DE102007009834A1 - Device for stabilizing vehicle trailer combination, has torque distribution device for controlling and regulating coupling of two wheels of vehicle or trailer axle - Google Patents

Device for stabilizing vehicle trailer combination, has torque distribution device for controlling and regulating coupling of two wheels of vehicle or trailer axle Download PDF

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Abstract

The device has a torque distribution device for control and regulating coupling of two wheels of a vehicle or trailer axle. A rolling movement detection device is provided for detecting the rolling movements of the trailer or the vehicle with a control device for controlling the torque distribution device. The control device is formed such that the torque distribution between both the wheels of a common axle takes place depending on the detected rolling movement of the trailer or the vehicle or a correlated operating parameter. An INDPENDENT CLAIM is also included for a method for stabilizing vehicle trailer combination.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeug-Gespanns. Dabei kann die Stabilisierung des aus ziehendem Kraftfahrzeug und von diesem gezogenen Anhänger bestehenden Kraftfahrzeuggespanns durch stabilisierende Eingriffe an dem ziehenden Kraftfahrzeug und/oder an dem gezogenen Anhänger erfolgen.The The invention relates to an apparatus and a method for stabilization a motor vehicle team. The stabilization of the pulling motor vehicle and pulled by this trailer existing motor vehicle combination by stabilizing interventions on the towing vehicle and / or on the towed trailer respectively.

Aus der DE 103 42 865 A1 ist bereits ein Verfahren zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeug-Gespanns bekannt, bei dem in Abhängigkeit von der Gierrate des Fahrzeugs automatisch ein stabilisierender Lenkeingriff sowie eine Reduzierung des Antriebsmoments vorgenommen werden. Zusätzlich kann ein automatischer Bremseingriff erfolgen. Des Weiteren sind aus der DE 199 64 048 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei denen eine Stabilisierung eines einen Anhänger ziehenden Kraftfahrzeugs durch die gezielte automatische Einprägung eines Giermoments in Abhängigkeit von einer erfassten Schlingerbewegung des Kraftfahrzeugs erfolgt. Das einzuprägende Giermoment wird hier durch einseitige oder unsymmetrische Bremseingriffe beim ziehenden Kraftfahrzeug realisiert.From the DE 103 42 865 A1 A method for stabilizing a motor vehicle combination is already known, in which, depending on the yaw rate of the vehicle, a stabilizing steering intervention and a reduction of the drive torque are automatically performed. In addition, an automatic brake intervention can take place. Furthermore, from the DE 199 64 048 A1 a method and a device are known in which a stabilization of a trailer pulling motor vehicle by the targeted automatic impression of a yawing moment in response to a detected rolling movement of the motor vehicle takes place. The einzubrägende yaw moment is realized here by unilateral or asymmetrical braking interventions in towing vehicle.

In der EP 0 575 152 B1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verteilung des Antriebsmoments auf das rechte/linke Rad eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Zur Verteilung des Antriebsmoments sind zwei separate steuerbare Trennkupplungen in einer angetriebenen Fahrzeugachse vorhanden, die über eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von Fahrzeugbetriebsparametern wie Radgeschwindigkeiten, Lenkradwinkel, Gierrate oder Beschleunigung angesteuert werden. Hierdurch soll ein stabiles Fahrverhalten des Fahrzeugs gewährleistet werden.In the EP 0 575 152 B1 For example, a method and apparatus for distributing drive torque to the right / left wheel of a motor vehicle will be described. To distribute the drive torque, two separate controllable separating clutches are provided in a driven vehicle axle, which are controlled via a control device as a function of vehicle operating parameters such as wheel speeds, steering wheel angle, yaw rate or acceleration. This is to ensure a stable handling of the vehicle.

Ferner sind in der DE 199 63 747 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Stabilisierung eines Fahrzeugs oder eines Fahrzeuggespannes bei Untersteuerungstendenz beschrieben. Dabei wird vorgeschlagen, bei auftretender Untersteuerungstendenz zum einen Eingriffe vorzunehmen, mit denen das auf die Antriebsräder wirkende Moment erhöht wird und zum anderen Bremseneingriffe am kurveninneren Rad vorzunehmen, so dass am kurveninneren Rad die Erhöhung des auf die Antriebsräder wirkenden Moments kompensiert wird.Furthermore, in the DE 199 63 747 A1 A method and apparatus for stabilizing a vehicle or vehicle combination understeering tendency is described. It is proposed to make intervention in the occurrence of understeer tendency, with which the torque acting on the drive wheels is increased and make to the other brake interventions on the inside wheel, so that the increase of the moment acting on the drive wheel torque is compensated on the inside wheel.

Darüber hinaus ist aus der DE 34 27 725 A1 eine Anordnung zum Regeln der Kraftübertragung eines vierradgetriebenen Kraftfahrzeugs mit Verteilergetriebe bekannt, wobei über einen Kupplungseingriff der Schlupf der Räder der einen Achse in einer steuerbaren festen Beziehung zum Schlupf der Räder der anderen Achse steht. Hierfür sind in einer Ausführungsform auf einer Fahrzeugachse, zwischen den beiden äußeren Rädern, zwei steuerbare Rutschkupplungen mit steuerbarem Grad des Kupplungseingriffs geschaltet.In addition, from the DE 34 27 725 A1 an arrangement for controlling the power transmission of a four-wheel drive motor vehicle with transfer case known, via a clutch engagement of the slip of the wheels of the one axle is in a controllable fixed relationship to the slip of the wheels of the other axle. For this purpose, in one embodiment on a vehicle axle, between the two outer wheels, two controllable slip clutches with controllable degree of clutch engagement are switched.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alternative Vorrichtung bzw. ein alternatives Verfahren zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeug-Gespanns anzugeben. Insbesondere soll die Vorrichtung bzw. das Verfahren derart ausgebildet sein, dass die Fahrzeug- bzw. Reisegeschwindigkeit durch die Stabilisierungsmaßnahmen möglichst nicht reduziert wird, beziehungsweise möglicht unbeeinträchtigt bleibt.Of the Invention is based on the object, an alternative device or an alternative method for stabilizing a motor vehicle combination specify. In particular, the device or the method be designed such that the vehicle or travel speed by the stabilization measures if possible not is reduced, or possible undisturbed remains.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Gesamtheit der Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst, während in den Unteransprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind.According to the invention the task by the totality of the characteristics of the independent Claims solved while in the dependent claims preferred developments of the invention are given.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Momenten-Verteilungseinrichtung zur Verteilung von Moment zwischen den beiden Rädern einer gemeinsamen Fahrzeugachse, eine Schlingerbewegungs-Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Schlingerbewegung von Kraftfahrzeug und/oder Anhänger sowie eine Steuereinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung (allgemein: Ansteuerung) der Momenten-Verteilungseinrichtung, derart, dass eine Verteilung von Momentenanteilen zwischen den Rädern einer gemeinsamen Fahrzeugachse erfolgt. Unter einer Momentenverteilung im Sinne der Erfindung ist die (Um-)Verteilung von Anteilen der Momente zu verstehen, die im Zeitpunkt der Verteilung an den Rädern einer gemeinsamen Fahrzeugachse vorhanden sind – dies wird dadurch erreicht, in dem sich ein Rad an dem anderen zumindest teilweise abstützt und so quasi ein Teil von dessen Moment zugeteilt bekommt. Im Sinne der Erfindung wird unter einer Kopplung (der beiden Räder einer Fahrzeugachse) insbesondere eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung verstanden, derart, dass eine Abstützung eines Rades an dem anderen Rad möglich ist. Alternativ ist aber auch eine materialschlüssige Verbindung mit einem Verbindungselement mit veränderbaren Eigenschaften (wie einer steuerbaren Viskokupplung) denkbar.The Device according to the invention comprises a torque distribution device for the distribution of moment between the two wheels one common vehicle axle, a rolling movement detecting means for detecting the rolling motion of motor vehicle and / or trailer and a control device for controlling and / or regulating (in general: Driving) of the torque distribution device, such that a distribution of moment shares between the wheels of a common Vehicle axle takes place. Under a moment distribution in the sense of Invention is the (re) distribution of shares of moments to understand at the time of distribution at the wheels of a common Vehicle axle are present - this is achieved by in which a wheel is at least partially supported on the other and so a part of its moment gets assigned. For the purpose of The invention is under a coupling (the two wheels a vehicle axle), in particular a non-positive and / or positive locking Understood compound, such that a support of a Rades on the other wheel is possible. Alternatively, though also a material connection with a connecting element with changeable properties (such as a controllable Visco coupling) conceivable.

Vorzugsweise ist die Momenten-Verteilungseinrichtung derart ausgebildet, dass jedem Rad (bzw. jeder Seite) der Fahrzeugachse ein steuerbares Trennkupplungsmittel (z. B. steuerbare Reibkupplung, steuerbare Viskokupplung oder dergleichen) zugeordnet ist, wobei zumindest ein, vorzugsweise beide Trennkupplungsmittel über die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von vorbestimmten Betriebsparametern ansteuerbar ist/sind.Preferably the torque distribution device is designed such that Each wheel (or each side) of the vehicle axle, a controllable separating clutch means (For example, controllable friction clutch, controllable viscous coupling or the like) assigned is, wherein at least one, preferably both separating means via the control device in dependence on predetermined Operating parameters can be controlled / are.

Mit Vorteil ist die Momenten-Verteilungseinrichtung einer angetriebenen Fahrzeugachse (Antriebsachse) zugeordnet und umfasst somit neben den beiden Trennkupplungsmitteln (wobei jedes der beiden Trennkupplungsmittel einem Fahrzeugrad (rechtes bzw. linkes Rad einer gemeinsamen Fahrzeugachse) zugeordnet ist) ein zwischen den beiden Trennkupplungsmitteln der Antriebsachse angeordnetes, mit der Antriebswelle (Kardanwelle) verbundenes Verteilergetriebe. Die Steuereinrichtung ist dabei derart ausgebildet, dass die Ansteuerung (von jeweils zumindest einem der beiden Trennkupplungsmittel) in Abhängigkeit von zumindest einem vorbestimmten, mit einer auftretenden Schlingerbewegung des ziehenden Kraftfahrzeugs und/oder des gezogenen Anhängers korrelierenden Betriebsparameter/Betriebsgröße erfolgt. Mit Vorteil korreliert die Betriebsgröße mit der Gierrate des Anhängers und/oder der aufgrund des schlingernden Anhängers erzeugten Gierbewegung des den Anhänger ziehenden Kraftfahrzeugs. Alternativ oder zusätzlich können noch die Querbeschleunigung, der Schwimmwinkel und/oder der zwischen Anhänger und Kraftfahrzeug auftretende Knickwinkel ausgewertet werden. Die Ansteuerung der Trennkupplungsmittel erfolgt derart, dass ein im Wesentlichen zur Schlingerbewegung gegenphasiges Giermoment erzeugt wird.Advantageously, the torque distribution device of a driven vehicle axle (An transmission axis) and thus comprises, in addition to the two separating clutch means (each of which is associated with a vehicle wheel (right or left wheel of a common vehicle axle)) arranged between the two separating clutch means of the drive axle, with the drive shaft (propeller shaft) associated transfer case. The control device is designed in such a way that the activation (of at least one of the two separating coupling means) takes place as a function of at least one predetermined operating parameter / operating variable correlating with an occurring rolling movement of the towing motor vehicle and / or the towed trailer. Advantageously, the operational size correlates with the yaw rate of the trailer and / or the yawing motion of the trailer pulling vehicle due to the lurching trailer. Alternatively or additionally, the lateral acceleration, the slip angle and / or the bending angle occurring between the trailer and the motor vehicle can also be evaluated. The activation of the separating coupling means is effected in such a way that a yawing moment substantially opposite to the rolling movement is generated.

Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeuggespanns, wobei das Kraftfahrzeuggespann mit Vorteil eine Vorrichtung umfasst, wie sie vorstehend beschrieben ist. Dabei wird durch das Erfassen einer, mit einer auftretenden Schlingerbewegung des Anhängers oder Kraftfahrzeugs korrelierenden Betriebsgröße, und das anschließende Ansteuern (steuern und/oder regeln) einer zwischen den Rädern einer gemeinsamen Fahrzeugachse angeordneten Momenten-Verteilungseinrichtung derart, dass der auftretenden Schlingerbewegung entgegengewirkt wird, eine entsprechende Stabilisierung des Kraftfahrzeuggespanns erreicht.Of Furthermore, the invention comprises a method for stabilization a motor vehicle combination, wherein the motor vehicle combination with Advantage comprises a device as described above is. It is by detecting a, with an occurring Rolling motion of the trailer or motor vehicle correlated Company size, and the subsequent Control (control and / or regulate) one between the wheels a common vehicle axle arranged torque distribution device in such a way that counteracts the occurring rolling movement is, a corresponding stabilization of the motor vehicle combination reached.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Ansteuerung der Momenten-Verteilungseinrichtung derart, dass eine Stabilisierungsschwingung erzeugt wird, die zu der aufgrund der Schlingerbewegung erzeugten Schwingung im Wesentlichen gegenphasig ist, insbesondere um 180° Grad phasenverschoben ist. Dabei wird die Schlingerbewegung des Anhängers mit Vorteil direkt mittels einer mit dem Anhänger gekoppelten Gierratensensorik und/oder Knickwinkelsensorik (Sensorik zur Erfassung des zwischen der Fahrzeuglängsachse des ziehenden Fahrzeugs und der Längsachse des Anhängers entstehenden Winkels) und/oder Schwimmwinkelsensorik und/oder Querbeschleunigungssensorik erfasst. Zusätzlich kann im Zeitpunkt der Ansteuerung des mindestens einen Trennkupplungsmittels oder im Anschluss daran eine gesteuerte Abbremsung des Kraftfahrzeugs eingeleitet werden.In In a preferred embodiment, the control takes place the torque distribution device such that generates a stabilization vibration which is due to the vibration generated due to the rolling motion is substantially out of phase, in particular by 180 ° degrees out of phase. This is the rolling motion of the trailer with advantage directly by means of a coupled with the trailer Yaw rate sensor and / or kink angle sensor (sensor for detection between the vehicle longitudinal axis of the towing vehicle and the longitudinal axis of the trailer arising Angle) and / or float angle sensor and / or lateral acceleration sensor detected. In addition, at the time of activation of the at least a disconnect coupling means or subsequently a controlled one Deceleration of the motor vehicle are initiated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (8)

Vorrichtung zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeug-Gespanns, umfassend: – eine Momenten-Verteilungseinrichtung zur steuer- und/oder regelbaren Kopplung von zwei Rädern einer Fahrzeug- und/oder Anhängerachse, – eine Schlingerbewegungs-Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Schlingerbewegung des Anhängers und/oder des Kraftfahrzeugs, und – eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Momenten-Verteilungseinrichtung, wobei die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Momentenverteilung zwischen den beiden Rädern einer gemeinsamen Achse in Abhängigkeit von der erfassten Schlingerbewegung des Anhängers und/oder des Kraftfahrzeugs oder einer hiermit korrelierenden Betriebsgröße erfolgt.Device for stabilizing a motor vehicle combination, full: A torque distribution device for the controllable and / or controllable coupling of two wheels a vehicle and / or trailer axle, - one Rolling motion detecting means for detecting the rolling motion the trailer and / or the motor vehicle, and - one Control device for controlling the torque distribution device, wherein the control device is designed such that the torque distribution between the two wheels of a common axis in dependence from the recorded rolling movement of the trailer and / or of the motor vehicle or an operating variable correlated therewith he follows. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Momenten-Verteilungseinrichtung steuerbare Trennkupplungsmittel umfasst.Device according to claim 1, characterized in that that the torque distribution device controllable separating clutch means includes. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplungsmittel zwei seriell geschaltete Trennkupplungsmittel zwischen den beiden Rädern einer Achse umfassen.Device according to claim 2, characterized in that in that the separating coupling means are two series-connected separating coupling means between the two wheels of an axle. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Momentenverteilung durch Ansteuerung von zumindest einem der beiden Trennkupplungsmittel erfolgt.Device according to claim 3, characterized in that that the control device is designed such that the torque distribution by controlling at least one of the two separating clutch means he follows. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Schlingerbewegung des Kraftfahrzeugs und/oder des Anhängers korrelierende Betriebsgröße durch eine an Anhänger und/oder Kraftfahrzeug angeordnete – Gierratensensorik, – und/oder Querbeschleunigungssensorik, – und/oder Schwimmwinkelsensorik, – und/oder Knickwinkelsensorik erfasst wird.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the with the rolling motion of the motor vehicle and / or the trailer correlating operating size by a trailer and / or motor vehicle arranged Yaw rate sensor, - and or Lateral acceleration sensor, And / or float angle sensor, - and or Articulation angle sensor is detected. Verfahren zur Stabilisierung eines Kraftfahrzeuggespanns, umfassend die Verfahrensschritte: – Erfassen einer, mit einer auftretenden Schlingerbewegung des Anhängers und/oder des Kraftfahrzeugs korrelierenden Betriebsgröße, und – Ansteuerung einer zwischen den Rädern einer gemeinsamen Fahrzeugachse angeordneten Momenten-Verteilungseinrichtung derart, dass der auftretenden Schlingerbewegung entgegengewirkt wird.Method for stabilizing a motor vehicle combination, comprising the method steps: - capture a, with an occurring rolling movement of the trailer and / or the vehicle correlating operating size, and - Control one between the wheels a common vehicle axle arranged torque distribution device in such a way that counteracts the occurring rolling movement becomes. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Ansteuerung der Momenten-Verteilungseinrichtung eine Stabilisierungsschwingung erzeugt wird, die zu der aufgrund der Schlingerbewegung erzeugten Schwingung im Wesentlichen gegenphasig ist.Method according to claim 5, characterized in that that by controlling the torque distribution means a Stabilization vibration is generated, which due to the rolling motion generated vibration is substantially out of phase. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar die Schlingerbewegung des Anhängers erfasst wird.Method according to one of claims 6 or 7, characterized in that immediately the rolling movement of the trailer is detected.
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