WO2014037285A1 - Ansteuerung für eine allradkupplung - Google Patents

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WO2014037285A1
WO2014037285A1 PCT/EP2013/067980 EP2013067980W WO2014037285A1 WO 2014037285 A1 WO2014037285 A1 WO 2014037285A1 EP 2013067980 W EP2013067980 W EP 2013067980W WO 2014037285 A1 WO2014037285 A1 WO 2014037285A1
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torque
primary
drive
axis
clutch
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Hans-Thomas Feichtner
Werner SCHÖFMANN
Johannes Quehenberger
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Magna Powertrain GmbH and Co KG
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Magna Powertrain GmbH and Co KG
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    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/18—Steering angle

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a clutch in Vierradan- drive of a motor vehicle and a corresponding control a four-wheel drive on the type of process or the device claim.
  • the front axle (average speed of the two front wheels) turns slightly different from the rear axle (average speed of the two rear wheels).
  • the differential speed has its cause in different dynamic tire radii, manufacturing tolerances, different wear of the tires, different axle loads, differences in tire pressure, mixing tires, caused by the drive torque wheel slip.
  • cornering the speed difference results from the different travel paths to be traveled by the wheels.
  • four-wheel drive vehicles e.g. a vehicle with front-wheel drive and a rear wheel drive which can be engaged via a clutch - a further speed difference can be added due to a difference in the transmission ratio in the axle transmissions.
  • Speed difference of the clutch for the wheel slip-free driving determined, namely from the driving speed, the curve radius, the different Radradien.
  • a speed difference is determined in which a wheel slip-free cornering results, in accordance with this speed difference value, the clutch is set via a generated control signal.
  • DE 36 26 025 A1 shows a similarly operating drive device for a four-wheel drive vehicle with a friction disc clutch for the variable transmission of a drive torque to the front wheels.
  • the clutch is opened in the drive train between the front and rear axles when exceeding a predetermined Drehbaumverring ceremoniessgradienten to improve the braking behavior.
  • the control of a clutch in the drive train between the front and rear axle of a vehicle with four-wheel drive causes the clutch is always acted upon by the moment, that is never completely disengaged. This is to achieve a better transition in all-wheel demand.
  • a correction factor for determining the true speed on the basis of the differential speed and the measured speed is determined for driving force distribution.
  • the object of the present invention is to propose a control for an all-wheel drive in relation to the known solutions of improved design.
  • the solution according to the invention thus consists in a driving situation-dependent control of the four-wheel drive to optimize the powertrain losses.
  • the coupling to be used in accordance with the invention is designed in such a way that the lowest possible moment can be set, which can be achieved e.g. by a ventilated position is possible.
  • the clutch thus makes it possible to approach a wide open position in which no or a small residual torque is transmitted between the front and rear axles.
  • Such a low transmission torque can be adjusted, for example, or additionally by reducing the amount of lubricant and cooling oil in a disk set.
  • the optimum (for) the current driving condition clutch position is calculated and adjusted based on the wheel speeds.
  • additional powertrain losses caused by speed differences between the front and rear axles can be avoided.
  • the invention thus employs a calculation method for the actual differences in tire radii between the front and rear axles and a corresponding strategy for controlling the four-wheel drive distributing the drive power to the front and rear wheels.
  • the difference of the dynamic tire radii between the front and rear axles of the respective vehicle can be calculated with the just current tires, the load and the air pressure.
  • the rear axle is adjusted to the condition of the four-wheel drive in order to minimize driveline losses.
  • the primary axis eg the rear axle
  • the primary axis reaches a slip that is so high that the front axle rotates slower than the rear axle and the front axle is no longer in by adjusting a clutch torque on the four-wheel drive the thrust operation is brought but the losses by
  • blind moments can only be minimized. From this limiting speed, which depends on the transmitted torque, it makes no sense to fully open the four-wheel clutch. From this speed limit, the four-wheel clutch is operated only pre-controlled, which means that the front axle is always driven via the transfer case, the all-wheel drive and not only exclusively on the road.
  • Figure 1 shows the basic components of a four-wheel drive vehicle, consisting of an internal combustion engine VKM, a downstream, automatically or manually switchable transmission SG, which drives the wheels of the rear axle HA, here the primary axis PA via a propeller shaft KHA.
  • VKM internal combustion engine
  • SG downstream, automatically or manually switchable transmission SG
  • the rear axle is to be understood as the main drive axle, which should not, however, limit the general idea of the invention.
  • the output of the transmission SG acts via a cardan shaft KHA on the rear wheels HA of a rear axle - on the wheels of the primary axle.
  • the output of the transmission acts in parallel on an all-wheel clutch AK, which in turn transmits an adjustable drive torque via a propeller shaft KVA to the wheels of the front axle - in the illustrated embodiment, the secondary axis.
  • the four-wheel clutch AK is closed, this results, for example, in radius differences between the wheels - Losses.
  • the axes run at the same speed, ie there is a higher power loss compared to the power loss at a corresponding to the tire radii adjusting differential speed. Due to the occurrence of tension in the drive train, increased torques occur in the axle drives and thus increased losses.
  • FIG. 1 shows a control S which is in signal connection with the wheel speed sensors assigned to the wheels of the front and rear axles VA, HA, which is indicated by the arrows.
  • the clutch AK is controlled such that a certain proportion of the moment of the propeller shaft KHA (in the embodiment, the primary axis supplied torque) via the propeller shaft KVA for driving the front wheels (here the secondary axis) is derived.
  • the following variables, measured variables are available or are recorded: engine torque, wheel speeds (front and rear axle), steering angle, the instantaneous total ratio. From the speeds of the wheels in conjunction with the tire radii also results in the vehicle speed.
  • the wheel speeds can be used to calculate the ratio between the primary and secondary wheel tire r PA / r S A, ie the ratio of the tire radii of the rear and front axles HA, VA. Furthermore, it is assumed that the slip in the relevant region is linear (approximately or completely linear) dependent on the moment.
  • the following driving condition is considered: constant speed - all-wheel drive clutch open - pure drive via primary or twin axle. Main drive axle. It applies or follows:
  • FIG. 2 shows a diagram of possible torque distributions between the primary axis PA and the secondary axis SA.
  • the abscissa is divided into the moment of the axle drive - the primary and the secondary axis.
  • the ordinate represents the torque sum of the Achseintriebe.
  • the straight line M 50/5 o corresponds to a tungslftigen torque distribution, ie the four-wheel clutch AK or a corresponding differential (open) shares 50% of the drive power to the primary axis, 50% to the secondary axle.
  • the straight line M 10 o / o corresponds to a torque distribution between primary and secondary axle of 100% to 0%, ie the entire drive power goes to the primary axis (here the rear axle), it is pure two-wheel drive before.
  • the area BSA corresponds to the blind moment range secondary axis
  • the area BPA corresponds to the blind moment range of the primary axis.
  • the torque distribution by means of the four-wheel drive AK is in the diagram of Figure 2 within the area which is enclosed by the lines marked with primary and secondary (dashed, dash-dotted).
  • FIG. 3 shows possible torque adjustment ranges for a ratio of the dynamic tire radii (r PA * i SA ) / (r SA * i PA ) ⁇ 1. Assuming i SA and i PA equal, then this is the state in which the dynamic radius r SA of the secondary axis SA (here the front axle) is greater than the dynamic radius r PA of the primary axis PA.
  • the secondary axis SA rotates more slowly (since the radius r SA is greater) than the primary axis PA.
  • the all-wheel clutch AK it is possible, even at a rate in the range below the critical drive torque M make management breakdown crit meaningful Mo, so genuine four-wheel operation to drive. This state is shown in FIG. 3 and also desired.
  • M PA is the course of the torque distribution to the primary axis, reproduced with M SA, the course of the torque distribution to the secondary axis. Recognizable in such a situation - there is a detectable tire radius difference - already made a torque distribution before reaching the critical drive torque M crit or the corresponding speed, ie it is not driven to M crit in the strict or corresponding to the four-wheel drive maximum feasible two-wheeler mode ,
  • a low clutch torque is always provided even at moments below M crit , ie a part of the drive power can be distributed to the secondary axis. A complete separation of the four-wheel clutch is not made. In addition, it is envisaged to compensate for the losses of the drive train elements to the secondary axis with a small remaining torque (division).
  • the residual torque in the clutch should then correspond to that torque which is needed for co-rotating the components of the secondary drive train. In general, this results in advantages in efficiency.
  • VKM engine internal combustion engine

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Description

Ansteuerung für eine Allradkupplung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Kupplung im Vierradan- trieb eines Kraftfahrzeuges sowie eine entsprechende Steuerung einen Vierradantrieb nach der Art des Verfahrens- bzw. des Vorrichtungsanspruches.
Bei über die Vorderachse bzw. die Hinterachse angetriebenen Fahrzeugen dreht sich die Vorderachse (Durchschnittsgeschwindigkeit der beiden Vorderräder) leicht unterschiedlich zur Hinterachse (Durchschnittsgeschwindigkeit der beiden Hinterräder). Die Differenzdrehzahl hat dabei ihren Grund in unterschiedlichen dynamischen Reifenradien, Herstelltoleranzen, unterschiedlicher Abnutzung der Reifen, unterschiedlicher Achslasten, Differenzen im Reifendruck, Misch bereifung, durch das Antriebsmoment bedingter Radschlupf. Bei Kurvenfahrt ergibt sich die Dreh- zahldifferenz durch die von den Rädern zurückzulegenden unterschiedlichen Ab- rollwege.
Bei allradgetriebenen Fahrzeugen - z.B. einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb und einem über eine Kupplung zuschaltbaren Hinterradantrieb - kann Aufgrund von einem Übersetzungsunterschied in den Achsgetrieben ein weiterer Drehzahlunterschied hinzukommen.
Betrachtet man den Fahrzustand Geradeausfahrt mit konstanter Geschwindigkeit, so stellt man üblich einen Drehzahlunterschied von < 1 % fest. In diesem Fahrzu- stand wird der Allradantrieb nicht benötigt, welche der beiden Achsen aber die schnellere, die langsamere ist, hängt insbesondere von den dynamischen Radien der Reifen ab und ist zufällig. Bei geschlossener Allradkupplung bzw. gesperrten Mittendifferenzial ergeben sich daher Verluste, die Geschwindigkeitsdifferenz baut sich über den Schlupf der Reifen ab.
Betrachtet man bei einem Beschleunigungsvorgang die von den Gelenk-, Kardanwellen zu übertragenen Antriebsmomente, so zeigt sich oft, dass das Moment der Vorderachse beim Übergang auf die konstante Geschwindigkeit, also bei Ab- schluss des Beschleunigungsvorganges, einen Vorzeichenwechsel macht. Die Vorderachse geht von Zug- auf Schubbetrieb über. Die Vorderachse bremst, die Hinterachse schiebt nun ein wenig mehr, das Antriebssystem läuft verspannt. Es ergibt sich ein Blindmomentenfluss, welcher insgesamt höhere Momente in der Vorder- und der Hinterachse bewirkt. Meist ist bei einen Getriebe der Wirkungsgrad im Zugbetrieb größer als im Schubbetrieb, so dass die angedeuteten Verluste noch größer werden.
Aus der DE 197 006 720 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer steuerbaren Kupplung im Antriebsstrang zwischen Vorderachse und Hinterachse eines Vierradantriebes beschrieben. Jedem der Räder ist ein Raddrehzahlsensor zugeordnet - die Signale dieser Sensoren werden ausgewertet. Es wird eine theoretische
Drehzahldifferenz der Kupplung für den radschlupffreien Fahrbetrieb ermittelt, und zwar aus der Fahrgeschwindigkeit, dem Kurvenradius, den unterschiedlichen Radradien. Es wird eine Drehzahldifferenz ermittelt, bei der sich eine radschlupffreie Kurvenfahrt ergibt, entsprechend auf diesen Drehzahldifferenzwert wird die Kupp- lung über ein generiertes Steuersignal eingestellt.
Die DE 36 26 025 A1 zeigt einen ähnlich arbeitenden Antriebseinrichtung für ein Allradfahrzeug mit einer Reibscheibenkupplung zur variablen Übertragung eines Antriebsdrehmomentes auf die Vorderräder.
Bei dem Vierradantrieb nach der DE 37 21 626 C2 wird zur Verbesserung des Bremsverhaltens die Kupplung im Antriebsstrang zwischen Vorder- und Hinterachse bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehzahlverringerungsgradienten geöffnet.
Die DE 36 21 225 C1 beschreibt einen Allradantrieb mit permanent wirkenden Hinterradantrieb und einem über eine elektrohydraulisch steuerbare Kupplung zuschaltbaren Vorderachsantrieb. Bei Überschreiten einer Schlupfschwelle wird die Kupplung kurzzeitig geöffnet, was Verspannungen im Antriebsstrang verhindert.
Die Steuerung einer Kupplung im Antriebsstrang zwischen Vorder- und Hinterachse eines Fahrzeuges mit Vierradantrieb gemäß der DE 102 60 196 A1 bewirkt, dass die Kupplung stets mit Moment beaufschlagt wird, also nie vollständig ausgekuppelt wird. Damit soll ein besserer Übergang bei Allradbedarf erzielt werden. Bei der DE 69 025 487 T2 wird zur Antriebskraftverteilung ein Korrekturfaktor zur Ermittlung der wahren Geschwindigkeit auf Basis der Differenzdrehzahl und der gemessenen Geschwindigkeit bestimmt. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Ansteuerung für eine Allradkupplung in gegenüber den bekannten Lösungen verbesserter Ausführung vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Verfahrens- bzw. des zugehö- rigen Vorrichtungsanspruches. Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht somit in einer fahrsituationsabhängigen Ansteuerung der Allradkupplung zur Optimierung der Antriebsstrangverluste. Die gemäß der Erfindung zu verwendende Kupplung ist derartig ausgebildet, so dass ein möglichst geringes Moment eingestellt werden kann, was z.B. durch eine überlüftete Position möglich wird. Die Kupplung ermöglicht es also eine weit geöffnete Position anzufahren, in der kein oder ein geringes Restmoment zwischen Vorder- und Hinterachse übertragen wird. Ein derartig geringes Übertragungsmoment kann bspw. auch oder zusätzlich durch eine Reduktion der Schmier- und Kühlölmenge in einem Lamellenpaket eingestellt werden.
Je nach Fahrsituation wird auf Basis der Radgeschwindigkeiten die für den aktuellen Fahrzustand (verlust-)optimale Kupplungsposition errechnet und eingestellt. Somit können zusätzliche Antriebsstrangverluste, die durch Drehzahlunterschiede zwischen Vorder- und Hinterachse entstehen, vermieden werden. Die Erfindung verwendet somit eine Berechnungsmethode für die aktuellen Unterschiede der Reifenradien zwischen Vorder- und Hinterachse sowie einer entsprechenden Strategie zur Steuerung der die Antriebsleistung auf die Vorder- und die Hinterräder verteilenden Allradkupplung.
Auf Basis von Raddrehzahlsensorsignalen kann der Unterschied der dynamischen Reifenradien zwischen Vorder- und Hinterachse des jeweiligen Fahrzeugs mit der gerade aktuellen Bereifung, der Beladung und dem Luftdruck berechnet werden. Abhängig von der Differenz der dynamischen Reifenradien zwischen Vorder- und Hinterachse wird so je nach Fahrzustand der Zustand der Allradkupplung eingestellt, um die Antriebsstrangverluste zu minimieren.
Bei Fahrten mit konstanter Geschwindigkeit im unteren Geschwindigkeitsbereich ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, die Allradkupplung vollständig zu öffnen, zu überlüften, um keine zusätzlichen Antriebsstrangverluste zu erzeugen.
Oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit (ab einem bestimmten Antriebsmoment) erreicht die Primärachse (z.B. die Hinterachse) einen Schlupf, der derartig hoch ist, dass sich die Vorderachse langsamer als die Hinterachse dreht und durch Einstellen eines Kupplungsmomentes an der Allradkupplung die Vorderach- se nicht mehr in den Schubbetrieb gebracht wird sondern die Verluste durch
Blindmomente nur noch minimiert werden können. Ab dieser vom zu übertragenen Drehmoment abhängenden Grenzgeschwindigkeit macht es also keinen Sinn mehr, die Allradkupplung vollständig zu öffnen. Ab dieser Grenzgeschwindigkeit wird die Allradkupplung nur noch vorgesteuert betrieben, was bedeutet, dass die Vorderachse stets auch über das Verteilergetriebe, die Allradkupplung und nicht mehr ausschließlich über die Straße angetrieben wird.
Des Weiteren erfolgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand der Zeichnungen.
Figur 1 zeigt die grundsätzlichen Komponenten eines Allradgetriebenen Fahrzeuges, bestehend aus einer Verbrennungskraftmaschine VKM, einem nachgeschalteten, automatisch oder manuell schaltbaren Getriebe SG, welche über eine Kardanwelle KHA die Räder der Hinterachse HA, hier der Primärachse PA antreibt. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel sei die Hinterachse als die Hauptantriebsachse zu verstehen, was jedoch den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht beschränken soll.
Der Ausgang des Getriebes SG wirkt über eine Kardanwelle KHA auf die Hinterrä- der HA einer Hinterachse - auf die Räder der Primärachse. Der Ausgang des Getriebes wirkt parallel über eine Allradkupplung AK, welche ihrerseits ein einstellbares Antriebsmoment über eine Kardanwelle KVA an die Räder der Vorderachse - im gezeigten Ausführungsbeispiel die Sekundärachse - überträgt. Bei geschlossener Allradkupplung AK ergeben sich so - bspw. durch Radiusdifferenzen der Räder - Verluste. Die Achsen laufen mit gleicher Drehzahl, d.h. es ergibt sich eine höhere Verlustleistung verglichen mit der Verlustleistung bei einer sich entsprechend der Reifenradien einstellenden Differenzdrehzahl. Auf Grund des Auftretens von Ver- spannungen im Antriebsstrang ergeben sich erhöhte Momente in den Achsgetrie- ben und dadurch erhöhte Verluste.
Weiterhin zeigt die Figur 1 eine Steuerung S, welche mit den Rädern der Vorder- und der Hinterachse VA, HA zugeordneten Raddrehzahlsensoren in Signalverbindung steht, was durch die Pfeile angedeutet ist. Durch die Steuerung S wird die Kupplung AK derartig angesteuert, so dass ein bestimmter Anteil des Momentes der Kardanwelle KHA (im Ausführungsbeispiel das der Primärachse zugeführte Moment) über die Kardanwelle KVA zum Antrieb der Vorderräder (hier die Sekundärachse) abgeleitet wird. Bei einem Fahrzeug sind die nachfolgend angegebenen Größen, Messgrößen verfügbar bzw. werden erfasst: Motormoment, Raddrehzahlen (Vorder- und Hinterachse), Lenkwinkel, die momentane Gesamtübersetzung. Aus den Drehzahlen der Räder in Verbindung mit den Reifenradien ergibt sich ferner auch die Fahrzeuggeschwindigkeit. Aus den Raddrehzahlen kann man das Verhältnis zwischen Primär- und Sekun- därachsreifenradius rPA/rSA berechnen, also das Verhältnis der Reifenradien der Hinter- und der Vorderachse HA, VA. Des Weiteren sei angenommen, dass der Schlupf in dem relevanten Bereich linear (annähernd oder vollständig linear) vom Moment abhängig sei. Zur Berechnung der Geschwindigkeit, ab der die Raddrehzahlen (Vorderachse VA, Hinterachse HA) ausgeglichen sind, wird der folgende Fahrzustand betrachtet: konstante Geschwindigkeit - Allradkupplung offen - reiner Antrieb über Primärbzw. Hauptantriebsachse. Es gilt bzw. ergibt sich:
An = nPA - nSA Unterschied zwischen Primär- und
Sekundärachsdrehzahl ΠρΑ- (^Fzg ) + (Vschlupf
Dabei ist:
V schlupf_PA - Fzg. * M / k Schlupfgeschwindigkeit bei gegebener
Fahrzeuggeschwindigkeit und Achsmoment M k ein linearer angenommener
eifensteifigkeitskennwert An = v Fzg. / rPA * (1 + Mknt/ k) - v Fzg. / rSA
Setzt man Schlupffreiheit Δη = 0 so folgt: rPA/ rSA = (1 + Micnt / k) Aus dem erfassbaren Verhältnis zwischen Primär- und Sekundärachsreifenradius ist das kritische Antriebsmoment und somit die Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelbar, bei der An = 0. Also:
Mkrit = k * (rPA / 1 ) Diese Berechnung kann noch unter Berücksichtigung einer möglichen Übersetzungsdifferenz der Achsen ergänzt werden:
z Zähnezahl
ISA = Z SA Abtrieb / Z SA Eintrieb
IPA = Z PA Abtrieb Z PA Eintrieb
Mkrit = k * ((rPA * ) / (rSA * ipA ) - 1 ) Die Figur 2 zeigt in einem Diagramm mögliche Momentenaufteilungen zwischen Primärachse PA und Sekundärachse SA. Die Abszisse ist eingeteilt in das Moment des Achseintriebes - die Primär- und die Sekundärachse. Die Ordinate stellt die Momentensumme der Achseintriebe dar. Die Gerade M50/5o entspricht einer hälftigen Momentenaufteilung, d.h. die Allradkupplung AK oder ein entsprechendes Differential (offen) teilt 50 % der Antriebsleistung auf die Primärachse, 50 % auf die Sekundärachse. Die Gerade M10o/o entspricht einer Momentenaufteilung zwischen Primär- und Sekundärachse von 100 % zu 0 %, d.h. die gesamte Antriebsleistung geht auf die Primärachse (hier die Hinterachse), es liegt reiner Zweiradantrieb vor. Der Bereich BSA entspricht dem Blindmomentenbereich Sekundärachse, der Bereich BPA dem Blindmomentenbereich der Primärachse. Die Momentenaufteilung mittels der Allradkupplung AK liegt in dem Diagramm nach Figur 2 innerhalb der Fläche, welche durch die mit Primär und Sekundär gekennzeichneten Geraden (gestrichelt, strich-punktiert) eingeschlossen ist.
Es ist bei einem Antriebsmoment kleiner Mkrit nicht möglich, ein Allradmoment oh- ne Generierung eines Blindmomentes zu stellen. Erst ab einem Antriebsmoment größer Mkrit ist es möglich, ein Antriebsmoment unter Aufteilung auf Primär- und Sekundärachse sinnvoll auf die Straße zu bringen.
Solange Mkrit (Momentensumme) nicht erreicht ist, wird das Moment an der Allrad- kupplung AK soweit wie möglich abgesenkt. Es wird daher ein Allradsystem mit einer Allradkupplung AK verwendet, bei der das Restmoment an der Kupplung weitestgehend abgesenkt werden kann, mit der also eine größtmögliche Momententrennung erzielbar ist.
Wenn Mkrit in etwa erreicht ist (abhänging von zu berücksichtigenden Toleranzen ist der Punkt nicht exakt ermittelbar), wird die Absenkung der Momentenvorgabe weggenommen, der reine Zweiradantrieb aufgegeben. Oberhalb der zu Mkrit zugehörigen Grenzgeschwindigkeit wird das Antriebsmoment entsprechend den Bedürfnissen von Fahrdynamik und Traktion auf die Primär- und die Sekundärachse verteilt. Die Figur 3 zeigt mögliche Momentenstellbereiche bei einem Verhältnis der dynamischen Reifenradien (rPA * iSA) / (rSA * iPA ) <1 . Setzt man iSA und iPA gleich, dann ist dies der Zustand, bei welchem der dynamische Radius rSA der Sekundärachse SA (hier der Vorderachse) größer ist als der dynamische Radius rPA der Primärachse PA. Auf Grund der vorliegenden geometrischen Verhältnisse dreht die Sekundärachse SA langsamer (da der Radius rSA größer ist) wie die Primärachse PA. Mit der Allradkupplung AK ist es daher möglich, auch bei einer Geschwindigkeit im Bereich unterhalb des kritischen Antriebsmomentes Mkrit eine sinnvolle Mo- mentenaufteilung vorzunehmen, also echten Vierrad betrieb zu fahren. Dieser Zustand ist in Figur 3 dargestellt und auch angestrebt.
Mit MPA ist der Verlauf der Momentenaufteilung auf die Primärachse, mit MSA der Verlauf der Momentenaufteilung auf die Sekundärachse wiedergegeben. Erkenn- bar wird in einer derartigen Situation - es liegt eine erfassbare Reifenradiendifferenz vor - bereits vor Erreichen des kritischen Antriebsmomentes Mkrit bzw. der entsprechenden Geschwindigkeit eine Momentenaufteilung vorgenommen, d.h. es wird nicht bis Mkrit im strengen oder entsprechend der Allradkupplung maximal realisierbaren Zweiradmodus gefahren.
Im beschriebenen Fall wird auch bei Momenten unterhalb Mkrit stets ein geringes Kupplungsmoment gestellt, d.h. ein Teil der Antriebsleistung kann auf die Sekundärachse verteilt werden. Eine vollständige Trennung der Allradkupplung wird nicht vorgenommen. Zudem ist es vorgesehen, mit einem kleinen Restmoment (Auftei- lung) die Verluste der Triebstrangelemente zur Sekundärachse zu kompensieren.
Ein Ausgleich der Verlustmomente, welche im Winkeltrieb der Sekundärachse entstehen, erfolgt so vorteilhafter Weise über den direkten Pfad (Verteilergetriebe, Kardanwelle zur Sekundärachse), statt im Umweg über Primärachse (Verteilergetriebe, Kardanwelle zur Primärachse, Räder Primärachse, Straße, Räder Sekun- därachse, Halbwellen Sekundärachse). Das Restmoment in der Kupplung soll dann demjenigen Moment entsprechen, welches zum Mitdrehen der Komponenten des sekundären Antriebsstranges gebraucht wird. Allgemein ergeben sich dadurch Vorteile im Wirkungsgrad. Bei Anwendung der Erfindung ist es deshalb auch zweckmäßig, bei der Auswahl oder Montage der Räder und Reifen dafür zu sorgen, dass die größeren Räder an der Sekundärachse, hier also der Vorderachse montiert werden. So können in einem Fahrzeugmontagewerk die Reifen über eine IST-Größe klassiert angeliefert und Klassen mit den größeren Abrollumfängen an der Sekundärachse montiert werden.
Bezugszeichenliste
VKM Motor, Verbrennungskraftmaschine
SG Getriebe, manuell oder automatisches Schaltgetriebe
VA Vorderachse
SA Sekundärachse
HA Hinterachse
PA Primärachse
AK Allradkupplung
S Steuerung
KVA Kardanwelle Vorderachse
KHA Kardanwelle Hinterachse

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zur Steuerung einer Kupplung im Antriebsstrang zwischen einer Primärachse und einer Sekundärachse eines Vierradantriebes, bei dem das An- triebsmoment eines Motors direkt auf die Primärachse und über eine stellbare Kupplung bzw. ein Verteilgetriebe auf die Sekundärachse aufgeteilt wird, wobei unter Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit sowie der jeweiligen Raddrehzahlen eine Verteilung des Antriebsmomentes auf die Primär- und die Sekundärachse vorgenommen wird, indem das durch die Kupplung, das Verteilgetriebe übertragbare Moment auf einen vorgesehenen Wert eingestellt wird, wobei unterhalb eines vorgegebenen Summenantriebsmomentes die Kupplung, das Verteilgetriebe derartig gestellt wird, so dass eine deutlich reduzierte Momentenübertragung auf die Sekundärachse erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
die Kupplung wird unterhalb des vorgegebenen Summenantriebsmomentes derartig gestellt, dass weitestgehend keine Momentenübertragung auf die Räder der Sekundärachse erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
das vorgegebene Antriebsmoment wird aus den effektiven, dynamischen Reifen- radien der Räder der Primär- und der Sekundärachse bestimmt.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
zur Bestimmung des vorgegebenen Antriebsmomentes werden die Raddrehzahlsignale von den Rädern der Primär- und der Sekundärachse zugeordneten Drehzahlsensoren ausgewertet.
5. Verfahren nach Anspruch 3,
als vorgegebenes Antriebsmoment wird ein Antriebsmoment errechnet, bei dem bei gegebenen effektiven Reifenradien der Räder der Primär- und der Sekundärachse und einem vorgegebenen bzw. ermittelten Reifensteifigkeitskennwert die die Drehzahlen der Primär- und der Sekundärachse gleich sind.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
bei der Bestimmung des vorgegebenen Antriebsmomentes werden die Übersetzungsverhältnisse zwischen der Primär- und der Sekundärachse berücksichtigt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
ergibt sich bei den effektiven, dynamischen Reifenradien der Räder der Primär- und der Sekundärachse der Zustand, dass der Radius der Räder der Sekundärachse größer ist als der Radius der Räder der Primärachse, so wird eine Mo- mentenübertragung auf die Sekundärachse im gesamten Bereich der möglichen Fahrzeuggeschwindigkeit vorgenommen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche und insbesondere nach Anspruch 7,
die Bereifung des Fahrzeuges erfolgt mit der Maßgabe, dass Reifen mit einem höheren effektiven, dynamischen Radius auf der Sekundärachse montiert werden.
9. Steuerung für den Vierradantrieb eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einer im Antriebsstrang zwischen einer Primärachse und einer Sekundärachse (VA, HA) des Vierradantriebes befindlichen Kupplung (AK), über welche das Antriebsmoment einer von einem Motor (VKM, SG) getriebenen Primärachse (KHA, HA) auf eine Sekundärachse (KVA, VA) aufteilbar ist, wobei zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 die Steuerung (S) mit der Kupplung (AK) sowie mit die Drehzahlen wenigstens eines Rades der Primärachse (HA) und eines Rades der Sekundärachse (VA) erfassenden Sensoren in Signalverbindung steht und über die Steuerung (S) unterhalb eines vorgegebenen Momentes die Kupplung (AK) derartig angesteuert wird, so dass eine deutlich reduzierte Momentenübertragung auf die Sekundärachse (VA) erfolgt.
10. Steuerung nach Anspruch 9,
die Kupplung (AK) wird über die Steuerung (S) unterhalb des vorgegebenen Momentes zur weitestgehenden Trennung des Momentenflusses von der Primär- auf die Sekundärachse (VA, HA) geschaltet.
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