DE4011214C2 - Steuerungsanordnung zur Verteilung des Antriebsdrehmomentes eines Motors auf die Räder eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsanordnung zur Verteilung des An­ triebsdrehmomentes auf die Räder eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine entsprechende Steuerungsanordnung ist aus DE 36 31 180 A1 bekannt.

Die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung JP 63-203421 A zeigt eine herkömm­ liche Steuerungsanordnung zur Verteilung des Antriebsdrehmomentes. Nach dieser herkömmlichen Steuerungsanordnung wird die Eingriffskraft einer Übertragungskupp­ lung zur Erhöhung der Antriebskraft, die auf die Vorderräder übertragen wird, in Ab­ hängigkeit von einer Drehzahldifferenz zwischen Vorder- und Hinterrädern erhöht, wenn ein Schlupf der Antriebsräder während einer Beschleunigung oder der Bewe­ gung auf einer Straße mit niedrigem Bodenhaftungskoeffizienten auftritt.

Diese herkömmliche Steuerungsanordnung arbeitet in einer Weise, in der das zur Steuerung der Übertragungskupplung vorgesehene Steuersignal nach Maßgabe einer Funktion der Drehzahldifferenz zwischen Vorder- und Hinterrädern gebildet wird. Die Steuerungsanordnung arbeitet permanent nach ein und derselben Steuerungsart, un­ abhängig von den Betriebsbedingungen des Fahrzeuges. Wenn beispielsweise ein Gaspedal rasch niedergedrückt wird, um das Fahrzeug stark zu beschleunigen, wird das an die Hinterräder angelegte Antriebsdrehmoment stark erhöht. Die Hinterräder können dabei durchdrehen. Das herkömmliche System kann in diesem Fall die Kupp­ lungseingriffskraft der Übertragungskupplung nicht erhöhen, bis die erfaßte Dreh­ zahldifferenz zwischen Vorder- und Hinterrädern sich tatsächlich erhöht hat. Bei ei­ nem starken Beschleunigen kann das herkömmliche System ein Durchdrehen der Räder nicht ausreichend verhindern und die zur Verfügung stehende Leistung wird nicht vollständig genutzt. Der hierbei letztendlich auftretende zeitliche Verzug der Steuervorrichtung wird weiter erhöht durch die erforderliche Zeitspanne zur Erfassung der Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern sowie durch die träge Antwortcharakteristik einer hydraulischen Einheit.

Außerdem betreibt das herkömmliche System die Übertragungskupplung in einem Zustand erhöhter Antriebskraft stets in einem Schlupf-Eingriffszustand, so daß die Übertragungskupplung einem beträchtlichen Verschleiß unterworfen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Eingriffskraft der Drehmomentverteilungs­ einrichtung auf günstigere Weise den momentanen Betriebsbedingungen eines Kraft­ fahrzeuges angepaßt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Steuerungsanordnung mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die Drehmomentverteilungseinrichtung umfaßt eine Primärantriebseinrichtung zum Übertragen eines Antriebsdrehmomentes von einem Motor des Fahrzeuges auf die primär angetriebenen Räder des Fahrzeuges sowie eine Sekundärantriebseinrichtung zum Übertragen eines Antriebsdrehmomentes von dem Motor auf die sekundär ange­ triebenen Räder des Fahrzeuges durch eine Drehmomentverteilungskupplung, die in der Lage ist, das Antriebsdrehmoment, das an die sekundär angetriebenen Räder an­ gelegt wird, in Abhängigkeit von einem Steuersignal zu verändern. Die Hauptantriebs­ räder können die Hinterräder sein und die sekundär angetriebenen Räder können die Vorderräder des Fahrzeuges sein.

Eine erste Sensoreinrichtung hat die Funktion, eine Drehzahldifferenz zwischen einer Primärdrehzahl der primär angetriebenen Räder und einer Sekundärdrehzahl der se­ kundär angetriebenen Räder zu bestimmen. Eine zweite Sensoreinrichtung hat die Aufgabe, den momentanen Betriebszustand des Motors zu erfassen. Dieser Motorbe­ triebszustand umfaßt den Zustand des Motorsystems des Kraftfahrzeuges einschließ­ lich seines Beschleunigungssystems ist. Eine dritte Sensoreinrichtung hat die Funkti­ on, die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeuges zu erfassen.

Die Steuerungsanordnung ist gestaltet, um ein Steuersignal zu erzeugen, um eine Kupplungseingriffskraft der Drehmomentverteilungskupplung durch Verarbeiten der Signale der ersten, zweiten und dritten Sensoreinrichtung zu steuern. Die Steue­ rungsanordnung umfaßt ein erstes Steuerglied, um die Kupplungseingriffskraft der Drehmomentverteilungskupplung in Abhängigkeit von der Raddrehzahldifferenz zu steuern und ein zweites Steuerglied zum Steuern der Kupplungseingriffskraft in Ab­ hängigkeit von dem Motorzustand, der durch die zweite Sensoreinrichtung erfaßt wird, wenn das Motorsystem sich in einem bestimmten Zustand zur Beschleunigung des Fahrzeuges befindet und wenn gleichzeitig die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als ein bestimmter Geschwindigkeitsgrenzwert.

Weitere, bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Un­ teransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Steuerungsanordnung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit Allradantrieb, aus­ gerüstet mit einem Drehmomentverteilungs-Steuersystem nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 ein Blockdiagramm, das eine Steuereinheit des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 verdeutlicht,

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm, um ein Steuerungsverfahren nach dem Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung zu erläutern,

Fig. 5 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Kupplungseingriffs­ kraft Tm und einer Beschleuniger- bzw. Drosselöffnung A zeigt, verwen­ det in dem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 ein Diagramm, das eine Steuerungskennlinie zeigt, die in einer ersten Steuerungsart in dem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfin­ dung verwendet wird.

Fig. 1 zeigt zum leichteren Verständnis ein Ausführungsbeispiel der Steuerungsan­ ordnung nach der vorliegenden Erfindung. In dem Beispiel, das in Fig. 1 gezeigt ist, enthält die Drehmomentverteilungseinrichtung eine Primärantriebseinrichtung 102 zum Übertragen des Antriebsdrehmomentes des Motors 101 auf die primär angetrie­ benen Räder 103 und die Sekundärantriebseinrichtung 104 zum Übertragen des An­ triebsdrehmoments auf die sekundär angetriebenen Räder 105 durch die Kupplung 106. Die erste, zweite und dritte Sensoreinrichtung 107, 108 und 109 sind mit einer Steuereinheit 110 verbunden, die eine erste Steuereinrichtung oder Steuerteil 111 und eine zweite Steuereinrichtung oder Steuerteil 112 enthält. Die Steuereinheit 110 nach diesem Ausführungsbeispiel enthält außerdem eine Wahleinrichtung 113, um wahl­ weise eines der beiden Steuerteile zu veranlassen bzw. es einem der Steuerteile zu gestatten, die Kupplungseingriffskraft zu steuern, um entweder eine erste Steue­ rungsart durch das erste Steuerteil oder eine zweite Steuerungsart durch das zweite Steuerteil einzurichten. Die Wahleinrichtung 113 kann in verschiedenen Weisen ver­ bunden sein. Zum Beispiel kann die Wahleinrichtung 113 mit dem zweiten Steuerteil 112 oder der Steuersignal-Erzeugungseinrichtung 114 verbunden sein oder sie kann zwischen der ersten und zweiten Sensoreinrichtung 107 und 108 und dem ersten und zweiten Steuerteil 111 und 112 eingesetzt sein. Die Steuersignal- Erzeugungseinrichtung 114 erzeugt das Steuersignal in Abhängigkeit von einem der Ausgangssignale des ersten und zweiten Steuerteiles 111 und 112.

Wenn das Gaspedal plötzlich niedergedrückt wird, um das Fahrzeug zu beschleuni­ gen, kann das zweite Steuerteil 112 sofort die Kupplungseingriffskraft erhöhen, bevor eine Zunahme der Raddrehzahldifferenz erfaßt ist. Daher kann die Steuerungsanord­ nung ein Durchdrehen der primär angetriebenen Räder vermeiden und die Standzeit und Dauerhaftigkeit der Drehmomentverteilungskupplung wird erhöht.

In den Fig. 2 bis 6 sind weitere Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels der vorlie­ genden Erfindung dargestellt.

Fig. 2 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, das sowohl mit einer Drehmomentverteilungs-Steuerungsanordnung (Antriebskraftverteilungs- Steuersystem) als auch mit einem Antiblockierungs-Allrad-Bremssteuersystem (Radschlupf-Bremssteuersystem) ausgerüstet ist.

Das Fahrzeug hat ein Antriebssystem, das einen Motor 1, ein Getriebe 2, eine Über­ trager-Eingangswelle 3, eine hintere Kardanwelle 4, ein hinteres Differential 5, Hinter­ räder 6, eine Übertrager-Abtriebswelle 7, eine vordere Kardanwelle 8, ein vorderes Differential 9, Vorderräder 10 und einen Übertrager 11 enthält. In diesem Ausfüh­ rungsbeispiel sind die Hinterräder 6 die primär angetriebenen Räder und die Vorder­ räder 10 die sekundär angetriebenen Räder. Von dem Getriebe 2 wird das Motor­ drehmoment auf die Hinterräder 6 durch einen Hinterrad-Antriebsstrang übertragen, der als primäre Antriebseinrichtung zum Übertragen des Motordrehmomentes direkt auf die primär angetriebenen Räder dient und das Motordrehmoment wird auf die Vorderräder 10 über einen Frontantriebsstrang übertragen, der als sekundäre An­ triebseinrichtung dient und der eine Drehmoment-Verteilerkupplung (oder eine Über­ tragungskupplung) aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Drehmomentvertei­ lungskupplung als Fluid-Reibscheibenkupplung ausgebildet. Daher wird das Motor­ drehmoment direkt auf die Hinterräder 6 übertragen. Andererseits wird das Motor­ drehmoment auf die Vorderräder 10 durch die Drehmomentverteilerkupplung übertra­ gen, die in der Lage ist, kontinuierlich das Drehmoment, das auf die Vorderräder übertragen wird, zu verändern und auch vollständig die Vorderräder 10 vom Motor 1 antriebsmäßig abzutrennen.

Die Steuerungsanordnung enthält außerdem ein Hydrauliksystem 20 zur Erzeugung eines Steueröldruckes Pc, der an die Verteilerkupplung angelegt wird, eine Gruppe verschiedener Sensoren 30, eine Steuereinheit C/U und eine Alarmanzeigevorrich­ tung 50. Die Steuereinheit C/U erzeugt ein Antriebsstromsignal I_ets für eine Magnet­ spule in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Sensoren 30 und steuert die Kupplungseingriffskraft der Drehmomentverteilerkupplung des Übertragers 11 durch Anlegen des Magnetspulen-Antriebssignales an ein Magnetspulenventil 28 des Hydrauliksystems 20. Das Hydrauliksystem 20 enthält einen Schalter 21, einen Motor 22, einen Ölreservoirtank 23, eine Öldruckpumpe 24, ein Rückschlagventil 25, einen Speicher 26 und das vorerwähnte Magnetspulenventil 28. Der Motor 22 wird durch den Entlastungsschalter 21 ein- und ausgeschaltet und treibt die Ölpumpe 24 an, die das Öl von dem Reservoirtank 23 ansaugt. Der Öldruck, der von der Pumpe 24 abgegeben wird (primärer Öldruck), wird durch das Rückschlagventil 24 angelegt und in dem Speicher 26 gespeichert. Das Magnetspulenventil 28 nimmt einen System- oder Leitungsdruck (sekundärer Öldruck) von dem Speicher 26 auf und erzeugt den Steueröldruck Pc in Abhängigkeit von dem Anregungsstromsignal Iets für die Magnetspule, abgegeben von der Steuereinheit C/U. Der Steueröldruck Pc wird über eine Ölleitung 29 an die Drehmomentverteilungskupplung des Übertragers 11 gelegt. Auf diese Weise kann die Steuereinheit C/U kontinuierlich die Eingriffskraft der Drehmomentverteilerkupplung verändern.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, enthält eine Sensorgruppe 30 nach diesem Ausführungsbeispiel einen Drehzahlsensor 30a für das vordere linke Rad zur Erfassung der Anzahl der Umdrehungen Nfl des linken Vorderrades 10, einen Drehzahlsensor 30b für das rechte Vorderrad zur Erfassung der Anzahl der Umdrehungen Nfr des rechten Vorderrades 10, einen Hinterrad-Drehzahlsensor 30c für ein linkes Hinterrad zur Erfassung der Anzahl der Umdrehungen Nrl des linken Hinterrades 6, einen Hinterrad-Drehzahlsensor 30d für das rechte Hinterrad, zur Erfassung der Anzahl der Umdrehungen Nrr des rechten Hinterrades 6 und einen Lagesensor 30e zur Erfassung eines Öffnungsgrades A einer Beschleunigeröffnung, d. h. einer Beschleunigungsposition oder einer Drosselöffnung (Stellung der Drosselklappenöffnung), einen Seitenbe­ schleunigungssensor 30f zur Erfassung einer Seitenbe­ schleunigung Yg des Fahrzeuges, einen Antriebsstromsen­ sor 30g, einen Steueröldrucksensor 30h, einen Vorder­ achsen-Drehmomentsensor 30i und einen Längsbeschleuni­ gungssensor 30j zur Erfassung einer Längsbeschleunigung Xg des Fahrzeuges.

Die Steuereinheit C/U nach diesem Ausführungsbeispiel hat einen Drehmomentaufteilungs- bzw. Antriebskraftver­ teilungs-Steuerabschnitt 40 und einen Antiblockier- Bremssteuerabschnitt 70, wie in Fig. 3 gezeigt.

Der Drehmomentaufteilungs-Steuerabschnitt 40 enthält eine Schaltung 40a zur Aufnahme des Signales von dem Raddrehzahlsensor 30a für das linke Vorderrad und bestimmt eine Raddrehzahl Vwfl für das linke Vorderrad, eine Schaltung 40b zur Aufnahme des Signales des Drehzahlsensors 30b für das rechte Vorderrad und zum Bestimmen einer Drehzahl Vwfr für das rechte Vorderrad, eine Schaltung 40c zur Aufnahme des Signales von dem Drehzahlsensor 30c für das linke Hinterrad und zur Bestimmung einer Raddrehzahl Vwrl für das linke Hinterrad sowie eine Schaltung 40d zur Aufnahme des Signales von dem Drehzahlsensor 30d für das rechte Hinterrad und zum Bestimmen einer Drehzahl Vwrr des rechten Hinterrades. Der Drehmomentaufteilungs-Steuer­ abschnitt 40 enthält außerdem eine Schaltung 40e, verbunden mit den Schaltungen 40a und 40b, um eine Vorderraddrehzahl Vwf zu bestimmen, eine Schaltung 40f, verbunden mit den Schaltungen 40c und 40d, um eine Hinterraddrehzahl Vwr zu bestimmen und eine Schaltung 40g, verbunden mit den Schaltungen 40e und 40f, um eine Drehzahldifferenz DVe zwischen den Vorder- und Hinter­ rädern zu bestimmen. Die Vorderraddrehzahl Vwf ist ein Mittelwert (arithmetisches Mittel) von Vwfl und Vwfr und die Hinterraddrehzahl Vwr ist ein Mittelwert (arithmeti­ sches Mittel) aus Vwtrl und Vwrr. In diesem Ausführungs­ beispiel ist die Drehzahldifferenz DVw zwischen Vorder- und Hinterrädern eine Differenz, die durch Subtraktion der Vorderraddrehzahl Vwf (d. h. der Drehzahl der sekundär angetriebenen Räder) von der Hinterraddrehzahl Vwr (d. h. der Drehzal der primär angetriebenen Räder) erhalten wird.

Der Drehmomentverteilungs-Steuerabschnitt 40 enthält außerdem Schaltkreise 40h, 40i und 40j. Die Schaltung 40h ist mit dem Seitenbeschleunigungssensor 30f verbunden und so aufgebaut, um eine tatsächliche Seitenbeschleunigung (korrigierte Seitenbeschleunigung) Yg' durch Kompensation eines Versetzungsbetrages, der inherent in dem Ausgangssignal des Seitenbeschleuni­ gungssensors 30f enthalten ist, zu bestimmen. Die Schaltung 40i ist mit der Schaltung 40h verbunden und vorgesehen, um eine Verstärkung K in Abhängigkeit von der tatsächlichen Zeitenbeschleunigung Yg' zu bestimmen. Die Schaltung 40j ist eine Schaltung, um eine Kupplungs­ eingriffskraft in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz DVw zwischen Vorder- und Hinterrädern, der Verstärkung K und der Beschleuniger- bzw. Drosselklappenöffnung A zu bestimmen.

Der Drehmomentaufteilungs-Steuerabschnitt 40 enthält außerdem eine Schaltung 40k zur Erzeugung eines Schwankungssignales, eine Magnetspulen-Treiberschaltung 401, einen Fehlererfassungsschaltkreis 40m zur Erfassung von Fehlern (abnormalen Zuständen) im Ausgangssignal der Raddrehzahldifferenz-Bestimmungsschaltung 40g, eine Fehlererfassungsschaltung 40n zur Erfassung von Fehlern in dem Seitenbeschleunigungssensor 34f, eine Fehlerer­ fassungsschaltung 40o zur Erfassung von Fehlern in der Drehmomentverteilerkupplung, eine Schaltung 40p zur Festlegung zumindest eines Grenzwertes, der als Kennwert für die diagnostische Bewertung bzw. Feststellung einer Abnormalität herangezogen wird und eine Zuverlässig­ keitsschaltung 40g.

Die Alarmanzeigevorrichtung 50 enthält eine Warnlampe 50a zum Anzeigen des Auftretens eines abnormalen Zustandes in dem Drehzahldifferenzsignal, eine Warnlampe 50b zum Anzeigen des Auftretens eines abnormalen Zustan­ des in dem Seitenbeschleunigungssensor 30f und eine Warnlampe 50c zum Anzeigen des Auftretens eines abnormalen Zustandes in der Kupplung.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, enthält das Bremssystem des Fahrzeuges ein Bremspedal 60, einen Bremskraftverstärker 61, einen Hauptbremszylinder 62, eine Betätigungseinrichtung 63, Radzylinder 64a, 64b, 64c und 64d sowie Bremsleitungen (Rohre) 65, 66a, 66b, 66c und 66d.

Das Antiblockier-Bremssteuersystem ist so gestaltet, um ein Blockieren jedes Rades während des Bremsens insbesondere in einer Gefahrensituation oder bei einer Straßenoberfläche mit niedrigem Reibungskoeffizienten mu durch Steuern der Bremskraft zu verhindern, um so zu veranlassen, daß die Schlupfrate bzw. -größe oder -ge­ schwindigkeit (Grad des Rotations-Radschlupfes) jedes Rades, erhalten aus der Geschwindigkeit der Fahrzeug­ karosserie und jeder Raddrehzahl sich dem optimalen Niveau von ungefähr 0,15 bis 0,3 nähert. Das Antiblockier-Bremssteuersystem enthält die vorerwähnte Betätigungseinrichtung 63, die ein Dreilagen-Auswahl­ magnetspulenventil enthält und einen Öldruck-Pumpen­ motor sowie den vorerwähnten Antiblockier-Bremssteuer­ abschnitt 70 der Steuereinheit C/U. Der Antiblockier­ bremssteuerabschnitt 70 erzeugt ein Bremssteuersignal Iabs, um die Betätigungseinrichtung 63 so anzusteuern, um den Bremsflüssigkeitsdruck entweder zu erhöhen, zu vermindern oder unverändert zu halten.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist der Antiblockier-Brems­ steuerabschnitt 70 mit dem Längsbeschleunigungssensor 30j und den einzelnen Raddrehzahlsensoren 30a, 30b, 30c und 30d verbunden. Der Bremssteuerabschnitt 70 enthält eine Rechenschaltung 70a für die Berechnung der Geschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie, eine Antiblockier-Bremssteuerschaltung 70b, eine Treiberschaltung 70c zum Antreiben der Betätigungsein­ richtung 63, eine Fehlererfassungsschaltung 70d zur Erfassung von jedweden Fehlern in dem Längsbeschleuni­ gungssensor 30j und eine Zuverlässigkeitsschaltung 70e. Die Alarmanzeigevorrichtung 50 enthält außerdem eine Warnlampe 50d, um das Auftreten eines abnormalen Zustandes in dem Längsbeschleunigungssensor 30j anzuzeigen.

Der Drehmomentaufteilungs-Steuerabschnitt 40 des Ausführungsbeispieles steuert die Antriebskraftver­ teilung entsprechend einem Steuerprogramm, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

In einem Schritt 80 liest der Drehmomentaufteilungs- Steuerabschnitt 70 die Sensorsignale Nfl, Nfr, Nrl, Nrr, Yg und A der vier Raddrehzahlsensoren 30a, 30b, 30c und 30d, des Seitenbeschleunigungssensors 30f und des die Beschleunigeröffnung bzw. den Öffnungsgrad der Drossel­ klappe erfassenden Sensor 30e.

In einem Schritt 81 berechnet der Drehmomentverteilungs- Steuerabschnitt 40 die Drehzahl Vwfl des linken Vorder­ rades aus Nfl, die Drehzahl Vwfr des rechten Vorderra­ des aus Nfr, die Drehzahl Vwrl des linken Hinterrades aus Nrl und die Drehzahl Vwrr des rechten Hinterrades aus Nrr.

In den Schritten 82 und 83 berechnet der Steuerabschnitt 40 die Vorderraddrehzahl Vwf aus der Drehzahl Vwfl des linken Vorderrades und der Drehzahl Vwfr des rechten Vorderrades und berechnet anschließend die Hinterraddrehzahl Vwr aus der Drehzahl Vwrl des linken Hinterrades und die Drehzahl Vwrr des rechten Hinterrades.

In einem Schritt 84 berechnet der Steuerabschnitt 40 die Drehzahldifferenz DVw zwischen den Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder, die eine Differenz ist, welche durch Subtraktionen der Vorderraddrehzahl Vwf von der Hinterraddrehzahl (DVw = Vwr - Vwf) erhalten wird.

In einem Schritt 85 bestimmt der Steuerabschnitt 40 die Verstärkung K, die proportional dem Kehrwert der tatsächlichen Seitenbeschleunigung Yg' ist.

In einem Schritt 86 bestimmt der Steuerabschnitt 40, ob die Vorderraddrehzahl bzw. Vorderradgeschwindigkeit Vwf gleich oder höher ist als ein bestimmter Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenzwert Vo. In diesem Ausführungsbeispiel betrachtet der Steuerabschnitt 40 die Vorderraddrehzahl bzw. Vorderradgeschwindigkeit Vwf als die Fahrzeuggeschwindigkeit. Im allgemeinen sind die Vorderräder 10 nahezu frei von einem Antriebsradschlupf und die Vorderraddrehzahl bzw. Vorderradgeschwindigkeit ist ungefähr gleich der Geschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie. Der Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenz­ wert beträgt z. B. 20 km/h. Wenn die Drehzahl bzw. Geschwindigkeit der Vorderräder Vwf niedriger ist als der Geschwindigkeitsgrenzwert Vo, geht anschließend der Steuerabschnitt 40 vom Schritt 86 zu einem Schritt 87 über. Wenn die Vorderraddrehzahl bzw. Geschwindigkeit der Vorderräder Vwf gleich oder höher ist, als der Geschwindigkeitsgrenzwert Vo, dann geht der Steuerabschnitt 40 vom Schritt 86 zu einem Schritt 88 über.

Im Schritt 88 bestimmt der Steuerabschnitt eine Kupplungsangriffskraft Tm aus der Drehzahldifferenz bzw. Geschwindigkeitsdifferenz DVw zwischen Vorder- und Hinterrädern und dem Gewinn bzw. der Verstärkung K. In diesem Ausführungsbeispiel verwendet der Steuerabschnitt 40 eine Steuerkennlinie, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, irgendeine beliebige, von verschiedenen, bekannten Steuerkennlinien für die Kupplungseingriffskraft in bezug auf die Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern anzuwenden.

Im Schritt 87 bestimmt der Steuerabschnitt 40, ob die Drosselklappenöffnung A gleich oder größer als ein bestimmter, vorgegebener Öffnungsgrenzwert Ao ist. Z. B. beträgt der Öffnungsgrenzwert Ao 3/8. Wenn die Beschleuniger- bzw. Drosselöffnung A gleich oder größer als Ao ist, dann geht der Steuerabschnitt 40 vom Schritt 87 zu einem Schritt 89 über. Wenn die Beschleuniger- bzw. Drosselöffnung A kleiner als Ao ist, geht anschließend der Steuerabschnitt 40 zu einem Schritt 90 über.

Im Schritt 89 bestimmt der Steuerabschnitt 40 die Kupplungseingriffskraft Tm in Abhängigkeit von der Größe der Öffnung A des Beschleunigers bzw. der Drosselklappeneinrichtung. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kupplungseingriffskraft Tm, die im Schritt 89 bestimmt wird, proportional der Beschleuniger- bzw. Drosselklappenöffnung A und wird erhalten durch Multiplikation der Drosselklappenöffnung A mit einem bestimmten Koeffizienten a, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Im Schritt 90 setzt der Steuerabschnitt 40 die Kupplungseingriffskraft Tm gleich Null.

In einem Schritt 91 gibt der Steuerabschnitt 40 das Anregungsstromsignal Iets für die Magnetspule an das Magnetspulenventil 28, um die Kupplungseingriffskraft Tm, bestimmt in den Schritten 88 oder 89 oder 90, zu erhalten.

Die Drehmomentaufteilungs-Steuereinrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel arbeitet wie folgt:

Wenn das Gaspedal rasch niedergedrückt wird, um das Fahrzeug rapide aus dem Ruhezustand zu starten, dann erreicht der Steuerabschnitt 40 über die Bewertungs- bzw. Entscheidungsschritte 86 und 87 den Schritt 89. Der Steuerabschnitt 40 nach diesem Ausführungsbeispiel kann einen rapiden Startzustand des Fahrzeuges unterscheiden, bzw. feststellen, indem geprüft wird, ob die Fahrzeug­ geschwindigkeit niedriger ist als der vorgegebene Geschwindigkeitsgrenzwert Vo und ob die Drosselklappen- Öffnung gleich oder größer ist als der vorgegebene Öffnungsgrenzwert Ao.

In diesem Fall wendet der Steuerabschnitt 40 die spezielle Steuerungsart des Schrittes 89 an, auf der Grundlage eines Motorzustandes, wie z. B. der Drossel­ klappenöffnung A anstelle der Anwendung der normalen Steuerungsart des Schrittes 88, die auf der Grundlage der Raddrehzahl- bzw. Radgeschwindigkeitsdifferenz DVw erfolgt. Daher erhöht der Steuerabschnitt 40 die Kupplungseingriffskraft Tm schnell in Abhängigkeit von der Drosselklappenöffnung A bzw. Beschleunigeröffnung A, ehe die Raddrehzahldifferenz bzw. Radgeschwindigkeits­ differenz DVw sich erhöht. Somit kann die Steuerein­ richtung nach der vorliegenden Erfindung ein Radddurch­ drehen während des Schnellstartes vermeiden und kann hervorragende Startleistungseigenschaften bewirken. Außerdem kann die Steuereinrichtung ein fressen der Kupplungsplatten verhindern und eine Beeinträchtigung des Reibungsmateriales der Drehmomentübertragerkupp­ lung verhindern. Wenn die Drehmomentverteilerkupplung in einem Schlupf aufweisenden Eingriffszustand gehalten ist, während die Antriebskraft erhöht wird, werden die Kupplungsplatten einem starken Verschleiß unterworfen. Das Steuersystem bzw. die Steuereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann die Standzeit und Lebensdauer der Drehmomentübertragungskupplung durch Vermeidung solch eines, starken Verschleiß bewirkenden Zustandes, verbessern.

Wenn das Gaspedal nur leicht niedergedrückt wird, um das Fahrzeug allmählich aus dem Ruhezustand zu starten, bleibt die Vorderraddrehzahl bzw. -geschwindigkeit Vwf, die die Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentiert, niedriger als der vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeitsgrenzwert Vo, so da die Antwort des Entscheidungs- bzw. Bewer­ tungsschrittes 86 negativ ist. In diesem Fall bleibt jedoch die Beschleuniger- bzw. Drosselklappenöffnung A kleiner als der Öffnungsgrenzwert Ao. Daher geht der Steuerabschnitt 40 vom Schritt 87 zum Schritt 90 über und versetzt das Antriebssystem in den Zweirad-Hinter­ radantriebszustand, indem die Kupplungseingriffskraft Tm gleich Null gehalten wird. Somit verhindert das Steuer­ system bzw. die Steuereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung den unerwünschten Effekt eines starken Kurvenbremsphänomens bzw. Engkurvenbremsphänomens und verringert die Untersteuerungstendenz im Falle eines allmählichen Start des Fahrzeuges. Entsprechend wird die Handhabung des Fahrzeuges für Parkmanöver und andere Situationen erleichtert und entsprechend angepaßt, die einen kleineren Kurven- bzw. Drehradius erfordern.

Wenn sich das Fahrzeug in den normalen Betriebszuständen befindet, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder höher als der Geschwindigkeitsgrenzwert Vo und entsprechend wählt der Steuerabschnitt 40 die normale Steuerungsart des Schrittes 88 auf der Grundlage der Radgeschwindigkeit- bzw. Raddrehzahldifferenz DVw. Daher sichert die Steuereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung ein hervorragendes Kurvenfahrverhalten, das dem Hinterrad-Zweiradantrieb inherent ist, soweit wie möglich und gleichzeitig verbessert sie die Antriebs­ leistungsfähigkeit durch Steuern der Antriebskraftver­ teilung, um so einen Radschlupf der Antriebsräder zu verhindern. In diesem Ausführungsbeispiel vermindert die Steuereinrichtung den Gewinn bzw. die Verstärkung K mit der Zunahme der Seitenbeschleunigung, so daß ein Kurven­ bremsphänomen für enge Kurven auf einer trockenen, befe­ stigten Straße, die einen hohen Reibungskoeffizienten besitzt, wirksam verhindert werden kann und erhöht den Gewinn bzw. die Verstärkung K mit der Verringerung der Seitenbeschleunigung, so daß die Möglichkeit eines Antriebsradschlupfes auf auf einer glatten Straßenoberfläche mit einem niedrigen Reibungskoeffi­ zienten minimiert werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Fahrzeug anwendbar, bei dem die Motorleistung direkt auf die Vorderräder übertragen wird und über eine Drehmoment­ verteilerkupplung auf die Hinterräder übertragen wird.

In dem Entscheidungs- bzw. Bewertungsschritt 87, der in dem Ablaufdiagramm nach Fig. 4 gezeigt ist, wird die Öffnung des Beschleunigers bzw. die Drosselklappenöff­ nung A als Repräsentant des Motorzustandes verwendet. Es ist jedoch möglich, eine Veränderungsgröße bzw. einen Grad oder eine Geschwindigkeit der Veränderung der Drosselklappenöffnung oder irgendeinen anderen Betriebs­ parameter zu verwenden, der den Beschleunigungsbetrieb repräsentiert. In dem Schritt 89 wird die Kupplungsein­ griffskraft entsprechend der Drosselöffnung A erhöht. Es ist jedoch möglich, einen Verteilerdruck im Ansaugrohr, die Motordrehzahl, das Motorausgangsdrehmoment, ein Antriebsraddrehmoment oder irgendeinen anderen Motor­ betriebsparameter, der die Motorantriebskraft repräsen­ tiert, zu verwenden, indem ein Ansaugdrucksensor, ein Motordrehzahlsensor, ein Motordrehmomentsensor, ein Antriebsrad-Drehmomentsensor oder irgendein anderer geeigneter Sensor verwendet wird.

Claims (13)

1. Steuerungsanordnung zur Verteilung des Antriebsdrehmomentes eines Mo­ tors auf die Räder eines Kraftfahrzeuges, mit:
einer Drehmomentverteilungseinrichtung (11), die das Antriebsdrehmoment auf eine primär angetriebene Achse eines Kraftfahrzeuges durch einen ersten Antriebsstrang und auf eine sekundär angetriebene Achse durch einen zweiten Antriebsstrang über­ trägt, der eine Kupplung (106) enthält, durch die das auf die sekundär angetriebene Achse übertragene Antriebsdrehmoment in Abhängigkeit von einem Steuersignal ver­ änderbar ist,
einer Sensoreinrichtung (30a; 30b; 30c; 30d) zum Erfassen einer Drehzahldifferenz (DV_w) zwischen der Primärdrehzahl (V_wr) der primär angetriebenen Achse und der Se­ kundärdrehzahl (V_wf) der sekundär angetriebenen Achse,
Sensoren zur Erfassung einer ersten Variablen, die für die durch den Fahrer vorge­ nommene Beschleunigung charakteristisch ist und zur Erfassung einer zweiten Va­ riablen, die für die Motorausgangsleistung charakteristisch ist,
einer Einrichtung (40e) zur Ermittlung der Geschwindigkeit (V_wf) des Kraftfahrzeuges, und
einer ersten Steuereinrichtung (111), welche ein Signal zur Grundsteuerung der Ein­ griffskraft (T_m) der Kupplung (106) in Abhängigkeit von der durch die Sensoreinrich­ tung (30a; 30b; 30c; 30d) erfaßten Drehzahldifferenz (DV_w) zwischen der primär und der sekundär angetriebenen Achse erzeugt, gekennzeichnet durch eine zweite Steuereinrichtung (112) zur Erzeugung eines Signals zur Steuerung der Eingriffskraft (T_m) der Kupplung (106) in Abhängigkeit von der zweiten, für die Motor­ ausgangsleistung charakteristischen Variablen und unabhängig von der Achsdreh­ zahldifferenz (DV_w), wenn

• 1. die erste, für die fahrerseitig vorgenommene Beschleunigung charakteristische Va­ riable gleich oder größer ist als ein vorgegebener Grenzwert zur Beurteilung einer fahrerseitig vorgegebenen rapiden Beschleunigung, und
• 2. gleichzeitig die Fahrzeuggeschwindigkeit (V_wf) niedriger ist als eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit (V_o).

2. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (30e) vorgesehen ist, der die Position eines Gaspedals angibt zur Bestimmung der ersten Variablen.

3. Steuerungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuereinrichtung (112) die erste Variable, die einem Drosselöffnungsgrad (A) des Motors entspricht, auch als die zweite Variable verwendet, um die Eingriffskraft (T_m) der Kupplung (106) entsprechend der Erhöhung des Drosselöffnungsgrades (A) zu erhöhen.

4. Steuerungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der ersten Variablen die Änderungsgeschwindigkeit des Drosselöff­ nungsgrades (A) des Motors erfaßt wird.

5. Steuerungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor zur Erfassung der Motorausgangsleistung vorgesehen ist, der den Druck im Einlaßverteiler, die Motordrehzahl, ein Motorausgangsdrehmoment oder ein Radan­ triebsdrehmoment als die zweite Variable erfaßt.

6. Steuerungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wahleinrichtung (113), verbunden mit dem Sensor (30e) zur Erfassung des Drosselöffnungsgrades (1) des Motors und der Einrichtung (40e) zur Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit vorgesehen ist zur wahlweisen Steuerung der Eingriffskraft (T_m) der Kupplung (106) in Abhängigkeit von einem der Steuersignale der ersten oder zweiten Steuereinrichtung (111; 112).

7. Steuerungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahleinrichtung (113) eine erste Vergleichseinrichtung zur Feststellung, ob die Fahr­ zeuggeschwindigkeit (V_wf) gleich oder größer als die vorgegebene Fahrzeugge­ schwindigkeit (V_o) ist, und eine zweite Vergleichseinrichtung aufweist zur Feststellung, ob der Drosselöffnungsgrad (A) gleich oder größer als der vorgegebene Drosselöff­ nungsgrad (A_o) ist.

8. Steuerungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Steuereinrichtung (111) eine Einrich­ tung zur Erzeugung eines ersten Zwischensignales aufweist, dessen Größe zunimmt, wenn die Drehzahl-Differenz (Dv_w) zwischen den primär und sekundär angetriebenen Achsen zunimmt, und die zweite Steuereinrichtung (112) eine Einrichtung zur Erzeu­ gung eines zweiten Zwischensignales aufweist, dessen Größe zunimmt, wenn der Drosselungsöffnungsgrad (A) zunimmt.

9. Steuerungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuereinrichtung (112) eine Einrichtung zur Erhöhung des zweiten Zwischen­ signales proportional zur Vergrößerung des Drosselöffnungsgrades (A) aufweist.

10. Steuerungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuersignal-Erzeugungseinrichtung vorgesehen ist, zur Erzeugung des Steuersignals in Abhängigkeit von dem ersten oder zweiten Zwischensignal der ersten oder zweiten Steuereinrichtung (111; 112).

11. Steuerungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungsanordnung außerdem eine dritte Steuereinrichtung aufweist, um die Eingriffskraft (T_m) der Kupplung (106) der zweiten Steuereinrichtung (112) gleich Null zu halten, wenn die Fahrzeuggeschwin­ digkeit (V_wf) niedriger als eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit (V_o) und gleichzeitig der Drosselöffnungsgrad (A) kleiner als ein vorgegebener Drosselöffnungsgrad (A_o) ist.

12. Steuerungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die primär angetriebene Achse die Hinter­ achse des Kraftfahrzeuges und die sekundär angetriebene Achse die Vorderachse ist.

13. Steuerungsanordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (30f) zur Erfassung der Querbe­ schleunigung (Y_g) des Kraftfahrzeuges vorgesehen ist und die erste Steuereinrichtung (111) eine Einrichtung zur Vergrößerung des ersten Zwischensignales in Abhängigkeit von der Raddrehzahldifferenz (Dv_w) aufweist, wobei die Vergrößerung des ersten Zwi­ schensignales schwächer zunimmt, wenn die Querbeschleunigung (Y_g) zunimmt.