DE19513516A1 - Motor vehicle multi-axle transmission - Google Patents
Motor vehicle multi-axle transmissionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Kraft fahrzeug mit wenigstens zwei Antriebsachsen, insbesondere einer Antriebs-Vorderachse und einer Antriebs-Hinterachse.The invention relates to a drive arrangement for a force Vehicle with at least two drive axles, in particular one Drive front axle and a drive rear axle.
Bei herkömmlichen Antriebsanordnungen für allradgetriebene Kraftfahrzeuge, wie sie beispielsweise aus den US-Patenten 4 552 241 und 4 566 554 bekannt sind, treibt die Brennkraftma schine über ein Drehzahl-Wechselgetriebe ein mechanisches Zentraldifferentialgetriebe an, das das Abtriebsmoment des Wechselgetriebes auf eine Antriebs-Vorderachse und eine Antriebs-Hinterachse des Kraftfahrzeugs verteilt. Beide Antriebsachsen haben ihrerseits Differentialgetriebe, die die Antriebsmomente der Antriebsachsen auf in Fahrtrichtung linke und rechte Räder verteilen. Bei dem Wechselgetriebe handelt es sich um ein gegebenenfalls automatisiertes Schaltgetriebe oder aber ein automatisches Getriebe, das zwischen wenigstens einem Anfahrgang (1. Gang, Rückwärtsgang) und zumeist mehreren Fahrgängen umschaltbar ist. Das Wechselgetriebe ist über eine Kupplung, beispielsweise eine mittels eines Kupplungspedals oder aber automatisiert mittels eines Stellantriebs steuerbare Schaltkupplung, beispielsweise einer Reibungskupplung, mit der Brennkraftmaschine verbunden. Bei der Kupplung kann es sich auch um einen Drehmomentwandler handeln. Um die Momentenver teilung zwischen Vorderachse und Hinterachse variieren zu können, ist das Zentraldifferentialgetriebe mittels einer hydraulisch betätigten Reibungskupplung bis hin zum Blockieren bremsbar.In conventional drive arrangements for all-wheel drive Motor vehicles, such as those from the US patents 4,552,241 and 4,566,554 are known, the internal combustion engine drives mechanical via a variable speed gearbox Central differential gear that the output torque of Gearbox on a drive front axle and one Drive rear axle of the motor vehicle distributed. Both Drive axles in turn have differential gears that the Drive torques of the drive axles on the left in the direction of travel and distribute right wheels. The change gear is a possibly automated manual transmission or but an automatic transmission that is between at least one Starting gear (1st gear, reverse gear) and mostly several Gears can be switched. The change gear is over one Clutch, for example one using a clutch pedal or can be controlled automatically by means of an actuator Shift clutch, for example a friction clutch, with the Internal combustion engine connected. The coupling can be also act as a torque converter. To the moment ver division between front axle and rear axle vary too can, the central differential is by means of a hydraulically operated friction clutch up to blocking brakeable.
Aus DE 35 16 982-C ist es bei einem Kraftfahrzeug mit Vierrad antrieb bekannt, das Differentialgetriebe der Hinterachse mit einer schaltbaren Differentialsperre zu versehen und direkt mit dem Wechselgetriebe zu verbinden. Das Differentialgetriebe der Vorderachse wird von dem Wechselgetriebe aus über eine Flüssig keitsreibungskupplung (Visco-Kupplung) angetrieben, die aufgrund ihrer Schlupfcharakteristik die Verteilung des Drehmoments auf Vorderachse und Hinterachse begrenzt. Dem Differentialgetriebe der Vorderachse ist darüber hinaus eine hydraulisch betätigte Lamellenkupplung zugeordnet, über die der Sperrgrad dieses Differentialgetriebes und damit gleichfalls die Drehmomentverteilung der Antriebsachsen variiert werden kann.From DE 35 16 982-C it is in a motor vehicle with four-wheel known drive, the differential gear of the rear axle to provide a switchable differential lock and directly with to connect the change gear. The differential gear of the Front axle is from the change gear from a liquid friction clutch (viscous clutch) driven the distribution of the Torque limited to the front and rear axles. The Differential transmission of the front axle is also one assigned hydraulically actuated multi-plate clutch, via which the Degree of locking of this differential gear and thus also the torque distribution of the drive axles can be varied can.
Aus US 4 484 653 ist es bekannt, im Drehmomentübertragungsweg zwischen dem Wechselgetriebe eines vierradgetriebenen Kraft fahrzeugs und dem Differentialgetriebe seiner Hinterachse eine von einem Stellantrieb automatisiert gesteuerte Kupplung anzuordnen. Mittels einer elektronischen Steuerung werden Differenzen zwischen der Raddrehzahl der Vorderräder und der Raddrehzahl der Hinterräder erfaßt. Durch Schließen der Kupplung wird die Hinterachse zusätzlich zu der auch im Normalbetrieb angetriebenen Vorderachse zugeschaltet, sobald die Drehzahldifferenz einen vorbestimmten Wert überschreitet.From US 4,484,653 it is known in the torque transmission path between the change gear of a four-wheel drive force vehicle and the differential gear of its rear axle one Coupling automatically controlled by an actuator to arrange. By means of an electronic control Differences between the wheel speed of the front wheels and the Wheel speed of the rear wheels detected. By closing the In addition to the clutch, the rear axle is also in the Normal operation driven front axle switched on as soon as the speed difference exceeds a predetermined value.
Aus DE 40 11 214 A ist eine weitere Antriebsanordnung für ein vierradgetriebenes Kraftfahrzeug bekannt, bei welchem im Normalbetrieb lediglich eine der Achsen angetrieben wird. Eine Steuerung erfaßt abrupte Stellungsänderungen eines Fahrpedals des Kraftfahrzeugs und schaltet bei einer solchen Änderung eine weitere Antriebsachse zu. Die weitere Antriebsachse ist hierzu über eine von der Steuerung steuerbare hydraulische Vertei lerkupplung mit dem Wechselgetriebe verbunden.DE 40 11 214 A is a further drive arrangement for a four-wheel drive motor vehicle known, in which in Normal operation only one of the axes is driven. A Control detects abrupt changes in position of an accelerator pedal of the motor vehicle and switches on in the event of such a change further drive axle too. The other drive axis is for this via a hydraulic distributor controllable by the control Coupling connected to the change gear.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens zwei Antriebsachsen zu schaffen, die unter Verwendung herkömmlicher Konstruktionsteile eine verbesserte Steuerung der Antriebsmomentenverteilung erlaubt.It is an object of the invention to provide a drive arrangement for a To create a motor vehicle with at least two drive axles, the one using conventional construction parts improved control of the drive torque distribution allowed.
Die Erfindung geht aus von einer Antriebsanordnung für ein
Kraftfahrzeug mit wenigstens zwei Antriebsachsen, insbesondere
einer Antriebs-Vorderachse und einer Antriebs-Hinterachse,
umfassend:
eine Brennkraftmaschine,
ein über eine Kupplung mit der Brennkraftmaschine in einer
drehmomentvariablen Antriebsverbindung stehendes Drehzahl-Wech
selgetriebe mit wenigstens einem Anfahrgang und wenigstens
einem Fahrgang,
eine steuerbar die beiden Antriebsachsen mit veränderbarem
Antriebsdrehmomentverhältnis mit dem Wechselgetriebe ver
bindende Drehmomentverteileranordnung,
eine elektronische, die Drehmomentverteileranordnung steuernde
Steuerung und ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Drehmomentverteileranordnung im Antriebsweg jeder Antriebs
achse jeweils wenigstens eine mittels der Steuerung zwischen
einer vollständig eingekuppelten Stellung und einer vollständig
ausgekuppelten Stellung variabel einstellbare Antriebsmoment
übertragungskupplung, insbesondere Reibungskupplung aufweist.The invention is based on a drive arrangement for a motor vehicle with at least two drive axles, in particular a drive front axle and a drive rear axle, comprising:
an internal combustion engine,
a variable-speed transmission with a clutch with the internal combustion engine in a torque-variable drive connection with at least one starting gear and at least one driving gear,
a controllable, the two drive axles with variable drive torque ratio with the change gear ver binding torque distributor arrangement,
an electronic controller controlling the torque distribution arrangement and is characterized in that
the torque distributor assembly in the drive path of each drive axis each has at least one variable by means of the control between a fully engaged position and a fully disengaged position drive torque transmission clutch, in particular friction clutch.
Bei einer solchen Antriebsanordnung wird die Verteilung des Antriebsmoments auf die Antriebsachsen durch den Einkuppelgrad jeder dieser Antriebsmomentübertragungskupplungen bestimmt. Durch Variation des Schlupfs einer oder beider Antriebsmoment übertragungskupplungen kann das Antriebsmomentenverhältnis abhängig von der Fahrsituation variiert werden. Während herkömmliche Antriebsanordnungen im wesentlichen nur das Zu- und Abschalten einer der Antriebsachsen ermöglichen, während die jeweils andere Antriebsachse dauernd eingeschaltet ist, erlaubt die erfindungsgemäße Antriebsanordnung auch wählbar den Fahrbetrieb ausschließlich mit Antrieb der Vorderachse oder ausschließlich mit Antrieb der Hinterachse. Graduelle Übergänge mit teilweisem Zuschalten der jeweils anderen Achse sind möglich. Da sich die Antriebsmomentübertragungskupplungen ähnlich herkömmlichen automatisierten Reibungskupplungen "weich" einkuppeln lassen, läßt sich die Drehmomentverteilung ruckfrei auch während des Fahrbetriebs ändern, was dem Fahrkom fort zugute kommt.With such a drive arrangement, the distribution of the Drive torque on the drive axles through the degree of engagement each of these drive torque transmission clutches determined. By varying the slip of one or both drive torques transmission clutches can the drive torque ratio can be varied depending on the driving situation. While conventional drive arrangements essentially only the feed and Allow switching off one of the drive axles while the other drive axle is permanently switched on, allows the drive arrangement according to the invention also selectable Driving only with front axle drive or only with rear axle drive. Gradual transitions with partial activation of the other axis possible. Because the drive torque transmission clutches similar to conventional automated friction clutches Allow the torque to be "softly" engaged change smoothly even while driving, which improves driving comfort will benefit.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Steuerung auf dem Wechselgetriebe zugeordnete Gangerkennungs mittel anspricht und bei an dem Wechselgetriebe eingestelltem Anfahrgang die Antriebsmomentübertragungskupplungen sämtlicher Antriebsachsen ständig einkuppelt. Anfahrgänge sind hierbei Gänge des Wechselgetriebes, die ein Anfahren aus dem Stand heraus ermöglichen, wie zum Beispiel ein "erster Gang" oder ein "Rückwärtsgang". Diese Betriebsweise sorgt selbsttätig für maximale Traktion beim Anfahren.In a preferred embodiment it is provided that the Control on the gearbox assigned to the gearbox medium responsive and when set on the change gear Starting gear, the drive torque transmission clutches all Drive axles constantly engaged. Approaches are here Gears of the change gearbox that start from a standstill allow out, such as a "first course" or a "Reverse gear". This mode of operation ensures automatically maximum traction when starting.
Zweckmäßigerweise wird es aber während des Fahrbetriebs, d. h.
nach dem Anfahren, von weiteren Parametern abhängig gemacht, ob
sämtliche Antriebsachsen angetrieben werden oder lediglich eine
Teilanzahl davon. Das Erkennen des Fahrbetriebs kann beispiels
weise fahrgeschwindigkeitsabhängig realisiert sein oder aber
wiederum abhängig von den auf das Wechselgetriebe ansprechenden
Gangerkennungsmittel, die beim Einlegen eines Fahrgangs,
beispielsweise des zweiten oder eines höheren Gangs des
Wechselgetriebes eine der Antriebsachsen im Normalfall wieder
abschalten, so daß das Kraftfahrzeug im Normalbetrieb lediglich
von einer Achse aus angetrieben wird. Das Zuschalten der
übrigen Antriebsachsen kann dann während des Fahrbetriebs
abhängig von weiteren, mit Hilfe von Sensoren oder dergleichen
erfaßten Betriebszuständen erfolgen. So ist in einer zweckmäßi
gen Ausgestaltung vorgesehen, daß die Steuerung auf wenigstens
eines der folgenden Erfassungsmittel anspricht:
Differenzdrehzahlerfassungsmittel, die eine die Differenz
drehzahl zwischen Rädern von zwei der Antriebsachsen repräsen
tierende Größe, insbesondere eine die Differenzdrehzahl
zwischen einem Mittelwert der Raddrehzahlen der Vorderachse und
einem Mittelwert der Raddrehzahlen der Hinterachse repräsentie
rende Größe erfassen,
Beschleunigungssensormittel, die eine die Beschleunigung eines
Fahrzeugaufbaus des Kraftfahrzeugs in dessen längs- oder/und
Querrichtung repräsentierende Größe erfassen,
Lenkwinkelerfassungsmittel, die eine den Lenkwinkel von
Lenkrädern des Kraftfahrzeugs repräsentierende Größe erfassen,
Achslasterfassungsmittel, die für zumindest eine der Antriebs
achsen eine die Achslast repräsentierende Größe erfassen,
und daß die Steuerung den Einkupplungsgrad der Antriebsmoment
übertragungskupplungen abhängig vom Wert der wenigstens einen
erfaßten Größe steuert.Expediently, however, during driving operation, ie after starting, it is made dependent on further parameters whether all drive axles are driven or only a partial number thereof. The detection of the driving operation can be implemented, for example, depending on the driving speed or, in turn, depending on the gear detection means which respond to the change gearbox and which normally switch off one of the drive axles when a gear is engaged, for example the second or a higher gear of the change gearbox, so that the motor vehicle in Normal operation is only driven from one axis. The connection of the other drive axles can then take place during driving operation depending on further operating states detected with the aid of sensors or the like. It is provided in a practical embodiment that the controller responds to at least one of the following detection means:
Differential speed detection means which detect a variable representing the differential speed between wheels of two of the drive axles, in particular a variable representing the differential speed between a mean value of the wheel speeds of the front axle and a mean value of the wheel speeds of the rear axle,
Acceleration sensor means that detect a variable that represents the acceleration of a vehicle body of the motor vehicle in its longitudinal and / or transverse direction,
Steering angle detection means which detect a variable representing the steering angle of steering wheels of the motor vehicle,
Axle load detection means, which detect a quantity representing the axle load for at least one of the drive axles,
and that the controller controls the degree of engagement of the drive torque transmission clutches depending on the value of the at least one detected variable.
Mit Hilfe der Differenzdrehzahlerfassungsmittel läßt sich Antriebsschlupf von Rädern erfassen und durch Zuschalten wenigstens einer weiteren Antriebsachse, d. h. durch Erhöhen der Gesamttraktion des Fahrzeugs aufgrund des von der Brennkraftma schine gelieferten Drehmoments erhöhen. Die Beschleunigungs sensormittel und Lenkwinkelerfassungsmittel erlauben durch gezieltes Ändern der Antriebsmomentverteilung zwischen den Achsen das Kurvenfahrverhalten des Kraftfahrzeugs zu beein flussen, insbesondere wenn die Beeinflussung abhängig von der mittels weiterer Sensormittel erfaßten Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs erfolgt. Entsprechendes gilt für die Achslast erfassungsmittel, da die Achslast ein Maß für die maximal von den einzelnen Rädern auf die Fahrbahn übertragbaren Radkräfte ist. Auch können die Achslasterfassungsmittel aufgrund der Wankbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus zum Erkennen einer Kurvenfahrt und zur Beeinflussung der Kurvenwilligkeit des Kraftfahrzeugs ausgenutzt werden. Unabhängig davon, ob bei einem Anfahrvorgang stets sämtliche Antriebsachsen zumindest für ein Teilantriebsmoment eingeschaltet sind, spricht die Steuerung zweckmäßigerweise auf dem Wechselgetriebe zugeordnete Gangerkennungsmittel an und hält die Antriebsmomentübertra gungskupplung eines Teils der Antriebsachsen, insbesondere lediglich einer einzigen der Antriebsachsen dauernd, zumindest teilweise eingekuppelt, wenn ein Fahrgang an dem Wechselge triebe eingestellt ist. Wie noch nachstehend näher erläutert wird, kann es vorteilhaft sein, die Antriebsmomentübertragungs kupplung im Fahrbetrieb selbst dann teilweise zu öffnen, wenn lediglich eine einzige Antriebsachse angetrieben wird. Auf diese Weise können Drehmomentstöße, wie sie beispielsweise durch plötzliches Ändern der Fahrpedalstellung entstehen können, von den Antriebsrädern ferngehalten werden. Insbeson dere läßt sich momentanes Überschreiten der Haftungsgrenze der Antriebsräder auf diese Weise vermeiden.With the help of the differential speed detection means Detect drive slip of wheels and by switching on at least one other drive axle, d. H. by increasing the Total traction of the vehicle based on the internal combustion engine increase the torque supplied. The acceleration sensor means and steering angle detection means allow by deliberately changing the drive torque distribution between the Axes to influence the cornering behavior of the motor vehicle flow, especially if the influence depends on the by means of further sensor means detected driving speed of the Motor vehicle takes place. The same applies to the axle load means of detection since the axle load is a measure of the maximum of wheel forces that can be transmitted to the individual wheels on the road is. The axle load detection means can also due to the Rolling acceleration of the vehicle body to recognize a Cornering and to influence the willingness to turn the Motor vehicle can be exploited. Regardless of whether at all drive axles at least during a start-up process are switched on for a partial drive torque, speaks Control appropriately assigned to the change gear Gear detection means on and keeps the drive torque transfer supply coupling of part of the drive axles, in particular only one of the drive axles permanently, at least partially engaged when a gear on the change shoots is set. As explained in more detail below , it may be advantageous to transfer the drive torque Clutch partially open even when driving only a single drive axle is driven. On this way, torque surges, such as those caused by suddenly changing the accelerator pedal position can be kept away from the drive wheels. In particular The current limit of liability can be exceeded Avoid driving wheels in this way.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Steuerung einen Speicher, insbesondere einen Tabellenspeicher auf, in welchem eine den Einkupplungsgrad zumindest einer der Antriebsmoment übertragungskupplungen bestimmende Stellgröße als abhängige Variable des Werts der von wenigstens einem der Erfassungs mittel erfaßten Größen gespeichert ist. Die Stellgröße kann von mehreren mittels der Erfassungsmittel erfaßten Größen abhängig sein, so daß der Speicher die Stellgröße in Form eines Kenn felds speichert. Ein solches Kennfeld kann empirisch ermittelt und vorgegeben werden, kann aber auch einer kontinuierlichen Verbesserung durch eine "Lernfunktion" im Fahrbetrieb zugäng lich sein.In a preferred embodiment, the controller has one Memory, in particular a table memory, in which a the degree of engagement at least one of the drive torque transmission clutches determining the manipulated variable as a dependent Variable of the value of that of at least one of the detection stored mean sizes. The manipulated variable can be from depending on several sizes detected by the detection means be so that the memory the manipulated variable in the form of a characteristic Felds stores. Such a map can be determined empirically and can be specified, but can also be continuous Improvement through a "learning function" accessible while driving be.
Bei der Stellgröße kann es sich um eine die Kupplungsposition und damit das von der Drehmomentübertragungskupplung über tragene maximale Drehmoment repräsentierende Größe handeln. Die Stellgröße stellt einen Zielwert dar, auf den die Kupplung eingestellt wird. Insbesondere in Ausführungsformen, in welchen die Stellgrößen empirisch ermittelt und vorgegeben sind, werden zweckmäßigerweise mehrere Stellgrößen oder ein vorbestimmtes Änderungsverhalten der Stellgröße vorgegeben, um zeitabhängig den Einfluß der Stellgröße auf das Fahrverhalten des Kraftfahr zeugs variieren zu können, wenn der zunächst gewählte Wert der Stellgröße nicht den beabsichtigten Erfolg bringt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist hierzu vorgesehen, daß die Steuerung nach dem Einstellen zumindest der einen Antriebs momentübertragungskupplung auf den durch die Stellgröße bestimmten Einkupplungsgrad auf die Änderung wenigstens einer der von den Erfassungsmitteln erfaßten Größe anspricht und die den Einkupplungsgrad bestimmende Stellgröße um einen vor bestimmten Wert ändert, wenn die von den Erfassungsmitteln erfaßte geänderte Größe innerhalb einer vorbestimmten Zeit spanne außerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs liegt. Auf diese Weise wird erreicht, daß gestuft "stärker wirkende" Stellgrößen zeitabhängig nacheinander zum Einsatz kommen, bis eine angestrebte Stabilisierung des Fahrverhaltens erreicht ist.The manipulated variable can be a clutch position and with that from the torque transmission clutch acted maximum torque representative size. The The manipulated variable represents a target value to which the clutch is set. In particular in embodiments in which the manipulated variables are empirically determined and specified expediently several manipulated variables or a predetermined one Change behavior of the manipulated variable specified to be time-dependent the influence of the manipulated variable on the driving behavior of the motor vehicle be able to vary if the initially selected value of Manipulated variable does not bring the intended success. In a preferred embodiment, it is provided that the Control after setting at least one drive torque transmission clutch to the by the manipulated variable certain degree of engagement to the change of at least one the size detected by the detection means and the the manipulated variable determining the degree of engagement by one certain value changes when that of the detection means detected changed size within a predetermined time span is outside a predetermined range of values. On this way it is achieved that "stronger" Control values are used one after the other, depending on the time, until achieved a desired stabilization of driving behavior is.
Die Antriebsmomentübertragungskupplungen werden zumindest im Fahrbetrieb so geschlossen, daß kein Einkuppelruck auftritt. Die Steuerung kann hierzu diese Kupplungen zeitabhängig, zum Beispiel mit einer vorbestimmten Stellgeschwindigkeit, schließen. Als günstiger, weil der momentanen Fahrbetriebssituation besser anpaßbar, haben sich jedoch Ausführungsformen erwiesen, bei welchen die Steuerung Kupplungsschlupferfassungsmittel aufweist, die eine die Differenz der Eingangsdrehzahl und der Ausgangsdrehzahl zumindest einer der Antriebsmomentübertra gungskupplungen repräsentierende Größe erfassen. Die Steuerung umfaßt in einem solchen Fall Schlupfregelmittel, die bei einem Einkuppelvorgang zumindest dieser einen Antriebsmomentüber tragungskupplung diese Kupplung so steuern, daß der Kupplungs schlupf im wesentlichen entsprechend einer vorbestimmten Charakteristik zeitabhängig vermindert wird. Beispielsweise durch Vorgabe eines zeitabhängig sich ändernden Soll-Kupplungs schlupfes kann die Antriebsmomentübertragungskupplung situa tionsgerecht und ruckfrei geschlossen werden. The drive torque transmission clutches are at least in Driving operation closed so that no clutch jerk occurs. For this purpose, the controller can time-dependent these clutches Example with a predetermined positioning speed, shut down. As cheaper because of the current driving situation more adaptable, but embodiments have proven in which the control clutch slip detection means having a the difference between the input speed and the Output speed at least one of the drive torque transfer Detect the clutch size. The control in such a case includes slip control agents, which in a Coupling process at least this one drive torque control the clutch so that the clutch slip essentially according to a predetermined Characteristic is reduced depending on time. For example by specifying a time-dependent changing target clutch The drive torque transmission clutch may slip closed properly and smoothly.
Die Fähigkeit der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung, eine von mehreren Antriebsachsen als Hauptantriebsachse für den Normal betrieb des Kraftfahrzeugs auszuwählen, erlaubt eine erhebliche Verbesserung der Fahreigenschaften, insbesondere im Gelände. Beispielsweise kann bei einer Aufwärtsfahrt das Verhältnis des Antriebsmoments der Hinterachse zum Antriebsmoment der Vorder achse erhöht und bei einer Abwärtsfahrt verringert werden, um die Traktion und das Fahrverhalten zu verbessern. Der Steuerung können in diesem Zusammenhang Neigungserfassungsmittel zu geordnet sein, die die Neigung eines Fahrzeugaufbaus des Kraftfahrzeugs um dessen Querachse erfassen und die Steuerung in die Lage versetzen, das Verhältnis des Antriebsdrehmoments in der vorstehenden Weise zu ändern. Insbesondere bei einer Fahrt unter Normalbedingung, bei welcher lediglich eine einzige der Antriebsachsen angetrieben wird, kann es zweckmäßig sein, die Antriebsmomentverteilung in der vorstehenden Weise zu steuern. In diesem Fall schaltet die Steuerung bei einer Neigung des Fahrzeugaufbaus kleiner als ein vorbestimmter Wert während der Aufwärtsfahrt ausschließlich den Antrieb der Hinterachse oder/und während der Abwärtsfahrt ausschließlich den Antrieb der Vorderachse ein. Es versteht sich, daß die Steuerung jedoch abhängig von anderen Parametern, beispiels weise dem vorstehend erwähnten Radschlupf, zur Traktions erhöhung auch mehrere Antriebsachsen gemeinsam einschalten kann. Die Steuerung kann aber auch dann mehrere Antriebsachsen gemeinsam einschalten, wenn besonders steiles Gelände befahren wird und die Neigungssensormittel eine Neigung des Fahrzeug aufbaus größer als ein vorbestimmter Wert erfassen.The ability of the drive arrangement according to the invention, one of several drive axles as the main drive axle for the normal Selecting the operation of the motor vehicle allows a considerable amount Improving driving characteristics, especially off-road. For example, the ratio of the Driving torque of the rear axle to the driving torque of the front axis increased and decreased when descending to improve traction and driveability. The controller in this context inclination detection means be ordered, the inclination of a vehicle body of the Detect motor vehicle about its transverse axis and control enable the ratio of the drive torque to change in the above manner. Especially with one Driving under normal conditions, in which only one the drive axles is driven, it may be appropriate the drive torque distribution in the above manner Taxes. In this case, the control switches at one Vehicle body tilt less than a predetermined value only the drive of the Rear axle or / and exclusively during downward travel the drive of the front axle. It is understood that the However, control depends on other parameters, for example as the wheel slip mentioned above, for traction increase also switch on several drive axes together can. However, the control can also have several drive axes Switch on together when driving on particularly steep terrain and the inclination sensor means an inclination of the vehicle structure larger than a predetermined value.
Die Verteilung der Antriebsdrehmomente auf die verschiedenen Antriebsachsen kann in der vorstehend erläuterten Weise automatisch erfolgen. Bevorzugt ist jedoch der Steuerung ein Wählschalter zugeordnet, der in einer ersten Schalterstellung das automatische Kuppeln der Antriebsachsen und in wenigstens einer zweiten Schaltstellung eine Auswahl einer der Antriebs achsen für den Fahrbetrieb bei Antrieb des Kraftfahrzeugs über lediglich eine der Antriebsachsen oder/und ein wahlweises Umschalten des Fahrbetriebs zwischen einem Antrieb des Kraft fahrzeugs über lediglich eine der Antriebsachsen und einem Antrieb über mehrere Antriebsachsen erlaubt. Mit Hilfe eines solchen Wählschalters kann zwischen Automatikbetrieb und manueller Auswahl der Antriebsachsen umgeschaltet werden; bei manueller Auswahl kann entweder gezielt eine der Antriebsachsen dauernd ausgewählt werden oder/und gezielt im Dauerbetrieb das Kraftfahrzeug mit Zweiradantrieb oder Vierradantrieb betrieben werden.The distribution of the drive torques on the different Drive axles can in the manner explained above done automatically. However, the control is preferred Selector switch assigned to that in a first switch position the automatic coupling of the drive axles and at least a second switch position a selection of the drive axes for driving when driving the motor vehicle only one of the drive axles and / or an optional one Switching the driving operation between a drive of the force vehicle via only one of the drive axles and one Drive via multiple drive axes allowed. With help of a Such a selector switch can be between automatic mode and manual selection of the drive axes can be switched; at Manual selection can either target one of the drive axes be selected continuously and / or specifically in continuous operation Motor vehicle operated with two-wheel drive or four-wheel drive will.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Steuerung Fahrpedalauslenkerfassungsmittel zugeordnet sind und daß die Steuerung auf die Änderungsrate der Fahrpedalauslenkung anspricht und bei einer Änderungsrate größer als ein vor bestimmter Wert während des Fahrbetriebs mit Antrieb des Kraftfahrzeugs über lediglich eine Antriebsachse für eine vorbestimmte Zeitspanne zumindest eine weitere der Antriebs achsen zuschaltet oder/und für eine vorbestimmte Zeitspanne die Antriebsmomentübertragungskupplung wenigstens einer der Antriebsachsen zumindest teilweise öffnet. Auf diese Weise wird verhindert, daß ein durch plötzliches Niederdrücken oder Loslassen des Fahrpedals ausgelöster plötzlicher Lastwechsel zum Haftungsabriß von Rädern des Kraftfahrzeugs führt. Es wird jedoch nicht nur die Schleudergefahr gemindert, sondern auch der Fahrkomfort erhöht, da die plötzliche Antriebsmomenten änderung "geglättet" wird.In a preferred embodiment it is provided that the Control accelerator pedal deflection detection means are assigned and that control on the rate of change of accelerator pedal deflection appeals and at a rate of change greater than one before certain value while driving with the drive Motor vehicle via only one drive axle for one predetermined period of time at least one more of the drive axis switches on and / or for a predetermined period of time Drive torque transmission clutch at least one of the Drive axles at least partially opens. That way prevents a sudden depression or Release the accelerator pedal triggered sudden load changes leads to the liability of wheels of the motor vehicle. It will not only reduced the risk of skidding, but also the driving comfort increases because of the sudden drive torque change is "smoothed".
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Antriebsanordnung für ein vierradgetriebenes Kraftfahrzeug.An exemplary embodiment of the invention is described below a drawing explained in more detail. The drawing shows a schematic block diagram of a drive arrangement for a four-wheel drive motor vehicle.
Das Kraftfahrzeug hat eine Antriebs-Vorderachse 1 mit in nicht näher dargestellter Weise lenkbaren Vorderrädern 3 und eine Antriebs-Hinterachse 5 mit Hinterrädern 7. Eine Brennkraftma schine 9 treibt über eine automatisierte Schalt- und Anfahr kupplung 11 ein Drehzahl-Wechselgetriebe 13, bei welchem es sich in dem dargestellten Ausführungsbeispiel um ein manuell zu schaltendes Schaltgetriebe handelt. Bei der Kupplung 11 handelt es sich zweckmäßigerweise um eine von einem Stellantrieb ein- und auskuppelbare herkömmliche Reibungskupplung. Es versteht sich, daß das Getriebe 13 auch als automatisiertes, d. h. von einem Stellantrieb zu schaltendes, Schaltgetriebe ausgebildet sein kann. Auch kann es sich bei dem Getriebe 13 um ein Automatikgetriebe auf der Basis von Planetenradgetrieben handeln. Die Kupplung 11 kann gegebenenfalls durch einen Drehmomentwandler ersetzt sein.The motor vehicle has a drive front axle 1 with steerable front wheels 3 and a drive rear axle 5 with rear wheels 7 . An internal combustion engine 9 drives via an automated shift and starting clutch 11, a speed change gear 13 , which in the illustrated embodiment is a manually shiftable transmission. The clutch 11 is expediently a conventional friction clutch that can be engaged and disengaged by an actuator. It goes without saying that the transmission 13 can also be designed as an automated transmission, that is to say to be switched by an actuator. The transmission 13 can also be an automatic transmission based on planetary gear transmissions. The clutch 11 can optionally be replaced by a torque converter.
Der Ausgang des Getriebes 13 ist über eine Drehmomentverteiler anordnung 15 mit der Vorderachse 1, und zwar einem das An triebsdrehmoment auf die beiden Vorderräder 3 verteilenden Differentialgetriebe 17 sowie mit einem Differentialgetriebe 19 der Hinterachse 5 drehverbunden, welches das Antriebsdrehmoment auf die Hinterräder 7 in herkömmlicher Weise verteilt. Bei den Differentialgetrieben 17, 19 kann es sich um steuerbare oder auch selbsttätige Sperrdifferentialgetriebe handeln.The output of the transmission 13 is via a torque distributor assembly 15 with the front axle 1 , namely a drive torque to the two front wheels 3 distributing differential gear 17 and with a differential gear 19 of the rear axle 5 , which drives the drive torque to the rear wheels 7 in a conventional manner distributed. The differential gears 17 , 19 can be controllable or also automatic limited slip differential gears.
Die Drehmomentverteileranordnung 15 umfaßt zwei jeweils für sich zwischen einer vollständig eingekuppelten Stellung und einer vollständig ausgekuppelten Stellung stellbare Antriebs momentübertragungskupplungen 21, 23, von denen jede mittels eines bei 25, 27 angedeuteten Stellantriebs betätigbar ist. Bei den Antriebsmomentübertragungskupplungen 21, 23 kann es sich um herkömmliche Reibungskupplungen handeln, die gegebenenfalls nach Art einer Doppelkupplung zu einer Baueinheit miteinander verbunden sein können. Die Antriebsmomentübertragungskupplung 21 überträgt das an einer Ausgangswelle 29 des Getriebes 13 abgegebene Drehmoment zum Differentialgetriebe 17 der Vorder achse 1, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Zwischen getriebes 31. Die Antriebsmomentübertragungskupplung 23 kuppelt die Ausgangswelle 29 mit dem Differentialgetriebe 19 der Hinterachse 5. Auch hier kann gegebenenfalls ein Zwischenge triebe vorgesehen sein. Der Einkuppelgrad der Antriebsmoment übertragungskupplungen 21, 23 bestimmt nicht nur den absoluten Anteil der zu den Antriebsachsen 1, 5 hin übertragenen An triebsdrehmomente, sondern auch das Verhältnis der Antriebs drehmomente der Antriebsachsen 1, 5. Die Antriebsanordnung wird von einer elektronischen Steuerung 33 gesteuert, die nicht nur die Stellantriebe 25, 27 der Antriebsmomentübertragungskupp lungen 21, 23 steuert, sondern auch einen bei 35 angedeuteten Stellantrieb der Kupplung 11 und gegebenenfalls einen bei 37 angedeuteten Stellantrieb eines Leistungsstellglieds 39, beispielsweise einer Drosselklappe oder dergleichen der Brennkraftmaschine 9. Die Steuerung 33 spricht für die Steue rung der Kupplung 11 auf die Stellung eines zur Betätigung des Leistungsstellglieds 39 bestimmten Fahrpedals 41 an, dessen Position mittels eines Sensors 43 erfaßt wird. Die Steuerung 33 spricht ferner auf einen die Drehzahl der Brennkraftmaschine 9, d. h. die Eingangsdrehzahl der Kupplung 11 erfassenden Drehzahl sensor 45, einen die Eingangsdrehzahl des Getriebes 13, d. h. die Ausgangsdrehzahl der Kupplung 11 erfassenden Drehzahlsensor 47, einen die Ausgangsdrehzahl des Getriebes 13 erfassenden Drehzahlsensor 49 und einen die Fahrgeschwindigkeit erfassenden Drehzahlsensor 51 an. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfaßt der Drehzahlsensor 51 die Antriebsdrehzahl der Hinter achse 5. Es versteht sich, daß ein Teil der Drehzahlsensoren und gegebenenfalls ein die aktuelle Stellung des Leistungs stellglieds 39 der Brennkraftmaschine 9 erfassender Sensor 53 entfallen kann, wenn deren Signale aus den Signalen anderer Sensoren oder den Stellsignalen von Stellantrieben abgeleitet oder errechnet werden können. So werden der Steuerung 33 Signale eines Gangstellungssensors 55 zugeführt, die die momentan an dem Getriebe 13 eingestellte Gangstellung re präsentieren und es der Steuerung 33 ermöglichen, zwischen einem an dem Getriebe 13 eingestellten Anfahrgang (1. Gang, Rückwärtsgang) oder einen im Fahrbetrieb normalerweise einge schalteten Gang (2. Gang und höher) zu unterscheiden. Anstelle des Gangstellungssensors 55 kann die Steuerung 33 die momentane Gangstellung auch aus dem Verhältnis der von den Sensoren 47, 49 ermittelten Drehzahlen errechnen, oder aber es kann einer dieser Drehzahlsensoren bei Vorhandensein eines Gangstellungs sensors entfallen.The torque distributor assembly 15 comprises two drive torque transmission clutches 21 , 23 , each adjustable between a fully engaged position and a fully disengaged position, each of which can be actuated by means of an actuator indicated at 25 , 27 . The drive torque transmission clutches 21 , 23 can be conventional friction clutches, which can optionally be connected to one another in the manner of a double clutch to form a structural unit. The drive torque transmission clutch 21 transmits the torque output on an output shaft 29 of the transmission 13 to the differential gear 17 of the front axle 1 , optionally with the interposition of an intermediate gear 31 . The drive torque transmission clutch 23 couples the output shaft 29 to the differential gear 19 of the rear axle 5 . Here, too, an intermediate gear can optionally be provided. The degree of engagement of the drive torque transmission clutches 21 , 23 not only determines the absolute proportion of the drive torques transmitted to the drive axles 1 , 5 , but also the ratio of the drive torques of the drive axles 1 , 5 . The drive arrangement is controlled by an electronic controller 33 , which controls not only the actuators 25 , 27 of the driving torque transmission couplings 21 , 23 , but also an actuator indicated at 35 of the clutch 11 and optionally an actuator indicated at 37 of a power actuator 39 , for example a throttle valve or the like of the internal combustion engine 9 . The controller 33 responds for the control of the clutch 11 to the position of an accelerator pedal 41 intended for actuating the power actuator 39 , the position of which is detected by a sensor 43 . The controller 33 is further responsive to a rotational speed of the internal combustion engine 9, that is, the input speed of the clutch 11 detecting rotation speed sensor 45, an input speed of the transmission 13, ie, the output speed of the clutch 11 detecting rotation speed sensor 47, an output speed of the transmission 13 detected rotational speed sensor 49 and a speed sensor 51 detecting the vehicle speed. In the illustrated embodiment, the speed sensor 51 detects the drive speed of the rear axle 5th It is understood that part of the speed sensors and possibly a sensor 53 which detects the current position of the power actuator 39 of the internal combustion engine 9 can be omitted if their signals can be derived or calculated from the signals from other sensors or the actuating signals from actuators. Thus, the controller 33 is supplied with signals from a gear position sensor 55 , which present the gear position re currently set on the transmission 13 and enable the controller 33 to switch between a starting gear (1st gear, reverse gear) set on the gear 13 or one that is normally engaged in driving operation differentiate gear (2nd gear and higher). Instead of the gear position sensor 55 , the controller 33 can also calculate the current gear position from the ratio of the speeds determined by the sensors 47 , 49 , or one of these speed sensors can be omitted if a gear position sensor is present.
Das Zuschalten der zweiten Antriebsachse erfolgt gestuft zunehmend oder aber kontinuierlich zunehmend, so daß der Fahrer nicht von einer plötzlichen Änderung des Fahrverhaltens überrascht wird. In dem Speicher 73 sind den von den Sensoren erfaßten Gruppen von Parametern jeweils mehrere Stellgrößen für unterschiedliche Kupplungsgrade zugeordnet, die zeitabhängig mit einer gewissen Verzögerung abgerufen werden, wenn die vorangegangen abgerufene Stellgröße nicht die gewünschte Auswirkung auf das Fahrverhalten zeigt, beispielsweise die Neigung des Kraftfahrzeugs zum Ausbrechen oder Schleudern nicht überwunden wird. Die Neigung zum Ausbrechen oder Schleudern kann, wie nachstehend noch näher erläutert wird, durch Über wachen des Radschlupfs von Antriebsrädern ermittelt werden.The second drive axle is switched on in increments or in increments so that the driver is not surprised by a sudden change in driving behavior. In the memory 73 , several control variables for different clutch degrees are assigned to the groups of parameters detected by the sensors, which are called up depending on the time with a certain delay if the previously called control variable does not have the desired effect on driving behavior, for example the tendency of the motor vehicle to Breaking out or skidding is not overcome. The tendency to break out or skid, as will be explained in more detail below, can be determined by monitoring the wheel slip of drive wheels.
Der größte Teil der vorstehend erläuterten Sensoren wird in an sich bekannter Weise auch bei herkömmlichen Antriebsanordnungen für die Steuerung der automatisierten Kupplung 11 ausgenutzt, wird aber auch in nachfolgend noch näher erläuterter Weise für die Steuerung der Antriebsmomentverteilung herangezogen. Für die Steuerung der Antriebsmomentverteilung sind der Steuerung 33 jedoch zusätzliche Sensoren zugeordnet. Mit Hilfe von Raddrehzahlsensoren 57 werden die momentanen Drehzahlen der Vorderräder 3 erfaßt. Ein Drehzahlsensor 59 erfaßt die Ein gangsdrehzahl des Differentialgetriebes 17 der Vorderachse 1 und damit die Ausgangsdrehzahl der Antriebsmomentübertragungs kupplung 21. Drehzahlsensoren 61 erfassen die momentanen Raddrehzahlen der einzelnen Hinterräder 7. Ein Lenkwinkelsensor 63 liefert ein den Lenkwinkel der Vorderräder 3 repräsentieren des Signal. Mittels eines Beschleunigungssensors 65 wird die Quer- und/oder Längsbeschleunigung eines nicht näher darge stellten Fahrzeugaufbaus des Kraftfahrzeugs erfaßt. Bei 67 angedeutete Achslastsensoren liefern die momentane Achslast der Vorderachse 1 und/oder der Hinterachse 5 repräsentierende Signale. Ein Neigungssensor 69 erfaßt die momentane Neigung des Fahrzeugaufbaus um dessen Querachse, liefert also ein die Neigung des Gefälles, auf dem sich das Kraftfahrzeug momentan bewegt, repräsentierendes Signal. 71 bezeichnet einen nach stehend noch näher erläuterten Wählschalter, an dem die Betriebsart der Drehmomentverteileranordnung 15 manuell eingestellt werden kann.The majority of the sensors explained above are used in a manner known per se even in conventional drive arrangements for controlling the automated clutch 11 , but are also used in the manner explained in more detail below for controlling the drive torque distribution. However, additional sensors are assigned to the controller 33 for controlling the drive torque distribution. With the help of wheel speed sensors 57 , the current speeds of the front wheels 3 are detected. A speed sensor 59 detects an input speed of the differential gear 17 of the front axle 1 and thus the output speed of the drive torque transmission clutch 21st Speed sensors 61 record the current wheel speeds of the individual rear wheels 7 . A steering angle sensor 63 supplies a signal representing the steering angle of the front wheels 3 . By means of an acceleration sensor 65 , the lateral and / or longitudinal acceleration of a vehicle body of the motor vehicle, not shown, is detected. At 67 indicated axle load sensors, the momentary axle load of the front axle 1 and / or the rear axle 5 represent signals. An inclination sensor 69 detects the current inclination of the vehicle body about its transverse axis, that is, it supplies a signal representing the inclination of the gradient on which the motor vehicle is currently moving. 71 denotes a selector switch to be explained in more detail below, on which the operating mode of the torque distributor arrangement 15 can be set manually.
Die Steuerung 33 steuert sowohl beim Anfahren des Kraftfahr zeugs als auch beim Wechseln der Gänge während der Fahrt den Aus- und Einkuppelbetrieb der Kupplung 11. In einer an dem Wählschalter 71 einstellbaren Automatik-Betriebsart schließt die Steuerung 33 beide Anfahrmomentübertragungskupplungen 21, 23, wenn der Gangerkennungssensor 55 einen an dem Getriebe 13 eingestellten Anfahrgang, beispielsweise den 1. Gang oder den Rückwärtsgang, erkennt. Das Kraftfahrzeug wird dann zur Erhöhung der Traktion beim Anfahren über beide Antriebsachsen 1, 5 angetrieben. Es versteht sich, daß für das Erkennen der Anfahrsituation weitere Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs überwacht werden können, wie dies für die Steuerung der Kupplung 11 bereits bekannt ist. Beispielsweise kann zum Erkennen der Anfahrsituation zusätzlich überprüft werden, ob die von dem Drehzahlsensor 51 erfaßte Fahrgeschwindigkeit im wesentlichen Null ist.The controller 33 controls both when starting the motor vehicle and when changing gears while driving the disengaging and engaging operation of the clutch 11 . In an automatic operating mode that can be set on the selector switch 71 , the controller 33 closes both starting torque transmission clutches 21 , 23 when the gear detection sensor 55 detects a starting gear set on the transmission 13 , for example 1st gear or reverse gear. The motor vehicle is then driven to increase traction when starting via both drive axles 1 , 5 . It goes without saying that further operating parameters of the motor vehicle can be monitored in order to recognize the starting situation, as is already known for controlling the clutch 11 . For example, in order to recognize the starting situation, it can additionally be checked whether the driving speed detected by the speed sensor 51 is essentially zero.
Im normalen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs, in welchem der Gangstellungssensor 55 einen Fahrgang, beispielsweise den 2. Gang oder einen höheren Gang, signalisiert, schließt die Steuerung 33 lediglich eine der beiden Antriebsmomentüber tragungskupplungen 21 oder 23, soweit die Fahrsituation lediglich einen Zweiradantrieb des Kraftfahrzeugs erfordert. Die Auswahl der anzutreibenden Achse kann gleichbleibend vorgegeben sein, je nachdem, ob das Kraftfahrzeug in erster Linie für einen Heckantrieb oder in erster Linie für einen Frontantrieb konzipiert wurde; die Steuerung 33 kann aber auch dafür sorgen, daß wechselweise abhängig von der Fahrsituation die Vorderachse oder die Hinterachse 5 durch Schließen der jeweils zugeordneten Antriebsmomentübertragungskupplung 21 bzw. 23 zur Hauptantriebsachse bestimmt wird. Die Auswahl kann abhängig von dem Neigungssensor 69 erfolgen. So kann es zweckmäßig sein, bei in Fahrtrichtung abfallendem Gelände die Antriebsmomentübertragungskupplung 21 zu schließen, während die Antriebsmomentübertragungskupplung 23 geöffnet ist, so daß das Fahrzeug ausschließlich über die Vorderachse 1 angetrieben wird. Bei in Fahrtrichtung ansteigender Fahrbahn wird die Antriebsmomentübertragungskupplung 21 geöffnet und die An triebsmomentübertragungskupplung 23 geschlossen, so daß der Antrieb ausschließlich über die Hinterachse 5 erfolgt. Bei steilen Bergstrecken, bei welchen das Signal des Neigungs sensors 69 einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird die Steuerung 33 jedoch beide Antriebsmomentübertragungskupplungen 21 und 23 schließen, um durch Vierradantrieb eine maximale Traktion zu erreichen.In normal driving operation of the motor vehicle, in which the gear position sensor 55 signals a driving gear, for example 2nd gear or a higher gear, the controller 33 closes only one of the two drive torque transmission clutches 21 or 23 , insofar as the driving situation only requires a two-wheel drive of the motor vehicle. The selection of the axle to be driven can be predetermined consistently, depending on whether the motor vehicle was primarily designed for a rear-wheel drive or primarily for a front-wheel drive; the control 33 can also ensure that the front axle or the rear axle 5 is determined alternately depending on the driving situation by closing the respectively assigned drive torque transmission clutch 21 or 23 to the main drive axle. The selection can be made depending on the inclination sensor 69 . Thus, it may be expedient to close the drive torque transmission clutch 21 when the terrain is sloping in the direction of travel, while the drive torque transmission clutch 23 is open, so that the vehicle is driven exclusively via the front axle 1 . When the lane rises in the direction of travel, the drive torque transmission clutch 21 is opened and the drive torque transmission clutch 23 is closed, so that the drive takes place exclusively via the rear axle 5 . On steep mountain routes, in which the signal of the inclination sensor 69 exceeds a predetermined value, the controller 33 will, however, close both drive torque transmission clutches 21 and 23 in order to achieve maximum traction by four-wheel drive.
Das Verhältnis der Antriebsmomente von Vorderachse 1 und Hinterachse 5 bestimmt das Kurvenfahrverhalten des Kraftfahr zeugs. Mit Hilfe des Lenkwinkelsensors 63 oder/und des Be schleunigungssensors 65 ermittelt die Steuerung 33, ob eine Kurvenfahrt vorliegt. Dementsprechend ändert sie das Antriebs momentenverhältnis von Vorderachse 1 zu Hinterachse 5, indem sie in einer Vierradantriebssituation gezielt eine der beiden Antriebsmomentübertragungskupplungen 21 bzw. 23 teilweise öffnet, um so die Kurvenwilligkeit des Kraftfahrzeugs zu erhöhen. Das Ausmaß des Kupplungsschlupfes, der hierbei zugelassen wird, kann von dem mittels des Lenkwinkelsensors 63 erfaßten Lenkwinkel der Vorderräder 3 von der mittels des Beschleunigungssensors 65 erfaßten Querbeschleunigung und von der mittels des Drehzahlsensors 51 erfaßten Fahrgeschwindigkeit sein.The ratio of the driving torques of the front axle 1 and rear axle 5 determines the cornering behavior of the motor vehicle. With the help of the steering angle sensor 63 and / or the acceleration sensor 65, the controller 33 determines whether cornering is present. Accordingly, it changes the drive torque ratio of the front axle 1 to the rear axle 5 by selectively opening one of the two drive torque transmission clutches 21 and 23 in a four-wheel drive situation, so as to increase the willingness to corner of the motor vehicle. The extent of the clutch slip, which is permitted here, can be from the steering angle of the front wheels 3 detected by means of the steering angle sensor 63, from the lateral acceleration detected by means of the acceleration sensor 65 and from the driving speed detected by means of the speed sensor 51 .
Soweit das Kraftfahrzeug zunächst von lediglich einer der beiden Antriebsachsen aus angetrieben war, schaltet die Steuerung 33 zur Erhöhung der Kurvenwilligkeit die jeweils andere Antriebsachse zumindest für ein begrenztes Antriebs drehmoment zu, indem sie die Antriebsmomentübertragungskupplung dieser Antriebsachse zumindest teilweise einkuppelt. Der Teil-Einkupplungsgrad bestimmt auch hier die Antriebsmomentenver teilung auf Vorderachse 1 und Hinterachse 5 und wird, wie vorstehend, abhängig von den Sensoren 63, 65 und 51 gesteuert.Insofar as the motor vehicle was initially driven by only one of the two drive axles, the control 33 switches on the other drive axle to increase the willingness to take turns, at least for a limited drive torque, by at least partially engaging the drive torque transmission clutch of this drive axle. The degree of partial engagement also determines the drive torque distribution on the front axle 1 and rear axle 5 and, as above, is controlled depending on the sensors 63 , 65 and 51 .
Der Steuerung 33 ist ein Datenspeicher 73 zugeordnet, in welchem nach Art eines Kennfelds Stellgrößen für den an den Antriebsmomentübertragungskupplungen 21, 23 abhängig von der Fahrsituation einzustellenden Kupplungsgrad gespeichert sind. Der Speicher 73 speichert die Stellgrößen in Tabellenform, insbesondere in Form eines Kennfelds, das die Stellgrößen abhängig von mehreren mittels der Sensoren, insbesondere des Lenkwinkelsensors 63, des Querbeschleunigungssensors 65 und des Drehzahlsensors 51 erfaßten Größen speichert. Die Anordnung kann aber auch so getroffen sein, daß die Steuerung 33 die Stellgrößen und damit den Einkupplungsgrad nach einem vor bestimmten Algorithmus aus dem Lenkwinkel, der Querbeschleuni gung und der Fahrgeschwindigkeit errechnet.The controller 33 is assigned a data memory 73 , in which, in the manner of a map, manipulated variables for the clutch degree to be set on the drive torque transmission clutches 21 , 23 depending on the driving situation are stored. The memory 73 stores the manipulated variables in tabular form, in particular in the form of a characteristic diagram, which stores the manipulated variables as a function of a plurality of variables detected by means of the sensors, in particular the steering angle sensor 63 , the transverse acceleration sensor 65 and the speed sensor 51 . The arrangement can also be such that the controller 33 calculates the manipulated variables and thus the degree of engagement according to a predetermined algorithm from the steering angle, the lateral acceleration and the driving speed.
Im Fahrbetrieb mit Antrieb des Kraftfahrzeugs über lediglich eine Antriebsachse kann es zu Antriebsschlupf der Räder kommen. Die Steuerung 33 erfaßt Antriebsschlupf durch Vergleich der Drehzahlsignale der Raddrehzahlsensoren 57 einerseits mit den Drehzahlsignalen der Drehzahlsensoren 61 andererseits. Die Steuerung 33 kann hierbei die Signale der einzelnen Drehzahl sensoren 57, 61 mit einem Mittelwert aus den Signalen sämtli cher Raddrehzahlsensoren 57, 61 vergleichen, oder aber sie kann einen arithmetischen Mittelwert der Drehzahlsensoren 57 der Vorderachse 1 mit einem arithmetischen Mittelwert der Drehzahl sensoren 61 der Hinterachse 5 vergleichen. Wird Antriebsschlupf festgestellt, so schließt die Steuerung 33 die bis dahin noch geöffnete Antriebsmomentübertragungskupplung der jeweils nicht eingeschalteten Antriebsachse zumindest teilweise, bis die Antriebsschlupfsituation durch die dann geänderte Verteilung des Antriebsmoments auf beide Antriebsachsen beendet ist. Auch hier ist vorgesehen, daß in dem Speicher 73 Stellgrößen für unterschiedliche Kupplungseingriffsgrade gespeichert sind, die zeitlich nacheinander zur Wirkung kommen, um so die unzurei chende Wirkung eines zu geringen Kupplungseingriffsgrads zeitabhängig erhöhen zu können.When driving the motor vehicle with only one drive axle, the wheels may slip. The controller 33 detects drive slip by comparing the speed signals of the wheel speed sensors 57 on the one hand with the speed signals of the speed sensors 61 on the other hand. The controller 33 can compare the signals of the individual speed sensors 57 , 61 with an average of the signals from all the wheel speed sensors 57 , 61 , or else it can calculate an arithmetic mean of the speed sensors 57 of the front axle 1 with an arithmetic mean of the speed sensors 61 Compare rear axle 5 . If drive slip is determined, the control 33 at least partially closes the drive torque transmission clutch of the drive axle which has not yet been switched on until the drive slip situation has ended due to the then changed distribution of the drive torque to both drive axles. Here, too, it is provided that manipulated variables for different degrees of clutch engagement are stored in the memory 73 , which come into effect one after the other in order to be able to increase the insufficient effect of an insufficient degree of clutch engagement as a function of time.
Da die Haftungsgrenze eines Rads von der Radlast abhängt, können die Stellgrößen abhängig von der mittels des Lastsensors 67 erfaßten Achslast variiert werden.Since the liability limit of a wheel depends on the wheel load, the manipulated variables can be varied depending on the axle load detected by the load sensor 67 .
Antriebsschlupf kann ferner durch einen plötzlichen Lastwechsel des von der Brennkraftmaschine 9 erzeugten Antriebsmoments hervorgerufen werden. Bei plötzlichem Durchtreten oder Loslas sen des Fahrpedals 41 kann die damit auf die Antriebsachsen ausgeübte Änderung des Antriebsmoments zu einem Durchrutschen der Räder führen. Die Steuerung 33 überwacht die Änderungsrate des von dem Sensor 43 erzeugten Stellungssignals und sorgt durch zeitlich begrenztes Öffnen der Antriebsmomentübertra gungskupplung 21 bzw. 23 der eingeschalteten Antriebsachsen 1 bzw. 5 dafür, daß der Momentenänderungsstoß von den angetriebe nen Rädern ferngehalten wird. Die Antriebsmomentübertragungs kupplungen werden nachfolgend wieder geschlossen, soweit sie es vorher waren. Die Schließbewegung kann entsprechend einer vorgegebenen zeitlichen Rampe erfolgen; es kann auch eine Schlupfregelung vorgesehen sein, die mittels der Drehzahlsenso ren 49, 59 bzw. 49 und 51 die Ist-Schlupfdrehzahl erfaßt und die Antriebsmomentübertragungskupplungen 21 bzw. 23 entspre chend vorbestimmter Soll-Schlupfkennlinien schließt. Ins besondere in der letztgenannten Variante läßt sich ein beson ders ruckfreies Schließen der einzelnen Antriebsmomentüber tragungskupplungen 21 bzw. 23 erreichen. In entsprechender Weise werden die Antriebsmomentübertragungskupplungen 21, 23 geschlossen, wenn die Steuerung 33 in den vorangegangen erläuterten Betriebssituationen während des Fahrbetriebs eine Antriebsachse zuschaltet.Traction slip can also be caused by a sudden change in the load of the drive torque generated by the internal combustion engine 9 . If the accelerator pedal 41 is suddenly stepped on or released, the change in drive torque thus exerted on the drive axles can cause the wheels to slip. The controller 33 monitors the rate of change of the position signal generated by the sensor 43 and ensures by temporarily opening the drive torque transmission clutch 21 and 23 of the activated drive axles 1 and 5 , respectively, that the torque change shock is kept away from the driven wheels. The drive torque transmission clutches are closed again, if they were previously. The closing movement can take place according to a predetermined time ramp; it can also be provided a slip control, which detects the actual slip speed by means of the rotational speed sensors 49 , 59 or 49 and 51 and closes the drive torque transmission clutches 21 or 23 in accordance with predetermined target slip characteristics. In particular, in the latter variant, a special smooth closing of the individual drive torque transmission clutches 21 and 23 can be achieved. In a corresponding manner, the drive torque transmission clutches 21 , 23 are closed when the controller 33 switches on a drive axle in the operating situations explained above during driving operation.
An dem Wählschalter 71 kann neben der vorstehend erläuterten Automatik-Betriebsart auch eine Betriebsart ausgewählt werden, bei welcher entweder nur die Vorderachse 1 oder nur die Hinterachse 5 eingeschaltet ist, und zwar in sämtlichen an dem Getriebe 13 einstellbaren Gängen, und es kann eine Betriebsart ausgewählt werden, bei welcher das Kraftfahrzeug in sämtlichen Gängen des Getriebes 13 ausschließlich im Vierradbetrieb angetrieben wird.In addition to the automatic operating mode explained above, a selection mode can also be selected on the selector switch 71 in which either only the front axle 1 or only the rear axle 5 is switched on, namely in all the gears that can be set on the transmission 13 , and an operating mode can be selected are in which the motor vehicle is driven in all gears of the transmission 13 exclusively in four-wheel operation.
Claims (15)
- - eine Brennkraftmaschine (9),
- - ein über eine Kupplung (11) mit der Brennkraftma schine (9) in einer drehmomentvariablen Antriebsver bindung stehendes Drehzahl-Wechselgetriebe (13) mit wenigstens einem Anfahrgang und wenigstens einem Fahrgang,
- - eine steuerbar die beiden Antriebsachsen (1, 5) mit veränderbarem Antriebsdrehmomentverhältnis mit dem Wechselgetriebe (13) verbindende Drehmomentverteiler anordnung (15),
- - eine elektronische, die Drehmomentverteileranordnung (15) steuernde Steuerung (33),
- - an internal combustion engine ( 9 ),
- a speed change gearbox ( 13 ) with at least one starting gear and at least one driving gear via a clutch ( 11 ) with the internal combustion engine ( 9 ) in a torque-variable drive connection
- a controllable torque distributor arrangement ( 15 ) connecting the two drive axles ( 1 , 5 ) with a variable drive torque ratio to the change gear ( 13 ),
- - an electronic control ( 33 ) controlling the torque distributor arrangement ( 15 ),
- - Differenzdrehzahlerfassungsmittel (57, 61), die eine die Drehzahldifferenz zwischen Rädern (3, 7) von zwei der Antriebsachsen (1, 5) repräsentierende Größe, insbesondere eine die Differenzdrehzahl zwischen einem Mittelwert der Raddrehzahlen der Vorderachse und einem Mittelwert der Raddrehzahlen der Hinter achse repräsentierende Größe erfassen,
- - Beschleunigungssensormittel (65), die eine die Beschleunigung eines Fahrzeugaufbaus des Kraftfahr zeugs in dessen Längs- oder/und Querrichtung re präsentierende Größe erfassen,
- - Lenkwinkelerfassungsmittel (63), die eine den Lenk winkel von Lenkrädern (3) des Kraftfahrzeugs re präsentierende Größe erfassen,
- - Achslasterfassungsmittel (67), die für zumindest eine der Antriebsachsen (1, 5) eine die Achslast repräsen tierende Größe erfassen,
- - Differential speed detection means ( 57 , 61 ) representing a variable representing the speed difference between wheels ( 3 , 7 ) of two of the drive axles ( 1 , 5 ), in particular a differential speed between a mean value of the wheel speeds of the front axle and a mean value of the wheel speeds of the rear axle record representative size,
- - Acceleration sensor means ( 65 ) which detect a variable representing the acceleration of a vehicle body of the motor vehicle in its longitudinal and / or transverse direction,
- - Steering angle detection means ( 63 ) which detect a variable representing the steering angle of steering wheels ( 3 ) of the motor vehicle,
- - Axle load detection means ( 67 ) which detect a variable representing the axle load for at least one of the drive axles ( 1 , 5 ),
- - Kupplungsschlupferfassungsmittel (49, 51, 59), die eine die Differenz der Eingangsdrehzahl und der Ausgangsdrehzahl zumindest einer der Antriebsmoment übertragungskupplungen (21, 23) repräsentierende Größe erfassen und
- - Schlupfregelmittel, die bei einem Einkuppelvorgang zumindest dieser einen Antriebsmomentübertragungs kupplung (21, 23) diese Antriebsmomentübertragungs kupplung (21, 23) so steuern, daß der Kupplungs schlupf im wesentlichen entsprechend einer vorbe stimmten Charakteristik zeitabhängig vermindert wird.
- - Clutch slip detection means ( 49 , 51 , 59 ) which detect a variable representing the difference between the input speed and the output speed of at least one of the drive torque transmission clutches ( 21 , 23 )
- - Slip control means that at least this one drive torque transmission clutch ( 21 , 23 ) control this drive torque transmission clutch ( 21 , 23 ) in such a way that the clutch slip is substantially reduced in a time-dependent manner in accordance with a predetermined characteristic.
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Cited By (16)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MANNESMANN SACHS AG, 97422 SCHWEINFURT, DE |
|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |