DE10016814A1 - Verfahren zum Schutz von Achsdifferentialen vor Überlastung - Google Patents
Verfahren zum Schutz von Achsdifferentialen vor ÜberlastungInfo
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Schutz von Achsdifferentialen vor Überlastung oder Zerstörung beschrieben, das für Fahrzeuge mit Antriebsschlupfregelung durch Bremsen- und/oder Motoreingriff verwendet werden kann. Nach diesem Verfahren wird der Maximalwert des am angetriebenen Rad während eines Antriebsschlupfregelungsvorgangs auftretenden Drehmoments und/oder der Maximalwert der Differenzdrehzahl der angetriebenen Räder einer Achse mit Mitteln der Bremsregelung und/oder mit Mitteln der Motorregelung begrenzt. DOLLAR A Nach einem besonders einfachen Ausführungsbeispiel wird das Drehmoment und/oder die Differenzdrehzahl der angetriebenen ausschließlich durch Begrenzung des Bremsdruckes auf einen konstanten oder auf einen von der Motordrehzahl abhängigen Höchstwert begrenzt.
Description
Es sind bereits Antriebsschupfregelungsregelungssysteme
bekannt, bei denen mit Mitteln der Bremsenregelung und der
Motorregelung Fahrzeuginstabilitäten und der Verlust von
Traktion reduziert oder beseitigt werden.
Bei diesen Systemen werden im Antriebsschlupf befindliche
Räder mit Bremsdruck in der Weise beaufschlagt, dass der
Antriebsschlupf reduziert wird. Zusätzlich kann das Motor
drehmoment in geeigneter Weise verringert werden. Ziel die
ser Systeme ist allein die Gewährleistung von Traktion und
Stabilität.
Insbesondere bei Allradfahrzeugen in schwerem Gelände sowie
generell bei Anfahrsituationen am Hang, auf Fahrbahnen mit
geteiltem Reibwert etc. können Drehmomentspitzen und Diffe
renzdrehzahlen der angetriebenen Räder einer Achse auftre
ten, die zur Schädigung oder gar Zerstörung der Achsdiffe
rentialgetriebe führen können.
Es ist bereits bekannt, durch eine zeitabhängige Begrenzung
der Bremsenregelungsfunktion die thermische Belastung der
Achsdifferentialgetriebe zu mindern.
Auf diese Weise ist es jedoch nicht möglich, Drehmoment- und
Differenzdrehzahlspitzen zu erkennen und zu unterdrücken.
Weiterhin besteht der Nachteil, dass mit dem Erreichen der
thermischen Belastungsgrenze plötzlich und für den Fahrer
nicht vorhersehbar die gesamte Bremsenregelfunktion nicht
mehr verfügbar ist. Dadurch können insbesondere in schwerem
Gelände gefährliche Situationen entstehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrun
de, Achsdifferentialgetriebe vor Zerstörung durch zu hohe
Drehmomente oder durch zu hohe Differenzdrehzahlen an den
Antriebsrädern einer Achse zu bewahren und gleichzeitig ei
ne maximale Traktion zu gewährleisten. Auch wird eine zeit
lich unbegrenzte Verfügbarkeit der Bremsenregelfunktion ge
fordert.
Es hat sich gezeigt, dass diese Aufgabe durch das im An
spruch 1 beschriebene Verfahren gelöst werden kann, dessen
Besonderheit darin besteht, dass der Maximalwert des am an
getriebenen Rad während eines Antriebsschlupfregelungsvor
gangs auftretenden Drehmomentes und/oder der Maximalwert
der Differenzdrehzahl der angetrieben Räder einer Achse mit
Mitteln der Bremsenregelung und/oder mit Mitteln der Motor
regelung begrenzt werden. Dabei wirkt sich der Bremsenein
griff in erster Linie, aber nicht ausschließlich, auf das
Raddrehmoment aus, während die Differenzdrehzahl eher von
der Motorregelung beeinflusst wird.
Nach einer besonders einfachen und dennoch in vielen Anwen
dungsfällen ausreichenden Ausführungsart des erfindungsge
mäßen Verfahrens wird das Drehmoment und/oder die Diffe
renzdrehzahl der angetriebenen Räder durch Beschränkung des
Bremsdruckes auf einen konstanten oder auf einen von der
Motordrehzahl abhängigen Höchstwert begrenzt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsart der Erfindung, die
für Antriebsschlupfregelungen auf Basis von Bremsen- und
Motoreingriff verwendbar ist, besteht darin, dass für den
während eines Antriebsschlupfregelungsvorgangs in den Rad
bremsen der angetriebenen Räder eingesteuerten Bremsdruck
ein Bremsdruck-Schwellwert vorgegeben wird, und dass, so
lange der Bremsdruck unter dem Schwellwert liegt, das Mo
tordrehmoment in Abhängigkeit von dem stabileren Antriebs
rad, d. h. von dem den geringeren Antriebsschlupf aufweisen
den Antriebsrad, geregelt wird (sogenannte "select-high"-
Regelung), sowie dass nach Überschreiten des Bremsdruck-
Schwellwertes die Regelung in Abhängigkeit von dem den hö
heren Antriebsschlupf aufweisenden Antriebsrad (sogenannte
"select-low"-Regelung) fortgesetzt wird. Der Bremsdruck-
Schwellwert muss natürlich unter dem vorgegebenen Höchst
wert des Bremsdruckes liegen, der das Rad-Drehmoment auf
einen Maximalwert begrenzt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Regelung
des Motordrehmomentes in an sich bekannter Weise in Abhän
gigkeit von vorgegebenen Regelungsschwellen. Nach dem Um
schalten auf die select-low-Regelung, d. h. auf Abhängigkeit
von dem den höheren Antriebsschlupf aufweisenden Antriebs
rad, werden die Motor-Regelungsschwellen auf einen die ma
ximal zulässige Differenz zwischen den Drehzahlen der ange
triebenen Räder widerspiegelnden Wert gesetzt.
Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen sich
aus den folgenden Ausführungen hervor.
Wird an einer angetriebenen Achse Antriebsschlupf an einem
Rad erkannt, welcher höher ist als ein vorgegebener
Schwellwert, so wird ein Druckaufbau an dem betreffenden
Rad eingeleitet.
Charakteristisch für Fahrten in schwerem Gelände oder auf
Fahrbahnen mit geteiltem Reibwert ist, dass das andere Rad
der betreffenden Achse weitgehend stabil ist. Weiterhin be
steht in diesen Situationen ein hoher Bedarf an Antriebsmo
ment.
Dies führt besonders übergangsweise zu sehr hohen getriebe
eingangsseitigen Drehmomenten und hohen Differenzdrehzahlen
an den angetriebenen Rädern einer Achse. Dies wird erfin
dungsgemäß zum Erkennen und Überwinden kritischer Situatio
nen ausgewertet.
Das Drehmoment wird begrenzt durch eine konstante oder
wahlweise auch motordrehzahlabhängige Maximaldruckkennli
nie.
Aus dieser Druckbegrenzung resultiert entsprechend den Pa
rametern der eingesetzten Bremse ein maximales Drehmoment
am überdrehenden Rad und damit ein maximales Summendrehmo
ment am Getriebeeingang.
Es hat sich herausgestellt, dass sich durch geeignete Wahl
der Druckbegrenzungskennlinie ein Kompromiss finden lässt,
der einerseits maximale Traktion und andererseits eine ge
forderte Langzeitfestigkeit des Achsdifferentialgetriebes
gewährleistet.
Derartige Fahrsituationen sind typisch in schwerem Gelände;
im normalen Straßenbetrieb treten sie nicht auf. Wird die
Druckbegrenzungsfunktion so gewählt, dass sie nur im Gelän
de, nicht jedoch im Straßenbetrieb wirksam ist, so resul
tiert hieraus für den Straßenbetrieb eine gegenüber her
kömmlichen Systemen nicht eingeschränkte Leistungsfähig
keit. Im konkreten Anwendungsfall wird die Druckbegrenzung
auf einen genügend hohen Wert gesetzt, der einerseits die
Getriebeschutzfunktion in schwerem Gelände gewährleistet,
andererseits aber von den bei einer Bremsenregelung im
Straßenbetrieb üblichen Druckniveaus nicht erreicht wird.
Alternativ wäre auch die Aktivierung dieser Getriebeschutz
funktion ausschließlich bei erkannter Geländefunktion denk
bar, wobei dann im normalen Straßenbetrieb die eingangs be
schriebenen Lösungen aus dem Stand der Technik zum Einsatz
kommen könnten.
Diese druckinduzierte Begrenzung des Stützmomentes am über
drehenden Rad kann andererseits jedoch fahrsituationsabhän
gig bei gegebenem Motordrehmoment zu einer weiteren Be
schleunigung des überdrehenden Rades und somit zu einer Er
höhung der Differenzdrehzahl der Räder dieser Achse führen.
Die herkömmliche Motorregelung ist zur Reduktion dieser
Differenzdrehzahl nicht geeignet, da in den beschriebenen
Fahrsituationen der Antriebsschlupf des stabileren Rades
mit vorgegebenen Regelschwellen verglichen wird.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass beim Über
schreiten einer zweiten, niedriger liegenden Druckschwelle
und stark positiver Radbeschleunigung die Motorregelung
nach dem Rad mit dem höheren Antriebsschlupf erfolgt und
gleichzeitig die Motorregelschwellen auf ein die maximal
zulässige Differenzdrehzahl beschreibendes Niveau gesetzt
werden.
Die Motorregelung begrenzt darauf hin die Differenzdrehzahl
über eine Reduktion des Motordrehmomentes.
In Abhängigkeit von der konkreten Auslegung des Antriebs
stranges, der Motorleistung und dem dynamischen Verhalten
des Antriebs kann, wie bereits erwähnt wurde, die Begren
zung des Bremsdruckes ohne Eingriff in die Motorregelung
ausreichend sein, um sowohl das maximale Drehmoment als
auch die Differenzdrehzahl an den Achsen im zulässigen Be
reich zu halten.
Claims (4)
1. Verfahren zum Schutz von Achsdifferentialen vor Überla
stung oder Zerstörung, für Fahrzeuge mit Antriebs
schlupfregelung durch Bremsen- und/oder Motoreingriff,
dadurch gekennzeichnet, dass der Maximalwert des am an
getriebenen Rad während eines Antriebsschlupfregelungs
vorgangs auftretenden Drehmomentes und/oder der Maximal
wert der Differenzdrehzahl der angetrieben Räder einer
Achse mit Mitteln der Bremsenregelung und/oder mit Mit
teln der Motorregelung begrenzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das Drehmoment und/oder die Differenzdrehzahl der ange
triebenen durch Begrenzung des Bremsdruckes auf einen
konstanten oder auf einen von der Motordrehzahl abhängi
gen Höchstwert begrenzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, für Fahrzeuge mit An
triebsschlupfregelung durch Bremsen- und Motoreingriff,
dadurch gekennzeichnet, dass für den während eines An
triebsschlupfregelungsvorgangs in den Radbremsen der an
getriebenen Räder eingesteuerten Bremsdruck ein
Bremsdruck-Schwellwert vorgegeben wird, dass, solange
der Bremsdruck unter dem Schwellwert liegt, das Motor
drehmoment in Abhängigkeit von dem stabileren Antriebs
rad, d. h. nach dem den geringeren Antriebsschlupf auf
weisenden Antriebsrad, geregelt wird (select-high-
Regelung), und dass nach Überschreiten des Bremsdruck-
Schwellwertes die Regelung in Abhängigkeit von dem den
höheren Antriebsschlupf aufweisenden Antriebsrad
(select-low-Regelung) fortgesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Regelung des Motordrehmomentes in an sich bekannter
Weise in Abhängigkeit von vorgegebenen Regelungsschwel
len erfolgt und dass nach Umschalten auf die select-low-
Regelung, d. h. auf Abhängigkeit von dem den höheren An
triebsschlupf aufweisenden Antriebsrad, die Motor-
Regelungsschwellen auf einen die maximal zulässige Dif
ferenz zwischen den Drehzahlen der angetriebenen Räder
widerspiegelnden Wert gesetzt werden.
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