DE3434395A1

DE3434395A1 - Leistungsuebertragungsregelanordnung fuer ein vierradgetriebenes fahrzeug

Info

Publication number: DE3434395A1
Application number: DE19843434395
Authority: DE
Inventors: Fujio Hachioji Tokio/Tokyo Makita; Ryuzo Tokio/Tokyo Sakakiyama; Mitsuo Umezawa; Toru Yamakawa
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1983-09-19
Filing date: 1984-09-19
Publication date: 1985-05-02
Also published as: AU3324984A; GB2146727A; FR2552033B1; GB8423507D0; CA1239101A; DE3434395C2; US4840246A; GB2146727B; AU552155B2; JPS6064033A; FR2552033A1

Description

5/1.67 η, Fuji Jukogyo K.K.

Leistungsübertragungsrege Lanordnung für ein vierradgetriebenes Fahrzeug

Priorität: 19. September 1983 Japan 58-172665

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für ein vierradgetriebenes Fahrzeug, bei dem eine Leistungsübertragungsanordnung automatisch vom Zweiradantrieb in den Vierradantrieb oder umgekehrt in Abhängigkeit von den Fahrzuständen geschaltet wird, siehe JP-OS 55-4292. Das vierradgetriebene Fahrzeug ist mit einer Übertragungskupplung zum übertragen der Leistung des Motors auf zwei Hi Ifsantriebsräder zum Herstellen eines Vierradantriebs versehen.·

Des weiteren ist ein vierradgetriebenes Fahrzeug vorgeschlagen worden, dessen Leistungsubertragungsanordnung automatisch vom Vierradantrieb in den Zweiradantrieb in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen gescha Itet wird.

Ein solches vierradgetriebenes Fahrzeug muß mit dem Zweiradantrieb während des Fahrens um eine scharfe Ecke a^-uf gepflasterten trockenen Flächen aus folgendem Grund gefahren werden. Wenn das Fahrzeug Ecken nimmt, laufen die Vorderräder über.einen Bogen mit einem größeren Radius als der der Hinterräder und· tendieren deshalb dazu, sich schneller als die Hinterräder zu drehen. Eine solche Differenz zwischen den' Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder bewirkt ein Bremsen des Fahrzeugs, was "Engeckenbremsen" genannt wird. Um eine solche Bremserscheinung zu verhindern, ist ein vierradgetriebenes Fahrzeug vorgeschlagen worden, dessen Übertragungsanordnung automatisch in den Zweiradantrieb bei großem Steuerwinkel geschaltet wird. Diese Anordnung hat jedoch einen komplizierten Aufbau.

Das Engeckenbremsen wirkt aber auch wesentlich auf das Fahrzeug, wenn das Fahrzeug um eine Ecke mit niedriger

Geschwindigkeit fährt. Die Entscheidung für den Vierradantrieb sollte deshalb nicht nur durch den Steuerwinkel, sondern auch durch die Fahrzeuggeschwindigkeit getroffen werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine LeistungsübertragungsregeLanordnung für ein vierradgetriebenes Fahrzeug zu schaffen, bei der verschiedene Fahrzuständen, wie Steuerwinkel, Differenz zwischen Vorderraddrehzahl und Hinterraddrehzahl und Fahrzeuggeschwindigkeit festgestellt werden, um den Zweiradantrieb herzustellen, wodurch die Fahrsicherheit und die Brennstoffwirtschaft Iichkeit erhöht werden können.

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 beschrieben, in der sind

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

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung in der Anordnung der Erfindung und

Fig. 3 ein Flußdiagramm.

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

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

Der Drehmomentwandler 2 enthält ein Pumpenrad 2a und eine Turbine 2b. Das Pumpenrad 2a ist mit der MotorkurbeLweI Ie 1

verbunden. Eine TurbinenweLLe 3 erstreckt . sich von der Turbine
2b zu der automatischen Getriebevorrichtung 4.

Die automatische Getriebevorrichtung 4 enthält- ein Planetenzahnrad 5, Kupplungen 6 und 7 zum wah Iweisen 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 Antriebszahnrad 12 fest angebracht ist, das in Eingriff mit einem Abtriebszahnrad 13 ist.' Das Abtriebszahnrad 13 ist fest an einer Welle
16 angebracht, an deren einem Ende ein AntriebsritzeI 17
gebildet ist. Das Antriebsritzel 17 greift in ein Kronenzahnrad 15 der Enduntersetzungsvorrichtunbg 14 für die Vorderräder ein. Das andere Ende der Welle 16 ist mit einer übe rt r agu.ngsantriebswelle 18 verbunden, die sich nach hinten erstreckt und
mit einem ersten Übertragungszahnrad 20 einer übertragungsvorrichtung 19 verbunden ist. Das erste Übertragungszahnrad 20
greift in ein zweites Übertragungszahnrad 21 ein. Das zweite
Übertragungszahnrad 21 ist drehbar auf einer hinteren Antriebswelle 23 angebracht. Eine durch Drucköl betätigte Reibungskupplung 22 des Mehrscheibentyps ist an der Hinterantriebswelle 23 angebracht, um das Zahnrad 21 mit der Welle 23 in Eingriff
zu bringen. Die Hinterantriebswelle 23 steht des weiteren in
Wirkungsverbindung mit einer Enduntersetzungsvorrichtung 25 für die Hinterräder über eine Kardanwelle 24.

Eine Druckkammer 22a der Kupplung 22 steht in Verbindung mit
einer ölpumpe 26 über einen Kanal 28, ein elektromagnetbetätigtes Umschaltventil 27 und einen Kanal 28a. Das Umschaltventil 27 hat eine Einlaßmündung 29, die mit der ölpumpe 26
verbunden ist, eine Auslaßmündung 30, die mit der Druckkammer
22a verbunden ist, und eine Abflußmündung 31.

Ein Schieber 34 steht in Wirkungsverbindung mit einem Elektromagneten 32 und wird durch eine Feder 33 nach rechts vorgespannt. Wenn der Elektromagnet 32 entregt wird, wird der Schieber 34 durch die Feder 33 gedruckt, um die Einlaßmündung 29 zu schließen und die Auslaßmündung 30 mit der Abflußmündung 31 zu verbinden, siehe Fig. 1. Durch Entspannen der Druckkammer 22a rückt die Kupplung 22 aus. Wenn der Elektromagnet 32 erregt wird, wird der Schieber 34 nach links geschoben, um die Abflußmündung 31 zu schließen und die Druckkammer 22a mit der ölpumpe 26 über den Kanal 28, die Mündungen 30 und 29 und den Kanal 28a zu verbinden. Die Kupplung 22 rückt somit ein, wodurch das Zahnrad 21 mit der Welle 23 verbunden wird, um die Vierradantriebs Ieistungsübertragungsanordnung aufzubauen.

Bei der Regelanordnung der Erfindung ist ein Vorderraddrehzahlfühler 35 vorgesehen, um die Drehzahl des Zahnrads 21, die proportional' der Drehzahl der Vorderräder ist, und auch die Fahrzeuggeschwindigkeit abzutasten. Ein Hi nterraddrehzahIfühler 37 ist vorgesehen, um die Drehzahl eines Zahnrads 36 abzutasten, das an der hinteren Antriebswelle 23 angebracht ist.

Gemäß Fig. 2 ist die Anordnung des weiteren mit einem Steuerwinelfühler 38, der ein elektrisches Signal proportional zum Steuerwinkel des Fahrzeugs erzeugt, und mit einem Beschleunigungsschalter 39 versehen, der geschlossen wird, wenn das Gaspedal des Fahrzeugs niedergedrückt wird.

Die Ausgangssignale der Fühler und Schalter werden einem Mikrocomputer 41 über ein Eingangsinterface 40 zugeführt. Der Mikrocomputer 41 enthält einen ROM 42, in dem verschiedene Daten als eine Tabellenkarte und Programme gespeichert sind, einen RAM 43 zum Speichern von Eingangssignalen usw., eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 44 zum Verarbeiten von Eingangssignalen entsprechend den Programmen und zum Erzeugen eines Ausgangssignals über ein Ausgangsinterface 45 und eine Treiberstufe 46. Das Ausgangssignal w.i rd an den Elektromagneten 32 für dessen Erregung angelegt.

-χ-

Unter üblichen Fahrzuständen wird der Elektromagnet 32 erregt, um den Vierradantrieb herzustellen. Wenn der Steuerwinkel einen vorbestimmten Wert (eine Umdrehung der Steuerwelle) bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit (unter 10 km/h) übersteigt., wird der Elektromagnet entregt, so daß der Vierradantrieb in den Zweiradantrieb geschaltet wird, um das Engeckenbremsen zu verhindern. Zwischen den Schaltzuständen für den Vierradantrieb und den Zweiradantrieb ist eine Hysterese vorhanden. Der Zweiradantrieb, verursacht durch einen großen Steuerwinkel bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit, wird nämlich in den Vierradantrieb geschaltet, wenn der Steuerwinkel niedriger als ein anderer vorbestimmter Wert (1/4 Umdrehung der Steuerwelle) bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit (unter 20 km/h) wird. Wenn die Differenz zwischen den Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder größer als ein vorbestimmter Wert ist, was bedeutet, daß die Vorder- oder Hinterräder rutschen, wird der Zweiradantrieb auch in den Vierradantrieb geschaltet, um das Rutschen zu verhindern. Wenn des weiteren der Beschleunigungsschalter 39 über eine vorbestimmte Zeitdauer (über 10 s) bei hoher Geschwindigkeit (über 30 km/h) geschlossen ist, wird der Vierradantrieb in den Zweiradantrieb geschaltet, da der Vierradantrieb nicht notwendig ist.

Der Rege Ivorgang wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Anfänglich wird festgestellt, ob das Fahrzeug durch die Vierradantriebsanordnung (4WD) angetrieben wird. Wenn der Vierradantrieb durch die Raddrehzahldifferenz (Rutschen) verursacht ist, wird der Vierradantrieb .nicht in den Zweiradantrieb (2WD) geschaltet, auch wenn Zustände für den Zweiradantrieb auftreten. Der Vierradantrieb wird nämlich aufrechterhalten, bis das Fahrzeug anhält. Wenn der Vierradantrieb durch andere Zustände als Rutschen verursacht wird, wird festgestellt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als 30 km/h ist, ob die Geschwindigkeit höher als 10 km/h ist, und des weiteren, ob der Steuerwinkel kleiner als eine Umdrehung ist. Wenn diese Zustände nicht festgestellt werden, wird ein 2WD-Zeichen gesetzt (dies bedeutet, daß das 2WD-Zeichen 1 ist). Dann wird

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eine Norma Ld i f f e renz (X, zwischen den Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder von einer Karte in Abhängigkeit von dem Steuerwinkel und der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgelesen. Des weiteren wird festgestellt, ob die tatsächliche Fahrzeugdrehzahldifferenz JNF - N R i (worin NF die Vorderraddrehzahl und NR die Hinterraddrehzahl sind) kleiner als die Normaldifferenz oC ist. Zusätzlich werden die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Steuerwinkel festgestellt und der Vierradantrieb oder Zweiradantrieb entschieden.

Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Erfindung eine Regelanordnung schafft, die den Vierradantrieb in den Zweiradantrieb in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem Steuerwinkel und der Differenz zwischen der Vorderraddrehzahl und der Hinterraddrehzahl schaltet, wodurch das Engeckenbremsen wirksam verhindert werden kann und der Brennstoffverbrauch verbessert wird.

Claims

3434395 Patentanwälte · European Patent Attorneys MÜNCHEN Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha 7-2 Nishishiη juku 1-chome, Shinjuku-ku, Tokyo, Japan P a t e η t ansprüche

1. Lei stungsübe rt ragüngs rege !.anordnung für ein vi e rradget ri ebenes Kraftfahrzeug mit einem Getriebe zum übertragen der Leistung des Motors auf die Hauptantriebsräder des vierradgetriebenen Fahrzeugs, mit einer Kupplung zum übertragen der Leistung auf Hilfsantriebsräder und mit einer Schaltungseinrichtung zum Betätigen der Kupplung in Abhängigkeit von den Fah rzuständen,

gekennzeichnet durch

erste Fühler zum Feststellen der Drehzahlen der Haupt- und Hi Ifsantriebsräder,.

einen zweiten Fühler zum Feststellen des Steuerwinkels,

eine erste Einrichtung, die auf eine große Differenz·zwisehen den Drehzahlen der Räder anspricht, um die Kupplung einzurücken, und

eine zweite Einrichtung, die auf einen großen Steuerwinkel bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit anspricht, um die Kupplung auszurücken und den Zweiradantrieb herzustellen.

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

3. Leistungsübertragungsregelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Kreis ein elektromagnetbetätigtes Ventil zum Regeln eines Strömungsmittels enthält, das der Kupplung zugeführt wird, und daß die erste und die zweite Einrichtung eine elektrische Schaltung aufweisen,' die auf die Ausgangssignale der ersten und der zweiten Fühler anspricht.