DE19748086A1 - Fahrzeug mit Vierradantrieb - Google Patents
Fahrzeug mit VierradantriebInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit Vierradan
trieb, und zwar insbesondere ein Fahrzeug mit Vierradantrieb,
welches fähig ist, sowohl die Verteilung der Antriebskraft auf
die Vorder- und Hinterräder als auch die differentialbeschrän
kende Kontrolle bzw. Steuerung des linken und rechten Antriebs
rads bzw. der linken und rechten Antriebsräder entsprechend dem
Fahrzustand des Fahrzeugs zu verändern.
In einigen Arten von Fahrzeugen mit Vierradantrieb wird die Mo
torantriebskraft in einem normalen Zustand vorzugsweise auf die
Hinterräder als Hauptantriebsräder angewandt, derart, daß das
Fahrzeug nur durch die Hinterräder angetrieben wird, und im
Fall eines Schlupfes dieser Hinterräder wird die Motorantriebs
kraft auch auf die Vorderräder als synchronisierte Antriebsrä
der bzw. Nebenantriebsräder verteilt, derart, daß das Fahrzeug
durch vier Räder angetrieben wird (was als Fahrzeug mit Vier
radantrieb auf FR-Basis bzw. als Fahrzeug mit Vierradantrieb
auf Front- bzw. Vorderradbasis bezeichnet wird). In diesen Ar
ten von Fahrzeugen mit Vierradantrieb wird die Ausgangsgröße
einer Kraftübertragung auf einen (ersten) Differentialmechanis
mus (Übertragungsmechanismus) mit differentialbeschränkenden
Funktionen übertragen, und die wünschenswerteste Verteilung des
Drehmoments, die an den Fahrzustand angepaßt ist, kann durch
Steuern der Differentialbegrenzung mittels dieses ersten Diffe
rentialmechanismus bewerkstelligt werden. Eine hydraulische
Viel- bzw. Mehrscheibenkupplung ist als Mittel für diese Diffe
rentialbegrenzung bekannt, wie in der japanischen Patentanmel
dung 63-141831 gezeigt und beschrieben ist.
Die auf die Hauptantriebsräder (die Hinterräder) verteilte An
triebskraft wird weiter mittels eines anderen (zweiten) Diffe
rentialmechanismus auf jedes der beiden Räder, nämlich das lin
ke und rechte Rad, übertragen. Es ist möglich, diesen zweiten
Differentialmechanismus als ein Differential mit beschränktem
Schlupf auszubilden, indem differentialbeschränkende Mittel hin
zugefügt werden, derart, daß die Antriebskraft des Fahrzeugs
selbst dann zuverlässig aufrechterhalten werden kann, wenn ein
Schlupf o. dgl. in einem der Hinterräder auftritt. Eine hydrau
lische Viel- bzw. Mehrscheibenkupplung der Art, wie sie oben
erwähnt wurde, kann als dieses differentialbeschränkende Mittel
verwendet werden, wie in der japanischen Patentanmeldung
62-103227 gezeigt und beschrieben ist. Durch Steuern der Kupp
lungskraft der Kupplung und Einstellen der bzw. ihrer differen
tialbeschränkenden Kraft kann eine beträchtlich wünschenswerte
Differentialsteuerung erreicht werden, die an den Fahrzustand
des Fahrzeugs angepaßt ist.
Generell steuert der erste, oben beschriebene Differentialme
chanismus die Differentialbeschränkung gemäß dem Unterschied
zwischen der mittleren Drehgeschwindigkeit der Vorderräder und
jener der Hinterräder, während der zweite Differentialmechanis
mus die Differentialbeschränkung gemäß der Differenz zwischen
der Drehgeschwindigkeit des linken Hinterrads und jener des
rechten Hinterrads steuert.
Wenn jedoch der erste Differentialmechanismus und der zweite
Differentialmechanismus in Kombination benutzt werden, kann es
zu Problemen kommen, wie nachstehend dargelegt wird. Beim Auf
treten einer Drehgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem linken
und rechten Hinterrad (aufgrund einer Kurve o. dgl.) führt der
zweite Differentialmechanismus eine differentialbeschränkende
Steuerung derart durch, daß die Drehgeschwindigkeitsdifferenz
zwischen den beiden Hinterrädern eliminiert wird, und nach der
Eliminierung der Geschwindigkeitsdifferenz wird die differen
tialbeschränkende Kraft weggenommen. Wenn sich jedoch der Zu
stand der Straße und des Fahrens (oder der Zustand der Straße
und des Fahrens, welcher eine Drehgeschwindigkeitsdifferenz
zwischen den Hinterrädern bewirkt) nicht ändert, wird die Dreh
geschwindigkeitsdifferenz wahrscheinlich wieder auftreten, wo
durch bewirkt wird, daß der zweite Differentialmechanismus eine
andere differentialbeschränkende Steuerung bewirkt, und die
Wiederholung hiervon bewirkt das, was als Hunting bzw. Schlin
gern bezeichnet wird. Dieses Hunting- bzw. Schlingerproblem
kann auch auftreten, wenn die differentialbeschränkende Steue
rung durch den zweiten Differentialmechanismus die Änderungen
in dem Straßen-/Fahrzustand nicht auffangen kann. Wenn das Hun
ting bzw. Schlingern einmal auftritt, kann es die Drehgeschwin
digkeitsdifferenz zwischen den Vorderrädern und den Hinterrä
dern verändern, was zu einem anderen bzw. weiteren Hunting bzw.
Schlingern in der differentialbeschränkenden Steuerung durch
den ersten Differentialmechanismus führt. Als Ergebnis hiervon
kann das Fahrzeug irreguläre Zustände durchlaufen, wie Über
steuern oder Untersteuern, und die Betriebsstabilität ver
schlechtert sich signifikant.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeug mit Vierradan
trieb zur Verfügung gestellt, mit dem die vorstehenden Schwie
rigkeiten ganz oder doch zumindest zu einem wesentlichen Teil
überwunden werden und mit dem die Betriebsstabilität wesentlich
verbessert wird.
Das Fahrzeug mit Vierradantrieb gemäß der vorliegenden Erfin
dung umfaßt insbesondere folgendes: einen ersten Differential
mechanismus zum Verteilen der Motorantriebskraft auf Vorderan
triebsräder und/oder Hinterantriebsräder bzw. auf die Vorderan
triebsräder und/oder die Hinterantriebsräder; einen zweiten
Differentialmechanismus zum Verteilen der durch den ersten Dif
ferentialmechanismus verteilten Motorantriebskraft auf ein lin
kes und rechtes Hauptantriebsrad bzw. linke und rechte Hauptan
triebsräder (die Hauptantriebsräder erhalten mehr Antriebs
kraft als andere Antriebsräder); ein erstes differentialbe
schränkendes Mittel bzw. eine erste differentialbeschränkende
Einrichtung zum Betreiben bzw. Bewirken einer differentialbe
schränkenden Steuerung bzw. Regelung mittels des ersten Diffe
rentialmechanismus; ein zweites differentialbeschränkendes Mit
tel bzw. eine zweite differentialbeschränkende Einrichtung zum
Betreiben bzw. Bewirken einer differentialbeschränkenden Steue
rung bzw. Regelung mittels des zweiten Differentialmechanismus;
Drehgeschwindigkeitsdetektionsmittel bzw. -einrichtungen zum
Detektieren der Drehgeschwindigkeit von jedem Antriebsrad, ein
Kurvenrichtungsdetektionsmittel bzw. eine Kurvenrichtungsdetek
tionseinrichtung zum Detektieren der Richtung einer Kurve, wel
che das Fahrzeug ausführt; und Steuer- und/oder Regelmittel
bzw. eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zum Steuern bzw.
Regeln - basierend auf Detektionssignalen von den Drehgeschwin
digkeitsdetektionsmitteln bzw. -einrichtungen und dem Kurven
richtungsdetektionsmittel bzw. der Kurvenrichtungsdetektions
einrichtung - der differentialbeschränkenden Kraft, die durch
das zweite differentialbeschränkende Mittel bzw. die zweite
differentialbeschränkende Einrichtung gemäß einer Differenz
zwischen der Drehgeschwindigkeit des linken Hauptantriebsrads
und jener des rechten Hauptantriebsrads vorgesehen wird, sowie
zum Bestimmen bzw. Festlegen des vorderen und hinteren An
triebsrads bzw. der vorderen und hinteren Antriebsräder auf der
äußeren Seite in der Kurvenrichtung, und zum Steuern bzw. Re
geln der differentialbeschränkenden Kraft, die durch das erste
differentialbeschränkende Mittel bzw. die erste differentialbe
schränkende Einrichtung vorgesehen wird, gemäß einer Drehge
schwindigkeitsdifferenz zwischen dem vorderen und hinteren An
triebsrad bzw. den vorderen und hinteren Antriebsrädern auf der
äußeren Seite in der Kurvenrichtung.
Wenn ein Fahrzeug eine Kurve macht, drehen sich seine Räder auf
der äußeren Seite in der Kurvenrichtung generell mit einer an
gemessen Drehgeschwindigkeit unter ständigem Griff mit der
Straßenoberfläche. Jedoch haben seine Räder auf der inneren
Seite in der Kurvenrichtung die Tendenz, zu schwimmen und zu
gleiten bzw. schlupfen, so daß eine Drehgeschwindigkeitsdiffe
renz zwischen den beiden Seiten (der äußeren und der inneren)
der Räder erzeugt wird.
Die vorliegende Erfindung ist demgemäß auf die außenseitigen
Räder konzentriert, und der erste Differentialmechanismus führt
seine differentialbeschränkende Steuerung bzw. Regelung gemäß
der Differenz zwischen der Drehgeschwindigkeit des außenseiti
gen Vorderrads und jener des außenseitigen Hinterrads durch.
Aufgrund dieses Verhaltens kann die Drehmomentverteilung auf
die Vorderräder und die Hinterräder unabhängig von der Drehge
schwindigkeitsdifferenz zwischen dem linken Hauptantriebsrad
(dem linken Haupthinterantriebsrad) und dem rechten Hauptan
triebsrad (dem rechten Haupthinterantriebsrad) eingestellt wer
den, so daß das Auftreten eines Hunting bzw. Schlingerns ver
hindert und demgemäß die Betriebsstabilität wesentlich erhöht
wird.
Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfin
dung werden nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsfor
men der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeich
nung näher beschrieben und erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Anordnung bzw. Ausbildung eines Fahrzeugs mit
Vierradantrieb gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm einer Steuerung bzw. Regelung einer
Kupplung des Fahrzeugs mit Vierradantrieb der Fig. 1.
Es wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung in näheren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Fi
guren der Zeichnung beschrieben und erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung bzw. Ausbildung eines Fahrzeugs
mit Vierradantrieb gemäß der vorliegenden Erfindung. Es ist zu
beachten, daß die Vorderseite des Fahrzeugs in der Zeichnung
oben ist. Wie dargestellt, hat das Fahrzeug 1 mit Vierradan
trieb auf der Seite der Hinterräder bzw. nach den Hinterrädern
zu eine Ausgangswelle 3, die sich von einer Kraftübertragung 2
aus nach rückwärts erstreckt. Das rückwärtige Ende der hinter
radseitigen Ausgangswelle 3 ist mit einem hinterradseitigen
Differentialmechanismus 4 (der vorliegend als "zweiter Diffe
rentialmechanismus" bezeichnet wird) verbunden. Der hinterrad
seitige Differentialmechanismus 4 ist ähnlich bzw. gleichartig
einer üblichen Differentialrichtung bzw. einem üblichen Diffe
rential oder einem Endreduziergetriebe aufgebaut. Ein Paar hin
terradseitige Antriebswellen 5, 6 erstreckt sich von dem hin
terradseitigen Differentialmechanismus 4 nach links und rechts,
und je ein Ende der Antriebswelle 5, 6 ist mit je einem Hinter
rad verbunden, nämlich das Ende der Antriebswelle 5 mit dem
linken Hinterrad RL und das Ende der Antriebswelle 6 mit dem
rechten Hinterrad RR. Der hinterradseitige Differentialmecha
nismus 4 verteilt die Antriebskraft, die von der hinterradsei
tigen Ausgangswelle 3 her übertragen wird, mittels der hinter
radseitigen Antriebswellen 5, 6 auf das linke und rechte Hin
terrad RL und RR. Außerdem ermöglicht der hinterradseitige Dif
ferentialmechanismus 4 eine Differentialbewegung des linken und
rechten Hinterrads RL, RR und der hinterradseitigen Antriebs
wellen 5, 6. Kurz gesagt, ist das Fahrzeug 1 mit Vierradantrieb
ein Vierradantriebsfahrzeug auf FR-Basis (wobei in diesem Aus
druck F für vorn und R für rückwärts bzw. hinten steht), bei
welchem die Hinterräder RL, RR (wobei in diesen Ausdrücken das
erste R für hinten und das zweite R bzw. das L für rechts und
links steht) die Hauptantriebsräder bilden, die konstant bzw.
permanent angetrieben werden.
In bzw. an dem hinterradseitigen Differentialmechanismus 4 ist
eine hydraulische Mehr- bzw. Vielscheibenkupplung 7 vorgesehen
(die vorliegend als "zweites Differentialbegrenzungsmittel"
bzw. "zweite Differentialbegrenzungseinrichtung" bezeichnet
wird). Das bedeutet, daß der hinterradseitige Differentialme
chanismus 4 als ein Differential mit begrenztem Schlupf ausge
bildet ist, derart, daß die Differentialbewegung des linken und
rechten Hinterrads RL, RR durch Steuern bzw. Regeln der Kupp
lungskraft der Kupplung 7 angemessen beschränkt werden kann.
Eine elektronische Steuer- bzw. Regeleinheit 8, die vorliegend
abgekürzt als ECU bezeichnet wird (entsprechend den Anfangs
buchstaben des englischen Ausdrucks "electronic control unit"),
o. dgl. überträgt als Steuer- und/oder Regelmittel bzw. Steuer-
und/oder Regeleinrichtung Steuer- und/oder Regelsignale zu der
Kupplung 7, und basierend auf diesen Steuer- bzw. Regelsignalen
oder entsprechend diesen Steuer- bzw. Regelsignalen wird von
dem (nicht gezeigten) Hydraulikkreis hydraulischer Druck zuge
führt. Die Mehr- bzw. Vielscheibenkupplung 7 wird dann entspre
chend dem hydraulischen Druck betätigt bzw. ein gelassen bzw.
eingekuppelt gelassen.
Andererseits ist ein Übertragungsmechanismus 9 im, vorzugsweise
mittleren Bereich, der hinterradseitigen Ausgangswelle 3 vorge
sehen, und der Übertragungsmechanismus 9 überträgt einen Teil
der Motorantriebskraft, der von der Kraftübertragung 2 ausgege
ben worden ist, entsprechend der jeweiligen Notwendigkeit auf
die vorderradseitige Ausgangswelle 10 bzw. verteilt bzw. über
trägt einen gewissen Anteil der Motorantriebskraft entsprechend
der jeweiligen Notwendigkeit auf die vorderradseitige Antriebs
welle 10. Demgemäß wird der Rest der Antriebskraft, der nach
dieser Übertragung zu den Vorderrädern übrigbleibt, auf die
Hinterräder RL, RR übertragen. Der Übertragungsmechanismus 9
hat ebenfalls eine hydraulische Mehr- bzw. Vielscheibenkupplung
11 (die hier auch als "erstes Differentialbegrenzungsmittel"
oder "erste Differentialbegrenzungseinrichtung" bezeichnet
wird). Durch die Kupplungswirkung bzw. -betätigung der Kupplung
11 wird Antriebskraft oder Drehmoment auf die Vorderräder FL
(linkes Vorderrad) und FR (rechtes Vorderrad) verteilt bzw.
übertragen. Die Verteilung des Drehmoments bzw. der Antriebs
kraft auf die Vorderräder FL, FR kann stufenlos durch Steuern
oder Regeln der Kupplungskraft der Kupplung 11 mit der ECU 8
reguliert werden, wie es auch in der Kupplung 7 geschieht. Wenn
die Kupplung 11 überhaupt nicht mit den Vorderrädern FL, FR in
Eingriff ist, wird kein Drehmoment auf die Vorderräder FL, FR
übertragen bzw. verteilt. Umgekehrt wird, wenn die Kupplung 11
in vollem Eingriff mit den Vorderrädern FL, FR bzw. mit der
vorderradseitigen Ausgangswelle 10 ist, die Hälfte oder weniger
als die Hälfte des gesamten Drehmoments auf die Vorderräder FL,
FR übertragen bzw. verteilt.
Die vorderradseitige Ausgangswelle 10 erstreckt sich von dem
Übertragungsmechanismus 9 aus nach vorwärts und ist mit einem
vorderradseitigen Differentialmechanismus 12 verbunden. Der
vorderradseitige Differentialmechanismus 12 ist ähnlich bzw.
gleichartig wie der hinterradseitige Differentialmechanismus 4
aufgebaut. Von dem vorderradseitigen Differentialmechanismus 12
aus erstreckt sich ein Paar von vorderradseitigen Antriebswel
len 13, 14 nach links bzw. rechts, wobei je ein Ende der An
triebswelle 13, 14 mit je einem der Vorderräder verbunden ist,
d. h., das Ende der Antriebswelle 13 ist mit dem linken Vorder
rad FL und das Ende der Antriebswelle 14 mit dem rechten Vor
derrad FR verbunden.
Demgemäß sind die Vorderräder FL, FR antriebsmäßig synchroni
sierte Räder oder Nebenräder, an denen nur dann Antriebskraft
vorgesehen wird, wenn die Kupplung 11 in ihrer eingekuppelten
Position ist. Der Übertragungsmechanismus 9 umfaßt oder enthält
den Differentialmechanismus 12 (der hier als "erster Differen
tialmechanismus" bezeichnet wird), und dieser Übertragungsme
chanismus 9 verteilt und überträgt Motorantriebskraft zu den
Vorder- und Hinterrädern, wobei er eine Differentialbewegung
der Vorderräder FL, FR sowie der Hinterräder RL, RR ermöglicht.
Die durch den Übertragungsmechanismus 9 ermöglichte Differen
tialbewegung wird in einer adäquaten bzw. angemessenen Art und
Weise durch die Kupplung 11 begrenzt.
Weiter ist das Fahrzeug 1 mit Vierradantrieb mit Drehgeschwin
digkeitssensoren 15 (Raddrehgeschwindigkeitsdetektionsmitteln
bzw. -einrichtungen) zum Detektieren der Drehgeschwindigkeit
VFL, VFR, VRL, VRR von jedem der Antriebsräder versehen (VFL
Drehgeschwindigkeit des linken Vorderrads FL, VFR = Drehge
schwindigkeit des rechten Vorderrads FR, VRL = Drehgeschwindig
keit des linken Hinterrads RL und VRR = Drehgeschwindigkeit des
rechten Hinterrads RR), und außerdem ist ein Querbeschleuni
gungssensor 16 (Kurvenrichtungsdetektionsmittel bzw. -einrich
tung) zum Detektieren der Querbeschleunigung YG (Beschleunigung
in der Querrichtung) des Fahrzeugs vorgesehen. Diese Sensoren
15, 16 geben ihre Detektionssignale jeweils an die ECU 8 ab,
wie durch entsprechende gepfeilte Verbindungslinien in Fig. 1
angedeutet ist. Der Querbeschleunigungssensor 16 gibt einen
Pluswert bzw. positiven Wert als Ausgangsgröße ab, wenn er eine
Querbeschleunigung nach bzw. in der linken Richtung bzw. eine
linksgerichtete Querbeschleunigung detektiert, und der Querbe
schleunigungssensor 16 gibt einen Minuswert oder negativen Wert
als Ausgangsgröße ab, wenn er eine Querbeschleunigung nach bzw.
in der rechten Richtung bzw. eine rechtsgerichtete Querbe
schleunigung detektiert.
Die Fig. 2 zeigt ein Diagramm des Steuer- bzw. Regelflusses an
den Kupplungen 7, 11, wenn sich diese unter der Steuerung bzw.
Regelung der ECU 8 befinden. Anfänglich, d. h. im Verfahrens
schritt S1, liest die ECU 8 jede der Drehgeschwindigkeiten VFL,
VFR, VRL, VRR der Vorderräder FL, FR und der Hinterräder RL, RR
sowie die Querbeschleunigung YG des Fahrzeugs aus den Detek
tionssignalen ab, die von den Drehgeschwindigkeitssensoren 15
und dem Querbeschleunigungssensor 16 abgegeben werden.
Als nächstes, d. h. im Verfahrensschritt S2, vergleicht die ECU
8 den Absolutwert der Querbeschleunigung YG mit einem vorbe
stimmten Schwellwert K1 (einer Konstanten). Wenn der Absolut
wert größer als K1 ist, bestimmt bzw. erkennt die ECU 8, daß
das Fahrzeug eine Kurve macht (unter diesem Begriff soll u. a.
auch ein Wenden des Fahrzeug mit erfaßt sein) und geht zum Ver
fahrensschritt S5 weiter. Wenn der Absolutwert gleich K1 oder
weniger als K1 ist, bestimmt bzw. erkennt die ECU 8, daß das
Fahrzeug 1 geradeaus fährt, und geht zum Verfahrensschritt 4
weiter.
Im Verfahrensschritt S3 wird die Richtung der Kurve des Fahr
zeugs entsprechend dem Wert der Querbeschleunigung YG bestimmt.
Wenn YG größer als 0 ist, wird bestimmt bzw. erkannt, daß die
Kurve eine Rechtskurve ist, und die ECU 8 geht dann zum Verfah
rensschritt S5 weiter. Wenn andererseits der Wert von YG gleich
oder kleiner als 0 ist, insbesondere dann, wenn YG kleiner als
0 ist, wird bestimmt bzw. erkannt, daß die Kurve eine Linkskur
ve ist, und die ECU 8 geht zum Verfahrensschritt S6 weiter.
In den Verfahrensschritten S5, S6 und S4 wird die Differenz
zwischen der Drehgeschwindigkeit der Vorderräder und jener der
Hinterräder ΔVFrRe (die Drehgeschwindigkeitsdifferenz ΔVFrRe)
und die Differenz zwischen der Drehgeschwindigkeit des linken
Hinterrads und jener des rechten Hinterrads ΔVLR (die Drehge
schwindigkeitsdifferenz ΔVLR) aus der Drehgeschwindigkeit VFL,
VFR, VRL, VRR von jedem der Räder berechnet. Es ist zu beachten,
daß in den Verfahrensschritten S5 und S6 die Drehgeschwindig
keitsdifferenz zwischen dem Vorderrad und dem Hinterrad, welche
jeweils auf der äußeren Seite in der Kurvenrichtung sind, als
die Drehgeschwindigkeitsdifferenz ΔVFrRe zwischen dem Vorder-
und Hinterrad berechnet wird.
Der Grund für die Berechnung der Drehgeschwindigkeitsdifferenz
zwischen dem Vorder- und Hinterrad, die auf der äußeren Seite
in der Kurvenrichtung bzw. in der Richtung, in welcher die Kur
ve ausgeführt wird, sind, ist der folgende. Wenn ein Fahrzeug
eine Kurve fährt (eine Kurve ausführt) empfangen die Räder auf
der äußeren Seite in der Kurvenrichtung bzw. in der Richtung,
in welcher die Kurve ausgeführt wird, eine schwerere Last bzw.
Belastung als jene auf der inneren Seite, so daß sie demgemäß
in einem gleichbleibenderen bzw. ständigerem Griff mit der
Straßenoberfläche sind und weniger Wahrscheinlichkeit besteht,
daß sie einen Schlupf u. dgl. haben. Umgekehrt empfangen die
Räder auf der inneren Seite in der Kurvenrichtung bzw. auf der
Innenseite der Kurvenrichtung eine kleinere Last bzw. Belastung
und unterliegen demgemäß einer größeren Wahrscheinlichkeit, ei
nen Schlupf zu erfahren, was zu einer höheren Drehgeschwindig
keit führt. Aufgrund dieser Verhältnisse kann die Tatsache, daß
die Drehgeschwindigkeit des Vorder- und Hinterrads auf der Au
ßenseite in der Kurvenrichtung (diese Räder sind in einem
gleichbleibenderen bzw. ständigerem Griff mit der Straßenober
fläche als die innenseitigen Räder, wie oben beschrieben) zum
Berechnen der Drehgeschwindigkeitsdifferenz ΔVFrRe genutzt
wird, zu einer besseren Steuerung bzw. Regelung bzw. Kontrolle
des Fahrzeugs führen.
Speziell werden ΔVFrRe und ΔVLR wie folgt berechnet: Wenn er
mittelt bzw. bestimmt wird, daß es sich um eine Rechtkurve han
delt (Verfahrensschritt S5), werden ΔVFrRe = VRL-VFL und ΔVLR
= VRR-VRL bestimmt bzw. ermittelt; wenn die Kurve eine Links
kurve ist (Verfahrensschritt S6), werden ΔVFrRe = VRR-VFR und
ΔVLR = VRL-VRR berechnet. Wenn bestimmt bzw. ermittelt wird,
daß das Fahrzeug eine Geradeausfahrt macht (Verfahrensschritt
S4), gilt ΔVFrRe = (VRL + VRR)/2-(VFL + VFR)/2, welches die
Differenz zwischen der mittleren Drehgeschwindigkeit der beiden
Vorderräder und jener der beiden Hinterräder ist, wie es im
Stand der Technik ist. In diesem Falle wird ΔVLP als der Abso
lutwert VRR-VRL berechnet. Das bedeutet, daß in der vorlie
genden Erfindung das Berechnungsverfahren von ΔVLR dann, wenn
das Fahrzeug eine Kurve macht, im wesentlichen das gleiche ist
wie jenes des Standes der Technik. Weiter gilt, entweder wenn
das Fahrzeug eine Kurve macht oder geradeaus fährt, sofern
ΔVFrRe kleiner als Null ist, daß dann ΔVFrRe dahingehend be
stimmt wird, daß es Null ist. Sofern ΔVLR kleiner als Null ist,
wenn das Fahrzeug eine Kurve macht, wird ΔVLR dahingehend be
stimmt, daß es Null ist.
Basierend auf den Werten von ΔVFrRe und ΔVLR, die in der obigen
Weise erhalten werden sind, werden die theoretischen Kupplungs
kräfte TFR, TLR der Kupplungen 7, 11 jeweils im Verfahrens
schritt S7 berechnet. Dann werden die Steuer- bzw. Regelsignale
gemäß dieser theoretischen Kupplungskraft TFR, TLR an die Kupp
lungen 7, 11 ausgegeben, um diese theoretische Kupplungskraft
TFR, TLR steuer- bzw. regelbar und aktuell in der Kupplung 7
bzw. 11 zu bewerkstelligen. Spezieller ist es so, daß die theo
retische Kupplungskraft jeweils wie folgt berechnet wird: TFR =
ΔVFrRe × K2, TLR = ΔVLR × K3. Hierin sind K2 und K3 vorbestimmte
konstante Werte. Demgemäß kann in der vorliegenden Ausführungs
form bzw. Erfindung die wünschenswerteste Kupplungskraft (dif
ferentialbegrenzende Kraft) steuer- oder regelbar, basierend
auf der Drehgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Vorder- und
Hinterrad auf der äußeren Seite in der Kurvenrichtung wie auch
auf der Drehgeschwindigkeitsdifferenz zwischen dem linken und
rechten Hinterrad bzw. den linken und rechten Hinterrädern er
halten und bewerkstelligt werden.
Wie oben beschrieben, wird in den Fahrzeugen mit Vierradantrieb
gemäß dem Stand der Technik die Kupplung zwischen den Vorder-
und Hinterrädern entsprechend der Differenz zwischen der mitt
leren Drehgeschwindigkeit der Vorderräder und jener der Hinter
räder (oder der Drehgeschwindigkeitsdifferenz zwischen der Ein
gangs- und Ausgangswelle des Übertragungsmechanismus) gesteuer-
bzw. geregelt, und zwar entweder, wenn das Fahrzeug eine Kurve
macht oder geradeaus fährt. Aufgrund dieser Verhältnisse wird,
wenn irgendein Hunting bzw. Schlingern in der Drehrichtung in
der rechten und linken Hinterrädern während einer Kurve auf
tritt, die Drehmomentverteilung auf die Vorder- und Hinterräder
durch dieses Hunting bzw. Schlingern gestört, und es kann ein
weiteres Hunting bzw. Schlingern in der Drehmomentverteilung
der Vorder- und Hinterräder auftreten, was zu einem extrem in
stabilen Fahrzustand führt.
Im Gegensatz hierzu kommt es bei der Anordnung bzw. Ausbildung
gemäß der vorliegenden Erfindung, da die Drehgeschwindigkeits
differenz zwischen dem Vorder- und Hinterrad auf der äußeren
Seite in der Kurvenrichtung berechnet und die Drehmomentvertei
lung auf das Vorder- und Hinterrad bzw. auf die Vorder- und
Hinterräder nur gemäß dieser Drehgeschwindigkeitsdifferenz ge
steuert oder geregelt wird (das Vorder- und Hinterrad auf der
inneren Seite in der Kurvenrichtung werden vernachlässigt) , zu
einer sehr stabilen Steuerung bzw. Regelung bzw. Kontrolle, die
nicht durch den Grad des Schlupfs der Räder auf der Innenseite
in der Kurvenrichtung beeinträchtigt wird. Daher weist ein
Vierradantriebsfahrzeug der vorliegenden Erfindung extrem sta
bile Fahreigenschaften selbst dann auf, wenn das Fahrzeug eine
Kurve macht, wodurch dessen Betriebsstabilität und dessen Be
schleunigungsfunktionen signifikant erhöht bzw. verbessert wer
den.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene
bevorzugte Ausführungsform beschränkt, sondern sie kann in ir
gendwelchen anderen möglichen Ausführungsformen, basierend auf
der Gesamtoffenbarung und/oder den Patentansprüchen, verwirk
licht werden. Zum Beispiel kann ein Lenkwinkelsensor o. dgl.
als das Kurvenrichtungsdetektionsmittel oder die Kurvenrich
tungsdetektionseinrichtung verwendet werden. Außerdem können
irgendwelche anderen geeigneten Einrichtungen, die andere als
die hydraulische Mehr- bzw. Vielscheibenkupplung sind, als das
differentialbegrenzende Mittel bzw. die differentialbegrenzen
den Mittel verwendet werden. Weiterhin kann die vorliegende Er
findung auf irgendwelche Fahrzeuge, deren Antrieb auf FF-Basis
erfolgt, d. h. deren Vorderräder als die Hauptantriebsräder an
getrieben werden, angewandt werden.
Insbesondere umfaßt ein Fahrzeug 1 mit Vierradantrieb gemäß der
vorliegenden Erfindung folgendes: einen ersten Differentialme
chanismus 9 zum Verteilen bzw. Übertragen der Motorantriebs
kraft auf die Vorderantriebsräder FL, FR die Hinterantriebsrä
der RL, RR; einen zweiten Differentialmechanismus 4 zum Vertei
len bzw. Übertragen der Motorantriebskraft auf das linke und
rechte Hauptantriebsrad RL, RR bzw. die linken und rechten
Hauptantriebsräder (die Hauptantriebsräder erhalten mehr An
triebskraft als andere Antriebsräder); ein erstes differential
beschränkendes Mittel 11 zum Betreiben bzw. Bewirken einer dif
ferentialbeschränkenden Steuerung und/oder Regelung mittels des
ersten Differentialmechanismus 9; ein zweites differentialbe
schränkendes Mittel 7 zum Betreiben einer differentialbeschrän
kende Steuerung und/oder Regelung mittels des zweiten Differen
tialmechanismus 4; ein Drehgeschwindigkeitsdetektionsmittel 15
zum Detektieren der Drehgeschwindigkeit von jedem Antriebsrad;
ein Kurvenrichtungsdetektionsmittel 16 zum Detektieren der
Richtung einer Kurve, welche das Fahrzeug 1 ausführt; sowie
Steuer- und/oder Regelmittel 8, welche, basierend auf Detek
tionssignalen von den Drehgeschwindigkeitsdetektionsmitteln 15
und dem Kurvenrichtungsdetektionsmittel 16, die differentialbe
schränkende Kraft, die durch das zweite differentialbeschrän
kende Mittel 7 vorgesehen wird, gemäß einer Differenz zwischen
der Drehgeschwindigkeit des linken Hauptantriebsrads RL und je
ner des rechten Hauptantriebsrads RR steuern oder regeln, das
vordere und hintere Antriebsrad auf der äußeren Seite in der
Kurvenrichtung bestimmen, und die differentialbeschränkende
Kraft, die durch das erste differentialbeschränkende Mittel 11
vorgesehen wird, gemäß einer Drehgeschwindigkeitsdifferenz zwi
schen dem vorderen und hinteren Antriebsrad auf der äußeren
Seite in der Kurvenrichtung steuern oder regeln.
Claims (5)
1. Fahrzeug mit Vierradantrieb, dadurch gekenn
zeichnet, daß es folgendes umfaßt
einen ersten Differentialmechanismus (9) zum Verteilen oder Übertragen von Motorantriebskraft auf Vorderantriebsräder (FL, FR) und Hinterantriebsräder (RL, RR);
einen zweiten Differentialmechanismus (4) zum Verteilen oder Übertragen von Motorantriebskraft, welche durch den ersten Differentialmechanismus (9) verteilt oder übertragen worden ist, auf das linke und rechte Hauptantriebsrad, wobei die Hauptantriebsräder mehr Antriebskraft als andere Antriebsräder erhalten;
ein erstes differentialbeschränkendes Mittel (11) zum Be treiben oder Bewirken einer differentialbeschränkenden Steue rung und/oder Regelung mittels des ersten Differentialmechanis mus (9);
ein zweites differentialbeschränkendes Mittel (7) zum Be treiben oder Bewirken einer differentialbeschränkenden Steue rung und/oder Regelung mittels des zweiten Differentialmecha nismus (4);
Drehgeschwindigkeitsdetektionsmittel (15) zum Detektieren der Drehgeschwindigkeit von jedem Antriebsrad;
ein Kurvenrichtungsdetektionsmittel (16) zum Detektieren der Richtung einer Kurve, welche das Fahrzeug (1) ausführt; und
Steuer- und/oder Regelmittel (8) , welche, basierend auf Detektionssignalen von den Drehgeschwindigkeitsdetektionsmitteln (15) und dem Kurvenrichtungsdetektionsmittel (16), die durch das zweite differentialbeschränkende Mittel (7) vorgesehene Differentialbeschränkungskraft entsprechend einer Differenz zwischen der Drehgeschwindigkeit des linken Hauptantriebsrads und jener des rechten Hauptantriebsrads steuern und/oder re geln, sowie das vordere und hintere Antriebsrad auf der äußeren Seite in der Kurvenrichtung bestimmen, und die durch das erste differentialbeschränkende Mittel (11) vorgesehene Differential beschränkungskraft entsprechend einer Drehgeschwindigkeitsdif ferenz zwischen dem vorderen und hinteren Antriebsrad auf der äußeren Seite in der Kurvenrichtung steuern und/oder regeln.
einen ersten Differentialmechanismus (9) zum Verteilen oder Übertragen von Motorantriebskraft auf Vorderantriebsräder (FL, FR) und Hinterantriebsräder (RL, RR);
einen zweiten Differentialmechanismus (4) zum Verteilen oder Übertragen von Motorantriebskraft, welche durch den ersten Differentialmechanismus (9) verteilt oder übertragen worden ist, auf das linke und rechte Hauptantriebsrad, wobei die Hauptantriebsräder mehr Antriebskraft als andere Antriebsräder erhalten;
ein erstes differentialbeschränkendes Mittel (11) zum Be treiben oder Bewirken einer differentialbeschränkenden Steue rung und/oder Regelung mittels des ersten Differentialmechanis mus (9);
ein zweites differentialbeschränkendes Mittel (7) zum Be treiben oder Bewirken einer differentialbeschränkenden Steue rung und/oder Regelung mittels des zweiten Differentialmecha nismus (4);
Drehgeschwindigkeitsdetektionsmittel (15) zum Detektieren der Drehgeschwindigkeit von jedem Antriebsrad;
ein Kurvenrichtungsdetektionsmittel (16) zum Detektieren der Richtung einer Kurve, welche das Fahrzeug (1) ausführt; und
Steuer- und/oder Regelmittel (8) , welche, basierend auf Detektionssignalen von den Drehgeschwindigkeitsdetektionsmitteln (15) und dem Kurvenrichtungsdetektionsmittel (16), die durch das zweite differentialbeschränkende Mittel (7) vorgesehene Differentialbeschränkungskraft entsprechend einer Differenz zwischen der Drehgeschwindigkeit des linken Hauptantriebsrads und jener des rechten Hauptantriebsrads steuern und/oder re geln, sowie das vordere und hintere Antriebsrad auf der äußeren Seite in der Kurvenrichtung bestimmen, und die durch das erste differentialbeschränkende Mittel (11) vorgesehene Differential beschränkungskraft entsprechend einer Drehgeschwindigkeitsdif ferenz zwischen dem vorderen und hinteren Antriebsrad auf der äußeren Seite in der Kurvenrichtung steuern und/oder regeln.
2. Fahrzeug mit Vierradantrieb nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Hinterantriebsräder (RL,
RR) die Hauptantriebsräder sind, und die Vorderantriebsräder
(FL, FR) Nebenantriebsräder sind, wobei die Nebenantriebsräder
durch die Hauptantriebsräder nebenangetrieben bzw. synchroni
siert angetrieben sind und/oder werden können.
3. Fahrzeug mit Vierradantrieb nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß das erste differen
tialbeschränkende Mittel (11) und das zweite differentialbe
schränkende Mittel (7) hydraulische Mehr- bzw. Vielscheiben
kupplungen sind.
4. Fahrzeug mit Vierradantrieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, da
durch gekennzeichnet, daß das Kurvenrich
tungsdetektionsmittel (16) ein Querbeschleunigungssensor ist.
5. Fahrzeug mit Vierradantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer-
und/oder Regelmittel (8) bestimmt, ob das Fahrzeug (1) eine
Kurve macht oder nicht, indem es den Absolutwert einer Aus
gangsgröße von dem Kurvenrichtungsdetektionsmittel (16) mit ei
nem vorbestimmten Schwellwert vergleicht, und dann die Kurven
richtung entsprechend dem Plus/Minus der Ausgangsgröße be
stimmt, wenn bestimmt worden ist, daß das Fahrzeug (1) eine
Kurve macht, und weiter das Vorder- und Hinterrad bestimmt, die
sich auf der äußeren Seite in der Kurvenrichtung befinden.
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