DE3721622C2 - Antriebsanordnung fuer ein vierradgetriebenes kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein vierradgetriebenes Kraftfahrzeug mit selbsttätiger Umschaltung von Zweiradantrieb auf den Vierradantrieb in Abhängigkeit vom Schlupf der beiden dauernd angetriebe­ nen Räder.

Es ist bereits bekannt, den Schlupf der beiden dauernd angetriebenen Räder durch Drehzahlvergleich dieser dauernd angetriebenen Räder mit den fallweise zuschaltbaren Rädern zu bestimmen und dann bei erhöhtem Schlupf der dauernd angetriebenen Räder die Umschaltung auf Vierrad­ antrieb vorzunehmen (FISITA Belgrad 2.-6. Juni 1986, Proceedings, Band 2, Seiten 277-283). Ist auf Vierrad­ antrieb umgeschaltet, so müssen die zugeschalteten Räder in kurz aufeinanderfolgenden Abständen mechanisch vom Antrieb getrennt werden, um jeweils erneut durch Drehzahl­ vergleich der dauernd angetriebenen Räder mit den zuschalt­ baren Rädern festzustellen, ob der Schlupf der dauernd angetriebenen Räder noch so groß ist, daß sich der Vier­ radantrieb rechtfertigt. Ohne diese mechanische Trennung vom Antrieb ist ja keine Drehzahldifferenz zwischen den dauernd angetriebenen und den zuschaltbaren Rädern vor­ handen, es sei denn, es wäre im Antriebsstrang zu den zuschaltbaren Rädern im Ausgleichgetriebe oder eine Flüssigkeitsreibungskupplung eingebaut. Das kurz auf­ einanderfolgende Zu- und Abschalten der zuschaltbaren Räder stellt besondere Anforderungen an die Trennkupplung, und ein Ausgleichgetriebe od. dgl. erhöht den technischen Aufwand und ist in manchen Fällen nicht gerechtfertigt.

Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und die eingangs geschilderte Antriebsanordnung so zu verbessern, daß sich bei vergleichs­ weise einfacher Konstruktion ein häufiges Umschalten vom Vierrad- auf Zweiradantrieb und umgekehrt zu Meßzwecken bzw. zum Drehzahlvergleich erübrigt.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß mit Hilfe zweier je einem der beiden dauernd ange­ triebenen Räder zugeordneten Sensoren die Drehzahldifferen­ zen dieser Räder gebildet und einem Rechner zugeleitet werden, der die in der Zeiteinheit auftretenden Drehzahl­ differenzen zu einer Verteilungskurve verarbeitet und letztere mit einer eingespeicherten gleichartigen Grenz­ kurve für einen minimalen Straßenreibbeiwert vergleicht, wobei der Antrieb mittels eines dem Rechner nachgeschalteten Stellgliedes auf Vierradantrieb umschaltbar ist, wenn der Vergleich eine größere Häufigkeit der auftretenden Dreh­ zahldifferenzen als die Grenzkurve ergibt.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß während jeder Fahrt in der Zeiteinheit Drehzahldifferenzen zwischen den beiden dauernd angetriebenen Rädern auftreten, daß die Häufigkeit dieser Drehzahldifferenzen aber auf trockener Fahrbahn mit hohem Straßenreibbeiwert wesentlich geringer ist als beispielsweise auf nasser Fahrbahn mit geringerem Reibbeiwert, d. h. mit erhöhtem Schlupf. Die im Rechner gespeicherte Grenzkurve stellt nun eine empirisch ermittelte Verteilungskurve für Fahrverhältnisse dar, unter denen der Schlupf einen Grenzwert einnimmt, bei dem gerade noch ohne Zuschalten der beiden anderen Räder gefahren werden kann. Erhöht sich aber die Häufigkeit der Drehzahl­ differenzen in der Zeiteinheit über das durch die im Rechner eingespeicherte Grenzkurve vorbestimmte Maß, so ist dies ein Zeichen dafür, daß ein vergrößerter Schlupf an den dauernd angetriebenen Rädern auftritt und daher die Umschaltung auf Vierradantrieb zu erfolgen hat. Es bedarf also keines Vergleiches der Drehzahl der dauernd ange­ triebenen Räder mit jener der zuschaltbaren Räder, und es erübrigt sich auch daher eine häufige Unterbrechung des Vierradantriebes zu Meßzwecken. Sinkt die Häufigkeit der Drehzahldifferenzen in der Zeiteinheit unter die sich aus der Grenzkurve ergebenden Werte, so wird wieder auf Zweiradantrieb umgeschaltet, da eine Verringerung der Drehzahldifferenzen in der Zeiteinheit einem verringerten Schlupf gleichzusetzen ist.

Es ist selbstverständlich, daß sich bei Vierradan­ trieb andere Fahrverhältnisse als bei Zweiradantrieb er­ geben, was sich in vorteilhafter Weise in einer anders ge­ stalteten Grenzkurve ausdrücken müßte. Um dies zu erreichen, ist dem Rechner eine zweite, sich aber hinsichtlich der Umschaltung von Vier- auf Zweiradantrieb auswirkende Grenz­ kurve eingespeichert. Mit dieser zweiten Grenzkurve werden dann also die Werte bestimmt, bei deren Erreichung die Rückschaltung von Vierrad- auf Zweiradantrieb erfolgt.

Es kann auf Grund der technischen Gegebenheiten der Fall eintreten, daß die eingespeicherte Grenzkurve bzw. die eingespeicherten Grenzkurven nicht für alle Getriebestufen des Schaltgetriebes des Kraftfahrzeuges optimal sind. Es ist daher gegebenenfalls vorteilhaft, wenn dem Rechner für jede Getriebestufe des Schaltgetriebes des Kraftfahrzeuges zwei beispielsweise durch Vergleich der Motordrehzahl mit der Getriebeabtriebsdrehzahl aus­ wählbare Grenzkurven eingespeichert sind.

Bekanntlich treten beim Kurvenfahren an den beiden Rädern einer Achse verschiedene Drehzahlen auf, ohne daß diese Drehzahldifferenzen durch verschiedene Straßenreib­ beiwerte bedingt wären. Um dieser Tatsache, insbesondere beim Befahren längerer Kurven, Rechnung zu tragen, kann ein mit dem Rechner verbundener Sensor für den Lenkwinkel vorgesehen und die Grenzkurven in Abhängig­ keit vom Lenkwinkel variierbar sein oder das Stellglied bei Erreichen eines vorbestimmten Lenkwinkels seinen Schaltzustand vom Rechner unbeeinflußt beibehalten.

Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel das Schema einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung.

Vom Motor 1 werden über eine Fahrkupplung 2 und ein Geschwindigkeitswechselgetriebe 3 sowie über ein Ausgleichsgetriebe 4 die Vorderräder 5 eines Kraft­ fahrzeuges ständig angetrieben. Ein Antriebsstrang 6 führt zum Ausgleichgetriebe 7, von dem die Hinterräder 8 angetrieben werden. Im Antriebsstrang 6 ist eine Kupplung 9 zum Umschalten von Zweiradantrieb auf Vierradantrieb ein­ gebaut, die von einem Stellglied 10 betätigt wird. Dem Stellglied 10 ist ein Rechner 11 vorgeordnet, dem verschiedene, von Sensoren gelieferte Daten eingegeben werden. Den beiden Vorderrädern 5 sind zwei Sensoren 12 zugeordnet, die die Drehzahldifferenzen dieser Räder 5 bilden bzw. dem Rechner zuleiten. Zur Bestimmung, welche Getriebestufe im Schalt­ getriebe 3 eingelegt ist, dienen zwei Sensoren 13, die die Motordrehzahl mit der Getriebeabtriebsdrehzahl ver­ gleichen. Schließlich ist ein Sensor 14 für den Lenk­ winkel vorgesehen.

Claims (4)

1. Antriebsanordnung für ein vierradgetriebenes Kraftfahrzeug mit selbsttätiger Umschaltung von Zweirad­ antrieb auf den Vierradantrieb in Abhängigkeit vom Schlupf der beiden dauernd angetriebenen Räder, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit Hilfe zweier je einem der beiden dauernd angetriebenen Räder (5) zugeordneten Sensoren (12) die Drehzahldifferenzen dieser Räder (5) gebildet und einem Rechner (11) zugeleitet werden, der die in der Zeiteinheit auftretenden Drehzahldifferenzen zu einer Verteilungskurve verarbeitet und letztere mit einer eingespeicherten gleich­ artigen Grenzkurve für einen minimalen Straßenreibbeiwert vergleicht, wobei der Antrieb mittels eines dem Rechner (11) nachgeschalteten Stellgliedes (10) auf Vierradantrieb um­ schaltbar ist, wenn der Vergleich eine größere Häufigkeit der auftretenden Drehzahldifferenzen als die Grenzkurve ergibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rechner (11) eine zweite, sich aber hinsichtlich der Umschaltung von Vier- auf Zweiradantrieb auswirkende Grenz­ kurve eingespeichert ist.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Rechner (11) für jede Getriebestufe des Schaltgetriebes (3) des Kraftfahrzeuges zwei beispiels­ weise durch Vergleich der Motordrehzahl mit der Getriebe­ abtriebsdrehzahl auswählbare Grenzkurven eingespeichert sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Rechner (11) verbundener Sensor (14) für den Lenkwinkel vorgesehen ist und die Grenzkurven in Abhängigkeit vom Lenkwinkel variierbar sind oder das Stellglied (10) bei Erreichen eines vorbe­ stimmten Lenkwinkels einen Schaltzustand zum Rechner (11) unbeeinflußt beibehält.