DE3434395C2

DE3434395C2 -

Info

Publication number: DE3434395C2
Application number: DE3434395A
Authority: DE
Inventors: Toru Yamakawa; Fujio Hachioji Tokio/Tokyo Jp Makita; Mitsuo Umezawa; Ryuzo Tokio/Tokyo Jp Sakakiyama
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1983-09-19
Filing date: 1984-09-19
Publication date: 1987-08-27
Also published as: FR2552033B1; US4840246A; GB2146727A; AU552155B2; DE3434395A1; GB2146727B; FR2552033A1; CA1239101A; GB8423507D0; JPS6064033A; AU3324984A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 5.

Aus der GB-A 21 14 252 ist eine Schaltungsanordnung für ein all radgetriebenes Fahrzeug bekannt, die beim Überprüfen des Fahrzeu ges die Kupplung zwischen Haupt- und Hilfsantriebsrädern löst. Im Fahrbetrieb wird diese Anordnung nicht zur Wirkung gebracht.

Aus der DE-OS 26 35 821 ist ein Fahrzeug mit drei antreibbaren Achsen und einem nicht antreibbaren Paar von Lenkrädern bekannt. Bei diesem Nutzfahrzeug wird, abhängig von der Geschwindigkeit, bei hohen Geschwindigkeiten von Dreiachs- auf Zweiachsantrieb umgeschaltet, um Energie zu sparen.

Bei niedrigen Geschwindigkeiten wird in jedem Fall auf Dreiachsantrieb umgeschaltet, so daß dann, wenn man bei einer solchen niedrigen Geschwindigkeit durch eine enge Kurve fährt, der Dreiachsantrieb bestehen bleibt, was bekanntlich zu großem Schlupf führt. Durchfährt man bei hohen Geschwindigkeiten eine enge Kurve, so wird mit Zweiachsantrieb gefahren.

Aus der GB-A 21 02 907 ist ein Verfahren bzw. eine Vorrich tung der eingangs genannten Art bekannt, bei der der Lenk winkel die wesentliche Rolle bei der Betätigung der Kupp lung zwischen Haupt- und Hilfsantriebsrädern spielt. Ab hängig vom Lenkwinkel wird die Kupplung gelöst, so daß bei engen Lenkwinkeln auf Zweiradantrieb umgeschaltet wird. Im übrigen wird die Umschaltung zwischen Zweirad- und Vier radantrieb über einen Schalter vorgenommen, der manuell zu betätigen ist. Diese bekannte Anordnung ist jedoch nur für gute Straßenverhältnisse verwendbar, da bei niedrigen Geschwindigkeiten und engen Kurven ein Durchdrehen der (zwei) Antriebsräder auftreten kann. Andererseits bleibt u. U. bei hohen Geschwindigkeiten und ausreichenden Stra ßenverhältnissen der Vierradantrieb eingeschaltet, was Energie kostet.

Ausgehend vom oben genannten Stand der Technik, ist es Auf gabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren und Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß das Fahrverhalten unabhängig vom Straßenzustand verbessert wird.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die im Patentan spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst, vorrichtungsmäßig durch die im Patentanspruch 5 aufgeführten Merkmale.

Dadurch, daß der Schluß zwischen Haupt- und Hilfsantriebs rädern Priorität hat und gleichzeitig die Kupplung durch bestimmte Steuerwinkel- und Geschwindigkeitswerte gesteuert wird, ergibt sich eine selbsttätige Anpassung des Fahrver haltens an die Straßenbeschaffenheit, wodurch zum einen das Fahrverhalten verbessert, zum anderen der Energiever brauch vermindert wird.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfin dung anhand der Abbildungen näher beschrieben. Hierbei zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines automatischen Getriebes, bei dem die Regelanordnung der Er findung angewendet ist;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer elektrischen Schal tung in der Anordnung der Erfindung; und

Fig. 3 ein Flußdiagramm.

Gemäß Fig. 1 steht eine Kurbelwelle 1 eines (nicht darge stellten) Verbrennungsmotors, der im vorderen Teil eines Fahrzeuges angebracht ist, in Wirkverbindung mit einem Drehmomentwandler 2 eines automatischen Getriebes A.

Das automatische Getriebe A enthält den Drehmomentwandler 2, eine automatische Getriebevorrichtung 4 und eine Endunter setzungsvorrichtung 14 für die Vorderräder.

Der Drehmomentwandler 2 enthält ein Pumpenrad 2 a und eine Turbine 2 b. Das Pumpenrad 2 a ist mit der Motorkurbelwelle 1 verbunden. Eine Turbinenwelle 3 erstreckt sich von der Turbine 2 b zu der automatischen Getriebevorrichtung 4.

Die automatische Getriebevorrichtung 4 enthält ein Planeten zahnrad 5, Kupplungen 6 und 7 zum wahlweisen Übertragen der Ausgangsleistung der Turbinenwelle 3 auf das Planetenzahnrad 5, eine Einwegkupplung 8, eine Bremse 9 und ein Bremsband 10 zum wahlweisen Sperren von Elementen des Planetenzahnrads 5.

Die Ausgangsleistung der automatischen Getriebevorrichtung wird auf eine Ausgangswelle 11 übertragen, auf der ein Antriebszahn rad 12 fest angebracht ist, das in Eingriff mit einem Abtriebs zahnrad 13 ist. Das Abtriebszahnrad 13 ist fest an einer Welle 16 angebracht, an deren einem Ende ein Antriebsritzel 17 gebildet ist. Das Antriebsritzel 17 greift in ein Kronenzahnrad 15 der Enduntersetzungsvorrichtung 14 für die Vorderräder ein. Das andere Ende der Welle 16 ist mit einer Übertragungs antriebswelle 18 verbunden, die sich nach hinten erstreckt und mit einem ersten Übertragungszahnrad 20 einer Übertragungsvor richtung 19 verbunden ist. Das erste Übertragungszahnrad 20 greift in ein zweites Übertragungszahnrad 21 ein. Das zweite Übertragungszahnrad 21 ist drehbar auf einer hinteren Antriebs welle 23 angebracht. Eine durch Drucköl betätigte Reibungs kupplung 22 des Mehrscheibentyps ist an der Hinterantriebswelle 23 angebracht, um das Zahnrad 21 mit der Welle 23 in Eingriff zu bringen. Die Hinterantriebswelle 23 steht des weiteren in Wirkungsverbindung mit einer Enduntersetzungsvorrichtung 25 für die Hinterräder über eine Kardanwelle 24.

Eine Druckkammer 22 a der Kupplung 22 steht in Verbindug mit einer Ölpumpe 26 über einen Kanal 28, ein elektromagnet betätigtes Umschaltventil 27 und einen Kanal 28 a. Das Umschalt ventil 27 hat eine Einlaßmündung 29, die mit der Ölpumpe 26 verbunden ist, eine Auslaßmündung 30, die mit der Druckkammer 22 a verbunden ist, und eine Abflußmündung 31.

Ein Schieber 34 steht in Wirkungsverbindung mit einem Elektro magneten 32 und wird durch eine Feder 33 nach rechts vorge spannt. Wenn der Elektromagnet 32 entregt wird, wird der Schieber 34 durch die Feder 33 gedrückt, um die Einlaßmündung 29 zu schließen und die Auslaßmündung 30 mit der Abflußmündung 31 zu verbinden, siehe Fig. 1. Durch Entspannen der Druck kammer 22 a rückt die Kupplung 22 aus. Wenn der Elektromagnet 32 erregt wird, wird der Schieber 34 nach links geschoben, um die Abflußmündung 31 zu schließen und die Druckkammer 22 a mit der Ölpumpe 26 über den Kanal 28, die Mündungen 30 und 29 und den Kanal 28 a zu verbinden. Die Kupplung 22 rückt somit ein, wodurch das Zahnrad 21 mit der Welle 23 verbunden wird, um die Vierradantriebsleistungsübertragungsanordnung aufzubauen.

Bei der Regelanordnung der Erfindung ist ein Vorderraddrehzahl fühler 35 vorgesehen, um die Drehzahl des Zahnrads 21, die pro portional der Drehzahl der Vorderräder ist, und auch die Fahr zeuggeschwindigkeit abzutasten. Ein Hinterraddrehzahlfühler 37 ist vorgesehen, um die Drehzahl eines Zahnrads 36 abzutasten, das an der hinteren Antriebswelle 23 angebracht ist.

Gemäß Fig. 2 ist die Anordnung des weiteren mit einem Steuer winkelfühler 38, der ein elektrisches Signal proportional zum Steuerwinkel des Fahrzeugs erzeugt, und mit einem Beschleuni gungsschalter 39 versehen, der geschlossen wird, wenn das Gas pedal des Fahrzeugs niedergedrückt wird.

Die Ausgangssignale der Fühler und Schalter werden einem Mikro computer 41 über ein Eingangsinterface 40 zugeführt. Der Mikro computer 41 enthält einen ROM 42, in dem verschiedene Daten als eine Tabellenkarte und Programme gespeichert sind, einen RAM 43 zum Speichern von Eingangssignalen usw., eine zentrale Verar beitungseinheit (CPU) 44 zum Verarbeiten von Eingangssignalen entsprechend den Programmen und zum Erzeugen eines Ausgangs signals über ein Ausgangsinterface 45 und eine Treiberstufe 46. Das Ausgangssignal wird an den Elektromagneten 32 für dessen Erregung angelegt.

Unter üblichen Fahrzuständen wird der Elektromagnet 32 erregt, um den Vierradantrieb herzustellen. Wenn der Steuerwinkel einen vorbestimmten Wert (eine Umdrehung der Steuerwelle) bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit (unter 10 km/h) übersteigt, wird der Elektromagnet entregt, so daß der Vierradantrieb in den Zweiradantrieb geschaltet wird, um das Engeckenbremsen zu verhindern. Zwischen den Schaltzuständen für den Vierradantrieb und den Zweiradantrieb ist eine Hysterese vorhanden. Der Zweiradantrieb, verursacht durch einen großen Steuerwinkel bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit, wird nämlich in den Vierradantrieb geschaltet, wenn der Steuerwinkel niedriger als ein anderer vorbestimmter Wert (¹/ ₄ Umdrehung der Steuerwelle) bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit (unter 20 km/h) wird. Wenn die Differenz zwischen den Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder größer als ein vorbestimmter Wert ist, was bedeutet, daß die Vorder- oder Hinterräder rutschen, wird der Zweiradantrieb auch in den Vierradantrieb geschaltet, um das Rutschen zu verhindern. Wenn des weiteren der Beschleunigungs schalter 39 über eine vorbestimmte Zeitdauer (über 10 s) bei hoher Geschwindigkeit (über 30 km/h) geschlossen ist, wird der Vierradantrieb in den Zweiradantrieb geschaltet, da der Vierradantrieb nicht notwendig ist.

Der Regelvorgang wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Anfänglich wird festgestellt, ob das Fahrzeug durch die Vierradantriebsanordnung (4 WD) angetrieben wird. Wenn der Vierradantrieb durch die Raddrehzahldifferenz (Rutschen) verursacht ist, wird der Vierradantrieb nicht in den Zweirad antrieb (2 WD) geschaltet, auch wenn Zustände für den Zweirad antrieb auftreten. Der Vierradantrieb wird nämlich aufrecht erhalten, bis das Fahrzeug anhält. Wenn der Vierradantrieb durch andere Zustände als Rutschen verursacht wird, wird fest gestellt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als 30 km/h ist, ob die Geschwindigkeit höher als 10 km/h ist, und des weiteren, ob der Steuerwinkel kleiner als eine Umdrehung ist. Wenn diese Zustände nicht festgestellt werden, wird ein 2 WD-Zeichen gesetzt (dies bedeutet, daß das 2 WD-Zeichen 1 ist). Dann wird eine Normaldifferenz α zwischen den Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder von einer Karte in Abhängigkeit von dem Steuer winkel und der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgelesen. Des weiteren wird festgestellt, ob die tatsächliche Fahrzeugdrehzahl differenz NF-NR (worin NF die Vorderraddrehzahl und NR die Hinterraddrehzahl sind) kleiner als die Normaldifferenz a ist. Zusätzlich werden die Fahrzeuggeschwindigkeit und der Steuerwinkel festgestellt und der Vierradantrieb oder Zweirad antrieb entschieden.

Aus der vorangehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Erfindung eine Regelanordnung schafft, die den Vierradantrieb in den Zweiradantrieb in Abhängigkeit von der Fahrzeugg schwindigkeit, dem Steuerwinkel und der Differenz zwischen der Vorderraddrehzahl und der Hinterraddrehzahl schaltet, wodurch das Engeckenbremsen wirksam verhindert werden kann und der Brennstoffverbrauch verbessert wird.

Claims

1. Verfahren zum Regeln der Leistungsübertragung bei einem vierradgetriebenen Fahrzeug mit motorgetriebenen Haupt antriebsrädern und an diese ankuppelbaren Hilfsan triebsrädern, mit einem Fühler zum Feststellen des Steuerwinkels, dadurch gekennzeichnet, daß

a) man den Steuerwinkel mit einem definierten Steuer winkel-Wert vergleicht (Steuerwinkelschwelle);
b) man die Geschwindigkeit des Fahrzeuges feststellt und mit einem definierten Geschwindigkeitswert ver gleicht (Geschwindigkeitsschwelle);
c) man den Drehzahlunterschied zwischen Haupt- und Hilfsantriebsrädern feststellt und mit einem defi nierten Differenzwert vergleicht (Differenz schwelle);
d) die Hauptantriebsräder dann an die Hilfsantriebs räder koppelt, wenn die Geschwindigkeitsschwelle und die Steuerwinkelschwelle unterschritten und die Differenzschwelle überschritten wird;
e) die Hauptantriebsräder dann von den Hilfsantriebs rädern entkuppelt, wenn die Geschwindigkeits schwelle und die Steuerwinkelschwelle überschrit ten, die Differenzschwelle unterschritten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Steuerwinkelwert in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges derart bestimmt, daß bei hohen Geschwindigkeiten bereits ein niedrigerer Steuer winkel zum Entkuppeln führen, als bei niedrigen Ge schwindigkeiten.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Überschreiten der Differenzschwelle die Hilfsantriebsräder in jedem Fall an die Hauptantriebs räder kuppelt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Beschleunigung des Fahrzeuges bestimmt und dann entkuppelt, wenn die Beschleunigung eine definierte Zeitdauer angehalten hat und gleichzeitig eine weitere Geschwindigkeitsschwelle überschritten wurde.

5. Leistungsregelanordnung zur Durchführung des Verfah rens nach Anspruch 1, mit einem Getriebe (4) zur Übertragung der Leistung eines Motors auf Hauptan triebsräder, mit einer Kupplung (19) zum Übertragen der Leistung auf Hilfsantriebsräder, mit einem Fühler (Steuerwinkelfühler 38) zum Feststellen des Steuer winkels und mit einer Schaltung (41), die in Wirk verbindung mit der Kupplung (19) steht, gekennzeichnet durch

a) Fühler (Drehzahlfühler, 35, 37) zum Feststellen der Drehzahlen von Haupt- und Hilfsantriebsrädern;
b) Mittel (Geschwindigkeitsfühler 35) zum Feststel len der Fahrzeuggeschwindigkeit;
c) wobei die Schaltung (41) mit allen Fühlern (35, 37, 38) verbunden ist und mit Komparatormitteln (CPU 44) und Speichermitteln (42, 43) derart ausgestattet ist, daß dann, wenn das Ausgangssignal des Steuerwinkelfühlers (38) einen gespeicherten Wert überschreitet, die Ausgangssignale des Ge schwindigkeitsfühlers (35) und die Differenz der Ausgangssignale der Drehzahlfühler (35, 37) ge speicherte Werte unterschreiten, die Schaltung (41) die Kupplung (19) ein- oder ausrückt.

6. Leistungsregelanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (19) hydraulisch betätigbar ist und daß die Schaltung (41) einen hydraulischen Kreis (27 bis 34) zum Betätigen der Kupplung umfaßt.

7. Leistungsregelanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Kreis ein elektromagnetbetätigtes Ventil (27) zum Regeln eines Strömungsmittels enthält, das der Kupplung (19) zugeführt wird.