DE19641101A1 - Control of differential lock for motor vehicle gearbox - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Differentialsperre eines Getriebes in einem Kraftfahrzeug, insbesondere der Längssperre eines Zwi schenachsdifferentiales eines allradgetriebenen Kraftfahrzeuges, gemaß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for controlling the differential lock Gearbox in a motor vehicle, in particular the longitudinal lock of an intermediate axle differential of a four-wheel drive motor vehicle, measured the preamble of claim 1.
Ein derartiges Verfahren beschreibt z. B. die US 4,538,700 A1. Dabei wird u. a. die Längsperre automatisch dann geschlossen, wenn das Kraftfahrzeug im Schubbetrieb stark verzögert. Dadurch sollen instabile Fahrzustände vermieden werden. Darüberhinaus ist es auch bekannt, die Längssperre beispielsweise bei auftretendem Radschlupf an den vorderen oder hinteren Rädern des Kraftfahrzeuges zu schließen oder bei Bremszuständen zu öff nen, insbesondere wenn das Kraftfahrzeug mit einem Antiblockiersystem ausgerüstet ist. Alle diese Maßnahmen dienen dazu, die Fahrstabilität und Bremsstabilität des Kraftfahrzeuges zu verbessern.Such a method describes e.g. B. US 4,538,700 A1. Here u. a. the longitudinal lock automatically closes when the motor vehicle greatly decelerated in overrun mode. This should result in unstable driving conditions be avoided. In addition, it is also known the longitudinal lock for example when wheel slip occurs on the front or rear To close the wheels of the motor vehicle or to open them when braking NEN, especially if the motor vehicle with an anti-lock braking system is equipped. All of these measures serve to improve driving stability and To improve the braking stability of the motor vehicle.
Ausgehend von dem gattungsgemäßen Verfahren ist es Aufgabe der vorlie genden Erfindung, mit einfachen Mitteln den Fahrkomfort des Kraftfahrzeu ges zu verbessern.Based on the generic method, it is the task of ing invention, with simple means the driving comfort of the motor vehicle to improve.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.This object is achieved with the characterizing features of claim 1 solved. Advantageous developments of the invention can be found in the further claims.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Längssperre automatisch bei ei nem Lastwechsel des Kraftfahrzeuges (Übergang von Zug auf Schub oder umgekehrt) zu schließen. Mit dem Schließen der Längssperre bzw. der elektromagnetisch oder hydraulisch betätigten Reibungskupplung wird eine gezielte Verspannung des Antriebsstranges erzeugt, die zu einer Spielfrei heit der Antriebselemente wie der Zahnräder des Differentiales, in Schiebe führungen der Antriebswellen, etc. führt. Ggf. ansonsten auftretende Last wechselgeräusche werden dadurch gedämpft oder vollständig eliminiert.According to the invention, it is proposed that the longitudinal lock be automatically applied to egg load change of the motor vehicle (transition from train to push or vice versa). With the closing of the longitudinal lock or the electromagnetically or hydraulically operated friction clutch becomes a Targeted tensioning of the drivetrain creates a backlash unit of the drive elements such as the gears of the differential, in sliding guides the drive shafts, etc. leads. Possibly. otherwise occurring load Switching noises are dampened or completely eliminated.
Der Sperrgrad der Längssperre kann abhängig von Fahrzuständen verän derlich gesteuert werden, gleiches gilt für die Schließzeit der Längssperre. So kann bei einem hohen Lastwechselmoment z. B. in einer niedrigen Über setzungsstufe des Kraftfahrzeuges ein hoher Sperrgrad erforderlich sein, während in einer höheren Übersetzungsstufe und bei einer ggf. höheren Ge schwindigkeit ein niedrigerer Sperrgrad bzw. ein weicheres Anlegen der Längssperre fahrkomforterhöhend wirken kann.The degree of locking of the longitudinal lock can change depending on driving conditions controlled, the same applies to the closing time of the longitudinal barrier. So with a high load alternating torque z. B. in a low over a high degree of locking may be required while in a higher translation level and with a possibly higher Ge speed a lower degree of locking or a softer application of the Longitudinal lock can increase driving comfort.
Bevorzugt kann die Längssperre in definierten Geschwindigkeitsbereichen offen gehalten werden. Insbesondere gilt dies für relativ hohe Geschwindig keiten des Kraftfahrzeuges, insbesondere weil in diesem Geschwindigkeits bereich Lastwechsel keine hörbaren Geräusche mehr verursachen, und in einem niedrigen Geschwindigkeitsbereich, der z. B. beim Parkieren des Kraftfahrzeuges auftritt; fahrkomfortmindernde Verspannungen (Quietschgeräusche der Reifen, etc.) können somit ausgeschlossen werden. Zur Vermeidung von ungewollten Verspannungen des Antriebszuges beim Durchfahren von Kurven kann ferner der Lenkeinschlagswinkel der gelenk ten Räder des Kraftfahrzeuges miteinbezogen werden, so daß beispiels weise bei einem Lenkeinschlagswinkel des kurveninneren Rades von < 20° die Längssperre unabhängig von Lastwechseln geöffnet bleibt.The longitudinal lock can preferably be in defined speed ranges be kept open. This is especially true for relatively high speeds speed of the motor vehicle, especially because of this speed no longer cause audible noises in the area of load changes, and in a low speed range, e.g. B. when parking the Motor vehicle occurs; tensions that reduce driving comfort (Squeaking noises of the tires, etc.) can thus be excluded. To avoid unwanted tensioning of the drive train when Driving through curves can also the steering angle of the joint th wheels of the motor vehicle are included, so that for example wise with a steering angle of the inside wheel of <20 ° the longitudinal lock remains open regardless of load changes.
Die Längssperre kann ferner abhängig vom Übersetzungsverhältnis des Ge schwindigkeits-Wechselgetriebes des Kraftfahrzeuges gesteuert sein. Ins besondere bei Kraftfahrzeugen mit Stufengetrieben (automatische oder ma nuelle Gangschaltung) ist es vorteilhaft, wenn der Sperrgrad der Längs sperre beim Übersetzungswechsel bzw. beim Schalten zurückgenommen oder aufgehoben wird. Dadurch werden ggf. auftretende Schaltrucke auf grund des bei geschlossener Längssperre steiferen Antriebszuges vermie den.The longitudinal lock can also depend on the gear ratio of the Ge speed change gear of the motor vehicle to be controlled. Ins especially for motor vehicles with step gears (automatic or ma manual gear shift) it is advantageous if the degree of locking of the longitudinal lock withdrawn when changing gears or when shifting or is canceled. This will cause shift jerks to occur due to the stiffer drive train when the longitudinal lock is closed the.
Zu einer unbeeinträchtigen Fahrstabilität und Bremsstabilität des Kraftfahr zeuges wird ferner vorgeschlagen, Einrichtungen wie die Bremsbetätigung, z. B. ein Antiblockiersystem, und ggf. ein vorhandenes Fahrdynamikregelsy stem des Kraftfahrzeuges zu bevorrangen; d. h., daß bei aktivierten Fahr werks- oder Bremsregelungen die Längssperre bezüglich des Lastwechsels unberücksichtigt bleibt.An unimpaired driving stability and braking stability of the motor vehicle It is also suggested that devices such as brake actuation, e.g. B. an anti-lock braking system, and possibly an existing driving dynamics control system stem of the motor vehicle; d. that is, when driving is activated factory or brake regulations the longitudinal lock with regard to the load change remains unconsidered.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzel heiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt inAn embodiment of the invention is in the following with further details explained in more detail. The schematic drawing shows in
Fig. 1 ein Blockschaltbild des Antriebszuges eines allradgetriebenen Kraft fahrzeuges mit gesteuerter Längssperre; und Figure 1 is a block diagram of the drive train of a four-wheel drive motor vehicle with controlled longitudinal lock. and
Fig. 2 in einer Prinzipskizze den Druckverlauf einer hydraulisch betätigten Reibungs- bzw. Lamellenkupplung der Längssperre bei einem Last wechsel eines Kraftfahrzeuges. Fig. 2 in a schematic diagram the pressure curve of a hydraulically operated friction or multi-plate clutch of the longitudinal lock with a load change of a motor vehicle.
In der Fig. 1 ist mit 10 eine Brennkraftmaschine bezeichnet, an die ein au tomatisches Geschwindigkeits-Wechselgetriebe 12 angeflanscht ist. Das Getriebe 12 treibt über ein integriertes Achsdifferential (nicht dargestellt) und Antriebswellen 14, 16 die lenkbaren Vorderräder 18, 20 des Kraftfahr zeuges an.In Fig. 1, 10 denotes an internal combustion engine to which an automatic speed change gear 12 is flanged. The transmission 12 drives an integrated axle differential (not shown) and drive shafts 14 , 16 to the steerable front wheels 18 , 20 of the motor vehicle.
Ferner ist in dem Getriebe 12 ein Zwischenachsdifferential mit einer hydrau lisch betätigbaren Längssperre 22 (Lamellenkupplung, die die Ausgleichs wirkung des Zwischenachsdifferentiales in geschlossenem Zustand sperrt) angeordnet. Das Zwischenachsdifferential wirkt über eine Kardanwelle 24 auf das Hinterachsdifferential 26, das über Antriebswellen 28, 30 die Hinter räder 32, 34 des Kraftfahrzeuges antreibt.Furthermore, an interaxle differential with a hydraulically operable longitudinal lock 22 (multi-plate clutch, which blocks the compensating effect of the interaxle differential in the closed state) is arranged in the transmission 12 . The interaxle differential acts via a propeller shaft 24 on the rear axle differential 26 , which drives the rear wheels 32 , 34 of the motor vehicle via drive shafts 28 , 30 .
Das Getriebe 12 ist über eine Wählhebeleinrichtung 36 entweder manuell (Tipschaltung) oder automatisch in verschiedene Übesetzungsstufen um schaltbar. Ferner weist das Kraftfahrzeug eine herkömmliche Betriebs bremse auf, die unter anderem einen Bremslichtschalter 38 sowie ein Anti blockiersystem 40 beinhaltet.The transmission 12 can either be switched manually (tip switching) or automatically into different gear ratios via a selector lever device 36 . Furthermore, the motor vehicle has a conventional service brake, which includes, inter alia, a brake light switch 38 and an anti-lock braking system 40 .
Die Drucksteuerung P der Längssperre 22 erfolgt über ein elektrohydrauli sches Steuergerät 42, z. B. das Getriebesteuergerät des Kraftfahrzeuges, das mit dem nicht dargestellten Motorsteuergerät verbunden ist und die Pa rameter Motordrehzahl nmot und Drosselklappenwinkel DKI zur Erkennung von Schub-Zug-Zuständen sowie ein z. B. aus der zugemessenen Kraft stoffmenge errechenbares Motorantriebsmomentsignal Mdmot verarbeitet. Ferner werden dem Steuergerät 42 Signale des Bremslichtschalters 38, Si gnale eines Steuergerätes 40 eines Fahrdynamikregelsystems, ein Ge schwindigkeitssignal eines Geschwindigkeitssensors 44 (z. B. eines elek tronischen Tachometers) sowie Signale der Wählhebeleinrichtung 36 zuge leitet. Schließlich werden über einen Sensor 46 an der nicht näher darge stellten Lenkung des Kraftfahrzeuges der Lenkeinschlagwinkel der Vorder räder 18, 20 erfaßt.The pressure control P of the longitudinal lock 22 takes place via an electrohydraulic control unit 42 , for. B. the transmission control unit of the motor vehicle, which is connected to the engine control unit, not shown, and the engine speed parameter n mot and throttle valve angle DKI for detecting thrust-train conditions and a z. B. from the metered amount of fuel calculable motor drive torque signal Md mot processed. Furthermore, the control unit 42 signals of the brake light switch 38 , signals from a control unit 40 of a vehicle dynamics control system, a speed signal from a speed sensor 44 (e.g. an electronic speedometer) and signals from the selector lever device 36 are supplied. Finally, the steering angle of the front wheels 18 , 20 are detected by a sensor 46 on the steering of the motor vehicle, not shown in detail.
In dem Steuergerät 42 werden die Signale wie folgt verarbeitet:
Befindet sich das Kraftfahrzeug in der regulären Antriebsphase (Zugbetrieb),
so ist die Längssperre 22 geöffnet, es sei denn, über das Steuergerät 40
des Fahrdynamikregelsystems des Kraftfahrzeuges steht ein Signal zum
Schließen der Längssperre 22 an (z. B. wegen Antriebsschlupfes der Hinter
räder 32,34). Durch dessen Vorrangschaltung werden die anderen Signale
unterdrückt.The signals are processed in control unit 42 as follows:
If the motor vehicle is in the regular drive phase (train operation), the longitudinal lock 22 is open, unless a signal for closing the longitudinal lock 22 is present via the control unit 40 of the driving dynamics control system of the motor vehicle (e.g. due to traction slip of the rear wheels 32.34 ). The other signals are suppressed by its priority circuit.
Geht das Kraftfahrzeug von Zug- in Schubbetrieb über, erkennbar aufgrund der Signale DKI (Signal, das die die Leistung der Brennkraftmaschine steu ernde Drosselklappe geschlossen ist) und nmot (Drehzahl der Brennkraftma schine < Leerlaufdrehzahl), so wird die Längssperre 22 gesteuert über das Steuergerät 42 geschlossen, wodurch das Zwischenachsdifferential gesperrt ist. Aufgrund des nicht mehr erfolgenden Drehzahlausgleiches zwischen den vorderen und hinteren Antriebsrädern des Kraftfahrzeuges tritt eine Ver spannung auf, die jegliches Zahnspiel der antreibenden Getriebeelemente eliminiert. Dementsprechend werden Lastwechselgeräusche gedämpft bzw. verhindert.If the motor vehicle goes from pulling to pushing operation, recognizable on the basis of the signals DKI (signal that the throttle valve controlling the power of the internal combustion engine is closed) and n mot (speed of the internal combustion engine <idling speed), the longitudinal lock 22 is controlled via the Control unit 42 closed, whereby the interaxle differential is locked. Due to the no longer occurring speed compensation between the front and rear drive wheels of the motor vehicle, a voltage occurs which eliminates any backlash of the driving gear elements. Accordingly, load change noises are damped or prevented.
Ein Schließen der Längssperre 22 bei einem Übergang von Zug- in Schub betrieb oder umgekehrt tritt jedoch nicht auf, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges kleiner 15 km/h oder größer 100 km/h (abgeleitet über das Geschwindigkeitssignal V) ist. Ferner wird die Längssperre 22 - sofern mo mentan geschlossen - dann sofort geöffnet, wenn über den Bremslichtschal ter 38 ein Bremssignal am Steuergerät 42 anliegt.Closing the longitudinal lock 22 during a transition from train to thrust operation or vice versa does not occur if the speed of the motor vehicle is less than 15 km / h or greater than 100 km / h (derived from the speed signal V). Furthermore, the longitudinal lock 22 - if closed momentarily - is then opened immediately when a brake signal is applied to the control unit 42 via the brake light switch 38 .
Der Sperrgrad der Längssperre 22 (bestimmt durch den Anpreßdruck P in der hydraulischen Steuerung) wird abhängig von Signalen der Wählhebel einrichtung 36 und abhängig von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges derart veränderlich gesteuert, daß z. B. bei niedrigen Übersetzungen (erster oder zweiter Gang) eine hohe Sperrwirkung und bei hohen Übersetzungen (dritter und vierter Gang) eine niedrigere Sperrwirkung gesteuert wird. Fer ner wird bei niedrigeren Geschwindigkeiten eine höhere Sperrwirkung und bei höheren Geschwindigkeiten eine niedrigere Sperrwirkung gesteuert.The degree of locking of the longitudinal lock 22 (determined by the contact pressure P in the hydraulic control) is controlled depending on signals from the selector lever device 36 and depending on the speed of the motor vehicle such that z. B. at low gear ratios (first or second gear) a high locking effect and at high gear ratios (third and fourth gear) a lower locking effect is controlled. Furthermore, a higher blocking effect is controlled at lower speeds and a lower blocking effect at higher speeds.
Nach dem Schließen der Längssperre 22 aufgrund des Lastwechsels von Zug- in Schubbetrieb bleibt die Längssperre 22 über ein definiertes Zeitin tervall, welches ebenfalls abhängig von der Geschwindigkeit des Kraftfahr zeuges veränderbar ist, geschlossen und wird dann allmählich wieder geöff net.After closing the longitudinal lock 22 due to the load change from train to push operation, the longitudinal lock 22 remains for a defined time interval, which is also variable depending on the speed of the vehicle, closed and is then gradually opened again.
Wird im Schubbetrieb wieder auf Zugbetrieb erkannt (aufgrund der Signale DKI und nmot) so wird die Längssperre 22 wieder geschlossen sofern diese aufgrund des verstrichenen Zeitintervalls bereits wieder geöffnet war. Nach diesem Schließen wird wiederum nach Durchlaufen des Zeitintervalles das Öffnen der Längssperre 22 gesteuert.If overrun mode is recognized again in train mode (on the basis of the signals DKI and n mot ), the longitudinal lock 22 is closed again provided that it was already open again due to the elapsed time interval. After this closing, the opening of the longitudinal lock 22 is again controlled after passing through the time interval.
Die Prinzipskizze in Fig. 2 beschreibt den Wechsel von Zug- auf Schubbe trieb und umgekehrt in Verbindung mit einem kurz anliegendem Bremssignal und dem Druckverlauf P der die Längssperre betätigenden hydraulischen Steuerung.The schematic diagram in Fig. 2 describes the change from Zug- to Schubbe operation and vice versa in connection with a brief brake signal and the pressure curve P of the hydraulic lock actuating the longitudinal lock.
Dabei zeigt die Linie 50 den Zug-Schubbetrieb, die Linie 52 den Ein-Aus-Zu stand des Bremslichtschalters 38, die Linie 54 die Geschwindigkeit V des Kraftfahrzeuges und die Linie 56 den Druckverlauf P der Längssperren steuerung.Line 50 shows the push-pull operation, line 52 the on-off state of the brake light switch 38 , line 54 the speed V of the motor vehicle and line 56 the pressure curve P of the longitudinal lock control.
Im Moment des Lastwechsel des Kraftfahrzeuges von Zug auf Schub (senkrechte Linie 58) wird der hydraulische Druck P zum Schließen der Längssperre 22 entsprechend dem ersten Kurvenast 56a in einem definier ten Zeitintervall eingesteuert. Im Moment des Betätigens der Bremse, wobei ein entsprechendes Signal über den Bremslichtschalter 38 abgegeben wird (senkrechte Linie 62) wird der hydraulische Druck P gegen 0 gesteuert (Kurvenast 56b) und damit relativ schnell die Längssperre 22 geöffnet. Nach beendigter Bremsbetätigung (senkrechte Linie 64) wird die Längssperre 22 wieder geschlossen, was sich durch einen entsprechenden Druckaufbau (Kurvenast 56c) anhand der Linie 56 zeigt.At the moment of the load change of the motor vehicle from train to thrust (vertical line 58), the hydraulic pressure P for closing the longitudinal lock 22 is controlled according to the first curve branch 56 a in a defined time interval. When the brake is actuated, a corresponding signal being emitted via the brake light switch 38 (vertical line 62), the hydraulic pressure P is controlled against 0 (curved branch 56 b) and the longitudinal lock 22 is thus opened relatively quickly. After the brake application (vertical line 64) has been completed, the longitudinal lock 22 is closed again, which is shown by a corresponding pressure build-up (curve branch 56 c) using the line 56.
Im Schubbetrieb wird der abnehmenden Geschwindigkeit V angepaßt der hydraulische Druck P allmählich zurückgefahren (Kurvenabschnitt 56d), wo durch die Längssperre 22 unterhalb einer definierten Geschwindigkeits schwelle wieder nahezu geöffnet bzw. in einem definiertem Sperrgrad gehal ten wird (Abschnitt 56e).In overrun mode, the decreasing speed V is adapted to gradually reduce the hydraulic pressure P (curve section 56 d), where the longitudinal lock 22 almost opens again below a defined speed threshold or keeps it in a defined degree of locking (section 56 e).
Geht das Kraftfahrzeug durch entsprechendes Betätigen des Gaspedals durch die Bedienungsperson wieder von Schub- auf Zugbetrieb über (senkrechte Linie 66) was durch die Signale DKI und nmot erkennbar ist, so wird der eingeregelte Sperrgrad der Längssperre 22 noch ein definiertes Zeitintervall gehalten, ehe die Längssperre 22 durch Absenken des hydrauli schen Druckes P auf den Grunddruck wieder geöffnet wird.If the motor vehicle goes from pushing to pulling operation again by vertical actuation of the accelerator pedal (vertical line 66), which can be recognized by the signals DKI and n mot , the regulated degree of locking of the longitudinal lock 22 is held for a defined time interval before the Longitudinal lock 22 is opened again by lowering the hydraulic pressure P to the basic pressure.
Claims (12)
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DE1996141101 DE19641101A1 (en) | 1996-10-04 | 1996-10-04 | Control of differential lock for motor vehicle gearbox |
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