DE4128375C1 - Differential gearing blocker for drive shaft of motor vehicle - regulates coupling torque if driven wheel slips so that other driven wheel also slips and limits coupling torque when slippage exceeds threshold value - Google Patents

Abstract

A control system for a locking differential (4) has a microprocessor to monitor the wheel spin of the driven wheels (9, 10) by comparing their speeds with that of the non driven wheels (11, 12). The locking clutch is applied at a rate depending on the amount of wheel spin and other vehicle parameters, e.g. a vehicle speed, throttle position, steering etc. If both driven wheels slip, the clutch is controlled to retain a controlled amount of grip on at least one wheel. The total torque is also reduced. ADVANTAGE - Controlled clutch action at all vehicle dynamic states. Improved stability.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Sperren eines Differentialgetriebes nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an arrangement for locking a Differential gear according to the preamble of claim 1.

Eine Anordnung der genannten Art ist aus der DE-PS 21 64 324 bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung weist das Differenti­ algetriebe wenigstens eine Reibungskupplung auf, welche wirkungsmäßig zwischen einem die umlaufenden Differentialräder lagernden Differentialgehäuse und einem mit einer Antriebs­ halbwelle drehfest verbundenen Zentralrad angeordnet ist. Die Reibungskupplung ist mit Betätigungseinrichtungen versehen, die über ein elektronisches Steuergerät abhängig von einer vorge­ gebenen Drehzahldifferenz eines der angetriebenen Räder gegen­ über einer von der Drehzahl eines anderen Fahrzeugrades gebil­ deten Bezugsdrehzahl steuerbar sind, wobei die Raddrehzahlen erfassende Sensoren an das Steuergerät angeschlossen sind. Die angetriebenen und die nicht angetriebenen Räder jeder Fahr­ zeugseite sind mit Sensoren versehen, wobei die Bezugsdrehzahl jeweils von dem nicht angetriebenen Rad derselben Fahrzeugseite abgenommen wird.An arrangement of the type mentioned is from DE-PS 21 64 324 known. In this known arrangement, the differenti al transmission at least one friction clutch, which effective between one of the rotating differential gears bearing differential case and one with a drive half shaft rotatably connected central wheel is arranged. The Friction clutch is provided with actuators that via an electronic control unit depending on a pre given speed difference of one of the driven wheels over one of the speed of another vehicle wheel Deten reference speed are controllable, the wheel speeds detecting sensors are connected to the control unit. The driven and the non-driven wheels each driving The tool side are provided with sensors, the reference speed each from the non-driven wheel on the same side of the vehicle is removed.

Bei der bekannten Anordnung wird also davon ausgegangen, daß - wenn der Reibungsschluß zwischen den angetriebenen Rädern und der Fahrbahn ausreichend ist - die Drehzahl des angetriebenen Rades einer Fahrzeugseite gleich der Drehzahl des nicht ange­ triebenen Rades derselben Fahrzeugseite sein muß, wobei diese Bedingung insbesondere bei Kurvenfahrten gilt. Die Schalt­ schwelle, ab der die Sperrung des Differentialgetriebes ausge­ löst wird, kann somit niedrig gehalten sein, ohne daß die Ge­ fahr besteht, daß die Sperrung auch beim Befahren von Kurven einsetzt. Die niedrige Schaltschwelle hat andererseits zur Folge, daß die Sperrung beim Durchrutschen oder Durchgleiten eines angetriebenen Rades sofort und mit voller Wirkung ein­ setzt.In the known arrangement it is assumed that - if the friction between the driven wheels and the lane is sufficient - the speed of the driven  Wheel of one side of the vehicle is equal to the speed of the not specified driven wheel must be the same side of the vehicle, this The condition applies particularly when cornering. The switching threshold from which the locking of the differential gear out is solved, can thus be kept low without the Ge driving exists that the lock also when driving around curves starts. The low switching threshold has on the other hand Consequence that the lock when slipping or sliding through a driven wheel immediately and with full effect puts.

Es sind ferner gattungsfremde Anordnungen von kraftschlüssigen schaltbaren Achsdifferentialen bekannt, welche nur über die Betriebszustände Ein/Aus verfügen. Dies hat den Nachteil, daß bei Kurvenfahrt im eingeschalteten Zustand sich die Antriebs­ räder gegeneinander verspannen und damit die Spurführung der Achse beeinträchtigen.There are also non-generic arrangements of non-positive switchable axle differentials known, which only over the Have operating states on / off. This has the disadvantage that when cornering in the switched on state, the drive brace the wheels against each other and thus the guidance of the Affect axis.

Aus diesem Grund wird bei diesen bekannten Anordnungen oberhalb einer Fahrgeschwindigkeit von 40 Km/h nicht mehr gesperrt.For this reason, these known arrangements above at a speed of 40 km / h is no longer blocked.

Nun können aber auch unterhalb einer Fahrgeschwindigkeit von 40 Km/h gefährliche Fahrzustände durch Sperren entstehen und auch oberhalb einer Fahrgeschwindigkeit von 40 Km/h Sperrungen er­ wünscht sein.But now you can also drive below 40 Km / h dangerous driving conditions arise from locking and also above a driving speed of 40 km / h he blocked wishes to be.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher im wesentlichen darin, Sperrungen bei allen Geschwindigkeiten zu ermöglichen, ohne daß die Fahrstabilität beeinträchtigt wird. Es wird also eine Verbesserung der Fahrstabilität im Sperrbe­ trieb des Differentialgetriebes angestrebt.The object underlying the invention is therefore in essential in locking at all speeds too allow without affecting driving stability. So there will be an improvement in driving stability in the Sperrbe aimed at the differential gear.

Die erläuterte Aufgabe ist in vorteilhafter Weise mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. The task explained is advantageous with the characterizing features of claim 1 solved.  

Die Anordnung nach der Erfindung kann auf folgende Weise ar­ beiten.The arrangement according to the invention can ar in the following way work.

Durch Drehzahlsensoren an allen vier Rädern und einen Lenkwin­ kelsensor überwacht ein Mikroprozessor fortlaufend, ob ein oder zwei Räder der Antriebsachse durchgleiten.With speed sensors on all four wheels and a steering wheel kelsensor, a microprocessor continuously monitors whether an or two wheels of the drive axle slide through.

Unterschiedliche Raddurchmesser werden rechnerisch kompensiert durch Eichung bei Nullast und Geradeausstellung der Lenkung.Different wheel diameters are compensated by calculation through zero load calibration and straight steering.

In der einfachsten Regelungsausführung wird nicht gesperrt, wenn beide angetriebenen Räder durchgleiten, d. h. einen be­ stimmten Schlupf-Grenzwert überschreiten. Dadurch soll das langsamer gleitende Rad einen Rest von Spurführung behalten; außerdem werden beide angetriebenen Räder in die Lage versetzt, unabhängig voneinander schneller wieder zu greifen.In the simplest regulation execution, there is no blocking, when both driven wheels slide through, d. H. a be agreed to exceed the slip limit. This is supposed to slower sliding wheel keep a bit of lane guidance; in addition, both driven wheels are enabled to pick up again independently of each other.

Gleitet nur ein Rad durch, wird soweit gesperrt, wie es die Bodenhaftung des noch greifenden Rades zuläßt, d. h. bei Über­ schreiten eines bestimmten Grenzwertes des Schlupfes des grei­ fenden Rades wird die Sperre wieder gelockert. Dies kann kon­ tinuierlich oder durch veränderliche Pulsationsintervalle ge­ schehen.If only one wheel slides, it is blocked as far as it is Allows grip of the still gripping wheel, d. H. at About exceed a certain limit of the hatching of the grei the lock is loosened again. This can be continuously or due to changing pulsation intervals happen.

Bei einer Ausführungsform der Anordnung nach der Erfindung kann der Grenzwert des Schlupfes variabel gestaltet werden.In one embodiment of the arrangement according to the invention can the limit value of the slip can be made variable.

So kann der Schlupfwert als Grenzwert des noch greifenden Rades durch geregeltes Sperren angestrebt werden, der vor dem plötz­ lichen Ausbrechen eines Rades noch am nicht ausbrechenden Rad existiert hat. Mit dieser Maßnahme kann dem erhöhten Schlupf­ bedarf auf Schotter oder im Schneekettenbetrieb Rechnung ge­ tragen werden. So the slip value can be used as the limit value of the still gripping wheel be aimed by regulated locking, which before the sudden If a wheel breaks out on the non-breaking wheel has existed. With this measure, the increased slip invoice on gravel or in snow chains will wear.  

Es kann aber auch - oder zusätzlich - der Schlupf-Nennwert des noch haftenden Rades langsam in einer Zeit heraufgesetzt wer­ den, die deutlich größer ist als die Reaktionszeit des Fahrers (ca. 4 Sekunden), so daß dieser nicht überrascht wird und Zeit zum Gegenlenken und Gaswegnehmen hat. Dies dient ebenfalls zur Einsparung eines besonderen Schaltprogrammes "Kettenbetrieb".But it can also - or additionally - the nominal slip value of the still sticking wheel slowly increased at a time who the one that is significantly longer than the driver's reaction time (about 4 seconds) so that this is not surprised and time for countersteering and accelerating. This also serves to Saving of a special switching program "chain operation".

Ferner kann, sofern bei Sperrung auch das noch haftende Rad durchgleitet, das Motorantriebsmoment zurückgeregelt werden und erst langsam wieder angehoben werden (ebenfalls in ca. 4 Se­ kunden).Furthermore, if the wheel is still stuck when blocked slides through, the motor drive torque is reduced and only slowly be raised again (also in approx. 4 se Customers).

Sofern das kurvenäußere Rad durchgleitet, wird auch bei der Anordnung nach der Erfindung nur so stark gesperrt, bis das gleitende Rad die Drehzahl seines kinematischen Zwangslaufes erreicht (und nicht die langsamere Drehzahl des kurveninneren Rades), wodurch Verzwängungen zwischen den Rädern verhindert sind.If the wheel on the outside of the curve slides, the Arrangement locked according to the invention only until the sliding wheel the speed of its kinematic positive rotation reached (and not the slower speed of the inside of the curve Wheel), which prevents jamming between the wheels are.

Sofern die Kupplung zum Sperren bei dauerndem Regelbetrieb thermisch überlastet wird, kann eine Begleitlogik die Aufhei­ zung überwachen und oberhalb eines kritischen Wertes auf ein einfacheres Programm zurückschalten, z. B. Vollsperrung bei Fahrgeschwindigkeiten unterhalb 40 Km/h; keine Sperrung bei Fahrgeschwindigkeiten oberhalb 40 Km/h.If the clutch for locking during continuous control operation If there is a thermal overload, an accompanying logic can heat up monitor and above a critical value switch back to a simpler program, e.g. B. Full lock at Travel speeds below 40 km / h; no blocking at Driving speeds above 40 km / h.

Die Begleitlogik kann ihren Temperaturreferenzwert über einen Fühler im Differentialgetriebe erhalten; die Temperatursteige­ rung kann beispielsweise aus dem angesteuerten Sperrgrad und der Achswellendrehzahldifferenz errechnet werden.The accompanying logic can change its temperature reference value via a Preserved sensor in differential gear; the temperature rises tion can, for example, from the controlled degree of locking and the axle shaft speed difference can be calculated.

Der Fahrer kann durch Lichtzeichen (oder ein anderes Signal) auf den Regelbetrieb aufmerksam gemacht werden. The driver can use light signals (or another signal) be made aware of regular operations.  

Im Sonderfall "Vollsperrung" oder "keine Sperrung wegen beid­ seitigen Gleitens" kann ein weiteres Signal warnen, z. B. Blinken des oben genannten Lichtzeichens.In the special case "full lock" or "no lock due to both sliding "can warn another signal, e.g. Flashing of the above light sign.

Zur Festlegung des Grenzwertes des Schlupfes kann auch die mo­ mentane Fahrstabilität (Dynamik um die Hochachse) herangezogen werden; d. h., bei geringer Dynamik um die Hochachse können höhere Grenzwerte zugelassen werden.To determine the limit value of the slip, the mo mental driving stability (dynamics around the vertical axis) will; d. that is, with low dynamics around the vertical axis higher limits are permitted.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von zwei in der Zeichnung schematisch darge­ stellten Ausführungsformen. In der Zeichnung bedeutenDetails of the invention will become apparent from the following Description of two in the drawing schematically Darge presented embodiments. Mean in the drawing

Fig. 1 eine Anordnung zum Sperren eines Differentialge­ triebes einer Hinterachse eines Kraftfahrzeuges nach der Erfindung, bei der lediglich die zum Verständnis erforderlichen gerätetechnischen Merkmale schematisch angedeutet sind, Fig. 1 shows an arrangement for blocking a Differentialge drive a rear axle of a motor vehicle according to the invention, in which only the equipment required for understanding the technical characteristics are indicated diagrammatically,

Fig. 2a-d Diagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung von Fig. 1 in einer ersten Ausfüh­ rungsform, und Fig. 2a-d diagrams for explaining the operation of the arrangement of Fig. 1 in a first embodiment, and

Fig. 3a-c Diagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung von Fig. 1 in einer zweiten Ausfüh­ rungsform. Fig. 3a-c diagrams for explaining the operation of the arrangement of Fig. 1 in a second embodiment.

Unter Bezugnahme zunächst auf Fig. 1 ist ein übliches Diffe­ rentialgetriebe 4 zum Antrieb einer Hinterachse 5 eines Kraft­ fahrzeuges verwendet. Das Differentialgetriebe 4 seinerseits wird in der üblichen Weise durch eine Kardanwelle 26 über ein Gangwechselgetriebe vom Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges an­ getrieben. Referring first to FIG. 1, a conventional differential gear 4 is used to drive a rear axle 5 of a motor vehicle. The differential gear 4 in turn is driven in the usual manner by a propeller shaft 26 via a gear change transmission from the drive motor of the motor vehicle.

Das Differentialgetriebe 4 ist abtriebsseitig in der üblichen Weise durch Antriebshalbwellen 6 und 7 mit je einem Fahrzeugrad 9 bzw. 10 verbunden. Die Drehzahlen der Fahrzeugräder 9 und 10 werden durch je einen Drehzahlsensor 9a bzw. 10a erfaßt, deren Signale über je einen der Eingänge 31 in eine elektronische Steuereinheit 8 eingegeben werden.The differential gear 4 is connected on the output side in the usual manner by drive half-shafts 6 and 7 to a vehicle wheel 9 and 10 , respectively. The speeds of the vehicle wheels 9 and 10 are detected by a speed sensor 9 a or 10 a, the signals of which are entered into an electronic control unit 8 via one of the inputs 31 .

Das Differentialgetriebe 4 enthält in der üblichen Weise eine oder zwei Kupplungen, welche wirkungsmäßig jeweils zwei der drei Getriebeglieder des Differentialgetriebes 4 miteinander verbinden und dadurch bei ihrem Einrücken eine Sperrwirkung erzeugen, welche die Relativdrehzahl der beiden Antriebshalb­ wellen 6 und 7 zueinander begrenzt. Die Kupplungen werden durch Druckmittelstellglieder eingerückt, welche ebenfalls im Gehäuse des Differentialgetriebes 4 aufgenommen und über eine Arbeits­ druckleitung 17 von einem Druckregelventil 27 her mit Arbeits­ druck beaufschlagbar sind. Das über Leitungen 28 in der üb­ lichen Weise mit einem Druckversorgungsaggregat verbundene elektromagnetische Druckregelventil 27 wird von einem Ausgang 34 der Steuereinheit 8 her angesteuert.The differential gear 4 contains in the usual way one or two clutches, which effectively connect two of the three gear members of the differential gear 4 with each other and thereby generate a locking effect when they engage, which limits the relative speed of the two drive shafts 6 and 7 to each other. The clutches are engaged by pressure medium actuators, which are also accommodated in the housing of the differential gear 4 and can be pressurized with working pressure via a working pressure line 17 by a pressure control valve 27 . The connected via lines 28 in the usual union with a pressure supply unit electromagnetic pressure control valve 27 is controlled by an output 34 of the control unit 8 ago.

Die Raddrehzahlen der lenkbaren Fahrzeugräder 11 und 12 der Vorderachse 29 des Kraftfahrzeuges werden ebenfalls durch je einen Drehzahlsensor 11a bzw. 12a erfaßt. Die Signale der Drehzahlsensoren 11a und 12a werden ebenfalls über je einen der Eingänge 31 in die Steuereinheit 8 eingegeben, welche noch zwei weitere Eingänge 32 und 33 für die Signale eines an der Lenk­ welle 16 des Kraftfahrzeuges angeordneten Lenkwinkelsensors 30 bzw. für Signale mit Informationen über die jeweilige Fahrpe­ dalstellung aufweist.The wheel speeds of the steerable vehicle wheels 11 and 12 of the front axle 29 of the motor vehicle are also detected by a speed sensor 11 a and 12 a, respectively. The signals from the speed sensors 11 a and 12 a are also entered into the control unit 8 via one of the inputs 31 , which also has two further inputs 32 and 33 for the signals of a steering angle sensor 30 arranged on the steering shaft 16 of the motor vehicle or for signals with Has information about the respective driving position.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist in dem Diagramm 2a eine Refe­ renzdrehzahl n_R über der Zeit t aufgetragen. Die Referenzdreh­ zahl n_R wird von der Steuereinheit 8 aus den Raddrehzahlen der vier Fahrzeugräder 9 bis 12 in Abhängigkeit vom jeweiligen Lenkwinkel berechnet. Im Diagramm 2a sind ein Abschnitt eines Kurvenverlaufes im Bereich 42 niedriger Fahrgeschwindigkeiten und ein Abschnitt eines Kurvenverlaufes im Bereich 41 höherer Fahrgeschwindigkeiten angegeben.Referring to FIG. 2 ence speed _R n over the time t is plotted in the graph 2 a a Refe. The reference speed n _R is calculated by the control unit 8 from the wheel speeds of the four vehicle wheels 9 to 12 depending on the respective steering angle. In the diagram, a 2, a portion of a curve shape are in the range given a curved course in the region 42 lower driving speeds and a portion 41 of higher driving speeds.

Im Diagramm 2b ist der Schlupf s₉ des Fahrzeugrades 9 über der Zeit t aufgetragen.In diagram 2 b, the slip s _{9 of} the vehicle wheel 9 is plotted against the time t.

Im Diagramm 2c ist der Schlupf s₁₀ des Fahrzeugrades 10 über der Zeit t aufgetragen.In diagram 2 c, the slip s _{10 of} the vehicle wheel 10 is plotted against the time t.

Im Diagramm 2d ist das Kupplungsmoment M_K über der Zeit t auf­ getragen.In diagram 2 d, the clutch torque M _K is plotted against time t.

Aus der Darstellung der Diagramme 2a bis 2d wird zunächst er­ sichtlich, daß am Fahrzeugrad 9 im Zeitpunkt t₁ bei einer niedrigen Fahrgeschwindigkeit 42 Schlupf s₉ auftritt und nach einer Ansprechzeit im Zeitpunkt t₃ die Kupplung einrückt und ein Kupplungsmoment M_K mit einem über der Zeit t ansteigenden Verlauf 44 eingeregelt wird, wobei inzwischen zum Zeitpunkt t₂ auch am Fahrzeugrad 10 ein Schlupf s₁₀ aufgetreten war und so­ mit der Schlupf s₉ von da an nicht weiter ansteigt. Das Kupp­ lungsmoment M_K wird zunächst auf einen so hohen Wert 35 gere­ gelt, daß sowohl der Schlupf s₉ am "schnelleren" Fahrzeugrad 9 als auch der Schlupf s₁₀ am "langsameren" Fahrzeugrad 10 gleich oder größer als ein Grenzwert 19 ist, was nach einem Zeitin­ tervall 45 ab Beginn (Zeitpunkt t₃) der Sperr- bzw. Einrück­ phase 13 der Kupplung eingetreten ist. Durch Regelung des Kupplungsmomentes M_K in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindig­ keit, von der Fahrpedalstellung und der Höhe des Schlupfes s₉ des "schnelleren" Rades 9 und des Grenzwertes 19 für den Schlupf s₁₀ des "langsameren" Rades 10 mit impulsbreitenmodu­ lierter Einstellung des Arbeitsdruckes durch das Druckregelventil 27 in weiteren Zeitintervallen 46 bis 48 wird jeweils nur so hoch gesperrt (Momentenwert 36), wie dies die Bodenhaftung des noch greifenden Rades 10 zuläßt, bis schließ­ lich die Sperrphase 13 zum Zeitpunkt t₄ beendet ist, wenn der Schlupf an den Rädern Null geworden ist.From the representation of the diagrams 2 a to 2 that at the vehicle wheel 9 at the time t _1, first it is d clearly, 42 slip s occurs at a low driving speed ₉ and according to a response at time t _3, the clutch engages and a clutch torque M _K with a over time t rising profile is adjusted 44, wherein the meantime, at time t _2, a slip S was ₁₀ occurred on the vehicle 10 and so ₉ does not increase further from then on with the slip s. The clutch torque M _K is first regulated to such a high value 35 that both the slip s ₉ on the "faster" vehicle wheel 9 and the slip s ₁₀ on the "slower" vehicle wheel 10 are equal to or greater than a limit value 19 , which is after a time interval 45 from the beginning (time t ₃ ) of the locking or engagement phase 13 of the clutch has occurred. By controlling the clutch torque M _K as a function of the driving speed, the accelerator pedal position and the amount of slip s _{9 of} the "faster" wheel 9 and the limit value 19 for the slip s _{10 of} the "slower" wheel 10 with pulse-width-modulated adjustment of the working pressure by the pressure control valve 27 in further time intervals 46 to 48 is locked only as high (torque value 36 ) as the ground grip of the still gripping wheel 10 allows until finally the blocking phase 13 is ended at time t ₄ when the slip to the Wheels has become zero.

In den Diagrammen 2a bis 2d ist schließlich eine in einem hö­ heren Geschwindigkeitsbereich 41 auftretende Sperrphase 14 mit einem niedrigeren Grenzwert 20 angedeutet. Danach tritt zu ei­ nem Zeitpunkt t₅ an dem Fahrzeugrad 9 Schlupf s₉ auf, wodurch nach einer Ansprechzeit zum Zeitpunkt t₆ die Kupplung einrückt und ein Kupplungsmoment M_K mit über der Zeit t ansteigendem Verlauf 49 eingeregelt wird, bis auch am noch greifenden Rad 10 ein Schlupf s₁₀ auftritt. Die Regelung ist auch hier u. a. von der Fahrpedalstellung und der Fahrgeschwindigkeit abhängig, wobei nur niedrigere Schlupfwerte zugelassen sind, der Grenz­ wert 20 also entsprechend niedriger angesetzt ist als der Grenzwert 19 für niedrigere Fahrgeschwindigkeiten. Aufgrund des niedrigeren Grenzwertes 20 für den Schlupf wird auch das Kupp­ lungsmoment M_K auf einen niedrigen Momentenwert 37 begrenzt. Auch hier erfolgt die Regelung unter impulsbreitenmodulierter Einstellung des Arbeitsdruckes der Kupplung in Zeitintervallen 50, 51, 52....In the diagrams, 2 a to 2 eventually occurring in a hö heren speed range 41 lock phase 14 is indicated with a lower limit value 20 d. After that occurs to ei nem time t ₅ to the vehicle wheel 9 slip s _9, whereby, after a response at time t ₆ engages the clutch and a clutch torque M _K at the time t increasing the course is adjusted 49 until even the more cross-wheel 10 a slip s ₁₀ occurs. The control also depends here, inter alia, on the accelerator pedal position and the driving speed, with only lower slip values being permitted, the limit value 20 being set accordingly lower than the limit value 19 for lower driving speeds. Due to the lower limit value 20 for the slip, the clutch torque M _K is also limited to a low torque value 37 . Here too, the regulation is carried out with pulse-width-modulated adjustment of the working pressure of the clutch in time intervals 50 , 51 , 52 ....

Während zu Beginn der Sperrphase 13 an beiden Fahrzeugrädern 9 und 10 Schlupf vorlag, wurde die Sperrphase 14 ausgelöst, als der Schlupf am Fahrzeugrad 10 noch Null war.While at the beginning of the blocking phase 13 there was slip on both vehicle wheels 9 and 10 , the blocking phase 14 was triggered when the slip on the vehicle wheel 10 was still zero.

Die Art der Regelung des Kupplungsmomentes M_K ist jedoch bei beiden Sperrphasen 13 und 14 gleich. Dabei arbeitet die Steu­ ereinheit 8 wie folgt.However, the type of control of the clutch torque M _K is the same in both locking phases 13 and 14 . The control unit 8 operates as follows.

Nach Einschalten der Zündanlage des Kraftfahrzeuges wird zu­ nächst durch einen Prüfschritt festgestellt, ob der Bremslichtschalter betätigt ist. Sollte dies der Fall sein, wird nach einem vorbestimmten Zeitintervall dieser Prüfschritt so oft wiederholt, bis der Bremsvorgang abgeschlossen ist. Da­ nach wird eine Rechenstufe angestoßen, in welcher aus den Rad­ drehzahlen und dem Lenkwinkel unter Abfrage aus einem Algo­ rithmus oder aus einem Kennfeld festgestellt wird, ob Schlupf vorliegt.After switching on the ignition system of the motor vehicle, next determined by a test step whether the  Brake light switch is actuated. If this is the case, after a predetermined time interval, this test step Repeated until the braking process is completed. There after a calculation level is initiated, in which the wheel speeds and the steering angle when queried from an algo rithmus or from a map is determined whether slip is present.

Wird wie im Falle der Fig. 2 ein Schlupf s₉ am Fahrzeugrad 9 erkannt, wird in einem weiteren Rechenschritt ein Signal für einen Stufensprung 53 durch Abfrage der Fahrpedalstellung und der Drehzahldifferenz zum Grenzwert für den Schlupf s₉ gebil­ det. Mit diesem Signal wird das Druckregelventil 27 beauf­ schlagt. Hierbei wird das Zeitintervall 54 für diesen Stufen­ sprung 53 in einer weiteren Rechenstufe festgelegt und bei folgenden Stufensprüngen aus vorausgegangenen Drehzahldiffe­ renzenquotienten ermittelt.As s detected in the case of Fig. 2, a slip ₉ at the vehicle wheel 9, in a further processing step, a signal for a step change 53 by querying the accelerator pedal position and the speed difference is s ₉ det gebil to the limit value for the slip. With this signal, the pressure control valve 27 is struck. Here, the time interval 54 for this step jump 53 is determined in a further arithmetic step and, in the case of subsequent step jumps, limit quotients are determined from previous speed differences.

In einem sich anschließenden Prüfschritt wird ermittelt, ob Schlupf an dem anderen, langsamer drehenden Fahrzeugrad 10 vorliegt unter Zugrundelegung der Referenzdrehzahl der nicht angetriebenen Räder sowie des Lenkwinkels.In a subsequent test step, it is determined whether there is slippage on the other, slower rotating vehicle wheel 10 on the basis of the reference speed of the non-driven wheels and the steering angle.

In einem sich anschließenden Prüfschritt wird unter Abfrage aus einem Kennfeld festgestellt, ob der Schlupf s₁₀ über dem zuge­ hörigen Grenzwert 20 bzw. 19 des jeweiligen Geschwindigkeits­ bereiches 41 bzw. 42 liegt.In a subsequent test step, a map is used to determine whether the slip s ₁₀ lies above the associated limit value 20 or 19 of the respective speed range 41 or 42 .

Ist der festgestellte Schlupf s₁₀ unzulässig, also größer als der Grenzwert, wird der Arbeitsdruck in Abhängigkeit von Schlupf, absoluter Geschwindigkeit und Fahrpedalstellung ge­ mindert. If the determined slip s _{10 is} inadmissible, that is to say greater than the limit value, the working pressure is reduced depending on the slip, absolute speed and accelerator pedal position.

Hierbei kann gegebenenfalls auch die Motorleistung zurückge­ nommen werden.If necessary, the engine power can also be reduced be taken.

Lag der Schlupf s₁₀ am langsamer drehenden Fahrzeugrad 10 unter dem Grenzwert 19 oder 20, kann eine Eichung der Abrollumfänge der Fahrzeugräder 9 bis 12 im längskraftfreien Zustand und Ab­ speicherung zwecks einer verbesserten Schlupfberechnung erfol­ gen.Was the slip s ₁₀ on the slower rotating vehicle wheel 10 below the limit value 19 or 20 , a calibration of the rolling circumferences of the vehicle wheels 9 to 12 in the longitudinal force-free state and storage for the purpose of an improved slip calculation can take place.

Hierauf oder nach der Minderung des Arbeitsdruckes kann eine Bestimmung der Reibwärme in der Kupplung im vorausgegangenen Zeitintervall aufgrund des Arbeitsdruckes und der Drehzahldif­ ferenz vorgenommen werden.Thereupon or after the reduction of the working pressure one can Determination of the frictional heat in the clutch in the previous Time interval due to the working pressure and the speed dif reference can be made.

Hierauf kann eine neue Referenztemperatur durch Addition des Temperaturunterschiedes und Subtraktion eines temperaturproportionalen Abklingwertes bestimmt werden.A new reference temperature can then be added by adding the Temperature difference and subtraction of a temperature-proportional decay value can be determined.

Wenn die Referenztemperatur einen zulässigen Grenzwert über­ schreitet, wird der Arbeitsdruck abgeschaltet. Dabei kann eine Warnanzeige "Sperre überhitzt. Bei Bedarf Zeitschalter VOLL­ SPERRUNG drücken" ausgelöst werden.If the reference temperature exceeds an allowable limit steps, the working pressure is switched off. One can Warning display "Lock overheated. If necessary, timer FULL Press BLOCK "can be triggered.

Beim Betätigen dieses Zeitschalters "VOLLSPERRUNG" wird unter Ansteuerung einer Warnlampe "VOLLSPERRUNG" und Vorgabe einer Gesamtzeit "VOLLSPERRUNG" der Arbeitsdruck entweder bei betä­ tigtem Bremslichtschalter auf Null gesetzt oder bei nicht be­ tätigtem Bremslichtschalter auf den Maximalwert eingestellt.When this timer is activated, "FULL LOCK" appears under Control of a warning lamp "FULL LOCK" and specification of a Total time "FULL LOCK" the working pressure either at bet brake light switch set to zero or when not brake light switch set to the maximum value.

Wenn ein etwaiger Bremsvorgang vor Ablauf der Gesamtzeit "VOLLSPERRUNG" beendet ist, wird der Arbeitsdruck auf den Ma­ ximalwert hochgeregelt. If any braking occurs before the total time "FULL LOCK" is finished, the working pressure on the Ma ximal value increased.  

Nach Ablauf der Gesamtzeit "VOLLSPERRUNG" werden der Zeit­ schalter für die Vorgabe der Gesamtzeit und die Warnlampe "VOLLSPERRUNG" zurückgestellt und der Arbeitsdruck abgeschaltet sowie gegebenenfalls ein neuer Temperaturgrenzwert bestimmt.After the total time "FULL LOCK" the time switch for setting the total time and the warning lamp "FULL LOCK" reset and the working pressure switched off and, if necessary, a new temperature limit value is determined.

Bei der Arbeitsweise gemäß Fig. 3 wird eine Sperrphase 15 durch das Auftreten von Schlupf s₉ an dem einen Fahrzeugrad 9 zum Zeitpunkt t₈ ausgelöst und ein Kupplungsmoment M_K in Abhängig­ keit von der Fahrpedalstellung, vom Schlupf s₉ und der Fahrge­ schwindigkeit so hoch eingeregelt, daß auch Schlupf s₁₀ am an­ deren Fahrzeugrad 10 (zum Zeitpunkt t₉) auftritt.In the procedure of FIG. 3 is s to the triggered a lock phase 15 by the occurrence of slip ₉ a vehicle wheel 9 at time t ₈ and a clutch torque M _K in Depending speed of the accelerator pedal position, speed of the slip s ₉ and the Fahrge high so adjusted that slip s _{10 occurs} at the vehicle wheel 10 (at time t ₉ ).

Im einzelnen zeigen das Diagramm 3a den Verlauf des Schlupfes s₉ des Fahrzeugrades 9 über der Zeit t, das Diagramm 3b den Verlauf des Schlupfes s₁₀ des Fahrzeugrades 10 über der Zeit t und das Diagramm 3c den Verlauf des Kupplungsmomentes M_K über der Zeit t.In detail, diagram 3 a shows the course of slip s ₉ of vehicle wheel 9 over time t, diagram 3 b shows the course of slip s ₁₀ of vehicle wheel 10 over time t, and diagram 3 c shows the course of clutch torque M _K of time t.

Zu Beginn (t₈) der Sperrphase 15 ist zunächst ein niedriger Grenzwert 18 für den Schlupf s₁₀ eingestellt, so daß auch das Kupplungsmoment M_K auf einen relativ niedrigen Momentenwert 38 gehalten ist. Nach Ablauf einer Ansprechzeit im Zeitpunkt t₁₀, in welchem die zeitliche Änderung des Schlupfes s₉ gegen Null gegangen ist, wird das Kupplungsmoment M_K während einer sich unmittelbar anschließenden Übergangsphase 43 so geregelt, daß der Schlupf s₁₀ des langsameren Rades 10 über der Zeit gleich­ mäßig ansteigt (Kurvenverlauf 23), und zwar bis zum Erreichen eines höheren konstanten Grenzwertes 21 im Zeitpunkt t₁₁, welcher etwa gleich dem momentanen Istwert 22 des Schlupfes s₉ des anfangs schnelleren Fahrzeugrades 9 ist. Das Kupplungsmo­ ment M_K hat sich hierbei von dem kleineren Grenzwert 38 der Ansprechphase 25 mit steigenden Momentenwerten 39 in der Über­ gangsphase 43 auf einen Maximalwert 40 erhöht, bei dem Voll­ sperrung erreicht ist, die über eine kurze Beharrungsphase 24 aufrechterhalten wird, bis beide Fahrzeugräder im Zeitpunkt t₁₂ wieder greifen, so daß das Kupplungsmoment M_K abgeregelt wird und im Zeitpunkt t₁₃ zu Null geworden ist.At the beginning (t ₈ ) of the blocking phase 15 , a low limit value 18 for the slip s ₁₀ is initially set, so that the clutch torque M _{K is also kept} at a relatively low torque value 38 . After expiry of a response time at time t ₁₀ , in which the temporal change in slip s _{9 has} gone to zero, clutch torque M _K is regulated during an immediately subsequent transition phase 43 such that slip s ₁₀ of slower wheel 10 over time rises evenly (curve shape 23 ), namely until a higher constant limit value 21 is reached at time t ₁₁ , which is approximately equal to the current actual value 22 of the slip s _{9 of} the vehicle wheel 9, which is initially faster. The clutch torque M _K has here increased from the smaller limit value 38 of the response phase 25 with increasing torque values 39 in the transition phase 43 to a maximum value 40 , at which full locking is achieved, which is maintained over a short persistence phase 24 until both vehicle wheels engage again at time t ₁₂ , so that the clutch torque M _{K is} reduced and has become zero at time t ₁₃ .

In der vorstehenden Beschreibung der beiden Ausführungsformen wurde davon ausgegangen, daß zuerst am Fahrzeugrad 9 Schlupf auftritt. Die Verhältnisse bzw. die Arbeitsweisen bleiben je­ doch die gleichen, wenn zunächst an dem anderen Fahrzeugrad 10 Schlupf s₁₀ auftritt, und das Kupplungsmoment M_K so hoch gere­ gelt wird, daß auch Schlupf s₉ an dem nun anderen Fahrzeugrad 9 auftritt.In the above description of the two embodiments, it was assumed that slip occurs first on the vehicle wheel 9 . The proportions or the operations remain the same but each, 10 occurs when slip s initially at the other vehicle wheel _10, and the clutch torque M _K as high Gere is gel that also slip occurs ₉ s on the other vehicle now. 9

Claims (12)

1. Anordnung zum Sperren eines Differentialgetriebes einer An­ triebsachse eines Kraftfahrzeuges, bei der eine wirkungsmäßig zwischen zwei Getriebegliedern des Differentialgetriebes ange­ ordnete Kupplung in ihrem übertragbaren Kupplungsmoment unter Vermittlung einer elektronischen Steuereinheit steuerbar ist, die in Abhängigkeit von den Raddrehzahlen sowohl der angetrie­ benen als auch der nicht angetriebenen Fahrzeugräder so arbei­ tet, daß das Kupplungsmoment bei normalen Fahrzuständen Null und lediglich bei Auftreten von Schlupf an einem angetriebenen Fahrzeugrad auf Werte größer als Null einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsmoment (M_K) in Abhängigkeit von wenigstens einem weiteren Parameter (Fahrgeschwindigkeit, Lenkwinkel, Fahrpedalstellung) des Fahrzustandes auf so hohe Werte (35 bis 40) regelbar ist, daß beide Fahrzeugräder (9 und 10) Schlupf (s₉ größer Null; s₁₀ größer Null) aufweisen, und daß das Kupp­ lungsmoment (M_K) zumindest begrenzt wird, wenn der Schlupf (s₉ und s₁₀) beider Fahrzeugräder (9 und 10) über einem Grenzwert (18 bzw. 19 bzw. 20 bzw. 21) liegt.1. Arrangement for locking a differential gear to a drive axle of a motor vehicle, in which an effective between two gear members of the differential gear arranged clutch is controllable in its transferable clutch torque by means of an electronic control unit, which depending on the wheel speeds of both the driven and the Non-driven vehicle wheels work in such a way that the clutch torque can be set to values greater than zero in normal driving conditions and only when slip occurs on a driven vehicle wheel, characterized in that the clutch torque (M _K ) is dependent on at least one further parameter ( Driving speed, steering angle, accelerator pedal position) of the driving state to such high values ( 35 to 40 ) can be regulated that both vehicle wheels ( 9 and 10 ) have slip (s ₉ greater than zero; s ₁₀ greater than zero), and that the clutch torque (M _K ) at least beg is limited if the slip (s ₉ and s ₁₀ ) of both vehicle wheels ( 9 and 10 ) is above a limit value ( 18 or 19 or 20 or 21 ). 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert (18 bzw. 19 bzw. 20 bzw. 21) von wenigstens einem Parameter des Fahrzustandes abhängig ist.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the limit value ( 18 or 19 or 20 or 21 ) is dependent on at least one parameter of the driving state. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert (20) bei höheren Fahrgeschwindigkeiten (41) niedriger ist als der Grenzwert (19) bei niedrigeren Fahrge­ schwindigkeiten (42).3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the limit value ( 20 ) at higher speeds ( 41 ) is lower than the limit value ( 19 ) at lower speeds ( 42 ). 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert bei Fahrpedalstellungen nahe der Ruhestellung niedriger ist als der Grenzwert bei mittleren Fahrpedalstel­ lungen.4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized, that the limit for accelerator pedal positions is close to the rest position is lower than the limit for the middle accelerator pedal position lungs. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert gleich dem momentanen Istwert des Schlupfes des einen Fahrzeugrades ist, wenn das andere Fahrzeugrad plötzlich ausbricht.5. Arrangement according to one of claims 2 to 4, characterized, that the limit value is equal to the current actual value of the slip of one vehicle wheel is when the other vehicle wheel suddenly breaks out. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert während einer durch Auftreten von Schlupf (s₉) an dem einen Fahrzeugrad (9) ausgelösten Sperrphase (15) mit Regelung des Kupplungsmomentes (M_K) auf Werte (38 bis 40) größer als Null derart veränderlich ist, daß - ausgehend von einem niedrigen konstanten Anfangs-Grenzwert (18), welcher aufrechterhalten bleibt, bis die zeitliche Änderung des Schlupfes (s₉) des einen Fahrzeugrades (9) wenigstens annähernd Null ist (t₁₀) - ein höherer End-Grenzwert (21) einstellbar ist, welcher gleich einem momentanen Istwert (22) des Schlupfes (s₉) des einen Fahrzeugrades (9) ist, dessen Schlupf (s₉) zur Auslösung dar Sperrphase (15) führte.6. An arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the limit value during a by occurrence of slip (s ₉₎ on which a vehicle wheel (9), the lock phase caused (15) to control the clutch torque (M _K) to values ( 38 to 40 ) greater than zero is variable in such a way that - starting from a low constant initial limit value ( 18 ), which is maintained until the change in slip (s ₉ ) of one vehicle wheel ( 9 ) over time is at least approximately zero ( t ₁₀ ) - a higher final limit value ( 21 ) can be set, which is equal to an instantaneous actual value ( 22 ) of the slip (s ₉ ) of the one vehicle wheel ( 9 ), the slip (s ₉ ) of which triggers the blocking phase ( 15 ) led. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsmoment (M_K) während einer Übergangsphase (43) - welche mit dem Löschen des Anfangs-Grenzwertes (18) beginnt (t₁₀) und endet (t₁₁), wenn die Istwerte des Schlupfes (s₉ und s₁₀) beider Fahrzeugräder (9 und 10) wenigstens annähernd gleich dem End-Grenzwert (21) sind - auf einen kontinuierlichen Anstieg (23) des Schlupfes (s₁₀) des anderen Fahrzeugrades (10) über der Zeit (t) regelbar ist.7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the clutch torque (M _K ) during a transition phase ( 43 ) - which begins with the deletion of the initial limit value ( 18 ) (t ₁₀ ) and ends (t ₁₁ ) when the actual values of the slip (s ₉ and s ₁₀ ) of both vehicle wheels ( 9 and 10 ) are at least approximately equal to the end limit value ( 21 ) - on a continuous increase ( 23 ) of the slip (s ₁₀ ) of the other vehicle wheel ( 10 ) over time (t) is adjustable. 8. Anordnung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsmoment (M_K) während einer Beharrungsphase (24), welche sich unmittelbar an die Übergangsphase (43) an­ schließt und nach einer festgelegten Zeitspanne (t₁₂ minus t₁₁) endet, auf einen über der Zeit (t) gleichbleibenden Sollwert (21) des Schlupfes (s₁₀) des anderen Fahrzeugrades (10) regel­ bar ist.8. Arrangement according to claims 6 and 7, characterized in that the clutch torque (M _K ) during a persistence phase ( 24 ), which immediately adjoins the transition phase ( 43 ) and after a predetermined period (t ₁₂ minus t ₁₁ ) ends, to a constant value over time (t) ( 21 ) of the slip (s ₁₀ ) of the other vehicle wheel ( 10 ) is controllable. 9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer (t₁₁ minus t₁₀) der Übergangsphase (43) minde­ stens gleich der menschlichen Reaktionszeit (ca. 4 sec) ist.9. Arrangement according to claim 7, characterized in that the duration (t ₁₁ minus t ₁₀ ) of the transition phase ( 43 ) is at least at least equal to the human reaction time (approx. 4 sec). 10. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungssteuerung des Antriebsmotores im Sinne einer Drehzahlabsenkung beeinflußt wird, wenn Schlupf (s₁₀) an dem anderen Fahrzeugrad (10) auftritt.10. Motor vehicle according to one of claims 1 to 9, characterized in that the power control of the drive motor is influenced in the sense of a speed reduction when slip (s ₁₀ ) occurs on the other vehicle wheel ( 10 ). 11. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsmoment (M_K) auf einen der Differenzdrehzahl Null der Fahrzeugräder (9, 10) entsprechenden Wert gebracht wird, wenn die Betriebstemperatur der Kupplung über einem Temperaturgrenzwert und die Fahrgeschwindigkeit unterhalb eines Geschwindigkeitsgrenzwertes liegen.11. Motor vehicle according to one of claims 1 to 10, characterized in that the clutch torque (M _K ) is brought to a value corresponding to the zero differential speed of the vehicle wheels ( 9 , 10 ) when the operating temperature of the clutch is above a temperature limit and the driving speed below of a speed limit. 12. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsmoment (M_K) nach Null abgesenkt wird, wenn die Betriebstemperatur der Kupplung über einem Temperaturgrenzwert und die Fahrgeschwindigkeit oberhalb eines Geschwindigkeits­ grenzwertes liegen.12. Motor vehicle according to one of claims 1 to 11, characterized in that the clutch torque (M _K ) is reduced to zero when the operating temperature of the clutch is above a temperature limit and the driving speed is above a speed limit.