DE102017109975A1

DE102017109975A1 - Zugdämpfungssystem

Info

Publication number: DE102017109975A1
Application number: DE102017109975.1A
Authority: DE
Inventors: Andrew MONTICELLO; Lucian Lippok; Keith Weston
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-05-16
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2017-11-16
Also published as: US20170327108A1; US10071729B2; CN107380155B; CN107380155A

Abstract

Ein Fahrzeug beinhaltet eine Anhängerkupplung, eine Achse mit einem elektronischen Sperrdifferenzial und eine Steuereinrichtung. Das elektronische Sperrdifferenzial beinhaltet eine Überbrückungskupplung mit variabler Drehmomentkapazität. Die Steuereinrichtung ist dazu programmiert, in Reaktion auf das Erkennen des Vorhandenseins eines Anhängers, der mit der Anhängerkupplung verbunden ist, und einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit, das Drehmoment der Überbrückungskupplung um eine erste Drehmomentanpassung zu erhöhen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Zugdämpfungssystem für Fahrzeuge.
HINTERGRUND
Ein Anhänger, der von einem sich bewegenden Fahrzeug gezogen wird, kann dazu neigen, eine Kraft auf die Rückseite eines Fahrzeugs auszuüben. Die von dem Anhänger auf das Fahrzeug ausgeübte Kraft kann in die Bewegungsrichtung des Anhängers wirken, wobei es sich möglicherweise nicht um die Richtung handelt, in die sich das Fahrzeug bewegt. Diese Kraft kann bewirken, dass sich das Hinterende des Fahrzeugs auf einem Weg bewegt, der breiter als das Vorderende des Fahrzeugs ist, was ein Übersteuern verursacht. Übersteuern kann die Stabilität des Fahrzeugs beeinträchtigen und/oder ein Ausbruchereignis verursachen.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug beinhaltet eine Anhängerkupplung, eine Achse mit einem elektronischen Sperrdifferenzial und eine Steuereinrichtung. Das elektronische Sperrdifferenzial beinhaltet eine Überbrückungskupplung mit variabler Drehmomentkapazität. Die Steuereinrichtung ist dazu programmiert, in Reaktion auf das Erkennen des Vorhandenseins eines Anhängers, der mit der Anhängerkupplung verbunden ist, und einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit das Drehmoment der Überbrückungskupplung durch eine erste Drehmomentanpassung zu erhöhen.
Ein Fahrzeug beinhaltet ein elektronisches Sperrdifferenzial und eine Steuereinrichtung. Das elektronische Sperrdifferenzial beinhaltet eine Überbrückungskupplung, die dazu konfiguriert ist, die relative Drehzahl einander gegenüberliegender Räder an einer Achse mit zunehmendem Drehmoment der Überbrückungskupplung zu senken. Die Steuereinrichtung ist dazu programmiert, in Reaktion auf das Erkennen des Vorhandenseins eines Anhängers, der mit der Anhängerkupplung verbunden ist, einer Vorwärtsbewegung des Fahrzeugs und einer Zunahme des Lenkradwinkels das Drehmoment der Überbrückungskupplung durch eine erste Drehmomentanpassung zu erhöhen.
Eine Fahrzeugsteuereinrichtung beinhaltet Eingangskanäle, Ausgangskanäle und Steuerlogik. Die Eingangskanäle sind dazu konfiguriert, Signale zu empfangen, die das Vorhandensein einer Anhängerverbindung, Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkradwinkel und Bremsanforderungen angeben. Die Ausgangskanäle sind dazu konfiguriert, Befehle zum Anpassen des Drehmoments einer Differenzialüberbrückungskupplung bereitzustellen. Die Steuerlogik ist dazu programmiert, in Reaktion auf das Vorhandensein einer Anhängerverbindung, einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Zunahme des Lenkradwinkels das Drehmoment der Überbrückungskupplung zu erhöhen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung, die ein Fahrzeug und einen Anhänger darstellt, der mit einer Zugverbindung des Fahrzeugs verbunden ist; und
2 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Steuerverfahren zum Anpassen des Drehmoments einer Differenzialüberbrückungskupplung in einem Fahrzeug beim Ziehen eines Anhängers veranschaulicht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Vorliegend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind spezifische strukturelle und funktionelle Details, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend auszulegen, sondern nur als repräsentative Grundlage, die Fachleute hinsichtlich der unterschiedlichen Anwendung der Ausführungsformen lehren soll. Wie Durchschnittsfachleuten ersichtlich ist, können verschiedene Merkmale, die dargestellt und unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen dargestellter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen von Merkmalen in Übereinstimmung mit den Lehren dieser Offenbarung können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen wünschenswert sein.
Bezug nehmend auf 1 zeigt diese eine schematische Darstellung, die ein Fahrzeug 10 und einen Anhänger 12 darstellt, der mit einer Zugverbindung 14 oder Anhängerkupplung 14 des Fahrzeugs 10 verbunden ist. Das Fahrzeug 10 beinhaltet einen Triebsatz. Der Triebsatz beinhaltet sowohl Leistungserzeugungskomponenten (d. h. Verbrennungsmotoren oder Elektromotoren) als auch den Antriebsstrang. Bei dem Antriebsstrang handelt es sich um die Gruppe von Komponenten, die die Treibräder mit Leistung versorgen, ohne die Leistungserzeugungskomponenten. Der Triebsatz dagegen soll sowohl die Leistungserzeugungskomponenten als auch den Antriebsstrang beinhalten. Der Triebsatz beinhaltet sowohl einen Verbrennungsmotor 16 als auch ein Getriebe 18. Das Getriebe 18 kann dazu konfiguriert sein, mehrere Übersetzungsverhältnisse zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Getriebes 18 bereitzustellen. Das Getriebe 18 kann über eine Reihe von Antriebsstrangkomponenten mit einer Achse 20 verbunden sein. Insbesondere kann das Getriebe 18 durch eine Antriebswelle 24 mit einem Differenzialgetriebe 22 der Achse 20 verbunden sein. Das Differenzialgetriebe 22 wiederum kann durch Halbwellen 28 mit Naben von Treibrädern 26 verbunden sein. Es können weitere Antriebsstrangverbindungen zwischen dem Getriebe 18 und den Treibrädern 26 vorliegen. Beispielsweise können Gleichlaufgelenke (nicht dargestellt) das Getriebe 18 mit der Antriebswelle 24, die Antriebswelle 24 mit dem Differenzialgetriebe 22, das Differenzialgetriebe 22 mit den Halbwellen 28 und/oder die Halbwellen 28 mit Naben der Treibräder 26 verbinden.
Die Treibräder 26 aus 1 sind als die Hinterräder des Fahrzeugs 10 gezeigt. Allerdings versteht es sich, dass auch die Vorderräder 30 Treibräder sein können. Beispielsweise können die Vorderräder 30 mit dem Getriebe 18 durch eine Reihe von Antriebsstrangkomponenten wie etwa Antriebswellen, Halbwellen, Differenzialgetrieben, Zwischengetrieben, Gleichlaufgelenken usw. in ähnlicher Weise verbunden sein, wie die Hinterräder mit dem Getriebe 18 verbunden sind, aber nicht unbedingt in der gleichen Reihenfolge oder Konfiguration. Obwohl ferner ein Verbrennungsmotor 16 als die Leistungserzeugungskomponente des Triebsatzes gezeigt ist, können anstelle des Verbrennungsmotors 14 oder zusätzlich dazu (wie etwa bei Hybridfahrzeugen) auch andere Leistungserzeugungskomponenten (d. h. Elektromotoren oder Brennstoffzellen) verwendet werden.
Es versteht sich, dass die hier beschriebene Fahrzeugkonfiguration nur beispielhaft ist und nicht einschränkend sein soll. Andere Nichthybrid-, Elektro- oder Hybridfahrzeugkonfigurationen gelten als hier offenbart. Zu anderen Fahrzeugkonfigurationen können gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, Mikrohybridfahrzeuge, Reihenhybridfahrzeuge, Parallelhybridfahrzeuge, Reihen-parallel-Hybridfahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs), Brennstoffzellenhybridfahrzeuge, batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEVs) oder beliebige andere Fahrzeugkonfigurationen, die dem Durchschnittsfachmann bekannt sind.
Ein Führer des Fahrzeugs 10 kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder das Drehmoment, das auf die Treibräder 26 des Fahrzeugs 10 angewandt wird, durch Drücken eines Gaspedals 32 oder eines Bremspedals 34 steuern. Das Drücken des Gaspedals 32 kann einer Anforderung an mehr Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Drehmoment entsprechen. Das Drücken des Bremspedals 34 kann einer Anforderung an weniger Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Drehmoment entsprechen. Das Drücken des Gaspedals 32 oder des Bremspedals 34 kann jeweils entweder eine Beschleunigungsanforderung oder eine Bremsanforderung an eine Fahrzeugsteuereinrichtung 36 senden. Die Fahrzeugsteuereinrichtung 36 wiederum kann auf Grundlage der Beschleunigungs- oder Bremsanforderung und der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit V_vehicle eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment des Verbrennungsmotors 16 anpassen, eine Umschaltung des Getriebes 18 bewirken oder ein Drehmoment anpassen, das an Bremsen 38 angelegt wird. Ein Drehzahlsensor 40 kann dazu konfiguriert sein, die Fahrzeuggeschwindigkeit an die Steuereinrichtung 36 zu übermitteln. Der Drehzahlsensor 40 kann dazu konfiguriert sein, die Drehzahl von einem oder mehreren der Fahrzeugräder zu berechnen, und die Steuereinrichtung 36 kann einen Algorithmus beinhalten, der dazu konfiguriert ist, die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V_vehicle auf Grundlage der Drehzahl von einem oder mehreren der Fahrzeugräder zu bestimmen.
Das Fahrzeug 10 kann auch ein Lenksystem 42 beinhalten, das dazu konfiguriert ist, die Vorderräder 30 auf Grundlage einer von einem Lenkrad 44 empfangenen Benutzereingabe zu drehen. Ein Lenkradsensor 46 kann dazu konfiguriert sein, die aktuelle Winkelverlagerung θ_sw des Lenkrads 44 und/oder die aktuelle Winkelgeschwindigkeit ω_sw des Lenkrads 44 an die Steuereinrichtung 36 zu übermitteln. Die aktuelle Winkelverlagerung θ_sw und/oder die aktuelle Winkelgeschwindigkeit ω_sw des Lenkrads 44 kann jeweils Winkelverlagerungen und Winkelgeschwindigkeiten im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn beinhalten.
Andere weitere Sensoren können ebenfalls verschiedene Zustände des Fahrzeugs 10 und/oder des Anhängers 12 an die Steuereinrichtung 36 übermitteln. Beispielsweise kann das Fahrzeug 10 einen Lateralbeschleunigungssensor 48, der dazu konfiguriert ist, die laterale Beschleunigung A_lateral des Fahrzeugs an die Steuereinrichtung 36 zu übermitteln, und einen Anhängersensor 50 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, zu übermitteln, ob ein Anhänger mit der Zugverbindung oder Anhängerkupplung 14 verbunden ist.
Das Differenzialgetriebe 22 kann ein elektronisch gesteuertes Differenzialgetriebe sein. Das Differenzialgetriebe 22 kann eine Überbrückungskupplung 52 beinhalten. Die Überbrückungskupplung 52 kann eine Überbrückungskupplung mit variabler Drehmomentkapazität sein, die dazu konfiguriert ist, die relative Drehzahl einander gegenüberliegender Räder 26 an der Achse 20 zu reduzieren, während das Überbrückungskupplungsdrehmoment zunimmt. Das Drehmoment der Überbrückungskupplung 52 kann zwischen einem vollständig ausgerückten Zustand und einem vollständig gesperrten Zustand angepasst werden, darunter auch einem Schlupfzustand zwischen dem vollständig ausgerückten Zustand und dem vollständig gesperrten Zustand. Wenn das Drehmoment an der Überbrückungskupplung 52 im Schlupfzustand zunimmt, nimmt die relative Drehzahl der einander gegenüberliegenden Räder 26 an der Achse 20 ab. Wenn die Überbrückungskupplung 52 ein Drehmoment erreicht, das zum Sperren des Differenzialgetriebes 22 ausreicht, werden die Drehzahlen der einander gegenüberliegenden Räder 26 synchronisiert, und die relative Drehzahl der einander gegenüberliegenden Räder 26 wird null. Das Differenzialgetriebe 22 kann ein Stellglied 54 beinhalten, das dazu konfiguriert ist, die Überbrückungskupplung 52 einrücken/ausrücken zu lassen, indem es das Drehmoment erhöht oder senkt, das auf die Überbrückungskupplung 52 einwirkt. Das Stellglied 54 kann Signale von der Steuereinrichtung zum Erhöhen oder Senken des Drehmoments an der Überbrückungskupplung 52 empfangen. Das Stellglied 54 kann ein elektrisches Solenoid, ein Hydraulikventil oder eine beliebige andere im Stand der Technik bekannte Vorrichtung sein, die Drehmoment an einer Kupplung erhöhen oder reduzieren kann. Das Stellglied 54 kann auch als ein Sensor dienen, der die Menge an Drehmoment, das auf die Überbrückungskupplung 52 einwirkt, zurück an die Steuereinrichtung 36 übermittelt.
Obwohl dargestellt als eine Steuereinrichtung, kann die Steuereinrichtung 36 Teil eines größeren Steuersystems sein und kann durch verschiedene andere Steuereinrichtungen im gesamten Fahrzeug 10 gesteuert werden, wie etwa eine Fahrzeugsystemsteuereinrichtung (vehicle system controller, VSC). Es ist daher ersichtlich, dass die Steuereinrichtung 36 und eine oder mehrere andere Steuereinrichtungen gemeinsam als „Steuereinrichtung“ bezeichnet werden können, die verschiedene Stellglieder in Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuern, um Funktionen des Fahrzeugs 10 oder von Fahrzeugsubsystemen zu steuern. Die Steuereinrichtung 36 kann einen Mikroprozessor oder eine Zentralverarbeitungseinheit (central processing unit, CPU) in Kommunikationsverbindung mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien beinhalten. Zu computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien gehören flüchtige und nichtflüchtige Speicherung beispielsweise in Lesezugriffspeicher (ROM), Direktzugriffspeicher (RAM) und Keep-Alive-Speicher (KAM). KAM ist ein dauerhafter oder nichtflüchtiger Speicher, der zum Speichern verschiedener Betriebsvariablen verwendet werden kann, während die CPU abgeschaltet ist. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können mithilfe beliebiger einer Anzahl bekannter Speichervorrichtungen implementiert sein, wie etwa PROMs (programmierbare Lesespeicher), EPROMs (elektrische PROM), EEPROMs (elektrisch löschbare PROM), Flash-Speicher oder beliebige andere elektrische, magnetische, optische oder Kombinationsspeichervorrichtungen, die Daten speichern können, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die von der Steuereinrichtung 36 beim Steuern des Fahrzeugs 10 oder von Fahrzeugsubsystemen verwendet werden.
Von der Steuereinrichtung 36 ausgeführte Steuerlogik, Algorithmen oder Funktionen können in einer oder mehreren Figuren durch Ablaufdiagramme oder ähnliche Diagramme dargestellt sein. Diese Figuren stellen repräsentative Steuerstrategien und/oder -logik bereit, die mithilfe einer oder mehrerer Verarbeitungsstrategien implementiert werden können, etwa ereignisorientiert, unterbrechungsorientiert, Multitasking, Multithreading und dergleichen. Auf diese Weise können verschiedene dargestellte Schritte oder Funktionen in der dargestellten Abfolge, oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen wegfallen. Obwohl nicht immer ausdrücklich dargestellt, werden Durchschnittsfachleute erkennen, dass einer oder mehrere der dargestellten Schritte oder Funktionen je nach der jeweils verwendeten Verarbeitungsstrategie wiederholt durchgeführt werden können. Ebenso ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht unbedingt erforderlich, um die hier beschriebenen Merkmale und Vorteile zu erzielen, sondern wird zur leichteren Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Die Steuerlogik kann primär in Software implementiert sein, die von einem Fahrzeug, einem Verbrennungsmotor und/oder einer Triebsatzsteuereinrichtung auf Mikroprozessorbasis ausgeführt wird. Natürlich kann die Steuerlogik in einer oder mehreren Steuereinrichtungen abhängig von der jeweiligen Anwendung in Software, Hardware, oder einer Kombination aus Software und Hardware implementiert sein. Bei Implementierung in Software kann die Steuerlogik in einer/einem oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt sein, die gespeicherte Daten aufweisen, die Code oder Anweisungen darstellen, die von einem Computer zum Steuern des Fahrzeugs oder seiner Subsysteme ausgeführt werden. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere einer Anzahl bekannter physischer Vorrichtungen beinhalten, die elektrische, magnetische und/oder optische Speicherung nutzen, um ausführbare Anweisungen und zugehörige Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen aufzubewahren.
Die Steuereinrichtung 36 kann dazu konfiguriert sein, verschiedene Zustände oder Bedingungen der verschiedenen in 1 dargestellten Fahrzeugkomponenten über elektrische Signale zu empfangen. Die elektrischen Signale können von den verschiedenen Komponenten über Eingangskanäle an die Steuereinrichtung 36 geleitet werden. Außerdem können die von den verschiedenen Komponenten empfangenen elektrischen Signale eine Anforderung oder einen Befehl zum Verändern oder Ändern eines Zustands von einer oder mehreren der jeweiligen Komponenten des Fahrzeugs 10 angeben. Die Steuereinrichtung 36 beinhaltet Ausgangskanäle, die dazu konfiguriert sind, Anforderungen oder Befehle (über elektrische Signale) an die verschiedenen Fahrzeugkomponenten zu leiten. Die Steuereinrichtung 36 beinhaltet Steuerlogik und/oder Algorithmen, die dazu konfiguriert sind, auf Grundlage der Anforderungen, Befehle, Bedingungen oder Zustände der verschiedenen Fahrzeugkomponenten die Anforderungen oder Befehle zu erzeugen, die durch die Ausgangskanäle geleitet werden.
Die Eingangskanäle und Ausgangskanäle sind in 1 als punktierte Linien dargestellt. Es versteht sich, dass eine einzelne punktierte Linie sowohl einen Eingangskanal als auch einen Ausgangskanal in ein einzelnes Element bzw. aus diesem heraus darstellen kann. Ein Ausgangskanal in ein Element kann ferner als Eingangskanal eines anderen Elements dienen und umgekehrt.
Bezug nehmend auf 2 zeigt diese ein Ablaufdiagramm, das ein Steuerverfahren 100 zum Anpassen des Drehmoments der Überbrückungskupplung 52 des Differenzialgetriebes 22 während eines Ziehvorgangs (d. h. das Fahrzeug 10 zieht den Anhänger 12) darstellt. Das Steuerverfahren 100 kann in der oben beschriebenen Steuereinrichtung 36 implementiert werden. Das Steuerverfahren 100 kann als ein Zugdämpfungssteuerverfahren bezeichnet werden. Elektronische Sperrdifferenzialsysteme können zur Verbesserung der Fahrzeughandhabung genutzt werden. Die Fahrzeughandhabung kann als verbessert gelten, wenn weniger Gierfehler zwischen der vom Fahrer angeforderten Gierung und der tatsächlichen Gierung, erhöhte laterale Beschleunigung, weniger Untersteuerung usw. vorliegen. Das Zugdämpfungssteuerverfahren dagegen erhöht die Untersteuerung und macht das Fahrzeug beim Ziehen eines Anhängers stabiler. Die erhöhte Stabilität kann bei dynamischen Ereignissen wie etwa dem Abbiegen oder Spurwechseln deutlicher zutage treten.
Das Verfahren 100 beginnt durch Berechnen einer ersten Differenzialüberbrückungskupplung-Drehmomentanpassung an Block 102, einer zweiten Differenzialüberbrückungskupplung-Drehmomentanpassung an Block 104 und einer dritten Differenzialüberbrückungskupplung-Drehmomentanpassung an Block 106. Die erste Differenzialüberbrückungskupplung-Drehmomentanpassung erfolgt auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit V_vehicle und/oder der aktuellen Winkelverlagerung θ_sw des Lenkrads 44. Die erste Differenzialüberbrückungskupplung-Drehmomentanpassung kann als eine 3D-Nachschlagtabelle in der Steuereinrichtung 36 auf Grundlage von Fahrzeuggeschwindigkeiten V_vehicle und Winkelverlagerungen θ_sw des Lenkrads 44 gespeichert sein. Die erste Differenzialüberbrückungskupplung-Drehmomentanpassung kann dazu konfiguriert sein, inkrementell zuzunehmen, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V_vehicle zunimmt und/oder die aktuelle Winkelverlagerung θ_sw des Lenkrads 44 zunimmt. Die zweite Differenzialüberbrückungskupplung-Drehmomentanpassung erfolgt auf Grundlage der Lenkradwinkelveränderungsrate (d. h. der aktuellen Winkelgeschwindigkeit ω_sw des Lenkrads 44). Die zweite Differenzialüberbrückungskupplung-Drehmomentanpassung kann dazu konfiguriert sein, inkrementell zuzunehmen, während die Lenkradwinkelveränderungsrate ω_sw zunimmt. Die zweite Differenzialüberbrückungsdrehmomentanpassung kann derart beschränkt sein, dass sie einen Maximalwert, wenn die Lenkradwinkelveränderungsrate ω_sw bei oder über einem oberen Winkelratenschwellenwert liegt, und einen Nullwert aufweist, wenn die Lenkradwinkelveränderungsrate ω_sw unter einem unteren Winkelratenschwellenwert liegt. Die dritte Differenzialüberbrückungsdrehmomentanpassung erfolgt auf Grundlage einer Bremsdrehmomentanforderung vom Fahrzeugführer. Die dritte Differenzialüberbrückungskupplung-Drehmomentanpassung kann dazu konfiguriert sein, inkrementell zuzunehmen, während die Bremsdrehmomentanforderung zunimmt. Die dritte Differenzialüberbrückungsdrehmomentanpassung kann derart beschränkt sein, dass sie einen Maximalwert aufweist, wenn die Bremsdrehmomentanforderung bei oder über einem Bremsdrehmomentschwellenwert liegt.
Die erste, zweite und dritte Differenzialüberbrückungskupplung-Drehmomentanpassung werden dann an einem Summierungsknoten 108 addiert. Die Summierung der ersten, zweiten und dritten Differenzialüberbrückungskupplung-Drehmomentanpassung wird dann an einem ersten Multiplikationsknoten 110 mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitsskalierungsfaktor multipliziert. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsskalierungsfaktor wird zunächst an Block 112 berechnet und dann in den ersten Multiplikationsknoten 110 eingegeben. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsskalierungsfaktor ist dazu konfiguriert, zuzunehmen, während die Fahrzeuggeschwindigkeit V_vehicle zunimmt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsskalierungsfaktor kann dazu konfiguriert sein, zwischen einem unteren Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert und einem oberen Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert zuzunehmen. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsskalierungsfaktor kann einen Wert von null aufweisen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V_vehicle unter dem unteren Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert liegt, und einen Wert von eins, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V_vehicle über dem oberen Fahrzeuggeschwindigkeitsschwellenwert liegt. Die Summierung der ersten, zweiten und dritten Differenzialüberbrückungskupplung-Drehmomentanpassung wird als Nächstes an einem zweitem Multiplikationsknoten 114 mit einem Lateralbeschleunigungsskalierungsfaktor multipliziert. Der Lateralbeschleunigungsskalierungsfaktor wird zunächst an Block 116 berechnet und dann in den zweiten Multiplikationsknoten 114 eingegeben. Der Lateralbeschleunigungsskalierungsfaktor kann dazu konfiguriert sein, entweder zuzunehmen oder abzunehmen, während die laterale Beschleunigung A_lateral zunimmt. Beispielsweise kann der Lateralbeschleunigungsskalierungsfaktor dazu konfiguriert sein, zwischen einem ersten unteren Lateralbeschleunigungsschwellenwert und einem ersten oberen Lateralbeschleunigungsschwellenwert inkrementell abzunehmen. Der Lateralbeschleunigungsskalierungsfaktor kann einen Wert von bis zu eins aufweisen, wenn die Lateralbeschleunigung A_lateral bei oder unter dem ersten unteren Lateralbeschleunigungsschwellenwert liegt, und einen Wert bis herab auf null, wenn die Lateralbeschleunigung A_lateral bei oder über dem ersten oberen Lateralbeschleunigungsschwellenwert liegt. Der Lateralbeschleunigungsskalierungsfaktor kann dann dazu konfiguriert sein, zwischen einem zweiten unteren Lateralbeschleunigungsschwellenwert (der größer oder gleich dem ersten oberen Lateralbeschleunigungsschwellenwert ist) und einem zweiten oberen Lateralbeschleunigungsschwellenwert inkrementell zuzunehmen. Der Lateralbeschleunigungsskalierungsfaktor kann einen Wert bis herab auf null aufweisen, wenn die laterale Beschleunigung A_lateral bei oder knapp unter dem zweiten unteren Lateralbeschleunigungsschwellenwert liegt, und einen Wert von bis zu eins, wenn die laterale Beschleunigung A_lateral bei oder über dem zweiten oberen Lateralbeschleunigungsschwellenwert liegt. Der Lateralbeschleunigungsskalierungsfaktor kann dann wieder dazu konfiguriert sein, inkrementell auf einen Wert bis herab auf null abzunehmen, während die laterale Beschleunigung A_lateral zunimmt. Beispielsweise kann der Lateralbeschleunigungsskalierungsfaktor dann wieder dazu konfiguriert sein, inkrementell auf einen Wert bis herab auf null abzunehmen, wenn die laterale Beschleunigung A_lateral auf Werte über dem zweiten oberen Lateralbeschleunigungsschwellenwert ansteigt. Der Lateralbeschleunigungsskalierungsfaktor kann in einer 2D-Nachschlagtabelle in der Fahrzeugsteuereinrichtung 36 gespeichert sein.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Lateralbeschleunigungsskalierungsfaktoren verhindern, dass die Überbrückungskupplung 52 des Differenzialgetriebes 22 gesperrt wird, wenn Manövrierbarkeit (daher eine Drehzahldifferenz zwischen den einander gegenüberliegenden Rädern 26 an der Achse 20) wünschenswert ist. Beispielsweise kann Manövrierbarkeit bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten beim Einparken des Fahrzeugs 10 und des Anhängers 12 oder bei Ereignissen mit starker Beschleunigung des Fahrzeugs 10 wünschenswert sein, die laterale Beschleunigung verursachen können. Das Erhöhen des Drehmoments an der Überbrückungskupplung 52 des Differenzialgetriebes 22 während des Einparkens oder bei Ereignissen mit starker Beschleunigung kann Blockieren oder Untersteuerung verursachen, wenn versucht wird, das Fahrzeug 10 zu wenden, was bei solchen Ereignissen möglicherweise unerwünscht ist.
Der zweite Multiplikationsknoten 114 gibt eine summierte Differenzialüberbrückungsdrehmomentanpassung aus, die durch Block 118 dargestellt ist. Die summierte Differenzialüberbrückungsdrehmomentanpassung wird dann in den Entscheidungsblock 120 eingegeben. Der Entscheidungsblock 120 bestimmt auf Grundlage von Einstiegsbedingungen, ob die Zugdämpfung aktiviert wird oder nicht. Die Zugdämpfung kann aktiviert werden, wenn alle oder einige der Einstiegsbedingungen erfüllt werden. Die Einstiegsbedingungen werden zunächst an Block 122 bestimmt und in den Entscheidungsblock 120 eingegeben. Der Einstiegsbedingungen können beinhalten, dass der Anhänger 12 mit der Zugverbindung oder Anhängerkupplung 14 verbunden ist, das Fahrzeug 10 nicht rückwärts fährt, das Fahrzeug 10 vorwärts fährt und/oder das Fahrzeug 10 über einer Schwellengeschwindigkeit liegt. Wenn die Einstiegsbedingungen derart sind, dass am Entscheidungsblock 120 die Zugdämpfung aktiviert wird, fährt das Verfahren mit Block 124 fort, wo die summierte Differenzialüberbrückungsdrehmomentanpassung auf die Überbrückungskupplung 52 des Differenzialgetriebes 22 angewandt wird (d. h. das auf die Überbrückungskupplung 52 angewandte Drehmoment wird um das summierte Differenzialüberbrückungsdrehmoment erhöht). Wenn die Einstiegsbedingungen derart sind, dass am Entscheidungsblock 120 die Zugdämpfung nicht aktiviert wird, fährt das Verfahren mit Block 126 fort, wo die summierte Differenzialüberbrückungsdrehmomentanpassung nicht auf die Überbrückungskupplung 52 des Differenzialgetriebes 22 angewandt wird (d. h. das auf die Überbrückungskupplung 52 angewandte Drehmoment wird nicht um das summierte Differenzialüberbrückungsdrehmoment erhöht). Wenn die Einstiegsbedingungen derart sind, dass die Zugdämpfung nicht aktiviert wird, kann die Überbrückungskupplung 52 des Differenzialgetriebes 22 derart konfiguriert sein, dass sie als ein Sperrdifferenzial arbeitet, um die Fahrzeughandhabung wie oben beschrieben zu verbessern. Obwohl 1 das Differenzialgetriebe 22 an der Hinterachse des Fahrzeugs 10 darstellt, kann das Verfahren 100 während eines Zugvorgangs auch auf das Steuern eines Differenzialgetriebes angewandt werden, das an einer Vorderachse eines Fahrzeugs angeordnet ist.
Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe sind beschreibende und nicht einschränkende Begriffe, und es ist ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen zu weiteren Ausführungsformen kombiniert werden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder dargestellt wurden. Obwohl verschiedene Ausführungsformen möglicherweise als im Hinblick auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften Vorteile bereitstellend oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik bevorzugt beschrieben wurden, erkennen Fachleute, dass in Bezug auf ein oder mehrere Merkmale oder Eigenschaften Kompromisse eingegangen werden können, um gewünschte Attribute des Systems insgesamt zu erzielen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängig sind. Somit liegen Ausführungsformen, die hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben werden, nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für verschiedene Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Anhängerkupplung; eine Achse mit einem elektronischen Sperrdifferenzial, das eine Überbrückungskupplung mit variabler Drehmomentkapazität beinhaltet; und eine Steuereinrichtung, die dazu programmiert ist, in Reaktion auf das Erkennen des Vorhandenseins eines Anhängers, der mit der Anhängerkupplung verbunden ist, und einer Zunahme der Fahrzeuggeschwindigkeit das Drehmoment der Überbrückungskupplung um eine erste Drehmomentanpassung zu erhöhen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuereinrichtung dazu programmiert ist, in Reaktion auf eine Zunahme des Lenkradwinkels die erste Drehmomentanpassung zu erhöhen.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Steuereinrichtung dazu programmiert ist, in Reaktion darauf, dass eine Lenkradwinkelveränderungsrate einen Winkelratenschwellenwert überschreitet, das Überbrückungskupplungsdrehmoment um eine zweite Drehmomentanpassung zu erhöhen.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Steuereinrichtung dazu programmiert ist, in Reaktion auf eine Bremsanforderung das Überbrückungskupplungsdrehmoment um eine dritte Drehmomentanpassung zu erhöhen.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei die erste Drehmomentanpassung, zweite Drehmomentanpassung und dritte Drehmomentanpassung mit einem Skalierungsfaktor multipliziert werden, wobei der Skalierungsfaktor einen Wert aufweist, der zunimmt, wenn eine Fahrzeuggeschwindigkeit von einem unteren Geschwindigkeitsschwellenwert zu einem oberen Geschwindigkeitsschwellenwert zunimmt.
Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei der Wert des Skalierungsfaktors null ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unter dem unteren Geschwindigkeitsschwellenwert liegt.
Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei der Wert des Skalierungsfaktors eins ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem oberen Geschwindigkeitsschwellenwert liegt.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei die erste Drehmomentanpassung, zweite Drehmomentanpassung, und dritte Drehmomentanpassung mit einem Skalierungsfaktor multipliziert werden, der abnimmt, wenn eine laterale Beschleunigung des Fahrzeugs von einem unteren Beschleunigungsschwellenwert zu einem oberen Beschleunigungsschwellenwert zunimmt.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei der Wert des Skalierungsfaktors null ist, wenn die laterale Beschleunigung über dem oberen Beschleunigungsschwellenwert liegt.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei der Wert des Skalierungsfaktors eins ist, wenn die laterale Beschleunigung unter dem unteren Beschleunigungsschwellenwert liegt.