DE4010551A1 - Antiskid braking for vehicle driven axle - with clutch to block differential action on uneven grip road - Google Patents

Antiskid braking for vehicle driven axle - with clutch to block differential action on uneven grip road

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Abstract

The driven axle is retarded by a retarder (2) in the transmission line and has wheel speed monitors on each driven wheel. The difference in wheel speeds is monitored during retarder action and when the difference in wheel speed exceeds a programmed value the differential action of the differential is progressively blocked. A clutch (15) blocks the differential action and is controlled by a processor (13). The driven wheels can thus take upto half the braking force, on the wheel with most grip. If the blocked axles starts to skid, then the processor reduces the retarder action. ADVANTAGE - Improved stability, improved safety.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung des Bremsverhaltens eines mit zumindest einer angetriebenen Radachse versehenen Kraftfahrzeugs, bei welchem auf der Radachse angeordnete Antriebsräder von einer Antriebseinheit aus über ein Differentialgetriebe antreibbar und über eine dem Differentialgetriebe in Antriebsrichtung vorgeordnete Bremseinrichtung, vorzugsweise einen Retarder, abbremsbar sind, mit einer Überwachungseinheit, die eine Steuereinheit aktiviert, wenn sich die Drehzahl eines der Antriebsräder einem Blockierzustand nähert.The invention relates to a method for Improve the braking behavior of one with at least one driven wheel axle provided motor vehicle, at which drive wheels arranged on the wheel axle of a drive unit from a differential gear drivable and via a differential gear in Brake device upstream of drive direction, preferably a retarder, can be braked with a Monitoring unit that activates a control unit when the speed of one of the drive wheels changes Blocked state is approaching.

Ein Verfahren der vorgenannten Gattung ist bekannt aus der EP-A 02 41 872. Die Bremseinrichtung, die als hydrodynamischer Retarder ausgebildet ist, kann danach über ein elektro-hydraulisches Ventilsystem in ihrem Bremsmoment verändert werden. Dieses elektro-hydraulische Ventilsystem wird von der Steuereinheit in der Weise beeinflußt, daß bei einer plötzlichen Verminderung der Winkelgeschwindigkeit eines oder beider Antriebsräder eine Reduzierung des über eine Kardanwelle und ein Differentialgetriebe übertragenen Bremsmoments erfolgt. Anderenfalls würde bei einem derartigen Fahrzeug, dessen Antriebsräder auf einem Untergrund mit unterschiedlichem Kraftschlußbeiwert abgebremst werden, folgendes Problem auftreten: Am Antriebsrad mit geringem Kraftschlußbeiwert tritt ein Blockierzustand ein, der aufgrund der Differentialwirkung des Differentialgetriebes zur Drehrichtungsumkehr dieses zunächst blockierten Antriebsrades und zu entsprechend geringer Bremsmomentübertragung des auf trockener Fahrbahn laufenden Antriebsrades führt. Der Nachteil dieses Verfahrens ist aber, daß das Bremsmoment in diesen Situationen stets nach der Bodenhaftung des mit geringerem Kraftschlußbeiwert abgebremsten Antriebsrades bemessen ist. Diese Verringerung des Bremsmoments führt aber zu einer unzulässigen Verlängerung des Bremswegs.A method of the aforementioned type is known from EP-A 02 41 872. The braking device, which as hydrodynamic retarder can then be used an electro-hydraulic valve system in its braking torque to be changed. This electro-hydraulic valve system is influenced by the control unit in such a way that at a sudden decrease in angular velocity one or both drive wheels a reduction in over a propeller shaft and a differential gear Braking torque occurs. Otherwise one would such vehicle, the drive wheels on a Substrate with different adhesion coefficient the following problem occurs: At the drive wheel with a low coefficient of adhesion occurs Locked state due to the differential action of the differential gear to reverse this direction initially blocked drive wheel and accordingly low braking torque transmission of the on dry road leads drive wheel. The disadvantage of this The procedure is that the braking torque in these  Situations always after the traction of the less Dimensioned the coefficient of adhesion of the braked drive wheel is. This reduction in braking torque leads to an impermissible extension of the braking distance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftfahrzeug mit einer dem Differentialgetriebe vorgeschalteten Bremseinrichtung im Falle einer Blockierbremsung eines der Antriebsräder das Bremsmoment auf das Antriebsrad mit der größeren Haftreibung zu übertragen.The invention is based, with one Motor vehicle with a differential gear upstream braking device in the event of a Blocking braking one of the drive wheels the braking torque towards the drive wheel with the greater static friction transfer.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Verbesserung des Bremsverhaltens eines mit zumindest einer angetriebenen Radachse versehenen Kraftfahrzeugs der genannten Gattung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Steuereinheit bei Überschreitung eines Schwellwertes einer Drehzahldifferenz der beiden Antriebsräder die Ausgleisbewegung des Differentialgetriebes geregelt reduziert oder sperrt. Durch dieses Hemmen oder Sperren der Ausgleichsbewegung kann erreicht werden, daß zumindest das halbe Bremsmoment auf das auf trockenem Untergrund laufende Antriebsrad übertragen wird. Dadurch ist eine größtmögliche Bremsverzögerung erzielbar.This task is carried out in a process for Improve the braking behavior of one with at least one driven wheel axle provided motor vehicle named genus after the characteristic part of the Claim 1 solved in that the control unit at Exceeding a threshold value of a speed difference of the two drive wheels the derailment movement of the Differential gear regulated reduced or locks. By this can inhibit or block the compensatory movement achieved that at least half the braking torque the drive wheel running on a dry surface is transmitted. This is the greatest possible Braking deceleration achievable.

Aus der DE-OS 20 16 710 ist zwar eine gemeinsam mit einer Bremse betriebene Differentialsperre bekannt; die Bremse ist dabei aber auf einem Differentialkorb des Diffentialgetriebes angeordnet, und es soll durch eine gleichzeitige Sperrenbetätigung sichergestellt werden, daß beide Fahrzeugräder abgebremst werden. Ein möglicherweise an den Antriebsrädern auftretender Blockierzustand wird dabei nicht erfaßt und dient daher auch nicht als Parameter für die Regelung der Differentialsperre. From DE-OS 20 16 710 is one with a brake operated differential lock known; the Brake is on a differential cage Differential gear arranged, and it should by a simultaneous lock actuation be ensured that both vehicle wheels are braked. A possibly blocking state occurring on the drive wheels not recorded and therefore does not serve as a parameter for the regulation of the differential lock.  

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll gemäß Anspruch 1 die Steuereinheit bei Überschreitung des Schwellwertes eine im Differentialgetriebe angeordnete Sperrkupplung einrücken. Somit kann in vorteilhafter Weise eine Sperrkupplung, die beim Auftreten von Antriebsschlupf betätigbar ist, auch dazu dienen, das über die Bremseinrichtung in den Antriebsstrang eingeleitete Bremsmoment anteilig auf das mit höherer Haftreibung abrollende Antriebsrad zu übertragen.According to a further embodiment of the invention Claim 1 the control unit when the Threshold value one arranged in the differential gear Engage locking clutch. Thus, in an advantageous manner a lock-up clutch that occurs when traction slip occurs can be operated, also serve that over the Braking device introduced into the drive train Braking torque proportional to that with higher static friction transferring rolling drive wheel.

Da bei der Übertragung des anteiligen oder gesamten Bremsmoments auf das eine größere Haftreibung aufweisende Antriebsrad trotz der günstigen Voraussetzungen letztendlich auch ein Blockierzustand auftreten kann, soll gemäß Anspruch 3 die Steuereinheit das Bremsmoment der Bremseinrichtung reduzieren, wenn sich nach erfolgter Reduzierung oder Sperrung der Ausgleichsbewegung des Differentialgetriebes die Drehzahl des Antriebsrades mit höherem Kraftschlußbeiwert einem Blockierzustand nähert.Because in the transfer of the proportional or total Braking torque on the one with greater static friction Drive wheel despite the favorable conditions ultimately a blocking state can occur according to claim 3, the control unit, the braking torque Reduce the braking device if after Reduction or blocking of the compensatory movement of the Differential gear the speed of the drive wheel with higher adhesion coefficient approaches a locked state.

Die Erfindung betrifft gemäß Anspruch 4 auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2 für ein Kraftfahrzeug, dessen Antriebsräder zumindest einer der beiden Radachsen über ein Differentialgetriebe und Halbwellen von einer Antriebseinheit antreibbar sind, wobei Signalgeber einer Überwachungseinheit, die den Antriebsrädern zur Erfassung ihrer Drehzahl zugeordnet sind, mit einer Steuereinheit in Verbindung stehen und wobei dem Differentialgetriebe in Antriebsrichtung ein Retarder vorgeschaltet ist. Dabei soll die Steuereinheit an ein Stellglied einer Sperrkupplung des Differentialgetriebes angeschlossen sein. Diese Sperrkupplung ist vorzugsweise als reibschlüssige Kupplung ausgebildet. Es bestehen gegebenenfalls auch Möglichkeiten, für den vorgesehenen Zweck eine formschlüssige Kupplung vorzusehen. Das Stellglied der Kupplung kann elektro­ magnetisch oder elektro-hydraulisch betätigt werden und rückt die Sperrkupplung ein, wenn die Drehzahldifferenz der beiden Antriebsräder während einer Bremsung einen Schwellwert überschreitet.According to claim 4, the invention also relates to a Device for performing the method according to one of the Claims 1 or 2 for a motor vehicle, the Drive wheels at least one of the two wheel axles Differential gears and half shafts from one Drive unit can be driven, signal generator one Monitoring unit that the drive wheels for detection are assigned to their speed with a control unit in Are connected and being the differential gear in Drive direction is connected upstream of a retarder. In doing so the control unit to an actuator of a lock-up clutch of the differential gear. These Locking clutch is preferably a friction clutch educated. There may also be options a positive coupling for the intended purpose to provide. The actuator of the clutch can be electro  be operated magnetically or electro-hydraulically and engages the lock-up clutch when the speed difference of the two drive wheels during braking Threshold exceeded.

Schließlich soll nach Anspruch 5 die Steuereinheit mit einem Magnetventil verbunden sein, das die Füllung des hydrodynamisch wirkenden Retarders oder den Schwenkwinkel eines hydrostatisch wirkenden Retarders entsprechend der am Antriebsrad mit höherem Kraftschlußbeiwert ermittelten Blockierneigung regelt.Finally, according to claim 5, the control unit be connected to a solenoid valve that the filling of the hydrodynamic acting retarder or the swivel angle of a hydrostatic retarder according to the determined on the drive wheel with a higher coefficient of adhesion Locking tendency regulates.

Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und einzelnen Anspruchsmerkmalen aus der Aufgabenstellung.The invention is not based on the combination of features of claims limited. For the person skilled in the art further sensible combinations of requirements and individual claim characteristics from the task.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, in der ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist.To further explain the invention reference is made to the Drawing referenced in the one embodiment is shown schematically.

In der Fig. ist mit 1 eine Brennkraftmaschine bezeichnet, der eine als hydrodynamischer Retarder ausgebildete Bremseinrichtung 2 und ein Getriebe 3 nachgeschaltet sind. Das Getriebe 3 treibt über eine Kardanwelle 4 und ein Differentialgetriebe 5 eine Radachse 6 an, wobei Halbwellen 7 und 8 dieser Radachse 6 jeweils zu Antriebsrädern 9 und 10 führen. Jedem der Antriebsräder 9 und 10 ist jeweils ein Signalgeber 11 und 12 einer Überwachungseinheit zugeordnet, wobei diese die Raddrehzahl n L bzw. n R überwachenden Signalgeber 11 und 12 an eine Steuereinheit 13 angeschlossen sind. Der hydrodynamische Retarder 2 ist über ein als 4/2-Wegeventil ausgebildetes Magnetventil 14 mit einer Druckmittelversorgung verbunden. Dieses Magnetventil 14 steuert die Befüllung des hydrodynamischen Retarders 2 und somit dessen Bremsmoment. Die Bremseinrichtung 2 kann auch in anderer Form realisiert sein, d.h., es besteht die Möglichkeit, eine Wirbelstrombremse, einen hydrostatischen Retarder oder eine mechanische Bremseinrichtung vorzusehen. Außerdem kann diese Bremseinrichtung auch ausgangsseitig des Getriebes 3 angeordnet sein.In the figure , 1 denotes an internal combustion engine, which is followed by a braking device 2 designed as a hydrodynamic retarder and a transmission 3 . The gear 3 drives a wheel axle 6 via a propeller shaft 4 and a differential gear 5 , half shafts 7 and 8 of this wheel axle 6 each leading to drive wheels 9 and 10 . Each of the drive wheels 9 and 10 is in each case a signal transmitter 11 and 12 associated with a monitoring unit, said wheel speed n L and n R monitoring signal transmitters 11 and 12 are connected to a control unit. 13 The hydrodynamic retarder 2 is connected to a pressure medium supply via a solenoid valve 14 designed as a 4/2-way valve. This solenoid valve 14 controls the filling of the hydrodynamic retarder 2 and thus its braking torque. The braking device 2 can also be implemented in another form, ie there is the possibility of providing an eddy current brake, a hydrostatic retarder or a mechanical braking device. In addition, this braking device can also be arranged on the output side of the transmission 3 .

Das Differentialgetriebe 5 weist weiterhin eine Sperrkupplung 15 auf, die für eine gleichmäßige Verteilung des Bremsmoments auf die beiden Halbwellen 7 und 8 bzw. Antriebsräder 9 und 10 im Falle ihrer Betätigung sorgt. Zur Betätigung der Kupplung 15 dient ein Stellglied 16, das an die Steuereinheit 13 angeschlossen ist.The differential gear 5 also has a lock-up clutch 15 , which ensures a uniform distribution of the braking torque between the two half shafts 7 and 8 or drive wheels 9 and 10 when they are actuated. An actuator 16 , which is connected to the control unit 13 , is used to actuate the clutch 15 .

Die Funktion der Vorrichtung nach Fig. 1 ist folgende: Nähert sich das Antriebsrad 9 bei Betätigung der Bremseinrichtung 2 einem Blockierzustand, so werden durch die Signalgeber 11 und 12 Raddrehzahlen n L bzw. n R erfaßt und der Steuereinheit 13 zugeleitet, die stark differieren. Die Steuereinheit 13 betätigt das Stellglied 16, wenn die Drehzahldifferenz einen Schwellwert Δ n<Δ n GRENZ überschreitet, so daß die Ausgleichsbewegung des Differentialgetriebes 5 durch ein Einrücken der Kupplung 15 aufgehoben wird. Dadurch kann das anteilige Bremsmoment auf das mit größerer Haftreibung abrollende Antriebsrad 10 übertragen werden, so daß trotz einseitiger Radblockierung das Kraftfahrzeug abbremsbar ist. Nähert sich die Raddrehzahl des Antriebsrades 10 in dieser Phase einem Blockierzustand, so werden diese Bedingungen über den Signalgeber 12 erfaßt, und die Steuereinheit 13 beeinflußt das Magnetventil 14 derart, daß dieses das Bremsmoment des Retarders 2 reduziert. The function of the device according to FIG. 1 is as follows: If the drive wheel 9 approaches a blocking state when the braking device 2 is actuated, wheel speeds n L and n R are detected by the signal transmitters 11 and 12 and fed to the control unit 13 , which differ greatly. The control unit 13 actuates the actuator 16 when the speed difference exceeds a threshold value Δ n < Δ n LIMIT , so that the compensating movement of the differential gear 5 is canceled by engaging the clutch 15 . As a result, the proportional braking torque can be transmitted to the drive wheel 10 rolling with greater static friction, so that the motor vehicle can be braked despite one-sided wheel locking. If the wheel speed of the drive wheel 10 approaches a blocking state in this phase, these conditions are detected via the signal generator 12 , and the control unit 13 influences the solenoid valve 14 in such a way that this reduces the braking torque of the retarder 2 .

BezugszeichenReference numerals

 1 Brennkraftmaschine
 2 Bremseinrichtung
 3 Getriebe
 4 Kardanwelle
 5 Differentialgetriebe
 6 Radachse
 7 Halbwelle
 8 Halbwelle
 9 Antriebsrad
10 Antriebsrad
11 Signalgeber
12 Signalgeber
13 Steuereinheit
14 Magnetventil
15 Sperrkupplung
16 Stellglied
n L Raddrehzahl des linken Antriebsrades
n R Raddrehzahl des rechten Antriebsrades
Δ n Differenz der Raddrehzahlen
Δ n Grenz Schwellwert 1 internal combustion engine
2 braking device
3 gears
4 cardan shaft
5 differential gears
6 wheel axle
7 half wave
8 half wave
9 drive wheel
10 drive wheel
11 signaling devices
12 signal heads
13 control unit
14 solenoid valve
15 locking clutch
16 actuator
n L Wheel speed of the left drive wheel
n R Wheel speed of the right drive wheel
Δ n difference in wheel speeds
Δ n limit threshold

Claims (5)

1. Verfahren zur Verbesserung des Bremsverhaltens eines mit zumindest einer angetriebenen Radachse (6) versehenen Kraftfahrzeugs, bei welchem auf der Radachse (6) angeordnete Antriebsräder (9 und 10) von einer Antriebseinheit (1 und 3) aus über ein Differentialgetriebe (5) antreibbar und über eine dem Differentialgetriebe (5) in Antriebsrichtung vorgeordnete Bremseinrichtung (2), vorzugsweise einen Retarder, abbremsbar sind, mit einer Überwachungseinheit (11, 12), die eine Steuereinheit (13) aktiviert, wenn sich die Drehzahl n R bzw. n L eines der Antriebsräder (9 oder 10) einem Blockierzustand nähert, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (13) bei Überschreitung eines Schwellwertes Δ n Grenz einer Drehzahldifferenz Δ n der beiden Antriebsräder (9 oder 10) die Ausgleichsbewegung des Differentialgetriebes (5) geregelt reduziert oder sperrt.1. Method for improving the braking behavior of a motor vehicle provided with at least one driven wheel axle ( 6 ), in which drive wheels ( 9 and 10 ) arranged on the wheel axle ( 6 ) can be driven by a drive unit ( 1 and 3 ) via a differential gear ( 5 ) and can be braked via a braking device ( 2 ), preferably a retarder, arranged upstream of the differential gear ( 5 ), with a monitoring unit ( 11 , 12 ) which activates a control unit ( 13 ) when the speed n R or n L one of the drive wheels ( 9 or 10 ) approaches a locked state, characterized in that the control unit ( 13 ) reduces the compensating movement of the differential gear ( 5 ) in a controlled manner when a threshold value Δ n limit of a speed difference Δ n of the two drive wheels ( 9 or 10 ) is exceeded or locks. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (13) bei Überschreitung des Schwellwertes Δ n Grenz eine im Differentialgetriebe (5) angeordnete Sperrkupplung (15) einrückt.2. The method according to claim 1, characterized in that the control unit ( 13 ) engages a locking clutch ( 15 ) arranged in the differential gear ( 5 ) when the threshold value Δ n limit is exceeded. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (13) das Bremsmoment der Bremseinrichtung (2) reduziert, wenn sich nach erfolgter Reduzierung oder Sperrung der Ausgleichsbewegung des Differentialgetriebes (5) die Drehzahl n L bzw. n R des Antriebsrades (9 oder 10) mit höherem Kraftschlußbeiwert einem Blockierzustand nähert. 3. The method according to claim 1, characterized in that the control unit ( 13 ) reduces the braking torque of the braking device ( 2 ) when, after the reduction or blocking of the compensating movement of the differential gear ( 5 ), the speed n L or n R of the drive wheel ( 9 or 10 ) approaches a blocking state with a higher coefficient of adhesion. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2 für ein Kraftfahrzeug, dessen Antriebsräder (9 und 10) zumindest einer der beiden Radachsen (6) über ein Differentialgetriebe (5) und Halbwellen (7 und 8) von einer Antriebseinheit (1 und 3) antreibbar sind, wobei Signalgeber (11 und 12) einer Überwachungseinheit, die den Antriebsrädern (9 und 10) zur Erfassung ihrer Drehzahl zugeordnet sind, mit einer Steuereinheit (13) in Verbindung stehen, und wobei dem Differentialgetriebe (5) in Antriebsrichtung ein Retarder (2) vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit an ein Stellglied (16) einer Sperrkupplung (15) des Differentialgetriebes (5) angeschlossen ist.4. Device for performing the method according to one of claims 1 or 2 for a motor vehicle, the drive wheels ( 9 and 10 ) at least one of the two wheel axles ( 6 ) via a differential gear ( 5 ) and half shafts ( 7 and 8 ) from a drive unit ( 1 and 3 ) can be driven, signal transmitters ( 11 and 12 ) of a monitoring unit, which are assigned to the drive wheels ( 9 and 10 ) for detecting their speed, are connected to a control unit ( 13 ), and the differential gear ( 5 ) is connected in A retarder ( 2 ) is connected upstream in the drive direction, characterized in that the control unit is connected to an actuator ( 16 ) of a locking clutch ( 15 ) of the differential gear ( 5 ). 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (13) mit einem Magnetventil (14) verbunden ist, das die Füllung des hydrodynamisch wirkenden Retarders (2) oder den Schwenkwinkel eines hydrostatisch wirkenden Retarders entsprechend der am Antriebsrad (9 oder 10) mit höherem Kraftschlußbeiwert ermittelten Blockierneigung regelt.5. A device for performing the method according to claim 4, characterized in that the control unit ( 13 ) is connected to a solenoid valve ( 14 ) which the filling of the hydrodynamically acting retarder ( 2 ) or the pivot angle of a hydrostatically acting retarder corresponding to that on the drive wheel ( 9 or 10 ) with a higher coefficient of adhesion determined blocking tendency.
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