WO2020007472A1

WO2020007472A1 - Verfahren zur regelung eines antriebssystems für eine achse eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: WO2020007472A1
Application number: PCT/EP2018/068259
Authority: WO
Inventors: Harwin Niessen; Michael HÖCK
Original assignee: GKN Automotive Ltd
Current assignee: GKN Automotive Ltd
Priority date: 2018-07-05
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2020-01-09
Anticipated expiration: 2021-01-05
Also published as: CN112351904A; JP2021529698A; US20210229663A1; DE112018007803B4; US11970170B2; CN112351904B; JP7185755B2; DE112018007803A5

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Antriebssystems (1) für eine Achse (2) eines Kraftfahrzeuges (3), wobei das Antriebssystem (1) zumindest eine Antriebseinheit (4), eine von der Antriebseinheit (4) angetriebene Antriebswelle (5), eine erste Abtriebswelle (6) und eine zweite Abtriebswelle (7) sowie eine die Antriebswelle (5) mit der ersten Abtriebswelle (6) verbindende erste Kupplung (8) und eine die Antriebswelle (5) mit der zweiten Abtriebswelle (7) verbindende zweite Kupplung (9) und weiter eine Steuereinheit (10) zur Regelung der Kupplungen (8, 9) aufweist; wobei die Kupplungen (8, 9) zumindest in bestimmten Betriebspunkten mit einer Mikro-Schlupf-Regelung betreibbar sind, bei der an der jeweiligen Kupplung (8, 9) eine Drehzahldifferenz zwischen der Antriebswelle (5) und der Abtriebswelle (6, 7) von mehr als null Umdrehungen pro Minute und von höchstens 50 Umdrehungen pro Minute eingestellt wird; wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: a) Feststellen eines Fahrzustandes des Kraftfahrzeuges (3), wobei zumindest die folgenden Fahrzustände erfasst werden: Geradeausfahrt und Kurvenfahrt im Zugbetrieb; b) Auswählen und Anwenden einer Regelungsstrategie (11, 12, 13) für jede Kupplung (8, 9), wobei die Regelungsstrategie (11, 12, 13) für unterschiedliche Fahrzustände unterschiedlich ist.

Description

Verfahren zur Regelung eines Antriebssystems

für eine Achse eines Kraftfahrzeuges

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Antriebssys- tems für eine Achse eines Kraftfahrzeuges. Das Antriebssystem umfasst zumin dest eine Antriebseinheit (z. B. eine elektrische Maschine oder eine Verbren nungskraftmaschine), eine von der Antriebseinheit angetriebene Antriebswelle, eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle (der gemeinsamen Achse) sowie eine die Antriebswelle mit der ersten Abtriebswelle verbindende erste Kupplung und eine die Antriebswelle mit der zweiten Abtriebswelle verbindende zweite Kupplung. Weiter ist eine Steuereinheit zumindest zur Regelung der Kupp lungen (ggf. zur zusätzlichen Regelung der Antriebseinheit sowie zur Ermittlung von Drehzahlen der Antriebswelle und der Abtriebswellen) vorgesehen. Die Kupplungen sind den Abtriebswellen einer gemeinsamen Achse zugeordnet.

Derartige Antriebssysteme sind z. B. für die Weiterleitung und bedarfsgerechte Aufteilung eines von der Antriebseinheit bereitgestellten Drehmoments vorgese hen. Ein derartiges Antriebssystem ist z. B. aus der DE 10 2007 030 091 Al be kannt.

Aus der DE 10 2007 056 174 B3 ist eine Mikro-Schlupf-Regelung einer Kupp lung bekannt, die zwischen einem Motor und einem Getriebe angeordnet ist. Durch die Schlupffegelung wird das von einer Kupplung übertragene Drehmo ment automatisch an das von der Antriebseinheit bereitgestellte Drehmoment an- gepasst.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Regelung für ein Antriebssystem bereitzustellen, bei dem die Räder einer Achse über jeweils eigene Kupplungen mit einer gemeinsamen Antriebswelle verbindbar sind. Hierzu trägt ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bei. Vor teilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sach- verhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.

Es wird ein Verfahren zur Regelung eines Antriebssystems für eine Achse eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen. Das Antriebssystem weist zumindest eine An- triebseinheit, eine von der Antriebseinheit angetriebene Antriebswelle, eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle sowie eine die Antriebswelle mit der ersten Abtriebswelle verbindende erste Kupplung und eine die Antriebswelle mit der zweiten Abtriebswelle verbindende zweite Kupplung und weiter eine Steuer einheit zur Regelung der Kupplungen auf. Die Kupplungen können zumindest in bestimmten Betriebspunkten (insbesondere ständig während des Betriebs des Kraftfahrzeuges) mit einer Mikro-Schlupf-Regelung betrieben werden, bei der an der jeweiligen Kupplung eine Drehzahldifferenz zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle von mehr als null Umdrehungen pro Minute und von höchstens 50 Umdrehungen pro Minute, insbesondere höchstens 20 Umdrehungen pro Mi- nute, eingestellt wird.

Das Verfahren weist zumindest die folgenden Schritte auf:

a) Feststellen eines Fahrzustandes des Kraftfahrzeuges, wobei zumindest die folgenden Fahrzustände erfasst bzw. ermittelt werden: Geradeausfahrt und Kurvenfahrt im Zugbetrieb;

b) Auswählen und Anwenden einer Regelungsstrategie für jede Kupplung, wobei die Regelungsstrategie für unterschiedliche Fahrzustände unter schiedlich ist. Eine Mikro-Schlupf-Regelung umfasst, das an der Kupplung zu möglichst jedem Zeitpunkt eine Differenzdrehzahl größer null Umdrehungen pro Minute eingestellt wird. Dabei sollte eine zu große Differenzdrehzahl vermieden werden, weil durch den Schlupf in der Kupplung Reibungswärme entsteht. Diese Reibungswärme kann zu einer Überbeanspruchung der Kupplung führen.

Mit der Mikro-Schlupf-Regelung wird insbesondere ermöglicht, dass das von der Antriebseinheit über die Kupplung angeforderte Drehmoment immer genau dem übertragbaren Drehmoment zwischen einem Rad und der Fahrbahn entspricht. Weiter kann eine Abstimmung des Kraftfahrzeuges bzw. des Antriebssystems vereinfacht werden, weil sich die Drehmoment-Anforderung immer gemäß dem vorliegenden Schlupf einsteht. Eine Parametrisierung von Reglern kann damit entfallen. Die Regelung des Antriebssystems kann damit unabhängig von der Ansteuerung der Antriebseinheit erfolgen. Diese ist besonders dann vorteilhaft, wenn eine Be- triebsstrategie (z. B. eine Hybridstrategie zum Antrieb eines Hybridkraftfahr zeugs) von anderen Herstellern (als der Hersteller der die Kupplungen regelnden Steuereinheit) bereitgesteht wird.

Eine Geradeausfahrt umfasst insbesondere eine Bewegung des Kraftfahrzeuges entlang einer (im Wesentlichen) geraden Strecke (also keine Fahrt entlang einer Kurve). Dabei hegt insbesondere kein (vorgebbarer, maximaler Einschlagswinkel einer Lenkung, bzw. eines Lenkrades, bzw. der Räder vor. Eine Geradeausfahrt umfasst insbesondere auch Strecken, deren Krümmungsradius größer als 500 Me ter beträgt.

Demgegenüber umfasst eine Kurvenfahrt eine Bewegung des Kraftfahrzeuges entlang einer gebogenen Strecke (also keine Fahrt entlang einer geraden Strecke). Dabei hegt insbesondere ein (vorgebbarer, minimaler) Einschlagswinkel eines Lenkung bzw. eines Lenkrads vor. Eine Kurvenfahrt umfasst insbesondere Kur ven, deren Kurvenradius kleiner als 1000 Meter, insbesondere höchstens 500 Me- ter betragen. Eine Abgrenzung von Geradeausfahrt und Kurvenfahrt kann über den (ermittel- ten) Einschlagwinkel und/oder den Krümmungs- bzw. Kurvenradius der Strecke vorgegeben sein, wobei ein vorgebbarer Abgrenzungswert für eine Kurvenfahrt einen größeren Einschlagwinkel und/oder einen kleineren Kurvenradius gegen über der Geradeausfahrt definiert. Dieser Abgrenzungswert kann variabel einstell- bar und/oder vorgebbar sein.

Als Schubbetrieb wird bei einem motorisierten Kraftfahrzeug der Fahrzustand bezeichnet, in dem bei nicht getrenntem Kraftschluss (z. B. bei nicht getretener Kupplung) die Antriebseinheit durch das Kraftfahrzeug geschleppt, also in Dreh- bewegung gehalten wird.

Als Zugbetrieb wird demgegenüber der Fahrzustand bezeichnet, in dem die An triebseinheit das Kraftfahrzeug antreibt. Eine Regelstrategie kann eine konkrete Einstellung und/oder eine konkrete Funk- tions- bzw. Betriebsweise einer Kupplung umfassen. Mehrere Regelstrategien können auf mindestens einem Speichermedium abgelegt und abrufbar sein.

Es ist möglich, dass (automatisch und/oder unmittelbar) nach Feststellung eines der vorgegebenen Fahrzustände eine Regelstrategie, die diesem festgestellten Fahrzustand zugeordnet ist, ausgewählt und (für die Dauer dieses Fahrzustandes) für die Kupplung angewendet wird.

Insbesondere ist das Verfahren zur Regelung eines Antriebssystems vorgesehen, bei dem an einer gemeinsamen Achse des Kraftfahrzeuges zwei Kupplungen vor- gesehen sind, wobei über jede der zwei Kupplungen jeweils ein Rad des Kraft fahrzeuges mit der Antriebseinheit des Kraftfahrzeuges drehmomentübertragend verbunden wird. Die zwei Kupplungen können das sonst übliche Differential er setzen, durch das unterschiedliche Drehzahlen der Räder ausgeglichen werden können.

Der Aufbau derartiger Kupplungen und Antriebssysteme kann wie folgt beschrie ben werden. Es können z. B. Lamellenkupplungen als Kupplungen eingesetzt werden, bei denen Außenlamellen mit einem Lamellenaußenträger und Innenlam- ellen mit einem Lamelleninnenträger drehfest verbunden sind und jeder Lamellen träger mit der Antriebswelle oder der jeweiligen Abtriebswelle drehfest verbunden ist. Infolge einer Beaufschlagung mit einer in einer axialen Richtung wirkenden Schließkraft (infolge des Betätigungsdrucks) werden die Lamellen, bei anderen Kupplungen die Reibpartner, miteinander in Kontakt gebracht, so dass ein Dreh- moment von der Antriebswelle über die Kupplung auf die jeweilige Abtriebswelle übertragen werden kann.

Zumindest eine der beiden Kupplungen kann eine hydraulisch betätigte Kupplung sein, bevorzugt sind das beide Kupplungen. Bei einer hydraulisch betätigten Kupplung wird der Betätigungsdruck über ein Hydraulikfluid auf die Kupplung übertragen. Das Hydraulikfluid kann über eine (auch elektrisch betreibbare) Pum pe unter Druck gesetzt werden.

Zumindest eine der beiden Kupplungen kann eine elektrisch betätigte Kupplung sein, bevorzugt sind das beide Kupplungen. Bei einer elektrisch betätigten Kupp lung wird der Betätigungsdruck unmittelbar durch eine elektrische Maschine er zeugt, z. B. durch eine über die Maschine verdrehbare Rampenanordnung. Insbesondere kann infolge der Betätigung jeder der Kupplungen jeweils ein Rad der gemeinsamen Achse des Kraftfahrzeuges mit der Antriebseinheit drehmomen tübertragend verbunden werden. Bevorzugt ist zumindest eine Kupplung, insbesondere sind beide Kupplungen, eine Lamellenkupplung.

Insbesondere ist die Achse über eine Lenkung (z. B. umfassend ein Lenkrad, z. B. von einem Fahrer zur Auslenkung der Räder der Achse betätigbar), die einen Lenkungsantrieb (z. B. eine Servolenkung oder Ähnliches) zur Betätigung der Lenkung aufweist, lenkbar. Bei der Kurvenfahrt im Zugbetrieb wird der Len kungsantrieb mit einem Rückstellmoment zum Zurückstellen der Lenkung hin zu dem Fahrzustand Geradeausfahrt beaufschlagt. Infolge der Mikro-Schlupf-Regelung kann ein Drehmoment der Antriebseinheit in bekannter Verteilung auf die Räder der Achse übertragen werden. Dabei sind zu jeder Zeit die über die jeweilige Kupplung übertragenen Drehmomente bekannt. Aus einem Unterschied dieser Drehmomente kann insbesondere abgeleitet wer den, mit welchem Rückstellmoment die Lenkung (zusätzlich) beaufschlagt wer- den sollte, um die Lenkung zurück in den nichtausgelenkten Zustand (Geradeaus fahrt) zurückzuführen.

Es ist beobachtet worden, das bei Einstellung einer Drehmomentdifferenz an den Rädern einer Achse (z. B. bei Sperrdifferentialen, oder auch bei Achsen mit zwei regelbaren Kupplungen, bei der man das kurvenäußere Rad mit der Kupplung übersperrt; oder auch infolge der Mikro-Schlupf-Regelung) im Zugbetrieb der Effekt auftreten kann, dass ein auf die Lenkung wirkendes Rückstellmoment der Räder, dass ohne Einstellung einer Drehmomentdifferenz oder ohne eine Mikro- Schlupf-Regelung die Lenkung selbsttätig zurückstellt, nun nicht mehr vorliegt. Daher kann infolge des z. B. von der Mikro-Schlupf-Regelung erzeugten Diffe- renzmomentes an der gelenkten Achse nun die Situation eintreten, das eine Len kung (bei Loslassen z. B. des Lenkrads durch den Nutzer, also bei selbsttätiger Lenkung) in dem eingeschlagenen Zustand verbleibt oder sich sogar weiter hin zu einer ausgelenkten Stellung verändert.

Insbesondere wird das Rückstellmoment in Abhängigkeit von zumindest einem Einschlagswinkel der Lenkung und von einem Differenzdrehmoment bestimmt, wobei das Differenzdrehmoment der Unterschied zwischen einem über die erste Kupplung übertragenen ersten Drehmoment und einem über die zweite Kupplung übertragenen zweiten Drehmoment ist.

Bevorzugt wird die Lenkung über das Rückstellmoment selbsttätig (also ohne Eingriff eines Nutzers) in den Fahrzustand Geradeausfahrt gestellt bzw. überführt. Insbesondere umfasst eine erste Regelungsstrategie für den Fahrzustand Gerade- ausfahrt eine voneinander unabhängige Mikro-Schlupf-Regelung für die erste Kupplung und für die zweite Kupplung. Das bedeutet insbesondere, dass jede Kupplung für sich geregelt wird, insbesondere z. B. (ausschließlich) in Abhängig keit von dem Schlupf in der jeweiligen Kupplung (also insbesondere Schlupf zwi- sehen Innen- und Außenlamellenträger der jeweiligen Kupplung). Dabei bleibt das an der einen Kupplung eingestellte Drehmoment insbesondere durch die ande re Kupplung unberücksichtigt, hat also insbesondere keinen direkten Einfluss auf deren Regelung. Bevorzugt wird die erste Regelungsstrategie für den Fahrzustand Geradeausfahrt im Vorwärtsgang (Bewegung des Kraftfahrzeugs nach vome) und im Rückwärts gang (Bewegung des Kraftfahrzeugs in die entgegengesetzte Richtung, also nach hinten) angewendet. Insbesondere wird zusätzlich zumindest der folgende Fahrzustand erfasst: Kur venfahrt im Schubbetrieb.

Insbesondere umfasst eine zweite Regelungsstrategie für den Fahrzustand Kur- venfahrt im Schubbetrieb eine Mikro-Schlupf-Regelung für die kurveninnere Kupplung, wobei die kurvenäußere Kupplung in Abhängigkeit von der kurvenin neren Kupplung geregelt wird, so dass ein von der kurvenäußeren Kupplung über tragenes erstes Drehmoment Tl dem durch einen Faktor K veränderten zweiten Drehmoment T2 der kurveninneren Kupplung entspricht. Es gilt also insbesonde- re:

Tl = K * T2.

Insbesondere umfasst eine dritte Regelungsstrategie für den Fahrzustand Kurven fahrt im Zugbetrieb eine Mikro-Schlupf-Regelung für die kurvenäußere Kupp- lung, wobei die kurveninnere Kupplung in Abhängigkeit von der kurvenäußeren Kupplung geregelt wird, so dass ein von der kurveninneren Kupplung übertrage nes erstes Drehmoment Tl dem durch einen Faktor K veränderten zweiten Dreh moment T2 der kurvenäußeren Kupplung entspricht. Es gilt also insbesondere: T2 = K * Tl

Bei der zweiten und dritten Regelungsstrategie wird jeweils eine Kupplung über die Mikro-Schlupf-Regelung geregelt, wobei die jeweils andere Kupplung (aus schließlich) in Abhängigkeit von dieser Mikro-Schlupf-Regelung geregelten Kupplung betrieben wird.

Für die zweite und dritte Regelungsstrategie wird dabei jeweils ein Faktor K zur Umrechnung des Drehmoments angesetzt. Der Faktor K kann für beide Rege lungsstrategien in gleicher Weise ermittelt werden. Der Faktor K ist insbesondere keine Konstante, sondern weist einen in Abhängig keit von Parametern variierenden Wert zwischen null und 1 auf. In Sonderfällen, wie z. B. dem Anfahren auf einer Fahrbahn, die für das eine Rad der Achse einen ersten Reibwert und für das andere Rad einen anderen zweiten Reibwert aufweist, kann der Faktor auch größer 1 sein.

Ein solcher Sonderfall umfasst z. B. eine Kurvenfahrt im Zugbetrieb, wobei sich das kurvenäußere Rad auf einer Eisoberfläche (mit sehr geringem Reibwert) be- findet. In diesem Fall muss das kurveninnere Rad (bzw. die kurveninnere Kupp- lung) auch ein deutlich größeres Drehmoment übertragen dürfen, da ansonsten das Kraftfahrzeug stehenbleiben würde. Hier kann der Faktor auch zwischen 1 und 10 betragen.

Insbesondere wird der Faktor in Abhängigkeit von zumindest einem der folgenden Parameter bestimmt:

• einem Einschlagswinkel einer Fenkung (z. B. eines Fenkrads) des Kraft fahrzeuges;

• einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges;

• einem minimalen Differenzdrehmoment zwischen einem kurveninneren Rad und einem kurvenäußeren Rad;

• einer Differenzgierrate (Unterschied zwischen einer am Kraftfahrzeug ge messenen Gierrate und der aufgrund der Fenkbewegung theoretisch vorlie genden Gierrate des Kraftfahrzeuges; mit der Differenzgierrate ist eine Fest stellung möglich, ob Untersteuem oder Übersteuern vorliegt);

· einem Drehmoment der Antriebswelle;

• einer Differenzdrehzahl der Räder der Achse (z. B. kurveninneres Rad zu kurvenäußerem Rad). Insbesondere ist durch die Betätigung jeder Kupplung jeweils ein Rad der ge meinsamen Achse des Kraftfahrzeuges mit der Antriebseinheit drehmomentüber tragend verbindbar. Bevorzugt ist die Antriebseinheit eine elektrische Maschine (oder eine Verbren nungskraftmaschine). Insbesondere kann die elektrische Maschine (oder die Ver brennungskraftmaschine) die einzige zum Antrieb des Kraftfahrzeuges eingesetzte Antriebseinheit sein. Insbesondere kann auch eine zweite angetriebene Achse vor liegen, wobei bevorzugt zum Antrieb der zweiten Achse eine weitere Antriebsein- heit vorgesehen ist (z. B. eine Verbrennungskraftmaschine oder eine weitere elektrische Maschine)

Insbesondere wird bei der Mikro-Schlupf- Regelung an der jeweiligen Kupplung eine Drehmomentdifferenz zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle von mehr als null Umdrehungen pro Minute und von höchstens 5 Umdrehungen pro Minute eingestellt.

Es wird weiter ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest aufweisend ein An triebssystem für zumindest eine Achse des Kraftfahrzeuges. Das Antriebssystem weist zumindest eine Antriebseinheit, eine von der Antriebseinheit angetriebene Antriebswelle, eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle sowie eine die Antriebswelle mit der ersten Abtriebswelle verbindende erste Kupplung und eine die Antriebswelle mit der zweiten Abtriebswelle verbindende zweite Kupp lung und weiter eine Steuereinheit zur Regelung der Kupplungen auf, wobei das Antriebssystem mit dem beschriebenen Verfahren nach einem der vorhergehen den Patentansprüche geregelt wird. Die Steuereinheit ist insbesondere zur Durch führung des Verfahrens geeignet ausgeführt und/oder eingerichtet bzw. führt das Verfahren aus. Zwischen der Antriebseinheit und den Abtriebswellen kann ein Getriebe mit einer variablen Übersetzung angeordnet sein. Variable Übersetzung bedeutet insbeson dere, dass nicht eine einzige konstante Übersetzung vorliegt, sondern dass die Übersetzung verändert werden kann, z. B. in Stufen oder auch kontinuierlich.

Zwischen der Antriebseinheit und den Abtriebswellen kann alternativ kein Ge- triebe oder ein Getriebe mit einer einzigen festen Übersetzung angeordnet sein.

Insbesondere sind die beiden Kupplungen zur Übertragung von Drehmomenten an einer Achse eines Kraftfahrzeuges angeordnet, so dass durch das Betätigen der ersten Kupplung ein erstes Rad einer Achse und durch das Betätigen der zweiten Kupplung ein zweites Rad derselben Achse des Kraftfahrzeuges mit der Antriebs- einheit drehmomentübertragend verbunden wird. Die Kupplungen sind also insbe- sondere keine Kupplung eines Kraftfahrzeuges, die zwischen der Antriebseinheit und einem schaltbaren Getriebe des Kraftfahrzeuges angeordnet ist.

Insbesondere ist die Achse über eine Lenkung (z. B. umfassend ein Lenkrad, z. B. von einem Fahrer zur Auslenkung der Räder der Achse betätigbar), die einen Lenkungsantrieb (z. B. eine Servolenkung oder Ähnliches) zur Betätigung der Lenkung aufweist, lenkbar. Die Lenkung kann ausgehend von einem nicht ausge- lenkten Zustand (z. B. Geradeausfahrt) ausgelenkt werden, so dass ein Ein- schlagswinkel größer null Winkelgrad vorliegt.

Weiter kann das Verfahren auch von einem Computer bzw. mit einem Prozessor einer Steuereinheit ausgeführt werden.

Es wird demnach auch ein System zur Datenverarbeitung (insbesondere ein Steu- ergerät bzw. Teil davon) vorgeschlagen, das einen Prozessor umfasst, der so an gepasst/konfiguriert ist, dass er das Verfahren bzw. einen Teil der Schritte des vorgeschlagenen Verfahrens aus führt. Es kann ein computerlesbares Speichermedium vorgesehen sein, das Befehle um fasst, die bei der Ausführung durch einen Computer/Prozessor diesen veranlassen, das Verfahren bzw. mindestens einen Teil der Schritte des vorgeschlagenen Ver- fahrens auszuführen.

Die Ausführungen zu dem Verfahren sind insbesondere auf das Kraftfahrzeug, das System, das Speichermedium oder das computerimplementierte Verfahren übertragbar und umgekehrt.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“,„zwei te“,...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegen ständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Fi- guren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Fi guren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinie- ren. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläu terungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 : ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebssystem zum Antrieb jeweils ei- nes Rades des Kraftfahrzeugs; Fig. 2: ein weiteres Kraftfahrzeug;

Fig. 3: eine Achse des Kraftfahrzeuges nach Fig. 2, die mit der ersten Rege- lungsstrategie geregelt wird;

Fig. 4: die Achse nach Fig. 3, die mit der dritten Regelungsstrategie geregelt wird; und Fig. 5: die Achse nach Fig. 3, die mit der zweiten Regelungsstrategie geregelt wird;

Fig. 6: eine angetriebene und lenkbare Achse, die mit der dritten Regelungs-

Strategie geregelt wird.

Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 3 mit einem Antriebssystem 1 zum Antrieb jeweils eines ersten Rades 16 und eines zweiten Rades 17 einer gemeinsamen Achse 2 des Kraftfahrzeugs 3. Das Antriebssystem 1 umfasst eine Antriebseinheit 4, eine von der Antriebseinheit 4 angetriebene Antriebswelle 5, eine erste Abtriebswelle 6 und eine zweite Abtriebswelle 7 sowie eine die Antriebswelle 5 mit der ersten

Abtriebswelle 6 verbindende erste Kupplung 8 und eine die Antriebswelle 5 mit der zweiten Abtriebswelle 7 verbindende zweite Kupplung 9. Weiter ist eine Steuereinheit 10 zur Regelung der beiden Kupplungen 8, 9 vorgesehen. Hier ist ein Antriebssystem 1 dargestellt, bei dem an einer gemeinsamen Achse 2 des Kraftfahrzeuges 3 zwei Kupplungen 8, 9 vorgesehen sind, wobei über jede der zwei Kupplung 8, 9 jeweils ein Rad 16, 17 des Kraftfahrzeuges 3 mit der An triebseinheit 4 des Kraftfahrzeuges 3 drehmomentübertragend verbunden wird. Die zwei Kupplungen 8, 9 ersetzen ein sonst übliches Differential 18 (hier an der anderen Achse des Kraftfahrzeugs dargestellt), durch das unterschiedliche Dreh zahlen der Räder ausgeglichen werden können.

Zwischen der Antriebseinheit 4 und den Abtriebswellen 6, 7 ist ein Getriebe 19 angeordnet.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Kraftfahrzeug 3. Auf die Ausführungen zu Fig. 1 wird Bezug genommen. Hier überträgt die Antriebseinheit 4 das Drehmoment direkt über die Antriebswelle 5 auf die Achse 2 bzw. über die erste Kupplung 8 auf die erste Abtriebswelle 6 und über die zweite Kupplung 9 auf die zweite Abtriebswel le 7. Die erste Kupplung 8 wird über ein erstes Ventil 22 und die zweite Kupplung 9 über ein zweites Ventil 23 gesteuert. Die Ventile 22, 23 werden über eine von einem Pumpenmotor 20 angetriebene Pumpe 21 geregelt angesteuert. Fig. 3 zeigt eine Achse 2 des Kraftfahrzeuges 3 nach Fig. 2, die mit der ersten Regelungsstrategie 11 geregelt wird.

Die erste Regelungsstrategie 11 umfasst für den Fahrzustand Geradeaus fahrt eine voneinander unabhängige Mikro-Schlupf-Regelung für die erste Kupplung 8 und für die zweite Kupplung 9. Das bedeutet, dass jede Kupplung 8, 9 für sich gere gelt wird, insbesondere z. B. (ausschließlich) in Abhängigkeit von dem Schlupf zwischen dem jeweiligen Rad 16, 17 und der Fahrbahn.

Fig. 4 zeigt die Achse 2 nach Fig. 3, die mit der dritten Regelungsstrategie 13 ge- regelt wird. Auf die Ausführungen zu Fig. 3 wird verwiesen.

Die dritte Regelungsstrategie 13 umfasst für den Fahrzustand Kurvenfahrt im Zugbetrieb eine Mikro-Schlupf-Regelung für die kurvenäußere Kupplung (hier zweite Kupplung 9), wobei die kurveninnere Kupplung (hier erste Kupplung 8) in Abhängigkeit von der kurvenäußeren (zweiten) Kupplung 9 geregelt wird, so dass ein von der kurveninneren (ersten) Kupplung 8 übertragenes erstes Drehmoment dem durch einen Faktor veränderten zweiten Drehmoment der kurvenäußeren (zweiten) Kupplung 9 entspricht. Die Lenkung 15 weist einen Einschlagswinkel 14 auf, so dass das kurveninnere (erste) Rad 16 und das kurvenäußere (zweite) Rad 17 bestimmbar ist.

Fig. 5 zeigt die Achse 2 nach Fig. 3, die mit der zweiten Regelungsstrategie 12 geregelt wird. Auf die Ausführungen zu Fig. 3 und 4 wird verwiesen. Die zweite Regelungsstrategie 12 umfasst für den Fahrzustand Kurvenfahrt im Schubbetrieb eine Mikro-Schlupf-Regelung für die kurveninnere Kupplung (hier die erste Kupplung 8), wobei die kurvenäußere (zweite) Kupplung 9 in Abhängig keit von der kurveninneren Kupplung 8 geregelt wird, so dass ein von der kurven äußeren Kupplung 9 übertragenes erstes Drehmoment dem durch einen Faktor veränderten zweiten Drehmoment der kurveninneren Kupplung 8 entspricht.

Bei der zweiten Regelstrategie 12 und dritten Regelungsstrategie 13 wird jeweils eine Kupplung 8, 9 über die Mikro-Schlupf-Regelung geregelt (in den Fig. 4 und 5 jeweils durch eine gepunktete Finie gekennzeichnet), wobei die jeweils andere Kupplung 9, 8 in Abhängigkeit von dieser Mikro-Schlupf-Regelung geregelten Kupplung 8, 9 betrieben wird.

Fig. 6 zeigt eine angetriebene und lenkbare Achse 2, die mit der dritten Rege lungsstrategie 13 geregelt wird. Auf die Ausführungen zu Fig. 4 wird verwiesen.

Die dritte Regelungsstrategie 13 umfasst für den Fahrzustand Kurvenfahrt im Zugbetrieb eine Mikro-Schlupf-Regelung. Die Fenkung 15 weist einen Ein- schlagswinkel 14 auf, so dass das kurveninnere (erste) Rad 16 und das kurvenäu ßere (zweite) Rad 17 bestimmbar ist. Vorliegend ist die Achse 2 über eine Lenkung 15 (z. B. umfassend ein Lenkrad, z. B. von einem Fahrer zur Auslenkung der Räder 16, 17 der Achse 2 betätigbar), die einen Lenkungsantrieb 24 (z. B. eine Servolenkung oder Ähnliches) zur Betä tigung der Lenkung 15 aufweist, lenkbar. Die Lenkung 15 kann ausgehend von einem nicht ausgelenkten Zustand (z. B. Geradeausfahrt, bzw. Einschlagswinkel 14 von null Winkelgrad) ausgelenkt werden, so dass ein Einschlagswinkel 14 grö- ßer null Winkelgrad vorliegt.

Bei der Kurvenfahrt im Zugbetrieb wird der Lenkungsantrieb 24 mit einem zu- sätzlichem (vom Differenzmoment an der gelenkten Achse abhängigen) Rück stellmoment 25 zum Zurückstellen der Lenkung 15 hin zu dem Fahrzustand Gera deausfahrt beaufschlagt.

Bezugszeichenliste

I Antriebssystem

2 Achse

3 Kraftfahrzeug

4 Antriebseinheit

5 Antriebswelle

6 erste Abtriebswelle

7 zweite Abtriebswelle

8 erste Kupplung

9 zweite Kupplung

10 Steuereinheit

I I erste Regelungsstrategie

12 zweite Regelungsstrategie

13 dritte Regelungsstrategie

14 Einschlagswinkel

15 Lenkung

16 erstes Rad

17 zweites Rad

18 Differential

19 Getriebe

20 Pumpenmotor

21 Pumpe

22 erstes Ventil

23 zweites Ventil

24 Lenkungsantrieb

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Regelung eines Antriebssystems (1) für eine Achse (2) eines Kraftfahrzeuges (3), wobei das Antriebssystem (1) zumindest eine Antriebs- einheit (4), eine von der Antriebseinheit (4) angetriebene Antriebswelle (5), eine erste Abtriebswelle (6) und eine zweite Abtriebswelle (7) sowie eine die Antriebswelle (5) mit der ersten Abtriebswelle (6) verbindende erste Kupplung (8) und eine die Antriebswelle (5) mit der zweiten Abtriebswelle (7) verbindende zweite Kupplung (9) und weiter eine Steuereinheit (10) zur Regelung der Kupplungen (8, 9) aufweist; wobei die Kupplungen (8, 9) zu- mindest in bestimmten Betriebspunkten mit einer Mikro-Schlupf-Regelung betreibbar sind, bei der an der jeweiligen Kupplung (8, 9) eine Drehzahldif- ferenz zwischen der Antriebswelle (5) und der Abtriebswelle (6, 7) von mehr als null Umdrehungen pro Minute und von höchstens 50 Umdrehun- gen pro Minute eingestellt wird; wobei das Verfahren zumindest die folgen den Schritte aufweist:

a) Feststellen eines Fahrzustandes des Kraftfahrzeuges (3), wobei zu- mindest die folgenden Fahrzustände erfasst werden: Geradeaus fahrt und Kurvenfahrt im Zugbetrieb;

b) Auswählen und Anwenden einer Regelungsstrategie (11, 12, 13) für jede Kupplung (8, 9), wobei die Regelungsstrategie (11, 12, 13) für unterschiedliche Fahrzustände unterschiedlich ist.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei die Achse (2) über eine Lenkung (15), die einen Lenkungsantrieb (24) zur Betätigung der Lenkung (15) auf- weist, lenkbar ist; wobei bei der Kurvenfahrt im Zugbetrieb der Lenkungs- antrieb (24) mit einem Rückstellmoment (25) zum Zurückstellen der Len kung (15) hin zu dem Fahrzustand Geradeausfahrt beaufschlagt wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 2, wobei das Rückstellmoment (25) in Ab- hängigkeit von zumindest einem Einschlagswinkel (14) der Lenkung (15) oder von einem Differenzdrehmoment bestimmt wird, wobei das Differenz drehmoment der Unterschied zwischen einem über die erste Kupplung (8) übertragenen ersten Drehmoment und einem über die zweite Kupplung (9) übertragenen zweiten Drehmoment ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 2 und 3, wobei die Lenkung (15) über das Rückstellmoment (25) selbsttätig in den Lahrzu- stand Geradeausfahrt gestellt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei eine erste Regelungsstrategie (11) für den Lahrzustand Geradeaus fahrt eine von einander unabhängige Mikro-Schlupf-Regelung für die erste Kupplung (8) und für die zweite Kupplung (9) umfasst.

6. Verfahren nach Patentanspruch 5, wobei die erste Regelungsstrategie (11) für den Lahrzustand Geradeausfahrt im Vorwärtsgang und im Rückwärts gang angewendet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei zusätz lich zumindest der folgende Lahrzustand erfasst wird: Kurvenfahrt im Schubbetrieb; wobei eine zweite Regelungsstrategie (12) für den Lahrzu stand Kurvenfahrt im Schubbetrieb eine Mikro-Schlupf-Regelung für die kurveninnere Kupplung (8, 9) umfasst, wobei die kurvenäußere Kupplung

(9, 8) in Abhängigkeit von der kurveninneren Kupplung (8, 9) geregelt wird, so dass ein von der kurvenäußeren Kupplung (9, 8) übertragenes erstes Drehmoment dem durch einen Laktor veränderten zweiten Drehmoment der kurveninneren Kupplung (8, 9) entspricht.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei eine dritte Regelungsstrategie (13) für den Fahrzustand Kurvenfahrt im Zugbe trieb eine Mikro-Schlupf-Regelung für die kurvenäußere Kupplung (9, 8) umfasst, wobei die kurveninnere Kupplung (8, 9) in Abhängigkeit von der kurvenäußeren Kupplung (9, 8) geregelt wird, so dass ein von der kurvenin neren Kupplung (8, 9) übertragenes erstes Drehmoment dem durch einen Faktor veränderten zweiten Drehmoment der kurvenäußeren Kupplung (9, 8) entspricht.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 7 und 8, wobei der Faktor in Abhängigkeit von zumindest einem der folgenden Parameter bestimmt wird:

• ein Einschlagswinkel (14) einer Lenkung (15) des Kraftfahrzeuges

(3);

• Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges (3);

• Minimales Differenzdrehmoment zwischen einem kurveninneren Rad (16) und einem kurvenäußeren Rad (17);

• Differenzgierrate;

• Drehmoment der Antriebswelle (5);

• Differenzdrehzahl der Räder (16, 17) der Achse (2).

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei durch die Betätigung jeder Kupplung (8, 9) jeweils ein Rad (15, 16) der gemein samen Achse (2) des Kraftfahrzeuges (3) mit der Antriebseinheit (4) dreh- momentübertragend verbindbar ist.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die An triebseinheit (4) eine elektrische Maschine ist.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei bei der Mikro-Schlupf-Regelung an der jeweiligen Kupplung (8, 9) eine Drehmo- mentdifferenz zwischen der Antriebswelle (5) und der Abtriebswelle (6, 7) von mehr als null Umdrehungen pro Minute und von höchstens 5 Umdre- hungen pro Minute eingestellt wird.

13. Kraftfahrzeug (3), zumindest aufweisend ein Antriebssystem (1) für zumin dest eine Achse (2) des Kraftfahrzeuges (3), wobei das Antriebssystem (1) zumindest eine Antriebseinheit (4), eine von der Antriebseinheit (4) ange- triebene Antriebswelle (5), eine erste Abtriebswelle (6) und eine zweite Ab- triebswelle (7) sowie eine die Antriebswelle (5) mit der ersten Abtriebswelle (6) verbindende erste Kupplung (8) und eine die Antriebswelle (5) mit der zweiten Abtriebswelle (7) verbindende zweite Kupplung (9) und weiter eine Steuereinheit (10) zur Regelung der Kupplungen (8, 9) aufweist, wobei das Antriebssystem (1) mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden

Patentansprüche betreibbar ist.