DE3808786A1

DE3808786A1 - Differential-regelvorrichtung

Info

Publication number: DE3808786A1
Application number: DE3808786A
Authority: DE
Inventors: Mitsuyuki Ouchi; Kouichi Aono
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1988-03-16
Publication date: 1988-10-13
Also published as: JPH0790714B2; DE3808786C2; US4841808A; JPS63235131A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Differential-Regelvor richtung und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Regelung des Ausgleichs eines mit einem Differential-Sperrmechanismus ausgestatteten, an einem Fahrzeug angeordneten Differential getriebes.

Ein Sperrdifferential oder ein Differentialgetriebe, das zu einer Sperrung bzw. Begrenzung des Ausgleichs imstande ist, ist zusätzlich zu einem üblichen Differentialmechanismus mit einem Differential-Sperrmechanismus ausgestattet, welcher eine Mehrzahl von Reibscheiben oder -lamellen, eine hydrauli sche Vorrichtung zur Betätigung dieser Reibenscheiben u.dgl. umfaßt, so daß der im Differentialmechanismus durch die Berüh rung der Reibscheiben erzeugte Ausgleich gesperrt oder be grenzt wird. Durch Sperren des Differentials kann somit, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs einen vorbestimmten Bezugswert überschreitet, die Steuerbarkeit oder -fähigkeit verbessert werden (s. beispielsweise die JP-Patent-OS Nr. 60-2 37 242). Ferner können sowohl das Kurvenfahrtvermögen wie auch die Steuerfähigkeit durch Befreien des Differentials von der Sperre erlangt werden, wenn ein Krümmungs- oder Kurven winkel über einen vorbestimmten Bezugswert hinausgeht (s. beispielsweise die JP-GM-OS′en Nr. 59-1 50 630 und 57-1 18 936 sowie die JP-Pat.-Anm.-Veröffentlichung Nr. 45-24 087).

Da gemäß dem Stand der Technik, wobei das Differential ge sperrt wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit den Bezugswert über steigt, der Bezugswert ohne Rücksicht auf einen Lenkwinkel konstant ist, wird einerseits das Kurvenfahrtvermögen bei einem äußerst hohen Bezugswert beeinträchtigt und kann ande rerseits die Traktion bei der Kurvenfahrt nicht in ausreichen dem Maß im Fall des äußerst niedrigen Bezugswerts gewährlei stet werden.

Bei dem Stand der Technik, wobei das Differential aus seiner Sperre befreit wird, wenn der Kurven- oder Krümmungswinkel den Bezugswert überschreitet, neigt das Fahrzeug, weil der Bezugswert ohne Rücksicht auf die Fahrgeschwindigkeit konstant ist, dazu, ab- oder ausgelenkt zu werden, wenn die Fahrge schwindigkeit erhöht wird, falls der Bezugswert derart fest gesetzt ist, daß selbst bei einigen Lenk- oder Steuerwinkel graden, um den Fall zu meistern, wenn ein Fahrzeug auf einer Straße unmittelbar nach dem Fahren durch eine Kurve mit der notwendigen Beschleunigung fährt, die Traktion durch Aufrecht erhalten des Differential-Sperrzustandes gesichert ist. Das ist darauf zurückzuführen, daß die Antriebskraft bei bei spielweise einem Fahrzeug mit Hinterradantrieb erhöht wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit bei einer Kurvenfahrt gesteigert wird, so daß das Hinterrad zu einem Durchdrehen neigt, was eine Verminderung in der Seitenführungskraft des Hinterrades zum Ergebnis hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Differential- Regelvorrichtung zu schaffen, die sowohl das Kurvenfahrtver mögen wie auch die Geradführungsstabilität dadurch weiter verbessern kann, daß ein Bezugswert in Übereinstimmung mit einem Lenkwinkel oder einer Fahrgeschwindigkeit geändert wird.

Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen, die den Ausgleich eines mit einem Differential-Sperrmechanismus ausgestatteten Differentialgetriebes regelt und eine Einrich tung zur Ermittlung eines Lenkwinkels, eine Einrichtung zur Ermittlung einer Fahrgeschwindigkeit, ein Steuergerät, das Signale von der Lenkwinkel- und von der Fahrgeschwindigkeit- Ermittlungseinrichtung empfängt sowie einen entsprechend der Fahrgeschwindigkeit festgesetzten Bezugslenkwinkel enthält, und eine Einrichtung zur Betätigung des Differential-Sperr mechanismus umfaßt, wobei das Steuergerät die Betätigungsein richtung auf der Grundlage des Bezugslenkwinkels steuert.

In einer ersten Ausführungsform bestimmt das Steuergerät aus einer ermittelten Fahrgeschwindigkeit einen Bezugslenkwin kel, der der Fahrgeschwindigkeit entspricht, und es vergleicht einen ermittelten Lenkwinkel mit dem Bezugslenkwinkel, so daß die Betätigungseinrichtung gesteuert wird, um das Diffe rential zu sperren, wenn der ermittelte Lenkwinkel kleiner ist als der Bezugslenkwinkel.

In einer anderen Ausführungsform bestimmt das Steuergerät aus einer ermittelten Fahrgeschwindigkeit einen dieser ent sprechenden Bezugslenkwinkel und vergleicht einen ermittel ten Lenkwinkel mit dem Bezugslenkwinkel, um die Betätigungs einrichtung zu steuern, so daß das Differential gesperrt wird, wenn der ermittelte Lenkwinkel geringer ist als der Bezugs lenkwinkel, und zu veranlassen, daß das Differentialgetrie be einen Differential-Sperrwert empfängt, der in Aufeinander folge vermindert wird, wenn ein Unterschied zwischen dem ermittelten Lenkwinkel und dem Bezugslenkwinkel im Fall, da der ermittelte Lenkwinkel nicht kleiner ist als der Bezugs lenkwinkel, vergrößert wird.

Gemäß der Erfindung wird ferner eine Vorrichtung geschaffen, die den Ausgleich eines Differentialgetriebes mit einem Dif ferential-Sperrmechanismus regelt und eine Einrichtung zur Ermittlung eines Lenkwinkels, eine Einrichtung zur Ermitt lung einer Fahrgeschwindigkeit, ein Steuergerät zum Empfang von Signalen von der Lenkwinkel- sowie der Fahrgeschwindig keit-Ermittlungseinrichtung, in dem eine Bezugsfahrgeschwin digkeit, die dem Lenkwinkel entspricht, festgesetzt ist, und eine Einrichtung zur Betätigung des Differential-Sperrmechanis mus umfaßt, wobei das Steuergerät die Betätigungseinrichtung auf der Grundlage der Bezugsfahrgeschwindigkeit steuert.

Das Steuergerät bestimmt in einer ersten Ausführungsform aus einem ermittelten Lenkwinkel eine diesem entsprechende Bezugs fahrgeschwindigkeit und vergleicht eine ermittelte Fahrge schwindigkeit mit der Bezugsfahrgeschwindigkeit, so daß die Betätigungseinrichtung gesteuert wird, um das Differential zu sperren, wenn die ermittelte Fahrgeschwindigkeit die Be zugsfahrgeschwindigkeit übersteigt.

In einer anderen Ausführungsform bestimmt das Steuergerät aus einem ermittelten Lenkwinkel eine diesem entsprechende Bezugs fahrgeschwindigkeit und vergleicht mit dieser eine ermittel te Fahrgeschwindigkeit, so daß die Betätigungseinrichtung gesteuert wird, um das Differential, wenn die ermittelte Fahrgeschwindigkeit die Bezugsfahrgeschwindigkeit übersteigt, zu sperren und das Diferentialgetriebe zur Aufnahme eines Differential-Sperrwerts zu veranlassen, welcher aufeinander folgend vermindert wird, wenn ein Unterschied zwischen der ermittelten Fahrgeschwindigkeit und der Bezugsfahrgeschwindig keit in dem Fall vergrößert wird, da die ermittelte Fahrge schwindigkeit nicht höher ist als die Bezugsfahrgeschwindig keit.

Da der Bezugslenkwinkel aus der ermittelten Fahrgeschwindig keit bestimmt wird, wenn der ermittelte Lenkwinkel kleiner ist als der Bezugslenkwinkel, wird gemäß der Erfindung das Differential absolut gesperrt. In diesem Fall kann eine Kon trolle des kritischen Umstandes einer Kurvenfahrt dadurch erlangt werden, daß auf eine Verminderung des Bezugslenkwin kels erkannt wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit erhöht wird, und andererseits kann die Kontrolle des kritischen Umstandes der Traktion dadurch bewältigt werden, daß auf eine Erhöhung des Bezugslenkwinkels entschieden wird, wenn die Fahrgeschwin digkeit erhöht wird.

Wenn der ermittelte Lenkwinkel nicht kleiner ist als der Be zugslenkwinkel, kann das Differential nach Belieben gesperrt werden. Dadurch können sowohl das Kurvenfahrtvermögen wie auch das Traktionsvermögen in mehr gesicherter Weise erlangt werden.

Gemäß der Erfindung wird durch das Bestimmen der Bezugsfahr geschwindigkeit aus dem ermittelten Lenkwinkel, wenn die er mittelte Fahrgeschwindigkeit die Bezugsfahrgeschwindigkeit übersteigt, das Differential absolut gesperrt. Für die Bezugs fahrgeschwindigkeit wird auf eine Erhöhung entschieden, wenn der Lenkwinkel vergrößert wird, so daß sowohl das Kurvenfahrt- wie auch das Traktionsvermögen gewährleistet werden können.

Wenn die ermittelte Fahrgeschwindigkeit nicht höher als die Bezugsfahrgeschwindigkeit ist, kann das Differential nach Belieben gesperrt werden. Dadurch können sowohl das Kurven fahrt- wie auch das Traktionsvermögen in mehr gesicherter Weise erlangt werden.

Da der Bezugswert in Übereinstimmung mit der Fahrgeschwindig keit oder dem Lenkwinkel verändert wird und der ermittelte Wert mit dem veränderten Bezugswert verglichen wird, um das Differential zu sperren oder aus seinem Sperrzustand freizu geben, können das Kurvenfahrtvermögen und die Geradführungs stabilität über einen weiten Bereich der Fahrgeschwindigkeit oder des Lenkwinkels verbessert werden.

Die Aufgabe wie auch weitere Ziele sowie die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Differential-Regelvor richtung;

Fig. 2 einen Axialschnitt eines Differentialgetriebes;

Fig. 3(a) und 3(b) Diagramme über die Wechselbeziehung zwi schen einer Fahrgeschwindigkeit und einem Bezugs lenkwinkel, die als eine Abbildung gespeichert werden;

Fig. 3(c) ein Diagramm über die Wechselbeziehung zwischen einem Lenkwinkel und einer Bezugsfahrgeschwindig keit, das als Map (Abbildung) gespeichert wird;

Fig. 4 bis 6 Flußpläne zu jeweiligen Abläufen der Regelung.

Gemäß den Fig. 1 und 2 regelt eine Differential-Regelvorrich tung 10 den Ausgleich eines mit einem Differential-Sperrme chanismus 12 versehenen Differentialgetriebes 14, wobei die Vorrichtung eine Einrichtung 16 zur Ermittlung eines Lenkwin kels (Lenkwinkelfühler), eine Einrichtung 18 zur Ermittlung einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (Fahrgeschwindigkeits fühler), ein Steuergerät 20 und eine Betätigungseinrichtung 22 umfaßt.

Es kann irgendein beliebiges Differentialgetriebe zur Anwen dung kommen, solange es mit einem Differential-Sperrmechanis mus ausgestattet ist. Das in Fig. 2 gezeigte Differentialge triebe 14 wird von einem Differentialgehäuse 24, einer Mehr zahl von Ritzeln oder Tellerrädern 26 sowie einem Paar von Ausgleichskegelrädern 28, die jeweils im Differentialgehäuse angeordnet und von denen in Fig. 2 nur jeweils eines gezeigt ist, und von einer mit jedem Ausgleichskegelrad 28 verbundenen Welle 30 gebildet. Ein (nicht gezeigtes) Antriebsritzel kämmt mit einem Ringrad 32, um eine Antriebskraft zu übertragen.

Der Differential-Sperrmechanismus 12 begrenzt oder sperrt den Ausgleich des Differentialgetriebes 14 und ist mit einer Mehrzahl von ersten Reibscheiben oder Lamellen 34, die mit dem einen Kegelrad 28 verbunden sind, und mit einer Mehrzahl von zweiten Reibscheiben 36 (Lamellen), die mit dem Differen tialgehäuse 24 verbunden sind, versehen. Ein erster Diffe rential-Lagerkasten 38 ist fest angeordnet, um das Differen tialgehäuse 24 zu umschließen und drehbar zu lagern. Ein zwei ter Differential-Lagerkasten 40 ist am ersten Differential- Lagerkasten 38 befestigt.

Auf der Welle 30 ist eine zylindrische Abstandshülse 42 fest angebracht, durch die die ersten Reibscheiben 34 undrehbar, jedoch axial bewegbar abgestützt werden. Andererseits ist ein rohrförmiges Übertragungsglied 44 undrehbar mit dem Dif ferentialgehäuse 24 verbunden und so angeordnet, daß es die Welle 30 umschließt. Der Durchmesser des Übertragungsglieds 44 ist an einem vom ersten Differential-Lagerkasten 38 ent fernten Abschnitt erweitert, und an diesem Abschnitt werden die zweiten Reibscheiben 36 undrehbar, jedoch axial beweglich gehalten. Die ersten und zweiten Reibscheiben 34 sowie 36 sind miteinander abwechselnd angeordnet. Der zweite Diffe rential-Lagerkasten 40 umgibt den im Durchmesser erweiterten Abschnitt des Übertragungsglieds 44.

Im zweiten Differential-Lagerkasten 40 ist eine Kolbenkammer 46 ausgebildet, in der ein erster Kolben 48 beweglich, je doch undrehbar angeordnet ist. Mit Abstand vom ersten Kolben 48 ist ein zweiter Kolben 50 angeordnet, der von der Abstands hülse 42 undrehbar, jedoch axial beweglich gehalten wird. Zwischen dem ersten sowie zweiten Kolben 48 bzw. 50 liegt ein Drucklager 52.

Wenn von außen her ein Hydraulikdruck in die Kolbenkammer 46 eingeführt wird, dann wird der erste Kolben 48 durch das Drucklager 52 gegen den zweiten Kolben 50 gepreßt, so daß eine dem Druck entsprechende Reibungskraft zwischen den ersten und zweiten Reibscheiben 34 sowie 36 erzeugt wird. Der Aus gleich des Differentialgetriebes 14 wird durch die Reibungs kraft beschränkt oder gesperrt. Hierbei wird eine im Übertra gungsglied 44 erzeugte Reaktion auf eine zwischen den Diffe rential-Lagerkästen 38 und 40 angeordnete Druckscheibe 54, auf eine am Übertragungsglied 44 angeordnete Druckscheibe 56 und auf ein zwischen den beiden Druckscheiben befindli ches Drucklager 58 übertragen, um vom Differential-Lagerka sten 38 aufgenommen zu werden.

Die Einrichtung 16 zur Ermittlung des Lenkwinkels ist ein Potentiometer oder irgendein anderer Fühler, während die Einrichtung 18 zur Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit ein Tachometer oder irgendein anderer Fühler ist.

Das Steuergerät 20 ist eine Zentraleinheit oder ein Computer, die bzw. der Signale vom Lenkwinkelfühler 16 und Fahrgeschwin digkeitsfühler 18 empfängt. Im Steuergerät 20 sind, wie die Fig. 3(a)-3(c) zeigen, als Maps ein Diagramm A oder B, die die Wechselbeziehung zwischen einer Fahrgeschwindigkeit u und einem Bezugslenkwinel δ _o darstellen, und ein Diagramm C, das die Wechelbeziehung zwischen einem Lenkwinkel δ und einer Bezugsfahrgeschwindigkeit u _o darstellt, gespeichert.

Das Diagramm A ist so aufgetragen, daß der Bezugslenkwinkel δ _o vermindert wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit u größer wird, und es wird in dem Fall verwendet, da das Kurvenfahrt vermögen in Betracht gezogen wird. Das Diagramm B ist so auf getragen, daß der Bezugslenkwinkel δ _o größer wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit u ansteigt, und es wird in dem Fall ver wendet, da die Traktion ernsthaft in Betracht gezogen wird. Das Diagramm C ist so aufgetragen, daß die Bezugsfahrgeschwin digkeit u _o erhöht wird, wenn der Lenkwinkel δ größer wird. Diese Diagramme werden empirisch oder experimentell bestimmt. Ein Befehl, welches Diagramm in der Steuerung durch das Steu ergerät 20 verwendet werden soll, worauf noch eingegangen werden wird, wird dem Steuergerät entsprechend der Wahl des Fahrers von außen her eingegeben. Alternativ kann lediglich ein Diagramm für jede Art von Fahrzeugen spezifiziert werden.

Die Betätigungseinrichtung 22 ist mit einer Hydraulikpumpe 60, einem Entlastungsventil 62, einem Speicher 64, einem elek trisch betätigten Druckminderventil 66 und einem Rückschlag ventil 68 ausgestattet.

Eine Leitung 70 führt von der Pumpe 60 zum Differential-Sperr mechanismus 12, wo sie mit der Kolbenkammer 46 in Verbindung steht. Das Entlastungsventil 62 ist in die Leitung 70, das Druckminderventil 66 ist in einen Teil der Leitung 70, der sich von dem Entlastungsventil 62 zum Differential-Sperrmechanis mus hin erstreckt, eingegliedert. Ferner ist der Speicher 64 zwischen dem Entlastungsventil 62 und dem elektrisch be tätigten Druckminderventil 66 an die Leitung 70 angeschlossen, während das Rückschlagventil 68 zwischen dem Entlastungsven til 62 und dem Speicher 64 in der Leitung 70 liegt. Das Rück schlagventil 68 läßt lediglich die Übertragung einer Fluid strömung oder eines Drucks vom Entlastungsventil 62 in Rich tung zum Speicher 64 hin zu.

Wenn unter Druck stehende Flüssigkeit von der Pumpe 60 zuge führt wird, dann wird ein Entlastungssitz des Entlastungs ventils 62 geschlossen und das Rückschlagventil 68 geöffnet. Als Ergebnis dessen wird die unter Druck stehende Flüssig keit von der Pumpe 60 durch die Leitung 70 in den Speicher 64 geführt, um den Druck in diesem zu erhöhen. Wenn der Druck im Speicher 64 einen Regeldruckwert des Entlastungsventils 62 erreicht, dann wird dieses sofort geöffnet, so daß die von der Pumpe 60 unter Druck gesetzte Flüssigkeit zu einem Vorratsbehälter 72 zurückgeführt wird, und gleichzeitig wird das Rückschlagventil 68 geschlossen. Auf diese Weise wird im Speicher 64 ein konstanter Druck gehalten.

Das elektrisch betätigte Druckminderventil 66 ist mit seinem Gleichstrommagneten in einer Leitsektion vorgesehen und gibt einen Druck kontinuierlich und durch Regelung des dem Magne ten zugeführten Stroms unendlich veränderlich ab. Der von diesem Ventil abgegebene Druck ist im wesentlichen dem zuge führten Strom proportional. Insofern wird der dem elektrisch betätigten Druckminderventil 66 zugeführte Strom durch das Steuergerät 20 geregelt, um einen geeigneten Druck zu erhal ten.

Unter der Annahme, daß der Fahrer die Steuerung nach dem Diagramm A wählt, entscheidet das Steuergerät 20 beispiels weise auf die Steuerung der Betätigungseinrichtung, die in Fig. 4 gezeigt ist. Nach der Initialisierung (80) werden ein Lenkwinkel δ (82) und eine Fahrgeschwindigkeit u (84) einge geben. Dann wird aus der in Fig. 3(a) gezeigten Map ein der Fahrgeschwindigkeit u entsprechender Bezugslenkwinkel δ _o be stimmt (86).

Nach der Bestimmung des Bezugslenkwinkels δ _o wird ein Winkel unterschied (Differenzwinkel) Δ δ durch Subtraktion des Bezugs lenkwinkels δ _o vom ermittelten Lenkwinkel δ berechnet (88).

Ob der Differenzwinkel Δ δ positiv oder negativ ist, wird ent schieden (90). Das Steuergerät 20 gibt das Differentialgetrie be 14 aus der Differentialsperre in dem Fall frei, daß der Differential-Sperrmechanismus 12 durch ein herkömmliches Wegeventil geregelt wird, wenn der Unterschied nicht nega tiv ist, d.h., wenn der ermittelte Lenkwinkel δ nicht kleiner als der Bezugslenkwinkel δ _o ist.

Da im Fall der erläuterten Ausführungsform die Betätigungs einrichtung 22 mit dem elektrisch betätigten Druckminderven til 66 versehen ist, erzeugt das Steuergerät 20 irgendeine Beschränkung oder Sperre im Ausgleich des Differential-Sperr mechanismus 12, wenn der ermittelte Lenkwinkel δ nicht kleiner ist als der Bezugslenkwinkel δ _o. Das bedeutet, daß das Steu ergerät 20 den Differential-Sperrwert entsprechend dem Diffe renzwinkel Δ δ an das Differentialgetriebe 14 abgibt, um das Kurvenfahrtvermögen und das Traktionsvermögen zu gewährleisten.

Es wird ein Diagramm, in dem der dem Differential-Sperrmecha nismus 12 anzulegende Druck P linear mit einem Anstieg des Differenzwinkels Δ δ vermindert wird, gefertigt und vorher im Steuergerät 20 als eine Map gespeichert. Diese Map wird experimentell oder empirisch bestimmt. Zuerst wird der dem Differenzwinkel Δ δ entsprechende Druck P aus der Map bestimmt (92), und dann wird aus einer Map ein Strom I bestimmt (94), um den Druck P vom elektrisch betätigten Druckminderventil 66 abzugeben.

Das Steuergerät 20 erzeugt einen Ausgang, um den Strom I dem elektrisch betätigten Druckminderventil 66 zuzuführen (96). Als Ergebnis dessen wird der Druck P dem Differential-Sperr mechanismus 12 zugeführt, so daß die dem Druck P entsprechende Reibungskraft an den Reibscheiben 34 und 36 des Differential- Sperrmechanismus erzeugt wird, um das Differential zu sperren.

Wenn der Differenzwinkel Δ δ negativ ist, d.h., daß der er mitelte Lenkwinkel δ kleiner ist als der Bezugslenkwinkel w _o, dann setzt das Steuergerät 20 den Druck P auf einen be stimmten Wert P _o und den Strom I auf einen bestimmten Wert I _o fest (98, 100), und zwar ohne Rücksicht auf die Größe des ermittelten Lenkwinkels. Anschließend wird der Strom I _o abge geben (96), um dem elektrisch betätigten Druckminderventil 66 zugeführt zu werden. Auf diese Weise wird immer ein kon stanter Differential-Sperrwert dem Differential-Sperrmecha nismus 12 zugeführt.

Wenn der Differenzwinkel Δ δ negativ ist, kann der Differen tial-Sperrwert durch eine Fahrgeschwindigkeit geregelt wer den. Wie in Fig. 4 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, wird ein Diagramm, in dem der Druck P proportional zum Anstieg der Fahrgeschwindigkeit u erhöht wird, gebildet und als eine Map im Steuergerät 20 gespeichert. Das Steuergerät 20 bestimmt den Druck P aus der ermittelten Fahrgeschwindigkeit u (102), und es bestimmt den Strom I (104), um den Druck P abzugeben. Dann wird der Strom I dem elektrisch betätigten Druckminder ventil 66 zugeführt (96).

Durch die oben beschriebene Ausführungsform des Erfindungs gegenstandes kann die folgende Wirkung erhalten werden. Wie in Fig. 3(a) gezeigt ist, wird, wenn die Fahrgeschwindig keit u größer wird, selbst wenn der ermittelte Lenkwinkel δ konstant ist, der Differenzwinkel Δ δ anwachsend von Δ δ ₁ nach Δ δ ₂ verändert und der dem Differential-Sperrmechanismus 12 zuzuführende Druck P mit einem Anstieg des Differenzwinkels Δ δ erhöht, wie aus der Map (s. (92)) deutlich wird. Deshalb kann der Differential-Sperrwert, der bei einer Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit vermindert wird, abgegeben werden, um das Kurvenfahrtvermögen zu verbessern.

Wie die Fig. 5 zeigt, kann, wenn das Differential in der sog. AN/AUS-Weise geregelt wird, d.h., daß das Differential ge sperrt oder von der Sperrung befreit wird, ein Umschalt- oder Wegeventil bekannter Art anstelle des elektrisch betätigten Druckminderventils 66 der Betätigungseinrichtung 22 verwen det werden.

Nach der Initialisierung (110) werden der Lenkwinkel δ (112) und die Fahrgeschwindigkeit u (114) eingegeben. Der Bezuglenk winkel δ _o, der der Fahrgeschwindigkeit u entspricht, wird aus der in Fig. 3(a) oder 3(b) gezeigten Map bestimmt (116). Nach der Bestimmung des Bezugslenkwinkels δ _o wird der ermittel te Lenkwinkel δ mit dem Bezugslenkwinkel δ _o verglichen (118). Falls der ermittelte Lenkwinkel δ nicht kleiner als der Bezugs lenkwinkel δ _o ist, wird auf die Freigabe des Differentials aus seiner Sperrung entschieden (120), und falls der ermittel te Lenkwinkel δ kleiner ist als der Bezugslenkwinkel δ _o, dann wird auf das Sperren des Differentials entschieden (122) und das Wegeventil betätigt (124).

Wenn der Fahrer die Regelung nach dem Diagramm C in Fig. 3(c) wählt, dann entscheidet das Steuergerät 20 auf eine Regelung der Betätigungseinrichtung 22 in der Weise, wie das in Fig. 6 gezeigt ist. Nach der Initialisierung (130) werden die Fahr geschwindigkeit u (132) und der Lenkwinkel δ (134) eingegeben. Aus der in Fig. 3(c) gezeigten Map wird die dem Lenkwinkel entsprechende Bezugsfahrgeschwindigkeit u _o bestimmt (136).

Nach der Bestimmung der Bezugsfahrgeschwindigkeit u _o wird ein Geschwindigkeitsunterschied oder eine Differenzgeschwin digkeit Δ u durch Subtraktion der Bezugsfahrgeschwindigkeit u _o von der ermittelten Fahrgeschwindigkeit u berechnet (138). Es wird entschieden, ob die Differenzgeschwindigkeit Δ u posi tiv oder negativ ist (140). Wenn die Differenzgeschwindigkeit nicht positiv ist, d.h., daß die ermittelte Fahrgeschwindig keit u nicht höher ist als die Bezugsfahrgeschwindigkeit u _o, dann gibt das Steuergerät 20 das Differentialgetriebe 14 aus der Sperrung des Ausgleichs frei.

Da im Fall dieser Ausführungsform die Betätigungseinrichtung 22 mit dem elektrisch betätigten Druckminderventil 66 verse hen ist, gibt das Steuergerät 20 irgendeine Sperre im Aus gleich an den Differential-Sperrmechanismus 12, wenn die er mittelte Fahrgeschwindigkeit u nicht höher als die Bezugsfahr geschwindigkeit u _o ist. Das bedeutet, daß der einem absoluten Wert der Differenzgeschwindigkeit Δ u entsprechende Sperrwert dem Differentialgetriebe 14 vermittelt wird, um das Kurven fahrt- sowie das Traktionsvermögen zu gewährleisten.

Ein Diagramm, in dem der dem Differential-Sperrmechanismus 12 anzulegende Druck P linear bei einem Anstieg des absoluten Werts der Differenzgeschwindigkeit Δ u vermindert wird, wird gebildet und vorher als eine Map im Steuergerät 20 gespei chert. Diese Map wird experimentell oder empirisch bestimmt. Zuerst wird der dem absoluten Wert der Differenzgeschwindig keit Δ u entsprechende Druck P aus der Map bestimmt (142), worauf dann der Strom I aus einer Map bestimmt wird (144), um den Druck P abzugeben. Das Steuergerät 20 erzeugt den Strom I (146), der an das elektrisch betätigte Druckminderventil 66 zu legen ist. Als Ergebnis dessen wird der Druck P dem Differential-Sperrmechanismus 12 zugeführt, um die dem Druck P entsprechende Reibungskraft an den Reibscheiben 34 sowie 36 des Differential-Sperrmechanismus zu erzeugen und dann das Differential zu sperren.

Wenn die Differenzgeschwindigkeit Δ u positiv ist, d.h., daß die ermittelte Fahrgeschwindigkeit u höher ist als die Bezugs fahrgeschwindigkeit u _o, dann setzt das Steuergerät 20 ohne Rücksicht auf die Größe des ermittelten Lenkwinkels den Druck P auf einen konstanten Wert P _o (148) und den Strom I auf einen konstanten Wert I _o (150) fest, um den dem elektrisch betätigten Druckminderventil 66 zuzuführenden Strom I _o zu erzeugen (146). Auf diese Weise wird ständig an den Differen tial-Sperrmechanismus 12 ein konstanter Differential-Sperr wert abgegeben.

Wenn die Differenzgeschwindigkeit Δ u positiv ist, kann der Differential-Sperrwert durch eine Fahrgeschwindigkeit gere gelt werden. Es wird eine Diagramm, in dem der Druck P pro portional zum Anstieg der Fahrgeschwindigkeit u erhöht wird, gebildet und als eine Map wie im vorher erläuterten Ausfüh rungsbeispiel im Steuergerät 20 gespeichert. Das Steuergerät 20 bestimmt den Druck P aus der ermittelten Fahrgeschwindig keit u, wenn die Differenzgeschwindigkeit Δ u positiv ist, und bestimmt den Strom I für den abzugebenden Druck, so daß der Strom an das elektrisch betriebene Druckminderventil 66 gelegt wird.

Bei dieser Ausführungsform kann die AN/AUS-Regelung gemäß der Fig. 5 ausgeführt werden.

Mit kurzen Worten gesagt, umfaßt eine Differential-Regelvor richtung zur Regelung des Ausgleichs eines einen Differential- Sperrmechanismus aufweisenden Differentialgetriebes einen Fühler zur Ermittlung eines Lenkwinkels, einen Fühler zur Ermittlung einer Fahrgeschwindigkeit, ein Steuergerät, das Signale vom Lenkwinkel-Ermittlungsfühler und Fahrgeschwindig keit-Ermittlungsfühler empfängt, sowie eine den Differential- Sperrmechanismus betätigende Einrichtung. Im Steuergerät wird ein einer Fahrgeschwindigkeit entsprechender Bezugslenkwin kel festgesetzt, und das Steuergerät regelt die Betätigungs einrichtung auf der Grundlage des Bezugslenkwinkels.

Claims

1. Differential-Regelvorrichtung zur Regelung des Ausgleichs eines mit einem Differential-Sperrmechanismus ausgestat teten Differentialgetriebes, gekennzeichnet - durch eine Einrichtung (16) zur Ermittlung eines Lenk winkels (δ),

- durch eine Einrichtung (18) zur Ermittlung einer Fahrge schwindigkeit (u),

- durch ein von der den Lenkwinkel und der die Fahrgeschwin digkeit ermittelnden Einrichtung (16, 18) Signale empfan gendes Steuergerät (20), in dem ein einer Fahrgeschwin digkeit (u) entsprechender Bezugslenkwinkel (δ _o) fest gesetzt ist, und

- durch eine den Differential-Sperrmechanismus (12) be tätigende Einrichtung (22),

- wobei das Steuergerät (20) die Betätigungseinrichtung (22) auf der Grundlage des Bezugslenkwinkels (δ _o) steuert.

2. Differential-Regelvorrichtung zur Regelung des Ausgleichs eines mit einem Differential-Sperrmechanismus ausgestat teten Differentialgetriebes, gekennzeichnet

- durch eine Einrichtung (16) zur Ermittlung eines Lenkwin kels (δ),
- durch eine Einrichtung (18) zur Ermittlung einer Fahr geschwindigkeit (u),
- durch ein Steuergerät (20), das von der den Lenkwinkel und von der die Fahrgeschwindigkeit ermittelnden Einrich tung (16, 18) Signale empfängt, aus der ermittelten Fahrgeschwindigkeit einen der Fahrgeschwindigkeit (u) entsprechenden Bezugslenkwinkel (δ _o) bestimmt sowie einen ermittelten Lenkwinkel mit dem Bezugslenkwinkel ver gleicht, und
- durch eine den Differential-Sperrmechanismus (12) betä tigende Einrichtung (22),
- wobei das Steuergerät (20) die Betätigungseinrichtung (22) so steuert, daß der Ausgleich gesperrt wird, wenn der ermittelte Lenkwinkel kleiner ist als der Bezugs lenkwinkel (δ _o).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugslenkwinkel (δ _o) aus einem Diagramm bestimmt wird, welches so aufgestellt ist, daß der Bezugslenkwinkel bei Anstieg der Fahrgeschwindigkeit (u) vermindert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugslenkwinkel (δ _o) aus einem Diagramm bestimmt wird, welches so aufgestellt ist, daß der Bezuglenkwin kel bei Anstieg der Fahrgeschwindigkeit (u) erhöht wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) die Betätigungseinrichtung (22) der art steuert, daß dem Differential-Sperrmechanismus (12) ein Differential-Sperrwert vermittelt wird, der bei Anstieg einer Differenz (Δδ) zwischen dem ermittelten Lenkwinkel (δ) und dem Bezugslenkwinkel (δ _o), wenn der ermittelte Lenkwinkel nicht kleiner als der Bezugslenkwinkel ist, vermindert wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) die Betätigungseinrichtung (22) der art steuert, daß das Differential aus einer Sperrung be freit wird, wenn der ermittelte Lenkwinkel nicht kleiner als der Bezugslenkwinkel ist.

7. Differential-Regelvorrichtung zur Regelung des Ausgleichs eines mit einem Differential-Sperrmechanismus ausgestat teten Differentialgetriebes, gekennzeichnet

- durch eine Einrichtung (16) zur Ermittlung eines Lenk winkels (δ),
- durch eine Einrichtung (18) zur Ermittlung einer Fahrge schwindigkeit (u),
- durch ein Steuergerät (20), das von der den Lenkwinkel und von der die Fahrgeschwindigkeit ermittelnden Einrich tung (16, 18) Signale empfängt, aus der ermittelten Fahr geschwindigkeit einen der Fahrgeschwindigkeit entspre chenden Bezugslenkwinkel (δ _o) bestimmt sowie einen ermit telten Lenkwinkel mit dem Bezugslenkwinkel vergleicht, und
- durch eine den Differential-Sperrmechanismus (12) betäti gende Einrichtung (22),
- wobei das Steuergerät (20) die Betätigungseinrichtung (22) so steuert, daß dem Differential-Sperrmechanismus (12) ein Differential-Sperrwert vermittelt wird, der, wenn der ermittelte Lenkwinkel kleiner ist als der Be zugslenkwinkel, mit ansteigender Fahrgeschwindigkeit vergrößert wird, und so steuert, daß dem Differential- Sperrmechanismus ein Differential-Sperrwert vermittelt wird, der bei einem Anstieg des Unterschieds zwischen dem ermittelten Lenkwinkel sowie dem Bezugslenkwinkel, wenn der ermittelte Lenkwinkel nicht kleiner ist als der Bezugslenkwinkel, vermindert wird.

8. Differential-Regelvorrichtung zur Regelung des Ausgleichs eines mit einem Differential-Sperrmechanismus ausgestat teten Differentialgetriebes, gekennzeichnet

- durch eine Einrichtung (16) zur Ermittlung eines Lenk winkels (δ),
- durch eine Einrichtung (18) zur Ermittlung einer Fahr geschwindigkeit (u),
- durch ein Steuergerät (20), das von der den Lenkwinkel und von der die Fahrgeschwindigkeit ermittelnden Einrich tung (16, 18) Signale empfängt und in dem eine dem Lenk winkel entsprechende Bezugsfahrgeschwindigkeit (u _o) festgesetzt ist, und
- durch eine den Differential-Sperrmechanismus (12) betä tigende Einrichtung (22),
- wobei das Steuergerät (20) die Betätigungseinrichtung (22) auf der Grundlage der Bezugsfahrgeschwindigkeit (u _o) steuert.

9. Differential-Regelvorrichtung zur Regelung des Ausgleichs eines mit einem Differential-Sperrmechanismus ausgestat teten Differentialgetriebes, gekennzeichnet,

- durch eine Einrichtung (16) zur Ermittlung eines Lenk winkels (δ),
- durch eine Einrichtung (18) zur Ermittlung einer Fahr geschwindigkeit (u),
- durch ein Steuergerät (20), das von der den Lenkwinkel und von der die Fahrgeschwindigkeit ermittelnden Einrich tung (16, 18) Signale empfängt, aus einem ermittelten Lenkwinkel eine dem Lenkwinkel entsprechende Bezugsfahr geschwindigkeit (u _o) bestimmt sowie eine ermittelte Fahrgeschwindigkeit mit der Bezugsfahrgeschwindigkeit vergleicht, und
- durch eine Einrichtung (22) zur Betätigung des Differen tial-Sperrmechanismus (12),
- wobei das Steuergerät (20) die Betätigungseinrichtung (22) so steuert, daß der Ausgleich, wenn die ermittelte Fahrgeschwindigkeit größer ist als die Bezugsfahrge schwindigkeit, gesperrt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsfahrgeschwindigkeit (u _o) aus einem Diagramm be stimmt wird, welches so aufgestellt ist, daß die Bezugs fahrgeschwindigkeit mit einem Anstieg des Lenkwinkels (δ) erhöht wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) die Betätigungseinrichtung (22) der art steuert, daß dem Differential-Sperrmechanismus (12) ein Differential-Sperrwert vermittelt wird, der bei Anstieg eines absoluten Werts eines Unterschieds (Δ _u) zwischen der ermittelten Fahrgeschwindigkeit (u) und der Bezugsfahrge schwindigkeit (u _o), wenn die ermittelte Fahrgeschwindig keit nicht größer ist als die Bezugsfahrgeschwindigkeit, vermindert wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) die Betätigungseinrichtung (22) der art steuert, daß, wenn die ermittelte Fahrgeschwindigkeit (u) nicht größer ist als die Bezugsfahrgeschwindigkeit (u _o) das Differential aus seiner Sperrung freigegeben wird.

13. Differential-Sperrvorrichtung zur Regelung des Ausgleichs eines mit einem Differential-Sperrmechanismus ausgestat teten Differentialgetriebes, gekennzeichnet

- durch eine Einrichtung (16) zur Ermittlung eines Lenk winkels (δ),
- durch eine Einrichtung (18) zur Ermittlung einer Fahr geschwindigkeit (u),
- durch ein Steuergerät (20), das von der den Lenkwinkel und von der die Fahrgeschwindigkeit ermittelnden Einrich tung (16, 18) Signale empfängt, aus einem ermittelten Lenkwinkel eine dem Lenkwinkel ensprechende Bezugsfahr geschwindigkeit (u _o) bestimmt sowie eine ermittelte Fahrgeschwindigkeit mit der Bezugsfahrgeschwindigkeit vergleicht, und
- durch eine Einrichtung (22) zur Betätigung des Differen tial-Sperrmechanismus (12),
- wobei das Steuergerät (20) die Betätigungseinrichtung (22) derart steuert, daß dem Differential-Sperrmechanis mus (12) ein Differential-Sperrwert vermittelt wird, der bei einem Anstieg der Fahrgeschwindigkeit, wenn die ermittelte Fahrgeschwindigkeit (u) größer ist als die Bezugsfahrgeschwindigkeit (u _o),erhöht wird, und derart steuert, daß dem Differential-Sperrmechanismus ein Dif ferential-Sperrwert vermittelt wird, der bei Anstieg eines absoluten Werts einer Differenz (Δ _u) zwischen der ermittelten Fahrgeschwindigkeit (u) und der Bezugsfahr geschwindigkeit (u _o), wenn die ermittelte Fahrgeschwin digkeit nicht größer als die Bezugsfahrgeschwindigkeit ist, vermindert wird.