WO2023202830A1 - Längsverzögerung im kriechbetrieb bei kraftfahrzeugen mit zwei elektrisch antreibbaren achsen - Google Patents

Längsverzögerung im kriechbetrieb bei kraftfahrzeugen mit zwei elektrisch antreibbaren achsen Download PDF

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Jonas Lang
Werner Foag
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a motor vehicle with two driven axles and a drive arrangement with a control unit for carrying out such a method.
  • the speed is finely adjusted below a creep speed of approx. 7 km/h by tensioning the drive train and brake.
  • a method for operating a motor vehicle with a first driven (in particular front) axle, which is assigned a first electric drive machine and in particular a first vehicle brake, and a second driven (in particular rear) axle, which has a second electric one Drive machine and in particular a second vehicle brake is assigned in a crawling mode.
  • the procedure may have the following procedural steps, which can be carried out in the specified order or in another professional order:
  • determining and/or detecting creep operation of the motor vehicle When determining the creep mode, it is switched in particular manually. When creep operation is detected, this is automatically suggested or switched automatically, particularly depending on operating conditions.
  • an acceleration torque is in particular a drive torque applied by means of the electric drive machine, which acts on a longitudinal acceleration of the vehicle (regardless of whether a longitudinal acceleration also occurs due to other influencing variables).
  • a deceleration torque is in particular a braking torque applied by means of the wheel brakes, which acts on a longitudinal deceleration of the vehicle (regardless of whether a longitudinal deceleration also occurs due to other influencing variables).
  • acceleration torques and deceleration torques of the same magnitude do not have to be applied to the front axle; only the balance of the acceleration moments and the deceleration moments relative to each other must be the same on both axes.
  • the chassis is only braced locally on the axles and no longer across the entire chassis and body.
  • the method additionally has at least the method steps: (iii) identifying a stopping request as a deceleration request for the motor vehicle, and then (iv) controlling the predetermined drive ratio, at least until the vehicle, in particular on both axles, has come to a standstill at the same time.
  • Standstill here means in particular that the tires of a drive axle have entered into static friction with the vehicle surface.
  • a drive arrangement of a motor vehicle is disclosed with a first driven axle, which is assigned a first electric drive machine, and a second driven axle, which is assigned a second electric drive machine, and a control unit which is set up to carry out a method according to to control one of the preceding claims.
  • the drive distribution in the crawling operation described provides a larger portion of a total drive torque applied to both axles on the front axle. This enables an identical axle torque balance on both axles, especially in combination with a brake distribution that emphasizes the front axle more than the rear axle.
  • different axle torque balances that are identical on both axes are activated for different requested absolute deceleration, with the same axle torque balance always being activated on both axes for a requested absolute deceleration.
  • a maximum achievable deceleration is determined by an extreme drive distribution, in particular completely on the first electric drive machine, in particular with static braking torque characteristics on both axles. This allows the delay range that can be achieved with the invention to be maximized.
  • a classic deceleration mode with a relatively higher deceleration torque on the front axle and a relatively higher acceleration torque on the rear axle is first activated, and when or after entering creep mode, the predetermined drive distribution is activated.
  • the dynamics of braking can also be taken into account when using the invention.
  • half of the required standstill deceleration torque is applied by both drive machines, in particular if there is sufficient braking torque reserve on both axes. This makes it easier to start again. In particular, the motor vehicle can start moving again more quickly and/or with minimized energy expenditure.
  • Fig. 1 shows a known drive arrangement with which a conventional soft stop in creep operation is made possible.
  • Fig. 2 shows a diagram of a drive distribution of the known drive arrangement from Fig. 1.
  • Fig. 3 shows a drive arrangement according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Fig. 4 shows various drive distributions of the exemplary drive arrangement from Fig. 3 in several diagrams.
  • Fig. 1 shows a known drive arrangement 10* of a motor vehicle 1* with a first driven axle VA (here the front axle), which is assigned a first electric drive machine 2 and a first vehicle brake 3, and a second driven axle HA (here the rear axle) , which is assigned a second electric drive machine 4 and a second vehicle brake 5. Furthermore, the known drive arrangement 10* has a control unit S*, by means of which conventional deceleration of the motor vehicle in a crawling mode can be controlled.
  • VA the front axle
  • a second driven axle HA here the rear axle
  • This division - which makes sense in higher speed ranges than crawling mode because of the dynamic load distribution to the front when braking - does not bring any advantage when decelerating in crawling mode or when stopping from crawling mode because only much smaller dynamic forces are effective.
  • the diagram in FIG. 2 shows a relationship between a total deceleration torque M_V,GES of the motor vehicle 1 and an axle torque balance MB of a vehicle axle for the two axes VA and HA. This relationship is shown for the conventional deceleration in a characteristic curve MB_VA* for the front axle and in a characteristic curve MB_HA* for the rear axle.
  • the steeper characteristic curve MB_VA* for the axle torque balance on the front axle reflects the overemphasis on the front axle when applying the deceleration torques during conventional deceleration.
  • the flatter characteristic curve MB_HA* for the axle torque balance on the rear axle reflects the underemphasis on the rear axle when applying the deceleration torques during conventional deceleration.
  • the Shifting the MB_VA* characteristic curve in the direction of deceleration reflects the underemphasis on the front axle when applying the acceleration torque in a conventional drive torque distribution.
  • the shift of the MB_HA* characteristic curve in the direction of acceleration reflects the overemphasis on the rear axle when applying the acceleration torques with a conventional drive torque distribution. Due to the different gradients and the respective displacement, the greater the vehicle deceleration, the greater the difference in the axle torque balance difference delta_MB* of the axle torque balances MB_VA* and MB_HA*.
  • Fig. 3 shows a drive arrangement 10 of a motor vehicle 1 according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the drive arrangement 10 has a first driven axle VA (here the front axle), which is assigned a first electric drive machine 2 and a first vehicle brake 3. Furthermore, the drive arrangement 10 has a second driven axle HA (here the rear axle), which is assigned a second electric drive machine 4 and a second vehicle brake 5. Furthermore, the exemplary drive arrangement 10 has a control unit S, which is set up to control an exemplary method for operating the motor vehicle 1, specifically a method for decelerating the motor vehicle, possibly until it comes to a standstill.
  • an adjustment of the drive distribution AV is provided in this case in such a way that the drive distribution that always achieves the currently required deceleration with identical axle torque balances MB_VA and MB_HA is controlled on both axes VA and HA.
  • FIGS. 4a, 4b and 4c represent the same range of values as the diagram of FIG. 2 .
  • An optimized drive distribution AV in creep mode achieves an equalization of the opposing moments on the two axes VA and HA.
  • 4a shows a first limit case of the drive distribution AV1, which is determined by a minimum possible delay a (approximately 0g).
  • a1 Og
  • the axle torque balance difference delta_MB between the two axes is 0 Nm; As a result, the same torque is applied to both axes.
  • This first limit case arises in the exemplary embodiment with a drive distribution AV1 of 70% on the front axle VA and 30% on the rear axle HA, in which tension-free operation and thus a jerk-free (or at least sufficiently low-jerk) stopping is possible for an infinitesimally small deceleration a .
  • 4c shows a second limit case of the drive distribution AV3, which is determined by a maximum possible spread of the drive distribution AV3 (towards the front axle) of 100% on the front axle VA and 0% on the rear axle HA.
  • this limit case also determines the maximum delay a3, up to which the invention can be used here.
  • a greater spread of the drive distribution is not possible, which is why stopping without tension between the axles is not possible in the event of greater deceleration.
  • the axle torque balance difference delta_MB between the two axes is also 0 Nm here; As a result, the same torque is applied to both axes.
  • the axle torque balance difference delta_MB between the two axes is also 0 Nm here; As a result, the same torque is applied to both axes.
  • This exemplary case arises in the exemplary embodiment with a drive distribution AV1 of 85% on the front axle VA and 15% on the rear axle HA.
  • a drive distribution AV can be controlled for each deceleration a, in which the longitudinal deceleration a of the vehicle takes place without the two axles being braced against each other. With such control, the delay occurs without an undesirably large jolt when stopping.
  • an adjustment of the drive distribution AV is provided in such a way that, in order to implement the deceleration request, the drive distribution AV that enables the currently required deceleration with identical axle torque balances MB_VA and MB_HA on both axes VA and HA is always activated.
  • Motor vehicle 1 first electric drive machine 2 first vehicle brake 3 second electric drive machine 4 second vehicle brake 5

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einer ersten angetriebenen Achse, welcher eine erste elektrische Antriebsmaschine zugeordnet ist, und einer zweiten angetriebenen Achse, welcher eine zweite elektrische Antriebsmaschine zugeordnet ist, und einer Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, ein Verfahren mit den nachfolgenden Schritten anzusteuern: Identifizieren eines Verzögerungswunschs für das Kraftfahrzeug; Ansteuern einer vorbestimmten Antriebsverteilung auf die beiden Achsen, wobei bei der angesteuerten Antriebsverteilung die erste Antriebsmaschine und die zweite Antriebsmaschine mit identischen Achsmomentbilanzen betrieben werden.

Description

Längsverzögerung im Kriechbetrieb bei Kraftfahrzeugen mit zwei elektrisch antreibbaren Achsen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit zwei angetriebenen Achsen sowie eine Antriebsanordnung mit einer Steuereinheit zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Bei Kraftfahrzeugen mit verbrennungsmotorischem Antrieb und einem Wandlerautomatikgetriebe oder einem Getriebe mit nachempfundenem Verhalten erfolgt die Feindosierung der Geschwindigkeit unterhalb einer Kriechgeschwindigkeit von ca. 7 km/h durch Verspannen von Antriebsstrang und Bremse.
Für elektrische Antriebe wurde dieses Verhalten bei bekannten Fahrzeugen übernommen. In einem Fahrmodus, der einem verbrennungsmotorischen Fahrverhalten nachempfunden ist (bei bisherigen Fahrzeugen der Anmelderin Fahrmodus D) erfolgt ohne Pedalbetätigung ein Kriechen wie bei einem Wandlergetriebe, bei Bremspedalbetätigung ein Anhalten mit Reibbremse bis zum Stillstand.
Durch die gegensätzlich ausgeprägte Kraftverteilung von Antrieb und Bremse auf die Achsen (i.d.R. vorne mehr Bremskraft als hinten, hinten mehr Antriebskraft als vorne) wird das Fahrwerk und die Karosserie als Kraftpfad in die Verspannung eingebunden. Der Bremskraftüberschuss zum Anhalten entsteht in der Regel an der Vorderachse als erstes, kurz danach an der Hinterachse. Das führt zu einem leichten Ruck beim Versuch, komfortabel anzuhalten.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Soft Stopp - also ein ruckarmes Anhalten - bei Kraftfahrzeugen mit zwei elektrisch antreibbaren Achsen zu verbessern.
Jeder der unabhängigen Ansprüche bestimmt mit seinen Merkmalen einen Gegenstand, der diese Aufgabe löst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Gemäß einem Aspekt wird offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer ersten angetriebenen (insbesondere Vorder-)Achse, welcher eine erste elektrische Antriebsmaschine und insbesondere eine erste Fahrzeugbremse zugeordnet ist, und einer zweiten angetriebenen (insbesondere Hinter-)Achse, weicher eine zweite elektrische Antriebsmaschine und insbesondere eine zweite Fahrzeugbremse zugeordnet ist, in einem Kriechbetrieb.
Das Verfahren kann die folgenden Verfahrensschritte aufweisen, die in der angegebenen oder einer anderen fachgerechten Reihenfolge durchgeführt werden können:
(o) gemäß einer Ausführung Bestimmen und/oder Erkennen eines Kriechbetriebs des Kraftfahrzeugs. Bei einem Bestimmen des Kriechbetriebs wird dieser insbesondere manuell geschalten. Bei einem Erkennen des Kriechbetriebs wird dieser insbesondere in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen automatisch vorgeschlagen oder automatisch geschalten.
(i) Identifizieren eines Verzögerungswunschs des Fahrers hinsichtlich einer Längsfüh- rung des Kraftfahrzeugs. Den Verzögerungswunsch kann der Fahrer beispielsweise mittels eines Tretens des Bremspedals ausdrücken.
(ii) nach dem Bestimmen oder dem Erkennen des Kriechbetriebs und/oder nach dem Identifizieren des Verzögerungswunschs, insbesondere in Reaktion darauf: - Ansteuern einer vorbestimmten Antriebsverteilung auf die beiden Achsen, wobei bei der angesteuerten Antriebsverteilung die erste Antriebsmaschine und die zweite Antriebsmaschine mit identischen Achsmomentbilanzen von Beschleunigungsmomenten und Verzögerungsmomenten betrieben werden.
Ein Beschleunigungsmoment ist vorliegend insbesondere ein mittels der elektrischen Antriebsmaschine aufgebrachtes Antriebsmoment, das auf eine Längsbeschleunigung des Fahrzeugs hinwirkt (unabhängig davon, ob eine Längsbeschleunigung aufgrund anderer wirkender Einflussgrößen auch eintritt). Ein Verzögerungsmoment ist vorliegend insbesondere ein mittels der Radbremsen aufgebrachtes Bremsmoment, das auf eine Längsverzögerung des Fahrzeugs hinwirkt (unabhängig davon, ob eine Längsverzöge- rung aufgrund anderer wirkender Einflussgrößen auch eintritt).
Das heißt insbesondere, dass eine Achsmomentbilanzdifferenz delta_MB zwischen den beiden Achsen von 0 Nm besteht, sprich es ist zwischen den beiden Achsen keine Achsmomentbilanzdifferenz vorhanden.
Folglich müssen an der Vorderachse nicht Beschleunigungsmomente und gleichhohe Verzögerungsmomente aufgebracht werden; nur die Bilanz der Beschleunigungsmomente und der Verzögerungsmomente zueinander muss an beiden Achsen gleich sein.
Durch eine derart optimierte Antriebskraftverteilung im Kriechbetrieb erfolgt die Verspannung des Fahrwerks nur noch lokal an den Achsen und nicht mehr über das gesamte Fahrwerk und Karosserie.
Gemäß einer Ausführung weist das Verfahren zusätzlich zumindest die Verfahrensschritte: (iii) Identifizieren eines Anhaltewunschs als Verzögerungswunsch für das Kraftfahrzeug, und anschließend (iv) Ansteuern des vorbestimmten Antriebsverhältnisses, zumindest, bis das Fahrzeug, insbesondere an beiden Achsen, gleichzeitig zum Stillstand gekommen ist.
Wenn auf diese Weise bis zu einer Längsgeschwindigkeit von Null verzögert wird, findet ein Reibwertsprung - von einer Gleitreibung hin zu einer Haftreibung - an beiden Achsen gleichzeitig statt. Dadurch erfolgt - anders als bei herkömmlichem Anhalten - keine Verspannung mehr über die Karosserie. Der Anhaltezeitpunkt ist damit eindeutig definiert, verbunden mit einer Vermeidung eines zweiphasigen Eintritts in die Haftreibung.
Das gilt zumindest unter Vernachlässigung der kinetischen Energie, welche insbesondere bei einem Soft Stopp sehr klein ist, typischerweise bei einer Geschwindigkeit kleiner als 0,1 m/s - aber weniger ausgeprägt auch bei einem Kriechbetrieb mit Geschwindigkeiten unterhalb beispielsweise 2 m/s.
Stillstand bedeutet hier insbesondere, dass die Reifen einer Antriebsachse mit dem Fahrzeuguntergrund eine Haftreibung eingegangen sind.
Der Kriechbetrieb ist vorliegend insbesondere bestimmt durch eine geringe positive oder negative Längsgeschwindigkeit (unterhalb eines Absolutbetrags von beispielsweise 2 m/s) und/oder durch eine geringe positive oder negative Längsbeschleunigung (=Längs- geschwindigkeitsänderung) des Fahrzeugs (unterhalb eines Absolutbetrags von beispielsweise ca. 0, 1 g « 1 m/s2 ), und bezieht sich auf einen Stillstands-nahen Feindosier- Betriebsbereich hinsichtlich der Längsgeschwindigkeitsbedienelemente (sprich insbesondere: Pedale) des Kraftfahrzeugs.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird offenbart eine Antriebsanordnung eines Kraftfahrzeugs mit einer ersten angetriebenen Achse, welcher eine erste elektrische Antriebsmaschine zugeordnet ist, und einer zweiten angetriebenen Achse, welcher eine zweite elektrische Antriebsmaschine zugeordnet ist, und einer Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche anzusteuern.
Gemäß einer Ausführung sieht die Antriebsverteilung im beschriebenen Kriechbetrieb einen größeren Teil eines an beiden Achsen insgesamt aufgebrachten Antriebsmoments an der Vorderachse vor. Das ermöglicht eine identische Achsmomentbilanz an beiden Achsen, insbesondere in Kombination mit einer Bremsverteilung, die die Vorderachse stärker betont als die Hinterachse.
Gemäß einer Ausführung wird die Antriebsverteilung in Abhängigkeit von einer zum Umsetzen des identifizierten Verzögerungswunsches angeforderten Absolutverzögerung vorbestimmt. Damit kann für einen breiten Verzögerungsbereich (=Bereich absoluter Verzögerungswerte) im Kriechbetrieb jeweils eine Verzögerung ohne Verspannung der Achsen gegeneinander (z.B. über das Fahrwerk oder eine Trägerstruktur des Fahrzeugs) ermöglicht werden.
Gemäß einer Ausführung werden für unterschiedliche angeforderte Absolutverzögerungen unterschiedliche Antriebsverteilungen vorbestimmt. Damit kann für einen breiten Verzögerungsbereich (=Bereich absoluter Verzögerungswerte) im Kriechbetrieb jeweils eine Verzögerung ohne Verspannung der Achsen gegeneinander (z.B. über das Fahrwerk oder eine Trägerstruktur des Fahrzeugs) ermöglicht werden.
Gemäß einer Ausführung werden für unterschiedliche angeforderte Absolutverzögerungen unterschiedliche, an beiden Achsen identische, Achsmomentbilanzen angesteuert, wobei für eine angeforderte Absolutverzögerung immer die gleiche Achsmomentbilanz an beiden Achsen angesteuert wird. Damit können unterschiedliche Verzögerungen (zumindest zwischen den Achsen) verspannungsfrei umgesetzt werden.
Gemäß einer Ausführung ist eine maximal erreichbare Verzögerung durch eine extreme Antriebsverteilung, insbesondere vollständig auf die erste elektrische Antriebsmaschine, bestimmt, insbesondere bei statischen Bremsmomentkennlinien an beiden Achsen. Damit kann der mit der Erfindung erreichbare Verzögerungsbereich maximiert werden.
Gemäß einer Ausführung wird bei der Umsetzung eines identifizierten Verzögerungswunsches abseits eines Kriechbetriebs zunächst ein klassischer Verzögerungsbetrieb mit einem relativ höheren Verzögerungsmoment an der Vorderachse und einem relativ höheren Beschleunigungsmoment an der Hinterachse angesteuert, und bei oder nach einem Eintritt in den Kriechbetrieb die vorbestimmte Antriebsverteilung angesteuert wird.
Damit kann in Betriebszuständen abseits des Kriechbetriebs der Dynamik des Abbremsens (mit der größeren Relevanz der Frontbremsung) auch bei der Anwendung der Erfindung Rechnung getragen werden. Gemäß einer Ausführung wird nach einem Stillstand ein benötigtes Stillstands-Verzögerungsmoment hälftig von beiden Antriebsmaschinen aufgebracht, insbesondere falls eine ausreichende Bremsmomentreserve an beiden Achsen vorhanden ist. Dadurch wird ein erneutes Anfahren erleichtert. Das Kraftfahrzeug kann insbesondere schneller und/oder mit minimiertem Energieaufwand wieder anfahren.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren:
Fig. 1 zeigt eine bekannte Antriebsanordnung, mit der ein herkömmlicher Soft Stopp im Kriechbetrieb ermöglicht wird.
Fig. 2 zeigt in einem Diagramm eine Antriebsverteilung der bekannten Antriebsanordnung aus Fig. 1.
Fig. 3 zeigt eine Antriebsanordnung gemäß einer beispielhaften Ausführung der Erfindung.
Fig. 4 zeigt in mehreren Diagrammen verschiedene Antriebsverteilungen der beispielhaften Antriebsanordnung aus Fig. 3.
Fig. 1 zeigt eine bekannte Antriebsanordnung 10* eines Kraftfahrzeugs 1* mit einer ersten angetriebenen Achse VA (hier die Vorderachse), welcher eine erste elektrische Antriebsmaschine 2 und eine erste Fahrzeugbremse 3 zugeordnet ist, und einer zweiten angetriebenen Achse HA (hier die Hinterachse), welcher eine zweite elektrische Antriebsmaschine 4 und eine zweite Fahrzeugbremse 5 zugeordnet ist. Ferner weist die bekannte Antriebsanordnung 10* eine Steuereinheit S* auf, mittels welcher ein herkömmliches Verzögern des Kraftfahrzeugs in einem Kriechbetrieb angesteuert werden kann.
Bei dem herkömmlichen Verzögern wird ein größerer Teil eines gesamten Verzögerungsmoments des Kraftfahrzeugs 1* als Vorderachs-Verzögerungsmoment M_V,VA* an der Vorderachse VA aufgebracht, während der deutlich kleinere Teil als Hinterachs- Verzögerungsmoment M_V,HA* an der Hinterachse HA aufgebracht wird.
Anders herum verhält es sich bei dem herkömmlichen Verzögern im Kriechbetrieb mit den aufgebrachten Beschleunigungsmomenten: ein größerer Teil eines gesamten Beschleunigungsmoments des Kraftfahrzeugs 1* wird als Hinterachs-Beschleunigungsmoment M_B,HA* an der Hinterachse HA aufgebracht, während der deutlich kleinere Teil als Vorderachs-Beschleunigungsmoment M_B,VA* an der Vorderachse VA aufgebracht wird.
Diese Aufteilung - die in höheren Geschwindigkeitsbereichen als einem Kriechbetrieb wegen der dynamischen Lastverteilung nach vorne beim Bremsen sinnvoll ist - bringt aber beim Verzögern im Kriechbetrieb oder beim Anhalten aus dem Kriechbetrieb keinen Vorteil, weil nur viel kleinere Dynamikkräfte wirken.
Aber einen Nachteil: ein elastisches Verspannen der beiden Achsen gegeneinander. Durch die gegensätzlich ausgeprägte Kraftverteilung von Antrieb und Bremse auf die Achsen (vorne mehr Bremskraft als hinten, hinten mehr Antriebskraft als vorne) wird das Fahrwerk und die Karosserie als Kraftpfad in die Verspannung eingebunden. Der Bremskraftüberschuss zum Anhalten entsteht in der Regel an der Vorderachse als erstes, kurz danach an der Hinterachse. Das führt zu einem unerwünschten Ruck beim Versuch, komfortabel anzuhalten.
Das Diagramm der Fig. 2 zeigt für die beiden Achsen VA und HA jeweils einen Zusammenhang zwischen einem Gesamtverzögerungsmoment M_V,GES des Kraftfahrzeugs 1 und einer Achsmomentbilanz MB einer Fahrzeugachse. Dieser Zusammenhang ist für die herkömmliche Verzögerung in einer Kennlinie MB_VA* für die Vorderachse und in einer Kennlinie MB_HA* für die Hinterachse dargestellt.
Die steilere Kennlinie MB_VA* für die Achsmomentbilanz an der Vorderachse spiegelt die Überbetonung der Vorderachse beim Aufbringen der Verzögerungsmomente bei einer herkömmlichen Verzögerung wider. Die flachere Kennlinie MB_HA* für die Achsmomentbilanz an der Hinterachse spiegelt die Unterbetonung der Hinterachse beim Aufbringen der Verzögerungsmomente bei einer herkömmlichen Verzögerung wider. Die Verschiebung der Kennlinie MB_VA* in Richtung Verzögern spiegelt die Unterbetonung der Vorderachse beim Aufbringen der Beschleunigungsmomente bei einer herkömmlichen Antriebsmomentverteilung wider. Die Verschiebung der Kennlinie MB_HA* in Richtung Beschleunigen spiegelt die Überbetonung der Hinterachse beim Aufbringen der Beschleunigungsmomente bei einer herkömmlichen Antriebsmomentverteilung wider. Durch die unterschiedlichen Steigungen und die jeweilige Verschiebung ergibt sich ein umso größerer Unterschied in der Achsmomentbilanzdifferenz delta_MB* der Achsmomentbilanzen MB_VA* und MB_HA*, je stärker das Fahrzeug verzögert wird.
Wenn das Fahrzeug in dem Verspannungszustand, der aus der Achsmomentbilanzdifferenz delta_MB* resultiert, zum Stillstand gebracht wird, führt das zu einem unerwünschten Ruck, der dem Ziel entgegenstehen kann, komfortabel anzuhalten.
Dieser Ruck kann mit der beispielhaften Ausführung der Erfindung vermieden werden, die nachfolgend anhand der Figuren 3 und 4 erläutert ist.
Fig. 3 zeigt eine Antriebsanordnung 10 eines Kraftfahrzeugs 1 gemäß einer beispielhaften Ausführung der Erfindung.
Die Antriebsanordnung 10 weist eine erste angetriebene Achse VA (hier die Vorderachse) auf, welcher eine erste elektrische Antriebsmaschine 2 und eine erste Fahrzeugbremse 3 zugeordnet ist. Ferner weist die Antriebsanordnung 10 eine zweite angetriebene Achse HA (hier die Hinterachse) auf, welcher eine zweite elektrische Antriebsmaschine 4 und eine zweite Fahrzeugbremse 5 zugeordnet ist. Ferner weist die beispielhafte Antriebsanordnung 10 eine Steuereinheit S auf, welche dazu eingerichtet ist, ein beispielhaftes Verfahren zum Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 anzusteuern, speziell ein Verfahren zum Verzögern des Kraftfahrzeugs, ggf. bis zum Stillstand.
Bei dem beispielhaften Verfahren werden die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt:
(1) Identifizieren eines Verzögerungswunschs für das Kraftfahrzeug. (2) Erkennen eines Kriechbetriebs KB des Kraftfahrzeugs, d.h. der Kriechbetrieb wird vorliegend geschalten, weil entsprechende Betriebsbedingungen vorliegen und erkannt wurden.
(3) Ansteuern einer vorbestimmten Antriebsverteilung AV auf die beiden Achsen, wobei bei der angesteuerten Antriebsverteilung AV die erste Antriebsmaschine 2 und die zweite Antriebsmaschine 4 mit identischen Achsmomentbilanzen MB_VA an der Vorderachse und MB_HA an der Hinterachse betrieben werden, wobei sich die Achsmomentbilanz aus der Aufrechnung von Beschleunigungsmomenten M_B,VA bzw. M_B,HA und Verzögerungsmomenten M_V,VA bzw. M_V,HA ergibt.
(4) falls der Verzögerungswunsch als Anhaltewunsch ausgeprägt ist: Ansteuern der Antriebsverteilung AV, bis das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist.
Diese Angleichung der Achsmomentbilanzen MB_VA und MB_HA auf identische Werte der Achsmomentbilanzen an den beiden Achsen VA und HA wird durch eine optimierte Antriebsverteilung AV im Kriechbetrieb erreicht.. Damit erfolgt die Verspannung des Fahrwerks nur noch lokal an den Achsen und nicht mehr über das gesamte Fahrwerk und die Karosserie.
Wenn gemäß dem Verzögerungswunsch bis zum Erreichen des Verzögerungsziels (Zielgeschwindigkeit und/oder Stillstand) unterschiedliche absolute Verzögerungswerte erforderlich sind, ist vorliegend eine Anpassung der Antriebsverteilung AV derart vorgesehen, dass immer diejenige Antriebsverteilung angesteuert wird, die die gerade geforderte Verzögerung mit identischen Achsmomentbilanzen MB_VA und MB_HA an beiden Achsen VA und HA ermöglicht.
Die daraus entstehenden Unterschiede zur herkömmlichen Verzögerung hinsichtlich der Momentbilanzen MB bei verschiedenen Geschwindigkeitsänderungen a sind für verschiedene Antriebsverteilungen AV1 , AV2 und AV3 in den drei Diagrammen der Fig. 4a, 4b und 4c dargestellt, das den gleichen Wertebereich wie das Diagramm der Fig. 2 darstellt. Durch eine optimierte Antriebsverteilung AV im Kriechbetrieb wird eine Angleichung der einander entgegenwirkenden Momente an den beiden Achsen VA und HA erreicht. Die beiden Kennlinien MB_VA und MB_HA können dieselben Steigungen aufweisen wie bei einem herkömmlichen Verzögern (sprich hier wie in Fig. 2), schneiden sich aber durch die Annäherung der beiden Kennlinien bei einer identischen Momentbilanz MB_VA = MB_HA bzw. MB_VA = MB_HA
In Fig. 4a ist ein erster Grenzfall der Antriebsverteilung AV1 dargestellt, der durch eine minimal mögliche Verzögerung a (angenähert an 0g) bestimmt ist. Logischerweise ergibt sich wegen der Nullbeschleunigung a1 = Og entsprechend an beiden Achsen VA und HA die gleiche Momentbilanz MB_VA = MB_HA zu einem Nullmoment von MB = 0 Nm. Die Achsmomentbilanzdifferenz delta_MB der beiden Achsen zueinander beträgt 0 Nm; an beiden Achsen liegt im Ergebnis das gleiche Drehmoment an. Dieser erste Grenzfall ergibt sich im Ausführungsbeispiel bei einer Antriebsverteilung AV1 von 70% an der Vorderachse VA und 30 % an der Hinterachse HA, bei welcher für eine infinitesimal kleine Verzögerung a ein verspannungsfreier Betrieb und damit ein ruckfreies (oder zumindest ausreichend ruckarmes) Anhalten möglich ist.
In Fig. 4c ist ein zweiter Grenzfall der Antriebsverteilung AV3 dargestellt, der durch eine maximal mögliche Spreizung der Antriebsverteilung AV3 (hin zur Vorderachse) von 100% an der Vorderachse VA und 0 % an der Hinterachse HA bestimmt ist. Dieser Grenzfall bestimmt im Ausführungsbeispiel auch die maximale Verzögerung a3, bis zu welcher die Erfindung hier anwendbar ist. Eine größere Spreizung der Antriebsverteilung ist nicht möglich, weshalb bei größeren Verzögerungen ein Anhalten ohne Verspannung zwischen den Achsen nicht möglich ist. Die Achsmomentbilanzdifferenz delta_MB der beiden Achsen zueinander beträgt auch hier 0 Nm; an beiden Achsen liegt im Ergebnis das gleiche Drehmoment an.
In Fig. 4b ist exemplarisch für alle absoluten Verzögerungswert zwischen a1 = 0g und a3 eine Antriebsverteilung AV2 dargestellt, die ein verspannungsfreies Verzögern bei der Verzögerung a2 ermöglicht. Die Achsmomentbilanzdifferenz delta_MB der beiden Achsen zueinander beträgt auch hier 0 Nm; an beiden Achsen liegt im Ergebnis das gleiche Drehmoment an. Dieser exemplarische Fall ergibt sich im Ausführungsbeispiel bei einer Antriebsverteilung AV1 von 85% an der Vorderachse VA und 15 % an der Hinterachse HA.
Zwischen den beiden Extremwerten der Verzögerung a1 und a3 kann somit für jede Verzögerung a eine Antriebsverteilung AV angesteuert werden, bei der die Längsverzö- gerung a des Fahrzeugs ohne eine Verspannung der beiden Achsen gegeneinander erfolgt. Die Verzögerung kommt - bei einer solchen Ansteuerung - beim Anhalten ohne einen unerwünscht großen Ruck aus. Dazu ist eine Anpassung der Antriebsverteilung AV derart vorgesehen, dass zum Umsetzen des Verzögerungswunsches immer diejenige Antriebsverteilung AV angesteuert wird, die die gerade geforderte Verzögerung mit identischen Achsmomentbilanzen MB_VA und MB_HA an beiden Achsen VA und HA ermöglicht.
BEZUGSZEICHENLISTE
Kraftfahrzeug 1 erste elektrische Antriebsmaschine 2 erste Fahrzeugbremse 3 zweite elektrische Antriebsmaschine 4 zweite Fahrzeugbremse 5
Antriebsanordnung 10
(Absolut-) Verzögerung a
Achsmomentbilanzdifferenz delta_MB erste angetriebene Achse (Vorderachse) VA zweite angetriebene Achse (Hinterachse) HA Steuereinheit S
Kriech betrieb KB
Achsmomentbilanz MB
Kennlinie Vorderachse MB_VA
Kennlinie Hinterachse MB_HA
Vorderachs- Beschleunigungsmoment M_B,VA
Vorderachs-Verzögerungsmoment M_V,VA
Hinterachs- Beschleunigungsmoment M_B,HA Hinterachs-Verzögerungsmoment M_V,HA.
Gesamtverzögerungsmoment M_V,GES

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (1) mit einer ersten angetriebenen Achse (VA), welcher eine erste elektrische Antriebsmaschine (2) zugeordnet ist, und einer zweiten angetriebenen Achse (HA), welcher eine zweite elektrische Antriebsmaschine (4) zugeordnet ist, in einem Kriechbetrieb (KB), aufweisend:
- Identifizieren eines Verzögerungswunschs für das Kraftfahrzeug,
- Ansteuern einer vorbestimmten Antriebsverteilung (AV) auf die beiden Achsen, wobei bei der angesteuerten Antriebsverteilung (AV) die erste Antriebsmaschine und die zweite Antriebsmaschine mit identischen Achsmomentbilanzen (MB_VA, MB_HA) betrieben werden.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei die Antriebsverteilung (AV) einen größeren Teil eines an beiden Achsen insgesamt aufgebrachten Antriebsmoments an der Vorderachse (VA) vorsieht.
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebsverteilung (AV) in Abhängigkeit von einer zum Umsetzen des identifizierten Verzögerungswunsches angeforderten Absolutverzögerung (a) vorbestimmt wird.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für unterschiedliche angeforderte Absolutverzögerungen (a1 , a2, a3) unterschiedliche Antriebsverteilungen (AV1 , AV2, AV3) vorbestimmt werden.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für unterschiedliche angeforderte Absolutverzögerungen unterschiedliche, an beiden Achsen identische, Achsmomentbilanzen (MB) angesteuert werden.
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine maximal erreichbare Verzögerung (a3) durch eine extreme Antriebsverteilung, insbesondere vollständig auf die erste elektrische Antriebsmaschine, bestimmt ist.
7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend:
- Identifizieren eines Anhaltewunschs für das Kraftfahrzeug, und anschließend
- Ansteuern der vorbestimmten Antriebsverteilung (AV), zumindest, bis das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei der Umsetzung eines identifizierten Anhaltewunsches abseits eines Kriechbetriebs zunächst ein klassischer Verzögerungsbetrieb mit einem höheren Verzögerungsmoment an der Vorderachse und einem höheren Beschleunigungsmoment an der Hinterachse angesteuert wird, und bei oder nach einem Eintritt in den Kriechbetrieb die vorbestimmte Antriebsverteilung (AV) angesteuert wird. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach einem Stillstand ein benötigtes Stillstands-Verzögerungsmoment hälftig von beiden Antriebsmaschinen aufgebracht wird. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorderachs-Verzögerungsmomente mittels der ersten Fahrzeugbremse (3) und/oder mittels der ersten Antriebsmaschine aufgebracht werden. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hinterachs-Verzögerungsmomente mittels der zweiten Fahrzeugbremse (5) und/oder mittels der zweiten Antriebsmaschine aufgebracht werden. Antriebsanordnung (10) eines Kraftfahrzeugs (1) mit einer ersten angetriebenen Achse (VA), welcher eine erste elektrische Antriebsmaschine (2) zugeordnet ist, und einer zweiten angetriebenen Achse (HA), welcher eine zweite elektrische Antriebsmaschine (4) zugeordnet ist, und einer Steuereinheit (S), welche dazu eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche anzusteuern.
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