WO2017182384A1 - Verfahren und steuereinheit zum betrieb eines getriebes - Google Patents

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WO2017182384A1
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vehicle
transmission
driven wheel
load situation
special load
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PCT/EP2017/058926
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Arnd Golle
Jochen KARL
Georg KUSS
Brian Mclean
Werner Pfau
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
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    • F16H59/14—Inputs being a function of torque or torque demand

Definitions

  • the invention relates to a method and a corresponding control unit for operating a transmission of a vehicle, in particular an electrically driven vehicle.
  • Road vehicles may include electric machines for propulsion.
  • electric machines have the advantage that relatively high torques can be provided over a relatively wide speed range and, in particular, at low speeds, so that road vehicles with an electric drive usually require no multi-gear transmissions.
  • a method of operating a transmission of a vehicle is described.
  • the transmission thereby couples a prime mover of the vehicle to a driven wheel of the vehicle (e.g., indirectly via an axle to which the driven wheel is fixedly connected).
  • the transmission allows different speed ratios.
  • the transmission can have exactly two different speed ratios, a high
  • Speed ratio and a low speed ratio allow an output speed of an output shaft (also referred to as the output shaft) of the transmission at the same input speed of an input shaft (also called drive shaft) of the transmission at the high speed ratio is lower than at the low speed ratio.
  • the transmission may be implemented as a manual transmission.
  • a relatively lightweight and energy efficient transmission may be used to provide a relatively lightweight and energy efficient powertrain for a vehicle, particularly for an electrically powered vehicle.
  • the transmission can be configured as not power-shiftable.
  • Torque can be transferred more.
  • the method includes determining that a special load situation exists or will be present on the driven wheel of the vehicle. For this purpose, sensor data from one or more vehicle sensors and / or
  • Input data relating to an input of an occupant of the vehicle be evaluated.
  • the special load situation may require a relatively high torque on the driven wheel of the vehicle.
  • the method further comprises determining a shift timing or a shift vehicle position at which a load on the prime mover is less than or equal to a load threshold.
  • a shift timing or a shift vehicle position may be determined at which or at which no or only a small drive of the driven wheel is required, or at the or on the no or only a small torque on the transmission to the driven wheel must be transmitted.
  • a switching time or a switching vehicle position can be determined, at which or at which a deceleration of the vehicle takes place, which can be provided by the use of the drive machine or by one or more friction brakes on one or more wheels of the vehicle ,
  • the mechanical coupling between the engine and the one or more wheels of the vehicle can be interrupted.
  • the drag or deceleration torque by the prime mover in particular the recuperation torque when using an electric drive machine
  • the one or more wheels of the vehicle can be coupled again to the engine and thus the drag or deceleration torque can be provided again by the prime mover.
  • the switching process can thus be masked as part of a deceleration phase, and thus remains unnoticed by an occupant of the vehicle.
  • the load on the prime mover may be made to be less than or equal to a load threshold.
  • the speed ratio of the transmission can thus be adapted to the switching time or to the switching vehicle position for the special load situation.
  • an automatic adaptation of the speed ratio of the transmission can take place without the action of an occupant of the vehicle.
  • the special load situation may include a trailer operation of the vehicle and / or a (relatively high) load condition of the vehicle.
  • Sensor data of a vehicle sensor in particular a trailer coupling sensor and / or a loading sensor can be detected.
  • input data regarding an input of a user to a user interface of the vehicle can be detected. It can then be determined on the basis of the sensor data and / or the input data that a special load situation exists.
  • the switching time for adjusting the speed ratio can then be before the start of the drive of the vehicle, so that a particularly comfortable adjustment of the speed ratio can be done. It can for the o.g. In special load situations, the speed ratio for the entire drive of the vehicle remain maintained, since the special load situation typically can not change while the vehicle is running. It can then be determined after the end of a journey of the vehicle that there is no longer a special load situation on the driven wheel of the vehicle (for example due to the
  • Such a driving situation may in particular be based on sensor data from one or more environment sensors of the vehicle, based on sensor data from one or more state sensors of the vehicle and / or based on
  • Position data are detected by a position sensor of the vehicle.
  • the method may include detecting position data relating to a position of the vehicle by means of a position sensor (e.g., a GPS receiver) of the vehicle. It can then be based on the position data
  • a position sensor e.g., a GPS receiver
  • the shift timing or the shift vehicle position may be based on the position data (typically associated with digital
  • Map information and in connection with a planned route Map information and in connection with a planned route).
  • a driving speed of the vehicle can be taken into account.
  • the switching time or the switching vehicle position can be determined such that the switching time or the switching vehicle position are before a time or a vehicle position at which or enters the special load situation.
  • special load situations can also be detected while the vehicle is running and the speed ratio of the vehicle
  • Gearbox be adapted in a comfortable manner depending on the special load situation.
  • the switching time or the switching vehicle position based on sensor data of one or more
  • a traffic sign can be detected on the basis of sensor data (for example with respect to a speed limit ahead).
  • the shift time or the shift vehicle position can then be determined (eg due to a preceding lag phase).
  • the consideration of sensor data allows, for example, a sign recognition, a state detection, the determination of road information, a traction state detection of the vehicle, etc.
  • the prime mover may include an electric motor, so that by the described method, the operating range of an electric vehicle drive in can be expanded efficiently.
  • the prime mover may include an internal combustion engine, and the internal combustion engine may additionally be coupled to the vehicle's driven wheel via a second transmission (e.g., a power shift transmission).
  • a second transmission e.g., a power shift transmission
  • a control unit for a vehicle having a transmission that couples a prime mover of the vehicle to a driven wheel of the vehicle is described.
  • the transmission allows different speed ratios.
  • the control unit is adapted to determine that a special load situation on the driven wheel of the
  • the control unit is further configured to determine a shift timing or a shift vehicle position at which a load on the prime mover is less than or equal to a load threshold.
  • the control unit is configured to cause the speed ratio of the transmission to be changed at the shift timing or at the shift-vehicle position for the special-load situation.
  • a vehicle in particular a
  • Road vehicle e.g. a passenger car, a truck, or a motorcycle
  • Road vehicle e.g. a passenger car, a truck, or a motorcycle
  • SW software program
  • the SW program can be set up to run on a processor (eg a control unit of a vehicle) and thereby carry out the method described in this document.
  • a processor eg a control unit of a vehicle
  • the storage medium may include an SW program that is set up to be executed on a processor, and thereby perform the same in this
  • FIG. 1 exemplary components of an electrically powered vehicle
  • FIG. 2 is a flow chart of an exemplary method of operating a powertrain of a vehicle
  • FIG. 3 shows an exemplary decision diagram for a transmission of a
  • Powertrain of a vehicle As stated above, the present document is concerned with the efficient operation of a powered vehicle in special load situations, i. especially in situations where a particularly high torque must be provided to a driven wheel of the vehicle. Examples of special load situations are a trailer operation and / or an uphill drive of the vehicle.
  • FIG. 1 shows exemplary components of a vehicle 100 with a vehicle
  • the electric drive machine 105 for driving at least one axis 104 (eg a rear axle and / or a front axle) of the vehicle 100 on which one or more wheels of the vehicle 100 are located.
  • the prime mover 105 is mechanically coupled via a gear 108 with the axis 104, wherein by means of the gear 108, a ratio of the rotational speed of the output shaft 107 of the transmission 108 and the rotational speed of the input shaft 106 of the transmission 108 can be changed.
  • the input shaft 106 is driven by the engine 105.
  • the output shaft 107 is driven via the transmission 108 by the input shaft 106, and in turn drives the axle 104 of the vehicle 100 and thus at least one wheel 109 of the vehicle 100.
  • the transmission 108 has two or more ratios. High ratios provide a high starting torque, but allow only a lower maximum speed. A low gear ratio, in contrast, offers a lower starting torque but a higher maximum speed.
  • a power shift transmission 108 uses slipping load transfer elements to blend the speed adjustment between the input shaft 106 and output shaft 107 when changing the gear ratio and to maintain the propulsion of the vehicle 100.
  • Powershift transmissions 108 are relatively complex, relatively heavy in weight, and often have relatively poor efficiency (as compared to manual transmissions). Therefore, the use of a powershift transmission 108 within a
  • the vehicle 100 comprises a control unit 101, by which it can be determined that a special load situation is or will be present, which requires a change of the transmission ratio of the transmission 108. Furthermore, the control unit 101 can determine a switching time or a switching time.
  • control unit 101 may cause the
  • Transmission ratio of the transmission 108 is changed at the determined switching time or at the determined switching vehicle position for the special load situation. So is also for an electric drive train the
  • Scope of a vehicle 100 can be extended with electrical operation.
  • a high or a low ratio is required for the entire journey. Accordingly, the appropriate gear can be engaged and maintained while driving before the start of the ride.
  • An example of such a case is the requirement for a high
  • Transmission ratio of the transmission 108 by an increased payload of the vehicle 100 and / or by a trailer operation The increased total load of the vehicle 100 while a higher torque on the one or more driven wheels of the vehicle 100 is required.
  • the maximum vehicle speed is usually limited for stability reasons and / or due to legal restrictions.
  • a relatively lower gear ratio is therefore for the
  • Period of trailer operation typically not required.
  • a relatively high gear ratio of the transmission 108 can already be set when the vehicle 100 is at a standstill.
  • the switching process takes place automatically and without load and is therefore imperceptible to an occupant of the vehicle 100.
  • the use of a powershift transmission is not required.
  • the beginning or the end of trailer operation can by a
  • Towing clutch sensor 103 are detected.
  • the loading or unloading of the vehicle 100 may be detected by a weight sensor.
  • the vehicle 100 may include a user interface (eg, a selector switch) that allows an occupant of the vehicle 100 to activate or deactivate the trailer operation of the vehicle 100 , By means of a particular position of the user interface, e.g. Also, a mounted on the trailer hitch bike carrier can be detected and it can be avoided that in such a case, a high gear ratio of the transmission 108 is selected incorrectly.
  • 3 shows an exemplary decision diagram for setting a
  • Transmission ratio of the transmission 108 It can be detected by the control unit 101, whether the vehicle 100 is stationary or not. If the vehicle 100 is not stationary, then the current gear ratio can be maintained. On the other hand, it can be checked for a stationary vehicle 100 whether a trailer is coupled to the vehicle 100 or not. If it is detected that a trailer is coupled, so can a relatively high
  • Gear ratio of the transmission 108 can be adjusted or maintained.
  • a relatively low gear ratio can be set or maintained.
  • the transmission 108 may be used with an electrical device
  • Gear ratios e.g., two, i.e. high and low
  • Vehicle longitudinal acceleration can be predicted. At such inflection points, the gear ratio of the transmission 108 may be changed without an occupant of the vehicle 100 sensing an interruption of the acceleration.
  • the transmission ratio to be set for the following routes may be based on information about
  • a position on the driving route can be predicted at which a slight acceleration or a
  • a manual transmission 108 can change gear without an occupant of the vehicle 100 a
  • the comfort for one Inmates of the vehicle 100 can thus be improved without a
  • Gearboxes may be in addition to a CVT (Constant Velocity
  • Transmission or used to a power shift transmission to efficiently expand the operating range for such transmissions.
  • the transmission 108 mechanically couples a prime mover 105 of the vehicle 100 to (at least) a driven wheel 109 of the vehicle 100.
  • the transmission 108 has different speed ratios .
  • the transmission 108 is, in particular, a manual transmission in which the speed ratio between the input shaft 106 and the output shaft 107 is determined by complete transmission
  • the method 200 includes determining 201 that a special load situation exists or will be present on the driven wheel 109 of the vehicle 100.
  • the special load situation may be such that the special load situation requires a relatively high torque on the driven wheel 109 of the vehicle 100 to drive the vehicle 100.
  • a special load situation may e.g. be caused by a trailer operation, by a relatively high loading condition and / or by an uphill ride.
  • the method 200 further includes determining 202 a shift timing or a shift vehicle position at which a load on the
  • Drive 105 is less than or equal to a load threshold.
  • the load threshold value can be chosen such that a decoupling between drive machine 105 and driven wheel 109 caused by a switching process is below a detection threshold of an occupant of the vehicle 100.
  • method 200 includes fitting 203 the speed ratio of the transmission 108 for the special load situation at the shift timing or at the shift vehicle position.
  • the method 200 makes it possible, even when using an energy-efficient and light-weight manual transmission, to adapt the
  • Speed ratio of the transmission 108 can be performed in a comfortable manner. This in turn allows an extension of the field of use of electric drive machines in a vehicle 100.
  • the present invention is not limited to the exemplary embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and figures are intended to illustrate only the principle of the proposed methods, apparatus and systems.

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb eines Getriebes eines Fahrzeugs beschrieben. Das Getriebe koppelt dabei eine Antriebsmaschine des Fahrzeugs mit einem angetriebenen Rad des Fahrzeugs und weist unterschiedliche Drehzahlübersetzungen auf. Das Verfahren umfasst das Bestimmen, dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad des Fahrzeugs vorliegt oder vorl iegen wird. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln eines.Schah-Zeitpunktes oder einer Schalt-Fahrzeugposition, an dem bzw. an der eine Last an der Antriebsmaschine kleiner als oder gleich wie ein Last-Schwellenwert ist. Das Verfahren umfasst weiter das Anpassen der Drehzahlübersetzung des Getriebes für die Sonderlast-Situation an dem Schalt-Zeitpunkt oder an der Schalt-Fahrzeugposition.

Description

Verfahren und Steuereinheit zum Betrieb eines Getriebes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit zum Betrieb eines Getriebes eines Fahrzeugs, insbesondere eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs. Straßenfahrzeuge können Elektromaschinen zum Antrieb aufweisen.
Elektromaschinen haben dabei unter anderem den Vorteil, dass über einen relativ weiten Drehzahlbereich und insbesondere bei niedrigen Drehzahlen relativ hohe Drehmomente bereitgestellt werden können, so dass Straßenfahrzeuge mit elektrischem Antrieb meist keine mehrgängigen Getriebe benötigen.
Andererseits können Betriebsbedingungen vorliegen, für die auch bei einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug eine Reduzierung bzw. eine Erhöhung eines Übersetzungsverhältnisses zwischen der Elektromaschine und mindestens einem angetriebenen Rad des Fahrzeugs vorteilhaft und/oder erforderlich sind. Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein
Verfahren und eine entsprechende Steuereinheit bereitzustellen, die es
ermöglichen, ein Fahrzeug, insbesondere ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, auch in einem erweiterten Bereich von Lastsituationen in effizienter und zuverlässiger Weise zu betreiben.
Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines Getriebes eines Fahrzeugs beschrieben. Das Getriebe koppelt dabei eine Antriebsmaschine des Fahrzeugs mit einem angetriebenen Rad des Fahrzeugs (z.B. mittelbar über eine Achse, mit der das angetriebene Rad fest verbunden ist). Des Weiteren ermöglicht das Getriebe unterschiedliche Drehzahlübersetzungen. Insbesondere kann das Getriebe genau zwei unterschiedliche Drehzahlübersetzungen, eine hohe
Drehzahlübersetzung und eine niedrige Drehzahlübersetzung, ermöglichen, wobei eine Ausgangsdrehzahl einer Ausgangswelle (auch als Abtriebswelle bezeichnet) des Getriebes bei gleicher Eingangsdrehzahl einer Eingangs welle (auch als Antriebswelle bezeichnet) des Getriebes bei der hohen Drehzahlübersetzung geringer ist als bei der niedrigen Drehzahlübersetzung. Beispielsweise kann das Getriebe als ein Schaltgetriebe implementiert sein. Es kann somit ein relativ leichtes und Energie-effizientes Getriebe verwendet werden, um einen relativ leichten und Energie-effizienten Antriebsstrang für ein Fahrzeug, insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, bereitzustellen. Dabei kann das Getriebe als nicht lastschaltfähig ausgestaltet sein. Insbesondere kann eine Änderung der Drehzahlübersetzung eine Entkopplung zwischen Eingangswelle und
Ausgangswelle des Getriebes erfordern, so dass über das Getriebe kein
Drehmoment mehr übertragen werden kann. Das Verfahren umfasst das Bestimmen, dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad des Fahrzeugs vorliegt oder vorliegen wird. Zu diesem Zweck können Sensordaten von ein oder mehreren Fahrzeugsensoren und/oder
Eingabedaten bezüglich einer Eingabe eines Insassen bzw. Nutzers des Fahrzeugs ausgewertet werden. Die Sonderlast-Situation kann dabei ein relativ hohes Drehmoment an dem angetriebenen Rad des Fahrzeugs erfordern.
Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln eines Schalt-Zeitpunktes oder einer Schalt-Fahrzeugposition, an dem bzw. an der eine Last an der Antriebsmaschine kleiner als oder gleich wie ein Last-Schwellenwert sind. Insbesondere können ein Schalt-Zeitpunkt oder eine Schalt-Fahrzeugposition ermittelt werden, an dem bzw. an der kein oder nur ein geringer Antrieb des angetriebenen Rades erforderlich ist, oder an dem bzw. an der kein oder nur ein geringes Drehmoment über das Getriebe auf das angetriebene Rad übertragen werden muss.
Alternativ oder ergänzend können ein Schalt-Zeitpunkt oder eine Schalt- Fahrzeugposition ermittelt werden, an dem bzw. an der eine Verzögerung des Fahrzeugs erfolgt, die durch die Verwendung der Antriebsmaschine oder von ein oder mehreren Reibbremsen an ein oder mehreren Rädern des Fahrzeugs erbracht werden kann. Insbesondere kann in einer Verzögerungsphase die mechanische Kopplung zwischen Antriebsmaschine und den ein oder mehreren Rädern des Fahrzeugs unterbrochen werden. Das Schlepp- bzw. Verzögerungsmoment durch die Antriebsmaschine (insbesondere das Rekuperationsmoment bei Verwendung einer elektrischen Antriebsmaschine) kann während des Schaltvorgangs durch die ein oder mehreren Radbremsen erbracht werden. Nach Abschluss des
Schaltvorgangs können die ein oder mehreren Räder des Fahrzeugs wieder mit der Antriebsmaschine gekoppelt und somit das Schlepp- bzw. Verzögerungsmoment wieder durch die Antriebsmaschine erbracht werden. Der Schaltvorgang kann somit im Rahmen einer Verzögerungsphase maskiert werden, und bleibt somit für einen Insassen des Fahrzeugs unbemerkt. Insbesondere kann während einer Verzögerungsphase durch automatische Entkopplung der Antriebsmaschine von den ein oder mehreren Rädern des Fahrzeugs und durch eine entsprechende automatische Aktivierung der ein oder mehreren Radbremsen bewirkt werden, dass die Last an der Antriebsmaschine kleiner als oder gleich wie ein Last- Schwellenwert ist. Die Drehzahlübersetzung des Getriebes kann somit an dem Schalt-Zeitpunkt oder an der Schalt-Fahrzeugposition für die Sonderlast-Situation angepasst werden. Insbesondere kann eine automatische Anpassung der Drehzahlübersetzung des Getriebes erfolgen, ohne Einwirken eines Insassen des Fahrzeugs. So kann auch bei Verwendung eines Schaltgetriebes ein komfortabler Wechsel der
Drehzahlübersetzung des Getriebes vorgenommen werden.
Die Sonderlast-Situation kann einen Anhängerbetrieb des Fahrzeugs und/oder einen (relativ hohen) Beladungszustand des Fahrzeugs umfassen. Es können Sensordaten eines Fahrzeugsensors, insbesondere eines Anhängerkupplungs- Sensors und/oder eines Beladungs-Sensors erfasst werden. Alternativ oder ergänzend können Eingabedaten bezüglich einer Eingabe eines Nutzers an einer Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs erfasst werden. Es kann dann auf Basis der Sensordaten und/oder der Eingabedaten bestimmt werden, dass eine Sonderlast- Situation vorliegt.
Bei Vorliegen eines Anhängerbetriebs und/oder eines (hohen) Beladungszustands des Fahrzeugs kann bereits vor Beginn einer Fahrt des Fahrzeugs bestimmt werden, dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad des Fahrzeugs vorliegt. Der Schalt-Zeitpunkt zur Anpassung des Drehzahlverhältnisses kann dann vor Beginn der Fahrt des Fahrzeugs liegen, so dass eine besonders komfortable Anpassung des Drehzahlverhältnisses erfolgen kann. Dabei kann für die o.g. Sonderlast-Situationen das Drehzahlverhältnis für die gesamte Fahrt des Fahrzeugs beibehalten bleiben, da sich die Sonderlast-Situation typischerweise während der Fahrt des Fahrzeugs nicht ändern kann. Es kann dann nach Ende einer Fahrt des Fahrzeugs bestimmt werden, dass an dem angetriebenen Rad des Fahrzeugs keine Sonderlast-Situation mehr vorliegt (z.B. aufgrund der
Abkopplung eines Anhängers und/oder aufgrund einer Entladung des Fahrzeugs). Daraufhin kann die Drehzahlübersetzung des Getriebes nach Ende der Fahrt des Fahrzeugs zurückgesetzt werden.
Im Rahmen des Verfahrens kann ermittelt werden, dass eine vorausliegende Fahrsituation vorliegt, die eine Änderung der Drehzahlübersetzung des Getriebes erforderlich macht, und die somit als Sonderlast-Situation betrachtet werden kann. Eine derartige Fahrsituation kann insbesondere auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren des Fahrzeugs, auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Zustandssensoren des Fahrzeugs und/oder auf Basis von
Positionsdaten von einem Positionssensor des Fahrzeugs erkannt werden.
Das Verfahren kann umfassen, das Erfassen von Positionsdaten bezüglich einer Position des Fahrzeugs mittels eines Positionssensors (z.B. eines GPS- Empfängers) des Fahrzeugs. Es kann dann auf Basis der Positionsdaten
(typischerweise in Zusammenhang mit digitaler Karteninformation und in
Zusammenhang mit einer geplanten Fahrroute) bestimmt werden, dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad des Fahrzeugs vorliegen wird. Beispielsweise kann eine vorausliegende Bergauf-Fahrt prädiziert werden.
Des Weiteren können der Schalt-Zeitpunkt oder die Schalt-Fahrzeugposition auf Basis der Positionsdaten (typischerweise in Zusammenhang mit digitaler
Karteninformation und in Zusammenhang mit einer geplanten Fahrroute) ermittelt werden. Dabei kann ggf. auch eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Der Schalt-Zeitpunkt oder die Schalt-Fahrzeugposition können dabei derart ermittelt werden, dass der Schalt-Zeitpunkt bzw. die Schalt- Fahrzeugposition vor einem Zeitpunkt bzw. einer Fahrzeugposition liegen, an dem bzw. an der die Sonderlast-Situation eintritt. Durch Berücksichtigung von Positionsdaten des Fahrzeugs können auch während der Fahrt des Fahrzeugs Sonderlast-Situationen detektiert werden und das Drehzahlverhältnis des
Getriebes in komfortabler Weise in Abhängigkeit von der Sonderlast-Situation angepasst werden.
Alternativ oder ergänzend können der Schalt-Zeitpunkt oder die Schalt- Fahrzeugposition auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren
Umfeldsensoren des Fahrzeugs ermittelt werden. Beispielsweise kann auf Basis von Sensordaten ein Verkehrsschild detektiert werden (z.B. bezüglich einer vorausliegenden Geschwindigkeitsbegrenzung). Es können dann auf Basis der Sensordaten (z.B. auf Basis des detektierten Verkehrsschildes) der Schalt- Zeitpunkt oder die Schalt-Fahrzeugposition ermittelt werden (z.B. aufgrund einer vorausliegenden Verzögerungsphase). Die Berücksichtigung von Sensordaten ermöglicht z.B. eine Schildererkennung, eine Zustandserkennung, die Ermittlung von Straßeninformation, eine Traktionszustandserkennung des Fahrzeugs, etc. Wie bereits oben dargelegt, kann die Antriebsmaschine einen Elektromotor umfassen, so dass durch das beschriebene Verfahren der Betriebsbereich eines elektrischen Fahrzeug-Antriebs in effizienter Weise erweitert werden kann.
Alternativ kann die Antriebsmaschine einen Verbrennungsmotor umfassen und der Verbrennungsmotor kann zusätzlich über ein zweites Getriebe (z.B. über ein lastschaltfähiges Getriebe) mit dem angetriebenen Rad des Fahrzeugs gekoppelt sein. So kann durch das beschriebene Verfahren der Betriebsbereich für das zweite Getriebe in effizienter Weise erweitert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Fahrzeug mit einem Getriebe beschrieben, das eine Antriebsmaschine des Fahrzeugs mit einem angetriebenen Rad des Fahrzeugs koppelt. Das Getriebe ermöglicht dabei unterschiedliche Drehzahlübersetzungen. Die Steuereinheit ist eingerichtet, zu bestimmen, dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad des
Fahrzeugs vorliegt oder vorliegen wird. Die Steuereinheit ist weiter eingerichtet, einen Schalt-Zeitpunkt oder eine Schalt-Fahrzeugposition zu ermitteln, an dem bzw. an der eine Last an der Antriebsmaschine kleiner als oder gleich wie ein Last-Schwellenwert ist. Außerdem ist die Steuereinheit eingerichtet, zu veranlassen, dass die Drehzahlübersetzung des Getriebes an dem Schalt-Zeitpunkt oder an der Schalt-Fahrzeugposition für die Sonderlast-Situation geändert wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (insbesondere ein
Straßenkraftfahrzeug, z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem
Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt
Figur 1 beispielhafte Komponenten eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs; Figur 2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betrieb eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs; und
Figur 3 ein beispielhaftes Entscheidungsdiagramm für ein Getriebe eines
Antriebsstrangs eines Fahrzeugs. Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit dem effizienten Betrieb eines Fahrzeugs mit elektrischem Antrieb in Sonderlast- Situationen, d.h. insbesondere in Situationen, bei denen eine ausgewöhnlich hohes Drehmoment an einem angetriebenen Rad des Fahrzeug erbracht werden muss. Beispiele für Sonderlast-Situationen sind ein Anhängerbetrieb und/oder eine Bergauf- Fahrt des Fahrzeugs.
Fig. 1 zeigt beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs 100 mit einer
elektrischen Antriebsmaschine 105 zum Antrieb zumindest einer Achse 104 (z.B. einer Hinterachse und/oder einer Vorderachse) des Fahrzeugs 100, an der sich ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs 100 befinden. Die Antriebsmaschine 105 ist über ein Getriebe 108 mit der Achse 104 mechanisch gekoppelt, wobei mittels des Getriebes 108 ein Verhältnis der Drehzahl der Ausgangs welle 107 des Getriebes 108 und der Drehzahl der Eingangs welle 106 des Getriebes 108 verändert werden kann. Dabei wird die Eingangs welle 106 durch die Antriebsmaschine 105 angetrieben. Des Weiteren wird die Ausgangswelle 107 über das Getriebe 108 von der Eingangswelle 106 angetrieben, und treibt wiederum die Achse 104 des Fahrzeugs 100 und damit zumindest ein Rad 109 des Fahrzeugs 100 an.
Das Getriebe 108 weist zwei oder mehr Übersetzungen bzw. Drehzahlverhältnisse auf. Hohe Übersetzungen stellen ein hohes Anfahrmoment zur Verfügung, ermöglichen aber nur eine niedrigere Maximalgeschwindigkeit. Eine niedrige Übersetzung bietet dagegen ein geringeres Anfahrmoment aber eine höhere Maximalgeschwindigkeit.
Um in einem Schaltgetriebe 108 die Antriebsmaschine 105 auf eine neue
Übersetzung zu schalten, wird der Kraftschluss zwischen der Antriebsmaschine und dem Rad 109 bzw. der Achse 104 für den Synchronisierungs- bzw.
Schaltvorgang unterbrochen. Während dieses Zeitraums weist das Fahrzeug 100 keinen Vortrieb auf, und es resultiert eine Zugkraftunterbrechung mit
Unterbrechung der Beschleunigung, die für einen Insassen des Fahrzeugs 100 störend sein kann. Ein lastschaltfähiges Getriebe 108 nutzt schlupfende Lastübertragungselemente, um die Drehzahlanpassung zwischen Eingangs welle 106 und Ausgangswelle 107 bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses zu überblenden und den Vortrieb des Fahrzeugs 100 aufrecht zu erhalten. Lastschaltfähige Getriebe 108 sind jedoch relativ komplex, weisen ein relativ hohes Gewicht auf und besitzen häufig einen relativ schlechten Wirkungsgrad (im Vergleich zu Schaltgetrieben). Daher würde die Verwendung eines lastschaltfähigen Getriebes 108 innerhalb eines
elektrischen Antriebsstrangs 105, 108, 104 eines Fahrzeugs 100 typischerweise zu einer Reduzierung der Effizienz und Reichweite des Fahrzeugs 100 führen. Durch eine automatische Verlegung des Schaltpunktes eines Schaltgetriebes 105 in einen Betriebsbereich mit einem geringen oder ohne Bedarf an Vortrieb kann auch ohne Verwendung eines lastschaltfähigen Getriebes eine spürbare
Zugkraftunterbrechung vermieden werden.
Das Fahrzeug 100 umfasst eine Steuereinheit 101, durch die bestimmt werden kann, dass eine Sonderlast-Situation vorliegt oder vorliegen wird, die einen Wechsel des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 108 erfordert. Des Weiteren kann die Steuereinheit 101 einen Schalt-Zeitpunkt bzw. eine Schalt-
Fahrzeugposition ermitteln, an dem die Last an dem Antriebsstrang 105, 108, 104 des Fahrzeugs 100 kleiner als ein vordefinierter Last-Schwellenwert ist.
Außerdem kann die Steuereinheit 101 veranlassen, dass das
Übersetzungsverhältnis des Getriebes 108 an dem ermittelten Schalt-Zeitpunkt bzw. an der ermittelten Schalt-Fahrzeugposition für die Sonderlast-Situation verändert wird. So wird auch für einen elektrischen Antriebsstrangs die
Verwendung eines Getriebes 108 ermöglicht. Des Weiteren kann so der
Anwendungsbereich eines Fahrzeugs 100 mit elektrischem Betrieb erweitert werden.
Für Fahrten unter bestimmten Randbedingungen kann bereits im Voraus (d.h. vor Beginn der Fahrt) bestimmt werden, ob für die gesamte Fahrt eine hohe oder eine niedrige Übersetzung erforderlich ist. Dementsprechend kann bereits vor Beginn der Fahrt der passende Gang eingelegt und während der Fahrt beibehalten werden. Ein Beispiel für einen solchen Fall stellt die Anforderung für ein hohes
Übersetzungsverhältnis des Getriebes 108 durch eine erhöhte Zuladung des Fahrzeugs 100 und/oder durch einen Anhängerbetrieb dar. Durch die erhöhte Gesamtlast des Fahrzeugs 100 wird dabei ein höheres Drehmoment an den ein oder mehreren angetriebenen Rädern des Fahrzeugs 100 benötigt. Insbesondere im Anhängerbetrieb ist darüber hinaus aus Stabilitätsgründen und/oder aufgrund gesetzlicher Beschränkungen meist die maximale Fahrzeuggeschwindigkeit begrenzt. Ein relativ niedrigeres Übersetzungsverhältnis ist daher für den
Zeitraum des Anhängerbetriebs typischerweise nicht erforderlich. Durch eine automatische Detektion des Anhängerbetriebs und/oder einer erhöhten Zuladung des Fahrzeugs 100 kann bereits im Stillstand des Fahrzeugs 100 eine relativ hohe Übersetzung des Getriebes 108 eingestellt werden. Der Schaltvorgang erfolgt dabei automatisch und ohne Last und ist daher für einen Insassen des Fahrzeugs 100 nicht wahrnehmbar. Die Verwendung eines lastschaltfähigen Getriebes ist nicht erforderlich.
Beim Abkoppeln des Anhängers und/oder beim Entladen des Fahrzeugs 100 steht das Fahrzeug 100 und es kann somit automatisch im lastfreien Zustand eine relativ niedrige Übersetzung des Getriebes 108 eingestellt werden.
Der Beginn bzw. das Ende des Anhängerbetriebs kann durch einen
Anhängerkupplungssensor 103 detektiert werden. Das Beladen bzw. Entladen des Fahrzeugs 100 kann durch einen Gewichtssensor detektiert werden. Alternativ oder ergänzend zu einer automatischen Erkennung für den Beginn und/oder das Ende des Anhängerbetriebs kann das Fahrzeug 100 eine Benutzerschnittstelle (z.B. einen Wahlschalter) aufweisen, die es einem Insassen des Fahrzeugs 100 ermöglicht, den Anhängerbetrieb des Fahrzeugs 100 zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Mithilfe einer bestimmten Stellung der Benutzerschnittstelle kann z.B. auch ein auf die Anhängerkupplung montierter Fahrradträger erkannt werden und es kann vermieden werden, dass in einem solchen Fall fälschlicherweise eine hohe Übersetzung des Getriebes 108 ausgewählt wird. Fig. 3 zeigt ein beispielhaftes Entscheidungsdiagramm zur Einstellung eines
Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 108. Es kann von der Steuereinheit 101 detektiert werden, ob das Fahrzeug 100 steht oder nicht. Falls das Fahrzeug 100 nicht steht, so kann das aktuelle Übersetzungsverhältnis beibehalten bleiben. Andererseits kann für ein stehendes Fahrzeug 100 überprüft werden, ob ein Anhänger an das Fahrzeug 100 angekuppelt ist oder nicht. Falls detektiert wird, dass ein Anhänger angekuppelt ist, so kann ein relativ hohes
Übersetzungsverhältnis des Getriebes 108 eingestellt bzw. beibehalten werden. Andererseits kann ein relativ niedriges Übersetzungsverhältnis eingestellt bzw. beibehalten werden.
Das Getriebe 108 kann aufgrund der Verwendung mit einer elektrischen
Antriebsmaschine 105 eine relativ niedrige Anzahl von unterschiedlichen
Übersetzungsverhältnissen (z.B. zwei, d.h. ein hohes und ein niedriges
Übersetzungsverhältnis) aufweisen. Durch die Verwendung einer geringen Anzahl von Drehzahlverhältnissen kann das Gewicht des Getriebes 108 weiter reduziert werden.
Ggf. kann es erforderlich oder sinnvoll sein, das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 108 während der Fahrt zu ändern. Dabei sollte ein Schaltvorgang zeitlich so gelegt werden, dass ein störender Einfluss durch eine
Zugkraftunterbrechung minimiert oder ganz vermieden wird.
Auf Basis von Positionsdaten (z.B. GPS Daten eines GPS-Sensors 102) und auf Basis einer geplanten Fahrroute können Wendepunkte in der
Fahrzeuglängsbeschleunigung prädiziert werden. An derartigen Wendepunkten kann das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 108 verändert werden, ohne dass ein Insasse des Fahrzeugs 100 eine Unterbrechung der Beschleunigung spürt.
Das einzustellende Übersetzungsverhältnis für die folgenden Strecken kann basierend auf Information über
* die aktuelle Fahrzeugposition und Fahrzeuggeschwindigkeit,
· mögliche Geschwindigkeitsbegrenzungen, Steigungen und/oder Kurven der folgenden Fahrzeugstrecke,
* einen Fahrzeugzustand und/oder eine Fahrzeugbeladung,
* einen gewählten Antriebmodus und/oder einen Fahrerstil,
prädiziert weiden. Des Weiteren kann eine Position auf der Fahrroute prädiziert werden, an der eine geringe Beschleunigung oder ein
Beschleunigungswendepunkt vorliegt. An dieser Position kann ein Schaltgetriebe 108 den Gang wechseln, ohne dass ein Insasse des Fahrzeugs 100 eine
unangenehme Unterbrechung des Kraftflusses spürt. Der Komfort für einen Insassen des Fahrzeugs 100 kann somit verbessert werden, ohne ein
lastschaltfähiges Getriebe verwenden zu müssen.
Das in diesem Dokument beschriebene Verfahren für den Betrieb eines
Schaltgetriebes kann ggf. in Ergänzung zu einer CVT (Constant Velocity
Transmission) oder zu einem lastschaltfahigen Getriebe verwendet werden, um in effizienter Weise den Betriebsbereich für solche Getriebe zu erweitern.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200 zur Steuerung eines Getriebes 108 eines Fahrzeugs 100. Das Getriebe 108 koppelt mechanisch eine Antriebsmaschine 105 des Fahrzeugs 100 mit (zumindest) einem angetriebenen Rad 109 des Fahrzeugs 100. Dabei weist das Getriebe 108 unterschiedliche Drehzahlübersetzungen auf. Bei dem Getriebe 108 handelt es sich insbesondere um ein Schaltgetriebe, bei dem die Drehzahlübersetzung zwischen Eingangswelle 106 und Ausgangswelle 107 durch vollständige
Entkopplung der beiden Wellen 106, 107 erfolgt.
Das Verfahren 200 umfasst das Bestimmen 201, dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad 109 des Fahrzeugs 100 vorliegt oder vorliegen wird. Die Sonderlast-Situation kann dabei derart sein, dass die Sonderlast-Situation ein relatives hohes Moment an dem angetriebenen Rad 109 des Fahrzeugs 100 erfordert, um das Fahrzeug 100 anzutreiben. Eine Sonderlast-Situation kann z.B. durch einen Anhängerbetrieb, durch einen relativ hohen Beladungszustand und/oder durch eine Bergauf-Fahrt verursacht werden.
Das Verfahren 200 umfasst weiter das Ermitteln 202 eines Schalt-Zeitpunktes oder einer Schalt-Fahrzeugposition, an dem bzw. an der eine Last an der
Antriebsmaschine 105 kleiner als oder gleich wie ein Last-Schwellenwert ist. Der Last-Schwellenwert kann dabei derart gewählt werden, dass eine durch einen Schaltvorgang verursachte Entkopplung zwischen Antriebsmaschine 105 und angetriebenem Rad 109 unterhalb einer Wahrnehmungsschwelle eines Insassen des Fahrzeugs 100 ist. Außerdem umfasst das Verfahren 200 das Anpassen 203 der Drehzahlübersetzung des Getriebes 108 für die Sonderlast-Situation an dem Schalt-Zeitpunkt oder an der Schalt-Fahrzeugposition.
Durch das Verfahren 200 wird ermöglicht, dass auch bei Verwendung eines Energie-effizienten und leichten Schaltgetriebes eine Anpassung der
Drehzahlübersetzung des Getriebes 108 in komfortabler Weise durchgeführt werden kann. Dies ermöglicht wiederum eine Erweiterung des Einsatzbereichs von elektrischen Antriebsmaschinen in einem Fahrzeug 100. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Ansprüche
1) Verfahren (200) zum Betrieb eines Getriebes (108) eines Fahrzeugs (100); wobei das Getriebe (108) eine Antriebsmaschine (105) des Fahrzeugs (100) mit einem angetriebenen Rad (109) des Fahrzeugs (100) koppelt; wobei das Getriebe (108) unterschiedliche Drehzahlübersetzungen aufweist; wobei das Verfahren (200) umfasst,
- Bestimmen (201), dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad (109) des Fahrzeugs (100) vorliegt oder vorliegen wird;
- Ermitteln (202) eines Schalt-Zeitpunktes oder einer Schalt- Fahrzeugposition, an dem bzw. an der eine Last an der
Antriebsmaschine (105) kleiner als oder gleich wie ein Last- Schwellenwert ist; und
- Anpassen (203) der Drehzahlübersetzung des Getriebes (108) für die Sonderlast-Situation an dem Schalt-Zeitpunkt oder an der Schalt- Fahrzeugposition.
2) Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, wobei die Sonderlast-Situation umfasst, - einen Anhängerbetrieb des Fahrzeugs (100); und/oder
- einen Beladungszustand des Fahrzeugs (100).
3) Verfahren (200) gemäß Anspruch 2, wobei
- vor Beginn einer Fahrt des Fahrzeugs (100) bestimmt wird, dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad (109) des Fahrzeugs (100) vorliegt; und
- der Schalt-Zeitpunkt vor Beginn der Fahrt des Fahrzeugs (100) liegt.
4) Verfahren (200) gemäß Anspruch 3, wobei das Verfahren (200) umfasst,
- Bestimmen, nach Ende einer Fahrt des Fahrzeugs (100), dass an dem angetriebenen Rad (109) des Fahrzeugs (100) keine Sonderlast- Situation mehr vorliegt; und - daraufhin, Zurücksetzen der Drehzahlübersetzung des Getriebes (108) nach Ende der Fahrt des Fahrzeugs (100).
5) Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei
- das Verfahren (200) umfasst, Erfassen von
- Sensordaten eines Fahrzeugsensors (104), insbesondere eines Anhängerkupplungs-Sensors und/oder eines Beladungs- Sensors; und/oder
- Eingabedaten bezüglich einer Eingabe eines Nutzers an einer Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs (100); und
- auf Basis der Sensordaten und/oder der Eingabedaten bestimmt wird, dass eine Sonderlast-Situation vorliegt.
6) Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- das Verfahren (200) umfasst, Erfassen von Positionsdaten bezüglich einer Position des Fahrzeugs (100) mittels eines Positionssensors (102) des Fahrzeugs (100);
- auf Basis der Positionsdaten bestimmt wird, dass eine Sonderlast- Situation an dem angetriebenen Rad (109) des Fahrzeugs (100) vorliegen wird; und
- der Schalt-Zeitpunkt oder die Schalt-Fahrzeugposition auf Basis der Positionsdaten ermittelt wird.
7) Verfahren (200) gemäß Anspruch 6, wobei der Schalt-Zeitpunkt oder die Schalt-Fahrzeugposition
- auf Basis von digitaler Karteninformation und/oder auf Basis von
Sensordaten und/oder auf Basis einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (100) ermittelt wird; und/oder
- derart ermittelt werden, dass der Schalt-Zeitpunkt bzw. die Schalt- Fahrzeugposition vor einem Zeitpunkt bzw. einer Fahrzeugposition liegen, an dem bzw. an der die Sonderlast-Situation eintritt. 8) Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Antriebsmaschine (105) einen Elektromotor umfasst; oder
- die Antriebsmaschine (105) einen Verbrennungsmotor umfasst und der Verbrennungsmotor über ein zweites Getriebe mit dem angetriebenen Rad (109) des Fahrzeugs (100) gekoppelt ist.
9) Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Getriebe (108)
- genau zwei unterschiedliche Drehzahlübersetzungen aufweist,
insbesondere eine hohe Drehzahlübersetzung und eine niedrige Drehzahlübersetzung, wobei eine Ausgangsdrehzahl einer Ausgangs welle (107) des Getriebes (108) bei gleicher
Eingangsdrehzahl einer Eingangswelle (106) des Getriebes bei der hohen Drehzahlübersetzung geringer ist als bei der niedrigen Drehzahlübersetzung; und/oder
- ein Schaltgetriebe oder Wechselgetriebe umfasst.
10) Steuereinheit (101) für ein Fahrzeug (100) mit einem Getriebe (108), das eine Antriebsmaschine (105) des Fahrzeugs (100) mit einem angetriebenen Rad (109) des Fahrzeugs (100) koppelt; wobei das Getriebe (108) unterschiedliche Drehzahlübersetzungen ermöglicht; wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist,
- zu bestimmen, dass eine Sonderlast-Situation an dem angetriebenen Rad (109) des Fahrzeugs (100) vorliegt oder vorliegen wird;
- einen Schalt-Zeitpunkt oder eine Schalt-Fahrzeugposition zu ermitteln, an dem bzw. an der eine Last an der Antriebsmaschine (105) kleiner als oder gleich wie ein Last-Schwellenwert ist; und
- zu veranlassen, dass die Drehzahlübersetzung des Getriebes (108) an dem Schalt-Zeitpunkt oder an der Schalt-Fahrzeugposition für die Sonderlast-Situation geändert wird.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018211504B4 (de) * 2018-07-11 2021-11-04 Audi Ag Elektrofahrzeug
DE102019200243A1 (de) * 2019-01-10 2020-07-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Motors eines Fahrzeugs
CN114466764A (zh) * 2019-10-31 2022-05-10 康明斯公司 用于控制电动机中的极开关的方法和系统
DE102020007629B4 (de) 2020-12-14 2022-03-03 Hermann Hald Vorrichtung zum Betreiben eines Elektrofahrzeugs und Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung
DE102022107439A1 (de) 2022-03-29 2023-10-05 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektrofahrzeug

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0766024A2 (de) * 1995-09-29 1997-04-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Gangwechselsteuerung für Automatikgetriebe in Kraftfahrzeugen mit einem elektronischen Steuergerät
EP2136106A2 (de) * 2008-06-16 2009-12-23 ZF Friedrichshafen AG Verfahren zum Ansteuern eines automatischen Getriebes und Getriebesteuerung
EP2527691A1 (de) * 2011-05-24 2012-11-28 MAN Truck & Bus AG Verfahren und Vorrichtung zur vorausschauenden Bestimmung einer geeigneten Fahrstufe
US20150039194A1 (en) * 2012-02-29 2015-02-05 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicle shift control device
GB2527510A (en) * 2014-06-23 2015-12-30 Jaguar Land Rover Ltd Multi-speed automatic vehicle transmission

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3277229B2 (ja) * 1993-10-08 2002-04-22 ジヤトコ・トランステクノロジー株式会社 自動変速機の変速制御装置
GB2353337B (en) * 1999-08-19 2003-12-03 Rover Group Motor vehicle transmission
GB0018184D0 (en) 2000-07-26 2000-09-13 Eaton Corp Automatic selection of start gear
DE102005049710A1 (de) * 2005-10-18 2007-04-26 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Beeinflussung eines automatisierten Schaltgetriebes unter Berücksichtigung des Fahrwiderstandes
DE102007023069A1 (de) * 2007-05-16 2008-11-20 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zur Erkennung der Beladung eines Kraftfahrzeugs
US7828694B2 (en) 2007-08-16 2010-11-09 Ford Global Technologies, Llc Rollback control of a hybrid electric vehicle
DE102008039452B3 (de) * 2008-08-25 2010-04-01 Gertrag Ford Transmissions Gmbh Verfahren zum Steuern eines automatisierten Schaltgetriebes
SE534828C2 (sv) * 2009-09-14 2012-01-10 Scania Cv Ab Metod för bestämning av växlingspunkter
SE534153C2 (sv) * 2009-09-14 2011-05-17 Scania Cv Ab Bestämning av en eller flera växlingspunkter
DE102010005045B4 (de) * 2010-01-20 2019-12-24 Man Truck & Bus Se Verfahren zur Auswahl eines geeigneten Fahrgangs
DE102010062979A1 (de) * 2010-12-14 2012-06-14 Robert Bosch Gmbh Schubanhänger für ein Fahrzeug
JP5429197B2 (ja) * 2011-01-11 2014-02-26 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
DE102011076816A1 (de) * 2011-05-31 2012-12-06 Zf Friedrichshafen Ag Flurförderzeug und Verfahren zum Steuern und/oder Regeln eines elektrischen Fahrantriebes
DE102013012783A1 (de) * 2013-07-31 2015-02-05 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines zweistufigen Untersetzungsgetriebes eines Kraftfahrzeuges
KR101558350B1 (ko) * 2013-11-26 2015-10-08 현대자동차 주식회사 차량용 변속 제어 장치
DE102014215509A1 (de) * 2014-08-06 2016-02-11 Jungheinrich Aktiengesellschaft Fahrzeugraddrehzahlbasierte Ermittlung oder Abschätzung eines Lastgewichts einer durch ein gewerbliches Fahrzeug aufgenommenen Last
US9694826B1 (en) * 2015-12-21 2017-07-04 Cummins Inc. Vehicle controls for determining optimal gear shifting opportunities using dynamically determined vehicle parameters

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0766024A2 (de) * 1995-09-29 1997-04-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, Patentabteilung AJ-3 Gangwechselsteuerung für Automatikgetriebe in Kraftfahrzeugen mit einem elektronischen Steuergerät
EP2136106A2 (de) * 2008-06-16 2009-12-23 ZF Friedrichshafen AG Verfahren zum Ansteuern eines automatischen Getriebes und Getriebesteuerung
EP2527691A1 (de) * 2011-05-24 2012-11-28 MAN Truck & Bus AG Verfahren und Vorrichtung zur vorausschauenden Bestimmung einer geeigneten Fahrstufe
US20150039194A1 (en) * 2012-02-29 2015-02-05 Nissan Motor Co., Ltd. Vehicle shift control device
GB2527510A (en) * 2014-06-23 2015-12-30 Jaguar Land Rover Ltd Multi-speed automatic vehicle transmission

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