DE3434394C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für ein vierradgetrie­ benes Fahrzeug zum automatischen Schalten der Übertragungs­ anordnung des Fahrzeugs vom Zweiradantrieb in den Vierrad­ antrieb in Abhängigkeit von Fahrzuständen.

Bei einem bekannnten vierradgetriebenen Fahrzeug wird eine Leistungsübertragungsanordnung für den Zweiradantrieb umge­ stellt, indem eine Kupplung einrückt, die manuell durch einen Wählhebel betätigt wird (JP-OS 55 4 292).

Wenn das Fahrzeug beispielsweise auf glatten Straßen mit dem Zweiradantrieb fährt, soll die Übertragungsanordnung in den Vierradantrieb geschaltet werden, um zu verhindern, daß die Räder rutschen. Wenn der Schaltvorgang von dem Rutschen wegen eine Fehlbeurteilung des Rutschens durch den Fahrer ausgeführt wird, kann das Rutschen nicht angehalten oder verringert werden.

Andererseits verursacht der Vierradantrieb bei dauernden Fahrzuständen Geräusche. Um diese ungünstigen Probleme zu lösen, ist eine automatische Regelanordnung für den Vierrad­ antrieb vorgeschlagen worden. Die bekannte Anordnung ist mit einem Rutschfeststellkreis versehen, der ein Kupplungssignal erzeugt, wenn die Differenz zwischen den Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder einen vorbestimmten Bezugswert übersteigt. Das Kupplungssignal bewirkt, daß die Kupplung einrückt, so daß der Zweiradantrieb automatisch in den Vierradantrieb geschaltet wird.

Der Vierradantrieb ist jedoch zweckmäßig, um das Fahrzeug unter anderen Zuständen als das Fahren auf glatten Straßen zu fahren. Beim schnellen Start oder bei schneller Beschleunigung ist beispielsweise der Vierradantrieb wirksam, um das Rutschen zu verhindern, was aufgrund der Fahrzustände auftritt. Bei starker Beschleunigung ist des weiteren der Vierradantrieb zweckmäßig, um das Rutschen der nicht angetriebenen Räder zu verhindern. Da zusätzlich das Motorbremsen auf alle Räder wirkt, wird das Fahrzeug wirkungsvoll und sicher gebremst.

Bekannt ist auch eine Bremsanlage für ein vierradgetriebenes Kraftfahrzeug mit einem Getriebe zum Übertragen der Leistung des Motors auf die Hauptantriebsräder, mit einer Kupplung zum Über­ tragen der Leistung auf Hilfsantriebsräder, mit einer Schaltungs­ einrichtung zum Betätigen der Kupplung in Abhängigkeit von den Fahrzuständen, mit einer Vorrichtung zum Feststelllen des Nieder­ drückens des Bremspedals des Fahrzeugs und mit einer Einrichtung, die auf eine Verzögerung anspricht, um die Kupplung einzurücken (DE-PS 10 26 180).

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Leistungsüber­ tragungsregelanordnung zu schaffen, die so arbeitet, daß der Zweiradantrieb automatisch in den Vierradantrieb in Abhängig­ keit von verschiedenen Fahrzuständen geschaltet wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrie­ ben, in der ist

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines automatischen Getriebes, bei dem die Regelanordnung der Erfindung angewendet ist,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung, die in der Anordnung der Erfindung vorgesehen ist, und

Fig. 3(a) bis (d) Flußdiagramme.

Gemäß Fig. 1 steht eine Kurbelwelle 1 eines (nicht dargestell­ ten) Verbrennungsmotors, der im vorderen Teil eines Fahrzeugs angebracht ist, in Wirkungsverbindung mit einem Drehmoment­ wandler 2 eines automatischen Getriebes A.

Das automatische Getriebe A enthält den Drehmomentwandler 2, eine automatische Getriebevorrichtung 4 und eine Endunter­ setzungsvorrichtung 14 für die Vorderräder.

Der Drehmomentwandler 2 enthält ein Pumpenrad 2 a und eine Turbine 2 b. Das Pumpenrad 2 a ist mit der Motorkurbelwelle 1 verbunden. Eine Turbinenwelle 3 erstreckt sich von der Turbine 2 b zu der automatischen Getriebevorrichtung 4.

Die automatische Getriebevorrichtung 4 enthält ein Planeten­ zahnrad 5, Kupplungen 6 und 7 zum wahlweisen Übertragen der Ausgangsleistung der Turbinenwelle 3 auf das Planetenzahnrad 5, eine Einwegkupplung 8, eine Bremse 9 und ein Bremsband 10 zum wahlweisen Sperren von Elementen des Planetenzahnrads 5.

Die Ausgangsleistung der automatischen Getriebevorrichtung wird auf eine Ausgangswelle 11 übertragen, auf der ein Antriebszahn­ rad 12 fest angebracht ist, daß in Eingriff mit einem Abtriebs­ zahnrad 13 ist. Das Abtriebszahnrad 13 ist fest an einer Welle 16 angebracht, an deren einem Ende ein Antriebsritzel 17 gebildet ist. Das Antriebsritzel 17 greift in ein Kronenzahn­ rad 15 der Enduntersetzungsvorrichtung 14 für die Vorderräder ein. Das andere Ende der Welle 16 ist mit einer Übertragungs­ antriebswelle 18 verbunden, die sich nach hinten erstreckt und mit einem ersten Übertragungszahnrad 20 einer Übertragungs­ vorrichtung 19 verbunden ist. Das erste Übertragungszahnrad 20 ist in Eingriff mit einem zweiten Übertragungszahnrad 21. Das zweite Übertragungszahnrad 21 ist drehbar an einer Hinteran­ triebswelle 23 angebracht. Eine durch Drucköl betätigte Rei­ bungskupplung 22 des Mehrscheibentyps ist an der Hinteran­ triebswelle 13 für einen Eingriff des Zahnrads 21 mit der Welle 23 angebracht. Die Hinterantriebswelle 23 steht des weiteren in Wirkungsverbindung mit einer Enduntersetzungvorrichtung 25 für die Hinterräder über eine Kardanwelle 24.

Eine Druckkammer 22 a der Kupplung 22 steht in Verbindung mit einer Ölpumpe 26 über einen Kanal 28, ein elektromagnetbetätig­ tes Umschaltventil 27 und einen Kanal 28 a. Das Umschaltventil 27 hat eine Einlaßmündung 29, die mit der Ölpumpe 26 verbunden ist, eine Auslaßmündung 30, die mit der Druckkammer 22 a ver­ bunden ist, und eine Ablaßmündung 31.

Ein Schieber 34 steht in Wirkungsverbindung mit einem Elektro­ magneten 32 und wird durch eine Feder 33 nach rechts vorge­ spannt. Wenn der Elektromagnet 32 entregt ist, wird die Spule 34 durch die Feder 33 gedrückt, um die Einlaßmündung 29 zu schließen und die Auslaßmündung 30 mit der Abflußmündung 31 zu verbinden, siehe Fig. 1. Durch Entlasten der Druckkammer 22 a rückt die Kupplung 22 aus. Wenn der Elektromagnet 32 erregt wird, wird der Schieber 34 nach links verschoben, um die Abflußmündung 31 zu schließen und die Druckkammer 22 a mit der Ölpumpe 26 über den Kanal 28, die Mündungen 30 und 29 und den Kanal 28 a zu verbinden. Auf diese Weise rückt die Kupplung 22 ein, wodurch das Zahnrad 21 mit der Welle 23 verbunden wird, um eine Vierradantriebsleistungsübertragungsanordnung zu schaffen.

Gemäß Fig. 2 ist ein Handschalter 36 an einem Wählhebel 35 der automatischen Getriebevorrichtung 4 angebracht und elektrisch zwischen den Elektromagneten 32 und eine Batterie 37 in Reihe geschaltet. Ein elektrisch betätigter Schalter 38 in des weiteren mit dem Handschalter 36 parallel geschaltet. Der Elektromagnet 32 wird somit durch Schließen des Schalters 36 oder 38 erregt, um den Vierradantrieb herzustellen.

Um die Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder abzutasten, ist ein Vorderraddrehzahlfühler 40 nahe dem zweiten Übertragungs­ zahnrad 21 (Fig. 1) vorgesehen. Ein Hinterraddrehzahlfühler 42 ist nahe einem Zahnrad 41 a vorgesehen, das auf der Hinter­ antriebswelle 23 angebracht ist. Des weiteren ist ein Beschleu­ nigungsschalter 43 vorgesehen, der durch Niederdrücken eines Gaspedals 42 betätigt wird. Ein Bremsschalter 45 wird durch ein Bremspedal 44 betätigt. Ein Hemmschalter 46 ist an dem Wähl­ hebel 35 vorgesehen, um in der Leerlaufstellung und der Park­ stellung des Schalthebels betätigt zu werden. Die Drehzahl­ fühler 40 und 42 erzeugen Ausgangsimpulse in Abhängigkeit von den Drehzahlen. Die Ausgangsimpulse dieser Fühler und Schalter werden einer Regeleinheit 47 zugeführt, die ein Ausgangssignal erzeugt, um den Schalter 38 zu betätigen, wie später beschrieben wird.

Die Regeleinheit 47 hat einen Beschleunigungsberechnungskreis 48 und einen Verzögerungsberechnungskreis 49, an welche das Ausgangssignal des Vorderraddrehzahlfühlers 40 angelegt wird, um ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von der Änderung der Drehzahl der Vorderräder zu erzeugen. Die Regeleinheit 47 hat auch einen Fahrzeugstartfeststellkreis 50, der auf die Ausgangssignale des Vorderraddrehzahlfühlers 40, des Beschleuni­ gungsschalter 43 und des Hemmschalter 46 anspricht. Die Regeleinheit 47 enthält des weiteren einen Drehzahldifferenz­ berechnungskreis 51 zum Berechnen der Differenz zwischen den Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder, einen Schnellbeschleu­ nigungsbeurteilungskreis 52, der auf die Ausgangssignale des Beschleunigungsschalters 32, des Beschleunigungsberechnungs­ kreises 48 und des Bremsschalters 45 anspricht, einen Schnell­ verzögerungsbeurteilungskreis 53, der auf die Ausgangssignale des Beschleunigungsschalters 43 und des Verzögerungsberech­ nungskreises 49 anspricht, und einen Rutschbeurteilungskreis 54, der auf die Ausgangssignale des Bremsschalters 45 und des Drehzahldifferenzberechnungskreises 51 anspricht. Die Ausgangs­ signale der Kreise 50, 52, 53 und 54 werden an den Schalter 38 über einen Ausgangskreis 55 angelegt, um diesen zu schließen.

Die Arbeitsweise der Anordnung der Erfindung wird unter Bezug­ nahme auf die Fig. 3(a) bis (d) beschrieben, wobei Fig. 3(a) ein Flußdiagramm für das Starten des Fahrzeugs, Fig. 3(b) ein Flußdiagramm für die Beschleunigung, Fig. 3(c) ein Flußdiagramm für den stetigen Zustand und Fig. 3(d) ein Flußdiagramm für die Verzögerung sind. Beim Starten des Fahrzeugs werden die Leer­ laufstellung oder die Parkstellung und die Fahrzeuggeschwindig­ keit festgestellt und des weiteren wird das Niederdrücken des Gaspedals festgestellt, so daß der Vierradantriebs(4WD)- Elektromagnet 32 erregt wird, um die Vierradantriebsüber­ tragungsanordnung herzustellen. Wenn die Fahrzeuggeschwindig­ keit einen vorbestimmten Wert erreicht oder das Fahrzeug anhält, wird der Vierradantrieb gelöst. Wenn die Beschleunigung höher als ein vorbestimmter Wert α ist, wird der Vierradantrieb eingestellt. Wenn das Gaspedal losgelassen wird oder das Bremspedal niedergedrückt wird, wird der Vierradantrieb zurück­ gestellt. Im stetigen Fahrzustand, siehe Fig. 3(c), d. h. wenn die Differenz |NF - NR | zwischen den Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder größer als ein vorbestimmter Wert N ist, was ein Rutschen der Räder bedeutet, wird ein Vierradantrieb einge­ stellt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedrig wird und das Bremspedal losgelassen wird, wird der Vierradantrieb zurück­ gestellt. Bei der Verzögerung, siehe Fig. 3(d), d. h. wenn die Verzögerung einen vorbestimmmten Wert β übersteigt, wird der Vierradantrieb eingestellt. Wenn das Gaspedal niedergedrückt wird, wird der Vierradantrieb zurückgestellt.

Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Erfindung eine Regelanordnung für ein vierradgetriebenes Fahrzeug schafft, welche die Sicherheit des Fahrens des Fahr­ zeugs, die Fahrfähigkeit und den Brennstoffverbrauch ver­ bessert.

Claims (4)

1. Anordnung zum Regeln der Leistungsübertragung eines vierrad­ getriebenen Kraftfahrzeuges mit einem Getriebe zum Übertra­ gen der Leistung des Motors auf Hauptantriebsräder des Fahr­ zeuges, mit einer Kupplung zum Übertragen der Leistung auf Hilfsantriebsräder, mit einer Schaltungseinrichtung zum Be­ tätigen der Kupplung in Abhängigkeit von den Fahrzuständen, mit einer Vorrichtung zum Feststellen des Niederdrückens des Bremspedales des Fahrzeuges und mit einer Einrichtung, die auf die Verzögerung anspricht, um die Kupplung einzurücken, gekennzeichnet durch Fühler zum Feststellen der Drehzahlen der Haupt- und Hilfs­ antriebsräder,
einen Fühler zum Feststellen des Niederdrückens des Gaspe­ dales des Fahrzeuges,
einen Fühler zum Feststellen der Stellung des Schalthebels des Getriebes, wobei
die Kupplung mindestens noch in folgenden Fällen eingerückt wird:

• a) Gaspedal niedergedrückt und Geschwindigkeit nie­ drig;
• b) Gaspedal niedergedrückt und Beschleunigung hoch;
• c) Drehzahlen der Haupt- und Hilfsantriebsräder stark unterschiedlich;

und wobei die Kupplung immer dann ausgerückt ist, wenn der Schalthebel des Getriebes sich in der neu­ tralen oder in der Parkposition befindet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung hydraulisch betätigt ist und daß die Schaltungsein­ richtung einen hydraulischen Kreis zum Betätigen der Kupplung enthält.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Kreis ein elektromagnetbetätigtes Ventil zum Regeln eines der Kupplung zugeführten Strömungsmittels enthält und daß die ersten und die zweiten Einrichtungen eine elek­ trische Schaltung enthalten, die auf die Ausgangssignale der Fühler anspricht.