WO2012130607A1 - Schutz einer allradkupplung eines kraftfahrzeugs mit kupplungsgesteuertem allradantrieb bei einer kritischen festbremssituation mit kupplungsschlupf - Google Patents

Schutz einer allradkupplung eines kraftfahrzeugs mit kupplungsgesteuertem allradantrieb bei einer kritischen festbremssituation mit kupplungsschlupf Download PDF

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torque
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Axel Wust
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a method for protecting an all-wheel drive clutch of a motor vehicle with clutch-controlled all-wheel drive and a control unit, in particular an engine control unit or a control unit for
  • Vehicle dynamics control with appropriate protection function.
  • one axle of the vehicle is typically driven permanently, while the other axle optionally with a controllable four-wheel clutch with
  • the driven axle is called the primary axle and the optional shiftable axle is called the secondary axle.
  • the optional shiftable axle is called the secondary axle.
  • a clutch-controlled four-wheel drive is the
  • a clutch torque of the four-wheel clutch is set, which at the same time corresponds to the maximum possible torque which can be transmitted from the clutch in the direction of the secondary axis.
  • Critical clutch slip can occur in particular in a hard braking situation with a low coefficient of friction of the primary axis. Under one
  • Festbremssituation is understood in the context of the application a situation in which both the accelerator pedal and the brake are actuated (this is typically only in a vehicle with automatic transmission) and the vehicle is stationary or only slightly moved in the vehicle longitudinal direction.
  • the primary-axis-side drive torque is typically greater than the sum of primary-axis-side braking torque of both wheels and the
  • the secondary axis can fully support the transmittable via the four-wheel drive torque on the brakes of the secondary axis (because that to the secondary axis
  • Specify four-wheel clutch which avoids a large energy input into the four-wheel clutch during a critical stall situation when one or both wheels of the primary axle spin (especially because the coefficient of friction of the primary axis is low) and thus a clutch slip occurs. It is another object of the invention to provide a control device with a corresponding protective function.
  • One aspect of the invention is related to methods for protecting an all-wheel-drive clutch, for example a friction clutch (in particular a friction clutch)
  • a primary axis is typically driven permanently and a
  • Secondary axis can be driven either by means of the controllable four-wheel clutch.
  • the primary axis does not necessarily have to be permanent be driven; It can also be provided that the primary axis is selectively driven via an additional coupling.
  • the engine torque is reduced or limited, so that the clutch slip and thus the energy input are reduced in the four-wheel drive.
  • it can be provided to increase the braking torque for at least one spinning wheel of the primary axis, so that the spin is reduced and thus the clutch slip decreases.
  • both the engine torque can be reduced or limited and the braking torque can be increased.
  • the detection of a hard-braking situation with clutch slip that is critical for the four-wheel clutch is preferably carried out both by evaluating an accelerator pedal signal characteristic for the accelerator pedal position (for example, a driver input drive torque) and by evaluating a brake signal characteristic of the actuation of the brake (for example a driver's desired braking torque). In this way it can be checked whether both accelerator pedal and brake are actuated; for example, by comparing the two signals, each with a threshold value.
  • the critical stall situation is detected by evaluating a characteristic of the clutch slip of the four-wheel drive
  • Slip signal for example by evaluating the differential speed in the four-wheel drive clutch (eg by comparing the signal with a threshold),
  • a characteristic of the driving speed signal is evaluated, for example, a vehicle speed signal or a speed signal of a wheel of the secondary axis. For example, it is checked whether the vehicle speed is smaller than an amount
  • Threshold is (eg less than 2.5 m / s).
  • Clutch slip in certain driving situations may occur, but the thermal energy input is too low and therefore no countermeasures must be taken. For example, it may be checked whether the increase (i.e., the gradient) of a signal characteristic of the thermal load of the four-wheel-drive clutch (eg, a temperature indication) is greater than or greater than a certain threshold.
  • a signal characteristic of the thermal load of the four-wheel-drive clutch eg, a temperature indication
  • an engine torque is determined in which the wheels of the primary axle do not spin, and the engine torque is reduced or limited to this specific engine torque.
  • a braking torque for one or both axes can be determined.
  • a braking torque is estimated downwards in terms of amount.
  • the braking torque on one or both axes can be calculated via the current brake pressure.
  • the braking torque of the secondary axle can be
  • the clutch torque For example, be estimated by the clutch torque from the amount down, because of the four-wheel clutch not more torque than the clutch torque can be transmitted to the secondary axis. At standstill of the vehicle, the braking torque of the amount is then greater than the clutch torque.
  • the method thus has a particularly advantageous effect in such a four-wheel drive concept.
  • the method can of course also be applied to a vehicle in which the rear axle corresponds to the secondary axle and the front axle corresponds to the primary axle.
  • a second aspect of the invention is directed to a control unit having a function for protecting an all-wheel clutch of a two-axle motor vehicle with clutch-controlled four-wheel drive.
  • the control unit is, for example, an engine control unit or a brake control unit, in particular a control unit for driving dynamics control.
  • the control unit includes means for detecting a critical for the four-wheel clutch
  • means for implementing or triggering a protective measure against a thermal overload of the all-wheel drive are provided, for example means for reducing or limiting the engine torque and / or
  • the means are realized, for example, in software that is processed on a processor of the control unit.
  • the above statements on the method according to the invention according to the first aspect of the invention also apply correspondingly to the control device according to the invention according to the second aspect of the invention.
  • the invention will be described below with reference to the accompanying drawings with reference to an embodiment. In these show:
  • Fig. 1 shows schematically a motor vehicle with clutch controlled
  • All-wheel drive wherein the rear axle is permanently driven as a primary axis and the front axle is driven as a secondary axle either by means of the controllable four-wheel clutch;
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a protective function implemented in a control unit for protecting the all-wheel drive from thermal damage
  • Fig. 1 shows schematically a motor vehicle with clutch controlled
  • the vehicle is Preferably, a vehicle with front-engine drive, with a
  • Cardan shaft between the automatic transmission 5 and the axle 15 is provided.
  • the procedure presented below for Schulz the all-wheel drive is also on a vehicle with the rear axle as
  • the drive comprises an engine 4, which is controlled by an engine control unit 20, and the automatic transmission 5 connected to the engine 4.
  • the all-wheel drive 3 is from a
  • the clutch basket 6 is connected to the secondary side output of the clutch 3, so that in the closed state of the clutch 3, a part of the transmission output side torque is transmitted via the axle 16 to the wheels 13, 14 of the front axle 2.
  • Clutch torque is limited upwards.
  • Fig. 1 is a protective function to protect the four-wheel clutch in a control unit for
  • a protective function for protecting the all-wheel clutch 3 is provided, soft thermal destruction of the four-wheel clutch 3 during stalling of the vehicle (ie, simultaneous operation of the accelerator pedal and the brake pedal) with a low coefficient of friction on the rear axle 1 and spinning the Wheels 11, 12 of the rear axle 1 prevented.
  • soft thermal destruction of the four-wheel clutch 3 during stalling of the vehicle ie, simultaneous operation of the accelerator pedal and the brake pedal
  • a low coefficient of friction on the rear axle 1 and spinning the Wheels 11, 12 of the rear axle 1 prevented.
  • Braking torque remaining drive torque of the rear axle 1 is greater than that due to the low friction coefficient low Radabrissmoment for the rear axle 1).
  • the front axle 2 can fully support the moment transmitted via the four-wheel clutch 3 to the secondary axle 2;
  • Front wheels are stationary. This is because - the torque transmittable to the front axle 2 due to the
  • the maximum braking torque at the front axle 2 is typically greater than the maximum braking torque at the rear axle 1, and
  • the Radabrissmoment is the
  • Front axle 2 larger than the wheel breaking torque of the rear axle 1.
  • a typical ⁇ -jump maneuver For example, when pulling out a boat trailer out of the water, where the front axle is still on dry asphalt and the rear axle on wet or even
  • the control unit 9 shares the limitation with the engine control unit 9.
  • the limitation of the engine torque typically results in a reduction of the engine torque.
  • the clutch control unit 17 receives accelerator pedal information 18 and brake information 19.
  • step 100 the protection function estimates the braking torque at the
  • Front axle 2 and the braking torque on the rear axle 1 from.
  • the sum of the estimated braking torque of the front axle 2 (where the clutch torque for estimating the braking torque of the front axle 2 is used) and the braking torque of the rear axle 1 corresponds to a drive torque which can be supported by the brakes.
  • the size I A G describes the translation of the transaxle 1 5.
  • the braking torque of the front axle 2 can be calculated in a corresponding manner. Alternatively, it can also be provided to estimate the braking torque M BRAKE VA of the front axle 2 (relative to the propeller shaft) by the clutch torque M Ku pp the four-wheel drive 3 down (in the case of clutch slip). Namely, the clutch torque M K upp represents the maximum of the torque transmittable to the front axle. With clutch shudder, approximately this clutch torque M Ku p P is transmitted to the front axle. In non-movement of the vehicle, the actual braking moment M B REMS_VA on the front axle 2 is at least as large as the clutch torque M Ku pp, otherwise the vehicle would move.
  • step 1 10 a test for a critical for the all-wheel clutch hard braking situation with a differential speed in the four-wheel clutch is greater than a differential speed limit.
  • a critical situation is recognized here if the following conditions are met cumulatively:
  • a signal indicating the accelerator pedal position for example, a
  • Threshold for example greater than 50%.
  • a signal indicating the driver's desired braking torque or the brake pressure is greater than a threshold value.
  • the vehicle speed in the longitudinal direction is less than a predetermined speed limit, for example less than 2.5 m / s.
  • the differential speed in the Al! Wheel clutch 3 is greater than a predetermined differential speed limit.
  • Coupling stress signal which is the thermal load of
  • the coupling stress signal is a signal corresponding to a percent value between 0% and 100%.
  • a corresponding energy input is detected, for example, when the gradient AStress is greater than or equal to a certain gradient threshold.
  • the gradient AStress is greater than or equal to a certain gradient threshold.
  • step 1 10 4WD clutch was detected in step 1 10 (for example, because the
  • Rear axle has such a low coefficient of friction that one or both rear wheels spin and a correspondingly high speed differential with high energy input occurs), carried out in step 120, a limitation of the engine torque up (this limit is communicated to the engine control unit 20 by the controller 9).
  • the limitation of the engine torque acts as a reduction of the engine torque, if the engine torque without limitation would be above the limit. Alternatively or in addition to limiting / reducing the engine torque and the braking torque could be increased.
  • the engine torque is limited / limited to a supportable engine torque at which the wheels of the primary axle do not spin.
  • the engine torque is preferably limited to the braking torque of the front and rear axle determined in step 100 plus the friction torque M ReibiHA at the rear axle (in this case, the variable i describes the total transmission ratio between the propeller shaft and the crankshaft):
  • M M ot ( KU P + M Brakes _ HA + M ReibiHA ) / i
  • the calculated engine torque Mot is communicated to the engine control unit 9 and serves the motor control as an upper limit for the engine torque.
  • step 1 After completion of the conditions for the hard braking in a subsequent run of step 1 10, the engine torque is released again.

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Abstract

Ein Aspekt der Erfindung ist auf Verfahren zum Schulz einer Allradkupplung (3) eines zweiachsigen Kraftfahrzeugs mit kupplungsgesteuertem Allradantrieb gerichtet. Bei dem Allradantrieb wird eine Primärachse (1) typischerweise permanent angetrieben und eine Sekundärachse (2) ist wahlweise mittels der steuerbaren Allradkupplung antreibbar. Gemäß dem Verfahren wird eine für die Allradkupplung kritische Festbremssituation mit Kupplungsschlupf in der Allradkupplung erkannt. Hierbei werden sowohl Fahrpedal als auch die Bremse betätigt. Außerdem steht das Fahrzeug oder bewegt sich nur geringfügig in Fahrzeuglängsrichtung. Bei einer kritischen Festbremssituation mit Kupplungsschlupf dreht außerdem zumindest eines der Räder der Primärachse durch (beispielsweise wenn der Reibwert der Primärachse sehr gering ist und das Radbremsmoment geringer als das Antriebsmoment ist) und es tritt Kupplungsschlupf an der Allradkupplung auf. Bei Erkennen einer für die Allradkupplung kritischen Festbremssituation mit Kupplungsschlupf wird eine Schutzmaßnahme gegen eine thermische Überlast der Allradkupplung durchgeführt, beispielsweise wird das Motormoment begrenzt oder reduziert, so dass der Kupplungsschlupf und damit auch der Energieeintrag in die Allradkupplung reduziert werden.

Description

Schutz einer Allradkupplung eines Kraftfahrzeugs mit kupplungsgesteuertem Allradantrieb bei einer kritischen
Festbremssituation mit Kupplungsschlupf
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz einer Allradkupplung eines Kraftfahrzeugs mit kupplungsgesteuertem Allradantrieb und ein Steuergerät, insbesondere ein Motorsteuergerät oder ein Steuergerät zur
Fahrdynamikregelung, mit entsprechender Schutzfunktion.
Bei einem kupplungsgesteuerten Allradantrieb eines Kraftfahrzeugs wird eine Achse des Fahrzeugs typischerweise permanent angetrieben, während die andere Achse wahlweise über eine steuerbare Allradkupplung mit
Antriebsleistung versorgt wird. Die angetriebene Achse wird als Primärachse bezeichnet und die wahlweise zuschaltbare Achse wird als Sekundärachse bezeichnet. Bei einem kupplungsgesteuerten Allradantrieb wird die
Allradkupplung vorzugsweise elektronisch angesteuert. Hierbei wird ein Kupplungsmoment der Allradkupplung eingestellt, welches gleichzeitig dem maximal möglichen Drehmoment entspricht, welches von der Kupplung in Richtung Sekundärachse übertragen werden kann.
Das Kupplungsmoment und damit auch das Drehmoment der
Sekundärachse sind auf ein maximales Kupplungsmoment der
Allradkupplung begrenzt, welches von der konkreten Ausgestaltung der Allradkupplung abhängt. Wenn es zu einer Abweichung zwischen der sekundärachsseitigen Drehzahl und der primärachsseitigen Drehzahl an der Allradkupplung kommt, spricht man von Kupplungsschlupf. Derartiger Kupplungsschlupf bewirkt einen thermischen Energieeintrag in die
Allradkupplung, welcher je nach Größe des Kupplungsschlupfes und der Dauer der thermischen Belastung sogar zur thermischen Zerstörung der Allradkupplung führen kann.
Aus der Druckschrift DE 1 1 2007 000 995 T5 ist es bekannt, bei einem Kraftfahrzeug mit Allradantrieb den tatsächlichen Kupplungsschlupf mit einem zulässigen Kupplungsschlupf zu vergleichen und in Abhängigkeit des Vergleiches gegebenenfalls ein Signal an die Motorsteuerung zu geben, um das Motordrehmoment zu verringern. In der Druckschrift US 6,360,156 B1 ist es beschrieben, bei einem Fahrzeug mit Allradantrieb und Allradkupplung die Differenzgeschwindigkeit zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern zu bestimmen. In Abhängigkeit der Differenzgeschwindigkeit wird ein zulässiges Drehmoment bestimmt und bei Überschreiten des zulässigen Drehmoments wird das Drehmoment auf einen Wert reduziert, der nicht größer als das zulässige Drehmoment ist.
Kritischer Kupplungsschlupf kann insbesondere bei einer Festbremssituation mit geringem Reibwert der Primärachse auftreten. Unter einer
Festbremssituation wird im Sinne der Anmeldung eine Situation verstanden, bei der sowohl Fahrpedal als auch die Bremse betätigt sind (dies geht typischerweise nur bei einem Fahrzeug mit Automatikgetriebe) und das Fahrzeug steht oder sich nur geringfügig in Fahrzeuglängsrichtung bewegt.
Bei einer Festbremssituation mit geringem Reibwert der Primärachse ist das primärachsseitige Antriebsmoment typischerweise größer als die Summe aus primärachsseitigem Bremsmoment beider Räder und dem
Radabrissmoment, so dass die Räder der Primärachse durchdrehen, während die Räder der Sekundärachse still oder nahezu still stehen, weil die Räder der Sekundärachse festgebremst werden. In einer Festbremssituation mit einem geringen Reibwert der Primärachse reicht das Bremsmoment der Primärachse nämlich häufig nicht aus, das hohe Antriebsmoment
abzustützen (d. h. zu kompensieren), so dass es zum Durchdrehen der Primärachse kommt (das wirksame Moment an der Primärachse ist größer als das Radabrissmoment der Primärachse). Die Sekundärachse kann jedoch das über die Allradkupplung übertragbare Moment über die Bremsen der Sekundärachse voll abstützen (da das an die Sekundärachse
übertragbare Moment geringer ist), so dass die Räder der Sekundärachse still stehen. Dadurch kommt es zum Schlupfen der Allradkupplung und auch zu einem hohen thermischen Energieeintrag, ohne dass das Fahrzeug losfährt. Dies kann abhängig von der thermischen Kapazität der verbauten Kupplung innerhalb kurzer Zeit zum Überhitzen der Allradkupplung führen. Damit es in einem solchen Fall nicht zu einer thermischen Zerstörung des Allradsystems kommt, wird zum Schutz die Allradkupplung geöffnet. Dies hat jedoch den temporären Ausfall des zusätzlichen Antriebs über die
Sekundärachse zur Folge. Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Schutz einer
Allradkupplung anzugeben, welches einen großen Energieeintrag in die Allradkupplung während einer kritischen Festbremssituation vermeidet, wenn eines oder beide Räder der Primärachse durchdrehen (insbesondere weil der Reibwert der Primärachse gering ist) und dadurch ein Kupplungsschlupf entsteht. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Steuervorrichtung mit einer entsprechenden Schutzfunktion anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche gelöst.
Ein Aspekt der Erfindung ist auf Verfahren zum Schutz einer Allradkupplung, beispielsweise einer Reibungskupplung (insbesondere einer
Reiblamellenkupplung), eines zweiachsigen Kraftfahrzeugs mit
kupplungsgesteuertem Allradantrieb gerichtet. Bei dem Allradantrieb wird eine Primärachse typischerweise permanent angetrieben und eine
Sekundärachse ist wahlweise mittels der steuerbaren Allradkupplung antreibbar. Die Primärachse muss aber nicht zwingend permanent angetrieben sein; es kann auch vorgesehen sein, dass die Primärachse wahlweise über eine zusätzliche Kupplung angetrieben wird.
Gemäß dem Verfahren wird eine für die Allradkupplung kritische
Festbremssituation mit KupplungsschSupf in der Allradkupplung erkannt. Wie bereits vorstehend erläutert, sind bei einer Festbremssituation sowohl Fahrpedal als auch die Bremse betätigt. Hierbei steht das Fahrzeug oder bewegt sich nur geringfügig in Fahrzeuglängsrichtung (z. B. mit einer
Geschwindigkeit kleiner als ein Schwellwert, beispielsweise kleiner 4 m/s). Bei einer kritischen Festbremssituation mit Kupplungsschlupf dreht außerdem zumindest eines der Räder der Primärachse durch (beispielsweise weil der Reibwert der Primärachse sehr gering ist, z. B. bei einer
Primärachse auf Eis oder nassem Untergrund) und es tritt Kupplungsschlupf an der Allradkupplung auf (weil die Räder der Sekundärachse durch die Bremsen gehalten werden oder sich kaum bewegen, während die Räder der Primärachse durchdrehen). Bei Erkennen einer für die Allradkupplung kritischen Festbremssituation mit Kupplungsschlupf wird eine
Schutzmaßnahme gegen eine thermische Überlast der Allradkupplung durchgeführt. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird beispielsweise das Motormoment reduziert oder begrenzt, so dass der Kupplungsschlupf und damit auch der Energieeintrag in die Allradkupplung reduziert werden. Alternativ kann vorgesehen werden, das Bremsmoment für das zumindest eine durchdrehende Rad der Primärachse zu erhöhen, so dass das Durchdrehen reduziert wird und damit auch der Kupplungsschlupf sinkt. Selbstverständlich können auch sowohl das Motormoment reduziert oder begrenzt als auch das Bremsmoment erhöht werden.
Vorzugsweise erfolgt das Erkennen einer für die Allradkupplung kritischen Festbremssituation mit Kupplungsschlupf sowohl durch Auswerten eines für die Fahrpedalstellung charakteristischen Fahrpedalsignals (beispielsweise eines Fahrerwunschantriebsmoments) als auch durch Auswerten eines für die Betätigung der Bremse charakteristischen Bremssignals (beispielsweise eines Fahrerwunschbremsmoments). Hierdurch kann geprüft werden, ob sowohl Fahrpedal als auch Bremse betätigt sind; beispielsweise durch Vergleichen der beiden Signale mit jeweils einem Schwellwert. Außerdem erfolgt die Erkennung der kritischen Festbremssituation durch Auswerten eines für den Kupplungsschlupf der Allradkupplung charakteristischen
Schlupfsignals, beispielsweise durch Auswerten der Differenzdrehzahl in der Allradkupplung (z. B. durch Vergleichen des Signals mit einem Schwellwert), Vorzugsweise wird auch ein für die Fahrgeschwindigkeit charakteristisches Signal ausgewertet, beispielsweise ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal oder ein Drehzahlsignal eines Rads der Sekundärachse. Beispielsweise wird geprüft, ob die Fahrgeschwindigkeit vom Betrag her kleiner als ein
Schwellwert ist (z. B. kleiner 2,5 m/s).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird zum Erkennen einer für die Allradkupplung kritischen Festbremssituation außerdem geprüft, ob ein kritischer thermischer Energieeintrag in die Allradkupplung erfolgt, insbesondere ob die thermische Belastung der Allradkupplung in kritischer Weise zunimmt. Dies ist vor dem Hintergrund sinnvoll, dass
Kupplungsschlupf in bestimmten Fahrsituationen (z. B. Kurvenfahrt oder ABS-Bremsung) auftreten kann, jedoch der thermische Energieeintrag zu gering ist und daher keine Gegenmaßnahmen getroffen werden müssen. Es kann beispielsweise geprüft werden, ob die Zunahme (d. h. der Gradient) eines für die thermische Belastung der Allradkupplung charakteristischen Signals (z. B. eine Temperaturangabe) größer oder größer gleich als ein bestimmter Schwellwert ist.
Es ist von Vorteil, wenn ein Motormoment bestimmt wird, bei dem die Räder der Primärachse nicht durchdrehen, und das Motormoment auf dieses bestimmte Motormoment reduziert oder begrenzt wird. Alternativ könnte natürlich auch vorgesehen werden, das Motormoment auf ein Motormoment mit kleinerem Betrag als das bestimmte Motormoment zu reduzieren oder zu begrenzen. Wenn die Räder der Primärachse nämlich nicht mehr durchdrehen, sinken der Kupplungsschlupf (da die Differenzdrehzahl zwischen Primär- und Sekundärachse sinkt) und damit der Energieeintrag in die Allradkupplung. Zur Bestimmung des Motormoments, bei dem die Räder der Primärachse nicht durchdrehen, kann beispielsweise ein Bremsmoment für eine oder beide Achsen bestimmt werden. Alternativ kann ein Bremsmoment vom Betrag her nach unten abgeschätzt wird. Beispielsweise kann über den aktuellen Bremsdruck das Bremsmoment an einer oder beiden Achsen berechnet werden. Das Bremsmoment der Sekundärachse kann
beispielsweise durch das Kupplungsmoment vom Betrag her nach unten abgeschätzt werden, da von der Allradkupplung nicht mehr Drehmoment als das Kupplungsmoment zur Sekundärachse übertragen werden kann. Bei Stillstand des Fahrzeugs ist das Bremsmoment vom Betrag her dann größer als das Kupplungsmoment.
Es ist von Vorteil, wenn das Verfahren bei dem Fahrzeug angewandt wird, bei dem die Hinterachse der Primärachse und die Vorderachse der
Sekundärachse entsprechen. An der Vorderachse sind nämlich
typischerweise Bremsen mit einem höheren maximalen Bremsdruck als an der Hinterachse verbaut, so dass beim Festbremsen der Bremsdruck an der Hinterachse nicht reicht und die Räder der Hinterachse tendenziell zum Durchdrehen neigen. Das Verfahren wirkt also besonders vorteilhaft bei einem derartigen Allradkonzept. Alternativ kann das Verfahren natürlich auch bei einem Fahrzeug angewandt werden, bei dem die Hinterachse der Sekundärachse und die Vorderachse der Primärachse entsprechen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist auf Steuergerät mit einer Funktion zum Schutz einer Allradkupplung eines zweiachsigen Kraftfahrzeugs mit kupplungsgesteuertem Allradantrieb gerichtet. Bei dem Steuergerät handelt es sich beispielsweise um ein Motorsteuergerät oder ein Bremssteuergerät, insbesondere ein Steuergerät zur Fahrdynamikregelung. Das Steuergerät umfasst Mittel zum Erkennen einer für die Allradkupplung kritischen
Festbremssituation mit Kupplungsschlupf in der Allradkupplung. Außerdem sind Mittel zum Durchführen oder Auslösen einer Schutzmaßnahme gegen eine thermische Überlast der Allradkupplung vorgesehen, beispielsweise Mittel zum Reduzieren oder Begrenzen des Motormoments und/oder
Erhöhen des Bremsmoments für das zumindest eine durchdrehende Rad der Primärachse. Die Mittel sind beispielsweise in Software realisiert, die auf einem Prozessor des Steuergeräts abgearbeitet wird. Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung gelten in entsprechender Weise auch für die erfindungsgemäße Steuervorrichtung nach dem zweiten Aspekt der Erfindung. Die Erfindung wird nachfolgend unter Zuhilfenahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. In diesen zeigen:
Fig. 1 schematisch ein Kraftfahrzeug mit kupplungsgesteuertem
Allradantrieb, wobei die Hinterachse als Primärachse permanent angetrieben wird und die Vorderachse als Sekundärachse wahlweise mittels der steuerbaren Allradkupplung antreibbar ist;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für eine in einem Steuergerät implementierte Schutzfunktion zum Schutz der Allradkupplung vor thermischer
Überlast.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug mit kupplungsgesteuertem
Allradantrieb, wobei die Hinterachse 1 mit den Rädern 11 , 12 als
Primärachse permanent angetrieben wird und die Vorderachse 2 mit den Rädern 13, 14 als Sekundärachse wahlweise mittels einer steuerbaren Allradkupplung 3 antreibbar ist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Fahrzeug mit Frontmotor-Antrieb, wobei eine
Gelenkwelle zwischen dem Automatikgetriebe 5 und dem Achsgetriebe 15 vorgesehen ist. Das nachfolgend vorgestellte Verfahren zum Schulz der Allradkupplung ist auch auf ein Fahrzeug mit der Hinterachse als
Sekundärachse und der Vorderachse als Primärachse übertragbar, wobei hierbei dann die Hinterachse und die Vorderachse zu tauschen sind.
Der Antrieb umfasst einen Motor 4, welcher über ein Motorsteuergerät 20 gesteuert wird, und das mit dem Motor 4 verbundene Automatikgetriebe 5. Getriebeausgangsseitig befindet sich die steuerbare Allradkupplung 3, hier in Form einer Lamellenkupplung. Die Allradkupplung 3 wird von einem
Kupplungssteuergerät 17 gesteuert. Bei der Allradkupplung ist der
Kupplungseingang in Richtung Hinterachse 1 durchverbunden, so dass die Hinterachse 1 permanent angetrieben wird. Zwischen Allradkupplung 3 und Hinterachse 1 befinden sich eine Gelenkwelle und ein Achsgetriebe 15. Die Vorderachse 2 als Sekundärachse wird lediglich bei geschlossener
Kupplung 3 angetrieben. Dazu werden im Fall einer Lamellenkupplung die außen am Korb 6 verzahnten Lamellen 7 und die an der Nabe
innenverzahnten Lamellen 8 zusammengepresst. Durch die Reibung werden der Kupplungskorb 6 und die Kupplungsnarbe miteinander verbunden. Der Kupplungskorb 6 ist mit dem sekundärseitigen Ausgang der Kupplung 3 verbunden, so dass im geschlossenen Zustand der Kupplung 3 ein Teil des getriebeausgangsseitigen Drehmoments über das Achsgetriebe 16 an die Räder 13, 14 der Vorderachse 2 übertragen wird.
Zum Schließen der Kupplung 3 wird ein bestimmter Wert für das
Kupplungsmoment der Allradkupplung eingestellt, welches dem maximal möglichen Drehmoment entspricht, welches von der Kupplung 3 in Richtung der Vorderachse übertragen werden kann. Dies bedeutet, dass das an die Vorderachse 2 übertragbare Drehmoment durch das eingestellte
Kupplungsmoment nach oben begrenzt ist. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Schutzfunktion zum Schutz der Allradkupplung in einem Steuergerät zur
Fahrdynamikregelung untergebracht, alternativ könnte die Schutzfunktion beispielsweise in dem Motorsteuergerät 20 implementiert sein.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Fahrzeug ist eine Schutzfunktion zum Schutz der Allradkupplung 3 vorgesehen, weiche eine thermischer Zerstörung der Allradkupplung 3 beim Festbremsen des Fahrzeug (d. h. gleichzeitiges Betätigen des Fahrpedals und des Bremspedal) mit einem geringen Reibwert an der Hinterachse 1 und Durchdrehen der Räder 11 , 12 der Hinterachse 1 verhindert. In dieser Situation reicht nämlich das Bremsmoment der
Hinterachse nicht aus, das durchaus hohe Antriebsmoment abzustützen; es kommt zum Durchdrehen der Hinterachse (d. h. das nach Abzug des
Bremsmoment verbleibende Antriebsmoment der Hinterachse 1 ist größer als das aufgrund des niedrigen Reibwerts niedrige Radabrissmoment für die Hinterachse 1 ). Die Vorderachse 2 kann jedoch das über die Allradkupplung 3 an die Sekundärachse 2 übertragende Moment voll abstützen; die
Vorderräder stehen still. Dies liegt daran, dass - das an die Vorderachse 2 übertragbare Moment aufgrund der
begrenzten Momentenübertragungskapazität der Allradkupplung 3 grundsätzlich geringer als das an die Hinterachse 1 übertragbare Moment ist,
- das maximale Bremsmoment an der Vorderachse 2 typischerweise größer als das maximale Bremsmoment an der Hinterachse 1 ist, und
- das maximale Bremsmoment der Vorderachse 2 typischerweise
größer als das maximal übertragbare Kupplungsmoment ist.
Außerdem kann auch eine μ-Sprung-Situation vorliegen, bei der Reibwert der Räder 13, 14 der Vorderachse 2 größer als der Reibwert der Räder
11 ,12 der Hinterachse 1 ist, beispielsweise wenn die Hinterachse 1 sich über einer Eis- oder Schneefläche oder feuchten Untergrund befindet und die Vorderachse sich nicht über einem mit Eis, Schnee oder Feuchte belegten Untergrund befindet. In diesem Fall ist das Radabrissmoment der
Vorderachse 2 größer als das Radabrissmoment der Hinterachse 1. Ein typisches μ-Sprung-Manöver Siegt beispielsweise beim Herausziehen eines Bootsanhängers aus dem Wasser vor, bei dem die Vorderachse noch auf trockenem Asphalt und die Hinterachse auf nassem oder sogar
schlammigem Untergrund mit geringerem Reibwert steht. Grundsätzlich kann aber auch an der Vorderachse ein niedriger Reibwert vorliegen. Durch das Durchdrehen der Räder 11 , 12 der Hinterachse kommt es zum Schlupfen der Allradkupplung 3 und zu einem hohen thermischen
Energieeintrag, ohne dass das Fahrzeug direkt losfährt.
Um den hohen thermischen Energieeintrag mit der Gefahr der Beschädigung der Allradkupplung 3 zu verhindern, ist die in Fig. 2 dargestellte
Schutzfunktion im Steuergerät 9 implementiert, die eine Begrenzung des Motormoments im Bedarfsfall auslöst. Das Steuergerät 9 teilt die Begrenzung dem Motorsteuergerät 9. Durch die Begrenzung des Motormoments kommt es typischerweise zu einer Reduktion des Motormoments. So wird verhindert, dass die Kupplung zum Schutz der Allradkupplung 3 geöffnet wird, wodurch es zu einem Ausfall des Vorderradantriebs kommen würde. Einige zur Durchführung der Funktion verwendete Informationen, wie beispielsweise der thermische Belastungsgrad der Allradkupplung 3 und die Differenzdrehzahl der Allradkupplung, werden von dem Kupplungssteuergerät 17 an das Steuergerät 9, insbesondere über einen Datenbus, übertragen. Ferner nimmt das Steuergerät 9 Fahrpedalinformation 18 und Bremsinformation 19 entgegen.
In Schritt 100 schätzt die Schutzfunktion das Bremsmoment an der
Vorderachse 2 und das Bremsmoment an der Hinterachse 1 ab. Die Summe aus dem abgeschätzten Bremsmoment der Vorderachse 2 (wobei das Kupplungsmoment zur Abschätzung des Bremsmoments der Vorderachse 2 herangezogen wird) und dem Bremsmoment der Hinterachse 1 entspricht einem Antriebsmoment, welches durch die Bremsen abgestützt werden kann. Hierzu werden in Schritt 100 über den aktuellen Bremsdruck BD|, des linken Rads 11 und des Bremsdrucks BDre des rechten Rads 12 und die
Bremsverstärkung PBREMSE.HA eines Rades der Hinterachse 1 das
Bremsmoment der Hinterachse 1 MBREMS_HA als Summe der Bremsmomente der Räder 1 1 , 12 bezogen auf die Gelenkwelle (d. h. am primärseitigen Ausgang der Kupplung 3) berechnet:
M Brems _H A = (BDU PiBremseiEA + BDre ■ PiBremse,liA )/iAG
Hierbei beschreibt die Größe IAG die Übersetzung des Achsgetriebes 1 5. Das Bremsmoment der Vorderachse 2 kann auf entsprechende Weise berechnet werden. Alternativ kann aber auch vorgesehen werden, das Bremsmoment M BREMS VA der Vorderachse 2 (bezogen auf die Gelenkwelle) durch das Kupplungsmoment MKupp der Allradkupplung 3 nach unten abzuschätzen (im Fall von Kupplungsschlupf). Das Kupplungsmoment MKupp stellt nämlich das Maximum des an die Vorderachse übertragbaren Moments dar. Bei Kupplungsschupf wird ungefähr dieses Kupplungsmoment MKupP an die Vorderachse übertragen. Bei Nichtbewegung des Fahrzeugs ist das tatsächliche Bremsmoment MBREMS_VA an der Vorderachse 2 zumindest so groß wie das Kupplungsmoment MKupp, ansonsten würde sich das Fahrzeug bewegen.
In Schritt 1 10 erfolgt eine Prüfung auf eine für die Allradkupplung kritische Festbremssituation mit einer Differenzdrehzahl in der Allradkupplung größer als eine Differenzdrehzahlgrenze. Eine derartige kritische Situation wird hier erkannt, wenn die nachfolgenden Bedingungen kumulativ erfüllt sind: Ein die Fahrpedalstellung angebendes Signal (beispielsweise ein
Signal zwischen 0 % und 100 %, wobei 100 % einer vollständig durchgedrückten Pedalstellung entspricht) ist größer als ein
Schwellwert, beispielsweise größer 50 %.
Ein das Fahrerwunschbremsmoment oder den Bremsvordruck angebendes Signal ist größer als ein Schwellwert.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit in Längsrichtung ist kleiner als eine vorgegebene Geschwindigkeitsgrenze, beispielsweise kleiner 2,5 m/s.
Die Differenzdrehzahl in der Al!radkupplung 3 ist größer als eine vorgegebene Differenzdrehzahlgrenze.
Es liegt ein entsprechend hoher thermischer Energieeintrag vor.
Die Erkennung des thermischen Energieeintrags (siehe 5.) erfolgt
beispielsweise über die Auswertung eines thermischen
Kupplungsstresssignals, welches die thermische Belastung der
Allradkupplung 3 angibt. Beispielsweise wird geprüft, ob die thermische Belastung der Allradkupplung 3 in kritischer Weise zunimmt. Dazu wird der Gradient des thermischen Belastungsgrads (thermischer Stress) als Differenz zwischen dem Kupplungsstresssignal zum aktuellen Zeitpunkt t = to und dem Kupplungsstresssignal zu einem früheren Zeitpunkt t = t-i berechnet: Stress — Stress(t = t0)— Stress(t = tt)
Beispielsweise ist das Kupplungsstresssignal ein Signal, welches einem Prozent-Wert zwischen 0 % und 100 % entspricht.
Ein entsprechend Energieeintrag wird beispielsweise dann erkannt, wenn der Gradient AStress größer gleich einer bestimmten Gradientenschwelle ist. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zum Erkennen eines Energieeintrags eine oder mehrere weitere Bedingungen zusätzlich erfüllt sein müssen. Wenn eine kritische Festbremssituation mit Differenzdrehzahl in der
Allradkupplung in Schritt 1 10 erkannt wurde (beispielsweise weil die
Hinterachse hat einen so geringen Reibwert hat, dass eines oder beide Hinterräder durchdrehen und eine entsprechend hohe Differenzdrehzahl mit hohem Energieeintrag auftritt), erfolgt in Schritt 120 eine Begrenzung des Motormoments nach oben (diese Begrenzung wird dem Motorsteuergerät 20 seitens des Steuergeräts 9 mitgeteilt). Die Begrenzung des Motormoments wirkt sich als Reduzierung des Motormoments aus, wenn das Motormoment ohne Begrenzung oberhalb der Begrenzung liegt würde. Alternativ oder zusätzlich zur Begrenzung/Reduktion des Motormoments könnte auch das Bremsmoment erhöht werden. Das Motormoment wird dazu auf ein abstützbares Motormoment begrenzt/reduziert, bei dem die Räder der Primärachse nicht durchdrehen. Das Motormoment wird vorzugsweise auf das in Schritt 100 bestimmte Bremsmoment der Vorder- und Hinterachse zuzüglich dem Reibmoment MReibiHA an der Hinterachse begrenzt (hierbei beschreibt die Größe i die Gesamtübersetzung zwischen der Gelenkwelle und der Kurbelwelle):
MMot = ( KU P + MBremss_HA + MReibiHA)/i
Das berechnete Motormoment Mot wird der Motorsteuerung 9 mitgeteilt und dient der Motorsteuerung als Obergrenze für das Motormoment.
Nach Beendigung der Bedingungen für das Festbremsen bei einem späteren Durchlauf des Schritts 1 10 wird das Motormoment wieder freigegeben.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Schutz einer Allradkupplung (3) eines zweiachsigen Kraftfahrzeugs mit kupplungsgesteuertem Allradantrieb und
Automatikgetriebe, wobei eine Primärachse (1 ) angetrieben wird und eine Sekundärachse (2) wahlweise mitteis der steuerbaren
Aliradkupplung (3) antreibbar ist, mit den Schritten:
- Erkennen (1 10) einer für die Allradkupplung (3) kritischen
Festbremssituation mit Kupplungsschlupf in der Allradkupplung (3), wobei
- sowohl Fahrpedal als auch die Bremse betätigt sind,
- das Fahrzeug steht oder sich nur geringfügig in
Fahrzeugiängsrichtung bewegt,
- zumindest eines der Räder (1 1 , 12) der Primärachse (1 ) durchdreht und
- ein Kupplungsschlupf an der Allradkupplung (3) auftritt, und
- bei Erkennen einer für die Allradkupplung (3) kritischen
Festbremssituation mit Kupplungsschlupf, Durchführen einer Schutzmaßnahme gegen eine thermische Überlast der Allradkupplung (3).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Durchführen der
Schutzmaßnahme ein Reduzieren oder Begrenzen (120) des
Motormoments und/oder Erhöhen des Bremsmoments für das zumindest eine durchdrehende Rad der Primärachse (1 ) ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erkennen einer für die Allradkupplung kritischen Festbremssituation mit Kupplungsschlupf durch
- Auswerten eines für die Fahrpedalstellung charakteristischen
Fahrpedalsignals (18),
- Auswerten eines für die Betätigung der Bremse charakteristischen Bremssignals (19), und
- Auswerten eines für den Kupplungsschlupf der Allradkupplung
charakteristischen Schlupfsignals
erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erkennen einer für die Allradkupplung kritischen Festbremssituation mit Kupplungsschlupf durch
- Auswerten eines für die Fahrgeschwindigkeit charakteristischen Signals
erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für das Erkennen einer für die Allradkupplung kritischen Festbremssituation mit Kupplungsschlupf geprüft wird, ob ein kritischer thermischer Energieeintrag vorliegt, insbesondere ob die thermische Belastung der Allradkupplung in kritischer Weise zunimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- ein Motormoment bestimmt wird, bei dem die Räder der
Primärachse nicht durchdrehen und
- das Motormoment auf das bestimmte Motormoment oder ein
Motormoment mit kleinerem Betrag reduziert oder begrenzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei zur Bestimmung des
Motormoments ein Bremsmoment für eine oder beide Achsen (1 , 2) bestimmt oder abgeschätzt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Vorderachse (2) der Sekundärachse und die Hinterachse (1 ) der Primärachse entsprechen.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Allradkupplung (3) eine Reiblamellenkupplung ist.
10. Steuergerät (9) mit einer Funktion zum Schutz einer Allradkupplung (3) eines zweiachsigen Kraftfahrzeugs mit kupplungsgesteuertem Allradantrieb und Automatikgetriebe, wobei eine Primärachse (1 ) angetrieben wird und eine Sekundärachse (2) wahlweise mittels der steuerbaren Allradkupplung (3) antreibbar ist, umfassend:
- Mittel zum Erkennen einer für die Allradkupplung kritischen
Festbremssituation mit Kupplungsschlupf in der Allradkupplung (3), wobei
- sowohl Fahrpedal als auch die Bremse betätigt sind,
- das Fahrzeug steht oder sich nur geringfügig in
Fahrzeuglängsrichtung bewegt,
- zumindest eines der Räder (11 , 12) der Primärachse (2) durchdreht und
- ein Kupplungsschlupf an der Allradkupplung (3) auftritt, und
- Mittel zum Durchführen oder Auslösen einer Schutzmaßnahme gegen eine thermische Überlast der Allradkupplung (3) bei
Erkennen einer für die Allradkupplung (3) kritischen
Festbremssituation.
PCT/EP2012/054354 2011-03-25 2012-03-13 Schutz einer allradkupplung eines kraftfahrzeugs mit kupplungsgesteuertem allradantrieb bei einer kritischen festbremssituation mit kupplungsschlupf WO2012130607A1 (de)

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US14/036,149 Continuation US9187075B2 (en) 2011-03-25 2013-09-25 Protection of an all-wheel clutch of a motor vehicle having a clutch-controlled all-wheel drive during a critical power braking situation including a clutch slip

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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6241592B2 (ja) 2013-05-17 2017-12-06 スズキ株式会社 車両用駆動力配分制御装置
JP5942946B2 (ja) * 2013-09-02 2016-06-29 トヨタ自動車株式会社 ４輪駆動車両の制御装置
JP6413454B2 (ja) * 2014-08-07 2018-10-31 株式会社ジェイテクト 差動制限装置の制御装置及び制御方法
FR3030422B1 (fr) * 2014-12-22 2018-04-27 Renault S.A.S Procede et systeme de controle d'un embrayage mecanique a actionnement motorise
CN104569498B (zh) * 2015-02-05 2017-11-07 中北大学 高量程加速度传感器的抗过载能力分析方法
DE102015013000B4 (de) 2015-10-07 2019-02-28 Audi Ag Antriebsvorrichtung für ein allradgetriebenes Kraftfahrzeug
DE102016223177B4 (de) * 2016-11-23 2021-06-17 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstranges
FR3065696B1 (fr) * 2017-04-26 2020-10-23 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de protection thermique d'un dispositif d'embrayage d'un vehicule, notamment automobile
CN113007238B (zh) * 2021-04-28 2022-08-05 一汽解放汽车有限公司 一种基于目标冲击度的发动机恒转速离合器起步控制方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6360156B1 (en) 2000-11-01 2002-03-19 General Motors Corporation Method and system of determining an acceptable torque level to be applied to at least one clutch pack of an automobile
US20070112499A1 (en) * 2005-11-08 2007-05-17 Koji Matsuno Vehicle behavior control device
DE112007000995T5 (de) 2006-05-03 2009-05-28 Borgwarner Inc., Auburn Hills Steuerverfahren zur dynamischen Begrenzung von Motordrehmoment zur Bereitstellung eines Kupplungsüberhitzungsschutzes
US20090258754A1 (en) * 2006-11-13 2009-10-15 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Method for accelerating a vehicle from a stop or for stopping a vehicle on a gradient
US20100130328A1 (en) * 2008-11-21 2010-05-27 Zf Friedrichshafen Ag Drive line operation method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0542653Y2 (de) 1987-11-05 1993-10-27
JP3471593B2 (ja) * 1997-12-22 2003-12-02 本田技研工業株式会社 スロットル制御装置
US7630812B2 (en) 2004-02-09 2009-12-08 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling a transfer case clutch to protect against excessive heat
US7363118B2 (en) * 2004-08-02 2008-04-22 Volvo Trucks North America, Inc. Methods and apparatus for reducing vehicle tire wear
DE102006022858A1 (de) * 2006-05-16 2007-11-22 Magna Powertrain Ag & Co Kg Druckabbaueinheit für eine hydromechanische, auf eine Drehzahldifferenz ansprechende Kupplung
US7771312B2 (en) * 2007-03-14 2010-08-10 Honda Motor Co., Ltd. Selectable drivetrain control for a vehicle
JP4957528B2 (ja) * 2007-12-03 2012-06-20 日産自動車株式会社 容量制御式発進クラッチ付き変速機搭載車両の高応答発進制御装置
DE102009022303B4 (de) * 2009-05-22 2021-07-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Schutz von antriebsrelevanten Bauteilen eines Allradfahrzeugs

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6360156B1 (en) 2000-11-01 2002-03-19 General Motors Corporation Method and system of determining an acceptable torque level to be applied to at least one clutch pack of an automobile
US20070112499A1 (en) * 2005-11-08 2007-05-17 Koji Matsuno Vehicle behavior control device
DE112007000995T5 (de) 2006-05-03 2009-05-28 Borgwarner Inc., Auburn Hills Steuerverfahren zur dynamischen Begrenzung von Motordrehmoment zur Bereitstellung eines Kupplungsüberhitzungsschutzes
US20090258754A1 (en) * 2006-11-13 2009-10-15 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Method for accelerating a vehicle from a stop or for stopping a vehicle on a gradient
US20100130328A1 (en) * 2008-11-21 2010-05-27 Zf Friedrichshafen Ag Drive line operation method

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