DE4033821C2 - Zweirad/Vierrad-Antriebsumstellvorrichtung - Google Patents

Description

In der letzten Zeit werden in breitem Ausmaß Umstellvorrich­ tungen für das Wechseln zwischen Zweiradantrieb- und Vierrad­ antrieb verwendet. Bei einer herkömmlichen Umstellvorrich­ tung erfolgt das Umstellen zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb des Fahrzeugs durch den Fahrer durch manuelle Wahl gemäß dem Straßenzustand.

Falls jedoch der Fahrer mit der Umstellvorrichtung nicht vertraut ist, wählt er den Zweiradantrieb statt des Vierrad­ antriebs, der in Anbetracht des Straßenzustands gewählt werden sollte, und umgekehrt. Dies bedeutet, daß die jewei­ ligen Funktionen bzw. Vorteile des Zweiradantriebs und des Vierradantriebs nicht am besten bzw. nicht zweckmäßig ge­ nutzt werden.

Aus der Druckschrift DE 33 02 936 C2 ist eine Umschaltvorrichtung zwischen einem Zwei- und Vierradantrieb für Kraftfahrzeuge bekannt. Diese Vorrichtung hat eine Kupplungsvorrichtung zum Wechseln zwischen einem Zweiradantrieb und einem Vierradantrieb, eine erste Geschwindigkeitsmeßvorrichtung zum Erfassen der Vorderradgeschwindigkeit, eine zweite Geschwindigkeitsmeßvorrichtung zum Erfassen einer Hinterradgeschwindigkeit, sowie eine Umschaltsteuereinrichtung, die durch Steuern der Kupplungsvorrichtung automatisch den Zweiradantrieb auf den Vierradantrieb und umgekehrt, in Abhängigkeit von den Werten der ersten und zweiten Geschwindigkeitsmeßvorrichtung, vornimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Steuerung der Leistungsübertragung bei einem vierradangetriebenen Fahrzeug zu schaffen, mit der der Zweiradantrieb oder der Vierradantrieb gemäß dem Straßenzustand optimal genützt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der im Patentanspruch angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den mechanischen Aufbau eines Fahrzeugs, in dem eine erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt ist.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das schema­ tisch eine elektrische Schaltung der Vorrichtung zeigt.

Fig. 3a und 3b sind Ablaufdiagramme der Steuerung durch eine Steuereinheit.

Fig. 4a und 4b sind Ablaufdiagramme von Unterbrechungsroutinen der Steuereinheit.

Die Fig. 1 zeigt schematisch den mechanischen Aufbau eines Fahrzeugs mit der Zweirad/Vierrad-Antriebsumstellvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. In dem Fahrzeug mit diesem mechanischen Aufbau sind Hinterräder 4R und 4L zum ständigen Antrieb durch eine Maschine 10 bei deren Betrieb ausgelegt. D.h., eine Antriebskraft als Ausgangsleistung der Maschine 10 wird über eine von einer Stellvorrichtung 12 gesteuerte Kupplungsvorrichtung 8a und eine Hinterradantriebswelle 6R zu den Hinterradern 4R und 4L übertragen. Die Antriebsum­ stellvorrichtung ist derart ausgelegt, daß bei dem Einschal­ ten eines Motors 14 zur Drehung in Normalrichtung eine Verbindung zwischen der Hinterradantriebswelle 6R und einer Vorderradantriebswelle 6F hergestellt wird, an die Vorderrä­ der 2R und 2L angeschlossen sind, bzw. bei dem Einschalten des Motors 14 zur Drehung in Gegenrichtung diese Verbindung unterbrochen wird. Wenn die Verbindung hergestellt ist bzw. die Kupplungsvorrichtung 8a eingeschaltet ist, wird das Fahrzeug mit Vierradantrieb betrieben. Wenn im Gegensatz dazu die Verbindung unterbrochen ist bzw. die Kupplungsvor­ richtung 8a ausgeschaltet ist, wird das Fahrzeug mit Zweirad­ antrieb betrieben. Da die Kupplungsvorrichtung 8a hinsicht­ lich ihrer Gestaltung und Funktion an sich bekannt ist, ist im folgenden eine ausführliche Beschreibung der Kupplungs­ vorrichtung 8a weggelassen.

An die Hinterradantriebswelle 6R ist ein Sensor 70 ange­ schlossen, der zum Messen der Fahrgeschwindigkeit die Dreh­ zahl der Welle erfaßt. Der Sensor 70 enthält einen Perma­ nentmagneten in der Form eines Zahnrads mit einer Vielzahl von Zähnen, welches zusammen mit der Hinterradantriebswelle 6R dreht, und einen Reed-Schalter 72, der geschlossen wird, wenn sich ihm ein Zahn nähert, bzw. geöffnet wird, wenn sich der Zahn entfernt. Die Ein/Ausschaltfrequenz des Reed- Schalters 72 ist zu der Drehzahl der Hinterradantriebswelle 6R und damit zur Umfangsgeschwindigkeit der Hinterräder 4R und 4L proportional. Diese Frequenz wird auf bekannte Weise analog an einem Meßgerät oder digital an einem Anzeigefeld als Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. Fahrgeschwindigkeit ange­ zeigt. Auf gleichartige Weise ist an die Vorderradantriebs­ welle 6F ein Sensor 80 für das Ermitteln einer Geschwindig­ keitsdifferenz zwischen den Vorderrädern 2R und 2L und den Hinterrädern 4R und 4L angeschlossen, der einen Permanent­ magneten in der Form eines Zahnrads mit einer Vielzahl von Zähnen und einen Reedschalter 82 enthält, dessen Ein/Aus­ schaltfrequenz zu der Umfangsgeschwindigkeit der Räder 2R und 2L proportional ist.

Die vorangehend genannte Stellvorrichtung 12 ist an eine Kupplungs-Steuereinheit 40 angeschlossen, während die Reed­ schalter 72 und 82 an eine Umschalt-Steuereinheit 30 ange­ schlossen sind. Die beiden Steuereinheiten 30 und 40 sind in Fig. 2 gezeigt und werden nachstehend ausführlich beschrie­ ben.

Gemäß Fig. 2 sind an die Umschalt-Steuereinheit 30 ein Eingabeschalter 50 für das Wählen des Vierradantriebs 4WD und ein Eingabeschalter 54 für das Wählen des Zweiradan­ triebs 2WD angeschlossen. Mit den Eingabeschaltern 50 und 54 kann der Fahrer nach seinen Wünschen wählen. Ferner ist an die Umschalt-Steuereinheit 30 auch ein Scheibenwischerschal­ ter 60 angeschlossen.

Wenn der Fahrer den Schalter 50 auf einen Kontakt 51 schal­ tet, wird dadurch an einen Eingangsanschluß a der Steuerein­ heit 30 ein Signal mit dem hohen Pegel H angelegt, der das Wählen des Vierradantriebs anzeigt. Wenn der Schalter 50 auf einen Kontakt 52 geschaltet ist und der Schalter 54 auf einen Kontakt 55 geschaltet ist, werden an den Eingangsan­ schluß a und einen Eingangsanschluß b jeweils ein Signal mit dem niedrigen Pegel L bzw. ein Signal mit dem hohen Pegel H angelegt, welche das Wählen des Zweiradantriebs anzeigen. Wenn der Schalter 50 auf den Kontakt 52 geschaltet ist und der Schalter 54 auf eignen Kontakt 56 geschaltet ist, haben die Signale an den Eingangsanschlüssen a und b sowie einem Eingangsanschluß c jeweils die Pegel L, L und H, die ein automatisches Wählen bzw. Umstellen AUTO anzeigen. In der nachstehenden Tabelle 1 sind diese Zuordnungen dargestellt:

Tabelle 1

Während der Bewegung bzw. des Betreibens eines (nicht ge­ zeigten) Scheibenwischers liegt an einem Eingangsanschluß d der Steuereinheit 30 der Pegel H an, während bei dem Still­ stand des Scheibenwischers der Pegel L anliegt. Wenn der Reedschalter 72 für das Erfassen der Geschwindigkeit der Hinterräder 4R und 4L geschlossen ist, liegt an einem Ein­ gangsanschluß e der Steuereinheit 30 ein Signal mit dem hohen Pegel H an, während bei geöffnetem Reedschalter ein Signal mit dem niedrigen Pegel L anliegt. Wenn der Reed­ schalter 82 geschlossen ist. Wird einem Eingangsanschluß f der Steuereinheit 30 ein Signal mit dem hohen Pegel H zuge­ führt, während bei geöffnetem Reedschalter ein Signal mit dem niedrigen Pegel L zugeführt wird.

Die Steuereinheit 30 hat mehrere Ausgangsanschlüsse A, B, C und D, an die jeweils eine Leuchtdiode 94, 92, 93 bzw. 96 angeschlossen ist. Das Aufleuchten der Leuchtdiode 94 zeigt das Wählen des Vierradantriebs 4WD an, das Aufleuchten der Leuchtdiode 92 zeigt das Wählen des Zweiradantriebs 2WD an und das Aufleuchten der Leuchtdiode 93 zeigt das Wählen der automatischen Umstellung AUTO an. Wenn an einem der Sensoren 70 und 80 ein abnormaler Zustand auftritt, der auch einen Fehler bei dem Automatikbetrieb zur Folge hätte, leuchtet die Leuchtdiode 96 auf. Die Steuereinheit 30 gibt an die Kupplungs-Steuereinheit 40 ein Signal für das Einstellen auf den Zweiradantrieb oder den Vierradantrieb ab.

Wenn zunächst von dem Fahrer der Vierradantrieb 4WD gewählt wird, gibt die Steuereinheit 30 das dementsprechende Signal ab. Daraufhin schaltet die Steuereinheit 40 ein Relais 16 für das Betreiben der Stellvorrichtung 12 in der Normalrich­ tung ein, wodurch der Motor 14 in der Normalrichtung dreht. Auf diese Weise wird die Hinterradantriebswelle 6R mit der Vorderradantriebswelle 6F verbunden und dabei ein Schalter 20 geschlossen, der für die Prüfung dient, ob der Vierradan­ trieb eingestellt ist oder nicht. Das Schließen des Schal­ ters 20 erfolgt auf mechanische Weise durch das Bewegen eines (nicht gezeigten) Ringmechanismus eines Getriebes 8. Da dieser Ringmechanismus bekannt ist, erübrigt sich dessen Beschreibung. Auf das Schließen des Schalters 20 hin wird einem Eingangsanschluß g der Steuereinheit 30 ein Signal mit dem hohen Pegel H zugeführt. Durch dieses Signal H befiehlt die Steuereinheit 30 an der Steuereinheit 40 das Abschalten des Relais 16. Auf diese Weise wird der Motor 14 abgeschal­ tet. Obwohl damit der Motor 14 angehalten ist, bleibt die Kupplung des Getriebes 8 eingekuppelt, wodurch der Vierrad­ antrieb 4WD aufrecht erhalten ist.

Falls der Zweiradantrieb gewählt wird, wird unter der Steue­ rung durch die Steuereinheit 30 ein Relais 18 der Stellvor­ richtung 12 durch die Steuereinheit 40 zu einer Gegenrich­ tung eingeschaltet, wodurch der Motor 14 im entgegengesetz­ ten Sinne dreht. Durch diese Drehung des Motors 14 wird die Kupplung des Getriebes 8 gelöst bzw. deren Ausschaltzustand herbeigeführt. Zugleich wird auf mechanische Weise der Schalter 20 in dessen Öffnungszustand zurückgeschaltet. Durch das Öffnen des Schalters 20 wird dem Eingangsanschluß g ein Signal mit dem niedrigen Pegel L zugeführt. Danach befiehlt die Steuereinheit 30 der Steuereinheit 40 das Ausschalten des Relais 18. Durch das Ausschalten des Relais 18 wird zwar der Motor 14 angehalten, jedoch bleibt die Kupplung des Getriebes 8 ausgekuppelt, so daß der Zweiradan­ trieb 2WD beibehalten wird.

Die Umschalt-Steuereinheit 30 ist als Mikroprozessor mit einer Zentraleinheit (CPU) und daran angeschlossenen Schnittstellen ausgebildet, wobei für die Signale aus den Reedschaltern 72 und 82 jeweilige Unterbrechungseingangsan­ schlüsse vorgesehen sind. Gleichermaßen ist die Steuerein­ heit 40 als Mikroprozessor gestaltet.

In den Fig. 3a und 3b ist die von der Steuereinheit 30 ausgeführte Steuerung als Ablaufdiagramm dargestellt. Die Fig. 4a bzw. 4b veranschaulicht einen Ein/Ausschaltzyklus für das Berechnen der Radgeschwindigkeiten nach dem Wechsel des Reedschalters 72 bzw. 82 von dem Einschaltzustand auf den Ausschaltzustand.

Gemäß Fig. 3a wird nach dem Einschalten der Stromversorgung bei einem Schritt 1 eine Anfangseinstellung derart vorgenom­ men, daß in einem Schritt 2 an der Steuereinheit 30 alle Ausgangskanäle auf den Pegel L gesetzt werden, alle Register gelöscht werden und eine Unterbrechung zugelassen wird. Bei einem Schritt 3 werden Signale an den Eingangsanschlüssen a bis d und g von der Steuereinheit 30 eingelesen.

Wegen der Zulassung der Unterbrechung wird dann, wenn der Reedschalter 72 aus dem Einschaltzustand mit dem hohen Pegel H auf den Ausschaltzustand mit dem niedrigen Pegel L um­ schaltet, von der Steuereinheit 30 eine in Fig. 4a darge­ stellte Unterbrechungsroutine ausgeführt. Wenn der Reed­ schalter 82 aus dem Einschaltzustand mit dem hohen Pegel H auf den Ausschaltzustand mit dem niedrigen Pegel L umge­ schaltet wird, wird eine in Fig. 4b dargestellte weitere Unterbrechungsroutine ausgeführt.

Die in Fig. 4a dargestellte Unterbrechungsroutine wird nachstehend ausführlich erläutert. Als erstes wird nach einem Schritt 20 in einem Frequenzzählungsregister ein Frequenzzählstand M eine Sollanzahl über "1" neu eingestellt (Schritt 21), wonach bei einem Schritt 22 ermittelt wird, ob der fortgeschriebene Frequenzzählstand M einen Sollwert A erreicht hat oder nicht. Wenn dies nicht der Fall ist, kehrt das Programm zu einem bestimmten Schritt in der Hauptroutine gemäß Fig. 3a und 3b zurück, nach welchem diese Unterbre­ chungsroutine ausgeführt wird. Falls der Schritt 22 eine positive Antwort ergibt, werden bei einem Schritt 23 die momentanen Zähldaten eines Taktzählers R in ein Periodenre­ gister INR eingelesen. Die Zähldaten geben die Zeitspanne an, während der der Reedschalter 72 A-mal ausgeschaltet ist, bzw. die Zeit für das A-malige Ein/Ausschalten des Reed­ schalters 72. Nach dem Rücksetzen des Taktzählers R wird die Zählung wieder begonnen (Schritt 24). Danach wird der Fre­ quenzzählstand M gelöscht (Schritt 25), wonach in ein Ken­ nungsregister bzw. als Kennung SRF "1" eingeschrieben wird (Schritt 26), um damit das Beenden der Erfassung eines Zyklus zu bestätigen, und dann das Programm zu der Hauptrou­ tine zurückkehrt. Dadurch werden in dem Register INR vor dem Beginn der nächsten Zykluserfassung die Zeitdaten für einen Zyklus A gespeichert.

Die in der Fig. 4b dargestellte Unterbrechungsroutine ist der in Fig. 4a gezeigten mit den Ausnahmen gleichartig, daß die erstere Routine entsprechend dem Umschalten des Reed­ schalters 82 aus dem Einschaltzustand auf den Ausschaltzu­ stand ausgeführt wird, daß die Zeit für den Zyklus A in einem Register INF gespeichert wird und daß in das Kennungs­ register nach dem Abschluß dieser einzelnen Zykluserfassung eine Kennung SFF eingeschrieben wird.

Gemäß Fig. 3a wird nach der Beendigung des Einlesens der Daten an den Eingangsanschlüssen a bis d und g bei dem Schritt 3 von der Steuereinheit 30 bei einem Schritt 4a ermittelt, ob die Kennung SRF der Unterbrechungsroutine gemäß Fig. 4a "1" ist oder nicht. Falls die Kennung "1" ist, wird wegen der Bestätigung des Abschlusses der Zykluserfas­ sung unter Verwendung der Daten aus dem Register INR eine Hinterradgeschwindigkeit Sr berechnet (Schritt 4b), wonach der Inhalt eines Hinterradgeschwindigkeit-Registers SR durch die berechnete Hinterradgeschwindigkeit ersetzt wird (Schritt 4c) und die Kennung SRF rückgesetzt wird bzw. das entsprechende Register gelöscht wird. Dieses Rücksetzen bedeutet den Abschluß der Berechnung der Hinterradgeschwin­ digkeit gemäß dem erfaßten Zyklus nach dem Ermitteln eines einzelnen Zyklus. D.h., das Berechnen der Hinterradgeschwin­ digkeit ist nicht mehr erforderlich, bis der Registerinhalt bzw. die Kennung SRF wieder "1" wird. Infolgedessen wird dann, wenn sich bei der Ermittlung bei dem Schritt 4a als Kennung SRF "0" ergibt, unter Überspringen der Schritte 4b, 4c und 4d ein Schritt 5a ausgeführt.

Auf gleichartige Weise wie bei der vorstehend beschriebenen Berechnung der Hinterradgeschwindigkeit wird in folgenden Schritten 5a bis 5d die Vorderradgeschwindigkeit berechnet und die berechnete Vorderradgeschwindigkeit in einem Vorder­ radgeschwindigkeit-Register SF gespeichert.

Als nächstes wird von der Steuereinheit 30 der Absolutwert einer Differenz DS zwischen der Hinterradgeschwindigkeit im Register SR und der Vorderradgeschwindigkeit im Register SF berechnet und der berechnete Wert in einem Geschwindigkeits­ differenzregister DS gespeichert (Schritt 6).

In Schritten 7a bis 7p wird von der Steuereinheit 30 durch das Überprüfen des Eingangssignals an dem Eingangsanschluß d ermittelt, ob der Scheibenwischer betrieben wird oder nicht.

Nach dem Ablauf von 5 Sekunden nach dem Einschalten des Scheibenwischers wird in einem Scheibenwischer-Kennungsregi­ ster eine Scheibenwischerkennung WOF "1" gespeichert, die das Betreiben des Scheibenwischers anzeigt und die nach dem Ablauf von 5 Sekunden nach dem Abschalten des Scheibenwi­ schers in dem Register auf "0", zur Anzeige des Stillstands des Scheibenwischers rückgesetzt wird. Der Grund für diese Verzögerung besteht darin, daß damit eine durch ein kurzzei­ tiges Betreiben des Scheibenwischers über weniger als 5 Sekunden zu erwartende automatische Umschaltung zwischen dem Zweiradantrieb und dem Vierradantrieb verhindert wird.

Durch das Vergleichen der Inhalte der Register SR und SF wird von der Steuereinheit 30 eine Fehlfunktion der Reed­ schalter 72 und 82 ermittelt. Falls beispielsweise der Reedschalter 82 entweder infolge eines Drahtbruchs ständig geöffnet ist oder infolge eines Kurzschlusses oder eines dauernden gegenseitigen Kontakts ständig geschlossen ist, wird der Wert in dem Register SR zu "0", obgleich er ein bestimmter Wert über "0" sein sollte. Wenn eines der Regi­ ster SR und SF einen bestimmten Wert oberhalb eines Soll­ werts enthält und das andere Register "0" anzeigt wird ein Störungsregister auf "1" geschaltet, welches gelöscht bzw. rückgesetzt wird, wenn beide Register SR und SF bestimmte Werte enthalten. Es ist anzumerken, daß bei der Ermittlung einer Fehlfunktion des jeweiligen Reedschalters 72 oder 82 bei einem Schritt 16 die Leuchtdiode 96 eingeschaltet wird und die Steuereinheit 30 den Zweiradantrieb herbei führt (Schritte 11c bis 11e). Falls die Reedschalter normale Funktion zeigen, wird die Leuchtdiode 96 abgeschaltet (Schritt 17).

Auf den Abschluß der Sensorausfallermittlung bei dem Schritt 8 hin schreitet das Programm der Steuereinheit 30 zu dem durch das Ablaufdiagramm in Fig. 3b dargestellten weiter.

D.h., bei einem Schritt 9a wird durch das Ermitteln des Pegels H an dem Eingangsanschluß a festgestellt, ob der Fahrer den Vierradantrieb 4WD gewählt hat.

Falls der Vierradantrieb gewählt ist, wird durch das Ermit­ teln des Pegels H an dem Eingangsanschluß g festgestellt, ob der Schalter 20 geschlossen ist. Falls der Schalter nicht geschlossen ist, was die Einstellung des Zweiradantriebs anzeigt wird in ein Register 4WDR ein Signal EIN für das Einschalten des Vierradantriebs eingespeichert Schritt 9c), wonach die Leuchtdiode 94 eingeschaltet wird und die Leucht­ diode 92 ausgeschaltet wird (Schritt 9d) und in einem Zeit­ geberkennungsregister eine Kennung TF2 rückgesetzt wird (Schritt 9e); danach werden die Daten aus dem Register 4WDR an die Steuereinheit 40 abgegeben (Schritt 10). Die Steuer­ einheit 40 schaltet gemäß den Daten in dem Register 4WDR das Relais 16 ein, wodurch der Motor 14 in der Normalrichtung dreht. Durch diese Drehung des Motors 14 verbindet die Kupplung des Getriebes die Vorderradantriebswelle 6F mit der Hinterradantriebswelle 6R. Nach Beendigung des Kupplungsvor­ gangs ist mechanisch auf die vorstehend beschriebene Weise der Schalter 20 durch den Ringmechanismus geschlossen. Dieses Schließen des Schalters 20 zeigt an, daß der Vierra­ dantrieb eingestellt ist. Die Steuereinheit 30 führt nach dem Abgeben des Signals für das Bestimmen des Vierradan­ triebs an die Steuereinheit 40 die Schritte 3 bis 8 und 9a aus und ermittelt dann das Schließen des Schalters 20. Danach gibt die Steuereinheit 30 an die Steuereinheit 40 ein Abschaltsignal AUS ab (Schritt 9f). Entsprechend diesem Signal schaltet die Steuereinheit 40 das Relais 16 ab, wodurch der Motor 14 abgeschaltet wird. Trotz des Abschalten des Motors 14 wird von der Kupplung durch das Verbinden der Antriebswellen 6R und 6F der Vierradantrieb aufrecht erhal­ ten. Danach durchläuft bei dem Vierradantrieb das Programm der Steuereinheit 30 die Programmschleife aus den Schritten 3 bis 8, 9a, 9b, 9f, 16, 17, 10 und 3, solange an dem Ein­ gangsanschluß a das Signal H ansteht. Der Vierradantrieb wird aufrecht erhalten, solange diese Programmschleife fortgesetzt durchlaufen wird.

Falls der Zweiradantrieb gewählt wird, was durch das Feststellen von Signalen L und H an den jeweiligen Eingangs­ anschlüssen a und b bei Schritten 9a und 11a festgestellt wird, ermittelt die Steuereinheit 30 das Schließen des Schalters 20 (Schritt 11b). Wenn dieser Schalter geschlossen ist, wird in ein Register 2WDR ein Signal EIN für das Ein­ stellen des Zweiradantriebs eingespeichert (Schritt 11c), die Leuchtdiode 92 eingeschaltet und die Leuchtdiode 94 ausgeschaltet (Schritt 11d), die Zeitgeberkennung TF2 rück­ gesetzt (Schritt 11e) und der Steuereinheit 40 das Zweirad­ antriebssignal EIN zugeführt (Schritt 10), gemäß dem die Steuereinheit 40 das Relais 18 einschaltet, wodurch der Motor 14 in Gegenrichtung dreht. Durch diese Drehung des Motors 14 wird die Kupplung des Getriebes 8 ausgekuppelt, wodurch die Verbindung zwischen den beiden Antriebswellen 6R und 6F gelöst wird und der Schalter 20 geöffnet wird. Nach der Abgabe des Zweiradantriebssignals 2WD-EIN an die Steuer­ einheit 40 durchläuft das Programm der Steuereinheit 30 die Schritte 3 bis 8, 9a und 11a, wonach bei dem Schritt 11b das Öffnen des Schalters 20 ermittelt wird. Wenn das Öffnen ermittelt ist, gibt die Steuereinheit 30 an die Steuerein­ heit 40 ein Zweiradantriebssignal AUS ab (Schritt 11f). Entsprechend diesem Signal schaltet die Steuereinheit 40 das Relais 18 ab, wodurch der Motor 14 abgeschaltet wird. Ob­ gleich der Motor 14 abgeschaltet ist, bleibt der Auskuppel­ zustand der Kupplung des Getriebes 8 aufrechterhalten.

Wenn weder der Zweiradantrieb noch der Vierradantrieb ge­ wählt ist, was aus den Signalen L, L und H an den Eingangs­ anschlüssen a, b bzw. c festgestellt wird, wird dies als Wahl der automatischen Umstellung AUTO bewertet. Unter diesen Bedingungen wird von der Steuereinheit 30 die Leucht­ diode 93 eingeschaltet (Schritt 12a) und das Schließen des Schalters 20 ermittelt (Schritt 12b). Falls die Ermittlung ergibt, daß der Schalter 20 geöffnet ist, wird im weiteren ermittelt, ob die Bedingungen für das Umstellen auf den Vierradantrieb erfüllt sind oder nicht (Schritte 14a bis 14g). Wenn dies der Fall ist, wird auf den Vierradantrieb 4WD umgeschaltet (Schritte 9c bis 9e und 10). Wenn die Bedingungen nicht erfüllt sind, wird der Zweiradantrieb 2WD beibehalten. Falls der Schalter 20 geschlossen ist, wird ermittelt, ob die Bedingungen für das Umstellen auf den Zweiradantrieb erfüllt sind oder nicht (Schritte 13c bis 13e). Wenn die Bedingungen erfüllt sind, wird auf den Zwei­ radantrieb 2WD umgeschaltet (Schritte 11c bis 11e und 10). Wenn die Bedingungen nicht erfüllt sind, wird der Vierradan­ trieb 4WD beibehalten.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Bedingungen für das Umstellen auf den Vierradantrieb bei bestehendem Zweiradan­ trieb die folgenden:

• (1) Fortdauer des Betriebs bei einer Fahrgeschwindigkeit SR von mehr als 10 km/h und weniger als oder gleich 50 km/h über mehr als 5 Sekunden oder
• (2) Betreiben des Scheibenwischers über mehr als 5 Sekunden und bei einer Geschwindigkeitsdifferenz DS über einem Soll­ wert PDS 12.

Die erstere Bedingung (1) wird bei den Schritten 14a bis 14g geprüft, wonach auf die Feststellung der Bedingung hin der Vierradantrieb eingestellt wird (Schritte 9c bis 9e und 10). Die Bedingung (2) wird bei Schritten 13a und 13b überprüft und bei dem Feststellen der Bedingung wird auf den Vierrad­ antrieb umgestellt.

Die Bedingungen für das Umstellen auf den Zweiradantrieb bei eingestelltem Vierradantrieb sind bei diesem Ausführungsbei­ spiel die folgenden:

• (3) Stillstand des Scheibenwischers,
• (4) Fahrgeschwindigkeit unter 20 km/h und Geschwindigkeits­ differenz DS unter einem Sollwert PDS 2, oder
• (5) Ermittlung eines abnormalen Zustands an einem der Reed­ schalter 72 und 82.

Die erstere Bedingung wird bei dem Schritt 13c überprüft, wonach bei dem Feststellen der Bedingung auf den Zweiradan­ trieb umgestellt wird (Schritte 11c bis 11e und 10). Die Bedingung (4) wird in Schritten 13d und 13e überprüft, wonach bei erfüllter Bedingung auf den Zweiradantrieb umge­ stellt wird.

Da durch die beiden Steuereinheiten 30 und 40 auf die vor­ stehend beschriebene Weise der Zweiradantrieb und/oder Vierradantrieb bestimmt wird, schaltet der Fahrer den Schal­ ter 50 auf den Kontakt 51, falls er den Vierradantrieb wünscht. Falls der Zweiradantrieb gewünscht ist, schaltet der Fahrer die Schalter 50 und 54 jeweils auf die Kontakte 52 bzw. 55.

Falls der Fahrer das automatische Umstellen zwischen Zweira­ dantrieb und Vierradantrieb in Abhängigkeit vom Straßenzu­ stand wünscht, schaltet der Fahrer die Schalter 50 und 54 jeweils auf die Kontakte 52 bzw. 56.

Anstelle der Geschwindigkeitsdifferenz DS zwischen der Hinterradgeschwindigkeit und der Vorderradgeschwindigkeit kann als Steuerparameter das Verhältnis der Vorderradge­ schwindigkeit zur Hinterradgeschwindigkeit, das Verhältnis der Summe aus Vorderradgeschwindigkeit und Hinterradge­ schwindigkeit zur Hinterradgeschwindigkeit, das Verhältnis der Summe aus Vorderradgeschwindigkeit und Hinterradge­ schwindigkeit zur Vorderradgeschwindigkeit oder ein aufsum­ miertes Verhältnis verwendet werden. Dies ist dadurch be­ gründet, daß die vorstehend genannten Verhältnisse dem Schlupfverhältnis zwischen Vorderrad und Hinterrad entspre­ chen.

Falls gemäß den vorstehenden Ausführungen bei der erfin­ dungsgemäßen Antriebsumstellvorrichtung das Differenz- Schlupfverhältnis zwischen den Vorderrädern 2R und 2L und den Hinterrädern 4R und 4L im Vergleich zu einem Sollwert in einem gewissen Ausmaß verändert ist, steuert die Umschalt- Steuereinheit 30 als Umstellsteuereinrichtung die Kupplungs- Steuereinheit 40 derart, daß die Kupplungsvorrichtung die Verbindung zwischen der Maschine und entweder den Vorderrä­ dern 2R und 2L oder den Hinterrädern 4R und 4L oder sowohl zu den Vorderrädern als auch zu den Hinterrädern herstellt oder unterbricht, und zwar entsprechend der Wahl mittels des Schalters 50 als erste Eingabevorrichtung und des Schalters 54 als zweite Eingabevorrichtung oder unabhängig von der Wahl mittels des Schalters 50 bei eingeschaltetem Schalter 54.

Es wird eine Zweirad/Vierrad-Antriebsumstellvorrichtung be­ schrieben, die eine Kupplungsvorrichtung zum Verbinden einer Maschine mit entweder den Vorderrädern oder den Hinterrädern oder sowohl mit den Vorderrädern als auch mit den Hinterrä­ dern und eine Umstellsteuereinrichtung zum automatischen Umstellen auf Zweiradantrieb oder Vierradantrieb entspre­ chend dem Straßenzustand durch Steuern der Kupplungsvorrich­ tung aufweist. Damit kann das Umstellen herbeigeführt wer­ den, ohne daß der Fahrer von sich aus zwischen Zweiradan­ trieb und Vierradantrieb umschaltet.

Claims (1)

1. Vorrichtung zur Steuerung der Leistungsübertragung bei einem vierradgetriebenen Fahrzeug mit

   • - einer ständig angetriebenen Hauptantriebsachse und einer über eine Kupplung (8a) zuschaltbaren Hilfsantriebsachse,
   • - einem Sensor (80) zur Erfassung der Geschwindigkeit der Vorderachse (SF),
   • - einem Sensor (70) zur Erfassung der Geschwindigkeit der Hinterachse (SR) und
   • - einer Steuereinrichtung (30, 40), welcher die Signale (SF; SR) der Achsgeschwindigkeitssensoren (70; 80) zugeführt werden und welche daraus die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Geschwindigkeitsdifferenz (DS) zwischen der Vorder- und Hinterachse ermittelt, wobei die Steuereinrichtung (30, 40) ein Kupplungssignal zur Umstellung von Zweirad auf Vierrad­ antrieb erzeugt, wenn,
   • i) die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als 10 km/h und kleiner oder gleich 50 km/h ist für eine Zeitdauer von mehr als 5 Sekunden oder
   • ii) der Scheibenwischer länger als 5 Sekunden eingeschaltet bleibt und die Geschwindigkeitsdifferenz (DS) zwischen Vorder- und Hinterachse einen vorgegebenen Wert (PDS 12) überschreitet
     und ein Kupplungssignal zur Umstellung von Vierrad- auf Zweiradantrieb erzeugt, wenn
   • iii) der Scheibenwischer ausgeschaltet ist oder
   • iv) die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als 20 km/h ist und die Geschwindigkeitsdifferenz (DS) zwischen Vorder- und Hinter­ achse einen vorgegebenen Wert (PDS 2) unterschreitet oder
   • v) einer der Sensoren (70; 80) zur Erfassung der Achsgeschwin­ digkeit kein Signal (SF; SR) liefert.