DE3535537A1

DE3535537A1 - Anordnung zum regeln der leistungsuebertragung eines vierradgetriebenen fahrzeugs

Info

Publication number: DE3535537A1
Application number: DE19853535537
Authority: DE
Inventors: Masayuki Hachiouji Tokio/Tokyo Kodama; Masaaki Musashino Tokio/Tokyo Ohgami
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1984-10-05
Filing date: 1985-10-04
Publication date: 1986-05-22
Also published as: US4664216A; JPS6189124A; DE3535537C2

Description

5/192 * Fuji Jukogyo K.K,

Anordnung zum Regeln der Leistungsübertragung eines vierradgetriebenen Fahrzeugs

Priorität: 5. Oktober 1984 Japan 59-210251

Die Erfindung betrifft eine Regelanordnung für ein vierradgetriebenes Fahrzeug zum automatischen Umsc ha Iten der Leistungsübertragung des Fahrzeugs vom Zweiradantrieb in den Vierradantrieb in Übereinstimmung mit Straßenzuständen.

Bei einem üblichen vierradgetriebenen Fahrzeug wird die Leistungsübertragung für den Zweiradantrieb wahlweise in den Vierradantrieb umgeschaltet, indem eine Übertragungskupplung einrückt, die manuell durch einen Wählhebel betätigt wird.

Wenn beispielsweise das Fahrzeug auf schlüpfrigen Straßen, wie einer verschneiten, mit Wasser oder Kies bedeckten Straße, mittels des, Zweiradantriebs fährt, soll die Leistungsübertragung in den Vierradantrieb umgeschaltet werden, um zu verhindern, daß die Räder rutschen. Wenn der Umschaltvorgang nach dem Rutschen wegen einer Fehlbeurteilung des Rutschens durch den Fahrer ausgeführt wird, kann das Rutschen nicht angehalten oder verringert werden.

Um dieses Problem zu lösen, ist eine automatische Regelanordnung für den Vierradantrieb vorgeschlagen worden. Eine solche bekannte Anordnung ist mit einem Rutschfeststellkreisversehen, 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 die Leistungsübertragung automatisch in den Vierradantrieb umgeschaltet wird.

Da die automatische Regelanordnung jedoch das Rutschen, das bereits aufgetreten ist, feststellt, kann das Auftreten des Rutschens nicht verhindert werden. Eine solche automatische Regelanordnung ist deshalb nicht wirksam, um das Rutschen der Räder zu verhindern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zu schaffen, die schlüpfrige Straßen feststellt, bevor das Kraftfahrzeug die schlüpfrigen Straßen erreicht, um das Rutschen der Räder des Kraftfahrzeugs zu verhindern."

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. WeiterbiLdungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben .

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, in der -sind

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines automatischen Getriebes,

bei dem eine Regelanordnung der Erfindung verwendet ist, Fig. 2 ein Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung, die in der Anordnung der Erfindung vorgesehen ist,

Fig. 3a und 3b ein Schaltbild der in Fig. 2 gezeigten Anordnung, Fig. 4(a) bis (d) Darstellungen von Sende- und EmpfangsweLlen-

formen,
Fig. 5(a) bis (d) Darstellungen von Wellenformen in der

Schaltung der Fig. 3a und 3b,
Fig. 6a und 6b ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der

Er f indung und
Fig. 7(a) bis (h) Darstellungen von Wellenformen in der Schaltung der Fig. 6a und 6b.

Gemäß Fig. 1 steht eine Kurbelwelle 1 eines Verbrennungsmotors E, der im vorderen Teil eines Fahrzeugs angeordnet ist, in Wirkungsverbindung mit einem Drehmomentwandler 2 eines automatischen Get ri ebes A.

Das automatische Getriebe A enthält den Drehmomentwandler 2, eine automatische übertragungsvorrichtung 4 und eine Enduntersetzungsvorri chtung 14 für die Vorderräder F.

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

Die automatische übertragungsvorrichtung 4 enthält ein Planetenzahnrad 5, Kupplungen 6 und 7 zum wahl weisen übertragen der Ausgangsleistung der Turbinenwelle 3 auf das PLanetenzahnrad 5 durch wahlweises Sperren einer Einwegkupplung 8, eine Bremse 9 und ein Bremsband 10.

Die Ausgangsleistung der automatischen übertragungsvorrichtung wird auf eine Ausgangswelle 11 übertragen, auf der ein Antriebszahnrad 12 in Eingriff mit einem Abtriebszahnrad 13 fest angebracht ist» Das Abtriebszahnrad 13 ist fest auf einer Welle 16 angebracht, auf deren einem Ende ein Antriebsritzel 17 gebildet ist. Das Antriebsritzel 17 steht in Eingriff mit einem Kronenzahnrad 15 der Enduntersetzungsvorrichtung 14 für die Vorderräder F-. Das andere Ende der Welle 16 ist mit einer Übertragungswelle 18 verbunden, die sich nach hinten erstreckt und die mit einem ersten Übertragungszahnrad 20 einer übertragungsvorrichtung 19 verbunden ist. Das erste Übertragungszahnrad 20 ist in Eingriff mit einem zweiten Übertragungszahnrad 21. Das zweite Übertragungszahnrad 21 ist drehbar auf einer Hinterantriebswelle 23 angebracht. Eine strömungsmittelbetätigte Mehrscheiben-Reibungskupplung 22 ist an der' Hinterantriebswelle 23 für den Eingriff des Zahnrads 21 mit der Welle 23 angebracht. Die Hinterantriebswelle 23 steht des weiteren in Wirkungsverbindung mit einer Enduntersetzungsvorrichtung 25 für die Hinterräder R über eine Kardanwelle 24.

ORIGINAL INSPECTED

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 Ablaßmündung 31 .

Ein Schieber 34 steht in Wirkungsverbindung mit einem Elektromagneten 32 und wird durch eine Feder 33 nach rechts vorgespannt. Wenn der Elektromagnet 32 entreg't wird, wird der Schieber 34 durch die Feder 33 gedrückt, um die Einlaßmündung zu schließen und um die Auslaßmündung 30 mit der Ablaßmündung zu verbinden, siehe Fig. 1. Durch Entleeren der Druckkammer 22a rückt die Kupplung 22 aus. Wenn der Elektromagnet 32 erregt wird, wird der Schieber 34 nach links geschoben, um die Ablaßmündung 31 zu schließen und die Druckkammer 22a mit der ölpumpe 26 über den Kanal 28, die Mündung en 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-Lei stungsübertragung herzustellen.

Gemäß Fig. 2 ist ein manueller Schalter 36 an einem Wählhebel der automatischen übertragungsvorrichtung 4 angebracht und elektrisch zwischen den Elektromagneten 3 2 und eine Batterie in Reihe geschaltet. Ein elektrisch betätigter Schalter 38 ist des weiteren parallel zu dem manuellen Schalter 36 geschaltet. Der Elektromagnet 32 wird somit durch Schließen des Schalters oder 38 erregt, um den Vierradantrieb herzustellen.

Die Anordnung ist mit einer Sendeeinrichtung zürn Aussenden einer Hoc hfrequenzwe 11 e, wie einer MikroweI Ie, einem Laserstrahl oder einer Ultraschallwelle, und mit einer Empfangseinrichtung zum Empfangen der Hochfrequenzwelle versehen. Gemäß Fig. 2 und 3 enthält die Sendeeinrichtung einen HochfrequenzsinuswellengeneratoT-42, einen Verstärker 43 und eine Antenne 40 zum

Aussenden einer Mikrowelle auf die Fläche der Straße auf vor dem Fahrzeug Liegenden Stellen. Die Empfangseinrichtung enthält eine Antenne 41 zum Empfangen der reflektierten Welle von der Straße und einen Verstärker 46. Das Ausgangssignal des Verstärkers 46 wird an einen Subtrahierkreis 45 über einen Absolutkreis 44 angelegt, in dem das Ausgangssignal des Generators in einen absoluten Wert umgewandelt wird.

Um die Sendewelle zu verzögern, damit deren Phase mit der Phase der empfangenen Welle zusammenfällt, w i r'd andererseits das Ausgangssignal des Wellengenerator 42 an einen Phasenschieberkreis 47 angelegt. Der Phasenschieberkreis 47 wird mit Signalen von einem Atmosphärendruckfeststellkreis 48 und einem Temperaturfeststellkreis 49 gespeist, so daß die Phase durch diese Signale korrigiert wird. Das Ausgangssignal des Phasenschieberkreises 47 wird an den Subtrahierkreis 45 über den Absolutkreis

y 44 angelegt. Das Ausgangssignal des Subtrahierkreises 45 wird an e i η e η Komparator 50 über den Absolutkreis 44 angelegt. Der

■*· Komparator 50 vergleicht das Eingangssignal mit einem Bezugswert von einem Bezugsspannungserzeugungskreis 51. Das Ausgangssigna I des Komparators 50 wird an eine Treiberstufe 53 für den Schalter 38 über einen Haltekreis 52 angelegt. Der Haltekreis 52 enthält einen monostabilen Multivibrator 52b, der durch das Ausgangssignal des Komparators 50 betätigt wird, einen Inverter 52c und ein QDER-Verknüpfungsg I ied 52a, das mit den Ausgangssignalen des Komparators und des Inverters gespeist wird. Die Treiberstufe enthält einen Verstärker 53a und einen Transistor 53b zum Erregen eines Elektromagneten 38a zum Betätigen des Schalters 38.

Wenn im Betrieb der Schalter 36 geöffnet wird, um den Elektromagneten 32 zu entregen, wird die Druckkammer 22a der Kupplung 22 entleert, wodurch die Kupplung ausrückt. Das Fahrzeug wird somit durch die beiden Vorderräder angetrieben.

Fig. 4(a) zeigt die Wellenform der ausgesandten Mikrowelle und Fig. 4(b) zeigt die Wellenform der empfangenen Mikrowelle, die

von einer glatten trockenen Straße mit einer Verzögerung & t reflektiert wird. Beim Fahren auf einer schnee- oder wasserbedeckten Straße wird die Amplitude der empfangenen Welle A groß, wie in Fig. 4(c) gezeigt ist, im Vergleich mit der ausgesandten Welle B, was durch die Tatsache verursacht wird, daß die Straße ein hohes Reflexionsvermögen hat. Im Falle einer kiesbedeckten Straße ändert sich die Amplitude der empfangenen Welle C wesentlich, wie Fig. 4Cd) zeigt, da die ausgesandte Welle unregelmäßig an der unebenen Fläche der Straße reflektiert wird. '

Beim Fahren auf einer trockenen Straße hat die ausgesandte Welle im wesentlichen die gleiche Form wie die empfangene Welle. Das AusgangesignaL des Subtrahierkreises 45 ist demgemäß Null, so daß das Ausgangssignal des Komparators 50 sich auf niedrigem Pegel befindet. Beim Fahren auf einer schlüpfrigen Straße erzeugt der Subtrahierkreis 45 Ausgangsimpulse. Fig. 5(a) zeigt ein Beispiel von Eingangsimpulsen B und D des Subtrahierkreises 45. Fig. 5Cb) zeigt das Ausgangssignal Cb) des Abso lutkreises 44 j und einen Bezugswert Vo für den Komparator 50. Auf diese Weise erzeugt der Komparator 50 Impulse Cc), siehe Fig. 5Cc), die das Arbeiten des monostabilen Multivibrators 52b zum Erzeugen eines kontinuierlichen Ausgangssignals veranlassen. Fig. 5Cd) zeigt das Ausgangssignal Cd) des Haltekreises 52. Das Ausgangssignal Cd) wird durch den Verstärker 53a verstärkt, um den Transistor 53b einzuschalten. Der Elektromagnet 38a wird somit erregt, um den Schatter 38 zum Erregen des Elektromagneten 32 zu schließen, so daß das Umschaltventil 27 betätigt wird, um den Kanal 28a mit dem Kanal 28 zu verbinden. Die Kupplung 22 rückt somit ein, wodurch der Vierradantrieb hergestellt wird. Nachdem das Fahrzeug die schlüpfrige Straße passiert hat, geht das Ausgangssignal des Komparators 50 auf einen niedrigen Pegel, wodurch die übertragungsvorrichtung in den Vierradantrieb umgeschaltet wird.

In den Fig. 6a und 6b sind dieselben Teile der Anordnung wie die Teile der Fig. 3a und 3b mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 3a und 3b bezeichnet. Das Ausgangssignal des Generators 42 wird an einen Nullkreuzungsdetektor 61 über ein Filter 60 angelegt. Andererseits wird das Ausgangssignal des Verstärkers 46 an einen Nullkreuzungsdetektor 61a über ein Filter 60a angelegt. Die Ausgangssignale der Nullkreuzungsdetektoren 61 und 61a werden an ein EXKLUSIV-ODER-Verknüpfungsglied 62 angelegt und die AusgangssignaIe des Nullkreuzungsdetektors 61 und des Verknüpfungsglieds 62 werden an ein UND-¹Ve rknüpfungsg I i ed 63 angelegt. Das Ausgangssignal des UND-VerknüpfungsgIieds 63 wird an den Phasenschieberkreis 47 über einen Integrator 64 angelegt. Die sonstige Ausbildung ist dieselbe wie bei der Anordnung der Fig. 3.

Fig. 7(a) bis 7(h) zeigen Wellenformen an den Stellen a bis h in Fig. 6. Die Phase der empfangenen Welle b unterscheidet sich von der Phase der ausgesandten Welle a. Die Phasendifferenz wird durch die Verknüpfungsglieder 62 und 63 bestimmt, siehe Fig. 7(g). Die Impulse g, welche die Phasendifferenz darstellen, werden integriert, siehe Fig. 7(h), und das Ausgangssignal wird an den Phasenschieberkreis 47 angelegt. Der Kreis 47 arbeitet zum Verschieben der Welle a, damit diese phasenmäßig mit der Welle b übereinstimmt.

Bei der Anordnung der Fig. 6 wird die Phasenverschiebung ohne einen Kreis zum Feststellen des atmosphärischen Drucks und einen Kreis zum Feststellen der Temperatur ausgeführt.

ORI(SiMAL

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Claims

7-2 Nishishiη juku 1-chome, Shinjuku-ku, Tokyo, Japan Patentansprüche

1. Anordnung zum Regeln der Leistungsübertragung eines vierradgetriebenen Kraftfahrzeugs mit einem Getriebe zum übertragen der Leistung des Motors auf Hauptantriebsräder des vierradgetriebenen Fahrzeugs, mit einer Kupplung zum übertragen der Leistung auf Hi Ifsantriebsräder und mit Schaltungseinrichtungen zum Betätigen der Kupplung in Übereinstimmung mit Antriebszuständen,

gekennzeichnet durch

Sendeeinrichtungen zum Aussenden einer Hochfrequenzwe I Ie auf

eine Fläche einer Straße auf Stellen vor dem Fahrzeug, ^

Empfangseinrichtungen zum Empfangen der reflektierten Welle, -L

Vergleichseinrichtungen zum Vergleichen der empfangenen Welle mit der ausgesandten Welle und zum Erzeugen eines Ausgangssignals in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Amplituden der beiden Wellen und

Regeleinrichtungen, die auf das Ausgangssignal von den Vergleichseinrichtungen ansprechen, um die Kupplung einzurücken, wenn das Ausgangssignal einen vorbestimmten Wert übersteigt.

2. Anordnung nach Anspruch !,gekennzeichnet durch einen Phasenschieberkreis, um die Phase der empfangenen Welle mit der Phase der ausgesandten Welle in Übereinstimmung zu bringen.

3. Anspruch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtungen einen Subtrahierkreis zum Feststellen der Differenz zwischen den Amplituden beider Wellen und einen Komparator zum Vergleichen der Differenz mit einem vorbestimmten Bezugswert enthalten.