DE102009045852A1 - Method for generating braking torque in all-wheel vehicle, involves arranging torque transmission element between drive motor and wheels of vehicle, where driving condition- or characteristic in vehicle lies within defined value range - Google Patents

Method for generating braking torque in all-wheel vehicle, involves arranging torque transmission element between drive motor and wheels of vehicle, where driving condition- or characteristic in vehicle lies within defined value range Download PDF

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Abstract

The method involves displacing an adjustable torque transmission element e.g. hang-on-clutch (7), clutches and torque-vectoring-actuating element such as intermediate and axle differentials, into a torque transmitting position for reducing vehicle speed. The element is arranged between a drive motor (2) i.e. internal combustion engine, and wheels of a front axle (6) of a vehicle (1), where driving condition- or characteristic in the vehicle lies within a defined value range. Longitudinal- and/or transverse dynamics state variable is considered as the driving condition- or characteristic. An independent claim is also included for a vehicle comprising a regulating- and control unit.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Bremsmoments in einem mindestens zweiachsigen Fahrzeug.The invention relates to a method for generating a braking torque in an at least two-axle vehicle.

Stand der TechnikState of the art

In der DE 10 2005 040 253 B3 wird eine Differenzialanordnung mit variabler Drehmomentverteilung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs offenbart, wobei die Differenzialanordnung sowohl als Mittendifferenzial in einem mehrachsgetriebenen Kraftfahrzeug als auch als Achsdifferenzial ausgeführt sein kann. In der Ausführung als Achsdifferenzial kann die Differenzialanordnung auch als Feststellbremse bei stehendem Fahrzeug verwendet werden, indem die beiden Kupplungen der Differenzialanordnung gleichzeitig betätigt werden, wodurch ein Verspannen der Differenzialanordnung und Blockieren der Räder erreicht wird.In the DE 10 2005 040 253 B3 discloses a differential arrangement with variable torque distribution for the drive train of a motor vehicle, wherein the differential arrangement can be designed both as a center differential in a multi-axle vehicle and as an axle differential. In the embodiment as an axle differential, the differential assembly can also be used as a parking brake when the vehicle by the two clutches of the differential assembly are actuated simultaneously, whereby a distortion of the differential assembly and locking the wheels is achieved.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein zusätzliches Bremsmoment in einem Fahrzeug bereitzustellen, das mit einem aktiv einstellbaren Drehmomentübertragungselement zwischen dem Antriebsmotor des Fahrzeugs und den Rädern mindestens einer Achse ausgestattet ist.The invention is based on the object to provide an additional braking torque in a vehicle, which is equipped with an actively adjustable torque transmitting element between the drive motor of the vehicle and the wheels of at least one axis.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erzeugen eines Bremsmoments ist in allradgetriebenen Fahrzeugen anwendbar, bei denen im Antriebsstrang zwischen einem Antriebsmotor und den Rädern an der Vorderachse eine erste Getriebeeinheit und zwischen dem Antriebsmotor und den Rädern an der Hinterachse eine zweite Getriebeeinheit angeordnet ist, wobei die Getriebeübersetzungen in den beiden Getriebeeinheiten sich unterscheiden. Auf Grund der unterschiedlichen Getriebeübersetzungen stellen sich bei geschlossenem Drehmomentübertragungselement zwischen dem Antriebsmotor und den Rädern einer Achse potenziell unterschiedliche Drehzahlen in den Fahrzeugachsen ein. Unter der Voraussetzung ausreichender Haftung zwischen den Reifen und der Fahrbahn und bei Vorliegen der kinematischen Rollbedingung in den Fahrzeugrädern werden trotz unterschiedlicher Getriebeübersetzungen gleiche Raddrehzahlen in den Fahrzeugachsen eingestellt, wobei die Drehzahldifferenz zu einem Schleifen in den Kupplungsteilen des einstellbaren Drehmomentübertragungselements führt, so dass in dem Drehmomentübertragungselement Energie dissipiert wird und ein entsprechendes Bremsmoment erzeugt wird. Somit wird die Differenz in den Umdrehungsgeschwindigkeiten der beiden kinematisch gekoppelten Achsen, welche durch die verschiedenen Getriebeübersetzungen hervorgerufen wird, in ein Bremsmoment umgewandelt. Auf Grund der kinematischen Rollbedingung laufen trotz der unterschiedlichen Getriebeübersetzungen beide Fahrzeugachsen mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit um, die Geschwindigkeitsdifferenz wird als Reibungsenergie in den Kupplungsteilen des Drehmomentübertragungselementes dissipiert, das zwischen dem Antriebsmotor und den Rädern einer der Achsen angeordnet ist. Das Bremsmoment wird nicht bei stillstehendem Fahrzeug, sondern bei einem sich bewegenden Fahrzeug generiert.The inventive method for generating a braking torque is applicable in all-wheel drive vehicles, in which a first gear unit is arranged in the drive train between a drive motor and the wheels on the front axle and between the drive motor and the wheels on the rear axle, the gear ratios in the Both transmission units differ. Due to the different transmission ratios, with the torque transmission element closed, potentially different rotational speeds occur in the vehicle axles between the drive motor and the wheels of one axle. Provided sufficient adhesion between the tires and the road and in the presence of the kinematic rolling condition in the vehicle wheels same wheel speeds are set in the vehicle axles despite different gear ratios, the speed difference leads to a grinding in the coupling parts of the adjustable torque transmitting element, so that in the torque transmitting element Energy is dissipated and a corresponding braking torque is generated. Thus, the difference in the rotational speeds of the two kinematically coupled axles, which is caused by the different gear ratios, converted into a braking torque. Due to the kinematic rolling condition, despite the different gear ratios, both vehicle axles revolve at the same angular velocity, the velocity difference is dissipated as frictional energy in the coupling parts of the torque transmitting element located between the drive motor and the wheels of one of the axles. The braking torque is not generated when the vehicle is stationary, but in a moving vehicle.

Der Unterschied in der Getriebeübersetzung wirkt sich unmittelbar auf die Höhe des möglichen Bremsmomentes aus. Beispielsweise wird bei einem Getriebeübersetzungsunterschied von 10% ein entsprechend unterschiedliches Moment auf beide Achsen aufgebracht, wobei die Momentendifferenz im Drehmomentübertragungselement als Bremsenergie dissipiert wird.The difference in the transmission ratio has an immediate effect on the height of the possible braking torque. For example, with a gear ratio difference of 10%, a correspondingly different torque is applied to both axles, the torque difference being dissipated in the torque transmission element as braking energy.

Um sicherzustellen, dass der Bremseingriff nicht zu einer fahrdynamischen Instabilität führt, erfolgt der Bremseingriff vorzugsweise nur dann, wenn zumindest eine Fahrzustands- oder Kenngröße im Fahrzeug innerhalb eines zulässigen, definierten Wertebereiches liegt. Die Erzeugung des Bremsmoments ist somit auf fahrdynamisch unkritische Situationen beschränkt bzw. auf Fahrsituationen, in denen die Erzeugung des Bremsmoments keinen negativen Effekt auf die aktuelle Fahrsituation hervorruft.To ensure that the braking intervention does not lead to a dynamic driving instability, the braking intervention is preferably only when at least one Fahrzustands- or parameter in the vehicle is within an allowable, defined range of values. The generation of the braking torque is thus limited to driving dynamics uncritical situations or driving situations in which the generation of the braking torque causes no negative effect on the current driving situation.

Grundsätzlich können verschiedenartige Fahrzustands- bzw. Kenngrößen betrachtet werden, die als Voraussetzung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Bremsverfahrens innerhalb eines bestimmten Wertebereichs liegen müssen. Des Weiteren ist es möglich, entweder nur eine einzige Fahrzustands- bzw. Kenngröße oder mehrere Fahrzustands- bzw. Kenngrößen zu berücksichtigen, die jeweils innerhalb zugeordneter Wertebereiche liegen müssen.In principle, various types of Fahrzustands- or characteristics can be considered, which must be within a certain range of values as a prerequisite for the implementation of the braking method according to the invention. Furthermore, it is possible to take into account either only a single driving state or characteristic variable or a plurality of driving state or characteristic variables which must each lie within assigned value ranges.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass als Fahrzustands- oder Kenngröße eine längsdynamische Zustandsgröße bzw. eine querdynamische Zustandsgröße betrachtet wird, beispielsweise die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, die Fahrzeuglängsbeschleunigung bzw. -verzögerung, die Querbeschleunigung oder die Gierrate. Hierbei wird insbesondere darauf geachtet, dass die betrachtete Zustandsgröße einen vorgegebenen Schwellenwert nicht überschreitet. Die Schwellenwerte bzw. die Bereichsgrenzen, die den zulässigen Wertebereicht für die jeweilige Zustands- bzw. Kenngröße definieren, werden entweder als feste Größen vorgegeben oder hängen ihrerseits von weiteren Zustands- oder Kenngrößen im Fahrzeug oder der Fahrzeugumgebung ab.According to an expedient embodiment, it is provided that a longitudinally dynamic state variable or a transverse dynamic state variable is considered as the driving state or parameter, for example the vehicle longitudinal speed, the vehicle longitudinal acceleration or deceleration, the lateral acceleration or the yaw rate. Particular care is taken here that the state variable under consideration does not exceed a predetermined threshold value. The threshold values or the range limits which define the permissible value range for the respective state or parameter are specified either as fixed variables or in turn depend on other state or parameters in the vehicle or the vehicle environment.

Als weitere Größen könnender Lenkwinkel im Fahrzeug sowie der Reibwert zwischen Reifen und Straße berücksichtigt werden. Hierbei können gegenseitige Abhängigkeiten zum Tragen kommen, beispielsweise dergestalt, dass bei höheren Reibwerten auch höhere Querbeschleunigungen zulässig sind, wohingegen bei niedrigeren Reibwerten aus Stabilitätsgründen auch nur kleinere Gierbeschleunigungen erlaubt sind, damit ein Bremsmoment nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt werden kann. Des Weiteren ist es beispielsweise möglich, bei kleineren Lenkwinkelausschlägen höhere Geschwindigkeiten zuzulassen, bei denen gebremst wird, als bei größeren Lenkwinkelausschlägen.The steering angle in the vehicle and the coefficient of friction between the tire and the road can be taken into account as other variables. In this case, mutual dependencies may come to fruition, for example such that higher transverse accelerations are permissible for higher coefficients of friction, whereas for lower coefficients of friction only smaller yaw accelerations are permitted for stability reasons so that a braking torque can be generated by the method according to the invention. Furthermore, it is possible, for example, to allow for smaller steering angle excursions higher speeds at which is braked than at larger steering angle excursions.

Die erfindungsgemäße Erzeugung des Bremsmomenten kann mit der Bremsmomentgenerierung über die reguläre Fahrzeugbremse, also die Radbremsen, kombiniert werden. Hierbei sind verschiedene Strategien möglich, beispielsweise dergestalt, dass bei kleineren Bremsmomentanforderungen primär das erfindungsgemäße Bremsmoment erzeugt wird und erst bei einer Bremsmomentanforderung, die höher ist als das über das erfindungsgemäße Verfahren bereitzustellende Bremsmoment, ergänzend oder alternativ die Radbremsen aktiviert werden. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass die Radbremsen entlastet werden.The inventive generation of the braking torque can be combined with the braking torque generation via the regular vehicle brake, so the wheel brakes. Here, various strategies are possible, for example, such that at smaller braking torque requirements primarily the braking torque according to the invention is generated and only at a braking torque request that is higher than the braking torque to be provided via the inventive method, additionally or alternatively the wheel brakes are activated. This approach has the advantage that the wheel brakes are relieved.

Zweckmäßigerweise wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung von Bremsmoment im nicht-angetriebenen, rollenden Zustand des Fahrzeugs generiert. In diesem Fahrzustand wird über den Antriebsmotor des Fahrzeugs – eine Brennkraftmaschine oder ein Elektromotor – kein antreibendes Moment erzeugt. Gleichwohl ist es möglich, auch im angetriebenen Zustand ein Bremsmoment nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu erzeugen.Appropriately, the inventive method for generating braking torque in the non-driven, rolling state of the vehicle is generated. In this driving condition, no driving torque is generated via the drive motor of the vehicle - an internal combustion engine or an electric motor. However, it is possible to produce a braking torque according to the inventive method even in the driven state.

Die Bremsmomenterzeugung kann mit verschiedenen weiteren Funktionen im Fahrzeug, insbesondere mit einem Fahrerassistenzsystem kombiniert werden. In Betracht kommt beispielsweise die Kopplung mit einem automatischen Abstandssystem, bei welchem mithilfe einer Umfeldsensorik der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug gemessen und selbsttätig geschwindigkeitsabhängig der Abstand durch Beeinflussung der Motorantriebsleistung sowie der Bremsen eingehalten wird. Im Falle einer Verringerung des Abstandes zwischen Fahrzeug und vorausfahrendem Fahrzeug kann über das erfindungsgemäße Verfahren ein Bremsmoment zum Abbremsen des Fahrzeugs generiert werden.The brake torque generation can be combined with various other functions in the vehicle, in particular with a driver assistance system. Considered, for example, is the coupling with an automatic distance system, in which the distance between the vehicle and a vehicle in front is measured with the aid of environment sensors and the speed is automatically maintained as a function of the distance by influencing the engine drive power and the brakes. In the case of a reduction in the distance between the vehicle and the vehicle ahead, a braking torque for braking the vehicle can be generated via the method according to the invention.

Ein weiterer Vorteil bei der Erzeugung von Bremsmoment nach dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt in der geringen Geräuschentwicklung. Insbesondere bei frei rollendem Fahrzeug, wenn die Geräuschentwicklung durch den Verbrennungsmotor als Antriebsquelle gering ist, wird ein niedriges Geräuschniveau beim Bremsen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren als subjektiv angenehm empfunden.Another advantage in the generation of braking torque according to the inventive method is the low noise. In particular, when the vehicle is rolling freely when the noise is low by the internal combustion engine as a drive source, a low noise level when braking by the method according to the invention is perceived as subjectively pleasant.

Das erfindungsgemäße Verfahren läuft in einem Regel- bzw. Steuergerät ab, welches vorzugsweise in ein vierradgetriebenes Fahrzeug eingebaut ist. In dem Fahrzeug kommen verschiedene Fahrzeugvarianten in Betracht. In einer einfachen Ausführungsvariante ist eine der Fahrzeugachsen, beispielsweise die Hinterachse, fest angetrieben, wohingegen die zweite Achse über eine Kupplung zuschaltbar ist, insbesondere eine so genannte Hang-On-Kupplung, die das Drehmomentübertragungselement bildet. Mit dem Zuschalten der Kupplung kann Bremsmoment erzeugt werden, sofern die hierfür postulierten Bedingungen erfüllt sind. In der Ausführung als zu- und abschaltbare Kupplung sind die Getriebeeinheiten als separate Baueinheiten ausgeführt, über die die Antriebsbewegung des Antriebsmotors auf die Vorder- bzw. Hinterachse übertragen wird.The method according to the invention runs in a control or control device, which is preferably installed in a four-wheel drive vehicle. In the vehicle, different vehicle variants come into consideration. In a simple embodiment variant, one of the vehicle axles, for example the rear axle, is firmly driven, whereas the second axle can be engaged via a clutch, in particular a so-called hang-on clutch, which forms the torque transmission element. By switching on the clutch braking torque can be generated, provided the conditions postulated for this are met. In the embodiment as connectable and disconnectable clutch, the gear units are designed as separate units, via which the drive movement of the drive motor is transmitted to the front or rear axle.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist das Drehmomentübertragungselement als ein Torque-Vectoring-Stellelement ausgeführt, das ein aktives Stellelement bzw. einen Aktor darstellt, über das in einstellbarer Weise Drehmomente übertragen werden. Das Torque-Vecotring-Stellelement beinhaltet zweckmäßigerweise mindestens auch eine der Getriebeeinheiten, wodurch eine kompakte Ausführung gegeben ist.According to a further expedient embodiment, the torque transmission element is designed as a torque vectoring control element, which constitutes an active control element or an actuator, via which torques are transmitted in an adjustable manner. The torque-vecotring actuator expediently includes at least one of the gear units, whereby a compact design is given.

Das Torque-Vectoring-Stellelement ist vorzugsweise als ein Mittendifferenzial ausgeführt, das im kinematischen Verbindungsweg zwischen den beiden Fahrzeugachsen angeordnet ist und über das eine Drehmomentaufteilung zwischen den Achsen durchführbar ist. Gemäß einer weiteren Ausführung ist das Torque-Vectoring-Stellelement als ein Achsdifferenzial innerhalb einer Fahrzeugachse ausgebildet, mit dessen Hilfe eine Drehmomentverteilung zwischen dem linken und dem rechten Fahrzeugrad der Achse durchgeführt werden kann. Das Bremsmoment wird über das Achsdifferenzial erzeugt, indem die beiden Kupplungen des Achsdifferenzials gleichzeitig geschlossen werden, so dass auf Grund unterschiedlicher Getriebeübersetzungen an der Vorderachse und der Hinterachse eine Drehzahldifferenz zwischen den Achsen aufgeprägt wird, die zu einem Schleifen der Kupplungsscheiben des Achsdifferenzials führt, was dem zu generierenden Bremsmoment entspricht.The torque vectoring control element is preferably designed as a center differential, which is arranged in the kinematic connection path between the two vehicle axles and via which a torque distribution between the axles is feasible. According to a further embodiment, the torque vectoring control element is designed as an axle differential within a vehicle axle, with the aid of which a torque distribution between the left and the right vehicle wheel of the axle can be carried out. The braking torque is generated via the axle differential by the two clutches of the axle differential are closed simultaneously, so that due to different gear ratios on the front axle and the rear axle, a speed difference between the axles is impressed, which leads to a grinding of the clutch discs of the axle differential, which corresponds to the braking torque to be generated.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen: Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit fest angetriebener Hinterachse und zuschaltbarem Antrieb auf die Vorderachse, wobei in den Antriebsstrang zwischen Antriebsmotor und Vorderachse eine einstellbare Kupplung integriert ist, 1 a schematic representation of a vehicle with a fixed driven rear axle and engageable drive to the front axle, wherein in the drive train between the drive motor and the front axle, an adjustable clutch is integrated,

2 ein allradgetriebenes Fahrzeug in einer Ausführungsvariante, bei dem in die Vorderachse ein Achsdifferenzial integriert ist, 2 an all-wheel drive vehicle in an embodiment in which an axle differential is integrated in the front axle,

3 ein Ablaufdiagramm mit einzelnen Verfahrensschritten zur Durchführung des Verfahrens zum Erzeugen eines Bremsmomentes. 3 a flowchart with individual process steps for carrying out the method for generating a braking torque.

Das in 1 dargestellte Fahrzeug 1 ist als allradgetriebenes Fahrzeug ausgeführt und umfasst einen Antriebsmotor 2, insbesondere einen Verbrennungsmotor, dessen Antriebsmoment über eine hintere Getriebeeinheit 3 an die Hinterachse 4 und eine vordere Getriebeeinheit 5 an die Vorderachse 6 geleitet wird. Der Antrieb der Vorderachse 6 ist über ein Kupplungselement 7, welches als Hang-On-Kupplung ausgeführt ist, zuschaltbar ausgeführt. Dem Fahrzeug 1 ist ein Regel- bzw. Steuergerät 8 zugeordnet, das mit dem Antriebsmotor 2 kommuniziert und das über Stellsignale die Hang-On-Kupplung 7 einstellt. Das Regel- bzw. Steuergerät 8 empfängt außerdem Sensordaten einer Sensorik 9 im Fahrzeug 1, die sowohl eine Umfeldsensorik als auch eine Sensorik zur Ermittlung von Fahrzeugzustands- bzw. Kenngrößen umfasst. Die Stellsignale des Regel- bzw. Steuergeräts 8 zur Einstellung der Kupplung 7 werden als Funktion motorischer Kenndaten sowie der Sensordaten generiert.This in 1 illustrated vehicle 1 is designed as a four-wheel drive vehicle and includes a drive motor 2 , in particular an internal combustion engine whose drive torque via a rear gear unit 3 to the rear axle 4 and a front transmission unit 5 to the front axle 6 is directed. The drive of the front axle 6 is via a coupling element 7 , which is designed as a hang-on clutch, switchable executed. The vehicle 1 is a control unit 8th associated with the drive motor 2 communicates and the control signals via the hang-on clutch 7 established. The control unit 8th also receives sensor data from a sensor 9 in the vehicle 1 , which includes both an environment sensor and a sensor for determining Fahrzeugzustands- or parameters. The control signals of the control unit 8th for adjusting the clutch 7 are generated as a function of motor characteristics and sensor data.

Die beiden Getriebeeinheiten 3 und 5 an der Hinterachse 4 bzw. der Vorderachse 6 weisen eine sich unterscheidende Getriebeübersetzung auf, die sich um einen Betrag von beispielsweise 10% oder 15% unterscheiden kann. Beispielsweise besitzt die hintere Getriebeeinheit 11 eine Getriebeübersetzung von i = 11 und die vordere Getriebeeinheit eine Getriebeübersetzung von i = 10. Dieser Unterschied in der Übersetzung führt bei geschlossener Kupplung 7 zu einer Differenzdrehzahl zwischen Vorderachse und Hinterachse. Ausreichend hohe Haftung vorausgesetzt, wird anstelle einer Differenzdrehzahl ein Bremsmoment generiert, indem bei sich schließender Kupplung 7 die Kupplungsteile aneinanderschleifen, wodurch Reibungsarbeit geleistet wird, die zu einem Abbremsen des Fahrzeugs führt. Auf diese Weise ist es möglich, in bestimmten Fahrsituationen allein über das Schließen der Kupplung 7 Bremsmoment zu erzeugen und das Fahrzeug aus seiner aktuellen Geschwindigkeit heraus abzubremsen. Dieses Verfahren zur Erzeugung von Bremsmoment wird ausschließlich bei nicht-stehendem Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit durchgeführt, die signifikant größer als null ist.The two gear units 3 and 5 at the rear axle 4 or the front axle 6 have a differing gear ratio, which may differ by an amount of, for example, 10% or 15%. For example, has the rear transmission unit 11 a gear ratio of i = 11 and the front gear unit a gear ratio of i = 10. This difference in gear ratio results in closed clutch 7 to a differential speed between front axle and rear axle. Assuming sufficient adhesion, instead of a differential speed, a braking torque is generated by closing the clutch 7 grinding the coupling parts together, thereby performing friction work that leads to a deceleration of the vehicle. In this way, it is possible in certain driving situations alone on the closing of the clutch 7 To generate braking torque and brake the vehicle from its current speed out. This method of generating brake torque is performed only when the vehicle is not stationary at a speed that is significantly greater than zero.

In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein vierradgetriebenes Fahrzeug dargestellt. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel weist das Fahrzeug 1 als Antriebsmotor 2 einen Verbrennungsmotor auf, dessen Antriebskraft sowohl auf die Hinterachse als auch die Vorderachse 6 geleitet wird. Das Fahrzeug 1 ist mit einem Regel- bzw. Steuergerät 8 ausgestattet, das sowohl mit dem Antriebsmotor 2 als auch mit einer fahrzeugeigenen Sensorik 9 kommuniziert und Stellsignale zur Einstellung eines Achsdifferenzials 10 erzeugt, bei dem es sich um ein aktiv einstellbares, Torque-Vectoring-Stellelement handelt. Das Achsdifferenzial 10 weist zwei Kupplungen 11 und 12 auf, über die Antriebsmoment auf das linke bzw. rechte Vorderrad geleitet werden kann. Zweckmäßigerweise ist die vordere Getriebeeinheit 5 in das Achsdifferenzial 10 integriert.In 2 is shown a further embodiment of a four-wheel drive vehicle. As in the first embodiment, the vehicle 1 as a drive motor 2 an internal combustion engine whose driving force on both the rear axle and the front axle 6 is directed. The vehicle 1 is with a control unit 8th equipped with both the drive motor 2 as well as with an on-board sensor system 9 communicates and actuating signals for setting an axle differential 10 generated, which is an actively adjustable, torque vectoring actuator. The axle differential 10 has two couplings 11 and 12 on, the drive torque can be passed to the left or right front wheel. Conveniently, the front gear unit 5 in the axle differential 10 integrated.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel weisen die hintere Getriebeeinheit 3 und die vordere Getriebeeinheit 5 eine sich unterscheidende Getriebeübersetzung auf.Also in this embodiment, the rear gear unit 3 and the front gear unit 5 a differing gear ratio.

Mit dem gleichzeitigen Schließen beider Kupplungen 11 und 12 des Achsdifferenzials 10 kann während der Fahrt des Fahrzeugs ein Bremsmoment generiert werden, sofern eine ausreichend hohe Haftung zwischen den Rädern und der Fahrbahn besteht. Auf Grund der unterschiedlichen Getriebeübersetzungen entsteht an der Hinterachse und der Vorderachse eine Differenzdrehzahl, die zu eifern Schleifen der beiden Kupplungen 11 und 12 und damit einhergehend mit einem Dissipieren von Bewegungsenergie in den Kupplungen führt.With the simultaneous closing of both clutches 11 and 12 of the axle differential 10 can be generated while driving the vehicle, a braking torque, if there is a sufficiently high adhesion between the wheels and the road. Due to the different gear ratios arises at the rear axle and the front axle, a differential speed, the zealous loops of the two clutches 11 and 12 and concomitantly with dissipating kinetic energy in the couplings.

Das Ablaufdiagramm gemäß 3 zeigt die einzelnen Verfahrensschritte zur Durchführung des Verfahrens zur Erzeugung von Bremsmoment bei einem Fahrzeug gemäß den 1 und 2. Zunächst wird in einem ersten Verfahrensschritt 20 überprüft, ob eine Bremsmomentenanforderung entweder durch den Fahrer oder durch ein Fahrerassistenzsystem vorliegt, beispielsweise von einem Abstandsregelsystem. Sofern dies der Fall ist, wird der ja-Verzweigung („Y”) folgend zum nächsten Verfahrensschritt 21 fortgefahren; anderenfalls wird der nein-Verzweigung („N”) folgend wieder zum Beginn des Verfahrensschrittes 20 zurückgekehrt.The flowchart according to 3 shows the individual process steps for carrying out the method for generating braking torque in a vehicle according to the 1 and 2 , First, in a first process step 20 checks whether a braking torque request is present either by the driver or by a driver assistance system, for example by a distance control system. If so, the yes branch (" Y ") will proceed to the next step 21 continued; otherwise, the no-branch ("N") again becomes the beginning of the method step 20 returned.

Im nächsten Verfahrensschritt 21 erfolgt eine weitere Abfrage, ob die gewünschte Bremsmomentenanforderung über das Drehmomentübertragungselement im Antriebsstrang – im Ausführungsbeispiel gemäß 1 die Kupplung 7 und gemäß 2 das Achsdifferenzial 10 mit den beiden Kupplungen 11 und 12 – bereitgestellt werden kann. Dies ist dann der Fall, wenn weitere Bedingungen insbesondere hinsichtlich des aktuellen Fahrzustandes im Fahrzeug erfüllt sind. Der Bremsmomentenanforderung wird durch das Schließen der entsprechenden Kupplung bzw. Kupplungen nur entsprochen, wenn keine negativen Auswirkungen auf die Fahrstabilität zu erwarten sind. Um derartige negative Auswirkungen zu vermeiden, wird im Verfahrensschritt 21 eine Überprüfung von Fahrzeugzustands- bzw. Kenngrößen durchgeführt, die innerhalb zulässiger Wertebereiche liegen müssen. Bei den betrachteten Fahrzustands bzw. Kenngrößen handelt es sich sowohl um längs- und/oder querdynamische Zustandsgrößen, insbesondere die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, die Fahrzeuglängsbeschleunigung, die Querbeschleunigung und die Gierrate. Darüber hinaus wird der aktuelle Lenkwinkeleinschlag betrachtet sowie die Radschlupfwerte, wobei der sich aus Längsschlupf und Querschlupf zusammensetzende Radschlupf einen Schwellenwert nicht überschreiten darf. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass bei Geradeausfahrt oder beim Durchfahren von großen Kurvenradien geringere Seitenführungskräfte in Querrichtung übertragen werden müssen, so dass ein größerer Längsschlupf zulässig ist, ohne den Schwellenwert zu überschreiten.In the next process step 21 takes place a further query, whether the desired braking torque request via the torque transmitting element in the drive train - in the embodiment according to 1 the coupling 7 and according to 2 the axle differential 10 with the two clutches 11 and 12 - can be provided. This is the case when other conditions are met, in particular with regard to the current driving condition in the vehicle. The brake torque requirement is only met by closing the corresponding clutch or clutches if no negative effects on driving stability are to be expected. To avoid such negative effects, is in the process step 21 Carry out a review of Fahrzeugzustands- or parameters that must be within acceptable ranges. The considered driving states or parameters are both longitudinal and / or lateral dynamic state variables, in particular the vehicle longitudinal speed, the vehicle longitudinal acceleration, the lateral acceleration and the yaw rate. In addition, the current steering angle impact is considered as well as the wheel slip values, whereby the wheel slip composed of longitudinal slip and lateral slip must not exceed a threshold value. It should be noted that when driving straight ahead or when driving through large curve radii, lower cornering forces have to be transmitted in the transverse direction, so that greater longitudinal slip is permitted without exceeding the threshold value.

Des Weiteren muss der aktuelle Reibwert zwischen den Reifen und der Fahrbahn berücksichtigt werden. Um das Bremsen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen, ist es erforderlich, dass der Reibwert einen Schwellenwert nicht unterschreitet, da anderenfalls die unterschiedlichen Getriebeübersetzungen sich in einer Drehzahldifferenz auswirken, jedoch kein Bremsmoment generiert werden kann. Bei ausreichend hohem Reibwert laufen dagegen trotz unterschiedlicher Getriebeübersetzung beide Fahrzeugachsen mit gleicher Drehzahl um, gleichzeitig wird Energie in Form von Reibung im Kupplungselement dissipiert.Furthermore, the current coefficient of friction between the tires and the road has to be considered. In order to carry out the braking according to the method according to the invention, it is necessary that the coefficient of friction does not fall below a threshold value, since otherwise the different gear ratios will affect a speed difference, but no braking torque can be generated. At sufficiently high friction, however, run despite two different transmission ratios both vehicle axles at the same speed, at the same time energy is dissipated in the form of friction in the coupling element.

Sofern alle geforderten Bedingungen gemäß Abfrage nach Verfahrensschritt 21 erfüllt sind, wird der ja-Verzweigung folgend zum nächsten Verfahrensschritt 22 fortgefahren, in welchem das Kupplungselement bzw. die Kupplungselemente geschlossen und dadurch ein Bremsmoment erzeugt wird. Sofern nicht alle Bedingungen gemäß Verfahrensschritt 21 erfüllt sind, wird der nein-Verzweigung folgend wieder zum Beginn des Verfahrens zurückgekehrt, woraufhin in zyklischen Abschnitten erneut das gesamte Verfahren durchlaufen wird. In diesem Fall werden keine Bremsmomente nach dem erfindungsgemäßen Verfahren generiert.Provided that all required conditions according to query after process step 21 are satisfied, the yes branch following the next step 22 continued, in which the coupling element or the coupling elements closed and thereby a braking torque is generated. Unless all conditions according to method step 21 are met, the no-branch is returned to the beginning of the process following, whereupon the entire process is cycled again in the entire process. In this case, no braking torques are generated by the method according to the invention.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005040253 B3 [0002] DE 102005040253 B3 [0002]

Claims (14)

Verfahren zum Erzeugen eines Bremsmoments in einem mindestens zweiachsigen Fahrzeug, wobei im Antriebsstrang zwischen einem Antriebsmotor (2) und den Rädern an der Hinterachse (4) eine erste Getriebeeinheit (3) und zwischen dem Antriebsmotor (2) und den Rädern an der Vorderachse (6) eine zweite Getriebeeinheit (5) angeordnet ist und die Getriebeübersetzungen in der ersten und der zweiten Getriebeeinheit (3, 5) sich unterscheiden, und mit mindestens einem einstellbaren Drehmomentübertragungselement (7, 11, 12), das zwischen dem Antriebsmotor (2) und den Rädern einer Achse (6) angeordnet ist, wobei zur Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit das Drehmomentübertragungselement (7, 11, 12) in eine Drehmoment übertragende Stellung versetzt wird, sofern mindestens eine Fahrzustands- oder -kenngröße im Fahrzeug (1) innerhalb eines definierten Wertebereichs liegt.Method for generating a braking torque in an at least two-axle vehicle, wherein in the drive train between a drive motor ( 2 ) and the wheels on the rear axle ( 4 ) a first gear unit ( 3 ) and between the drive motor ( 2 ) and the wheels on the front axle ( 6 ) a second gear unit ( 5 ) is arranged and the gear ratios in the first and the second gear unit ( 3 . 5 ) and with at least one adjustable torque transmission element ( 7 . 11 . 12 ) located between the drive motor ( 2 ) and the wheels of an axle ( 6 ) is arranged, wherein for reducing the vehicle speed, the torque transmission element ( 7 . 11 . 12 ) is placed in a torque transmitting position, provided at least one Fahrzustands- or -kenngröße in the vehicle ( 1 ) lies within a defined range of values. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Fahrzustands- oder -kenngröße eine die längs- und/oder querdynamische Zustandsgröße betrachtet wird.A method according to claim 1, characterized in that as Fahrzustands- or -kenngröße the longitudinal and / or transverse dynamic state variable is considered. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nur für den Fall Bremsmoment erzeugt wird, dass die Querbeschleunigung und/oder die Gierrate einen Schwellenwert unterschreitet.A method according to claim 2, characterized in that is generated only in the event of braking torque that the lateral acceleration and / or the yaw rate falls below a threshold. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nur für den Fall Bremsmoment erzeugt wird, dass der Lenkwinkel einen Schwellenwert unterschreitet.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that braking torque is generated only in the event that the steering angle falls below a threshold value. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reibwert zwischen Reifen und Straße einen Schwellenwert überschreitet.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the coefficient of friction between the tire and the road exceeds a threshold. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Bremsmoment im nicht-angetriebenen, rollenden Zustand des Fahrzeugs (1) erzeugt wirdMethod according to one of claims 1 to 5, characterized in that braking torque in the non-driven, rolling state of the vehicle ( 1 ) is produced Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Bremsmoment im angetriebenen Zustand des Fahrzeugs (1) erzeugt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that braking torque in the driven state of the vehicle ( 1 ) is produced. Regel- bzw. Steuergerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Control device for carrying out the method according to one of claims 1 to 7. Fahrzeug mit einem Regel- bzw. Steuergerät nach Anspruch 8.Vehicle with a control or control device according to claim 8. Fahrzeug nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Ausführung als Allrad-Fahrzeug.Vehicle according to claim 9, characterized by an embodiment as a four-wheel vehicle. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmomentübertragungselement eine Kupplung (7) ist, über das ein Antriebsmoment auf die Räder einer Fahrzeugachse (6) zu- bzw. abschaltbar ist.Vehicle according to claim 10, characterized in that the torque transmission element is a clutch ( 7 ) is a driving torque to the wheels of a vehicle axle ( 6 ) can be switched on or off. Fahrzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmomentübertragungselement ein Torque-Vectoring-Stellelement (10) ist.Vehicle according to claim 10, characterized in that the torque transmission element is a torque vectoring control element ( 10 ). Fahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Torque-Vectoring-Stellelement als ein Mittendifferenzial ausgeführt ist.Vehicle according to claim 12, characterized in that the torque vectoring control element is designed as a center differential. Fahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Torque-Vectoring-Stellelement als ein Achsdifferenzial (10) ausgeführt ist.Vehicle according to claim 12, characterized in that the torque-vectoring actuator as an axle differential ( 10 ) is executed.
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