DE4332217A1 - 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 Drehmomentver
teilung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Die Erfindung bezieht sich auf eine derartige Vorrichtung bei einem Kraft
fahrzeug mit zwei Hauptantriebsrädern und zwei Hilfsantriebsrädern.
Die japanische Patentanmeldung Nr. 2-270640 beschreibt beispielsweise eine
Steuervorrichtung für die Drehmomentverteilung zur Verwendung in einem
Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb. Die herkömmliche Steuervorrichtung für
die Drehmomentverteilung ist so ausgelegt, daß sie den Antrieb von der Ma
schine an die Hauptantriebsräder des Fahrzeugs und die Hilfsantriebsräder
über eine Drehmomentverteilungskupplung überträgt, die in der Lage ist, das
an die Hilfsantriebsräder gelangende Drehmoment zu variieren. Die über die
Drehmomentverteilungskupplung übertragenen Drehmomente umfassen ein
Steuerdrehmoment T1, ein Anfahrdrehmoment T2 und ein Anfangsdrehmo
ment T3. Das Steuerdrehmoment T1, das direkt proportional ist zur Diffe
renz zwischen den vorderen und hinteren Raddrehzahlen, liefert eine ge
wünschte Kurvencharakteristik des Fahrzeugs. Wenn das Fahrzeug anfährt,
werden die Fahrbedingungen in Abhängigkeit von den Drehmomenten T2 und
T3 berechnet. Das Anfahrdrehmoment T2, das direkt proportional zur Dros
selklappenstellung ist, liefert eine ausreichende Traktion ohne Durchdrehen
der Hinterräder, wenn das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche mit gerin
gem Reibungsfaktor anfährt. Das Anfangsdrehmoment T3, das direkt propor
tional ist zur Fahrzeuggeschwindigkeit, wird verwendet zur Sicherstellung
des Steuerdrehmoments T1, das ohne den Einfluß der Öldruck-Ansprechver
zögerung bei niedriger Temperatur (beispielsweise -25°) zu übertragen ist.
Bei der herkömmlichen Steuervorrichtung zur Drehmomentverteilung wer
den jedoch die von dem Fahrzustand abhängigen Drehmomente T2 und T3
stets über die Drehmomentverteilungskupplung übertragen, unabhängig von
dem Reibungsfaktor der Straßenoberfläche und der Umgebungstemperatur.
Dies führt zu einem unnötigen Brennstoffverbrauch, insbesondere bei Fahr
zeugen mit Vierradantrieb.
Es ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
Steuervorrichtung für die Drehmomentaufteilung für ein Fahrzeug mit Vier
radantrieb zu schaffen, bei der unnötiger Brennstoffverbrauch vermieden
wird.
Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des
Hauptanspruchs.
Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung für die Drehmomentverteilung be
findet sich in einem Kraftfahrzeug mit einer Maschine zur Lieferung eines
Drehmoments. Das Kraftfahrzeug wird durch zwei Hauptantriebsräder und
zwei Hilfsantriebsräder abgestützt. Die Steuervorrichtung umfaßt Einrichtun
gen zur Übertragung des Antriebs von der Maschine zu den Hauptantriebsrä
dern und zu den Hilfsantriebsrädern über eine Drehmomentverteilungskupp
lung, die in der Lage ist, ein Drehmoment, das an die Hilfsantriebsräder ge
liefert wird, zu variieren. Der Raddrehzahlunterschied zwischen der Drehzahl
der Hauptantriebsräder und der Hilfsantriebsräder wird abgetastet. Ein
Steuerdrehmoment, das über die Drehmomentverteilungskupplung zur Liefe
rung einer gewünschten Kurvencharakteristik des Fahrzeugs zu übertragen
ist, wird auf der Basis der abgetasteten Raddrehzahldifferenz berechnet. We
nigstens ein vom Fahrzeugzustand abhängiges Drehmoment, das von einer
speziellen Betriebssituation des Fahrzeugs abhängt, wird berechnet. Die Be
triebsbedingungen des Fahrzeugs werden überwacht zur Erzeugung eines
Steuersignals, wenn Vierradantrieb erforderlich ist. Das Steuerdrehmoment
wird in Abwesenheit des Steuersignals ausgewählt, und ein größeres Steuer
drehmoment und das von dem Fahrzeugzustand abhängige Drehmoment wer
den in Anwesenheit des Steuerbefehls ausgewählt. Die Drehmomentvertei
lungskupplung wird so gesteuert, daß sie das ausgewählte Drehmoment auf
die Hilfsantriebsräder überträgt.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der beigefügten Zeichnungen näher erläutert:
Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm zur Veranschauli
chung einer Ausführungsform einer Steuervorrichtung für
die Drehmomentaufteilung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist ein schematisches Blockdiagramm der Steuereinheit für
die Drehmomentverteilung, die in der Steuervorrichtung
gemäß Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der Program
mierung eines Digitalrechners, der in der Steuereinheit
für die Drehmomentverteilung gemäß Fig. 2 verwendet
wird;
Fig. 4 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung des Zusammen
hangs des Regelgewinns (Kh) und der Querbeschleunigung
(YG);
Fig. 5 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang aufzeigt zwi
schen dem Steuerdrehmoment (T1) und der Raddrehzahl
differenz (ΔVW) zwischen Vorder-und Hinterrädern;
Fig. 6 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung des Zusammen
hangs zwischen Anfahrdrehmoment (T2) und der Drossel
klappenstellung (R);
Fig. 7 Ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Beziehung
zwischen dem Anfangsdrehmoment (T3) und der Querbe
schleunigung (YG);
Fig. 8 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen Vorga
bedrehmoment (T) und Antriebsstrom (i) zeigt;
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm und zeigt die Programmierung des
Digitalrechners der Steuereinheit, der in der zweiten Aus
führungsform der Steuervorrichtung gemäß der Erfindung
enthalten ist;
Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, das die Programmierung des Digital
rechners der Steuereinheit einer dritten Ausführungsform
der Steuervorrichtung gemäß der Erfindung veranschau
licht;
Fig. 11 ist ein Diagramm des Zusammenhangs zwischen Mindest
drehmoment (Tmin) und Fahrzeuggeschwindigkeit (VCAR).
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm der Steuervorrichtung zur
Drehmomentverteilung als Ausführungsform der Erfindung. Ein Kraftfahr
zeug, das insgesamt mit 10 bezeichnet ist, wird abgestützt durch zwei vorde
re Räder 12 und zwei hintere Räder 14. Das Fahrzeug 10 umfaßt eine Brenn
kraftmaschine 16, von der aus das Drehmoment über ein Getriebe 18 an ein
Vertellergetriebe 20 übertragen wird. Das Verteilergetriebe 20 weist eine
Eingangswelle 22 auf, die mit dem Getriebe 18 verbunden ist, eine erste Aus
gangswelle 24, die mit einer hinteren Antriebswelle 30 verbunden ist, und
eine zweite Ausgangswelle 26, die mit einer vorderen Antriebswelle 34 ver
bunden ist. Das Verteilergetriebe 20 überträgt das Drehmoment direkt von
der Eingangswelle 2 auf die hintere Antriebswelle 30. Das Drehmoment wird
sodann durch ein hinteres Differentialgetriebe 32 aufgenommen, das das
Drehmoment in gleichen Teilen auf die beiden hinteren Räder 14 aufteilt.
Das Verteilergetriebe 20 weist weiterhin eine Drehmomentverteilerkupplung
28 auf, über die die vordere Antriebswelle 34 mit dem Getriebe 18 verbun
den wird. Auf diese Weise wird das Drehmoment des Getriebes 18 über die
Verteilungskupplung 28 auf die vordere Antriebswelle 34 übertragen. Das
Drehmoment wird sodann durch das vordere Differentialgetriebe 36 aufge
nommen, das das Drehmoment gleichmäßig zwischen den beiden vorderen
Rädern 12 aufteilt. Die Verteilerkupplung 28, die eine Mehrscheiben-Naß
kupplung sein kann, wird in Eingriff gebracht zur Übertragung des Drehmo
ments von dem Getriebe 18 auf die vordere Antriebswelle 34, wenn sie einen
Steuerdruck Pc in der Form eines hydraulischen Drucks aufnimmt, der durch
eine Leitung 38 von einer Druckquelle 40 zugeführt wird. In Abwesenheit des
Steuerdruckes Pc ist die Verteilerkupplung 28 gelöst, so daß die Drehmo
mentzufuhr vom Getriebe 18 zu der vorderen Antriebswelle 34 unterbrochen
ist. Die Kraft, mit der die Verteilerkupplung 28 in Eingriff gebracht wird,
d. h., das Verhältnis der Drehmomente, die an die vorderen und hinteren Rä
der 12, 14 des Fahrzeugs 10 gelangen, wird bestimmt durch die Höhe des
Steuerdruckes Pc, der von der Druckquelle 40 über die Leitung 38 an die
Verteilerkupplung 28 gelangt. Das Verteilergetriebe 20 und die Verteiler
kupplung 28 werden im einzelnen beschrieben in den US-Patenten
4.757.870, 4.773.500, 4.776.424, 4.846.298, 4.874.056 und 4.887.689, auf
die hier Bezug genommen werden kann, so daß nähere Erläuterungen ent
behrlich sind.
Die Druckquelle 40 umfaßt eine Ölpumpe 46, die durch einen Elektromotor
44 betrieben wird und Öl von einem Ölbehälter 42 ansaugt. Der Öldruck (Pri
märdruck), der von der Ölpumpe 46 abgegeben wird, wird durch ein Rück
schlagventil 48 übertragen und lädt einen Speicher 50. Ein Begrenzungs
schalter 52 ist vorgesehen zur Überwachung des Öldrucks (Sekundärdruck)
in dem Speicher 50. Der Begrenzungsschalter 52 erzeugt ein Signal zum An
halten des Elektromotors 44, wenn der Sekundärdruck einen vorgegebenen
Wert überschreitet. Daher wird der Sekundärdruck bei dem vorgegebenen
Wert gehalten. Der geregelte Druck gelangt durch ein Magnetventil 54 In die
Leitung 38. Das Magnetventil 54 spricht an auf einen Zitterstrom i*, der dem
Ventil zugeführt wird von einer Steuereinheit 70 zur Drehmomentverteilung
bei der Steuerung der Höhe des Steuerdrucks Pc, der über die Leitung 38 an
die Verteilerkupplung 28 gelangt.
Die Höhe des Steuerdrucks Pc, der durch die Leitung 38 in die Verteiler
kupplung 28 gelangt und der bestimmt wird durch die Größe des Zitter
stroms i* , der von der Steuereinheit 70 an das Magnetventil 54 gelangt, wird
wiederholt bestimmt auf der Basis verschiedener Bedingungen, die während
des Betriebs abgetastet werden. Diese abgetasteten Bedingungen umfassen
die Drehzahl der Vorderräder, die Drehzahl der Hinterräder, die Querbe
schleunigung, die Längsbeschleunigung und die Drosselklappenstellung. Es
sind daher Drehzahlsensoren 61,62,63,64 für die Räder links vorne, rechts
vorne, links hinten und rechts hinten, ein Querbeschleunigungssensor 65,
ein Längsbeschleunigungssensor 66 und ein Drosselklappensensor 67 mit
der Steuereinheit 70 verbunden, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Die vier Rad
drehzahlsensoren 61,62,63,64 ermitteln die jeweiligen Raddrehzahlen von
vorne links nach hinten rechts und liefern entsprechende Signale
SWFL, SWFR, SWRL, SWRR. Der Querbeschleunigungssensor 65 liefert das
Signal SYG, und der Längsbeschleunigungssensor 66 liefert das Signal SXG
Der Drosselklappensensor 27 tastet den Öffnungsgrad der Drosselklappe zur
Steuerung der Luftmenge der Brennkraftmaschine 16 ab.
Die Steuereinheit 70 umfaßt Rechnereinheiten 71,72,73,74, die jeweils den
Raddrehzahlsensoren 61,62,63,64 der zuvor genannten Räder zugeordnet
sind. Beispielsweise wird das Signal SWFL des Raddrehzahlsensors des linken
Vorderrades über einen Analog-Digital-Wandler (A/D) der entsprechenden
Rechnereinheit 71 zugeleitet, die die Raddrehzahl VWFL des linken Vorder
rades ausrechnet. Diese errechnete Raddrehzahl gelangt von der Rechnerein
heit 71 an eine Vorderrad-Durchschnittsdrehzahl-Rechnereinheit 75, die ei
nen Mittelwert zwischen den Drehzahlen der beiden Vorderräder bildet.
Entsprechend gelangt das Signal des Drehzahlsensors 62 des rechten Vor
derrades über einen A/D-Wandler und die zugehörige Rechnereinheit 72, die
die vordere rechte Raddrehzahl VWFR berechnet, an die Rechnereinheit 75
zur Berechnung der Vorderraddrehzahl VWF, die, wie erwähnt, einen Durch
schnitt der Drehzahlen VWFL und VWFR bildet. In entsprechender Weise bil
det eine Hinterrad-Rechnereinheit 76 einen Mittelwert VWR aus den Hinter
raddrehzahlen VWRL und VWRR. Die berechneten vorderen und hinteren
Raddrehzahlen VWF und VWR gelangen an eine Rechnereinheit 77 zur Be
stimmung der Drehzahldifferenz ΔVW zwischen den Drehzahlen VWR und
VWR der Vorder- und Hinterräder.
Das Signal SYG gelangt vom Querbeschleunigungssensor 65 über einen A/D-
Wandler an eine Verstärkungs-Rechnereinheit 78 und weiterhin an eine
Drehmoment-Rechnereinheit 81. Die Verstärkungs-Rechnereinheit 78 be
rechnet einen Steuerungs-Verstärkungsfaktor Kh auf der Grundlage der abge
tasteten Querbeschleunigung YG. Der berechnete Steuerungs-Verstärkungs
faktor Kh gelangt an eine Rechnereinheit 79 für das Steuerdrehmoment, die
die berechnete Drehzahldifferenz ΔVW von der entsprechenden Rechnerein
heit 77 aufnimmt. Die Steuerdrehmoment-Rechnereinheit 79 berechnet ein
Steuerdrehmoment T1 auf der Basis der berechneten Werte Kh und ΔVW. Das
berechnete Steuerdrehmoment T1 gelangt an eine Vorgabedrehmoment-Aus
wahlschaltung 83. Das Signal SXG gelangt vom Längsbeschleunigungssensor
66 über einen A/D-Wandler an eine Anfahrdrehmoment-Rechnereinheit 80.
Die Anfahrdrehmoment-Rechnereinheit 80 nimmt weiterhin das Vorderrad-
Drehzahlsignal VWF auf und berechnet ein Anfahrdrehmoment T2 auf der Ba
sis der abgetasteten Längsbeschleunigung XG, der Drosselklappenstellung R
und der berechneten Vorderraddrehzahl VWF. Das berechnete Anfahrdreh
moment T2 gelangt an die Vorgabedrehmoment-Auswahlschaltung 83. Die
Anfangsdrehmoment-Berechnungsschaltung 81 berechnet ein Anfangsdreh
moment T3 auf der Grundlage des abgetasteten Querbeschleunigungssignals
YG. Das berechnete Anfangsdrehmoment T3 gelangt an die Vorgabedrehmo
ment-Auswahlschaltung 83. Diese Auswahlschaltung 83 nimmt weiterhin das
Signal einer Entscheidungsschaltung 82 auf, wenn die Fahrbedingungen des
Fahrzeugs einen Allradbetrieb erfordern. Die Vorgabedrehmoment-Auswahlschaltung 83
erzeugt ein Signal T, das ein Vorgabedrehmoment anzeigt, das
an der Verteilerkupplung 28 aufgenommen werden muß. Das Signal T gelangt
von der Auswahlschaltung 83 über einen D/A-Wandler 84 an einen Drehmo
ment/Strom-Wandler (T/l) 85, der das Vorgabedrehmomentsignal T in einen
entsprechenden Strom 1 umwandelt. Der Strom 1 gelangt von dem Wandler
85 an eine Zitterstrom-Ausgabeschaltung 86, die einen Zitterstrom i* erzeugt
und an das Magnetventil 54 abgibt, so daß ein Vorgabedrehmoment an der
Verteilerkupplung 28 erzeugt wird.
Die Steuereinheit 70 kann einen Digitalcomputer aufweisen, der eine zentra
le Rechnereinheit (CPU), einen Zugriffsspeicher (RAM), einen Auslösespei
cher (ROM) und eine Eingangs/Ausgangs-Steuereinheit (I/O) umfaßt. Die zen
trale Rechnereinheit steht mit dem Rest des Computers über einen Datenbus
in Verbindung. Der Auslösespeicher enthält das Programm zum Betreiben der
zentralen Rechnereinheit und weiterhin geeignete Datentabellen für eine Be
rechnung eines geeigneten Wertes des Zitterstromes i*, der an das Magnet
ventil 54 gelangt. Ein Steuerbefehl, der einen Zitterstrom gewünschter Grö
ße bezeichnet, wird periodisch durch die zentrale Rechnereinheit an die
Wandler 84 und 85 übertragen, die den aufgenommenen Steuerbefehl in ei
nen entsprechenden Zitterstrom i* für das Magnetventil 54 umwandeln.
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das die Programmierung des Digitalcomputers
der Steuereinheit 70 zur Berechnung eines geeigneten Wertes des Zitterstro
mes i* zeigt, der dem Magnetventil 54 zugeführt wird. Das Programm wird
gestartet bei Punkt 202 in gleichförmigen Zeitintervallen (beispielsweise 10
msec.). Am Punkt 204 des Programms werden die vier Raddrehzahlen
VWFL. VWFR, VWRL, VWRR, die Querbeschleunigung YG, die Längsbeschleuni
gung XG und die Drosselklappenposition 6 in den Computerspeicher eingele
sen. Bei 206 berechnet die zentrale Rechnereinheit die vordere Durch
schnittsraddrehzahl VWF und die hintere Durchschnittsraddrehzahl VWR aus
den jeweils beiden Einzeldrehzahlsignalen.
Bei 208 wird die Drehzahldifferenz DVW ( 0) zwischen Vorderraddrehzahl
VWF und Hinterraddrehzahl VWR berechnet. Bei 210 wird der Steuerungs-
Verstärkungsfaktor Kh des Steuerdrehmoments T1 in bezug auf die Raddreh
zahldifferenz DVW berechnet auf der Basis des Reziprokwertes der Querbe
schleunigung YG aus der folgenden Gleichung:
Kh = αh/YG
In dieser Gleichung ist Kh βh. Beispielsweise ist βh = 10, wenn αh = 1 ist.
Die Steuerverstärkung Kh, die als Funktion der Querbeschleunigung YG be
stimmt wird, wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird ausgewählt zur Schaffung einer li
nearen, neutralen Lenkcharakteristik bei jedem Reibungsfaktor der Straßen
oberfläche.
Bei 212 berechnet die zentrale Rechnereinheit das Steuerdrehmoment T1
durch Multiplizieren des Verstärkungsfaktors Kh und der Drehzahldifferenz
zwischen den Vorder- und Hinterräder ΔVW. Das Steuerdrehmoment T1
kann berechnet werden unter Verwendung der Beziehung, nach der das
Steuerdrehmoment T1 eine Funktion ist des Verstärkungsfaktors Kh und der
Drehzahldifferenz ΔVW, wie in Fig. 5 gezeigt ist.
Bei 214 wird das Anfahrdrehmoment T2 berechnet als Funktion der Fahr
zeuggeschwindigkeit VCAR und der Drosselklappenstellung 6. Die Fahrzeug
geschwindigkeit VCAR wird berechnet als Funktion der Vorderraddrehzahl
VWF und der Längsbeschleunigung XG. Beispielsweise wird das Anfahrdreh
moment T2 berechnet als T2 = 0, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR
weniger als 20 km/h beträgt, und als T2 = K′ R + T0 (mit K′ und T0 als Kon
stanten), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR gleich oder größer als 20
km/h ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, in der K′ = 0,5 kgm/deg und T0 = 4
kgm ist. Das Anfahrdrehmoment T2 kann so eingestellt werden, daß es nur
erzeugt wird, wenn die Drosselklappenposition R einen vorgegebenen Wert
R₀ überschreitet. In diesem Falle kann das Anfangsdrehmoment T2 berech
net werden als T2 = 0, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR weniger als
20 km/h beträgt und als T2 = K′ (R-R0) + T0, wenn die Fahrzeuggeschwin
digkeit gleich oder größer als 20 km/h ist. Beispielsweise kann der vorgege
bene Wert R0 30 Grad in bezug auf die geschlossene Stellung der Drosselklap
pe betragen.
An Punkt 216 des Programms wird das Anfangsdrehmoment T3 berechnet
als Funktion der Querbeschleunigung YG. Damit ein Schlupf an der Verteiler
kupplung 28 ermöglicht wird, wenn eine Querbeschleunigung erzeugt wird,
wenn das Fahrzeug sich in einer Kurve bewegt, wird das Anfangsdrehmoment
auf einen geringen Wert eingestellt, wenn die Querbeschleunigung YG zu
nimmt. Fig. 7 zeigt die Beziehung, die das Anfangsdrehmoment T3 definiert
als Funktion der Querbeschleunigung YG, mit T′0 als Anfangsdrehmoment (2
mkg), das eingestellt wird für die Fahrzeugbewegung in gerader Linie, YG0
bei 0,45 (G) und YG1 bei 0,6 (G).
Bei 218 wird bestimmt, ob eine Bedingung vorliegt, bei der das Steuerdreh
moment T1 größer als das größere der Drehmomente T2 und T0 ist, und ob
dies einmal oder mehrfach auftritt, bevor die Gesamtfahrstrecke einen vorge
gebenen Wert L0 (beispielsweise 1000 km) überschreitet. Dabei ist T2 das
Anfahrdrehmoment, das gesetzt wird als T2 = 0, wenn die Fahrzeugge
schwindigkeit VCAR geringer als 20 km/h ist, und auf T2, = T0, wenn die
Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR gleich oder größer als 20 km/h ist, und T0,
ist das Anfangsdrehmoment T3, das eingestellt wird, wenn das Fahrzeug sich
auf gerader Strecke bewegt. Wenn die Antwort auf diese Frage "ja" lautet, be
deutet dies, daß das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche mit niedrigem
Reibfaktor läuft, der eine geeignete Vierrad-Steuerung erfordert, und daher
schreitet das Programm fort zu Punkt 220, bei dem eine Vierrad-Flagge auf 1
gesetzt wird. Das Antriebsrad dreht durch, selbst mit einem etwas übermäßi
gen Grad des Niedertretens des Gaspedals, wenn das Fahrzeug sich auf einer
Straßenoberfläche mit niedrigem Reibfaktor bewegt. Aus diesem Grunde wird
das Steuerdrehmoment T1, das proportional zu der Differenz zwischen den
vorderen und hinteren Raddrehzahlen ist, entweder das Anfahrdrehmoment
T2′ oder das Anfangsdrehmoment T0′ überschreiten. Obgleich der Reibwert
der Straßenoberfläche innerhalb der Daten, die für einen langen Zeitraum ge
sammelt werden, unterdrückt wird, ist zu bemerken, daß der Faktor auch In
nerhalb der Daten unterdrückt werden kann, die für einen kurzen Zeitraum
gesammelt werden. Beispielsweise wird ein hoher Reibwert einer Straßen
oberfläche bestimmt, wenn der Zeitraum, in dem das Steuerdrehmoment T1
bei einem Mindestwert Tmin verbleibt, eine vorgegebene Zeit für eine vorge
gebene Anzahl (beispielsweise 50) von wiederholten Vorgängen des Anfah
rens und Anhaltens des Fahrzeugs überschreitet. Nachdem die Vierrad-Flagge
gesetzt ist, wird bei 222 das Vorgabedrehmoment T auf den größten Wert
des Steuerdrehmoments T1, des Anfahrdrehmoments T2 und des Anfangs
drehmoments T3 gesetzt. Am Punkt 224 des Programms wird eine Drehmo
ment/Strom-Tabelle (Fig. 8) verwendet zur Berechnung eines Zitterstroms i*
auf der Basis des Magnetventil-Treiberstromes i0 entsprechend dem Vorga
bedrehmoment T als i* = i0 ± Δi·f0. Beispielsweise Δi = 0,1 A, f0 = 100 Hz.
Daraufhin schreitet das Programm fort zu Punkt 234.
Wenn die Antwort bei 218 "nein" lautet, bedeutet dies, daß keine Vierrad-
Steuerung erforderlich ist, und das Programm schreitet fort zu Punkt 226,
bei dem die Vierrad-Flagge auf Null zurückgesetzt wird. Nachdem die Vier
rad-Flagge entfallen ist (Punkt 228), wird das Vorgabedrehmoment T gesetzt
auf das Steuerdrehmoment T1. Bei 230 wird bestimmt, ob das Vorgabedreh
moment T Null ist. Wenn die Antwort auf diese Frage "nein" lautet, schreitet
das Programm fort zu Punkt 224. Andernfalls geht das Programm zu Punkt
232. Dort wird der Zitterstrom i* auf seinen Mindestwert gesetzt, der erfor
derlich ist zur Sicherung der Zitteramplitude gemäß i* = Δi±Δi·f0. Darauf
hin schreitet das Programm fort zu Punkt 234.
Bei 234 wird ein Zitterstrom i* (beispielsweise i ± 0,1 A, 100 Hz) an das
Magnetventil 54 abgegeben zur Bildung des Vorgabedrehmoments T an der
Verteilerkupplung 28. Anschließend geht das Programm zum Endpunkt 236.
Die Steuervorrichtung für die Drehmomentaufteilung gemäß der Erfindung
arbeitet wie folgt. Wenn sich das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche mit ei
nem hohen Reibwert bewegt und ein Vierradantrieb nicht notwendig ist,
wird das Vorgabedrehmoment T auf einen Wert gesetzt, der gleich dem
Steuerdrehmoment T1 ist. In diesem Falle steuert die Steuereinheit 70 das
Magnetventil 54 derart, daß der Steuerdruck T1 an der Vertellerkupplung
28 auftritt. Das Fahrzeug wird daher mit Zweiradantrieb getrieben. Die Ver
teilerkupplung 28 ist gelöst, solange keine Drehzahldifferenz zwischen den
Vorder- und Hinterrädern auftritt. Dadurch ergibt sich eine verbesserte
Brennstoffersparnis, verglichen mit dem Fall des Anfangsdrehmoments T3,
das stets zugeführt wird, oder auch verglichen mit einem Fall, in dem ein
großes Anfahrdrehmoment T2 zum Anfahren des Fahrzeugs geliefert wird.
Weiterhin wird der Zitterstrom i* auf einen möglichst kleinen Wert gesetzt,
der erforderlich ist zur Sicherung der Zitteramplitude. Dies bewirkt eine
weitere Brennstoffersparnis und ein günstiges Ansprechverhalten beim Ein
schalten der Vierrad-Steuerung. Die Steuereinheit für die Drehmomentver
teilung kann günstige Kurvenfahrteigenschaften des Fahrzeugs sicherstellen
durch Erzeugung eines Steuerdrehmoments T1, das eine Differenz zwischen
der vorderen und hinteren Raddrehzahl entspricht.
Wenn eine geeignete Vierrad-Steuerung erforderlich ist, während sich das
Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche mit niedrigem Reibwert bewegt, wird
das Vorgabedrehmoment T auf einen Wert gesetzt, der gleich oder größer als
das Steuerdrehmoment T1, das Anfahrdrehmoment T2 und das Anfangsdreh
moment T3 ist. Es ist daher möglich, eine geeignete Vierrad-Steuerung zu
gewährleisten. Das Anfahrdrehmoment T2 bewirkt eine Sicherstellung der
Anfahrtraktion auch dann, wenn das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche
mit niedrigem Reibwert anfährt. Das Anfangsdrehmoment T3 eliminiert die
Möglichkeit eines langsamen Ansprechens des Öldrucks bei einer niedrigen
Temperatur. Das Anfangsdrehmoment T3 bewirkt eine Verbesserung der Sta
bilität, bei der das Fahrzeug sich mit hoher Geschwindigkeit geradlinig be
wegt.
Nunmehr soll eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuer
vorrichtung für die Drehmomentaufteilung beschrieben werden. Diese Aus
führungsform entspricht im wesentlichen hinsichtlich der Hardware-Anord
nung der ersten Ausführungsform. Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das die Pro
grammierung des Digitalcomputers zeigt, der in der Steuereinheit 70 der
zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Das Computerpro
gramm wird am Punkt 302 in gleichförmigen Intervallen (zum Beispiel 10
msec.) gestartet. Bei 304 werden die vier Raddrehzahlsignale
VWFL, VWFR, VWRL, VWRR. die Querbeschleunigung YG, die Längsbeschleuni
gung XG und die Drosselklappenstellung R in den Computerspeicher eingele
sen. Bei 306 berechnet der zentrale Rechner die durchschnittliche vordere
und hintere Raddrehzahl VWF und VWR, wie es bereits dargelegt wurde.
Bei 308 wird die Raddrehzahldifferenz ΔVW ( 0) zwischen der Drehzahl VWR
der Vorderräder und der Drehzahl VWR der Hinterräder errechnet. Bei 310
wird der Verstärkungsfaktor Kh des Steuerdrehmoments T1 in bezug auf die
Differenz ΔVW zwischen Vorder- und Hinterraddrehzahl auf der Basis des Re
ziprokwertes der Querbeschleunigung YG gemäß folgender Gleichung berech
net:
Kh = αh/YG
In dieser Gleichung ist Kh βh. Bei βh = 10 gilt beispielsweise ah = 1. Der
Verstärkungsfaktor Kh, der bestimmt wird als Funktion der Querbeschleuni
gung YG, wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird ausgewählt zur Lieferung der linearen,
neutralen Lenkcharakteristik für jeden Reibwert der Straßenoberfläche.
Bei 312 berechnet der zentrale Rechner das Steuerdrehmoment T1 durch
Multiplizieren des Verstärkungsfaktors Kh und der Drehzahldifferenz ΔVW
zwischen Vorder- und Hinterrädern. Das Steuerdrehmoment T1 kann be
rechnet werden unter Verwendung einer Beziehung, die das Steuerdrehmo
ment T1 als Funktion des Verstärkungsfaktors Kh und der Drehzahldifferenz
ΔVW definiert, wie es in Fig. 5 gezeigt ist.
Bei 314 wird das Anfahrdrehmoment T2 berechnet als Funktion der Fahr
zeuggeschwindigkeit VCAR und der Drosselklappenstellung 0. Die Fahrzeug
geschwindigkeit VCAR wird berechnet als Funktion der Vorderraddrehzahl
VWF und der Längsbeschleunigung XG. Beispielsweise wird das Anfahrdreh
moment T2 berechnet als T2 = 0, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR
geringer als 20 km/h ist, und mit T2 = K′·R + T0 (mit K′ und T0 als Kon
stanten), wenn die Fahrzeuggeschwindigkelt VCAR gleich oder größer als 20
km/h ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, in der K′ = 0,5 mkg/deg und T0 = 4
mkg ist. Das Anfahrdrehmoment T2 kann so festgesetzt werden, daß es nur
erzeugt wird, wenn die Drosselklappenposition R einen vorgegebenen Wert
R₀ überschreitet. In diesem Falle kann das Anfahrdrehmoment berechnet
werden als T2= 0, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR geringer als 20
km/h ist, und mit T2 = K′·(R-R0 + T0), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
VCAR gleich oder größer als 20 km/h ist. Beispielsweise kann der vorgegebe
ne Wert R0 30 Grad in bezug auf die geschlossene Stellung der Drosselklappe
betragen.
Bei 316 wird das Anfangsdrehmoment T3 kalkuliert als Funktion der Querbe
schleunigung YG. Zur Ermöglichung eines Schlupfes der Verteilerkupplung
28 in Anwesenheit einer Querbeschleunigung, die auf das Fahrzeug in einer
Kurve ausgeübt wird, wird das Anfangsdrehmoment T3 auf einen kleineren
Wert gesetzt, wenn die Querbeschleunigung YG zunimmt. Fig. 7 zeigt die Be
ziehung, die das Anfangsdrehmoment T3 wiedergibt als Funktion der Querbe
schleunigung YG, wobei T′0 das Anfangdrehmoment (2 mkg) ist, das für das
geradlinig fahrende Fahrzeug eingestellt wird, YG0 gleich 0,45 (G) und YG1
gleich 0,6 (G).
Bei 318 wird bestimmt, ob eine Bedingung vorliegt, bei der das Steuerdreh
moment T1 größer als der größere Wert der Drehmomente T2′ und T0′ ist
und ob dies einmal oder mehrfach während einer vorgegebenen Anzahl von
(beispielsweise 5) wiederholten Anfahr- und Anhaltevorgängen des Fahrzeugs
auftritt. Dabei ist T2′ das Anfahrdrehmoment, das gesetzt wird als T2′ = 0,
wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR weniger als 20 km/h beträgt, und
als T2′ = T0 gesetzt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR gleich
oder größer als 20 km/h beträgt, und wobei T0′ das Anfangsdrehmoment T3
ist, das gesetzt wird, wenn das Fahrzeug sich in einer geraden Linie bewegt.
Wenn die Antwort auf diese Frage "Ja" lautet, bedeutet dies, daß sich das Fahr
zeug auf einer Straßenoberfläche mit geringem Reibwert bewegt, bei der eine
Vierrad-Steuerung erforderlich ist. Damit schreitet das Programm weiter zu
Punkt 320, bei dem die Vierrad-Flagge auf 1 gesetzt wird. Das Antriebsrad
dreht durch, selbst bei einem etwas übermäßigen Grad des Niedertretens
des Gaspedals, wenn das Fahrzeug sich auf einer Straßenoberfläche mit ge
ringem Reibwert bewegt. Zu diesem Zweck wird das Steuerdrehmoment T1,
das proportional zu der Differenz zwischen der vorderen und hinteren Radge
schwindigkeit ist, entweder das Anfahrdrehmoment T2′ oder das Anfangs
drehmoment T0′ überschreiten. Obgleich der Reibwert der Straßenoberflä
che innerhalb der über einen längeren Zeitraum gesammelten Daten unter
drückt wird, ist zu bemerken, daß der Reibwert auch innerhalb der für einen
kurzen Zeitraum gesammelten Daten unterdrückt werden kann. Beispielswei
se wird ein hoher Reibwert der Straßenoberfläche ermittelt, wenn die Perio
de, während der das Steuerdrehmoment T1 auf einen Mindestwert Tmin
verbleibt, eine vorgegebene Zeit für eine vorgegebene Anzahl (beispielsweise
50) von wiederholten Anfahr- und Anhaltevorgängen des Fahrzeugs über
schreitet. Nachdem die Vierrad-Flagge gesetzt ist, wird bei 322 das Vorgabe
drehmoment T auf den größten Wert des Steuerdrehmoments T1, des An
fahrdrehmoments T2 und des Anfangsdrehmoments T3 gesetzt. Bei 324 wird
eine Drehmoment/Strom-Tabelle (Fig. 8) verwendet zum Berechnen eines
Zitterstromes i* auf der Basis des Magnetventil-Antriebsstromes 10 entspre
chend dem Vorgabedrehmoment T als i* = i0 ± Δi·f0. Beispielsweise ist Δi =
0,1 A, f0= 100 Hz. Anschließend schreitet das Programm fort zu Punkt 334.
Wenn die Antwort auf die bei Punkt 318 gestellte Frage "nein" lautet, bedeu
tet dies, daß eine Vierrad-Steuerung nicht erforderlich ist, und das Pro
gramm schreitet fort zu Punkt 326, bei dem die Vierrad-Flagge auf Null ge
setzt wird. Nachdem dies geschehen ist, wird bei 328 das Vorgabedrehmo
ment T gesetzt als Steuerdrehmoment T1. Bei 330 wird bestimmt, ob oder
nicht das Vorgabedrehmoment T Null ist. Wenn die Antwort auf diese Frage
"nein" lautet, schreitet das Programm fort zu Punkt 324. Andernfalls bewegt
sich das Programm zum Punkt 332, bei dem der Zitterstrom i* gesetzt wird
als Minimalwert, der erforderlich ist zur Erzeugung einer Zitteramplitude,
gemaß i* = Δi ± Δi·f0. Anschließend geht das Programm zu Punkt 334.
Bei 334 wird ein Zitterstrom i* (beispielsweise 1 ± 0,1 A, 100 Hz) an das
Magnetventil 54 abgegeben, so daß das Vorgabedrehmoment T an der Vertei
lerkupplung 28 gebildet wird. Anschließend bewegt sich das Programm zum
Endpunkt 336.
Der Hauptunterschied zwischen der ersten und zweiten Ausführungsform be
steht bei der am Punkt 318 gebildeten Entscheidung.
Es wird angenommen, daß die Vierrad-Steuerung erforderlich ist, wenn die
Bedingung T1 < max (T2′ , T0′) einmal oder mehrmals während einer vorge
gebenen Anzahl (beispielsweise 5) von wiederholten Anhalte- und Anfahrvor
gängen des Fahrzeugs auftritt. Das bedeutet, daß der Reibwert der Straßen
oberfläche bei der ersten Ausführungsform aus den Daten geschlossen wird,
die für einen langen Zeitraum gesammelt werden, während er bei der zwei
ten Ausführungsform aus den Daten gefolgert wird, die für einen kurzen Zeit
raum gesammelt werden. Es ist möglich, bei der zweiten Ausführungsform auf
den Reibwert während eines Fahrtintervalls des Fahrzeugs zwischen der Zeit,
bei der die Zündung eingeschaltet wird und der Zeit, bei der die Zündung
ausgeschaltet wird, zu schließen. Diese Ausführungsform ist daher für eine
Steuereinheit 70 anwendbar, die keine Batteriespeicherschaltung aufweist.
Es ist zu bemerken, daß die Bestimmung, ob der Vierradantrieb erforderlich
ist oder nicht, auf der Basis der Ermittlung eines hohen Reibwertes der Stra
ßenoberfläche getroffen werden kann. Auf einen hohen Reibwert kann bei
spielsweise geschlossen werden, wenn der Zeitraum, in dem das Steuerdreh
moment T1 auf einem Minimalwert Tmin verbleibt, einen vorgegebenen Zeit
raum für ein Zeitintervall überschreitet, der zwischen dem Ein- und Aus
schalten der Zündung liegt.
Nunmehr soll eine dritte Ausführungsform der Steuervorrichtung für die
Drehmomentverteilung gemäß der Erfindung beschrieben werden. Diese Aus
führungsform entspricht im wesentlichen in bezug auf die Hardware der er
sten Ausführungsform. Fig. 10 ist ein Flußdiagramm, das den Programmablauf
des Digitalcomputers zeigt, der in der Steuereinheit 70 der dritten Ausfüh
rungsform verwendet wird. Das Programm wird gestartet bei 402 in gleich
mäßigen Zeltintervallen (beispielsweise 10 msec.). Bei 404 werden die Rad
drehzahlen VWFL,VWFR,VWRL und VWRR der vier Räder, die Querbeschleu
nigung YG, die Längsbeschleunigung XG und die Drosselklappenstellung R in
den Computerspeicher eingelesen. Bei 406 berechnet die zentrale Rechner
einheit die durchschnittliche vordere Raddrehzahl VWF und die durch
schnittliche hintere Raddrehzahl VWR.
Bei 408 wird die Differenz ΔVW ( 0) zwischen der vorderen und hinteren
Raddrehzahl VWF,VWR berechnet. Bei 410 wird der Verstärkungsfaktor Kh
des Steuerdrehmoments T1 in bezug auf die Drehzahldifferenz ΔVW zwischen
Vorder- und Hinterrädern berechnet auf der Basis des Reziprokwertes der
Querbeschleunigung YG gemäß folgender Gleichung:
Kh = αh/YG.
Dabei ist Kh βh. Beispielsweise ist βh= 10 bei αh = 1. Der Verstärkungsfak
tor Kh wird bestimmt als Funktion der Querbeschleunigung YG wie es in Fig.
4 gezeigt ist. Er wird so gewählt, daß eine lineare Kurvensteuercharakteristik
für Straßenoberflächen mit jedem Reibwert erreicht wird.
Bei 412 berechnet die zentrale Rechnereinheit das Steuerdrehmoment T1
durch Multiplikation des Verstärkungsfaktors Kh und der Drehzahldifferenz
ΔVW. Das Steuerdrehmoment T1 kann berechnet werden unter Verwendung
der Beziehung, die das Steuerdrehmoment T1 bestimmt als Funktion des
Verstärkungsfaktors Kh und der Drehzahldifferenz ΔVW. wie es in Fig. 5 ge
zeigt ist.
Bei 414 wird das Anfahrdrehmoment T2 berechnet als Funktion der Fahr
zeuggeschwindigkeit VCAR und der Drosselklappenstellung R. Die Fahrzeug
geschwindigkeit VCAR ist berechnet als Funktion der vorderen Raddrehzahl
VWF und der Längsbeschleunigung YG. Beispielsweise wird das Anfahrdreh
moment T2 berechnet als T2 = 0, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR
geringer als 20 km/h ist, und als T2 = K′·R + T0 (mit K′ und T0 als Konstan
ten), wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR gleich oder größer als 20
km/h ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, in der K′ = 0,5 mkg/deg und T0 = 4
mkg ist. Das Anfahrdrehmoment T2 kann so gesetzt werden, daß es nur er
zeugt wird, wenn die Drosselklappenstellung R einen vorgegebenen Wert R0
überschreitet. In diesem Falle kann das Anfahrdrehmoment T2 berechnet
werden als T2= 0, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR geringer als 20
km/h ist, und T2 = K′ (R-R0) + T0, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR
gleich oder größer als 20 km/h ist. Beispielsweise beträgt der vorgegebene
Wert R0 30° in bezug auf die geschlossene Stellung der Drosselklappe.
Bei 416 wird das Anfangsdrehmoment T3 berechnet als Funktion der Quer
beschleunigung YG. Zur Ermöglichung eines Schlupfes in der Verteilerkupp
lung 28 in Anwesenheit einer Querbeschleunigung des Fahrzeugs in einer
Kurve wird das Anfangsdrehmoment T3 auf einen kleineren Wert gesetzt,
wenn die Querbeschleunigung YG zunimmt. Fig. 7 zeigt eine Beziehung, die
das Anfangsdrehmoment T3 festlegt als Funktion der Querbeschleunigung YG,
wobei T′0 das Anfangsdrehmoment (2 mkg) ist, das gesetzt wird für ein ge
radlinig bewegtes Fahrzeug, YG0 gleich 0,45 (G) und YG1 gleich 0,6 (G) be
trägt.
Bei 418 wird ein Mindestdrehmoment Tmin berechnet als Funktion der
Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR. Beispielsweise kann das Mindestdrehmo
ment Tmin berechnet werden als Tmin = 4, wenn die Fahrzeuggeschwindig
keit VCAR gleich oder kleiner als 20 km/h ist, und Tmin = 8, wenn die Fahr
zeuggeschwindigkeit VCAR größer als 20 km/h ist. Alternativ kann das Min
destdrehmoment Tmin berechnet werden aus einer Beziehung, die im Spei
cher des Rechners gespeichert ist. Diese Beziehung ist in Fig. 11 gezeigt, die
das Mindestdrehmoment Tmin als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit
VCAR wiedergibt.
Bei 420 wird bestimmt, ob oder nicht eine Bedingung vorliegt, bei der die
Periode, während der das Steuerdrehmoment T1 gleich oder größer als das
Mindestdrehmoment Tmin bleibt, einen vorgegebenen Zeitraum (beispiels
weise 250 msec.) überschreitet und ob dies einmal oder mehrfach auftritt,
nachdem die Vierrad-Flagge auf Null gesetzt ist. Die Vierrad-Flagge wird an
fänglich auf 1 gesetzt. Wenn die Antwort auf diese Frage "Ja" lautet, bedeutet
dies, daß das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche mit niedrigem Reibwert
läuft, die eine geeignete Vierrad-Steuerung erfordert, und das Programm
schreitet fort zu 422. Dort wird die Vierrad-Flagge auf 1 gesetzt. Nachdem
die Vierrad-Flagge bei 424 gesetzt ist, wird das Vorgabedrehmoment T auf
den größten der Werte des Steuerdrehmoments T1, des Anfahrdrehmoments
T2 und des Anfangsdrehmoments T3 gesetzt. Bei 426 wird eine Drehmo
ment/Strom-Tabelle (Fig. 8) verwendet zur Berechnung eines Zitterstromes
i* auf der Basis des Elektromagnet-Treiberstromes 10. entsprechend dem
Vorgabedrehmoment T, mit i* = i0 ± Δi·f0. Beispielsweise beträgt Δi = 0,1 A,
f0 = 100 Hz. Anschließend schreitet das Programm zu Punkt 438 fort.
Wenn die Antwort auf die Frage bei 420 "nein" lautet, geht das Programm zu
einem weiteren Bestimmungsschritt über bei 428. Hier wird bestimmt, ob
oder nicht eine Bedingung vorliegt, bei der der Zeitraum, in dem das Steuer
drehmoment T1 gleich oder größer als das Mindestdrehmoment Tmin
bleibt, eine vorgegebene Zeit (beispielsweise 250 msec.) überschreitet, und
ob dies einmal oder mehrfach während einer vorgegebenen Anzahl (beispiels
weise 2) von wiederholten Anfahr- und Anhaltevorgängen des Fahrzeugs, das
sich bei 20 km/h oder darüber bewegt, nach Beendigung einer Selbstprüfung
mit eingeschaltetem Zündschloß geschieht. Wenn die Antwort auf diese Frage
"ja" lautet, bedeutet dies, daß sich das Fahrzeug auf einer Straßenoberfläche
mit hohem Reibwert bewegt, der eine Vierrad-Steuerung nicht benötigt, und
das Programm geht zu Punkt 430, bei dem die Vierrad-Flagge auf Null gesetzt
wird. Andernfalls bewegt sich das Programm zu Punkt 424.
Nachdem die Vierrad-Flagge bei Punkt 432 gelöscht ist, wird das Vorgabe
drehmoment T auf das Steuerdrehmoment T1 gesetzt. Bei 434 wird be
stimmt, ob oder nicht das Vorgabedrehmoment Null ist. Wenn die Antwort
auf diese Frage nein lautet, bewegt sich das Programm zu Punkt 426. An
dernfalls gelangt das Programm zu Punkt 436, bei dem ein Zitterstrom i* auf
seinen Mindestwert gesetzt ist, der notwendig ist zur Sicherung einer Zit
teramplitude i* = Δi ± Δi·f0. Anschließend geht das Programm zu Punkt 438.
Bei 438 wird der Zitterstrom i* (beispielsweise i ± 0,1 A, 100 Hz) dem
Magnetventil 54 zugeführt, so daß ein Vorgabedrehmoment T an der Vertel
lerkupplung 28 erzeugt wird. Anschließend geht das Programm zu dem End
punkt 440.
Bei der dritten Ausführungsform hängt das Mindestdrehmoment Tmin von
der Fahrzeuggeschwindigkeit VCAR ab. Je höher die Fahrzeuggeschwindig
keit VCAR ist, desto größer ist das Mindestdrehmoment Tmin. Das Mindest
drehmoment Tmin wird verwendet zur Beurteilung, ob eine geeignete Vier
rad-Steuerung erforderlich ist. Dies bewirkt, daß vermieden werden kann,
daß irrtümlich angenommen wird, daß das Fahrzeug sich auf einer Straßen
oberfläche mit geringem Reibfaktor bewegt, obgleich die Straßenoberfläche
einen hohen Reibwert aufweist, wenn eine Differenz zwischen den Reifen
durchmessern besteht.
Die Erfindung ist in Verbindung mit dem Anfahrtsdrehmoment T2 und dem
Anfangsdrehmoment T3 beschrieben worden, die verwendet worden sind als
von dem Fahrzeugzustand abhängige Drehmomente. Es können jedoch auch
ein schwingungsabhängiges Drehmoment, ein Kupplungsschutzdrehmoment,
ein für den ABS-Betrieb erforderlich es Drehmoment, ein Grenzdrehmoment,
ein Längsbeschleunigungsdrehmoment, ein Verzögerungsdrehmoment und
ein Fehlersicherungsdrehmoment verwendet werden, und zwar einzeln oder
in Kombination, als von dem Fahrzeugzustand abhängige Drehmomente.
Wenn die Erfindung betrieben worden ist in Verbindung mit einem Vierrad
antrieb eines Fahrzeugs, bei dem die Hinterräder die Hauptantriebsräder und
die Vorderräder die Hilfsantriebsräder sind, kann die Erfindung selbstver
ständlich auch angewendet werden auf ein vierradgetriebenes Fahrzeug, bei
dem die Vorderräder die Hauptantriebsräder und die Hinterräder die Hilfs
antriebsräder sind.
Claims (7)
1. Vorrichtung zur Steuerung der Drehmomentverteilung für ein Kraftfahr
zeug mit einer Maschine (16) zur Erzeugung eines Antriebs und zwei Haupt
antriebsrädern (14) sowie zwei Hilfsantriebsrädern (12), mit
einer Einrichtung (18,20,30) zur Übertragung der Antriebsleistung von der Maschine (16) auf die Hauptantriebsräder (14) und die Hilfsantriebsräder (12) über eine Drehmoment-Vertellerkupplung (28), die das auf die Hilfsan triebsräder (12) übertragene Drehmoment variiert;
einer Einrichtung (61,62,63,64 . . . 77) zur Ermittlung der Drehzahldifferenz zwischen den Hauptantriebsrädern (14) und den Hilfsantriebsrädern (12);
einer Einrichtung (79) zur Berechnung eines Steuerdrehmoments zur Über tragung über die Drehmoment-Verteilerkupplung (2) zur Erzeugung ge wünschter Kurvenfahrteigenschaften des Fahrzeugs auf der Grundlage der er mittelten Raddrehzahldifferenz;
einer Einrichtung (65,66,67) zur Überwachung von Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und der Erzeugung eines Befehlssignals, wenn Vierrad-Steuerung erforderlich ist;
einer Einrichtung (83,84,85) zur Auswahl des Steuerdrehmoments (T1) in Abwesenheit des Steuersignals und des größeren Wertes des Steuerdrehmo ments und des von dem Fahrzeugzustand abhängigen Drehmoments (T2,T3) in Anwesenheit des Befehlssignals; und
einer Einrichtung zur Steuerung der Drehmomoment-Verteilerkupplung (28) zur Übertragung des gewählten Drehmoments an die Hilfsantriebsräder (12).
einer Einrichtung (18,20,30) zur Übertragung der Antriebsleistung von der Maschine (16) auf die Hauptantriebsräder (14) und die Hilfsantriebsräder (12) über eine Drehmoment-Vertellerkupplung (28), die das auf die Hilfsan triebsräder (12) übertragene Drehmoment variiert;
einer Einrichtung (61,62,63,64 . . . 77) zur Ermittlung der Drehzahldifferenz zwischen den Hauptantriebsrädern (14) und den Hilfsantriebsrädern (12);
einer Einrichtung (79) zur Berechnung eines Steuerdrehmoments zur Über tragung über die Drehmoment-Verteilerkupplung (2) zur Erzeugung ge wünschter Kurvenfahrteigenschaften des Fahrzeugs auf der Grundlage der er mittelten Raddrehzahldifferenz;
einer Einrichtung (65,66,67) zur Überwachung von Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und der Erzeugung eines Befehlssignals, wenn Vierrad-Steuerung erforderlich ist;
einer Einrichtung (83,84,85) zur Auswahl des Steuerdrehmoments (T1) in Abwesenheit des Steuersignals und des größeren Wertes des Steuerdrehmo ments und des von dem Fahrzeugzustand abhängigen Drehmoments (T2,T3) in Anwesenheit des Befehlssignals; und
einer Einrichtung zur Steuerung der Drehmomoment-Verteilerkupplung (28) zur Übertragung des gewählten Drehmoments an die Hilfsantriebsräder (12).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich
tungen zur Berechnung wenigstens eines von dem Fahrzeugzustand abhängi
gen Drehmoments eine Einrichtung (80) zur Berechnung eines Anfahrdreh
moments (T2) als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkeit umfaßt, und eine
Einrichtung (81) zur Berechnung eines Anfangsdrehmoments (T3) als Funk
tion der Querbeschleunigung des Fahrzeugs.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich
tung zur Überwachung eines Betriebszustands des Fahrzeugs und zur Erzeu
gung eines Befehlssignals eine Einrichtung umfaßt, die das Befehlssignal nur
dann freigibt, wenn eine Bedingung eintritt, bei der das Steuerdrehmoment
(T1) größer als der größere Wert des ersten und zweiten Drehmoments ist
und dieses einmal oder mehrmals der Fall ist, bevor die Gesamtfahrstrecke
einen vorgegebenen Wert überschreitet, wobei das erste Drehmoment das
Anfahrdrehmoment (T2) ist, das auf Null gesetzt ist, wenn die Fahrzeugge
schwindigkelt geringer als eine vorgegebene Geschwindigkeit ist, und auf ei
nen vorgegebenen Drehmomentwert gesetzt ist, wenn die Fahrzeuggeschwin
digkeit den vorgegebenen Geschwindigkeitswert überschreitet, und wobei
das zweite Drehmoment das Anfangsdrehmoment (T3) ist, das gesetzt wird,
wenn das Fahrzeug auf einer geraden Linie fährt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich
tung zur Überwachung der Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und zur Er
zeugung eines Befehlssignals eine Einrichtung zur Unterbrechung des Be
fehlssignals umfaßt, wenn ein Zeitraum, bei dem das Steuersignal (T1) bei ei
nem Mindestwert (Tmin) verbleibt, einen vorgegebenen Zeitraum für eine
vorgegebene Anzahl von aufeinanderfolgenden Anfahr- und Anhaltevorgängen
des Fahrzeugs überschreitet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich
tung zur Überwachung der Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und zur Er
zeugung eines Befehlssignals eine Einrichtung umfaßt, die das Befehlssignal
nur dann freigibt, wenn eine Bedingung vorliegt, in der das Steuerdrehmo
ment größer als der größere Wert des ersten und zweiten Drehmoments ist,
und einmal oder mehrmals in einer vorgegebenen Anzahl von aufeinanderfol
genden Anfahr- und Anhaltevorgängen des Fahrzeugs eintritt, wobei das erste
Drehmoment das Anfahrdrehmoment (T2) ist, das auf Null gesetzt ist, wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als ein vorgegebener Wert ist, und auf
einen vorgegebenen Geschwindigkeitswert gesetzt ist, wenn die Fahrzeugge
schwindigkeit den vorgegebenen Geschwindigkeitswert überschreitet, und
wobei das zweite Drehmoment das Anfangsdrehmoment (T3) ist, das gesetzt
ist, wenn sich das Fahrzeug geradlinig bewegt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich
tung zur Überwachung der Betriebsbedingungen des Fahrzeugs und zur Er
zeugung eines Befehlssignals eine Einrichtung zur Berechnung eines Min
destdrehmoments als Funktion der Fahrzeuggeschwindigkelt und eine Ein
richtung zur Erzeugung eines Befehlssignals umfaßt, die dieses nur abgibt,
wenn die Bedingung eintritt, daß für einen Zeitraum, in dem das Steuerdreh
moment (T1) gleich oder größer als das Mindestdrehmoment (Tmin) ver
bleibt, einen vorgegebenen Zeitwert einmal oder mehrfach überschreitet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei zuneh
mender Fahrzeuggeschwindigkeit das Mindestdrehmoment zunimmt.
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