(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
総輪駆動を有する車両のための、前車軸と後車軸との間の縦方向におけるデフロック機能の形成方法であって、
少なくとも１つの駆動車輪が滑り回転傾向にあるときに、少なくとも１つの車輪トルク調節手段におけるドライバとは独立に行われる係合により、車両の前車軸と後車軸との間に作用するデフロックの機能が形成され、
前記ドライバとは独立に行われる係合を実行するために、調節すべき車輪トルクに対して少なくとも１つの目標値（ＭＢｒＳｙｍＬＳＶＡ、ＭＢｒＳｙｍＬＳＨＡ）が設定される、デフロック機能の形成方法において、
自由転がり車輪速度を表わす第１の車輪速度変数（ｖｒａｄｆｒｅｉｉｊ）および駆動滑りに対する目標値（ｓｌＳｏＡＳＲ）の関数として、車軸のカルダン速度に対する目標値（ｖＳｏＫａｒＬＳＶＡ、ｖＳｏＫａｒＬＳＨＡ）が決定されること、および
車輪回転速度センサにより決定される車輪速度を表わす第２の車輪速度変数（ｖｒａｄｉｊ）の関数として、同じ車軸のカルダン速度に対する実際速度（ｖＫａｒＶＡ、ｖＫａｒＨＡ）が決定されること、および
前記目標値および前記実際値の関数として、偏差変数（ｄ＿ｖＫａｒＬＳＶＡ、ｄ＿ｖＫａｒＬＳＨＡ）が決定されること、および
前記偏差変数が、ＰＩ制御装置により、調節すべき車輪トルクに対する目標値に変換されること、および
前記ＰＩ制御装置が、比例部分および積分部分を有し、当該積分部分に対する積分増幅（ＫｏＭＢｒＳｙｍＩＡｕｆＨＡ、ＫｏＭＢｒＳｙｍＩＡｕｆＶＡ）が、前記偏差変数の微分された値の関数として決定されること、および
それぞれの車軸に対して、少なくとも１つの車輪滑り変数（ｓｌＲａｄｉｊ）が、所定の値（Ｐ＿ｓｌＢｒｅｍｓ）を超えたとき、前記積分部分が急速に低下されること、および
前記少なくとも１つの目標値の設定により、駆動される車両車軸に対して存在する速度が相互に近づけられること、
を特徴とするデフロック機能の形成方法。
【請求項２】
前記車輪トルク調節手段が、車両の個々の車輪においてドライバとは独立のブレーキ・トルクを発生可能な、ブレーキ装置の一部である車両車輪に付属のブレーキ・アクチュエータ、または制御可能な機械式ロック、または制御可能なクラッチであることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
設定された前記目標値が、車輪ブレーキ・トルクに対する目標値であることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項４】
前記カルダン速度に対する前記目標値が、デフロック機能が時間的に機関トルク制御の前に作動されるように選択され、このために、前記カルダン速度に対する前記目標値が、車両速度を表わす速度変数（ｖｆ）の関数として決定されることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項５】
前記偏差変数の決定において、それぞれの車軸の両側の交互の車輪速度の振動に起因する、前記第２の車輪速度変数への影響が考慮されることを特徴とする請求項６の方法。
【請求項６】
車輪トルク調節手段を含み、
少なくとも１つの駆動車輪において滑り回転傾向が発生したときに、少なくとも１つの前記車輪トルク調節手段におけるドライバとは独立に行われる係合により、車両の前車軸と後車軸との間に作用するデフロックの機能が形成され、
前記ドライバとは独立に行われる係合を実行するために、調節すべき車輪トルクに対して少なくとも１つの目標値（ＭＢｒＳｙｍＬＳＶＡ、ＭＢｒＳｙｍＬＳＨＡ）が設定される、
車両用デフロック機能の形成装置において、
自由転がり車輪速度を表わす第１の車輪速度変数（ｖｒａｄｆｒｅｉｉｊ）および駆動滑りに対する目標値（ｓｌＳｏＡＳＲ）の関数として、車軸のカルダン速度に対する目標値（ｖＳｏＫａｒＬＳＶＡ、ｖＳｏＫａｒＬＳＨＡ）が決定されること、および
車輪回転速度センサにより決定される車輪速度を表わす第２の車輪速度変数（ｖｒａｄｉｊ）の関数として、同じ車軸のカルダン速度に対する実際速度（ｖＫａｒＶＡ、ｖＫａｒＨＡ）が決定されること、および
前記目標値および前記実際値の関数として、偏差変数（ｄ＿ｖＫａｒＬＳＶＡ、ｄ＿ｖＫａｒＬＳＨＡ）が決定されること、および
前記偏差変数が、ＰＩ制御装置により、調節すべき車輪トルクに対する目標値に変換されること、および
前記ＰＩ制御装置が、比例部分および積分部分を有し、当該積分部分に対する積分増幅（ＫｏＭＢｒＳｙｍＩＡｕｆＨＡ、ＫｏＭＢｒＳｙｍＩＡｕｆＶＡ）が、前記偏差変数の微分された値の関数として決定されること、および
それぞれの車軸に対して、少なくとも１つの車輪滑り変数（ｓｌＲａｄｉｊ）が、所定の値（Ｐ＿ｓｌＢｒｅｍｓ）を超えたとき、前記積分部分が急速に低下されること、および
前記少なくとも１つの目標値の設定により、駆動される車両車軸に対して存在する速度が相互に近づけられること、
を特徴とする車両用デフロック機能の形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来の技術
極めて高い駆動滑りを有する車輪のアクティブなブレーキ作動により、デフロック（ディファレンシャル・ロッキング）機能を提示ないし形成し、特に縦方向ロック機能を形成することが従来技術から既知である。従来、通常の場合、縦方向ロック機能を提示ないし形成することは、いわゆる個別車輪制御を用いて行われてきた。ここで、個別車輪制御は、横方向および縦方向のロック作用を同時に行うものである。
【０００２】
ドイツ特許公開第３４２１７７６号に総輪駆動車両が開示されている。この車両において、車軸車輪が差動歯車伝動装置を介して駆動軸と結合されているのみならず、駆動軸もまた差動歯車伝動装置を介して駆動機関と結合されている。ドイツ特許公開第３４２１７７６号は、デフロックのための電子式代替態様を提供することを課題としている。電子式デフロックは、個々の車輪ブレーキにおいて駆動滑りの発生に対応してブレーキ圧力が供給されることにより形成される。即ち、１つまたは複数の車輪が他の車輪に比較して滑り回転を発生したときには、前記１つまたは複数の車輪のブレーキ作動が行われる。前記他の車輪もまた滑り回転を発生したときには、機関トルクが低減される。言い換えると、すべての車輪が最適駆動滑りに制御され、したがって良好なコーナリング・フォースの形成を可能にする。
【０００３】
ドイツ特許公開第３４２１７７６号は、デフロック機能の形成に関してはブレーキ圧力の供給を行うのみにすぎない。供給すべきブレーキ圧力の高さに関する具体的な設定の使用または提供は、この文献には記載されていない。したがって、デフロックの形成の範囲内で設定された目標値に基づいてブレーキ・トルクが制御されることもまた、この文献には記載されていない。したがって、このように実行された係合（操作）によっては、これにより駆動車両車軸の速度が意図するように相互に近づけられることは保証されない。
【０００４】
したがって、既存のデフロック機能の形成方法ないし装置を改善することが本発明の課題である。
この課題は、請求項１の特徴ないし請求項６の特徴により解決される。
【０００５】
発明の利点
本発明による方法は車両用デフロック機能の形成方法である。本発明による方法を用いて、少なくとも１つの駆動車輪が滑り回転傾向にあるときに、少なくとも１つの車輪トルク調節手段におけるドライバとは独立に行われる係合により、デフロックの機能が形成される。形成されるデフロック機能は、車両の前車軸と後車軸との間に作用するデフロックであることが好ましい。ドライバとは独立に行われる係合を実行するために、調節すべき車輪トルクに対して少なくとも１つの目標値が設定される。
【０００６】
車両が総輪駆動車両であることが有利である。したがって、デフロック機能は車両の前車軸と後車軸との間に作用する縦方向ロックである。しかしながら、これはいかなる制約をも示すものではない。総輪駆動車両に対する実施態様において示された本発明による縦方向ロック機能の形成方法は、それに対応する変更態様において、ただ１つの駆動車軸を有する車両に対してもまた横方向ロック機能の形成のために使用可能である。しかしながら、この使用に関しては、本出願の範囲内には詳細に記載されていない。
【０００７】
少なくとも１つの目標値の設定により（総輪駆動車両においては２つの駆動車軸が存在するので、２つの目標値が設定される）、駆動車両車軸に対して存在する速度は相互に近づけられる。この手段により、車両に対して最適トラクションが保証される。
【０００８】
車輪トルク調節手段が、車両の個々の車輪においてドライバとは独立のブレーキ・トルクを発生可能な、ブレーキ装置の一部である、車両車輪に付属のブレーキ・アクチュエータであることが有利である。一方で、ブレーキ装置は、油圧式、電気油圧式、空圧式、電気空圧式、または電気機械式のブレーキ装置であってもよい。ブレーキ・アクチュエータの代わりに、制御可能な機械式ロック、または制御可能なクラッチが使用されてもよい。
【０００９】
このような制御可能な機械式ロックまたは制御可能な機械式クラッチは、開いた中間ディファレンシャルを結合するために、または、例えば、前輪駆動および結合可能な後車軸駆動を有する車両において可能なように、２つの車軸を主駆動軸に直接結合するために使用可能であろう。この場合、目標値として、式  ｜ＭＢｒＳｙｍＬＳＶＡ−ＭＢｒＳｙｍＬＳＨＡ｜  により与えられる伝達すべき結合トルクが使用されるであろう。この目標値は、トルク・インタフェースを介して、下位の制御装置に、結合トルクに対する目標値として与えられる。
【００１０】
車輪トルク調節手段がブレーキ・アクチュエータである場合、目標値として車輪ブレーキ・トルクに対する目標値が設定されることが有利である。総輪駆動車両であり、車両が２つの駆動車軸を有するときには、両方の車軸の各々に対して目標値が設定される。
【００１１】
自由転がり車輪速度を表わす第１の車輪速度変数および駆動滑りに対する目標値の関数として、車軸のカルダン速度に対する目標値が決定される。車輪回転速度センサにより決定される車輪速度を表わす第２の車輪速度変数の関数として、同じ車軸のカルダン速度に対する実際速度が決定される。これらの目標値およびこれらの実際値の関数として、偏差変数が決定される。この偏差変数は、制御手段、特にＰＩ制御装置により、調節すべき車輪トルクに対する目標値に変換される。
【００１２】
カルダン速度に対する目標値は、デフロック機能が時間的に機関トルク制御の前に作動されるように選択される。特にこのために、カルダン速度に対する目標値は、車両速度を表わす速度変数の関数として決定される。この方法は次の背景を有している。即ち、発進範囲においては、ロック係合によりトラクションを改善するために最初にこの手段がとられる。この方法が利用し終わらないかぎり、機関トルクの僅かな低減のみが行われる。４つのすべての車輪がきわめて高い駆動滑りを有するか、または車両が不安定になったときにはじめて、より大きな駆動トルクの低減が行われる。これは機関トルク制御の係合により行われる。
【００１３】
偏差変数の決定において、それぞれの車軸の両側の交互の車輪速度の振動に起因する第２の車輪速度変数への影響が考慮されることが有利である。
制御手段が比例部分および積分部分を有することが有利であることは明らかである。積分部分に対する積分増幅は、偏差変数の微分された値の関数として決定される。それぞれの車軸に対して、少なくとも１つの車輪滑り変数が所定の値を超えたとき、積分部分は急速に低下される。車輪滑りは次の理由からモニタリングされる。即ち、駆動車輪においてアクティブなブレーキ圧力上昇が行われることにより、この車輪がオーバ・ブレーキ作動されることを完全には排除することができない。この結果、オーバ・ブレーキ作動された車輪においてブレーキ滑りが発生し、このブレーキ滑りは、圧力低下により直ちに排除されなければならないからである。
【００１４】
総輪駆動車両においては、すべての駆動車輪ができるだけ同じ速度で回転したときにのみ最適トラクションを達成することができる。機関トルクが車輪を介して最適に路面に伝達可能なように、特に前車軸（ＶＡ）と後車軸（ＨＡ）との間には、可能なかぎり速度差が発生しないか、または僅かな速度差のみが発生するようにすべきである。この前提条件は、本発明の方法および本発明の装置により達成される。
【００１５】
縦方向における、即ち車両の前車軸と後車軸との間におけるデフロック機能の形成は、独自の制御回路により行われるものとする。これにより、与えられる縦方向ロック作用を個々に制御することができる。これは、目標滑り値に基づく車輪滑り制御装置により形成されるものとする。
【００１６】
このために、車両は、自動車技術誌（ＡＴＺ）９６、１９９４年１１月号、６７４−６８９頁に記載の論文「ＦＤＲ−Ｂｏｓｃｈの走行動特性制御」から既知のような滑り制御装置を備えていることが有利である。この装置を用いて、さらに少なくとも１つの車両運動変数の制御が可能である。この車両運動変数は車両ヨー・レートである。車両ヨー・レートを制御するために、測定されたヨー・レートがヨー・レートに対する目標値と比較され、且つヨー・レートの制御偏差が決定され、この制御偏差の関数としてドライバとは独立の車輪ごとのブレーキ係合および／または機関係合が行われる。このために、ヨー・レートの制御偏差の関数として目標滑り変化が決定され、これから次に個々の車輪に対して目標滑り値が決定される。この目標滑り値は、ヨー・レート制御装置の下位の制御装置に供給され、この下位の制御装置を用いてブレーキ滑りまたは駆動滑りを制御することができる。特に、それにより駆動滑りが制御されるこの下位の制御装置において、目標滑り値が車輪速度を調節するための目標車輪速度に換算される。特にドライバとは独立の車輪ごとのブレーキ係合により、車両にヨー・モーメントが与えられ、このヨー・モーメントにより、車両の実際ヨー・レートがヨー・レートに対する目標値に近づけられる。
【００１７】
上記の走行動特性制御は、現在ＥＳＰ（電子式安定化プログラム）としても広く知られている。ここで、文献「ＦＤＲ−Ｂｏｓｃｈの走行動特性制御」の内容は、本発明の一部であるものとする。
【００１８】
走行動特性制御を行うための装置に関する上記の記述は、いかなる制約をも示すものではない。車両は、駆動滑り制御を行うための装置または滑り制御を行うための他の装置を備えていてもよいことは当然である。しかしながら、滑り制御を行うための装置を用いて、ドライバとは独立の車輪ごとのブレーキ係合、いわゆるアクティブなブレーキ係合の実行が可能でなければならず、その理由は、これらのブレーキ係合は、本発明による方法を実行するために必要であるからである。
【００１９】
本発明による縦方向ロック制御装置（Ｌ制御装置）が、任意の総輪駆動車両用の既存の走行動特性制御内に組込み可能なように形成されていることが有利である。問題なく組込み可能であることは次の手段により保証される。即ち、縦方向ロック制御装置に対しては、物理的変数に基づく入力変数のみが使用される。ブレーキ・トルク調節手段がブレーキ・アクチュエータである場合に対しては、出力変数として、両方のトルクＭＢｒＳｙｍＬＳＶＡおよびＭＢｒＳｙｍＬＳＨＡが使用される。これに対して、ブレーキ・トルク調節手段が制御可能なロックまたは制御可能なクラッチである場合には、結合トルク  ｜ＭＢｒＳｙｍＬＳＶＡ−ＭＢｒＳｙｍＬＳＨＡ｜  が使用される。このとき制御可能なクラッチであるかまたは制御可能なロックであるかにかかわらず、トルク・ベースで作動する各設定装置は、縦方向ロック制御装置に急速に結合させることができる。これが可能でないときには、特定のインタフェースが設けられるべきである。このようなインタフェースは、例えば、結合トルクの関数としてのクラッチ設定装置の制御電流に対する特性曲線群である。
【００２０】
さらに、本発明による縦方向ロック制御装置は、必要に応じて機関トルク制御（ＡＭＲ）と調和するように形成されている。さらに、本発明による縦方向ロック制御装置はオフロード（路外）要求を満たし、即ち車両が悪路区間を走行中ないしはグランド内を走行中において使用可能である。このために、次の手段がとられる。即ち、制御時間の増加と共に最大縦方向ロック・トルク（ＭＢｒＳｙｍＩＭａｘ）がより大きくなる。同時に、所定のより高い機関トルク以上では機関トルク低減はますます弱くなる。走行しにくいオフロード・グランドにおいては、このとき機関低減はもはやほとんど行われない。摩擦係数が低いときには著しい機関トルク低減が行われ、これが平滑な発進を可能にする。
【００２１】
その他の利点は以下のとおりである。
両方のカルダン速度の同期化は車軸ごとに行われる。動的な理由（振動の減衰）から、各車軸が個々に制御可能であるとき、それは有利である。これはブレーキ／縦方向ロックとしての実施態様と密接に関係する。
【００２２】
縦方向ロックがロック・トルクを上昇しなければならない場合に対しては評価可能な制御偏差が存在するので、縦方向ロック・トルクの上昇は、ＰＩ制御装置を使用して形成される。これに対して、縦方向ロック・トルクの低下は操作により行われる。この場合には評価可能な制御偏差は存在しない。
【００２３】
場合により、カーブ走行に基づいて存在することがある幾何形状滑りが算出される。この手段により、場合により存在するカーブ走行およびこれにより発生される幾何形状滑りに基づいて、本来必要のない係合は実行されないことが保証される。いわゆる幾何形状滑りは、例えばカーブ走行において、前車輪が対応する後車輪よりも小さい半径で走行することにより発生する。補償手段がない場合には、急なカーブ走行において縦方向ロックを作動させる制御偏差が発生するであろう。動的関係を考慮することにより、この影響が算出される。この考慮は、自由転がり車輪速度を決定するときに既に行われている。幾何形状滑りの補償がない場合、縦方向ロック制御装置の不感帯が評価されなければならないであろう。
【００２４】
操作量として、車軸ごとに下位の調節要素に目標トルクが出力される。調節要素は、アクティブな圧力上昇、即ちドライバとは独立の圧力上昇の可能性を有するブレーキ装置であってもよい。同様に、調節要素として、車両の前車軸と後車軸との間で作動する制御可能な機械式ロックまたは制御可能な機械式クラッチが使用される。しかしながら、後者の場合には、調節要素に、前車軸と後車軸との間で調節すべき目標トルクの差を表わす目標値が供給される。このために、結合トルク  ｜ＭＢｒＳｙｍＬＳＶＡ−ＭＢｒＳｙｍＬＳＨＡ｜  が適している。
【００２５】
縦方向ロック制御装置の動特性は、横方向ロックとは独立に調節可能である。これは、縦方向ロック機能を形成するために独自のパラメータ・セットを有する固有の制御装置が使用されることにより達成される。同時に、作動点は、機関トルク制御と調和協働が可能なように個々に適合される。
【００２６】
手動変速機を備えた車両に対するエンスト保護は、必要な場合には、場合により縦方向ロック制御装置を作動させることにより発生することがあるエンストを防止する。エンスト保護は次の理由から必要である。即ち、本発明による車輪トルク調節手段への係合により、車両機関が場合によっては停止するほど車輪が著しくブレーキ作動されることがあるからである。これを回避するために、本発明によるモニタリングが行われる。
【００２７】
エンスト保護は次のように形成されている。即ち、機関回転速度がモニタリングされる。これが所定の最小値を下回った場合、機関回転速度がこの最小値を再び超えるまで、それに対応して縦方向ロック・トルクが著しく低減される。機関回転速度に対する最小値は、縦方向ロック・トルクの関数として、特性曲線により自動的に設定されてもよい。さらに、縦方向ロック・トルクがその時点に使用可能なカルダン駆動トルクの一部分に制限されることが保証される。
【００２８】
その他の利点並びに有利な実施態様が図面並びに実施態様の説明から明らかである。
図面は、図１ないし図３から構成され、これらの図において、本発明による装置ないし本発明による方法がブロック回路図により種々の詳細度で示されている。指数が異なっていても同じ符号を有するブロックは同じ機能を有している。
【００２９】
実施例
前に引用されたＡＴＺの論文「ＦＤＲ−Ｂｏｓｃｈの走行動特性制御」の内容は、ここで本明細書内で参照され且つ本明細書の一部となるものとする。同様のことがドイツ特許公開第３４２１７７６号の内容に対しても適用されるものとする。
【００３０】
本出願の基礎となっている実施態様は、アクティブな圧力上昇、即ちドライバとは独立の圧力上昇の可能性を備えているブレーキ装置の使用を示す。これはいかなる制約をも示すものではない。同様に、縦方向ロック機能は制御可能な縦方向ロックまたは対応して使用されるクラッチにより形成されてもよい。
【００３１】
図１に、一般的な形で制御装置１０８が示されている。この制御装置は、例えば走行動特性制御の範囲内で使用される制御装置である。ここで、その詳細な説明に関しては、前記の論文「ＦＤＲ−Ｂｏｓｃｈの走行動特性制御」が参照される。制御装置に種々の入力変数、即ち、横方向加速度センサ１０１により決定された横方向加速度ａｑ、かじ取り角センサ１０２により決定されたかじ取り角ｄｅｌｔａ、ヨー・レート・センサ１０３により決定された車両ヨー・レートｏｍｅｇａ、ドライバにより設定され且つ圧力センサ１０４により決定された供給圧力Ｐｖｏｒ、並びに車輪回転速度センサ１０５ｉｊにより決定された車輪速度ｖｒａｄｉｊが供給される。
【００３２】
さらに、制御装置１０８に、速度変数ｖｆ、並びに自由転がり車輪速度ｖｒａｄｆｒｅｉｉｊが供給される。自由転がり車輪速度は、ブロック１０６において、車輪速度変数ｖｒａｄｉｊから、横方向加速度、ヨー・レートおよびかじ取り角により表わされる車両運動を考慮して決定される。このようにして決定された自由転がり車輪速度は、車両運動に起因する速度をもはや含んでいない。この手段により、存在する幾何形状滑りが排除される。車両速度を表わす速度変数ｖｆは、ブロック１０６において、既知のように自由転がり車輪速度ｖｒａｄｆｒｅｉｉｊの関数として決定される。以下において、自由転がり車輪速度は第１の車輪速度変数とも呼ばれる。車輪回転速度センサ１０５ｉｊにより決定された車輪速度ｖｒａｄｉｊは、以下において第２の車輪速度変数とも呼ばれる。
【００３３】
自由転がり車輪速度ｖｒａｄｆｒｅｉｉｊはさらに、ブロック１０７にも供給される。ブロック１０７にはそのほかにブロック１０８から駆動滑りの目標値を表わす変数ｓｌＳｏＡＳＲが供給される。この変数から、ブロック１０７において、目標車輪速度を表わす変数ｖＳｏｒａｄｉｊが決定される。変数ｖＳｏｒａｄｉｊの決定は、例えば次式により決定される。
【００３４】
【数１】
0004845312.tif 000002
変数ｖＳｏｒａｄｉｊは、さらに処理するために制御装置１０８に供給される。目標車輪速度は自由転がり車輪速度の関数として決定されるので、そこにおいて、場合により存在する幾何形状滑りもまた除去される。
【００３５】
車輪回転速度センサに対して上で使用された簡略表記方法１０５ｉｊは、次の意味を有している。即ち、指数ｉは、それが前車輪（ｖ）であるかまたは後車輪（ｈ）であるかを示す。指数ｊは、それが右側（ｒ）車両車輪であるかないしは左側（ｌ）車両車輪であるかを与える。これらの表記方法は、それが使用されるすべての変数ないしブロックに対して同一である。
【００３６】
制御装置１０８に供給された変数から、制御装置は、走行動特性制御の範囲内で、制御装置内に記憶されている制御設計により制御装置に関連のアクチュエータ１０９に対する操作信号Ｓ１を発生する。アクチュエータは、動特性制御の範囲内で、例えば、機関により発生されるトルクの調節手段、および／または油圧式、電気油圧式、空圧式、電気空圧式または電気機械式のブレーキ装置の一部であってもよい、車両車輪に付属のブレーキ・アクチュエータである。アクチュエータ１０９から、制御装置に、アクチュエータの作動状態に関する情報を制御装置に与える信号Ｓ２が供給される。制御装置１０８内に記憶されている制御設計に関しては、上記の論文「ＦＤＲ−Ｂｏｓｃｈの走行動特性制御」が参照される。
【００３７】
上記のアクチュエータの操作は、走行動特性制御の範囲内で実行される操作に該当する。さらに、制御装置１０８は本発明による係合を実行するために必要な信号もまた発生する。このために、制御装置１０８において、調節すべき車輪トルクに対する少なくとも１つの目標値が発生される。この目標値は信号Ｓ１に変換され、信号Ｓ１によりアクチュエータ１０９内に含まれている車輪トルク調節手段が操作される。上記のように、この手段はブレーキ・アクチュエータまたは制御可能な機械式ロックまたは制御可能なクラッチであってもよい。
【００３８】
さらに、制御装置１０８において、少なくとも１つの駆動車輪に対して滑り回転傾向が存在するかどうかを特定する検出が行われる。このために、駆動車輪に対して、存在するそれぞれの滑り値が、設定可能なしきい値と比較されることにより評価される。駆動車輪に対してしきい値を超えた場合、この車輪に対して滑り回転傾向が存在する。この情報が本発明による方法の範囲内で評価される。少なくとも１つの車輪において滑り回転傾向が存在する場合に対してのみ、デフロック機能が作動される。
【００３９】
デフロック機能が縦方向ロックであるときには通常、１つの駆動車軸の両方の車輪において極めて高い駆動滑りが発生したときにはじめて、縦方向ロックが作動される。その理由は、１つの車軸における滑り回転をしている個々の車輪は通常最初に横方向ロックにより安定化され、最初に縦方向ロックによっては評価されない。これに対して、１つの車軸において交互に不安定な車輪が存在する状況、いわゆる「トランプリング（足踏み）」は、縦方向ロックにより評価される。
【００４０】
上記の車輪滑りの評価の代わりに、車輪速度が直接評価されてもよい。
制御装置１０８が駆動滑り制御の範囲内で使用される制御装置であってもよいことは当然である。これは他の制御装置であってもよい。しかしながら、縦方向ロック機能がブレーキ係合により形成されるべき場合に対しては、ドライバとは独立のブレーキ係合を形成するような制御装置およびブレーキ装置が使用されるものとする。
【００４１】
図２を説明する前に、最初に、縦方向ロック機能の形成の基礎となっている種々の目標値および制御変数の形成を説明する。これらの変数は制御装置１０８の内部で決定される。これらの変数を決定するための基本は、一方で、式（１）により決定される目標車輪速度ｖＳｏｒａｄｉｊ、並びに車輪回転速度センサにより決定される車輪速度変数ｖｒａｄｉｊである。
【００４２】
前車軸（ＶＡ）および後車軸（ＨＡ）のための目標カルダン速度に対する原始値は次のように決定される。
【００４３】
【数２】
0004845312.tif 000003
デフロック機能を形成するために、制御変数としてフィルタリングされた車軸カルダン速度ｖＫａｒＦＶＡおよびｖＫａｒＦＨＡが使用される。このために、最初に両方の車軸カルダン速度ｖＫａｒＶＡおよびｖＫａｒＨＡが、次式により決定される。
【００４４】
【数３】
0004845312.tif 000004
両方の変数ｖＫａｒＶＡおよびｖＫａｒＨＡはさらに、それぞれの車軸のカルダン速度に対する実際値とも呼ばれる。変数ｖＫａｒＶＡおよびｖＫａｒＨＡのフィルタリングにより処理された車軸カルダン速度ｖＫａｒＦＶＡおよびｖＫａｒＦＨＡが得られる。フィルタは、例えば一次のフィルタ（ＰＴ１）として設計されている。関連のフィルタ・パラメータを介してフィルタリングの強さが決定される。しかしながら、代替態様として、フィルタリングされた変数の代わりに、フィルタリングされていない両方の変数ｖＫａｒＶＡおよびｖＫａｒＨＡが使用されてもよい。
【００４５】
さらに、車軸ごとにフィルタリングされた差速度ｖＤｉｆＦＶＡおよびｖＤｉＦＨＡが必要とされる。最初に、フィルタリングされていない差速度が、次のように決定される。
【００４６】
【数４】
0004845312.tif 000005
変数ｖＤｉｆＶＡおよびｖＤｉｆＨＡのフィルタリングにより、フィルタリングされた差速度ｖＤｉｆＦＶＡおよびｖＤｉｆＦＨＡが得られる。
【００４７】
上記の種々のフィルタリングは、例えば、それぞれ適切に設定された低域フィルタを使用して行われる。
以下に、前車軸に対する制御偏差ｄ＿ｖＫａｒＬＳＶＡおよび後車軸に対する制御偏差ｄ＿ｖＫａｒＬＳＨＡの計算が示されている図２を説明する。両方の変数はさらに偏差変数とも呼ばれ、偏差変数は、カルダン速度に対する目標値および実際値の関数として決定される。
【００４８】
ここで再度本発明による方法を示す。即ち、１つの駆動車軸の両方の車輪に他方の駆動車軸に比較して極めて高い駆動滑りが発生した場合、極めて高い駆動滑りが発生している駆動車軸における対称なブレーキ上昇トルクにより、縦方向におけるロック作用を達成することができる。これにより、他方の駆動車軸により高い駆動トルクが与えられる。このために、縦方向ロック制御、したがって制御偏差の決定もまた車軸ごとに構成される。
【００４９】
したがって、図２に示した制御偏差の決定は、２つの同一分岐、即ち前車軸用の分岐と後車軸用の分岐とから対称的に構成されている。この理由から、以下においては、１つの分岐、即ち後車軸用の分岐のみを詳細に説明する。前車軸用の分岐の説明は内容的に同一である。
【００５０】
ここで、前車軸用の分岐内に含まれている個々の変数ないしブロックは付加記号“ｖ”で表わされていることを注記しておく。同様に、後車軸用の分岐内に含まれている変数ないしブロックは付加記号“ｈ”で表わされている。異なる指数を有しているが同じ符号を有するブロックおよび同じ変数名を有する変数は、同じ機能ないし意味を有している。
【００５１】
最初に、縦方向ロック制御装置に対して、調節すべき作動点、即ち後車軸における目標値ｖＳｏＫａｒＬＳＨＡが決定される。この値はさらに、カルダン速度に対する目標値とも呼ばれる。
【００５２】
このために、最初に、式（２ｂ）により決定された目標カルダン速度に対する原始値ｖＳｏＫａｒＨＡが、ブロック２０１ｈにおいて重みづけ係数Ｋ１で重みづけされる。重みづけされた目標カルダン速度は、結合点２０５ｈに供給される。さらに、後車軸に対する構成要素２０２ｈおよび２０３ｈにより両方の自由転がり車輪速度ｖＲａｄＦｒｅｉＨＬおよびｖＲａｄＦｒｅｉＨＲの平均値が提供される。このために、最初に加算点２０２ｈにより両方の自由転がり速度の和が形成される。それに続いて、前記和がブロック２０３ｈにおいて係数０．５で乗算される。このようにして得られた平均値は、それに続いてブロック２０４ｈにおいて係数（１−Ｋ１）で重みづけされる。重みづけされた平均値は同様に結合点２０５ｈに供給される。この結合点において、重みづけされた目標カルダン速度と重みづけされた平均値とから和が形成される。この和ｖＳｏＫａｒＬＳＨＡは、後車軸におけるカルダン速度に対する目標値を示す。
【００５３】
重みづけ係数Ｋ１は、値０と１との間で変化し、車両速度を表わす速度変数ｖｆの関数として変化される。発進範囲において、この状況においてはトラクションが優先度を有するべきであるので、Ｋ１＝０がセットされる。車両速度の増加と共にＫ１は値１に近づく。
【００５４】
重みづけ係数の変化により、縦方向ロック制御の作動点は、場合により存在する駆動トルク制御（ＡＭＲ）の作動点よりも低くなることがある。これは、駆動トルク制御が駆動トルクを再び低下できる前に、縦方向ロックが既にトルク・ロックを形成していることを示す。
【００５５】
以下に、ｖＤｉｆＦＨＡ＝０であると仮定して、重みづけ係数Ｋ１の物理上の技術的背景を説明する。
Ｋ１＝１に対しては、
【００５６】
【数５】
0004845312.tif 000006
となる。これは、正確には機関制御装置の制御偏差に対応する。即ち、機関制御装置および縦方向ロックは、同じ目標変数ｖＳｏＫａｒＨＡに制御を行う。
【００５７】
Ｋ１＝０に対しては、
【００５８】
【数６】
0004845312.tif 000007
となる。この場合、これは次のことを意味する。即ち、後車軸のカルダン速度が自由転がり車輪速度より大きいと直ちに、前車軸との比の関数として縦方向ロックに対する制御偏差が発生する。この場合、縦方向ロックに対して予め制御偏差が発生し、一方機関制御装置に対しては、機関トルクを低減させる制御偏差はまだ発生していない。
【００５９】
作動点を調節すべきｖＳｏＫａｒＬＳＨＡは、結合点２０６ｈに供給される。この結合点には、式（３ｂ）により決定された実際カルダン速度ｖＫａｒＨＡもまた供給される。結合点２０６ｈにおいて、実際カルダン速度ｖＫａｒＨＡから、ある程度目標値を示す調節すべき作動点ｖＳｏＫａｒＬＳＨＡが減算される。このとき発生した差が本来の車軸制御偏差を示す。目標値が実際値から減算されるのは次の理由からである。即ち、滑り回転を発生している駆動車輪が存在する場合、実際値は目標値より大きいからである。したがって、このように差を形成することにより、正の値が得られる。この正の値は、直接実行すべき圧力低下の範囲内で処理することができる。
【００６０】
結合点２０６ｈにおいて発生された差は、他の結合点２０７ｈに供給される。  フィルタリングされた、式（４ｂ）を使用して形成された差速度ｖＤｉｆＦＨＡの絶対値が、ブロック２１１ｈにおいて係数０．５を用いて評価され、それに続いてブロック２１２ｈにおいて、係数Ｋ２で重みづけされる。このようにして決定された変数は結合点２０７ｈに供給される。結合点２０７ｈにおいて行われる差の形成により、後車軸の両方の車輪が目標値ｖＳｏＫａｒＬＳＨＡを超えている部分が提供される。係数０．５は平均値としてのカルダン速度の定義から与えられる。
【００６１】
係数Ｋ２は、値１と０との間で変化する。Ｋ２＝１に対しては、差速度ｖＤｉｆＦＨＡに起因する差の部分が完全に消去され、これは正常な場合に対応する。しかしながら、車軸において両側の車輪速度が交互に振動することに対応する、車軸におけるいわゆる「トランプリング（足踏み）車輪」においては、車輪速度差の対応部分を縦方向ロック制御装置に対する制御偏差に考慮することが適切である。これにより振動が有効に減衰される。係数Ｋ２は、車両速度を介して制御される。発進範囲において、即ち２ｍ／ｓより小さい車両速度に対しては、振動する車軸において、係数Ｋ２は０にセットされる。特性曲線による設定もまた考えられる。
【００６２】
車輪の振動が後車軸に存在する場合、後車軸は同期して回転しない。後車軸におけるカルダン速度は、後車輪の振動にもかかわらず一定である。デフロック機能の形成を改善するために、振動により存在する差速度は、制御偏差の決定の範囲内で考慮される。
【００６３】
結合点２０７ｈにより得られた制御偏差は、ブロック２０８ｈにより正の値に制限される。このように制限された制御差は、結合点２０９ｈのみならず結合点２０９ｖにもまた供給される。結合点２０９ｈにおいて、制限された後車軸の制御偏差から、制限された前車軸の制御偏差が減算される。この差の形成により、前車軸と後車軸との間の結合が形成され、この結合は、両方の車軸の速度の同一化を形成可能にするために必要である。即ち、両方の車軸間の速度偏差が決定される。この偏差は、電気式デフロックを操作するために変換される。
【００６４】
両方の制御偏差の差の形成により、機械式の縦方向ロックの場合と同様に、両方のカルダン速度は、相互に同期化されることのみが保証される。
後車軸に対して、両方の制御偏差の差は、それに続いてブロック２１０ｈにより制限され、しかも下側には値０におよび上側には最大値ｄ＿ｖＫａｒＬＳＭａｘに制限される。ブロック２１０ｈの出力側に存在する変数ｄ＿ｖＫａｒＬＳＨＡは、縦方向ロック制御装置に関する後車軸に対する制御偏差ないし偏差変数を示す。変数ｄ＿ｖＫａｒＬＳＨＡは、後車軸車輪がいかに激しく滑り回転を発生しているか、およびこれに関して前車軸に対する偏差もまたどの程度に存在するか、に対する尺度である。
【００６５】
前記のように、前車軸に対する分岐は同じに構成されているので、この分岐に関する独自の説明は省略する。これに対しては、後車軸に対する分岐の上記の説明が参照される。
【００６６】
以下に、本発明による制御装置が示されている図３を説明する。
図３から理解されるように、各駆動車軸に対して縦方向ロック・トルク成分を制御するための修正ＰＩ制御装置が使用される。この理由から、図３に示されている制御装置は、２つの同じＰＩ制御装置、即ち１つは前車軸用ＰＩ制御装置および１つは後車軸用ＰＩ制御装置から構成されている。以下においては、１つの分岐、即ち後車軸に対する分岐のみを詳細に説明する。前車軸に対する分岐の説明の内容は同じである。後車軸に対する分岐内に含まれている個々の変数ないしブロックは付加記号“ｈ”で表わされている。同様なことが前車軸に対しても適用する。異なる指数を有しているが同じ符号を有するブロックおよび同じ変数名を有する変数は同じ機能ないし意味を有している。
【００６７】
制御偏差ｄ＿ｖＫａｒＬＳＨＡは、ブロック３０１ｈに供給され、ブロック３０１ｈにおいて、制御偏差ｄ＿ｖＫａｒＬＳＨＡは、パラメータＫｐＭＢｒＳｙｍＫＨＡで乗算される。このようにして得られた変数は、ブロック３０５ｈに供給され、ブロック３０５ｈにおいて、この変数は最大値ＭＢｒＳｙｍＫａｒＭａｘに制限される。このようにして得られた、ＭＢｒＳｙｍＰＨＡで表わされるＰ部分は、結合点３０８ｈに供給される。Ｐ部分は、これにより縦方向ロック制御装置の動特性が向上されるので、動的制御特性を改善するように働く。Ｐ部分の制限は、極めて強いトルク衝撃を回避させる。
【００６８】
ブロック３０４ｈは積分器を示し、積分器はロック・トルクを上昇させるために使用され、即ち制御偏差ｄ＿ｖＫａｒＬＳＨＡがパラメータＰ＿ｄｖＫａｒＬＳＭｉｎより大きいときに使用される。対応する比較は、積分器３０４ｈ内で行われる。これにより不感帯が形成され、不感帯により感度のよすぎる積分を回避させることができる。
【００６９】
積分増幅ＫｏＭＢｒＳｙｍＩＡｕｆＨＡは、微分された偏差変数の関数として微分器３０２ｈにより決定される。このために、最初に、ＫｏＭＢｒＳｙｍＩＡｕｆＨＡは、Ｐ＿ＫｏＭＢｒＳｙｍＩＡｕｆ１に等しくセットされる。微分された制御偏差が値Ｐ＿ｄｅｌｄｖＫａｒＬＳを下回った場合、ＫｏＭＢｒＳｙｍＩＡｕｆＨＡは、値Ｐ＿ＫｏＭＢｒＳｙｍＩＡｕｆ２にリセットされる。
【００７０】
積分増幅が、微分された偏差変数の関数として決定されるのは、次の理由からである。即ち、微分された偏差変数の評価により、偏差変数が増大するかまたは低減するかに関する情報が存在するからである。ここで、制御偏差が逆転傾向を示すことが特定された場合、この場合にはより小さい値Ｐ＿ＫｏＭＢｒＳｙｍＩＡｕｆ２が使用されることにより、積分が遅延される。この手段により、他の車軸を「破壊」に導くようなトルクのオーバーシュートが回避される。
【００７１】
制御偏差がパラメータＰ＿ｄｖＫａｒＬＳＭｉｎより小さい場合、勾配ＫｏＭＢｒＳｙｍＩＡｂＨＡでＩ部分の制御された低下が行われる。駆動車軸のＩ部分の急速な低下は、駆動車軸に対して、それぞれの車輪に発生している車輪滑りを表わす車輪滑り変数、例えば、ｓｌＲａｄＨＬまたはｓｌＲａｄＨＲがブレーキ滑り値Ｐ＿ｓｌＢｒｅｍｓを超えたときに、常に行われる。両方の場合において、制御された低下が行われるが、勾配は異なっている。車輪滑りの対応する評価はブロック３０３において行われる。車輪滑りの評価により、ブレーキ滑りを形成させる摩擦係数の急激な変化が考慮される。
【００７２】
図からわかるように、制御偏差ｄ＿ｖＫａｒＬＳＨＡの導関数の関数として、積分器のパラメータが切り換えられる。
手動変速機を備えた車両においては、機関回転速度のモニタリングもまた行われる。これは同様に、ブロック３０３ｈ内で行われる。機関回転速度ＮＭｏｔがある値Ｐ＿ｎＭｏｔＬＳＡｂｆａｓｔを超えた場合、同様にＩ部分の急速な低下が勾配Ｐ＿ＭＢｒＳｙｍＩＡｂＨＡｆａｓｔで行われ、このＩ部分は、変数ＫｏＭＢｒＳｙｍＩＡｂＨＡを介して、ブロック３０４ｈに供給される。縦方向ロックを開くことにより、エンストは回避される。変数Ｐ＿ｎＭｏｔＬＳＡｂｆａｓｔの値は、予め機関トルクの経過の関数として決定され、したがってそれぞれの機関タイプの関数である。この値は、例えば１２００−１５０００ｒｐｍの範囲内にある。
【００７３】
ここで、デフロック機能の範囲内のブレーキ・トルクの上昇は、制御の形で行われることを付記しておく。これに対して、ブレーキ・トルクの低下は操作の形で行われる。上昇を調節するために、正確にいえば、上昇の時間的経過を調節するために、ブロック３０４ｈに変数ＫｏＭＢｒＳｙｍＩＡｕｆＨＡが供給される。同様に、低下を調節するために、ブロック３０４ｈに変数ＫｏＭＢｒＳｙｍＩＡｂＨＡが供給される。
【００７４】
ブロック３０４ｈ内で発生された変数ＭＢｒＳｙｍＩＨＡ′は、結合点３０６ｈに供給される。場合により存在する、他方の車軸、この場合前車軸から起因する縦方向ロック部分もまた考慮されるべきである。したがって、結合点３０６ｈに、ブロック３０７ｖにより決定された変数ＭＢｒＳｙｍＩＶＡが供給される。これらの両方の変数から、結合点３０６ｈにおいて差が形成される。したがって、定常的に常に、１つの車軸にのみ縦方向ロック部分が作用していてもよい。それにもかかわらず、装置に対して減衰として作用する、動的に短時間の交差過程が行われるので、制御振動は抑制される。総輪駆動車両の場合、制御対象の固有減衰は小さいので、前車軸と後車軸との間で縦方向振動が発生することがある。交差過程は振動を減衰させるように作用する。
【００７５】
このように、結合点３０６ｈにより得られたＩ部分は、ブロック３０７ｈにより制限される。下方には値０に制限されおよび上方には値ＭＢｒＳｙｍＩＭａｘに制限される。
【００７６】
Ｉ部分に対する最大値ＭＢｒＳｙｍＩＭａｘは、一連の変数により決定される。一方で、この最大値は調節要素余裕により決定される。即ち、ブレーキ油圧装置の場合、最大に利用可能な回路圧力から形成されるブレーキ・トルクを超えてはならない。他方で、その時点において利用可能なカルダン駆動トルクの一部分に制限される。さらに、この最大値は車両速度の関数として制限され、即ち車両速度の増加と共に許容縦方向ロック・トルクは小さくなる。所定の車両速度以上では、縦方向ロック・トルクは許容されない。さらに、ＭＢｒＳｙｍＩＭａｘは制御時間の関数であってもよく、この場合、駆動滑り制御装置の制御時間の関数であってもよい。制御時間の増加と共に、縦方向ロックのより強い係合が可能とされ、例えば、これに関してはグランド内の発進過程が指摘される。
【００７７】
制限されたＩ部分は結合点３０８ｈに供給される。この結合点において、両方の制御部分、即ちＰ部分およびＩ部分が加算される。両方の制御部分の加算により、車軸ごとに縦方向ロック・トルクに対する成分ＭＢｒＳｙｍＬＳＨＡが得られる。変数ＭＢｒＳｙｍＬＳＨＡは、調節すべき車輪トルクに対する目標値を示す。この実施態様により、調節要素としてブレーキ・アクチュエータが使用されるので、この変数は、正確にいえば車輪ブレーキ・トルクに対する目標値である。
【００７８】
決定された縦方向ロック・トルクの成分ＭＢｒＳｙｍＬＳＶＡないしＭＢｒＳｙｍＬＳＨＡは、それぞれの車両車軸に対して、それぞれの該当する車輪に等分に分配される。即ち、１つの車軸の左側車輪と右側車輪との間で対称的な分配が行われる。下位の調節装置は、他の制御装置のトルク要求のほかに、対応する車輪トルクを形成する。下位の調節装置は、例えば、アクティブなブレーキ係合、即ちドライバとは独立のブレーキ係合を形成可能なブレーキ装置であってもよい。さらに、制御可能な縦方向ロックまたは対応するクラッチであってもよい。
【００７９】
本発明による装置ないし本発明による方法に対して、補足の特殊機能が設けられていてもよい。ここでこの補足特殊機能は、例えば、車輪ブレーキの過負荷を回避する保護装置であってもよい。この保護装置においては、既知のブレーキ温度モデルを用いて、ブレーキ・ディスクの評価温度が決定される。このために、評価された車輪トルクにより、損失出力が計算される。測定された加熱と冷却との収支により、ディスク温度を推測することができる。
【００８０】
１つまたは複数の車輪ブレーキにおいて限界温度値を超えた場合、縦方向ロック・トルクの新たな形成はもはや行われないか、または既に存在する縦方向ロック・トルクが低下される。これは、それぞれ、少なくとも１つの過熱車輪ブレーキが存在する車軸に該当する。
【００８１】
最後に、さらに幾つかの重要事項を説明する。デフロック機能の形成により、前車軸の速度と後車軸の速度との間の差が除去されるので、車両の発進特性が改善される。即ち、その結果、デフロック機能の形成は低い速度範囲内で使用される。言い換えると、デフロック機能の形成は発進アシストを示す。
【００８２】
さらに、説明の中で選択された実施態様の形態並びに図の中で選択された図示は、決して本発明の考え方に制約的な作用を有するものではないことを付記しておく。例えば、実施態様の基礎となっている車両は２つの駆動車軸を有している。これは決して制約を示すものではない。本発明による方法ないし本発明による装置は、３つ以上の駆動車軸を備えた車両に対しても使用可能である。この場合には、対応する適合が必要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１に、制御装置１０８が一般的な形でブロック回路図により示されている。
【図２】  図２に、前車軸に対する制御偏差ｄ＿ｖＫａｒＬＳＶＡおよび後車軸に対する制御偏差ｄ＿ｖＫａｒＬＳＨＡの計算がブロック回路図により示されている。
【図３】  図３に、本発明による制御装置がブロック回路図により示されている。
【図１】
0004845312.tif 000008
【図２】
0004845312.tif 000009
【図３】
0004845312.tif 000010