DE4332218C2 - Vorrichtung zur Steuerung der Drehmomentverteilung - Google Patents
Vorrichtung zur Steuerung der DrehmomentverteilungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Aufteilung des
Motordrehmoments eines allradangetriebenen Fahrzeuges mit einer
Haupt- und einer Hilfsantriebsachse.
Die DE 40 11 214 A1 zeigt und beschreibt eine Steuereinrichtung zur Ver
teilung des Antriebsdrehmoments auf die Räder einer Hauptantriebsachse
und einer Hilfsantriebsachse. Bei dieser Steuereinrichtung wird das An
triebsdrehmoment in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz zwischen der
Hauptantriebsachse und der Hilfsantriebsachse und der Querbeschleunigung
aufgeteilt. Im einzelnen sind zwei Steuereinrichtungen vorgesehen, deren
erste die Steuerung im normalen Fahrbetrieb und deren zweite die Steue
rung beim Anfahren übernimmt. Mit Hilfe von Sensoren wird zu diesem
Zweck eine hohe Beschleunigung bei gleichzeitiger niedriger Fahrzeugge
schwindigkeit ermittelt. Auf diese Weise wird der Zustand des Anfahrens
festgestellt. Beim Anfahren wird der Kupplungseingriff zum Antreiben der
Hilfsantriebsachse gegenüber dem Zustand des Normalbetriebes erhöht. Die
Hilfsantriebsachse wird also während des Anfahrens bereits dann angetrie
ben, wenn sich noch keine nennenswerte Drehzahldifferenz zwischen den
Rädern der beiden Achsen ergeben hat.
Die US 5 132 908 beschreibt ebenfalls eine Vorrichtung zur Steuerung der
Drehmomentverteilung für ein Kraftfahrzeug. Auch diese herkömmliche
Steuervorrichtung ist so ausgelegt, daß sie die Antriebsleistung der Maschine
zu den Hauptantriebsrädern (Hinterrädern) des Fahrzeugs und den Hilfsan
triebsrädern (Vorderrädern) über eine Drehmoment-Verteilerkupplung über
trägt, die in der Lage ist, das an die Hilfsantriebsräder abgegebene Drehmo
ment zu variieren. Es ist übliche Praxis, die Drehmoment-Verteilerkupplung
so zu steuern, daß sich das übertragene Drehmoment proportional zu dem
Durchdrehen der Hinterräder einstellt, indem sich das übertragene Drehmo
ment mit zunehmender Differenz zwischen der Vorderrad- und Hinterrad
drehzahl erhöht und den Steuer-Verstärkungsfaktor des übertragenen Dreh
moments verringert, der proportional ist zu der Drehzahldifferenz der Vor
der- und Hinterräder, wenn die auf das Fahrzeug ausgeübte Querbeschleuni
gung zunimmt. Der Steuer-Verstärkungsfaktor wird bestimmt in umgekehr
ter Proportion zu der Querbeschleunigung. Dies führt dazu, daß ein größerer
Steuer-Verstärkungsgrad bei einer Straßenoberfläche mit niedrigem Reib
wert und ein kleiner Verstärkungsgrad bei einer Straßenoberfläche mit ho
hem Reibwert gebildet wird, so daß eine neutrale Lenkcharakteristik unab
hängig von dem Reibwert der Straßenoberfläche erreicht wird.
Bei dieser herkömmlichen Vorrichtung wird jedoch der Steuer-Verstär
kungsfaktor nur aufgrund der Querbeschleunigung unabhängig davon be
stimmt, ob das Fahrzeug anfährt oder auf einer geraden oder gekrümmten
Bahn bewegt wird. Wenn der Verstärkungsfaktor auf einen größeren Wert für
die Querbeschleunigung gesetzt wird, damit eine ausreichende Traktion er
zielt wird, wenn das Fahrzeug anfährt, wird ein großes Drehmoment auf die
Vorderräder übertragen, so daß ein Durchdrehen der Hinterräder auch dann
verhindert wird, wenn das Gaspedal stark niedergetreten wird, wenn sich
das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche mit niedrigem Reibwert bewegt.
Daher fährt der Fahrer das Fahrzeug, ohne angezeigt zu bekommen, daß die
Straßenoberfläche einen niedrigen Reibwert hat. Wenn der Verstärkungsfak
tor auf einen niedrigeren Wert für die Querbeschleunigung gesetzt wird, da
mit ein Gefühl für das Durchdrehen der Hinterräder beim Niedertreten des
Gaspedals erreicht wird, so daß dem Fahrer angezeigt wird, wenn sich das
Fahrzeug auf einer Oberfläche mit niedrigem Reibwert bewegt, drehen die
Hinterräder jedoch durch, so daß eine ausreichende Traktion nicht erzielt
werden kann, wenn das Fahrzeug auf einer Straße mit niedrigem Reibwert
anfährt.
Es ist daher Hauptaufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zur
Steuerung der Drehmomentverteilung zu schaffen, durch die sichergestellt
werden kann, daß eine ausreichende Traktion zur Verfügung steht, wenn das
Fahrzeug anfährt, und zugleich dem Fahrer angezeigt wird, wenn sich das
Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche mit niedrigem Reibwert bewegt.
Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich im einzelnen aus den Merkmalen
des Hauptanspruchs.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Steuerung der Drehmomentver
teilung für ein vierradgetriebenes Kraftfahrzeug geschaffen, das eine Maschi
ne zur Lieferung der Antriebsleistung aufweist. Das Kraftfahrzeug wird auf
zwei Hauptantriebsrädern und zwei Hilfantriebsrädern abgestützt. Die Steuer
vorrichtung für die Drehmomentverteilung umfaßt eine Einrichtung zur Über
tragung der Antriebsleistung von der Maschine auf die Hauptantriebsräder
und die Hilfsantriebsräder über eine Drehmoment-Verteilerkupplung, die in
der Lage ist, das an die Hilfsantriebsräder übertragene Drehmoment zu vari
ieren, eine Einrichtung zur Abtastung der Drehzahldifferenz zwischen den
Hauptantriebsrädern und den Hilfsantriebsrädern, und eine Einreichung zur
Abtastung der Querbeschleunigung, die auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Erste
und zweite Steuer-Verstärkungsfaktoren werden errechnet. Der erste Ver
stärkungsfaktor ist umgekehrt proportional zu der Querbeschleunigung. Der
zweite Verstärkungsfaktor ist umgekehrt proportional zu der auf das Fahr
zeug ausgeübten Querbeschleunigung. Der zweite Verstärkungsfaktor ist klei
ner als der erste Verstärkungsfaktor. Das Anfahren des Fahrzeugs wird durch
ein Signal angezeigt. Ein Vorgabe-Drehmoment wird errechnet. Das Vorgabe-
Drehmoment ist proportional zu dem ersten Verstärkungsfaktor und der
Raddrehzahldifferenz in Anwesenheit des Anfahrsignals. Das Vorgabe-Dreh
moment ist proportional zu dem zweiten Verstärkungsfaktor und zu der Rad
drehzahldifferenz in Abwesenheit des Anfahrsignals. Die Drehmoment-Vertei
lerkupplung wird so gesteuert, daß sie das errechnete Vorgabe-Drehmoment
an die Hilfsantriebsräder überträgt.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Steuereinheit für
die Drehmomentverteilung innerhalb der Steuervorrichtung ge
mäß Fig. 1;
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm und veranschaulicht die Programmierung
eines Digitalrechners, der in der Steuereinheit gemäß Fig. 2
verwendet wird;
Fig. 4A ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einem er
sten Verstärkungsfaktor K₁ und der Querbeschleunigung YG
zeigt;
Fig. 4B ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen dem zwei
ten Verstärkungsfaktor K₂ und der Querbeschleunigung YG
zeigt;
Fig. 5A ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einem
Steuerdrehmoment T₁ und der Drehzahldifferenz ΔVW zwi
schen Vorder- und Hinterrädern veranschaulicht;
Fig. 5B ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Steuerdreh
moment T₁ und der Drehzahldifferenz ΔVW der Vorder- und
Hinterräder ,veranschaulicht;
Fig. 6 ist ein Diagramm und zeigt den Zusammenhang zwischen An
fahrdrehmoment T₂ und Drosselklappenstellung θ.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Steuervorrichtung für
die Drehmomentverteilung (Antriebskraftverteilung) als Ausführungsform der
Erfindung. Ein Kraftfahrzeug, das insgesamt mit 10 bezeichnet ist, wird
durch zwei Vorderräder 12 und zwei Hinterräder 14 abgestützt. Das Kraft
fahrzeug 10 umfaßt eine Brennkraftmaschine 16, von der die Antriebsleistung
über ein Getriebe 18 an ein Vertellergetriebe 20 übertragen wird. Das Vertei
lergetriebe 20 weist eine Eingangswelle 22 auf, die mit dem Getriebe 18 ver
bunden ist, eine erste Ausgangswelle 24, die mit einer hinteren Antriebswel
le 30 verbunden ist, und eine zweite Ausgangswelle 26, die mit einer vorde
ren Antriebswelle 34 verbunden ist. Das Verteilergetriebe 20 überträgt direkt
die Antriebsleistung von dem Getriebe 18 auf die hintere Antriebswelle 30.
Die Antriebsleistung wird dort durch ein hinteres Differentialgetriebe 32 auf
genommen, das die Antriebsleistung gleichmäßig auf die beiden Hinterräder
14 verteilt. Das Verteilergetriebe 20 umfaßt weiterhin eine Verteilerkupp
lung (Drehmoment-Verteilerkupplung) 28, über die die vordere Antriebswel
le 34 mit dem Getriebe 18 verbunden ist. Auf diese Weise wird die Antriebs
leistung aus dem Getriebe 18 über die Verteilerkupplung 28 auf die vordere
Antriebswelle 34 übertragen. Die Antriebsleistung gelangt sodann an ein vor
deres Differential 36, das die Antriebsleistung gleichmäßig auf die beiden
Vorderräder verteilt. Die Verteilerkupplung 28, die die Form einer Mehr
scheiben-Naßkupplung aufweisen kann, wird in Eingriff gebracht zur Übertra
gung des Drehmoments von dem Getriebe 18 auf die vordere Antriebswelle
34, wenn sie einen Steuerdruck Pc in der vorm eines hydraulischen Drucks
aufnimmt, der über eine Leitung 38 von einer Druckquelle 40 zugeführt wird.
In Abwesenheit des Steuersignals Pc ist die Verteilerkupplung 28 gelöst, so
daß das Drehmoment von dem Getriebe 18 von der vorderen Antriebswelle
34 getrennt ist. Die Kraft, mit der die Verteilerkupplung eingreift, das heißt,
das Verhältnis des Drehmoments, das auf die vorderen und hinteren Räder
12, 14 des Fahrzeugs übertragen wird, wird bestimmt durch die Höhe des
Steuerdruckes Pc, der von der Druckquelle 40 über die Leitung 38 an die
Verteilerkupplung 28 gelangt.
Die Druckquelle 40 umfaßt eine Ölpumpe 46, die durch einen Elektromotor
44 betrieben wird und Öl aus einem Behälter 42 ansaugt. Der Öldruck (Pri
märdruck), der von der Ölpumpe 46 abgegeben wird, gelangt über ein Rück
schlagventil 48 in einen Speicher 50. Ein Begrenzungsschalter 52 dient zur
Überwachung des Öldruckes (Sekundärdruck) in dem Speicher 50. Der Be
grenzungsschalter 52 erzeugt ein Signal zum Anhalten des Elektromotors 44,
wenn der Sekundärdruck einen vorgegebenen Wert überschreitet. Der Se
kundärdruck wird daher auf einem vorgegebenen Wert gehalten. Der geregel
te Druck gelangt über ein Magnetventil 54 in die Leitung 38. Das Magnetven
til 54 spricht auf einen Zitterstrom i* an, der von einer Steuereinheit 60 für
die Drehmomentverteilung beim Steuern der Größe des Steuerdrucks Pc,
der über die Leitung 38 an die Verteilerkupplung 28 gelangt, zugeführt wird.
Die Größe des Steuerdrucks Pc, der über die Leitung 38 der Verteilerkupp
lung 28 zugeführt wird, ist bestimmt durch die Größe des Zitterstromes i*,
der von der Steuereinheit 60 an das Magnetventil 54 gelangt und der wieder
holt bestimmt wird auf der Basis verschiedener Fahrzeugbedingungen, die
während des Fahrzeugbetriebes abgetastet werden. Diese abgetasteten Bedin
gungen umfassen die Drehzahlen der vier Räder, die Querbeschleunigung des
Fahrzeugs, die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs und die Drosselklappen
stellung. Raddrehzahlsensoren 62, 64, 66, 68 dienen zum Erfassen der Dreh
zahlen der vier Räder von vorne links bis hinten rechts. Ferner sind ein
Querbeschleunigungssensor 70, ein Längsbeschleunigungssensor 72 und ein
Drosselklappenstellungssensor 74 mit der Steuereinheit 60 verbunden, wie
es in Fig. 2 gezeigt ist. Der vordere linke Raddrehzahlsensor 62 ermittelt die
Drehzahl des linken Vorderrades und erzeugt ein Signal NFL. Entsprechend
erzeugt der vorne rechts befindliche Drehzahlsensor 64 ein Signal NFR, und
Hinterradsensoren 66 und 68 erzeugen Signale NRL und NRR. Der Querbe
schleunigungssensor 70 liefert ein Querbeschleunigungssignal YG. Der Längs
beschleunigungssensor 72 liefert ein Längsbeschleunigungssignal XG. Der
Drosselklappensensor 74 tastet den Öffnungsgrad der Drosselklappe für die
Steuerung der von der Maschine 16 aufgenommenen Luft ab und erzeugt ein
Signal θ, das der Drosselklappenstellung entspricht.
Die Steuereinheit 60 kann einen Digitalrechner enthalten, der eine zentrale
Rechnereinheit (CPU), einen Zugangsspeicher (RAM), einen Auslesespeicher
(ROM) und eine Eingangs-/Ausgangs-Steuerschaltung (I/O) umfaßt. Die zen
trale Rechnereinheit steht mit dem Rest des Rechners über einen Datenbus
In Verbindung. Der Auslesespeicher enthält das Programm zum Betreiben der
zentralen Rechnereinheit und weiterhin geeignete Datentabellen für die Be
rechnung eines geeigneten Wertes des Zitterstromes i*, der dem Magnetven
til 54 zugeführt wird. Ein Steuerbefehl, der eine gewünschte Zitterstromgrö
ße wiedergibt, wird periodisch durch die zentrale Rechnereinheit an die Ein
gangs- /Ausgangs-Steuerschaltung übertragen. Diese Steuerschaltung wandelt
das aufgenommene Befehlssignal um in einen entsprechenden Zitterstrom i*
zur Weiterleitung an das Magnetventil 54.
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm und veranschaulicht die Programmierung des Di
gitalrechners, der in der Steuereinheit 60 zur Berechnung eines geeigneten
Wertes für den Zitterstrom i* verwendet wird, der dem Magnetventil 54 zu
geführt wird. Das Computerprogramm wird gestartet bei 202 in gleichförmi
gen Zeitabständen (beispielsweise 10 msec). Bei 204 werden die vier Rad
drehzahlen VWFL, VWFR, VWRL und VWRR für die vier Räder von links vorne
bis rechts hinten, die Querbeschleunigung YG, die Längsbeschleunigung XG
und die Drosselklappenstellung θ in den Computerspeicher eingelesen. Bei
206 berechnet der Zentralrechner die vordere Raddrehzahl VWF als Durch
schnitt der linken und rechten Raddrehzahl und die hintere Raddrehzahl
VWR als Durchschnittswert der Hinterräder.
Bei 208 wird die Drehzahldifferenz ΔVW (0) zwischen der Drehzahl der
Vorderräder VWF und der Drehzahl der Hinterräder VWR berechnet. Bei 210
werden die ersten und zweiten Verstärkungsfaktoren K₁ und K₂ berechnet
als K₁ = C/YG (K₁ K1MAX) und K₂ = C/YG (K₂ K2MAX). Unter der Annah
me, daß C = 1 (G × mkg/km/h), K1MAX = 7 (mkg/km/h) und K2MAX = 5
(mkg/km/h) ist, kann der erste Verstärkungsfaktor K₁ aus der Beziehung be
rechnet werden, die den ersten Verstärkungsfaktor K₁ als Funktion der Quer
beschleunigung wiedergibt, wie es in Fig. 4A gezeigt ist, und der zweite Ver
stärkungsfaktor K₂ kann berechnet werden aus der Beziehung, die angibt,
daß der zweite Verstärkungsfaktor K₂ eine Funktion der Querbeschleunigung
YG ist, wie es in Fig. 4B gezeigt. Bei 212 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit
VCAR berechnet als Funktion der Raddrehzahl VWF und der Längsbeschleuni
gung XG. Bei 214 wird der Aus-Bereich ΔVOFF der Drehzahldifferenz zwi
schen Vorder- und Hinterrädern auf 0,5 km/h festgesetzt. Der Aus-Bereich
ΔV kann berechnet werden als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR.
Bei 216 wird bestimmt, ob oder nicht die Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR ge
ringer als 20 km/h ist. Wenn die Antwort auf diese Frage "JA" lautet, bedeutet
dies, daß das Fahrzeug anfährt, und das Programm schreitet fort zu Punkt
218. Dort wird die Anfahrflagge FSTART auf 1 gesetzt. Bei 220 wird das Steu
erdrehmoment berechnet als T₁ = K₁ × ΔVW. Das Steuerdrehmoment T₁
kann berechnet werden aus der Beziehung, nach der das Steuerdrehmoment
T₁ eine Funktion des ersten Verstärkungsfaktors K₁ und der Raddrehzahldif
ferenz zwischen Vorder- und Hinterrädern ist, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Bei
222 wird das Anfahrdrehmoment T₂ berechnet als T₂ = K × (θ - θ₀) + T₀.
Das Anfahrdrehmoment T₂ kann berechnet werden als Funktion der Rad
drehzahldifferenz ΔVW zwischen Vorder- und Hinterrädern, wie es in Fig. 6
gezeigt ist, in der K = 0,5 (mkg/Grad), T₀ = 4 (mkg) und θ₀ = 30 (Grad)
sind. Anschließend geht das Programm zu Punkt 230.
Wenn die Antwort auf die Frage bei 216 "NEIN" lautet, geht das Programm zu
Punkt 224. Die Anfahrflagge FSTART wird auf Null gesetzt. Bei 226 wird das
Steuerdrehmoment berechnet als T₁ = K₂ × (ΔVW - ΔVOFF). Das Steuerdreh
moment T₁ kann berechnet werden als Funktion des zweiten Verstärkungs
faktors K₂ und der Drehzahldifferenz ΔVW zwischen Vorder- und Hinterrä
dern, wie es in Fig. 5B gezeigt ist. Bei 228 wird das Anfahrdrehmoment T₂
auf Null gesetzt. Anschließend geht das Programm zu Punkt 230.
Bei 230 wird das Vorgabedrehmoment T gesetzt als der größere Wert des
Steuerdrehmoments T₁ und des Anfahrdrehmoments T₂. Bei 232 wird eine
Drehmoment-/Strom-Tabelle verwendet zum Umwandeln des Vorgabedreh
moments T in den entsprechenden Treiberstrom i für das Magnetventil. Bei
234 wird ein Zitterstrom i* berechnet auf der Basis des Treiberstromes i des
Magnetventils als i* = i ± Δi × f₀. Beispielsweise gilt Δi = 0,1 A; f₀ = 100 Hz.
Nachdem der berechnete Zitterstrom i* an das Magnetventil 54 abgegeben
worden ist, bewegt sich das Programm zum Endpunkt 236.
Anschließend soll die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Steuervorrich
tung für die Drehmomentverteilung näher erläutert werden.
Wenn das Fahrzeug anfährt, ist die Anfahrflagge FSTART auf 1 gesetzt. Folg
lich wird das Steuerdrehmoment T₁ berechnet als T₁ = K₁ × ΔVW, und das
Anfahrdrehmoment T₂ wird berechnet als T₂ = K × (θ - θ₀) + T₀. Das größe
re der beiden Drehmomente T₁ und T₂ wird ausgewählt als Vorgabedrehmo
ment T. Wenn die Straßenoberfläche, auf der das Fahrzeug anfährt, einen nie
drigen Reibwert hat, wird das Steuerdrehmoment T₁ als Steuerdrehmoment
T gewählt, da eine größere Drehzahldifferenz ΔVW zwischen Vorder- und
Hinterrädern bei geringem Niederdrücken des Gaspedals entsteht. In diesem
Falle nimmt das Vorgabedrehmoment T direkt proportional zur Drehzahldif
ferenz ΔVW zwischen Vorder- und Hinterrädern zu, wie in Fig. 5A gezeigt ist,
da der erste Verstärkungsfaktor K₁ größer als der zweite Verstärkungsfaktor
K₂ ist und die Verteilerkupplung 28 mit einer größeren Kraft betätigt wird.
Das bewirkt, daß das Drehmoment mit raschem Ansprechen von der Maschi
ne 16 über die Verteilerkupplung 28 an die Vorderräder 12 übertragen wird.
Das Anfahrdrehmoment T₂ wird ausgewählt als Vorgabedrehmoment T,
wenn das Fahrzeug anfährt, während das Gaspedal kräftig niedergetreten
wird, bei einer Straßenoberfläche mit hohem Reibwert.
Wenn sich das Fahrzeug auf einer geraden oder gekrümmten Bahn bewegt,
wird die Anfahrflagge FSTART auf Null gesetzt. Folglich wird das Steuerdreh
moment T₁ berechnet als T₁ = K₂ (ΔVW - ΔVOFF), und das Anfahrdrehmo
ment T₂ wird berechnet als T₂ = 0. Das Steuerdrehmoment T₁ wird daher
ausgewählt als Vorgabedrehmoment T. Wenn die Straßenoberfläche, auf der
sich das Fahrzeug bewegt, einen niedrigen Reibwert hat, nimmt das Steuer
drehmoment T₁ (in diesem Falle das Vorgabedrehmoment T) direkt propor
tional zu der Raddrehzahldifferenz ΔVW zwischen Vorder- und Hinterrädern
zu, so daß die Kraft erhöht wird, mit der die Verteilerkupplung 28 in Eingriff
gebracht wird, und zwar direkt proportional zu der Drehzahldifferenz ΔVW
zwischen Vorder- und Hinterrädern, wie es in Fig. 5B gezeigt ist, da der
zweite Verstärkungsfaktor K₂ kleiner ist. Als Ergebnis wird das Drehmoment
mit langsamem Ansprechverhalten von der Maschine 16 über die Verteiler
kupplung 28 auf die Vorderräder 12 übertragen. Wenn der Fahrer das Gaspe
dal etwas zu stark niederdrückt, haben die Hinterräder 14 das Bestreben
durchzudrehen und damit dem Fahrer anzuzeigen, daß die Straßenoberfläche
einen geringen Reibwert aufweist.
Wenn sich der Betriebszustand des Fahrzeugs verschiebt von der Anfahrsitua
tion 1 zu der Fahrsituation 2, das heißt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
VCAR bei 20 km/h angelangt ist, wird das das Steuerdrehmoment T₁ berech
net als T₁ = K₂ × (ΔVW - ΔVOFF). Wenn sich das Fahrzeug auf einer geraden
Linie bewegt und nahezu keine Querbeschleunigung YG vorliegt, nimmt das
Drehmoment, das auf die Vorderräder 12 übertragen wird, rasch beim Errei
chen einer Geschwindigkeit von 20 km/h ab, da der Verstärkungsfaktor von
K₁ = 7 auf K₂ = 5 abfällt und der Aus-Bereich ΔVOFF vorgesehen ist. Wenn
das Fahrzeug in einer Kurve mit großer Querbeschleunigung YG bewegt wird,
bleibt der Verstärkungsfaktor unverändert (K₁ = K₂), wie aus einem Ver
gleich von Fig. 4A und 4B ersichtlich ist. Jedoch nimmt das an die Vorderrä
der 12 übertragene Drehmoment zugleich mit dem Erreichen der Fahrzeug
geschwindigkeit VCAR von 20 km/h wegen der Verwendung des Aus-Be
reichs ΔVOFF ab. Diese Abnahme des auf die Vorderräder 12 übertragenen
Drehmoments erzeugt eine kleine Veränderung im Verhalten des Fahrzeugs,
die dem Fahrer anzeigt, daß ein Wechsel von Vierradantrieb mit Betonung
der Traktion auf Vierradantrieb mit Bevorzugung der Fahrsicherheit erfolgt
ist.
Obwohl die Erfindung beschrieben worden ist in Zusammenhang mit einem
Vierradfahrzeug, bei dem die Hinterräder die Hauptantriebsräder und die
Vorderräder die Hilfsantriebsräder sind, kann die Erfindung auch angewen
det werden auf ein Fahrzeug, bei dem die Vorderräder die Hauptantriebsrä
der und die Hinterräder die Hilfsantriebsräder sind.
Claims (5)
1. Steuervorrichtung für die Aufteilung des Motordrehmoments eines all
radangetriebenen Fahrzeuges, mit
- - einer Kupplung (28) zur Aufteilung des Drehmoments vom Motor (16) auf eine Haupt- und eine Hilfsantriebsachse, wobei das auf die Hilfsantriebs achse übertragene Drehmoment in Abhängigkeit von einem Steuersignal veränderbar ist,
- - Sensoren (62; 64; 66; 68) zur Erfassung der Raddrehzahlen an den Vor der- und Hinterrädern (12; 14),
- - einem Sensor (70) zur Erfassung der Querbeschleunigung (YG) des Fahr zeugs,
- - einer Steuereinheit (60), welcher die Signale der Raddrehzahlsensoren (62; 64; 66; 68) und des Querbeschleunigungssensors (70) zugeführt werden,
welche aus den Raddrehzahlen die Geschwindigkeitsdifferenz (ΔVW) zwi
schen der Haupt- und der Hilfantriebsachse ermittelt sowie ein Signal er
zeugt, wenn das Fahrzeug anfährt,
welche umgekehrt proportional zur Querbeschleunigung zwei Verstärkungs faktoren (K₁ und K₂) berechnet, wobei der zweite Verstärkungsfaktor (K₂) kleiner als der erste Verstärkungsfaktor (K₁) ist, und
welche das Steuersignal für die Kupplung (28) erzeugt wobei sich das auf die Hilfsantriebsachse übertragene Drehmoment proportional zum ersten Ver stärkungsfaktor (K₁) und der Geschwindigkeitsdifferenz (ΔVW) zwischen der Haupt- und der Hilfsantriebsachse verändert, wenn das Fahrzeug anfährt und sich proportional zum zweiten Verstärkungsfaktor (K₂) und der Geschwin digkeitsdifferenz (ΔVW) zwischen der Haupt- und der Hilfsantriebsachse ver ändert, wenn das Fahrzeug nicht anfährt.
welche umgekehrt proportional zur Querbeschleunigung zwei Verstärkungs faktoren (K₁ und K₂) berechnet, wobei der zweite Verstärkungsfaktor (K₂) kleiner als der erste Verstärkungsfaktor (K₁) ist, und
welche das Steuersignal für die Kupplung (28) erzeugt wobei sich das auf die Hilfsantriebsachse übertragene Drehmoment proportional zum ersten Ver stärkungsfaktor (K₁) und der Geschwindigkeitsdifferenz (ΔVW) zwischen der Haupt- und der Hilfsantriebsachse verändert, wenn das Fahrzeug anfährt und sich proportional zum zweiten Verstärkungsfaktor (K₂) und der Geschwin digkeitsdifferenz (ΔVW) zwischen der Haupt- und der Hilfsantriebsachse ver ändert, wenn das Fahrzeug nicht anfährt.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Steuereinheit (60) zur Berechnung des auf die Hilfsantriebsachse übertragenen
Drehmoments (T) das Signal eines Sensors (74) zur Abtastung der Drossel
klappenstellung (θ) zugeführt wird, welche das Steuerdrehmoment (T₁) als
T₁ = K₁ × ΔVW, mit (K₁) als erstem Verstärkungsfaktor und (ΔVW) als Ge
schwindigkeitsdifferenz zwischen Vorder- und Hinterachse und das Anfahr
drehmoment (T₂) als T₂ = K × (θ - θ₀) + T₀, mit (K) als Konstante, (θ₀) als
vorgegebener Drosselklappenwinkel und (T₀) als vorgegebener Drehmoment
wert berechnet und welche zur Festsetzung des auf die Hilfsantriebsachse
übertragenen Drehmoments den größeren Wert der berechneten Drehmo
mente (T₁) und (T₂) in Anwesenheit des Anfahrsignals auswählt.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinheit (60) das auf die Hilfsantriebsachse übertragene Drehmoment
(T) als T = K₂ × (ΔVW - ΔVOFF), mit (K₂) als zweiter Verstärkungsfaktor,
(ΔVW) als Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Vorder- und Hinterachse, und
(VOFF) als vorgegebener Aus-Bereich in Abwesenheit des Anfahrsignals be
rechnet.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Steuereinheit (60) zur Errechnung des auf die Hilfsantriebsachse übertrage
nen Drehmoments das Signal einer Einrichtung zur Erfassung der Fahrzeug
geschwindigkeit zugeführt wird, welche den Aus-Bereich als Funktion der er
faßten Fahrzeuggeschwindigkeit und das auf die Hilfsantriebsachse übertrage
ne Drehmoment (T) als T = K₂ × (ΔVW - ΔVOFF), mit (K₂) als zweiter Ver
stärkungsfaktor, (ΔVW) als Geschwindigkeitsdifferenz und (ΔVOFF) als Aus-Bereich
bei Abwesenheit des Anfahrsignals berechnet.
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