeben wird, kann durch Ermitteln des Produkts von MIR und des aktuellen Übersetzungsverhältnisses und des Hauptantriebsverhältnis bestimmt werden.
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Zusätzlich können wir anhand der Kenndatenkurve die beste Kraftstoffwirtschaftlichkeitskurve und die geringste Drehmomentkurve (mit einer schlechten Emissionsleistung, und der Motor kann in diesem Zustand nicht arbeiten) des Motors 201 durch einen Interpolationsalgorithmus die Echtzeitdrehzahl des Motors 201, EM (maximales Motordrehmoment), EO (optimales Motordrehmoment) und EMin (minimales Motordrehmoment) entsprechend einer Echtzeitdrehzahl ne bestimmen.
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EMW, EOW und EminW, die Drehmomente, die an das Rad abgegeben werden, können durch Ermitteln des Produkts von EM, EO oder Emin, und des aktuellen Übersetzungsverhältnisses und des Hauptuntersetzungsverhältnisses ermittelt werden. EM wird durch das Getriebe und den Hauptdrehzahlminderer an das Rad abgegeben und somit wird EMW erhalten. EO wird durch das Getriebe und den Hauptdrehzahlminderer an das Rad abgegeben, und somit wird EOW erhalten. Emin wird durch das Getriebe und den Hauptdrehzahlminderer an das Rad abgegeben und somit wird EminW erhalten.
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S503. Steuern des Fahrzeuges, so dass dieses in eine entsprechende Betriebsart versetzt wird, gemäß dem SOC, der in Schritt S501 erfasst wird, und dem WTD, das in Schritt S502 erfasst wird.
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In einer Ausführungsform umfasst die Betriebsart des Fahrzeuges: einen Park-Modus, einen elektrischen Hinterachsenantriebsmodus, einen Vierradantriebsmodus, einen Motor-Start-Stopp-Modus, einen seriellen Antriebsmodus und einen Vorderachsenantriebsmodus. Es ist möglich, das Fahrzeug gemäß dem WTD und dem SOC der Batterie 205 so zu steuern, dass es in eine entsprechende Betriebsart versetzt wird.
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In einer Ausführungsform werden die Teile des Fahrzeuges gesteuert, dass sie sich in verschiedenen Zuständen befinden, so dass das Fahrzeug in eine entsprechende Betriebsart versetzt wird. Es ist möglich, das Umschalten zwischen dem Park-Modus, dem elektrischen Hinterachsenantriebsmodus, dem Vierradantriebsmodus, dem Motor-Start-Stopp-Modus, dem seriellen Antriebsmodus und dem Vorderachsenantriebsmodus gemäß dem SOC und dem WTD zu steuern. 6 ist eine schematische Darstellung, die das Umschalten zwischen den Betriebsarten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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In einigen Ausführungsformen wird das Fahrzeug gesteuert, in den Park-Modus versetzt zu werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 ist. Wenn das Fahrzeug im Park-Modus ist, werden der Motor 201, der ISG 209 und der Hinterradantriebsmotor 207 in einen statischen Zustand gebracht und die erste und zweite Kupplung 210 und 211 werden in einen geschlossen Zustand gebracht.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Fahrzeug im Motor-Start-Stopp-Modus ist, enthält es einen Motorstartmodus und ein Motorstoppmodus. Wenn der Motor startet, wird die erste Kupplung 210 gesteuert, sich zu schließen, wird die zweite Kupplung 211 gesteuert, sich zu lösen, wird der Synchronisator für den ungeraden Gang gesteuert, sich zu lösen, und wird der ISG 209 gesteuert, den Motor 201 zum Starten des Motors 201 anzutreiben. Wenn der Motor stoppt, wird die erste Kupplung 210 gesteuert, sich zu schließen, wird die zweite Kupplung 211 gesteuert, sich zu lösen und wird der ISG 209 gesteuert, den Motor 201 beim Stoppen zu unterstützen. Es ist möglich, das Fahrzeug so zu steuern, dass es in den Motor-Start-Stopp-Modus versetzt wird, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Park-Modus ist, der SOC der Batterie 205 größer als ein erster Schwellenwert T1 (Zustand 1) ist und das WTD größer als das maximale Hinterraddrehmoment RWMD ist; oder der SOC kleiner als der zweite Schwellenwert T2 (Zustand 1) ist, wobei T2 kleiner als T1 ist;
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Vierradantriebsmodus ist, SOC > T1 und 0 < WTD <= RWMD; oder WTD <= 0;
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Vorderachsenantriebsmodus ist, SOC > T1 und 0 < WTD <= RWMD; oder WTD <= 0;
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der serielle Antriebsmodus ist, SOC > T1 und 0 < WTD <= RWMD; oder WTD <= 0;
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der elektrischen Hinterachsenantriebsmodus ist, nach Beendigung des Motorstarts, SOC > T1 und RWMD < WTD <= (EMW + FWMD); oder nach Beendigung des Motorstarts, SOC < T2 (Zustand 2), WTD > TB und das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe keine Störung aufweist oder normal arbeitet.
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EMW ist ein maximales Motordrehmoment am Rad, FWMD ist ein maximales Vorderraddrehmoment und TB ist ein im Voraus festgesetztes Drehmoment, das gemäß speziellen Parametern des Motors 201 festgesetzt ist, so dass der Motor 201 nicht in einem niedereffizienten Bereich arbeitet.
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In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Fahrzeug im Vorderachsenantriebsmodus ist und der SOC der Batterie 208 > T1 (zum Beispiel 60%),
wenn WTD > (EMW + FWMD), wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors 201 als das maximale Motordrehmoment EM eingestellt, wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG 209 als das maximale Antriebsmoment MID eingestellt;
wenn (EOW + FWMD) < WTD <= (EMW + FWMD), wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors 201 als (WTD – FWMD)/RE eingestellt, wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG 209 als MID eingestellt; wobei EOW ein optimales Motordrehmoment am Rad ist und RE das Untersetzungsverhältnis des Getriebepfades des Motors ist;
wenn EOW < WTD <= (EOW + FWMD), wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors als EO eingestellt wird und wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG als (WTD – EOW)/RI eingestellt, wobei RI das Untersetzungsverhältnis des Getriebepfades des ISG ist;
wenn WTD <= EOW, wird beurteilt, ob WTD > EminW, wenn ja, wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors 201 als WTD/RE eingestellt und der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG 209 wird als 0 eingestellt, andernfalls wird, der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors als 0 eingestellt und der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG wird als WTD/RI eingestellt; wobei EminW ein minimales Motodrehmoment am Rad ist.
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In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Fahrzeug im Vorderachsenantriebsmodus ist und der SOC kleiner als ein zweiter Schwellenwert T2 ist,
wenn WTD > EOW, wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors 201 als WTD/RE eingestellt, und wird der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG 209 als 0 eingestellt;
wenn WTD <= EOW, und WTD > (EOW – FWMR), ist der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors 201 EO und der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG 209 ist (EOW – WTD)/RI; wobei FWMR ein maximales Vorderrad-Regenerationsdrehmoment ist;
wenn (EMinW + FWMR) < WTD <= (EOW – FWMR), ist der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors (WTD – FWMR)/RE und der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG ist ein maximales ISG-Regenerationsdrehmoment MIR;
wenn WTD <= (EMinW – FWMR), ist der Drehmomentbefehl zum Steuern des Motors 0 und der Drehmomentbefehl zum Steuern des ISG ist 0.
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Wenn das Fahrzeug im Vorderachsenantriebsmodus ist, wenn der Sollgang des Getriebepfades des Motors 201 ein gerader Gang ist, wird die die erste Kupplung 210 sich zu lösen, wird die zweite Kupplung 211 gesteuert, sich zu schließen; wenn der Sollgang des Getriebepfades des Motors 201 ein ungerader Gang ist, wird die erste Kupplung 210 gesteuert, sich zu schließen, und wird die zweite Kupplung 211 gesteuert, sich zu lösen.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist es möglich, das Fahrzeug so zu steuern, dass es in den Vorderachsenantriebsmodus versetzt wird, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Motor-Start-Stopp-Modus ist, nach Beendigung des Motorstarts, SOC > T1 und RWMD < WTD <= (EMW + FWMD); oder nach Beendigung des Motorstarts, SOC < T2, WTD > TB und das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe keine Störung aufweist,
wobei EMW ein maximales Motordrehmoment am Rad ist und FWMD ein maximales Vorderraddrehmoment ist, TB ein im Voraus festgesetztes Drehmoment ist,
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Vierradantriebsmodus ist, SOC > T1 und RWMD < WTD <= (EMW + FWMD); oder SOC < T2, WTD > TB und das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe keine Störung aufweist; oder
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der serielle Antriebsmodus ist, SOC > T1 und RWMD < WTD <= (EMW + FWMD); oder SOC < T2, WTD > TB und das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe keine Störung aufweist.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Fahrzeug im Vierradantriebsmodus ist, ist das Drehmoment, das an die Hinterachse ausgegeben wird, RWMD und das Drehmoment, das an die Vorderachse ausgegeben wird, ist gleich (WTD – RWMD). In der Ausführungsform ist es möglich, das Fahrzeug so zu steuern, dass es in den Vierradantriebsmodus versetzt wird, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Motor-Start-Stopp-Modus ist, nach Beendigung des Motorstarts, SOC > T1 (zum Beispiel 60%), WTD > RWMD und WTD > (EMW + FWMD), wobei EMW ein maximales Motordrehmoment am Rad ist und FWMD ein maximales Vorderraddrehmoment ist, RWMD ein maximales Hinterraddrehmoment ist, oder
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Vorderachsenantriebsmodus ist, SOC > T1 (zum Beispiel 60%), und WTD > (EMW + FWMD), oder
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der serielle Antriebsmodus ist, SOC > T1 (zum Beispiel 60%), WTD > RWMD und WTD > (EMW + FWMD).
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Fahrzeug im seriellen Antriebsmodus ist, wird der ISG 209 durch einen Drehzahlsteuermodus gesteuert und der Motor 201 wird durch einen Drehmomentsteuermodus gesteuert und der Drehmomentbefehl für den Hinterradantriebsmotor ist gleich WTD/Hinterachsen-Einzel-Untersetzungsverhältnis/ dem Hauptuntersetzungsverhältnis. Wenn die Leistung des Hinterradantriebsmotors durch einen Einstufen-Drehzahlminderer und den Hauptdrehzahlminderer an Räder abgeben wird, ist das Drehmoment, das an das Rad vom Hinterradantriebsmotor abgegeben wird, gleich dem Drehmoment des Hinterradantriebsmotors multipliziert mit dem Einstufen-Verhältnis und dem Hauptverhältnis. Im seriellen Antriebsmodus liefert nur der Hinterradantriebsmotor Leistung. Um die Anforderung des WTD zu erfüllen, ist die Leistung oder das Drehmoment, die bzw. das vom Hinterradantriebsmotor ausgegeben wird, gleich WTD/Hinterachsen-Einzel-Untersetzungsverhältnis/ dem Hauptuntersetzungsverhältnis. Gleichzeitig wird die erste Kupplung 210 gesteuert, sich zu schließen, und die zweite Kupplung 211 wird gesteuert, sich zu lösen.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ist es möglich, das Fahrzeug so zu steuern, dass es in den seriellen Antriebsmodus versetzt wird, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Motor-Start-Stopp-Modus ist, nach Beendigung des Motorstarts, SOC < T2, und 0 < WTD <= TB; oder nach Beendigung des Motorstarts, SOC < T2 und das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe eine Störung aufweist, wobei T2 ein zweiter Schwellenwert T2, kleiner als T1, ist, TB ein im Voraus festgesetztes Drehmoment ist; oder
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Vorderachsenantriebsmodus ist, SOC < T2, und 0 < WTD <= TB; oder SOC < T2 und das Doppelkupplungs-Automatikgetriebe eine Störung aufweist.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn das Fahrzeug im elektrischen Hinterachsenantriebsmodus ist,
wenn das WTD > 0, der Drehmomentbefehl zum Steuern des Hinterradantriebsmotors 207 gleich WTD/Hinterachsen-Einzel-Untersetzungsverhältnis/ dem Hauptuntersetzungsverhältnis ist;
wenn WTD <= 0 und der Öffnungsgrad des Bremspedals 0 ist, der Drehmomentbefehl für den Hinterradantriebsmotor 207 ein erster Drehmomentschwellenwert ist;
wenn WTD <= 0 und der Öffnungsgrad des Bremspedals größer als 0 ist, der Drehmomentbefehl zum Steuern des Hinterradantriebsmotors 207 ein zweiter Drehmomentschwellenwert ist, der größer als der erste Drehmomentschwellenwert ist.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Fahrzeug so zu steuern, dass es in den elektrischen Hinterachsenantriebsmodus versetzt wird, wenn eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Park-Modus ist, SOC > T1, 0 < WTD < einem maximalen Hinterraddrehmoment RWMD, oder
wenn der aktuelle Modus des Fahrzeuges der Motor-Start-Stopp-Modus ist, nach Beendigung des Motorstarts, WTD <= 0; oder nach Beendigung des Motorstarts, SOC > T1 und 0 < WTD <= RWMD.
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Zusammenfassend ist es nach dem Steuerverfahren des Fahrzeuges der vorliegenden Erfindung möglich, das Fahrzeug entsprechend dem SOC der Batterie und dem WTD so zu steuern, dass es in eine Betriebsart versetzt wird, so dass das Fahrzeug in die beste Betriebsart versetzt werden kann und jeder Teil des Fahrzeuges unter der besten Arbeitsbedingung ist. Dies verbessert die Leistung des Fahrzeuges. Zusätzlich wird durch Steuern des Fahrzeuges, so dass es zwischen den verschiedenen Betriebsarten umschaltet, die Flexibilität der Betriebsart des Fahrzeuges verbessert und die Leistung des Fahrzeuges verbessert.
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Es kann jeder Prozess oder jedes Verfahren, der bzw. das in den Zeichnungen dargestellt oder hier beschrieben ist, so verstanden werden, dass es ein oder mehrere Modul(e), ein Fragment oder einen Teil von Codes enthält, die zum Implementieren einer besonderen logischen Funktion oder eines Prozesses verwendet werden, und der Umfang der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung eine weitere Implementierung enthält, die in einer anderen Sequenz oder Reihenfolge ausgeführt werden kann.
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Die Logik und/oder Schritte, die zum Beispiel im Ablaufdiagramm oder in anderen Formen beschrieben sind, können als ein Satz ausführbarer Anweisungen zur Implementierung logischer Funktionen betrachtet werden, die in jedem computerlesbaren Medium implementiert werden kann, um von Anweisungsausführungssystemen und -vorrichtungen (z.B. auf Computer basierenden Systemen) verwendet zu werden. "Computerlesbare Medien" können jede Vorrichtung sein, die Programme für Anweisungsausführungssysteme und -vorrichtungen enthalten, speichern, kommunizieren oder übertragen können. Computerlesbares Medium enthält, ohne aber darauf beschränkt zu sein, die folgenden: elektrische Verbindungsteile (elektronische Vorrichtungen) mit einem oder mehreren von Verdrahtungen, tragbare Computerdiskettenpatrone (magnetische Vorrichtung), Direktzugriffsspeicher (RAM), Nur-Lese-Speiche (ROM), löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EPROM oder Flash-Speicher) Lichtleitfaservorrichtung und tragbarer Compact Disc Nur-Lese-Speicher (CD-ROM). Zusätzlich kann ein computerlesbares Medium sogar ein Papier oder ein anderes geeignetes Medium zum Drucken des Programms sein. Zum Beispiel kann durch optisches Scannen eines Papiers oder anderen Mediums und anschließendes Editieren oder Bearbeiten das Programm in einem elektrischen Modus erhalten und dann in einem Computerspeicher gespeichert werden.
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Es sollte klar sein, dass jeder Teil der vorliegenden Erfindung durch Hardware, Software, Firmware oder deren Kombination ausgeführt werden kann. In diesen Ausführungsformen können mehrere Schritte oder Verfahren durch eine Software oder Firmware implementiert sein, die im Speicher gespeichert ist und vom passenden Anweisungsausführungssystem ausgeführt wird. Wenn zum Beispiel Hardware zum Implementieren verwendet wird, kann eine beliebige der folgenden Techniken in diesem Gebiet verwendet werden: eine logische Gate-Schaltung, eine zweckbestimmte integrierte Schaltung, eins programmierbares Gate-Array (PGA), und ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA).
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Das technische Personal in diesem technischen Gebiet kann verstehen, dass alle Teile der Schritte in den oben genannten Beispielen durch Steuern der Hardware mit einem Programm oder Programmen implementiert werden können. Das (die) Programm(e) kann (können) in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert werden.
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Zusätzlich können die verschiedenen Funktionseinheiten in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung in ein Verarbeitungsmodul integriert werden und können auch getrennte physische Einheiten sein oder zwei oder mehr als zwei Einheiten können in einem Modul integriert sein. Das Modul kann in der Form von Hardware und Software ausgeführt sein. Das integrierte Modul kann in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert werden. Das oben genannte Speichermedium kann ein Nur-Lese-Speicher, eine Diskette oder CD usw. sein.
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In der Beschreibung bedeutet der Referenzbegriff "eine Ausführungsform", "einige Beispiele", "Probe", "konkretes Beispiel" oder "eine gewisse Probe" die Implementierung einer Ausführungsform oder eines Beispiels. In dieser Beschreibung bedeuten die oben genannten Begriffe nicht unbedingt dieselbe Ausführungsform oder dasselbe Beispiel. Ferner können die speziellen Merkmale, Strukturen oder Materialien in beliebigen von dem einen oder mehreren Beispiel(en) oder Ausführungsformen passend kombiniert werden.
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Die dargestellten Ausführungsformen der Erfindung sollen Erfindung für technisches Personal in diesem Gebiet nicht einschränken, die Erfindung kann verschiedene Änderungen und Modifizierungen aufweisen. Im Wesen und Prinzip der vorliegenden Erfindung soll jede Modifizierung, Ersetzung, Verbesserung usw. im Schutzumfang der Erfindung enthalten sein.