DE3832297C2

DE3832297C2 - Antriebsart-Wählvorrichtung für vierradgetriebene Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3832297C2
Application number: DE3832297A
Authority: DE
Inventors: Tetsurou Hamada; Katsuhiko Masuda; Kazunori Shibuya; Kazuhiko Shimada; Shoji Tokushima
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-09-22
Filing date: 1988-09-22
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2008-09-23
Also published as: FR2620663A1; JPS6483418A; GB2210128B; GB8822303D0; DE3832297A1; US4890686A; GB2210128A; FR2620663B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Steuervorrichtung ist aus der DE 34 34 394 C2 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird in dem Fall, daß bei nicht betätigtem Gaspedal eine Verzögerung des Fahrzeugs einen bestimmten Wert überschreitet, nachdem sich das Fahrzeug zum Beispiel in einem Fahrzustand mit konstanter Geschwindigkeit befunden hat, in dem der Vierradantrieb abgeschaltet ist, der Vierradantrieb zugeschaltet (Fig. 3d). Somit wirkt die Bremswirkung des Antriebsmotors auch auf die Hinterräder des Fahrzeugs. Dies hat jedoch zur Folge, daß die beim Bremsen deutlich geringer belasteten Hinterräder stärker abgebremst werden als die Vorderräder, so daß die Umdrehungsgeschwindigkeit der Hinterräder schneller abnimmt als die Umdrehungsgeschwindigkeit der Vorderräder. Bei zusätzlicher Betätigung des Gaspedals wird der Vierradantrieb wieder abgeschaltet, so daß die Antriebsleistung des Motors nur auf die Vorderräder übertragen wird. Somit wird der Unterschied in der Umdrehungsgeschwindigkeit zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern noch zusätzlich vergrößert. Folgt auf den Verzögerungsvorgang nun wieder ein Beschleunigungsvorgang des Fahrzeugs, so kann der Vierradantrieb erst wieder zugeschaltet werden, wenn sich die Umdrehungsgeschwindigkeiten der Vorder- und Hinterräder wieder aneinander angeglichen haben, so daß ein Stoß beim Zuschalten des Vierradantriebs vermieden wird. Dies führt zu einer Verzögerung beim Zuschalten des Vierradantriebs, welcher sich nachteilig auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs auswirkt.

Die DE 33 45 294 C2 offenbart eine Vorrichtung, bei welcher in dem Falle, daß die Verzögerung des Kraftfahrzeugs einen vorbestimmten Wert überschreitet, der Vierradantrieb zugeschaltet wird, und somit, bei einem normalerweise vorderradangetriebenen Fahrzeug, eine zusätzliche Bremskraft auf die Hinterräder ausgeübt wird. Wird gleichzeitig oder unmittelbar nachfolgend das Gaspedal betätigt, so wird der Vierradantrieb wieder abgeschaltet, so daß wiederum jeweils nur die Räder einer Achse angetrieben werden. Dies kann zu einer deutlich unterschiedlichen Drehzahl zwischen den Rädern der angetriebenen und der nicht angetriebenen Achse führen, so daß ein nachfolgendes Einrücken der Kupplung des Vierradantriebs erst erfolgen kann, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeit der Vorder- und Hinterräder sich im wesentlichen wieder aneinander angeglichen haben. Dies führt wiederum zu einer deutlichen Verzögerung beim Zuschalten des Vierradantriebs, was sich nachteilig auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs auswirkt.

Ferner ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 33 17 242 A1 ein vierradgetriebenes (4WD) Kraftfahrzeug beschrieben, bei dem die Vorder- und Hinterräder im wesentlichen starr über ein Antriebssystem miteinander verbunden sind, das eine Viskofluidkupplung hat. Das Antriebssystem enthält auch eine Kupplung, die zwischen den Vorder- und Hinterrädern angeordnet ist, und welche ausrückbar ist, um die Übertragung der Antriebsleistung auf die Hinterräder zu sperren, wenn das Kraftfahrzeug gebremst wird.

Wenn die Übertragung der Antriebsleistung auf die Hinterräder hierbei gesperrt wird und die Bremse angezogen wird, wird die Verteilung der Bremskräfte auf die Vorder- und Hinterräder während der Fahrt des Fahrzeuges daran gehindert, daß sie sich infolge der begrenzten Differentialleistungsfähigkeit der Viskofluidkupplung ändert.

Bei einigen vierradgetriebenen Kraftfahrzeugen mit Automatikgetriebe, welche eine solche Kupplung haben, sind die Vorderräder direkt mit der Brennkraftmaschine verbunden, und die Antriebsleistung von der Brennkraftmaschine wird über die Kupplung auf die Hinterräder übertragen. Wenn das Fahrpedal bzw. Gaspedal niedergedrückt wird, währenddem das Bremspedal niedergedrückt wird, wird die Bremse angezogen und die Übertragung der Antriebsleistung auf die Hinterräder wird gesperrt. Daher wird die Antriebsleistung nur auf die Vorderräder übertragen, und die Drehzahl der Hinterräder wird stark im Vergleich zu den Vorderrädern verringert, wie dies in Fig. 5 der beiliegenden Zeichnungen verdeutlicht ist. Da noch eine große Differentialdrehung zwischen den Vorder- und Hinterrädern selbst nach dem Loslassen der Bremse vorhanden ist, wenn die Kupplung eine Klauenkupplung ist, kann die Klauenkupplung infolge dieser unterschiedlichen Drehung bzw. Differentialdrehung nicht unmittelbar eingerückt werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Steuervorrichtung derart weiterzubilden, daß das Zuschalten des Vierradantriebes stets zeitlich unverzögert und stoßfrei erfolgt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine gattungsgemäße Steuereinrichtung zuerst das Signal des Fahrpedaldetektors abfragt und im Falle eines betätigten Fahrpedals ein Einrücksignal an die Kupplungseinrichtung abgibt und nur im Falle eines unbetätigten Fahrpedals sodann das Signal eines Bremspedaldetektors abfragt und bei betätigtem Bremspedal ein Ausrücksignal, bei unbetätigtem Bremspedal ein Einrücksignal an die Kupplungseinrichtung abgibt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Steuervorrichtung für ein vierradgetriebenes Fahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine Steuervorrichtung für ein vierradgetriebenes Fahrzeug gemäß einer Ausführungsvariante,

Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Steuerungsablaufes für das Einrücken und Ausrücken einer Kupplung bei der Steuervorrichtung in Abhängigkeit von dem Anziehen einer Bremse und der Betätigung eines Fahrpedals bzw. Gaspedals,

Fig. 4 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Art und Weise, mit der die Geschwindigkeiten der Vorder- und Hinterräder sich zeitabhängig ändern, wenn die Kupplung durch den Steuerungsablauf nach Fig. 3 gesteuert wird, wobei insbesondere der Zustand verdeutlicht wird, nachdem die Kupplung durch das Anziehen der Bremse ausgedrückt ist und bis die Kupplung durch die Betätigung des Fahrpedals eingerückt wird, und

Fig. 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Art und Weise, mit der sich die Geschwindigkeiten der Vorder- und Hinterräder zeitabhängig ändern, wenn die Kupplung von einer im Stand der Technik üblichen Steuervorrichtung gesteuert wird.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche Teile mit demselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Antriebsart-Wählvorrichtung (=Steuervorrichtung) für ein vierradgetriebenes Fahrzeug. Das vierradgetriebene Kraftfahrzeug hat eine Antriebswellenanordnung 10, die in Längsrichtung etwa durch den Mittelteil des Kraftfahrzeugs verläuft und eine erste Antriebswelle 5, eine zweite Antriebswelle 6 und eine dritte Antriebswelle 7 umfaßt. Die erste Antriebswelle 4 in einem vorderen Teil der Antriebswellenanordnung 10 ist betriebsmäßig mit einer Abtriebswelle 2 einer Antriebsenergiequelle 1 verbunden, die eine Brennkraft maschine und ein Getriebe unter Zwischenschaltung einer Kupplung, wie einer Federeinrichtung aufweist, die Kegelräder 3, 4 hat, so daß die Antriebsleistung von der Antriebsenergiequelle 1 über die Kupplung auf die erste Antriebswelle 5 übertragen werden kann. Die vordere Antriebswelle 5 hat ein vorderes Ende, das mit einer Vorderradantriebseinrichtung oder einer Vorder radachsantriebseinrichtung verbunden ist. Die Vorder radantriebseinrichtung weist ein vorderes Differential 11 auf, das mit dem vorderen Ende der ersten Antriebs welle 5 verbunden ist, und zwei Antriebsachsen 12, die in Drehrichtung von dem vorderen Differential 11 weg laufen und jeweils mit Vorderrädern 13 verbunden sind.

Das hintere Ende der ersten Antriebswelle 5 ist über eine Viskofluidkupplung 8, die als ein Zentral differential dient, mit der zweiten Antriebswelle 6 verbunden. Die zweite Antriebswelle 6 hat ein hinteres Ende, das mit der dritten Antriebswelle 7 über eine Kupplungseinrichtung verbunden ist, die eine Betäti gungseinrichtung enthält, die beim dargestellten Bei spiel von einer Klauenkupplung 9 gebildet wird. Das hintere Ende der dritten Antriebswelle 7 ist mit einer Hinterradantriebseinrichtung oder einer Hinterradachs antriebseinrichtung verbunden. Die Hinterradantriebs einrichtung weist ein hinteres Differential 14 und zwei Antriebsachsen auf, die quer von dem Differential 14 abgehen und jeweils mit den Hinterrädern 16 verbunden sind. Das Kraftfahrzeug hat auch ein Bremspedal 17 und ein Gaspedal bzw. Fahrpedal 18.

Die Antriebswellenanordnung 10 und die Antriebsquelle 1 zur Übertragung der Antriebsenergie auf die Antriebs wellenanordnung 10 über die Getriebeeinrichtung bilden in Verbindung miteinander ein Antriebssystem zum An treiben der Vorderrad- und Hinterradantriebseinrich tungen, d. h. der Vorder- und Hinterräder 13, 16. Die Antriebsart-Wählvorrichtung enthält eine Steuerein richtung, die einen Rechner (CPU) 21 aufweist, der an dem Kraftfahrzeug angebracht ist. Dem Rechner 21 wird ein Detektionssignal B von einer Bremsbetätigungs- Detektiereinrichtung 22 zugeleitet, die dem Bremspedal 17 zur Feststellung des Anziehens der Bremse zugeordnet ist, und ein Detektionssignal A einer Fahrpedal-Be tätigungseinrichtung 23 zugeführt, das dem Fahrpedal 18 zur Feststellung des Betätigens des Fahrpedals zuge ordnet ist. Der Rechner 21 steuert das Einrücken und Ausrücken der Klauenkupplung 9, basierend auf den Detektionssignalen A, B.

Beim Arbeiten nach Fig. 3 bestimmt der Rechner 21 in einem Schritt P1, ab das Beschleunigungssignal A AUS ist oder nicht. Wenn das Signal A AUS ist, dann wird die Steuerung mit einem Schritt P2 fortgesetzt. Wenn das Signal A EIN ist, dann hält der Rechner 21 die Klauenkupplung 9 im eingerückten Zustand. Im Schritt P2 wird bestimmt, ob das Bremssignal B EIN ist oder nicht. Wenn das Bremssignal B EIN ist, d. h. die Bremse angezogen ist, dann gibt der Rechner 21 ein Signal in einem Schritt P3 ab, um die Klauenkupplung 9 auszu rücken. Wenn das Bremssignal B AUS ist, hält der Rechner 21 die Klauenkupplung 9 im eingerückten Zustand.

Wenn daher die Bremse angezogen ist und das Fahrpedal nicht betätigt wird, wird die Klauenkupplung 9 ausge rückt, um lediglich die Vorderräder 13 anzutreiben. Wenn andererseits beispielsweise die Bremse angezogen wird und das Fahrpedal betätigt wird, bleibt die Klauen kupplung 9 ohne ein Ausrücken im eingerückten Zustand, um zu ermöglichen, daß das Kraftfahrzeug im Allradbe trieb fahren kann, bei dem die Vorder- und Hinterräder 13, 16 im wesentlichen starr miteinander über die Visko fluidkupplung 8 verbunden sind, die in dem Antriebs system zwischen dem Vorderrad- und Hinterradantriebs einrichtungen angeordnet ist.

Wenn entsprechend dem vorstehend erläuterten Steuerungs ablauf des Einrückens und Ausrückens der Klauenkupplung das Bremspedal 17 zuerst niedergedrückt wird, um die Klauenkupplung auszurücken und dann das Fahrpedal 18 niedergedrückt wird, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, und hierbei das Kraftfahrzeug fährt, wird die Klauen kupplung 9 wiederum eingerückt, um das Antriebssystem gleichmäßig auf den Allradbetrieb zurückzuführen.

Wenn insbesondere das Fahrpedal betätigt und die Bremse angezogen wird, wird die Klauenkupplung 9 ausgerückt. Die Verteilung der Bremskräfte auf die Vorder- und Hinterräder wird im allgemeinen derart gewählt, daß stärkere Bremskräfte auf die Vorderräder als auf die Hinterräder wirken. Wenn daher das fahrende Kraftfahr zeug gebremst wird, wird die Drehgeschwindigket der Vorderräder schneller als die Drehgeschwindigkeit der Hinterräder gesenkt. Wenn das Fahrpedal 18 niederge drückt wird und zugleich das Bremspedal 17 niederge drückt wird, erfolgt wiederum eine Beschleunigung und der Rechner 21 erzeugt ein Signal, um die Klauenkupp lung 9 einzurücken. Wenn die Differentialdrehung zwi schen den Vorder- und Hinterrädern zu diesem Zeitpunkt gering ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, kann die Klauenkupplung 9 leicht eingerückt werden. Folglich kann die üblicherweise festgestellte Verzögerung bei der Rückführung des Antriebssystems zu dem Allrad betrieb zur Beschleunigung des Kraftfahrzeugs vermieden werden, nachdem es zuvor abgebremst worden ist.

Bei der Ausbildungsform nach der Fig. 1 wird die Visko fluidkupplung 8 als ein Mitteldifferential in der Antriebswellenanordnung 10 genutzt. Gemäß einer Aus führungsvariante nach Fig. 2 jedoch, ist ein Antriebs system 20 angegeben, das keine Viskofluidkupplung 8 hat, und die zweite Antriebswelle 6 und das hintere Differen tial 14 (Fig. 1) sind durch eine Viskofluidkupplung 19 ersetzt, so daß ein Mitteldifferential in doppelter Form vorgesehen ist.

Die Detektiereinrichtungen 22, 23 können an irgend welchen geeigneten Stellen vorgesehen sein, sie brau chen nicht an den in den Zeichnungen dargestellten Stellen angeordnet zu sein. Die Erfindung bezieht sich auch auf Vierradantriebe, bei denen die Hinterräder Antriebsräder und die Vorderräder getriebene Räder sind.

Bei dem vorstehend beschriebenen vierradgetriebenen Kraftfahrzeug nach der Erfindung mit der Klauenkupplung, die im Antriebssystem vorgesehen ist, welches die Vorder- und Hinterräder im wesentlichen starr nur dann verbindet, wenn das Detektionssignal von der Brems anzugs-Detektiereinrichtung EIN ist, und das Detek tionssignal von der Fahrpedalbetätigungs-Detektier einrichtung AUS ist, kann die Klauenkupplung ausge rückt werden und ansonsten wird die Klauenkupplung an einem Ausrücken gehindert oder sie bleibt im eingerück ten Zustand. Wenn daher das Bremspedal und das Be schleunigungspedal gleichzeitig bei einem 4WD-Kraft fahrzeug mit automatischem Getriebe niedergedrückt werden, bei dem die Vorderräder direkt mit der Brenn kraftmaschine verbunden sind und die Antriebsleistung auf die Hinterräder über die Klauenkupplung übertragen wird, bleibt das Kraftfahrzeug im Allradbetrieb, bei dem die Vorder- und Hinterräder miteinander im wesent lichen starr verbunden sind. Wenn nun die Bremse ange zogen wird und hierbei das Fahrzeug fährt, wird die Kupplung ausgerückt, um zu verhindern, daß sich die Verteilung der Bremskräfte auf die Vorder- und Hinter räder ändert. Wenn darüber hinaus das Fahrpedal an schließend niedergedrückt wird und das Bremspedal niedergedrückt bleibt, wird das Antriebssystem gleich förmig in den Allradbetrieb zurückgeführt.

Obgleich voranstehend bevorzugte Ausbildungsformen nach der Erfindung beschrieben wurden, ist die Erfin dung selbstverständlich nicht auf die speziellen Einzelheiten beschränkt. Die bevorzugten Ausführungs beispiele dienen nur zu Erläuterungszwecken.

Zusammenfassend gibt die Erfindung eine Antriebsart- Wählvorrichtung für ein vierradgetriebenes Kraftfahr zeug an, welche ein Antriebssystem zum Antreiben einer ersten Achsantriebseinrichtung und einer zweiten Achsantriebseinrichtung, eine Kupplung zum wahlweisen starren Verbinden der ersten und zweiten Achsantriebs einrichtung über das Antriebssystem zur Übertragung eines relativen Drehmoments zwischen den ersten und zweiten Achsantriebseinrichtungen und zum Abkuppeln der ersten und zweiten Achsantriebseinrichtungen, eine Bremsbetätigungs-Detektiereinrichtung zum Feststellen der Betätigung einer Bremse des Kraftfahrzeugs, eine Fahrpedalbetätigungs-Detektiereinrichtung zum Fest stellen der Betätigung eines Fahrpedals des Kraftfahr zeugs und eine Steuereinrichtung enthält, die auf die detektierten Signale von der Bremsbetätigungs-Detek tiereinrichtung und von der Fahrpedalbetätigungs- Detektiereinrichtung anspricht, um ein Ausrücksignal an die Kupplungseinrichtung anzulegen und die ersten und zweiten Achsantriebseinrichtungen abzukuppeln, wenn die Detektionssignale angeben, daß die Bremse betätigt ist und das Fahrpedal nicht betätigt ist.

Claims

1. Steuervorrichtung zur automatischen Zu- und Abschaltung der zweiten Achse eines vierradgetriebenen Kraftfahrzeugs mit Automatikgetriebe, welches weiterhin aufweist:

- Antriebseinrichtungen zum Antreiben einer ersten und einer zweiten Fahrzeugachse,
- eine Kupplungseinrichtung zum wahlweisen Verbinden (Einrücken) und Trennen (Ausrücken) der Antriebseinrichtungen der ersten und der zweiten Fahrzeugachse miteinander,
- einen Bremspedaldetektor zur Feststellung der Betätigung eines Bremspedals des Fahrzeugs,
- einen Fahrpedaldetektor zur Feststellung der Betätigung eines Fahrpedals des Fahrzeugs, und
- eine Steuereinrichtung, welche auf die Signale des Bremspedaldetektors und des Fahrpedaldetektors anspricht, um die Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit von Fahrbedingungen wahlweise ein- und auszurücken,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (21) zuerst das Signal des Fahrpedaldetektors (23) abfragt und im Falle eines betätigten Fahrpedals ein Einrücksignal an die Kupplungseinrichtung (9) abgibt und nur im Falle eines unbetätigten Fahrpedals (18) sodann das Signal des Bremspedaldetektors (22) abfragt und bei betätigtem Bremspedal (17) ein Ausrücksignal, bei unbetätigtem Bremspedal (17) ein Einrücksignal an die Kupplungseinrichtung (9) abgibt.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebssystem des Kraftfahrzeugs eine Antriebsenergiequelle (1), welche wenigstens eine Brennkraftmaschine und ein Getriebe zum Erzeugen einer Antriebsleistung enthält, eine Antriebswellenanordnung (4, 5, 6, 7), die mit der Abtriebsenergiequelle (1) verbunden ist und gegenüberliegende Enden hat, die mit den Antriebseinrichtungen (11, 14, 19) zum Antreiben der ersten und zweiten Fahrzeugachse (12, 15) verbunden sind und eine Viskosefluidkupplung (8) aufweist, die in der Antriebswellenanordnung (4, 5, 6, 7) angeordnet ist, und daß die Kupplungseinrichtung eine Klauenkupplung (9) ist, die in der Antriebswellenanordnung (4, 5, 6, 7) angeordnet ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtungen zum Antreiben der ersten und zweiten Fahrzeugachse Differentiale (11, 14) sind.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung zum Antreiben der ersten Fahrzeugachse (12) ein Differential (11) ist und als Antriebseinrichtung zum Antreiben der zweiten Fahrzeugachse (15) eine Viskosefluidkupplung (19) vorgesehen ist.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsenergiequelle (1) mit der ersten Fahrzeugachse (12) starr verbunden und mit der zweiten Fahrzeugachse (15) über die Klauenkupplung (9) verbunden ist.