DE10038738A1 - Controller preventing wheel spin, has actuator formed by motor, hydraulic cylinder and line connected to switching component in differential lock - Google Patents

Abstract

The electrohydraulic actuator has an electric motor (1), gear, hydraulic cylinder (3) and line (4), which is detachably connected to the switching component (5) in the differential lock.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung des Schaltelementes einer in einer Achse eines Kraftfahrzeuges integrierten Differentialsperre mit einem Aktuator, dem Steuersignale von einer Steuereinheit als Funktion der von Drehzahlsensoren ermittelten Rotations­ geschwindigkeiten der Räder des Kraftfahrzeuges zuge­ führt werden.The present invention relates to a device to control the switching element in one axis integrated differential lock of a motor vehicle an actuator, the control signals from a control unit as a function of the rotation determined by speed sensors speeds of the wheels of the motor vehicle leads.

Differentialsperren mit einer externen Steuerung wei­ sen üblicherweise Lamellenkupplungen auf, mit denen das offene Differential gesperrt werden kann. Durch geeignete Stellglieder kann das mit der Lamellenkupplung übertragene Sperrmoment auf beispielsweise hydraulischem Weg stufenlos verändert werden. Dies ist wichtig, um mit Hilfe einer üb­ licherweise elektronischen Regelung das Sperrmoment im Hin­ blick auf Traktion und Fahrstabilität möglichst gut an die unterschiedlichen Schlupf- bzw. Reibverhältnisse zwischen den Rädern und der Fahrbahn anzupassen. Mit Hilfe von Dreh­ zahlsensoren an der angetriebenen und an der nicht ange­ triebenen Achse können die Schlupfverhältnisse der antrei­ benden Räder erkannt werden und durch Ansteuerung des Sperrdifferentials das Durchdrehen eines Rades verhindert werden.Differential locks with an external control white sen usually on multi-plate clutches with which open differential can be locked. By suitable Actuators can do that transmitted with the multi-plate clutch Locking torque continuously, for example hydraulically to be changed. This is important to do with the help of a practice licher electronic control the locking torque in the out look at traction and driving stability as well as possible different slip or friction ratios between to adapt to the wheels and the road. With the help of rotation number sensors on the driven and not on Driven axis can slip the antrei wheels are recognized and controlled by the Locking differential prevents a wheel from spinning become.

So beschreibt beispielsweise die DE 38 37 862 eine Vorrichtung zur stufenlosen Steuerung des Sperrgrades von extern gesteuerten Sperrdifferentialen in einer angetriebe­ nen Achse eines mehrachsigen Fahrzeugs, bei dem Radge­ schwindigkeiten der Räder der angetriebenen Achse und einer nicht angetriebenen Achse erfasst und als Regelgrößen ver­ wendet werden. Hierbei wird ein Differenzgeschwindigkeits- Sollwert für die angetriebenen Räder in Abhängigkeit von der an den nicht angetriebenen Rädern ermittelten Fahrzeug­ geschwindigkeit bestimmt, wobei die Radgeschwindigkeitdif­ ferenz zwischen den angetriebenen Rädern erfaßt und durch Variieren der Sperrwirkung auf den von Null abweichenden Differenzgeschwindigkeits-Sollwert zum Ausgleich des Ein­ flusses von Störgrößen nachgeregelt wird.For example, DE 38 37 862 describes one Device for the continuous control of the degree of blocking of externally controlled limited slip differentials in one drive NEN axle of a multi-axle vehicle, with the wheel  speeds of the wheels of the driven axle and one not driven axis recorded and ver as control variables be applied. Here, a differential speed Setpoint for the driven wheels depending on the vehicle determined on the non-driven wheels speed determined, the wheel speed diff seized between the driven wheels and by Vary the locking effect on the non-zero Differential speed setpoint to compensate for the on flow of disturbance variables is readjusted.

Ein Beispiel eines Differentialgetriebes mit einer steuerbaren Sperrvorrichtung in Form von Lamellenkupplungen ist in der DE 197 09 523 beschrieben. Die steuerbare Sperr­ vorrichtung bei diesem bekannten Differentialgetriebe wird von einer differenzdrehzahlabhängig wirkenden Betätigungs­ vorrichtung beaufschlagt, die einen im Getriebegehäuse ge­ lagerten drehend antreibbaren Differentialkorb mit zwei koaxial in diesem angeordneten Achswellenkegelrädern auf­ weist, die mit einsteckbaren Achswellenzapfen verbunden sind. Eine Mehrzahl von auf radialen Zapfen im Gehäuse drehbar angeordneten Ausgleichskegelrädern sind mit jeweils den beiden Achswellenrädern im Eingriff, wobei die Achsen der Zapfen der Ausgleichskegelräder in einer Mittelebene des Differentialkorbs liegen und wobei die Lamellenkupplung zum Sperren koaxial im Differentialkorb relativ zur Mitte­ lebene auf einer ersten Seite angeordnet ist, während eine Pumpeneinheit zum Betätigen koaxial im Differentialkorb auf der anderen Seite der Mittelebene angeordnet ist.An example of a differential gear with a controllable locking device in the form of multi-plate clutches is described in DE 197 09 523. The controllable lock device in this known differential gear of an actuation that is dependent on the differential speed device acted on the one in the gear housing ge stored rotatable differential basket with two coaxially arranged in this axle bevel gears points, which are connected with plug-in axle shaft journals are. A plurality of radial spigots in the housing rotatable differential bevel gears are each with the two axle sprockets engaged, the axles the pin of the differential bevel gears in a central plane of the differential carrier and where the multi-plate clutch for locking coaxially in the differential carrier relative to the center is arranged on a first page, while one Pump unit for actuation coaxially in the differential cage the other side of the median plane.

Ein weiteres Beispiel eines Differentialgetriebes mit einer Sperrvorrichtung in Form einer Lamellenkupplung ist in der DE 38 13 305 beschrieben. Die Lamellenkupplung wird hierbei von einer hydraulischen Betätigungsvorrrichtung beaufschlagt, die sich außerhalb des Differentialkorbs je­ doch innerhalb des Differentialgetriebes befindet, wobei ein axial verschieblicher Ringkolben über ein Axialdruckla­ ger auf einen mit dem Differentialkorb umlaufenden Druck­ ring einwirkt. Von diesem wird über Schubstangen oder Druck­ elemente die Kolbenkraft auf die Lamellenkupplung übertra­ gen. Die innerhalb des Getriebegehäuses liegenden Achswel­ lenzapfenabschnitte sind unterschiedlich lang und unter­ schiedlich gestaltet.Another example of a differential gear with a locking device in the form of a multi-plate clutch described in DE 38 13 305. The multi-plate clutch is  here from a hydraulic actuation device acts on the outside of the differential carrier depending located within the differential gear, however an axially displaceable ring piston over an axial pressure la to a pressure circulating with the differential cage ring acts. From this is via push rods or pressure elements transfer the piston force to the multi-plate clutch gen. The axle shaft located within the gearbox Lenticular sections are different in length and under designed differently.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vor­ richtung zur Ansteuerung des Schaltelements einer in einer Achse eines Kraftfahrzeuges integrierten Differentialsperre zu schaffen, die es ermöglicht, den Bauraum im Differential­ getriebe zu verkleinern, die einen modularen Aufbau der Achse mit wenigen und einfachen Anschlußstellen zum Fahr­ zeug ermöglicht und die den Montageaufwand beim Fahrzeug­ hersteller verringert.The object of the present invention is to provide a direction for controlling the switching element one in one Axle of a motor vehicle integrated differential lock to create, which allows the installation space in the differential downsize gearboxes that have a modular structure Axle with few and simple connection points to the drive Stuff enables and the assembly effort on the vehicle manufacturer reduced.

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestal­ tungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.Starting from a device closer to the beginning mentioned type the solution to this problem takes place with the in Features specified claim 1; advantageous Ausgestal are described in the subclaims.

Erfindungsgemäß wird also vorgeschlagen, dass der Ak­ tuator, der außerhalb des Gehäuses der Differentialsperre angeordnet ist, ein elektrohydrostatischer Aktuator ist, der einen Elektromotor, ein Getriebe, einen Hydraulikzylinder und eine Hydraulikleitung aufweist, die mit dem Schaltele­ ment in der Differentialsperre in lösbarer Weise verbunden ist. According to the invention it is therefore proposed that the Ak tuator, which is outside the housing of the differential lock is arranged, is an electrohydrostatic actuator, the an electric motor, a transmission, a hydraulic cylinder and has a hydraulic line which with the Schaltele ment in the differential lock connected in a detachable manner is.  

Das Getriebe ist vorteilhafterweise in den Elektromo­ tor integriert und über ein mechanisches Stellelement, bei­ spielsweise eine Zahnstange mit dem Hyraulikzylinder ver­ bunden.The transmission is advantageously in the electromo gate integrated and via a mechanical control element, at for example, a rack with the hydraulic cylinder ver prevented.

Durch die externe Anordnung des Aktuators zur Ansteue­ rung des vorzugsweise als Lamellenkupplung ausgebildeten Schaltelements wird eine nicht unwesentliche Verringerung des Bauraumbedarfs für das Differentialgetriebe ermöglicht. Zugleich wird der Vorteil eines modularen Aufbaus der Achse erzielt, die nur noch wenige und einfache Anschlußstellen zum Fahrzeug aufweist. Auch die Anforderungen der Fahrzeug­ hersteller nach Drive-by-wire, d. h. dass die Module oder Fahrzeugkomponenten nur noch über wenige elektrische bzw. hydraulische Leitungen mit dem Fahrzeug verbunden werden, wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung erfüllt. Da­ durch wird auch der Montageaufwand beim Fahrzeughersteller verringert.Due to the external arrangement of the actuator for control tion of the preferably designed as a multi-plate clutch Switching element is a not insignificant reduction of the space required for the differential gear. At the same time, the advantage of a modular structure of the axis achieved that only a few and simple connection points to the vehicle. Even the requirements of the vehicle manufacturer by drive-by-wire, d. H. that the modules or Vehicle components only have a few electrical or hydraulic lines are connected to the vehicle, is fulfilled by the device according to the invention. because through is also the assembly effort at the vehicle manufacturer reduced.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei in der einzigen Figur eine schemati­ sche Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt ist.In the following the invention with reference to the drawing explained in more detail, with a schematic in the single figure shown representation of the device according to the invention is.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist als Kraftquelle einen Elektromotor 1 auf, in den ein Getriebe integriert ist. Dieses beaufschlagt ein mechanisches Stellelement 2, beispielsweise eine Zahnstange, die mit der Kolbenstange eines Hydraulikzylinders 3 verbunden ist. Die Kraft für die Betätigung des schematisch mit 5 bezeichneten Schaltelemen­ tes, das vorzugsweise eine Lamellenkupplung ist, wird hy­ drostatisch über eine Hydraulikleitung 4 dem Schaltele­ ment 5 übertragen. The device according to the invention has an electric motor 1 as a power source, in which a gear is integrated. This acts on a mechanical adjusting element 2 , for example a toothed rack, which is connected to the piston rod of a hydraulic cylinder 3 . The force for actuating the schematically designated 5 Schaltelemen tes, which is preferably a multi-plate clutch, is hy drostatically transmitted to the Schaltele element 5 via a hydraulic line 4 .

Diese elektro-hydrostatische Ansteuerung des Schalte­ lements 5 der Differentialsperre ist kostengünstig her­ stellbar und erfordert als Montageaufwand beim Fahrzeugher­ steller nur den Anschluß der Hydraulikleitung an das Gehäu­ se der Differentialsperre. This electro-hydrostatic control of the switching elements 5 of the differential lock is inexpensive to set forth and requires as an assembly effort for the vehicle manufacturer only the connection of the hydraulic line to the hous se the differential lock.

Bezugszeichenreference numeral

11

Elektromotor
electric motor

22

Stellelement
actuator

33

Hydraulikzylinder
hydraulic cylinders

44

Hydraulikleitung
hydraulic line

55

Schaltelement
switching element

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Ansteuerung des Schaltelements ei­ ner in einer Achse eines Kraftfahrzeuges integrierten Dif­ ferentialsperre, mit einem Aktuator, dem Steuersignale von einer Steuereinheit als Funktion der von Drehzahlsensoren ermittelten Rotationsgeschwindigkeiten der Räder des Kraft­ fahrzeuges zugeführt werden, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Aktuator ein elektrohydrosta­ tischer Aktuator ist, der einen Elektromotor (1), ein Ge­ triebe, einen Hydraulikzylinder (3) und eine Hydrauliklei­ tung (4) aufweist, die mit dem Schaltelement (5) in der Differentialsperre lösbar verbunden ist.1. Device for controlling the switching element egg ner integrated in an axle of a motor vehicle differential lock, with an actuator, the control signals from a control unit as a function of the rotational speeds determined by speed sensors of the wheels of the motor vehicle are supplied, characterized in that the actuator Electro-hydrostatic actuator, which has an electric motor ( 1 ), a gearbox, a hydraulic cylinder ( 3 ) and a hydraulic line ( 4 ) which is detachably connected to the switching element ( 5 ) in the differential lock. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Getriebe in den Elek­ tromotor (1) integriert ist und über ein mechanisches Stel­ lelement (2) mit dem Hydraulikzylinder (3) verbunden ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the transmission in the elec tric motor ( 1 ) is integrated and is connected via a mechanical adjusting element ( 2 ) to the hydraulic cylinder ( 3 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das mechanische Stellele­ ment (2) eine Zahnstange ist.3. Device according to claim 2, characterized in that the mechanical Stellele element ( 2 ) is a rack.