DE102011109340A1 - Method of disengaging positively closure clutch e.g. claw clutch in motor vehicle drive train, involves estimating clutch torque on closure clutch so that closure clutch is disengaged, only if estimated torque is below limit value - Google Patents

Method of disengaging positively closure clutch e.g. claw clutch in motor vehicle drive train, involves estimating clutch torque on closure clutch so that closure clutch is disengaged, only if estimated torque is below limit value Download PDF

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Abstract

The front axle (12) and rear axle (13) of the motor vehicle drive train (11) are positively interconnected by a closure clutch (10) in one of operating modes. The clutch torque on closure clutch is estimated. The closure clutch is positively disengaged in a normal operation, only if an estimated torque is below a limit value based on a steering angle signal. An independent claim is included for motor car device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1.

Aus der EP 0 510 457 A1 ist bereits ein Verfahren zum Ausrücken einer Formschlusskupplung in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang, insbesondere einer Klauenkupplung, die in zumindest einem Betriebszustand eine Vorderachse und eine Hinterachse des Kraftfahrzeugantriebsstrangs formschlüssig miteinander verbindet, bekannt.From the EP 0 510 457 A1 A method for disengaging a form-locking coupling in a motor vehicle drive train, in particular a dog clutch, which in at least one operating state connects a front axle and a rear axle of the motor vehicle drive train in a form-locking manner, is already known.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Komfort des Ausrückens der Formschlusskupplung zu erhöhen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention is in particular the object of increasing a comfort of the disengagement of the form-locking coupling. This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Ausrücken einer Formschlusskupplung in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang, insbesondere einer Klauenkupplung, die in zumindest einem Betriebszustand eine Vorderachse und eine Hinterachse des Kraftfahrzeugantriebsstrangs formschlüssig miteinander verbindet.The invention is based on a method for disengaging a form-locking coupling in a motor vehicle drive train, in particular a dog clutch, which in at least one operating state connects a front axle and a rear axle of the motor vehicle drive train in a form-fitting manner.

Es wird vorgeschlagen, dass das Ausrücken der Formschlusskupplung zumindest in einem Normalbetrieb erst zugelassen wird, wenn ein abgeschätztes Moment unterhalb eines Grenzwerts liegt. Dadurch kann in dem Normalbetrieb ein Moment, bei dem die Formschlusskupplung ausgerückt wird, auf einen maximalen Wert begrenzt werden, wodurch ein Lastwechselschlag beim Ausrücken reduziert werden kann. Dadurch kann der Lastwechselschlag beim Ausrücken der Formschlusskupplung begrenzt werden, wodurch ein Komfort des Ausrückens der Formschlusskupplung erhöht werden kann. Der Kraftfahrzeugantriebsstrang ist vorteilhafterweise als ein permanenter Allrad-Kraftfahrzeugantriebsstrang oder als ein zuschaltbarer Allrad-Kraftfahrzeugantriebsstrang ausgebildet. Vorzugsweise bildet die Formschlusskupplung eine Differentialsperre, insbesondere eines Längsdifferentials, oder einen zuschaltbaren Achsantrieb, insbesondere einen zuschaltbaren Vorderachsantrieb, aus. Unter einem „Ausrücken der Formschlusskupplung” soll insbesondere ein Öffnen der Formschlusskupplung und damit vorzugsweise ein Lösen einer formschlüssigen Verbindung zwischen der Vorderachse und der Hinterachse verstanden werden. Unter einem „Normalbetrieb” soll insbesondere ein Betrieb des Kraftfahrzeugantriebsstrangs verstanden werden, in dem ein Eingriff eines Sicherheitssystems, insbesondere eines Antiblockiersystems (ABS), fehlt. Unter „zulassen” soll insbesondere verstanden werden, dass ein Sperren des Ausrückens der Formschlusskupplung aufgehoben ist und/oder das Ausrücken der Formschlusskupplung erlaubt wird. Das abgeschätzte Moment bildet vorzugsweise ein notwendiges Ausrückkriterium. Vorzugsweise kann die Formschlusskupplung erst beim zugelassenen Ausrücken ausgerückt werden. Unter „kann ausgerückt werden” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das Ausrücken der Formschlusskupplung von zumindest einem weiteren Ausrückkriterium abhängig ist. Unter einem „abgeschätzten Moment” soll insbesondere ein Moment verstanden werden, das indirekt berechnet und/oder erfahrungsgemäß angenommen und/oder empirisch ermittelt wurde. Unter „indirekt berechnet” soll insbesondere verstanden werden, dass das abgeschätzte Moment mittels Sensoren berechnet oder ermittelt wurde, die für andere Zwecke vorgesehen sind. Vorzugsweise liegt über das Moment keine direkte Sensorinformation vor, sondern es ist geschätzt, errechnet, ermittelt und/oder angenommen. Unter „formschlüssig miteinander verbundene Vorderachse und Hinterachse” soll insbesondere verstanden werden, dass die Vorderachse und die Hinterachse, vorzugsweise Antriebsräder der Vorderachse und Antriebsräder der Hinterachse, gleichzeitig mit einem gleichen Motormoment beaufschlagt werden. Unter einem „Motormoment” soll insbesondere ein Moment einer Antriebseinheit des Kraftfahrzeugantriebsstrangs verstanden werden, die vorzugsweise einen Verbrennungsmotor und/oder einen Elektromotor aufweist. Vorteilhafterweise weist die Antriebseinheit eine Dauerbremse bzw. einen Retarder auf, wodurch das Motormoment ein Moment der Dauerbremse bzw. des Retarders mit umfasst. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.It is proposed that the disengagement of the form-locking coupling is permitted at least in a normal operation only when an estimated torque is below a limit value. Thereby, in the normal operation, a moment in which the positive-action clutch is disengaged, be limited to a maximum value, whereby a load change shock when disengaged can be reduced. As a result, the load change impact when disengaging the form-locking coupling can be limited, whereby a comfort of the disengagement of the form-locking coupling can be increased. The motor vehicle drive train is advantageously designed as a permanent four-wheel drive motor vehicle drive train or as a shiftable four-wheel drive motor vehicle drive train. The form-locking coupling preferably forms a differential lock, in particular a longitudinal differential, or a shiftable final drive, in particular a shiftable front-axle drive. A "disengagement of the form-locking coupling" is to be understood in particular as meaning an opening of the form-locking coupling and thus preferably a loosening of a form-locking connection between the front axle and the rear axle. A "normal operation" is to be understood in particular an operation of the motor vehicle drive train, in which an intervention of a safety system, in particular an anti-lock braking system (ABS), is missing. By "allow" is to be understood in particular that a disabling of the disengagement of the form-locking coupling is canceled and / or the disengagement of the form-locking coupling is allowed. The estimated moment preferably forms a necessary release criterion. Preferably, the positive coupling can be disengaged only when approved disengagement. In this context, the term "can be disengaged" is understood in particular to mean that the disengagement of the form-locking coupling is dependent on at least one further disengagement criterion. An "estimated moment" is to be understood as meaning, in particular, a moment that has been calculated indirectly and / or assumed empirically and / or empirically determined. By "indirectly calculated" is meant in particular that the estimated moment has been calculated or determined by means of sensors intended for other purposes. Preferably, there is no direct sensor information about the moment, but it is estimated, calculated, determined and / or assumed. By "positively interconnected front and rear axles" should be understood in particular that the front axle and the rear axle, preferably drive wheels of the front axle and drive wheels of the rear axle, are acted upon at the same time with a same engine torque. An "engine torque" is to be understood in particular as a torque of a drive unit of the motor vehicle drive train, which preferably has an internal combustion engine and / or an electric motor. Advantageously, the drive unit to a retarder or a retarder, whereby the engine torque includes a moment of the retarder and retarder. "Provided" is to be understood in particular specially programmed, designed, equipped and / or arranged.

Weiter wird vorgeschlagen, dass zur Bereitstellung des abgeschätzten Moments ein an der Formschlusskupplung anliegendes Kupplungsmoment abgeschätzt wird. Durch das Abschätzen des Moments an der Formschlusskupplung kann ein besonders vorteilhaftes Ausrückkriterium der Formschlusskupplung bereitgestellt werden. Grundsätzlich kann zur Bereitstellung des abgeschätzten Moments alternativ ein an der Vorderachse anliegendes Moment abgeschätzt werden.It is further proposed that, to provide the estimated torque, a clutch torque applied to the form-locking clutch is estimated. By estimating the torque at the form-locking coupling, a particularly advantageous release criterion of the form-locking coupling can be provided. In principle, an instantaneous torque applied to the front axle can be estimated to provide the estimated torque.

Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Ausrücken der Formschlusskupplung zumindest in Abhängigkeit eines Lenkwinkelsignals zugelassen wird. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter Parameter zur Abschätzung des Moments genutzt werden, wodurch das Zulassen des Ausrückens zumindest teilweise abhängig von einem Lenkeinschlag und damit von einer Kurvenfahrt ist. Unter „in Abhängigkeit eines Lenkwinkelsignals zulassen” soll insbesondere verstanden werden, dass das abgeschätzte Moment eine Abhängigkeit von dem Lenkwinkelsignal und damit von der Kurvenfahrt aufweist. Zur Abschätzung des Moments wird vorzugsweise das Lenkwinkelsignal verwendet. Das Lenkwinkelsignal wird vorzugsweise von Radsensoren bereitgestellt, die für das Antiblockiersystem vorgesehen sind. Grundsätzlich kann das Lenkwinkelsignal alternativ oder zusätzlich von einem Lenkwinkelsensor bereitgestellt werden. Vorteilhafterweise wird der Lenkwinkelsensor und damit das Lenkwinkelsignal sowohl für die Abschätzung des Moments als auch für eine Servolenkung, insbesondere eine elektronisch unterstützte Servolenkung, eines den Kraftfahrzeugantriebsstrang aufweisenden Kraftfahrzeugs verwendet. Vorzugsweise wird das Lenkwinkelsignal auch für das Antiblockiersystem verwendet. Vorteilhafterweise wird das Ausrücken der Formschlusskupplung lediglich bei einem Lenkwinkelsignal zugelassen, der eine Geradeausfahrt definiert.In particular, it is advantageous if the disengagement of the form-locking coupling is permitted at least as a function of a steering angle signal. As a result, a particularly advantageous parameter for estimating the torque can be used, whereby allowing the disengagement is at least partially dependent on a steering angle and thus on cornering. By "allow in dependence on a steering angle signal" is to be understood in particular that the estimated torque has a function of the steering angle signal and thus of the cornering. To estimate the moment is preferably the Steering angle signal used. The steering angle signal is preferably provided by wheel sensors provided for the anti-lock brake system. In principle, the steering angle signal can alternatively or additionally be provided by a steering angle sensor. Advantageously, the steering angle sensor and thus the steering angle signal is used both for the estimation of the moment and for a power steering, in particular an electronically assisted power steering, of a motor vehicle drive train having motor vehicle. Preferably, the steering angle signal is also used for the anti-lock braking system. Advantageously, the disengagement of the form-locking coupling is permitted only at a steering angle signal which defines a straight ahead.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn das Ausrücken der Formschlusskupplung zumindest in Abhängigkeit eines Motormoments zugelassen wird. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter alternativer oder zusätzlicher Parameter zur Abschätzung des Moments genutzt werden, wodurch das Zulassen des Ausrückens zumindest teilweise abhängig von dem Motormoment ist. Unter „in Abhängigkeit eines Motormoments zulassen” soll insbesondere verstanden werden, dass das abgeschätzte Moment eine Abhängigkeit von dem Motormoment aufweist. Zur Abschätzung des Moments wird vorzugsweise das Motormoment verwendet. Vorteilhafterweise wird das Ausrücken der Formschlusskupplung lediglich bei einem Motormoment zugelassen, das betragsmäßig keiner ist als ein definierter Schwellenwert des Motormoments.Further, it is advantageous if the disengagement of the form-locking coupling is permitted at least in dependence on an engine torque. As a result, a particularly advantageous alternative or additional parameter can be used for estimating the torque, whereby allowing the disengagement is at least partially dependent on the engine torque. By "allow as a function of engine torque" is to be understood in particular that the estimated torque has a function of the engine torque. To estimate the torque, the engine torque is preferably used. Advantageously, the disengagement of the form-locking coupling is permitted only at an engine torque that is in terms of magnitude none than a defined threshold value of the engine torque.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Ausrücken der Formschlusskupplung zumindest in Abhängigkeit eines Unterschieds zwischen Vorderachsantriebsraddurchmessern und Hinterachsantriebsraddurchmessern zugelassen wird. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter alternativer oder zusätzlicher Parameter zur Abschätzung des Moments genutzt werden, wodurch das Zulassen des Ausrückens zumindest teilweise abhängig von den Vorderachsantriebsraddurchmessern und den Hinterachsantriebsraddurchmessern ist. Wenn die Vorderachsantriebsraddurchmesser und die Hinterachsantriebsraddurchmesser des Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lastkraftfahrzeugs, gleich sind, ist das Zulassen des Ausrückens vorzugsweise unabhängig von den Vorderachsantriebsraddurchmessern und den Hinterachsantriebsraddurchmessern. Unter „Vorderachsantriebsraddurchmessern” soll insbesondere ein Durchmesser von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Lastkraftfahrzeugs, verstanden werden, die an der Vorderachse angeordnet sind. Unter „Hinterachsantriebsraddurchmessern” soll insbesondere ein Durchmesser von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs, insbesondere des Lastkraftfahrzeugs, verstanden werden, die an der Hinterachse angeordnet sind. Unter einem „Unterschied zwischen den Vorderachsantriebsraddurchmessern und den Hinterachsantriebsraddurchmessern” soll insbesondere verstanden werden, dass die Antriebsräder an der Vorderachse und die Antriebsräder an der Hinterachse sich in einem Durchmesser voneinander unterscheiden. Unter einem „Unterschied” soll insbesondere eine Abweichung verstanden werden, die ausgehend von dem größeren Antriebsraddurchmesser mindestens 3 Prozent, vorteilhaft mindestens 10 Prozent und besonders vorteilhaft mindestens 20 Prozent beträgt.Furthermore, it is advantageous if the disengagement of the form-locking coupling is permitted at least as a function of a difference between Vorderachsantriebsraddurchmessern and Hinterachsantriebsraddurchmessern. As a result, a particularly advantageous alternative or additional parameter can be used for the estimation of the torque, whereby allowing the disengagement is at least partially dependent on the Vorderachsantriebsraddurchmessern and Hinterachsantriebsraddurchmessern. If the Vorderachsantriebsraddurchmesser and the Hinterachsantriebsraddurchmesser the motor vehicle, in particular a truck, are the same, allowing the disengagement is preferably independent of the Vorderachsantriebsraddurchmessern and Hinterachsantriebsraddurchmessern. By "Vorderachsantriebsraddurchmessern" is in particular a diameter of drive wheels of the motor vehicle, in particular of the truck to be understood, which are arranged on the front axle. By "Hinterachsantriebsraddurchmessern" is in particular a diameter of drive wheels of the motor vehicle, in particular of the truck to be understood, which are arranged on the rear axle. A "difference between the Vorderachsantriebsraddurchmessern and Hinterachsantriebsraddurchmessern" should be understood in particular that the drive wheels on the front axle and the drive wheels on the rear axle differ in a diameter from each other. A "difference" should in particular be understood as a deviation which, starting from the larger drive wheel diameter, amounts to at least 3 percent, advantageously at least 10 percent, and particularly advantageously at least 20 percent.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Formschlusskupplung beim zugelassenen Ausrücken erst ab einer definierten Kraftfahrzeuggeschwindigkeit selbstständig ausgerückt wird. Dadurch kann ein besonders vorteilhaftes geschwindigkeitsabhängiges Ausrücken der Formschlusskupplung realisiert werden, bei dem die Formschlusskupplung erst ausgerückt wird, wenn das Ausrücken zugelassen ist und die definierte Kraftfahrzeuggeschwindigkeit überschritten ist. Durch das Ausrücken der Formschlusskupplung erst ab einer definierten Kraftfahrzeuggeschwindigkeit kann der Lastwechselschlag auf ein Maximum begrenzt werden. Unter „ab einer definierten Kraftfahrzeuggeschwindigkeit” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Formschlusskupplung ausgerückt wird, wenn eine vorliegende Kraftfahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs höher ist als die definierte Kraftfahrzeuggeschwindigkeit. Unter „selbstständig” soll insbesondere ein Vorgang verstanden werden, der ohne eine extern, beispielsweise mittels einer Steuer- und/oder Regeleinheit, angesteuerte Aktuatorik durchgeführt wird. Die definierte Kraftfahrzeuggeschwindigkeit liegt vorteilhafterweise zwischen 5 und 30 km/h, besonders vorteilhaft zwischen 8 und 25 km/h und ganz besonders vorteilhaft zwischen 12 und 20 km/h.Further, it is advantageous if the positive-locking clutch is disengaged automatically when permitted disengagement only from a defined vehicle speed. This allows a particularly advantageous speed-dependent disengagement of the form-locking coupling can be realized, in which the form-locking coupling is disengaged only when the disengagement is permitted and the defined motor vehicle speed is exceeded. By disengaging the form-locking coupling only from a defined motor vehicle speed of the load change impact can be limited to a maximum. By "above a defined motor vehicle speed" should be understood in this context, in particular, that the positive-fit clutch is disengaged when a present motor vehicle speed of the motor vehicle is higher than the defined motor vehicle speed. By "autonomous" is meant, in particular, a process which is carried out without an external, for example by means of a control and / or regulating unit, actuated actuator. The defined motor vehicle speed is advantageously between 5 and 30 km / h, particularly advantageously between 8 and 25 km / h and very particularly advantageously between 12 and 20 km / h.

Um eine Sicherheit zu erhöhen, wird die Formschlusskupplung in einer Notfallsituation aktiv ausgerückt, wodurch der Komfort zurückgestellt und das Sicherheitssystem, insbesondere das Antiblockiersystem, priorisiert werden kann. Unter einer „Notfallsituation” soll insbesondere ein Betrieb des Kraftfahrzeugantriebsstrangs verstanden werden, in dem ein Sicherheitssystem, insbesondere das Antiblockiersystem, in den Kraftfahrzeugantriebsstrang steuerungstechnisch eingreift. Unter „aktiv” soll insbesondere ein Vorgang verstanden werden, der mit einer extern, beispielsweise mittels der Steuer- und/oder Regeleinheit, angesteuerten Aktuatorik durchgeführt wird.To increase safety, the positive-locking clutch is actively disengaged in an emergency situation, whereby the comfort can be reset and the safety system, in particular the anti-lock braking system, can be prioritized. An "emergency situation" is to be understood, in particular, as an operation of the motor vehicle drive train in which a safety system, in particular the anti-lock braking system, intervenes in the motor vehicle drive train in terms of control engineering. By "active" is meant in particular a process which is carried out with an externally, for example by means of the control and / or regulating unit, actuated actuator.

Weiter wird eine Kraftfahrzeugvorrichtung mit einer Formschlusskupplung, insbesondere einer Klauenkupplung, die dazu vorgesehen ist, eine Vorderachse und eine Hinterachse eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs formschlüssig miteinander zu verbinden, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit, die dazu vorgesehen ist, ein Moment in dem Kraftfahrzeugantriebsstrang abzuschätzen und ein Ausrücken der Formschlusskupplung zumindest in einem Normalbetrieb erst zuzulassen, wenn das abgeschätzte Moment unterhalb eines Grenzwerts liegt, vorgeschlagen. Dadurch kann eine komfortable Kraftfahrzeugvorrichtung mit zuschaltbaren oder permanenten Allradantrieb bereitgestellt werden, bei dem ein Lastwechselschlag begrenzt ist. Unter einer ”Steuer- und/oder Regeleinheit” soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem ”Steuergerät” soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren.Further, a motor vehicle device with a form-locking coupling, in particular a dog clutch, which is provided to a front axle and a rear axle of a motor vehicle drive train form fit with each other connect, and with a control and / or regulating unit, which is intended to estimate a moment in the motor vehicle drive train and to allow disengagement of the form-locking coupling, at least in a normal mode until the estimated torque is below a limit, proposed. As a result, a comfortable motor vehicle device with shiftable or permanent four-wheel drive can be provided, in which a load change impact is limited. A "control and / or regulating unit" is to be understood in particular as a unit having at least one control unit. A "control unit" is to be understood in particular as meaning a unit having a processor unit and a memory unit as well as an operating program stored in the memory unit. In principle, the control and / or regulating unit can have a plurality of interconnected control units, which are preferably provided to communicate with one another via a bus system, in particular a CAN bus system.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, ein an der Formschlusskupplung anliegendes Kupplungsmoment abzuschätzen. Dadurch kann ein besonders vorteilhaftes Moment abgeschätzt werden, wodurch ein besonders vorteilhaftes Ausrücken der Formschlusskupplung realisiert werden kann.It is also proposed that the control and / or regulating unit is intended to estimate a clutch torque applied to the positive-locking clutch. Thereby, a particularly advantageous moment can be estimated, whereby a particularly advantageous disengagement of the form-locking coupling can be realized.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, zur Zulassung des Ausrückens der Formschlusskupplung eine einer Ausrückfeder entgegenwirkende Einrückdruckkammer drucklos zu schalten. Dadurch kann das Zulassen des Ausrückens und ein Sperren des Ausrückens besonders einfach realisiert werden. Unter einer „Ausrückfeder” soll insbesondere eine Feder verstanden werden, die eine mechanische Ausrückkraft bereitstellt, die dazu vorgesehen ist, die Formschlusskupplung selbstständig auszurücken und damit selbstständig zu öffnen. Vorzugsweise stellt die Ausrückfeder die definierte Kraftfahrzeuggeschwindigkeit ein, ab der die Formschlusskupplung ausgerückt wird, wenn das Ausrücken zugelassen ist. Unter einer „Einrückdruckkammer” soll insbesondere eine Druckkammer verstanden werden, die durch eine hydraulische und/oder pneumatische Beaufschlagung dazu vorgesehen ist, eine hydraulische und/oder pneumatische Einrückkraft bereitzustellen, die der Ausrückkraft entgegenwirkt. Unter „entgegenwirken” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die durch die Ausrückfeder bereitgestellte Ausrückkraft und die durch die Einrückdruckkammer bereitgestellte Einrückkraft gegeneinander wirken.In addition, it is proposed that the control and / or regulating unit is provided for releasing a release pressure chamber counteracting a release spring in order to permit release of the positive locking clutch. As a result, allowing the disengagement and disabling the disengagement can be realized particularly easily. A "disengaging spring" should be understood in particular to mean a spring which provides a mechanical disengaging force which is intended to disengage the positive-locking coupling independently and thus to open it on its own. Preferably, the release spring sets the defined motor vehicle speed, from which the positive-action clutch is disengaged when the disengagement is permitted. An "engagement pressure chamber" is to be understood in particular as meaning a pressure chamber which is provided by a hydraulic and / or pneumatic actuation to provide a hydraulic and / or pneumatic engagement force, which counteracts the disengagement force. By "counteracting" is to be understood in this context, in particular, that the release force provided by the release spring and the engagement force provided by the engagement pressure chamber act against each other.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawing, an embodiment of the invention is shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

1 zeigt schematisch eine Kraftfahrzeugvorrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einem zuschaltbaren Allradantrieb. Die Kraftfahrzeugvorrichtung ist als eine Lastkraftfahrzeugvorrichtung ausgebildet. Das Kraftfahrzeug ist als ein Lastkraftfahrzeug ausgebildet. Grundsätzlich kann das Kraftfahrzeug auch als ein Personenkraftfahrzeug ausgebildet sein. 1 schematically shows a motor vehicle device of a motor vehicle with a switchable four-wheel drive. The automotive device is designed as a truck device. The motor vehicle is designed as a truck. In principle, the motor vehicle can also be designed as a passenger vehicle.

Die Kraftfahrzeugvorrichtung weist einen Kraftfahrzeugantriebsstrang 11, mit einer Antriebseinheit 15, mit einer Getriebeeinheit 16, mit einer in einem Kraftfluss nach der Antriebseinheit 15 und vor der Getriebeeinheit 16 angeordneten Kupplungseinheit 17, eine Vorderachse 12 und eine Hinterachse 13 auf. Die Vorderachse 12 treibt Antriebsräder 18 und die Hinterachse 13 Antriebsräder 19 an. Die zur Bereitstellung eines Antriebsmoments vorgesehene Antriebseinheit 15 weist einen Verbrennungsmotor auf. Die Antriebseinheit 15 weist weiter einen Retarder auf. Die zur Trennung der Antriebseinheit 15 von der Getriebeeinheit 16 vorgesehene Kupplungseinheit 17 weist eine Reibschlusskupplung auf. Sie weist eine Lamellenkupplung auf. Die Hinterachse 13 ist in diesem Ausführungsbeispiel permanent an die Getriebeeinheit 16 antriebstechnisch angebunden. Die Vorderachse 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel wahlweise an die Getriebeeinheit 16 antriebstechnisch zuschaltbar und antriebstechnisch abschaltbar. Zur Bereitstellung des Allradantriebs ist die Vorderachse 12 antriebstechnisch zuschaltbar. Das Kraftfahrzeug weist einen zuschaltbaren Vorderachsantrieb auf. Die Kraftfahrzeugvorrichtung weist zur Anbindung der Vorderachse 12 an die Getriebeeinheit 16 ein Achsgetriebe 20 und zur Anbindung der Hinterachse 13 an die Getriebeeinheit 16 ein Achsgetriebe 21 auf. Grundsätzlich kann die Antriebseinheit 15 zusätzlich oder alternativ einen Elektromotor aufweisen.The motor vehicle device has a motor vehicle drive train 11 , with a drive unit 15 , with a gear unit 16 , with one in a power flow to the drive unit 15 and in front of the gear unit 16 arranged coupling unit 17 , a front axle 12 and a rear axle 13 on. The front axle 12 drives drive wheels 18 and the rear axle 13 drive wheels 19 at. The drive unit provided for providing a drive torque 15 has an internal combustion engine. The drive unit 15 also has a retarder. The for separating the drive unit 15 from the gear unit 16 provided coupling unit 17 has a friction clutch. It has a multi-plate clutch. The rear axle 13 is in this embodiment permanently to the transmission unit 16 connected by drive technology. The front axle 12 is optionally in this embodiment to the transmission unit 16 can be activated in terms of drive technology and can be switched off in terms of drive technology. To provide the four-wheel drive is the front axle 12 can be activated in terms of drive technology. The motor vehicle has a shiftable front axle drive. The motor vehicle device has to connect the front axle 12 to the gear unit 16 a axle drive 20 and for connecting the rear axle 13 to the gear unit 16 a axle drive 21 on. In principle, the drive unit 15 additionally or alternatively have an electric motor.

Zur Realisierung des Allradantriebs und damit zur antriebstechnischen Zuschaltung der Vorderachse 12 an die Getriebeeinheit 16 weist die Kraftfahrzeugvorrichtung eine Formschlusskupplung 10 auf. Die Formschlusskupplung 10 ist dazu vorgesehen, in einem Betriebszustand die Vorderachse 12 und die Hinterachse 13 formschlüssig miteinander zu verbinden und in einem anderen Betriebszustand die Vorderachse 12 und die Hinterachse 13 voneinander zu trennen. Sie ist dazu vorgesehen, die Vorderachse 12 und die Hinterachse 13 in einem Betriebszustand antriebstechnisch miteinander zu verbinden und in einem anderen Betriebszustand die Vorderachse 12 und die Hinterachse 13 antriebstechnisch voneinander zu trennen. Die Formschlusskupplung 10 weist einen eingerückten Zustand und einen ausgerückten Zustand auf. In dem eingerückten Zustand verbindet die Formschlusskupplung 10 die Vorderachse 12 und die Hinterachse 13 formschlüssig miteinander. In dem eingerückten Zustand der Formschlusskupplung 10 werden oder können alle Antriebsräder 18, 19 des Kraftfahrzeugs angetrieben werden. Die Formschlusskupplung 10 ist in dem eingerückten Zustand geschlossen. In dem ausgerückten Zustand trennt die Formschlusskupplung 10 die Vorderachse 12 und die Hinterachse 13 voneinander. In dem ausgerückten Zustand der Formschlusskupplung 10 werden oder können lediglich die Antriebsräder 19 der Hinterachse 13 angetrieben werden. Die Formschlusskupplung 10 ist in dem ausgerückten Zustand offen.For the realization of the all-wheel drive and thus for the drive-technical connection of the front axle 12 to the gear unit 16 the motor vehicle device has a form-locking coupling 10 on. The form-locking coupling 10 is intended, in an operating condition, the front axle 12 and the rear axle 13 positively connect with each other and in another operating condition, the front axle 12 and the rear axle 13 separate from each other. It is intended to the front axle 12 and the rear axle 13 in an operating state to connect drive technology together and in another operating state, the front axle 12 and the rear axle 13 drive technology to separate from each other. The form-locking coupling 10 has an engaged state and a disengaged state. In the engaged state, the form-locking coupling connects 10 the front axle 12 and the rear axle 13 positively with each other. In the engaged state of the form-locking coupling 10 be or can all drive wheels 18 . 19 be driven by the motor vehicle. The form-locking coupling 10 is closed in the engaged state. In the disengaged state separates the positive clutch 10 the front axle 12 and the rear axle 13 from each other. In the disengaged state of the form-locking coupling 10 are or can only drive wheels 19 the rear axle 13 are driven. The form-locking coupling 10 is open in the disengaged state.

Die Formschlusskupplung 10 bildet eine antriebstechnisch direkt ankoppelbare Vorderachse 12 aus. Sie ist zur Bereitstellung eines zuschaltbaren Vorderachsantriebs vorgesehen. Die Formschlusskupplung 10 verbindet die Vorderachse 12 zur Bereitstellung des Allradantriebs direkt mit der Hinterachse 13. Sie verbindet die Vorderachse 12 und die Hinterachse 13 starr miteinander. Die Formschlusskupplung 10 ist bezüglich des Kraftflusses zwischen der Vorderachse 12 und der Hinterachse 13 angeordnet. Sie ist bezüglich des Kraftflusses zwischen den Achsegetrieben 20, 21 angeordnet. Die Formschlusskupplung 10 ist bezüglich des Kraftflusses nach der Getriebeeinheit 16 und vor der Vorderachse 12 und damit vor dem Achsgetriebe 20 angeordnet. Sie ist dazu vorgesehen, den Kraftfluss von der Getriebeeinheit 16 in die Vorderachse 12 in einem Betriebszustand zu unterbrechen und in einem anderen Betriebszustand herzustellen. Die Formschlusskupplung 10 ist als eine Klauenkupplung ausgebildet. Grundsätzlich kann die Formschlusskupplung 10 auch eine Differentialsperre eines Zentraldifferentials ausbilden. Die Formschlusskupplung 10 kann grundsätzlich eine Differentialsperre eines Verteilergetriebes des Kraftfahrzeugantriebsstrangs 11 ausbilden.The form-locking coupling 10 forms a drive technology directly connectable front axle 12 out. It is intended to provide a switchable Vorderachsantriebs. The form-locking coupling 10 connects the front axle 12 to provide the all-wheel drive directly to the rear axle 13 , It connects the front axle 12 and the rear axle 13 rigid with each other. The form-locking coupling 10 is with respect to the power flow between the front axle 12 and the rear axle 13 arranged. It is with respect to the power flow between the axle gears 20 . 21 arranged. The form-locking coupling 10 is with respect to the power flow to the gear unit 16 and in front of the front axle 12 and thus in front of the axle drive 20 arranged. It is intended to control the flow of power from the gear unit 16 in the front axle 12 to interrupt in one operating state and to produce in another operating state. The form-locking coupling 10 is designed as a dog clutch. Basically, the form-locking coupling 10 also form a differential lock of a central differential. The form-locking coupling 10 In principle, a differential lock of a transfer case of the motor vehicle drive train 11 form.

Zur Schaltung der Formschlusskupplung 10 weist die Kraftfahrzeugvorrichtung eine nicht näher dargestellte Zylinder-Kolben-Einheit und eine nicht näher dargestellte Ausrückfeder auf. Die Zylinder-Kolben-Einheit ist zur hydraulischen Schließung und zur hydraulischen Öffnung der Formschlusskupplung 10 vorgesehen. Sie ist zur aktiven Betätigung der Formschlusskupplung 10 vorgesehen. Die Zylinder-Kolben-Einheit weist eine Einrückdruckkammer und eine zur Einrückdruckkammer entgegenwirkende Ausrückdruckkammer auf. Sie weist einen Zylinder, einen in dem Zylinder angeordneten Kolben und eine fest mit dem Kolben verbundene Kolbenstange auf. Der Zylinder und der Kolben begrenzen die Einrückdruckkammer und die Ausrückdruckkammer, die jeweils zur Betätigung der Formschlusskupplung 10 mit einem Druckfluid beaufschlagbar sind. Die Einrückdruckkammer ist zum Einrücken der Formschlusskupplung 10 und die Ausrückdruckkammer zum Ausrücken der Formschlusskupplung 10 vorgesehen. Durch Beaufschlagen der Einrückdruckkammer mit dem Druckfluid resultiert eine Einrückkraft, die über die Kolbenstange auf die Formschlusskupplung 10 wirkt. Die Einrückkraft versucht die Formschlusskupplung 10 zu schließen. Die Einrückkraft ist als eine hydraulische Einrückkraft ausgebildet. Die Einrückdruckkammer wirkt der Ausrückfeder entgegen. Durch Beaufschlagen der Ausrückdruckkammer mit dem Druckfluid resultiert eine Ausrückkraft, die über die Kolbenstange auf die Formschlusskupplung 10 wirkt. Die Ausrückkraft versucht die Formschlusskupplung 10 zu öffnen. Die Ausrückkraft ist als eine hydraulische Ausrückkraft ausgebildet. Die Ausrückdruckkammer der Zylinder-Kolben-Einheit ist für eine Notfallsituation vorgesehen. Sie ist dazu vorgesehen, die Formschlusskupplung 10 in der Notfallsituation aktiv zu öffnen. Die Ausrückdruckkammer wird in der Notfallsituation mit dem Druckfluid beaufschlagt und die Formschlusskupplung 10 somit in der Notfallsituation aktiv ausgerückt. Die Ausrückdruckkammer wirkt in die gleiche Richtung wie die Ausrückfeder. Die Zylinder-Kolben-Einheit ist doppeltwirkend ausgebildet. Der Kolben und damit die Kolbenstange sind durch Druckbeaufschlagung in zwei Richtungen bewegbar. Das Druckfluid ist als ein Betriebsmittelöl ausgebildet. Die Notfallsituation ist als ein Eingriff des Antiblockiersystems ausgebildet.To switch the form-locking coupling 10 For example, the motor vehicle device has a cylinder-piston unit, not shown in more detail, and a release spring (not shown). The cylinder-piston unit is for hydraulic closing and hydraulic opening of the form-locking coupling 10 intended. It is for active actuation of the form-locking coupling 10 intended. The cylinder-piston unit has an engagement pressure chamber and a disengagement pressure chamber counteracting the engagement pressure chamber. It has a cylinder, a piston arranged in the cylinder and a piston rod fixedly connected to the piston. The cylinder and the piston define the engagement pressure chamber and the release pressure chamber, each for actuating the positive clutch 10 can be acted upon with a pressurized fluid. The engagement pressure chamber is for engaging the positive clutch 10 and the release pressure chamber for disengaging the positive clutch 10 intended. By applying the Einrückdruckkammer with the pressurized fluid results in an engagement force, via the piston rod to the form-locking coupling 10 acts. The engagement force tries the form-locking coupling 10 close. The engagement force is formed as a hydraulic engagement force. The engagement pressure chamber counteracts the release spring. By acting on the Ausrückdruckkammer with the pressurized fluid results in a disengaging force, via the piston rod on the form-locking coupling 10 acts. The release force tries the form-locking coupling 10 to open. The disengagement force is designed as a hydraulic disengaging force. The release pressure chamber of the cylinder-piston unit is provided for an emergency situation. It is intended for the form-locking coupling 10 to actively open in the emergency situation. The release pressure chamber is acted upon in the emergency situation with the pressure fluid and the form-locking coupling 10 thus actively disengaged in the emergency situation. The release pressure chamber acts in the same direction as the release spring. The cylinder-piston unit is double-acting. The piston and thus the piston rod are movable by pressurization in two directions. The pressurized fluid is formed as a resource oil. The emergency situation is designed as an intervention of the anti-lock braking system.

Die Ausrückfeder ist zur selbstständigen Öffnung der Formschlusskupplung 10, d. h. unabhängig von einer externen Steuerung und Regelung, vorgesehen. Die Ausrückfeder stellt eine mechanische Ausrückkraft bereit, die auf die Formschlusskupplung 10 permanent wirkt. Die Ausrückkraft versucht die Formschlusskupplung 10 permanent zu öffnen. Sie wirkt der Einrückkraft entgegen. Die Ausrückfeder ist zur geschwindigkeitsabhängigen Ausrückung der Formschlusskupplung 10 vorgesehen. Die Ausrückfeder öffnet selbstständig die Formschlusskupplung 10 in Abhängigkeit einer Kraftfahrzeuggeschwindigkeit und damit in Abhängigkeit eines Verspannmoments in der Formschlusskupplung 10. Durch eine Auslegung der Ausrückfeder erfolgt eine verspannmomentabhängige Ausrückgrenze, ab der die Formschlusskupplung 10 eingerückt bleibt. Die Ausrückgrenze ist durch das Verspannmoment in der Formschlusskupplung 10 definiert. Ab der Ausrückgrenze ist das Verspannmoment größer als die Ausrückkraft der Ausrückfeder. Das Verspannmoment wirkt der Ausrückkraft entgegen. Das Verspannmoment ist geschwindigkeitsabhängig. Die Formschlusskupplung 10 wird durch die Ausrückfeder ab einer definierten Kraftfahrzeuggeschwindigkeit ausgerückt, bei der das Verspannmoment in der Formschlusskupplung 10 kleiner ist als die Ausrückkraft der Ausrückfeder. Sie wird mittels der Ausrückfeder ab einer Kraftfahrzeuggeschwindigkeit von 15 km/h ausgerückt. Die Ausrückkraft ist als eine Federkraft der Ausrückfeder ausgebildet. Die Ausrückfeder ist als eine Druckfeder ausgebildet.The release spring is for the independent opening of the form-locking coupling 10 , ie independent of an external control and regulation provided. The disengagement spring provides a mechanical disengagement force that is responsive to the positive clutch 10 permanently acting. The release force tries the form-locking coupling 10 permanently open. It counteracts the engagement force. The release spring is for the speed-dependent disengagement of the form-locking coupling 10 intended. The release spring automatically opens the form-locking coupling 10 as a function of a vehicle speed and thus as a function of a Verspannmoments in the form-locking coupling 10 , By design of the release spring is a verspannmomentabhängige disengagement, starting from the positive coupling 10 remains indented. The disengagement limit is due to the tensioning torque in the form-locking coupling 10 Are defined. From the release limit, the tensioning torque is greater than the release force of the release spring. The bracing moment counteracts the release force. The tensioning moment is speed-dependent. The form-locking coupling 10 is disengaged by the release spring from a defined motor vehicle speed, in which the Verspannmoment in the form-locking coupling 10 smaller than the release force of the release spring. It is disengaged by means of the release spring from a motor vehicle speed of 15 km / h. The Release force is formed as a spring force of the release spring. The release spring is designed as a compression spring.

Zur Steuerung und Regelung der Zuschaltung und Abschaltung der Vorderachse 12 und damit zur Steuerung und Regelung des Einrückens und des Ausrückens der Formschlusskupplung 10 weist die Kraftfahrzeugvorrichtung eine Steuer- und Regeleinheit 14 auf, die ein Moment in dem Kraftfahrzeugantriebsstrang 11 abschätzt und das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 und damit das Abschalten der Vorderachse 12 in einem Normalbetrieb erst zulässt, wenn das abgeschätzte Moment unterhalb eines Grenzwerts liegt. Das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 wird in dem Normalbetrieb erst zugelassen, wenn das abgeschätzte Moment den Grenzwert unterschreitet. Die Steuer- und Regeleinheit 14 sperrt das Ausrücken der Formschlusskupplung 10, wenn das abgeschätzte Moment dem Grenzwert entspricht oder oberhalb des Grenzwerts liegt. Das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 wird in dem Normalbetrieb solange gesperrt, bis das abgeschätzte Moment den Grenzwert unterschreitet. Die Steuer- und Regeleinheit 14 erlaubt das Ausrücken der Formschlusskupplung 10, wenn das abgeschätzte Moment unterhalb des Grenzwerts liegt. Die Ausrückfeder kann die Formschlusskupplung 10 erst öffnen, wenn die Steuer- und Regeleinheit 14 das Ausrücken zulässt.For controlling and regulating the connection and disconnection of the front axle 12 and thus for controlling and regulating the engagement and disengagement of the form-locking coupling 10 the motor vehicle device has a control and regulation unit 14 which is a moment in the motor vehicle powertrain 11 appraises and disengaging the form-locking coupling 10 and thus the switching off of the front axle 12 in normal operation only if the estimated torque is below a limit. The disengagement of the form-locking coupling 10 is only permitted in normal operation if the estimated torque falls below the limit value. The control unit 14 locks the disengagement of the form-locking coupling 10 if the estimated torque is equal to or above the limit. The disengagement of the form-locking coupling 10 is disabled in normal operation until the estimated torque falls below the limit. The control unit 14 allows the disengagement of the form-locking coupling 10 when the estimated torque is below the threshold. The disengagement spring can be the form-locking coupling 10 only open when the control unit 14 the disengagement allows.

In diesem Ausführungsbeispiel schätzt die Steuer- und Regeleinheit 14 ein an der Formschlusskupplung 10 anliegendes Kupplungsmoment ab. Zur Bereitstellung des abgeschätzten Moments wird ein an der Formschlusskupplung 10 anliegendes Kupplungsmoment abgeschätzt. Grundsätzlich kann die Steuer- und Regeleinheit 14 auch ein an der Vorderachse 12 anliegendes Moment abschätzen.In this embodiment, the control unit estimates 14 one on the form-locking coupling 10 applied clutch torque. To provide the estimated torque is a on the form-locking coupling 10 estimated clutch torque estimated. Basically, the control unit 14 also one on the front axle 12 estimate present moment.

Zum Sperren und Zulassendes Ausrückens der Formschlusskupplung 10 ist die Steuer- und Regeleinheit 14 dazu vorgesehen, die Druckbeaufschlagung der Zylinder-Kolben-Einheit zu steuern und zu regeln. Zum Zulassen des Ausrückens wird die Einrückdruckkammer der Zylinder-Kolben-Einheit drucklos geschaltet und zum Sperren des Ausrückens wird die Einrückdruckkammer der Zylinder-Kolben-Einheit mit dem Druckfluid beaufschlagt. Die Steuer- und Regeleinheit 14 schaltet zur Zulassung des Ausrückens der Formschlusskupplung 10 die der Ausrückfeder entgegenwirkende Einrückdruckkammer drucklos. Zur Sperrung des Ausrückens der Formschlusskupplung 10 beaufschlagt die Steuer- und Regeleinheit 14 die Einrückdruckkammer mit dem Druckfluid, aus dem eine Einrückkraft resultiert, die größer ist als die als Federkraft ausgebildete Ausrückkraft der Ausrückfeder.To block and allow disengagement of the positive clutch 10 is the control unit 14 intended to control and regulate the pressurization of the cylinder-piston unit. To allow the disengagement, the engagement pressure chamber of the cylinder-piston unit is depressurized and to disengage the disengagement pressure chamber of the cylinder-piston unit is pressurized with the pressurized fluid. The control unit 14 switches to the admission of disengagement of the form-locking coupling 10 the disengagement spring counteracting engagement pressure chamber without pressure. To block the disengagement of the form-locking coupling 10 acts on the control unit 14 the engagement pressure chamber with the pressure fluid from which results an engagement force which is greater than the release force of the deployment spring designed as a spring force.

Erkennt die Steuer- und Regeleinheit 14 eine Notfallsituation, und damit einen steuerungstechnischen Eingriff des Antiblockiersystems, öffnet sie die Formschlusskupplung 10. Die Formschlusskupplung 10 wird bei dem Eingriff des Antiblockiersystems aktiv ausgerückt. Bei dem Erkennen der Notfallsituation beaufschlagt die Steuer- und Regeleinheit 14 die Ausrückdruckkammer der Zylinder-Kolben-Einheit mit dem Druckfluid aus dem eine Ausrückkraft resultiert, die größer ist als ein Druck in der Einrückdruckkammer der Zylinder-Kolben-Einheit. Die Formschlusskupplung 10 wird in der Notfallsituation sicher und sofort ausgerückt, wodurch eine Funktion des Antiblockiersystems vollständig zur Verfügung steht.Detects the control unit 14 an emergency situation, and thus a control intervention of the anti-lock braking system, it opens the form-locking coupling 10 , The form-locking coupling 10 is actively disengaged during the intervention of the anti-lock braking system. When recognizing the emergency situation acts on the control unit 14 the release pressure chamber of the cylinder-piston unit with the pressurized fluid resulting in a disengagement force that is greater than a pressure in the engagement pressure chamber of the cylinder-piston unit. The form-locking coupling 10 is safely and immediately disengaged in the emergency situation, whereby a function of the antilock braking system is completely available.

Zur Realisierung des Antiblockiersystems weist die Kraftfahrzeugvorrichtung nicht näher dargestellte Radsensoren auf. Jedes Antriebsrad 18, 19 des Kraftfahrzeugs weist einen Radsensor auf. Die Radsensoren sind zur Erkennung eines Schlupfs der Antriebsräder 18, 19 vorgesehen. Sie erfassen jeweils eine Raddrehzahl. Die Steuer- und Regeleinheit 14 ist kommunizierend mit den Radsensoren verbunden. Die Radsensoren sind jeweils als ein induktiver Drehzahlsensor oder als ein Hallgeber ausgebildet.To realize the anti-lock braking system, the motor vehicle device has wheel sensors not shown in greater detail. Each drive wheel 18 . 19 of the motor vehicle has a wheel sensor. The wheel sensors are for detecting slip of the drive wheels 18 . 19 intended. They each record a wheel speed. The control unit 14 is communicatively connected to the wheel sensors. The wheel sensors are each designed as an inductive speed sensor or as a Hall sender.

In diesem Ausführungsbeispiel wird das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 in Abhängigkeit der Radsensoren, in Abhängigkeit eines Lenkwinkelsignals und in Abhängigkeit eines Motormoments der Antriebseinheit 15 und in Abhängigkeit von einem Unterschied zwischen Vorderachsantriebsraddurchmessern und Hinterachsantriebsraddurchmessern zugelassen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Vorderachsantriebsraddurchmesser und die Hinterachsantriebsraddurchmesser gleich ausgebildet. Die Antriebsräder 18 der Vorderachse 12 und die Antriebsräder 19 der Hinterachse 13 weisen einen gleichen Durchmesser auf, wodurch der Unterschied einen Wert nahezu Null aufweist und die Abhängigkeit unwirksam ist.In this embodiment, the disengagement of the form-locking coupling 10 as a function of the wheel sensors, as a function of a steering angle signal and as a function of a motor torque of the drive unit 15 and allowed depending on a difference between front axle drive wheel diameters and rear drive wheel diameters. In this embodiment, the Vorderachsantriebsraddurchmesser and Hinterachsantriebsraddurchmesser are the same. The drive wheels 18 the front axle 12 and the drive wheels 19 the rear axle 13 have an equal diameter, whereby the difference has a value close to zero and the dependence is ineffective.

Das abgeschätzte Moment wird anhand der Radsensoren, anhand des Lenkwinkelsignals und anhand des Motormoments abgeschätzt. Die Steuer- und Regeleinheit 14 schätzt das Moment mit Hilfe der Radsensoren, des Lenkwinkelsignals und des Motormoments ab. Grundsätzlich kann das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 in Abhängigkeit weiterer fahrzeugseitiger Parameter, wie beispielsweise eines Traktionsmodis, einer Kraftfahrzeugbeladung, einer Kraftfahrzeuggeschwindigkeit, eines Bremszustands, eines Kupplungszustands und/oder Ähnlichem, abgeschätzt werden. Natürlich kann das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 in Abhängigkeit von lediglich einem einzigen fahrzeugseitigen Parameter abgeschätzt werden.The estimated torque is estimated from the wheel sensors, from the steering angle signal and from the engine torque. The control unit 14 estimates the moment using the wheel sensors, the steering angle signal and the engine torque. In principle, the disengagement of the form-locking coupling 10 in dependence on further vehicle-side parameters, such as a traction mode, a vehicle load, a vehicle speed, a braking state, a clutch state and / or the like, are estimated. Of course, the disengagement of the form-locking coupling 10 be estimated depending on only a single vehicle-side parameter.

Zur Bereitstellung des Lenkwinkelsignals weist die Kraftfahrzeugvorrichtung einen nicht näher dargestellten Lenkwinkelsensor auf. Die Steuer- und Regeleinheit 14 ist zur Abschätzung des Moments kommunizierend mit dem Lenkwinkelsensor verbunden. Wird mittels des Lenkwinkelsignals eine Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs erkannt, wird das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 verhindert. Das Ausrücken wird zugelassen, wenn keine Kurvenfahrt erkannt wird. Die Steuer- und Regeleinheit 14 sperrt das Ausrücken der Formschlusskupplung 10, wenn sie mittels des Lenkwinkelsignals eine Kurvenfahrt erkennt. Die Steuer- und Regeleinheit 14 beaufschlagt die Einrückdruckkammer mit dem Druckfluid, wenn sie mittels des Lenkwinkelsignals eine Kurvenfahrt erkennt. Sie stellt bei Erkennen einer Kurvenfahrt mittels der Einrückdruckkammer eine Einrückkraft bereit, die größer ist als die Ausrückkraft der Ausrückfeder. Zur Bereitstellung des Lenkwinkelsignals können alternativ oder zusätzlich die Radsensoren genutzt werden. Die Steuer- und Regeleinheit 14 kann eine Kurvenfahrt alternativ oder zusätzlich mittels der Radsensoren, beispielsweise durch unterschiedliche Drehzahlen der Antriebsräder 18, 19, erkennen.To provide the steering angle signal, the motor vehicle device does not have one Steering angle sensor shown in detail. The control unit 14 is communicating with the steering angle sensor to estimate the torque. If a cornering of the motor vehicle is detected by means of the steering angle signal, the disengagement of the form-locking coupling becomes 10 prevented. The disengagement is permitted if no cornering is detected. The control unit 14 locks the disengagement of the form-locking coupling 10 when it detects cornering by means of the steering angle signal. The control unit 14 acts on the engagement pressure chamber with the pressurized fluid when it detects cornering by means of the steering angle signal. It provides upon detection of cornering by means of Einrückdruckkammer an engagement force ready, which is greater than the release force of the release spring. To provide the steering angle signal, alternatively or additionally, the wheel sensors can be used. The control unit 14 can cornering alternatively or additionally by means of the wheel sensors, for example by different speeds of the drive wheels 18 . 19 , detect.

Die Steuer- und Regeleinheit 14 ist zur Abschätzung des Moments kommunizierend mit der Antriebseinheit 15 verbunden. Das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 wird erst zugelassen, wenn das Motormoment der Antriebseinheit 15 betragsmäßig kleiner ist als ein definierter Grenzwert. Die Steuer- und Regeleinheit 14 sperrt das Ausrücken der Formschlusskupplung 10, wenn das Motormoment betragsmäßig größer ist als der Grenzwert. Die Steuer- und Regeleinheit 14 beaufschlagt die Einrückdruckkammer mit dem Druckfluid, wenn das Motormoment betragsmäßig größer ist als der Grenzwert. Sie stellt bei einem Motormoment das betragsmäßig größer ist als der Grenzwert, mittels der Einrückdruckkammer eine Einrückkraft bereit, die größer ist als die Ausrückkraft der Ausrückfeder. Das Motormoment setzt sich dabei aus einem Verbrennungsmotormoment und einem Retardermoment zusammen.The control unit 14 is for estimating the moment communicating with the drive unit 15 connected. The disengagement of the form-locking coupling 10 is only permitted if the engine torque of the drive unit 15 amount is smaller than a defined limit. The control unit 14 locks the disengagement of the form-locking coupling 10 when the engine torque is greater in magnitude than the limit value. The control unit 14 acts on the engagement pressure chamber with the pressure fluid when the engine torque is greater in magnitude than the limit value. At an engine torque which is greater in magnitude than the limit value, it provides, by means of the engagement pressure chamber, an engagement force that is greater than the release force of the release spring. The engine torque is composed of an engine torque and a retarder torque.

Das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 wird erst zugelassen, wenn beide Bedingungen erfüllt sind und somit eine Geradeausfahrt vorliegt und das Motormoment betragsmäßig kleiner ist als der Grenzwert. Das an der Formschlusskupplung 10 anliegende Kupplungsmoment wird bei einem Motormoment unterhalb des Grenzwerts und einer Geradeausfahrt auf kleiner als der Grenzwert geschätzt, wodurch das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 zugelassen wird. Durch eine Erfüllung der zwei Bedingungen, Geradeausfahrt und Motormoment kleiner Grenzwert, ermittelt die Steuer- und Regeleinheit 14 ein abgeschätztes Moment, das unterhalb des Grenzwerts liegt und lässt das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 zu. Ist eines der Bedingungen nicht erfüllt, ermittelt die Steuer- und Regeleinheit 14 ein abgeschätztes Moment, das oberhalb des Grenzwerts liegt und sperrt das Ausrücken der Formschlusskupplung 10.The disengagement of the form-locking coupling 10 is only permitted if both conditions are fulfilled and thus there is a straight-ahead travel and the engine torque is smaller in magnitude than the limit value. The at the form-locking coupling 10 applied clutch torque is estimated at less than the limit at an engine torque below the limit and a straight-ahead driving, whereby the disengagement of the positive clutch 10 is allowed. By fulfilling the two conditions, straight ahead and engine torque small limit, the control unit determines 14 an estimated moment, which is below the limit and leaves the disengagement of the form-locking coupling 10 to. If one of the conditions is not met, the control unit determines 14 an estimated torque that is above the limit and disables disengagement of the positive clutch 10 ,

Wenn das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 zugelassen ist, kann die Formschlusskupplung 10 ausgerückt werden. Die Formschlusskupplung 10 wird aber erst ausgerückt, wenn eine Kraftfahrzeuggeschwindigkeit vorliegt, die größer ist als die definierte Kraftfahrzeuggeschwindigkeit. Die Formschlusskupplung 10 wird beim zugelassenen Ausrücken erst ab einer definierten Kraftfahrzeuggeschwindigkeit mittels der Ausrückfeder selbstständig ausgerückt. Die Formschlusskupplung 10 wird ab einer definierten Kraftfahrzeuggeschwindigkeit selbstständig ausgerückt, wenn das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 von der Steuer- und Regeleinheit 14 zugelassen ist. Die eingerückte Formschlusskupplung 10 wird mittels der Ausrückfeder erst selbstständig geöffnet, wenn die Kraftfahrzeuggeschwindigkeit größer ist als die definierte Kraftfahrzeuggeschwindigkeit und wenn das Ausrücken zugelassen ist. Durch eine Auslegung der Ausrückfeder reicht die Ausrückkraft der Ausrückfeder erst ab der definierten Kraftfahrzeuggeschwindigkeit aus, um die eingerückte Formschlusskupplung 10 zu öffnen, da die Ausrückkraft der Ausrückfeder erst ab der definierten Kraftfahrzeuggeschwindigkeit größer ist als das Verspannmoment der Formschlusskupplung 10.When disengaging the positive clutch 10 is permitted, the positive-locking coupling 10 be disengaged. The form-locking coupling 10 but is only disengaged when a vehicle speed is greater than the defined vehicle speed. The form-locking coupling 10 is disengaged at the authorized disengagement only from a defined vehicle speed by means of the release spring independently. The form-locking coupling 10 is automatically disengaged from a defined vehicle speed when the disengagement of the form-locking coupling 10 from the control unit 14 is allowed. The engaged form-locking coupling 10 is only automatically opened by the release spring when the vehicle speed is greater than the defined vehicle speed and when the disengagement is allowed. By designing the release spring, the release force of the release spring is sufficient only from the defined motor vehicle speed to the engaged positive clutch 10 open, since the disengagement of the release spring is greater than the Verspannmoment the form-locking coupling only from the defined motor vehicle speed 10 ,

Wenn sich die Vorderachsantriebsraddurchmesser und die Hinterachsantriebsraddurchmesser voneinander unterscheiden, und damit die Antriebsräder 18 der Vorderachse 12 und die Antriebsräder 19 der Hinterachse 13 unterschiedliche Durchmesser aufweisen, weist der Unterschied einen von Null abweichenden Wert auf, wodurch die Abhängigkeit wirksam wird. Bei Vorderachsantriebsraddurchmessern, die sich von den Hinterachsantriebsraddurchmesser unterscheiden, wird das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 zusätzlich in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen den Vorderachsantriebsraddurchmessern und den Hinterachsantriebsraddurchmessern zugelassen. Das abgeschätzte Moment wird zusätzlich anhand des Unterschieds der Vorderachsantriebsraddurchmesser von den Hinterachsantriebsraddurchmessern abgeschätzt. Die Steuer- und Regeleinheit 14 schätzt das Moment mit Hilfe des Lenkwinkelsignals, des Motormoments und des Unterschieds zwischen den Vorderachsantriebsraddurchmessern und den Hinterachsantriebsraddurchmessern ab.When the Vorderachsantriebsraddurchmesser and Hinterachsantriebsraddurchmesser differ from each other, and thus the drive wheels 18 the front axle 12 and the drive wheels 19 the rear axle 13 have different diameters, the difference has a non-zero value, whereby the dependence is effective. For Vorderachsantriebsraddurchmessern, which differ from the Hinterachsantriebsraddurchmesser, the disengagement of the positive clutch 10 additionally permitted depending on the difference between the front axle drive wheel diameters and the rear axle drive wheel diameters. The estimated torque is additionally estimated from the difference of the Vorderachsantriebsraddurchmesser of Hinterachsantriebsraddurchmessern. The control unit 14 estimates the torque using the steering angle signal, the engine torque and the difference between the front axle drive wheel diameters and the rear axle drive wheel diameters.

Wenn die Vorderachsantriebsraddurchmesser kleiner sind als die Hinterachsantriebsraddurchmesser, wird bei einem Beschleunigen des Kraftfahrzeugs das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 zugelassen. Die Steuer- und Regeleinheit 14 lässt das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 zu, wenn eine Geradeausfahrt vorliegt, das Motormoment kleiner ist als der Grenzwert und das Kraftfahrzeug gleichzeitig beschleunigt. Das an der Formschlusskupplung 10 anliegende Kupplungsmoment wird bei einem Motormoment unterhalb des Grenzwerts, einer Geradeausfahrt und gleichzeitigen Beschleunigen auf kleiner als der Grenzwert geschätzt, wodurch das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 zugelassen wird.When the Vorderachsantriebsraddurchmesser are smaller than the Hinterachsantriebsraddurchmesser, when accelerating the motor vehicle, the disengagement of the form-locking coupling 10 authorized. The control unit 14 leaves the disengagement of the form-locking coupling 10 to, if there is a straight ahead, the engine torque is less than the limit and the Motor vehicle simultaneously accelerated. The at the form-locking coupling 10 applied clutch torque is estimated to be less than the limit value at an engine torque below the limit value, a straight-ahead driving and simultaneous acceleration, whereby the disengagement of the positive-locking clutch 10 is allowed.

Wenn die Vorderachsantriebsraddurchmesser größer sind als die Hinterachsantriebsraddurchmesser, wird bei einem Bremsen des Kraftfahrzeugs das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 zugelassen. Die Steuer- und Regeleinheit 14 lässt das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 zu, wenn eine Geradeausfahrt vorliegt, das Motormoment kleiner ist als der Grenzwert und das Kraftfahrzeug gleichzeitig bremst. Das an der Formschlusskupplung 10 anliegende Kupplungsmoment wird bei einem Motormoment unterhalb des Grenzwerts, einer Geradeausfahrt und gleichzeitigen Bremsen auf kleiner als der Grenzwert geschätzt, wodurch das Ausrücken der Formschlusskupplung 10 zugelassen wird.When the Vorderachsantriebsraddurchmesser are greater than the Hinterachsantriebsraddurchmesser, with a brake of the motor vehicle, the disengagement of the form-locking coupling 10 authorized. The control unit 14 leaves the disengagement of the form-locking coupling 10 if, when driving straight ahead, the engine torque is smaller than the limit and the vehicle brakes at the same time. The at the form-locking coupling 10 The applied clutch torque is estimated to be less than the limit at an engine torque below the limit, straight ahead and simultaneous braking, thereby disengaging the positive clutch 10 is allowed.

Zum Einrücken der Formschlusskupplung 10 beaufschlagt die Steuer- und Regeleinheit 14 die Einrückdruckkammer der Zylinder-Kolben-Einheit mit dem Druckfluid aus dem eine Einrückkraft resultiert, die größer ist als die als Federkraft ausgebildete Ausrückkraft der Ausrückfeder, wodurch die Formschlusskupplung 10 aktiv eingerückt wird. Zum Einrücken und damit zur Schließung der Formschlusskupplung 10 wird mittels der Steuer- und Regeleinheit 14 gezielt ein Momentenstoß der Antriebseinheit 15 erzeugt. Der gezielte Momentenstoß ist abhängig von dem abgeschätzten Moment. Die Steuer- und Regeleinheit 14 erzeugt zum Einrücken der Formschlusskupplung 10 einen gezielten Momentenstoß, der von dem abgeschätzten Moment abhängig ist. Der gezielte Momentenstoß ist von einem Wert und einem Vorzeichen des geschätzten Moments abhängig. Grundsätzlich kann die Steuer- und Regeleinheit 14 zusätzlich oder alternativ zum Einrücken der Formschlusskupplung 10 ein Achsbremsmoment an der Vorderachse 12 oder an der Hinterachse 13 erzeugen, das von dem abgeschätzten Moment abhängig ist. Weiter ist es natürlich auch denkbar, dass das Einrücken erst zugelassen wird, wenn das abgeschätzte Moment bestimmte Bedingungen erreicht und/oder wenn zumindest eine Bedingung erfüllt ist. Dazu können beispielsweise die Raddrehzahlen der Radsensoren verwendet werden, wodurch eine Zahn-auf-Zahn-Stellung vermieden werden kann.For engaging the form-locking coupling 10 acts on the control unit 14 the Einrückdruckkammer the cylinder-piston unit with the pressurized fluid from which results in an engagement force which is greater than the release force of the release spring designed as a spring force, whereby the form-locking coupling 10 is actively engaged. For engaging and thus closing the form-locking coupling 10 is by means of the control unit 14 deliberately a torque surge of the drive unit 15 generated. The targeted momentum shock depends on the estimated moment. The control unit 14 generated to engage the positive clutch 10 a targeted momentum shock, which depends on the estimated torque. The targeted momentum shock is dependent on a value and a sign of the estimated moment. Basically, the control unit 14 additionally or alternatively to the engagement of the form-locking coupling 10 an axle braking torque on the front axle 12 or at the rear axle 13 which depends on the estimated torque. Furthermore, it is of course also conceivable that the engagement is only permitted if the estimated torque reaches certain conditions and / or if at least one condition is met. For this purpose, for example, the wheel speeds of the wheel sensors can be used, whereby a tooth-on-tooth position can be avoided.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0510457 A1 [0002] EP 0510457 A1 [0002]

Claims (10)

Verfahren zum Ausrücken einer Formschlusskupplung (10) in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang (11), insbesondere einer Klauenkupplung, die in zumindest einem Betriebszustand eine Vorderachse (12) und eine Hinterachse (13) des Kraftfahrzeugantriebsstrangs (11) formschlüssig miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausrücken der Formschlusskupplung (10) zumindest in einem Normalbetrieb erst zugelassen wird, wenn ein abgeschätztes Moment unterhalb eines Grenzwerts liegt.Method for disengaging a form-locking coupling ( 10 ) in a motor vehicle drive train ( 11 ), in particular a dog clutch, which in at least one operating state, a front axle ( 12 ) and a rear axle ( 13 ) of the motor vehicle drive train ( 11 ) positively to one another, characterized in that the disengagement of the form-locking coupling ( 10 ) is permitted at least in a normal operation, when an estimated torque is below a threshold value. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bereitstellung des abgeschätzten Moments ein an der Formschlusskupplung (10) anliegendes Kupplungsmoment abgeschätzt wird.A method according to claim 1, characterized in that for the provision of the estimated torque at the positive coupling ( 10 ) estimated clutch torque is estimated. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausrücken der Formschlusskupplung (10) zumindest in Abhängigkeit eines Lenkwinkelsignals zugelassen wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the disengagement of the form-locking coupling ( 10 ) is permitted at least in response to a steering angle signal. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausrücken der Formschlusskupplung (10) zumindest in Abhängigkeit eines Motormoments zugelassen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the disengagement of the form-locking coupling ( 10 ) is permitted at least as a function of engine torque. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausrücken der Formschlusskupplung (10) zumindest in Abhängigkeit eines Unterschieds zwischen Vorderachsantriebsraddurchmessern und Hinterachsantriebsraddurchmessern zugelassen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the disengagement of the form-locking coupling ( 10 ) is permitted at least in response to a difference between front axle drive wheel diameters and rear drive wheel diameters. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusskupplung (10) beim zugelassenen Ausrücken erst ab einer definierten Kraftfahrzeuggeschwindigkeit selbstständig ausgerückt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the form-locking coupling ( 10 ) is disengaged automatically when approved disengagement only from a defined vehicle speed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusskupplung (10) in einer Notfallsituation aktiv ausgerückt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the form-locking coupling ( 10 ) is actively disengaged in an emergency situation. Kraftfahrzeugvorrichtung mit einer Formschlusskupplung (10), insbesondere einer Klauenkupplung, die dazu vorgesehen ist, eine Vorderachse (12) und eine Hinterachse (13) eines Kraftfahrzeugantriebsstrangs (11) formschlüssig miteinander zu verbinden, und mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit (14), die dazu vorgesehen ist, ein Moment in dem Kraftfahrzeugantriebsstrang (11) abzuschätzen und ein Ausrücken der Formschlusskupplung (10) zumindest in einem Normalbetrieb erst zuzulassen, wenn das abgeschätzte Moment unterhalb eines Grenzwerts liegt.Motor vehicle device with a form-locking coupling ( 10 ), in particular a dog clutch, which is intended, a front axle ( 12 ) and a rear axle ( 13 ) of a motor vehicle drive train ( 11 ) to be positively connected with each other, and with a control and / or regulating unit ( 14 ), which is intended to generate a moment in the motor vehicle drive train ( 11 ) and a disengagement of the form-locking coupling ( 10 ) at least in a normal operation only if the estimated torque is below a limit. Kraftfahrzeugvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (14) dazu vorgesehen ist, ein an der Formschlusskupplung (10) anliegendes Kupplungsmoment abzuschätzen.Motor vehicle device according to claim 8, characterized in that the control and / or regulating unit ( 14 ) is provided to a on the form-locking coupling ( 10 ) estimate the applied clutch torque. Kraftfahrzeugvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (14) dazu vorgesehen ist, zur Zulassung des Ausrückens der Formschlusskupplung (10) eine einer Ausrückfeder entgegenwirkende Einrückdruckkammer drucklos zu schalten.Motor vehicle device according to claim 8 or 9, characterized in that the control and / or regulating unit ( 14 ) is provided to permit the disengagement of the form-locking coupling ( 10 ) to depressurize a disengagement spring counteracting engagement pressure chamber.
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