DE19540899B4

DE19540899B4 - Drehmomenterfassungsvorrichtung für schlupfgeregelte Bremsanlagen

Info

Publication number: DE19540899B4
Application number: DE19540899A
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Inoue; Yukiyasu Akemi; Minoru Nishida; Yasuo Naito; Hideki Doi; Chiaki Fujimoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-12-16
Filing date: 1995-11-02
Publication date: 2012-06-14
Anticipated expiration: 2015-11-03
Also published as: KR960021796A; DE19540899A1; US5754967A; JPH08169324A; JP3207328B2; KR100196958B1

Abstract

Drehmoment-Erfassungsvorrichtung für schlupfgeregelte Bremsanlagen (ABS, TRC) zur Regelung des Radbremsdrucks in einem Fahrzeug mit einem Triebwerk (10, 11) mit einer Abtriebswelle und mit einem Antriebsstrang (12, 13, 14), der einerseits mit dem Triebwerk (10, 11) und andererseits mit rechten und linken Rädern (1, 9) des Fahrzeugs verbunden ist, umfassend: a) eine Rad-Drehwinkelsensoreinrichtung (6) zur Erfassung von Rad-Drehwinkeln (θW, θWr, θWl); b) einen Abtriebswellen-Drehwinkelsensor (15) zur Erfassung eines Abtriebswellen-Drehwinkels (θE) der Abtriebswelle des Triebwerks (10, 11); c) eine Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) zur Berechnung eines auf die Räder (1, 9) über den Antriebsstrang (12, 13, 14) ausgeübten Drehmoments (TDr, TDl); dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentberechnungsvorrichtung das Drehmoment auf Grundlage c1) von Torsionssteifigkeiten (kDr, kDl, kP) im Antriebsstrang (12, 13, 14); c2) von Übersetzungsverhältnissen (iD, iT) im Antriebsstrang (12, 13, 14); und c3) des Abtriebswellen-Drehwinkels (θE) und der Rad-Drehwinkel (θW) berechnet.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Drehmomenterfassungsvorrichtung gemäß den Oberbegriffen der selbständigen Ansprüche 1, 9 und 14.
Solche gattungsgemäßen Fahrzeugbremsanlagen sind aus der US 5,333,943 A bekannt. Diese Schrift zeigt eine Antiblockiersteuervorrichtung für Kraftfahrzeuge, bei der ein Bremsdrehmoment gemessen wird. Für die ABS-Steuerung werden Ausgangssignale eines Radumdrehungssensors verwendet, der die Drehung der Räder umfasst. Das Drehmoment wird hierbei durch einen am Rad selber angebrachten Drehmomentsensor erfasst. Auf Grundlage des Drehmoments der angetriebenen Räder wird auf den Reibungsbeiwert Straßen/Reifen geschlossen und in Abhängigkeit davon wird der Bremsdruck von der ABS-Steuerung an die vorgefundenen Verhältnisse angepasst.
Ferner beschreibt DE 42 29 560 A1 ein Antriebsschlupfregelsystem, bei dem die Höhe des erforderlichen Sollbremsmoments aus den Drehzahlen der Räder und dem Antriebsmoment abgeleitet wird. Dabei werden die Raddrehgeschwindigkeiten der angetriebenen Räder und die Motordrehzahl herangezogen.
Ferner zeigt DE 43 44 634 A1 eine Antriebsschlupfregelung auf der Grundlage der Motordrehzahl, der Stellung der Drosselklappe und der Drehzahl der Antriebsachse, die durch jeweilige Sensoren ermittelt werden, so dass ein Antriebsmoment an den Rädern berechnet wird.
Aus JP 5-99014 A ist ebenfalls bekannt, ein Drehmoment einer Antriebswelle oder dergleichen zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit und zur Steuerung eines ABS und TRC zu ermitteln. Bei dieser Erfindung werden ein Drehmoment und eine Radwinkelbeschleunigung erfaßt, ein Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient wird berechnet und aus dem folgenden Ausdruck erfaßt, und der erfaßte Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient wird verwendet für die Haftungssteuerung zur Verbesserung der Steuerungsleistungsfähigkeit.
In JP 4-293655 A wird ein Drehmoment erfaßt und das erfaßte Drehmoment wird zur ABS-Steuerung verwendet, um so die Steuerungsleistungsfähigkeit zu verbessern. Diese Erfindung wird im folgenden ausführlicher Beschrieben. Wie in 24 gezeigt, umfaßt diese Erfindung eine Bremsbetriebs-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung des Betriebes jeder Radbremse, eine Drehmomenterfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Drehmomentes jedes Rades, und eine Bremskraft-Steuervorrichtung zur Steuerung der Bremskraft für jede Radbremse in Übereinstimmung mit Zuständen, welche das durch die Drehmomenterfassungsvorrichtung während des Betriebes der Radbremsen erfaßte Drehmoment beinhalten. Die Drehmomenterfassungsstelle der Drehmomenterfassungsvorrichtung ist eine Antriebswelle zwischen einem Rad und einer Radbremse und zwischen einer Radbremse und einem Differentialgetriebe (im folgenden als Differential bezeichnet).
25 ist ein Diagramm, welches die Konfiguration eines in der obigen Erfindung verwendeten konventionellen ABS zeigt. In der Figur stellt die Bezugsziffer 1 ein Hinterrad dar, 2 eine Radbremse, 3 einen Drehmomentsensor, 4 eine ABS Steuervorrichtung, 5 einen Bremsschalter, 6 einen Radumdrehungssensor, 7 einen Bremsbetätiger, 8 einen Hauptzylinder, 9 ein Vorderrad, 10 einen Motor, 11 ein Getriebe, 12 eine Gelenkwelle, 13 ein Differential und 14 eine Hinterachswelle. 26 ist eine vertikale Schnittansicht der konventionellen Drehmomenterfassungsvorrichtung, welche in der obigen Erfindung verwendet wird.
Im folgenden wird eine Beschreibung des Betriebes der Vorrichtung gegeben. Der Drehmomentsensor 3 ist in der Bremse 2 eines Hinterrades vorgesehen als Drehmomenterfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Drehmomentes jedes Hinterrades 1, welches das Antriebsrad eines Fahrzeuges mit Hinterradantrieb ist. Das von dem Drehmomentsensor 3 erfaßte Drehmomentsignal des Hinterrades 1 wird in die ABS-Steuervorrichtung 4 eingegeben.
Die Konfigurationen des Drehmomentsensors 3 und einer Drehmomenterfassungssignal-Empfangsschaltung werden in 27 gezeigt. Zwei Verdrehungsmesser bzw. Dehnmessstreifen 122 und 123, welche eine Brückenschaltung 121 bilden, werden verdreht in Übereinstimmung mit dem erfaßten Drehmoment, und eine Anschlußspannung der Brückenschaltung, welche sich dadurch verändert, wird frequenzgewandelt durch eine Frequenzwandlungsschaltung 124, und die gewandelte Frequenz wird durch einen Verstärker 125 verstärkt zur Erzeugung eines Signals. Dieses Signal wird von der ABS-Steuervorrichtung 4 empfangen, von einem Erfassungsfrequenzdiskriminator 126 gemäß des Frequenzbereiches selektiert, von einem Verstärker 127 verstärkt, von einer Signalform-Formungsschaltung 128 geformt, und frequenzgewandelt durch eine Taktgeber-Verarbeitungsschaltung 129, so daß ein Drehmoment erfaßt wird aus dem so frequenzgewandelten Signal auf der Grundlage eines voruntersuchten Zyklus und eines Drehmomentverzeichnisses (toque map).
Die ABS-Steuerverordnung 4 empfängt ein Signal von dem Bremsschalter 5 als der Bremsbetriebs-Erfassungsvorrichtung, welcher eingeschaltet wird durch die Bremsbetätigung, und Fahrzeuggeschwindigkeitssignale von Vorderradumdrehungssensoren 6A und 6B, welche vorgesehen sind zur Erfassung einer Umdrehungsgeschwindigkeit jedes der Vorderräder 9 und eines Hinterradumdrehungssensors 6C, welcher vorgesehen ist in der Gelenkwelle 12 zur Erfassung einer Umdrehungsgeschwindigkeit jedes der Hinterräder 1, zusätzlich zum Drehmoment, stellt die Bremskraft der Radbremse 2 auf der Grundlage dieser Signale ein und liefert ein Bremskraft-Steuersignal an den Betätiger 7. Der Betätiger 7 liefert an jede der Radbremsen 2 der Vorderräder 9 und der Hinterräder 1 einen ABS-Steuerhydraulikdruck, welcher vorbereitet wird durch Verminderung und Einstellung des Haupthydraulikdrucks des Hauptzylinders 8 in Übereinstimmung mit dem Bremskraft-Steuersignal, um so die Bremskraft (Klotz-Druckkraft) jedes der Radbremsen 2 zu steuern. Die Antriebskraft des Motors 10 wird an jedes der Hinterräder 1 durch das Getriebe 11, die Gelenkwelle 12, das Differential 13 und die Hinterachswellen 14 übertragen. Im folgenden wird eine Beschreibung des Steuervorganges der Bremskraft durch die ABS Steuervorrichtung gegeben, wenn die Hinterachswelle 14 ausgewählt wird als eine Erfassungsstelle fur das Drehmoment einer Hinterachswelle. Wenn die Hinterachswelle 14 ausgewählt wird als eine Erfassungsstelle für das Drehmoment der Hinterachswelle, nimmt das Drehmoment der Hinterachswelle ab, während die Bremskraft der Radbremse 2 nicht vermindert wird durch Radschleudern im Fall eines Radblockierens. Ein Drehmomentwert unmittelbar davor ist maximal, welcher erhalten wird durch Multiplizieren der maximalen zwischen dem Rad und der Straßenoberfläche erzeugten Reibungskraft mit dem Radius des Rades, und die maximale Reibungskraft wird erhalten aus dem Produkt zwischen dem Gewicht des Rades und einem Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche. Daher, wenn das maximale Drehmoment identifiziert ist, kann ein Reibungskoeffizient der Straßenoberfläche erhalten werden durch Rückrechnung.
Dann, wenn die Bremskraft-Steuervorrichtung die Bremskraft der Radbremse 2 in Übereinstimmung mit Charakteristiken steuert, welche erhalten wurden auf der Grundlage eines Reibungskoeffizienten der Straßenoberfläche, welcher abgeschätzt wurde, basierend auf der Annahme, daß ein durch die Drehmomenterfassungsvorrichtung unmittelbar vor der Abnahme erfaßtes Drehmoment des Rades wie oben beschrieben ein Maximum ist, ist eine genaue Steuerung möglich.
Wie oben beschrieben, wird die genauere Steuerung ermöglicht durch Erfassen eines Raddrehmomentes und durch Steuerung des ABS oder TRC in Übereinstimmung mit Zuständen, welche das erfaßte Raddrehmoment einschließen.
Wie oben beschrieben, da ein konventionelles ABS und TRC, welche zur Steuerung des Fahrzeuges ein Drehmoment erfassen, ein Verdrehungsmesser verwenden zur Erfassung eines Drehmomentes, muß ein Verdrehungsmesser verbunden sein mit einer welle wie einer Hinterachswelle. Ferner wird ein Funksignal oder ein teurer Schleifring verwendet zur Übertragung eines Drehmomenterfassungssignales, welches erfaßt wird durch den Verdrehungs- bzw. Verwindungsmesser, welcher angebracht ist an der Drehwelle, an eine ABS-Steuereinheit, welche an einem Fahrzeugkorper angebracht ist. In der Folge hat eine konventionelle Vorrichtung das Problem erhöhter Kosten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine kostengünstige und vereinfachte Drehmomenterfassungsvorrichtung zu schaffen unter Vermeidung der bisher üblichen Dehnmesstreifen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch die Gegenstände der selbstständigen Patentansprüche 1, 9 und 14.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
Für den stationären Betrieb können die Trägheitsmomente vernachlässigt werden, für den dynamischen Betrieb können diese jedoch von Belang sein.
Formelzeichen

k_Dl:

Torsionssteifigkeit einer linken Radantriebswelle;

k_Dr:

Torsionssteifigkeit einer rechten Radantriebswelle;

θ_Wl:

Rad-Drehwinkel eines linken Rades;

θ_Wr:

Rad-Drehwinkel eines rechten Rades;

θ_E:

Abtriebswellen-Drehwinkel;

i_D:

Übersetzungsverhältnis des Differentials; Übersetzungsverhältnis des Getriebes;

k_DFl:

Torsionssteifigkeit einer linken vorderen Radantriebswelle;

k_DFr:

Torsionssteifigkeit einer rechten vorderen Radantriebswelle;

k_DRl:

Torsionssteifigkeit einer linken hinteren Radantriebswelle;

k_DRr:

Torsionssteifigkeit einer rechten hinteren Radantriebswelle;

θ_WFl:

Rad-Drehwinkel eines linken vorderen Rades;

θ_WFr:

Rad-Drehwinkel eines rechten vorderen Rades;

θ_WRl:

Rad-Drehwinkel eines linken hinteren Rades;

θ_WRr:

Rad-Drehwinkel eines rechten hinteren Rades;

θ_E:

Abtriebswellen-Drehwinkel;

i_DF:

Übersetzungsverhältnis eines vorderen Differentials;

i_DR:

Übersetzungsverhältnis eines hinteren Differentials;

i_T:

Übersetzungsverhältnis des Getriebes;

α_E:

Abtriebswellen-Drehwinkelbeschleunigung;

I_E:

Trägheitsmoment der Abtriebswelle.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben, in welcher
1 ein Schaubild ist, welches die Gesamtkonfiguration einer Drehmomenterfassungsvorrichtung gemäß Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ein Schaubild ist, welches ein Leistungsübertragungssystemmodell für ein zweiradgetriebenes Fahrzeug in Ausführung 1 zeigt;
3 ist ein Schaubild, welches zeigt, wie man einen Umdrehungswinkel, eine Umdrehungswinkelgeschwindigkeit und eine Umdrehungswinkelbeschleunigung in Ausüfhrung 1 erfaßt;
4 ist ein Schaubild, welches zeigt, wie man einen Umdrehungswinkel, eine Umdrehungswinkelgeschwindigkeit und eine Umdrehungswinkelbeschleunigung in Ausführung 1 erfaßt;
5 ist ein Flußdiagramm, welches den Vorgang der Berechnung von Drehmomenten in Ausführung 1 zeigt;
6 ist ein Schaubild, welches ein Schaltradverhältnis-Verzeichnis (map) zur Erhaltung eines Schaltradverhältnisses aus einem Schaltpositionsschalter in Ausführung 1 zeigt;
7 ist ein Flußdiagramm, welches den Vorgang der Berechnung eines Schaltradverhältnisses in Ausführung 2 zeigt;
8 ist ein Signalformdiagramm, welches die zeitlichen Veränderungen des Drehmomentwertes zeigt, welcher in Ausführung 3 berechnet und erfaßt wird;
9 ist ein Schaubild, welches die Drehmomentberechnungstakte, die Motorumdrehungspulse und Radumdrehungspulse in Ausführung 4 zeigt;
10 ist ein Schaubild, welches Drehmomentberechnungstakte, Motorumdrehungspulse und Radumdrehungspulse in Ausfuhrung 4 zeigt;
11 ist ein Diagramm, welches die Gesamtkonfiguration einer Drehmomenterfassungsvorrichtung gemäß Ausführung 5 zeigt;
12 ist ein Schaubild, welches die Gesamtkonfiguration einer Drehmomenterfassungsvorrichtung gemäß Ausführung 6 zeigt;
13 ist ein Schaubild, welches ein Leistungsübertragungssystemmmodell fur ein zweiradgetriebenes Fahrzeug mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus in Ausüfhrung 6 zeigt;
14 ist ein Flußdiagramm, welches den Betrieb der Ausfuhrung 6 zeigt;
15 ist ein Flußdiagramm, welches den Betrieb der Ausfuhrung 7 zeigt;
16 ist ein Flußdiagramm, welches den Betrieb der Ausfuhrung 8 zeigt;
17 ist ein Schaubild, welches ein Leistungsübertragungssystemmodell für ein Fahrzeug mit direkt gekoppeltem Vierradantrieb in Ausführung 9 zeigt;
18 ist ein Schaubild, welches die Gesamtkonfiguration einer Drehmomenterfassungsvorrichtung gemäß Ausführung 9 zeigt;
19 ist ein Schaubild, welches ein Leistungsübertragungssystemmodell zeigt für ein vierradgetriebenes Fahrzeug in Ausführung 11, welches ein Zentraldifferential mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus hat;
20 ist ein Schaubild, welches die Gesamtkonfiguration einer Drehmomenterfassungsvorrichtung gemäß Ausführung 11 zeigt.
21 ist ein Schaubild, welches ein Leistungsubertragungssystemmodell zeigt für ein vierradgetriebens Fahrzeug in Ausfuhrung 14, welches ein Zentraldifferential mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus hat;
22 ist ein Schaubild, welches die Gesamtkonfiguration einer Drehmomenterfassungsvorrichtung gemäß Ausführung 17 zeige;
23 ist ein Flußdiagramm, welches den Betrieb der Ausfuhrung 17 zeigt;
24 ist ein Schaubild, welches die Konfiguration eines konventionellen ABS zeigt;
25 ist ein Schaubild, welches die Gesamtkonfiguration des konventionellen ABS zeigt;
26 ist eine Schnittansicht einer Drehmomenterfassungsvorrichtung in einem konventionellen ABS; und
27 ist ein Diagramm, welches die Schaltungskonfiguration eines Drehmomentsensors und eines Drehmomenterfassungssignales des konventionellen ABS zeigt.
Ausführung 1
Im folgenden wird die Ausführung 1 der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
Erst wird eine Beschreibung der Konfiguration der in dieser Ausführung gezeigten vorliegenden Erfindung gegeben. 1 ist ein Diagramm, welches die Gesamtkonfiguration der Ausführung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, in welcher die gleichen Elemente wie jene des Standes der Technik mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind.
In 1 stellt die Bezugsziffer 1 Hinterräder (rechte und linke Hinterräder) dar, 2 Radbremsen, 4 eine ABS Steuervorrichtung (controller), 41 eine Drehmomentberechnungseinheit als Drehmomentberechnungsvorrichtung, 5 einen Bremsschalter, 6 Radumdrehungssensoren als Radumdrehungswinkel-Erfassungsvorrichtungen (magnetische Aufnahme), 7 einen Bremsbetätiger, 8 einen Hauptzylinder, 9 Vorderräder (rechte und linke Vorderräder), 10 eine Antriebsquelle, wie einen Motor, ein Triebwerk oder dergleichen (im folgenden als ”Motor” bezeichnet), 11 ein Getriebe, 12 eine Gelenkwelle, 13 ein Differential, 14 Achswellen, welche eine torsionale Steifigkeit haben zur Übertragung eines Antriebsdrehmomentes an die rechten und linken Räder von dem Differential 13, 15 einen Motorumdrehungssensor (optischer Kodierer) als Erfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Drehwinkels und einer Drehwinkelgeschwindigkeit einer Antriebsquelle, 16 einen Neutralschalter (Leerlaufstellungsschalter) und 17 einen Schaltpositionsschalter als Schaltradverhältnis-Erfassungvorrichtung.
Der Motor 10 und das Getriebe 11 sind mit den rechten und linken Hinterrädern 1 durch jeweilige Wellen (wie der Gelenkwelle 12 und der Achswellen 14) gekoppelt, welche eine torsionale Steifigkeit haben zur Übertragung eines Antriebsdrehmomentes durch das Differential 13.
Eine Drehmomentberechnungseinheit 41 (fur die Achswellen) ist ein Bestandteil der ABS-Steuervorrichtung 4, welche einen Mikrocomputer und eine Eingabe/Ausgabe-Einheit umfaßt, Umdrehungswinkel der rechten und linken Vorder- und Hinterräder empfangt, welche erfaßt werden durch die Radumdrehungssensoren 6 fur die rechten und linken Vorder- und Hinterräder und einen Motorumdrehungswinkel empfängt, welcher erfaßt wird durch den Motorumdrehungssensor 15, um so ein Drehmoment für jede der Achswellen 14 zu berechnen, und zur Ausgabe des berechneten Drehmomentes an die ABS-Steuervorrichtung 4.
Im folgenden wird eine Beschreibung des Erfassungsprinzips gegeben. 2 zeigt ein Fahrtbremssystemmodell eines hinterradgetriebenen Fahrzeuges. In 2 stellt 1r ein rechtes Hinterrad dar, 1l ein linkes Hinterrad, 14r ist eine rechte Achswelle, 14l eine linke Achswelle, 13 ein Differential, 12 eine Gelenkwelle und 10 ein Motor. Die gleichen Elemente wie in 1 sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Wie in 2 gezeigt, wenn Umdrehungsträgheiten der rechten und linken Hinterräder 1r und 1l und des Motors 10 berücksichtigt werden, ein Schaltradverhältnis des Getriebes 11, ein Verkleinerungsverhältnis des Differentials 13 und torsionale Steifheiten der Gelenkwelle 12 und der Achswellen 14r und 14l berücksichtigt werden, können die Bewegungsgleichungen für dieses Umdrehungssystem ausgedrückt werden durch die folgenden Gleichungen.
Erstens, da die Drehmomente der rechten und linken Achswellen, 14r und 14l, eine Straßenoberflächen-Gegenkraft und ein Bremsdrehmoment angewendet werden auf die rechten und linken Hinterrader, 1r und 1l, werden die Bewegungsgleichungen wie folgt ausgedrückt.

(Ausdruck 20) I_W alpha_Wr = –k_Dr(theta_Wr – theta_Dr) + mu_r W_rR – T_Br (Ausdruck 21) I_W_alpha Wl = – k_Dl(theta_Wl – theta_Dl) + mu_l W_lR – T_Bl
Da ein Gelenkwellendrehmoment und ein Motordrehmoment angelegt werden an den Motor 10, wird eine Bewegungsgleichung wie folgt ausgedrückt:

(Ausdruck 22) I_E alpha_E = –k_P/i_T(theta_P – theta_E/i_T) + T_E
Eingabe/Ausgabe-Umdrehungswinkel des Differentials 13 haben das folgende Verhältnis:

(Ausdruck 23) theta_P = i_D/2(theta_Dr + theta_Dl)
Da die rechten und linken Ausgabe-Drehmomente des Differentials 13 durch Multiplikation der Hälfte eines Eingabedrehmomentes mit einem Verkleinerungsverhältnis des Differentials erhalten werden, können die folgenden Ausdrücke aufgestellt werden.

(Ausdruck 24) k_Dr(theta_Wr – theta_Dr) = ½ k_P i_D(theta_P – theta_E/i_T) (Ausdruck 25) k_Dl(theta_Wl – theta_Dl) = ½ k_P i_D(theta_P – theta_E/i_T) wobei I_W eine Radumdrehungstragheit ist, I_E eine Motorumdrehungsträgheit, R ein Radradius, theta_W ein Radumdrehungswinkel, theta_D ein Umdrehungswinkel des Differentials auf der Achswellenseite, theta_P ein Umdrehungswinkel des Differentials auf der Gelenkwellenseite, theta_E ein Motorumdrehungswinkel, alpha_W eine Radumdrehungswinkel-Beschleunigung, alpha_E eine Motorumdrehungswinkel-Beschleunigung, k_D eine torsionale Steifigkeit der Achswelle, k_P eine torsionale Steifigkeit der Gelenkwelle, i_D ein Verkleinerungsverhältnis des Differentials, i_T ein Schaltradverhältnis des Getriebes, ein Straßenoberflächen-Reibungskoeffizient, W eine Radlast, T_B ein Bremsdrehmoment, T_E ein Motordrehmoment, und r und l rechte und linke Räder.
Die folgenden Ausdrücke zur Erhaltung von Drehmomenten der Achswellen 14r und 14l können erhalten werden aus den obigen Ausdrücken 24 und 25.

(Ausdruck 26) T_Dr = T_Dl = ½ k_P i_D(theta_P – theta_E/i_T)
Wenn der Umdrehungswinkel des Differentials 13 auf der Gelenkwellenseite aus den Ausdrücken 23, 24 und 25 entfernt wird, kann der folgende Ausdruck erhalten werden.

(Ausdruck 27) T_Dr = T_Dl = k_Dr(theta_Wr – theta_Dr) = k_Dl(theta_Wl – theta_Dl) = 2 k_P k_Dr k_Dl((theta_Wr + theta_Wl)/2 – theta_E/(i_T i_D))/(k_P)(k_Dr + k_Dl) + 4(k_Dr + k_Dl)/i_D^2)
Der Ausdruck 27 zeigt, daß die Drehmomente der rechten und linken Achswellen (zueinander gleich) erhalten werden können durch Erfassung von Drehwinkeln der rechten und linken Räder, und eines Drehwinkels des Motors. Es ist notwendig, die torsionalen Steifheiten der Achswellen 14r und 14l und der Gelenkwelle 12 und die Verkleinerungsverhälntisse des Differentials 13 und des Getriebes 11 zu identifizieren.
Ferner, wenn eine torsionale Steifigkeit der Gelenkwelle 12 ignoriert werden kann, kann der folgende Ausdruck auf der Grundlage der Annahme erhalten werden, daß eine torsionale Steifigkeit der Gelenkwelle 12 im Ausdruck 27 unendlich ist.

(Ausdruck 1) T_Dr = T_Dl = k_Dr k_Dl/(k_Dr + k_Dl)(theta_Wr + theta_Wl – 2 theta_E/i_D i_T))
Diese Ausführung schafft eine Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmomentes jedes der Achswellen unter Verwendung eines Verhältnisausdruckes (torsionale Steifigkeit der Achswelle) × (Verwindungswinkel der Achswelle), welchen im Ausdruck 1 gezeigt ist.
Im folgenden wird eine Beschreibung des Betriebes dieser Ausführung gegeben.
Ein Verfahren zur Erfassung eines Radumdrehungswinkels mittels eines in 1 gezeigten Radumdrehungssensors 6 (magnetische Aufnahme) und ein Verfahren zur Erfassung eines Motorumdrehungswinkels mittels des Motorumdrehungssensor 15 (optischer Kodierer), werden als erstes unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Jeder der Umdrehungssensoren 6 des rechten und linken Rades erzeugt ein Sinuswellensignal, welches synchronisiert ist mit der Rotation eines an dem Rad befetigten Mechanismus, wenn das Rad 1 sich dreht. Wie in 4 gezeigt, umfaßt dieser Sensor 6 beispielsweise einen Magneten 36 und eine Spule 37 und ist im allgemeinen angebracht an einer Radstutze, wie einem Achsschenkel. Beispielsweise hat ein an der Vorderen Achsenwelle angebrachter Rotor 38 Verzahnungen und das Joch (Spitze) des Radumdrehungssensors 6 ist benachbart zu den Verzahnungen. Wenn der Rotor 38, welcher die Verzahnungen hat, sich dreht, ändert sich ein von dem Magnet 36 des Radumdrehungssensors 6 erzeugter magnetischer Fluß und eine Wechselspannung wird in der Spule 37 erzeugt. Die Frequenz dieser Wechselspannung variiert im Verhältnis zur Anzahl der Umdrehungen der Vorderantriebswelle, wodurch ein Radumdrehungswinkel erfaßt wird. Der Motorumdrehungssensor 15 erzeugt ein leicht gerundetes und Rechteckwellensignal, welches synchron ist mit der Rotation einer auf der Kurbelwelle des Motors 10 angebrachten optischen Scheibe, wenn der Motor 10 sich dreht. Diese Signale werden eingegeben in die Drehmomentberechnungseinheit 41 (für die Achswelle), wie in 3 gezeigt, und durchlaufen einen Signalformer 42 in der Drehmomentberechnungseinheit 41 um Rechteckwellensignale zu werden. Diese Rechteckwellensignale werden dann einem Zähler 43 eingegeben, um als Pulse gezählt zu werden. Ein Umdrehungswinkel jeder der Räder 1 und 9 oder des Motors 10 kann erfaßt werden durch Multiplizieren einer Zählnummer durch einen Teilungswinkel (erhalten durch Teilen von 360° durch eine Anzahl von Zähnen oder eine Anzahl von Schlitzen der optischen Scheibe).
Ferner kann eine Umdrehungswinkelgeschwindigkeit und eine Umdrehungswinkelbeschleunigung zur Verwendung in anderen später zu beschreibenden Ausführungen wie folgt erhalten werden. Wie in 3 gezeigt, wird ein Zeitintervall zwischen den Eingabeumdrehungspulsen gemessen durch ein Pulszeitintervall-Meßinstrument 44. Eine Umdrehungswinkelgeschwindigkeit kann erhalten werden durch Berechnung von (ein Umdrehungswinkel pro Puls)/(ein Zeitintervall zwischen Pulsen) mittels der Drehwinkel-Erfassungseinheit 45. Ferner kann eine Drehwinkelbeschleunigung erhalten werden durch Berechnen von (eine Umdrehungswinkelgeschwindigkeit – eine vorangehend berechnete Umdrehungswinkelgeschwindigkeit)/(ein Zeitintervall zwischen Umdrehungspulsen) erhalten von der Umdrehungswinkelbeschleunigungs-Erfassungseinheit 46.
Im folgenden wird eine Beschreibung gegeben eines Verfahrens zur Erfassung eines Drehmomentes jeder der Achswellen, mittels der Drehmomentberechnungseinheit 41 (für die Achswellen) unter Bezugnahme auf ein Flußdiagramm der 5. Dieses Flußdiagramm zeigt eine Drehmomentberechnungs-Unterroutine, welche in jedem Steuerzyklus ausgeführt wird. In Schritt S1 wird ein Signal des in 1 gezeigten Neutralschalters 16 eingegeben zur Erfassung ob oder ob nicht das Kupplungspedal niedergetreten ist, zur Bestimmung, ob das Getriebe 11 in der Leerlaufstellung ist, und wenn es in der Leerlaufstellung ist, schreitet die Unterroutine zum Schritt S10 fort, weil ein Drehmoment der Achswellen 14 als ”0” angesehen wird. Umdrehungswinkel der rechten und linken Räder, theta_Wr und theta_Wl und ein Umdrehungswinkel des Motors, theta_E werden auf ”0” zurückgesetzt und ein Drehmoment der Achswelle 14, T_D wird auf ”0” gesetzt (Schritt S11).
Wenn das Getriebe 11 nicht in der Leerlaufstellung ist, geht die Unterroutine zum Schritt S2, in welchem die Veränderung des Bremsschalters 5 von AUS auf AN erfaßt wird. Wenn der Bremsschalter 5 von AUS auf AN wechselt, geht die Unterroutine zu Schritt S10, und dann werden die Umdrehungswinkel der rechten und linken Rader, theta_Wr und theta_Wl und ein Umdrehungswinkel des Motors, theta_E, auf ”0” zurückgesetzt, und ein Drehmoment der Antriebswelle 14, T_D, wird auf ”0” zurückgesetzt (Schritt S11). Dies ist weil ein Drehmoment der Achswelle 14 als ”0” angenommen werden kann, da der Bremsschalter 5 von AUS auf AN wechselt, wenn ein Fahrer seinen Fuß von dem Gaspedal nimmt und auf das Bremspedal tritt, d. h. unmittelbar bevor ein Antriebsdrehmoment von dem Motor 10 ”0” wird und ein Bremsdrehmoment erzeugt wird.
Wenn der Bremsschalter 5 nicht von AUS auf AN wechselt, geht die Unterroutine zu Schritt S3, in welchem ein Schaltpositionssignal von dem Schaltpositionsschalter 17 zur Erfassung einer Schalthebelposition des Getriebes 11 eingegeben wird und ein Schaltradverhältnis, i_T, welches der Schaltposition entspricht, wird empfangen von dmr im voraus gespeicherten Schaltradverhältnis-Verzeichnis. Beispielsweise wird der Schaltradverhältnis-Verzeichnis für ein Fahrzeug, welches mit einem manuellen Fünfganggetriebe ausgestattet ist, in 6 gezeigt.
In Schritt S4 werden die Umdrehungswinkel der rechten und linken Räder, theta_Wr und theta_Wl und der Umdrehungswinkel des Motors, theta_E, welche wie oben beschrieben verarbeitet werden, eingegeben.
In Schritt S5 werden die Eingabeumdrehungswinkel der rechten und linken Räder, theta_Wr und theta_Wl, und ein Umdrehungswinkel des Motors, theta_E, und das empfangene Schaltradverhältnis des Getriebes 11, i_T verwendet, zur Berechnung eines Drehmomentes der Achswelle, T_D, unter Verwendung des Ausdrucks 1. Eine torsionale Steifigkeit der Achswelle, k_D, und ein Verkleinerungsverhaltnis des Differentials, i_D, werden im Voraus identifiziert und ihre gespeicherten Werte werden verwendet.
In Schritt S6 wird das berechnete Drehmoment der Achswelle T_D der ABS-Steuervorrichtung 4 zugeführt.
Die ABS Steuervorrichtung 4 empfängt das Signal von dem Bremsschalter 5 und die berechneten und erfaßten Radumdrehungswinkel von den Radumdrehungssensoren 6, zusätzlich zu dem Drehmoment der Achswelle, und stellt die Bremskraft der Radbremse 2 ein, auf der Grundlage dieser Signale und liefert ein Bremskraft-Steuersignal 34 an den Betätiger 7. Der Betätiger 7 liefert einen ABS-Steuerhydraulikdruck, welcher vorbereitet wird durch Steuerung eines Haupthydraulikdrucks des Hauptzylinders 8 in Übereinstimmung mit dem Bremskraft-Steuersignal 34, an jede der Radbremsen 2 der Vorderräder 9 und der Hinterräder 1, um so die Bremskraft (Klotzandruckkraft) jeder der Radbremsen 2 zu steuern.
Obwohl der Ausdruck 1 oben beschrieben wurde, in welchem die torsionale Steifigkeit der Gelenkwelle 12 ignoriert wird, wenn eine torsionale Steifigkeit der Gelenkwelle, k_P, im Voraus identifiziert wird und in der Drehmomentberechnungseinheit 41 gespeichert wird, und ein Drehmoment der Achswelle 14 berechnet wird unter Verwendung des Ausdrucks 27 in welcher eine torsionale Steifigkeit der Gelenkwelle, k_P, berücksichtigt wird, kann ein genaueres Drehmoment der Achswelle 14 erfaßt werden, auf die gleiche Weise wie oben beschrieben.
Wenn die Umdrehungswinkelgeschwindigkeit des Motors zu groß ist, dann kann ein Motorbremsdrehmoment nicht ignoriert werden. Daher kann ein genaueres Drehmoment der Achswelle erhalten werden durch Berechnen eines Motorbremsdrehmomentes aus einer Motorumdrehungswinkelgeschwindigkeit unter Verwendung des Verzeichnisses, welches das Verhälntis zwischen der Motorumdrehungswinkelgeschwindigkeit und des Motorbremsdrehmomentes speichert, in Schritt S11 und durch Addieren des berechneten Motorbremsdrehmomentes zu dem in Schritt S5 berechneten Drhemoment der Achswelle.
Ausführung 2
Ausführung 2 der vorliegenden Beschreibung wird im folgenden beschrieben. Da diese Ausführung die gleiche Konfiguration hat wie die obige Ausführung 1, werden die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugsziffern wie in 1 versehen und ihre Beschreibung wird weggelassen. In Ausführung 1 empfängt die Drehmomentberechnungseinheit 41 ein Signal, welches eine Schaltposition anzeigt, von einem Schaltpositionschalter 17 und erhält ein Schaltradverhältnis des Getriebes 11, i_T, aus einem vorher gespeicherten Schaltradverhältnis-Verzeichnis in Übereinstimmung mit jeder Schaltposition. Die Ausführung 2 unterscheidet sich von der Ausführung 1 darin, daß die Drehmomentberechnungseinheit 41 aus dem Zustand eines Fahrzeuges erfaßt, das ein Drehmoment ”0” ist und ein Schaltradverhältnis i_T berechnet unter Verwendung des folgenden Ausdruckes, wenn das Drehmoment ”0” ist. Daher wird nur ein Verfahren zur Bestimmung eines Schaltradverhältnisses beschrieben.

(Ausdruck 2) i_T* = 2 theta_E/i_D/(theta_Wr + theta_Wl)
Es wird eine Beschreibung eines Verfahrens gegeben zur Berechnung eines Schaltradverhaltnisses unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der 7. In Schritt S21 wird ein Signal von dem in 1 gezeigten Neutralschalter 16 zur Erfassung ob oder ob nicht das Kupplungspedal getreten wird, eingegeben, zur Bestimmung ob oder ob nicht das Getriebe 11 in einer Leerlaufstellung ist. Ist das Getriebe in einer Leerlaufstellung, dann kann eine Torsion nicht gemessen werden und dementsprechend schreitet die Unterroutine zum Schritt S31 fort, in welchem ein Erstes-Mal-Flag gesetzt wird zum Abschluß der Unterroutine. Dieses Erste-Mal-Flag ist zum Rücksetzen eines Umdrehungswinkels des Motors und der Umdrehungswinkel der Räder auf ”0”, wenn bestimmt wird, daß ein Drehmoment ”0” ist.
Wenn das Getriebe nicht in der Leerlaufstellung ist, wird in Schritt S22 ein Signal des Bremsschalters 5 eingegeben, und, wenn bestimmt wird, daß das Bremspedal betätigt wird, wird ein Bremsdrehmoment erzeugt, wobei ein Drehmoment nicht mehr ”0” ist. Dann geht die Unterroutine zu Schritt S31 um das Erstes-Mal-Flag zu setzen und die Unterroutine abzuschließen.
Wenn das Bremspedal nicht betätigt wird, geht die Unterroutine zu Schritt S23, in welchem ein Signal von dem in 1 gezeigten Gaspedalschalter 21 eingegeben wird. Wenn bestimmt wird, daß das Gaspedal betätigt wird, wird ein Motordrehmoment erzeugt, und ein Drehmoment ist nicht ”0”. Dann geht die Unterroutine zu Schritt S31 um das Erstes-Mal-Flag zu setzen und die Unterroutine abzusetzen.
Unter den obigen Bedingungen, wenn ein Drehmoment ”0” ist, dann geht die Unterroutine zu dem folgenden Schritt S24. In diesem Fall gibt es tatsachlich ein Motorbremsdrehmoment, aber dieses wird als klein angenommen und wird ignoriert. Wenn eine Umdrehungswinkelgeschwindigkeit des Motors groß ist, dann kann ein Motorbremsdrehmoment nicht ignoriert werden. Daher, wenn eine Motorumdrehungswinkelgeschwindigkeit größer ist als ein eingestellter Wert, kann die Unterroutine beendet werden.
In Schritt S24 wird das Erstes-Mal-Flag überprüft, und wenn das Erstes-Mal-Flag gesetzt ist, geht die Unterroutine zum Schritt S32, in welchem Radumdrehungswinkel und ein Motorumdrehungswinkel auf ”0” rückgesetzt werden und das Erstes-Mal-Flag wird rückgesetzt.
Wenn das Erstes-Mal-Flag nicht gesetzt ist, geht die Unterroutine zum Schritt S25, in welchem Umdrehungswinkel der rechten und linken Räder, theta_Wr und theta_Wl und ein Umdrehungswinkel des Motors, theta_E, eingegeben werden. In Schritt S26 werden die eingegebenen Umdrehungswinkel der rechten und linken Räder, theta_Wr und theta_Wl, und ein Umdrehungswinkel des Motors, theta_E, und ein Verkleinerungsverhältnis des Differentials, i_D, verwendet, zur Berechnung eines abgeschätzten Schaltradverhältnisses i_T*, unter Verwendung des Ausdrucks 2.
In Schritt S27 wird der dem berechneten Schaltradverhältnis nächstkommende Wert ausgewählt aus den in dem oben in Ausführung 1 beschriebenen Schaltradverhältnis-Verzeichnis eingestellten Schaltradverhältnissen, auf der Grundlage des berechneten abgeschätzten Schaltradverhältnisses i_T*. Zum Beispiel, wenn ein Schaltradverhältnis 1,5 ist für den dritten Gang und 1,0 ist für den vierten Gang, und das berechnete Schaltradverhältnis 1,1 ist, dann wird bestimmt, daß das berechnete Schaltradverhältnis jenes für den vierten Gang ist und wird auf 1,0 geändert. Somit kann ein genaues Schaltradverhaltnis i_T* in kurzer Zeit erhalten werden.
Eine Drehmomentberechnungseinheit 41 berechnet und erfaßt Drehmomente von Wellen, wie der Achswellen, welche mit den Rädern gekoppelt sind, unter Verwendung des Schaltradverhältnisses, i_T*, welches wie oben beschrieben erhalten wird.
In dieser Ausführung wird ein Schaltradverhältnis nur dann berechnet, wenn das Drehmoment als ”0” bestimmt wird. Ist jedoch ein Umdrehungswinkel des Motors groß, nachdem er auf ”0” zurückgesetzt wurde, dann ist der Effekt eines durch ein Motordrehmoment und Bremsdrehmoment verursachten Fehlers klein. Daher kann ein Schaltradverhältnis sogar dann berechnet werden, wenn das Drehmoment nicht als ”0” bestimmt wird (in diesem Fall sollte das Getriebe 11 während dieser Berechnung nicht in die Leerlaufstellung verändert wird).
Ausfuhrung 3
Im folgenden wird die Ausführung 3 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Da diese Ausführung die gleiche Konfiguration hat wie die obige Ausführung 1, werden die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugsziffern wie in 1 versehen und dementsprechend wird ihre Beschreibung ausgelassen. Diese Ausfuhrung unterscheidet sich voder Ausführung 1 darin, daß Drehmomente von Wellen, wie der Achswellen, welche durch die Drehmomentberechnungseinheit 41 berechnet werden, einer Hochpassfilterungs-Verarbeitung unterzogen werden. Wie in 8 gezeigt, wird, in dem in Ausführung 1 berechneten Drehmoment eine Abweichung (Offset) erzeugt, da der Nullpunkt in einigen Fällen leicht verschoben ist aufgrund von Berechnungsfehlern und dergleichen. Um diesen Effekt zu vermeiden, wird der berechnete Drehmomentwert einer Hochpassfilterungs-Verarbeitung unterzogen. Da die Berechnung eines Drehmomentes von einem Mikrocomputer durchgeführt wird, wird die Hochpassiflterungs-Verarbeitung auch von einem Mikrocomputer durchgeführt.
Die Hochpassfilterungs-Verarbeitung kann durchgeführt werden durch Berechnen des folgenden Ausdruckes, wenn eine Abschneidefrequenz dargestellt wird durch 1/(2PiT_1) und eine Abtastzeit durch T_S.

(Ausdruck 28) TD*(k) = (2 T_l T_D(k) – 2 T_l T_D(k – 1) – (T_S – 2 T_l) T_D*(k – 1))/(T_S + 2 T_l) wobei k eine k-tes Drehmoment ist, welches in jedem Steuerzyklus berechnet wird. T_D*(k) ist ein k-tes Drehmoment nach der Filterungsverarbeitung und T_D(k) ist ein k-tes Drehmoment vor der Filterungsverarbeitung.
Wenn in jedem Steuerzyklus berechnete Drehmomente, T_D(k), T_D(k – 1) und T_D*(k – 1) eingegeben werden zur Berechnung des obigen Ausdruckes unter Verwendung eines Mikrocomputers, kann ein Drehmoment T_D*(k), welches einer Hochpassfilterungs-Verarbeitung unterzogen wurde, erhalten werden, und der Effekt des Offsets kann vermindert werden.
Ausführung 4
Die Ausführung 4 der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 9 und 10 beschrieben. Da diese Ausführung die gleiche Konfiguration hat wie die obige Ausführung 1, erhalten die gleichen Elemente die gleichen Bezugszeichen wie jene in Ausführung 1 und dementsprechend wird ihre Beschreibung weggelassen. Die 9 und 10 zeigen Takte der Drehmomentberechnungseinheit 41 zur Berechnung von Drehmomenten synchronisiert mit einem Steuerzyklus, die Pulsausgabe des Motorumdrehungssensors 6 (Motorumdrehungspulse) und die Pulsausgabe des Radumdrehungssensors 6 (Radumdrehungspulse). Die 9 und 10 unterscheiden sich voneinander in der Auflösung des Motorumdrehungssensors 15. In 9 ist die Pulsausgabefrequenz des Motorumdrehungssensors 15 einmal alle 2° des Motorumdrehungswinkels und die Pulsausgabefrequenz des Radumdrehungssensors 6 ist einmal alle 4° des Radumdrehungswinkels. In 10 ist die Pulsausgabefrequenz des Motorumdrehungssensors 15 einmal pro 180° und die Pulsausgabefrequenz des Radumdrehungssensors 6 ist die gleiche wie in 9. Folglich, wenn ein Motorumdrehungswinkel und ein Radumdrehungswinkel erhalten werden durch Multiplizieren (einer Pulsausgabezählung des Umdrehungssensors) mit (einem Umdrehungswinkel pro Pulsausgabezählung des Umdrehungssensors) bei jedem Drehmomentberechnungstakt zur Berechnung eines Verwindungswinkels, kann eine hohe Verwindungswinkelgenauigkeit bei 0,25° (2°/i_T/i_D = 0,25°) bezüglich des Radumdrehungswinkels erhalten werden für den Motorumdrehungswinkel in 9, wohingegen eine niedrige Verwindungswinkelgenauigkeit bei 22,5° (180°/i_T/i_D = 22,5°) erhalten werden kann in 10.
Dann, wenn statt, daß ein Motorumdrehungswinkel berechnet wird durch Multiplizieren (einer Pulsausgabezählung des Motorumdrehungssensors 15) mit (einem Umdrehungswinkel pro Pulsausgabezahlung des Motorumdreungssensors 15) an einem Drehmomentberechnungstakt, welcher synchronisiert ist mit einem festen Steuerzyklus, ein Verwindungswinkel berechnet wird an einem Pulsausgabetakt des Motorumdreungssensors 15, kann auch eine hohe Genauigkeit erhalten werden für den Motorumdrehungswinkel. In anderen Worten, an einem Berechnungstakt eines k-ten Drehmoments wird ein Verwindungswinkel verwendet, welcher berechnet wird an einem Pulsausgabetakt des Motorumdrehungssensors 15, welcher durch ”j” in 10 bezeichnet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Radumdrehungswinkel berechnet durch Multiplizieren (einer Pulsausgabezählung des Radumdrehungssensors 6) an einem durch ”j” bezeichneten Takt mit (einem Umdrehungswinkel pro Pulsausgabezählung). Dadurch kann eine hohe Motorumdrehungs-Winkelgenauigkeit erhalten werden, sogar wenn ein Motorumdrehungssensor mit einer niedrigen Pulsauflösung verwendet wird.
Im folgenden wird eine Beschreibung des Betriebs dieser Ausführung gegeben. Der grundlegende Betrieb ist der gleiche wie in Ausfuhrung 1 und die Beschreibung der gleichen Schritte wird weggelassen. Diese Ausführung unterscheidet sich von Ausführung 1 in den Schritten S4 und S10 der 5, und dementsprechend wird nur der Inhalt dieser Schritte beschrieben. Der Inhalt des Schrittes S4 ist wie folgt. Wie bereits beschrieben, wird an einem Berechnungstakt eines k-ten Drehmoments ein Motorumdrehungswinkel berechnet an einem Pulsausgabetakt des Motorumdrehungssensors 15, welcher durch ”j” in 10 bezeichnet wird, und gleichzeitig wird ein Radumdrehungswinkel berechnet. Dadurch kann ein hochgenauer Motorumdrehungswinkel erhalten werden an einem Pulsausgabetakt des Motorumdrehungssensors 15 und ein hochgenauer Radumdrehungswinkel kann ebenfalls erhalten werden aufgrund der hohen Pulsauflosung. Als Resultat kann ein hochgenauer Verwindungswinkel erhalten werden.
In Schritt S10 der 5 der Ausführung 1 werden Zähler für die Umdrehungwinkel der rechten und linken Räder, theta_Wr und theta_Wl, und ein Umdrehungswinkel des Motors, theta_E, einfach auf ”0” zurückgesetzt. Wenn die Auflösung des Motorumdrehungswinkelsensos 15 kleiner ist als die des Radumdrehungswinkelsensors 6 und eine Zählung einfach auf ”0” zuruckgesetzt wird, wird der maximale Fehler einer Pulsauflösung (22,5°) erzeugt in dem erfaßten Motorumdrehungswinkel, wodurch esmöglich wird, eine hohe Genauigkeit zu erzielen. Dann, bei dem Zurücksetzen auf ”0” bei der Berechnung eines k-ten Drehmomentes der 10, wird ein Umdrehungswinkel bis zur nächsten Motorumdrehungspulseingabe berechnet aus (eine Pulsumdrehung (Grad)) – (eine Umdrehungswinkelgeschwindigkeit (Grad/sec) zum Zeitpunkt einer durch ”j” der 10 angezeigten Motorumdrehungspulseingabe) × (eine Radumdrehungszeit t(sec)). Dadurch kann ein durch das Rücksetzen auf ”0” verursachter Fehler vermindert werden. Eine Motorumdrehungswinkelgeschwindigkeit zu einem durch ”j” bezeichneten Zeitpunkt kann erhalten werden aus (ein Motorumdrehungswinkel von einem Zeitpunkt, ”j – 1”, zu einem Zeitpunkt, ”j”, d. h., 180°)/(ein Motorumdrehungstakt von einem Zeitpunkt ”j – 1” zu einem Zeitpunkt ”j”). Ein hochgenauer Verbindungswinkel kann erhalten werden durch das Synchronisieren von Motorumdrehungspulsen mit Pulsen, welche einen langen Zyklus (langes Intervall zwischen Pulsen) haben.
In der obigen Beschreibung wird nur zum Zeitpunkt des Zurücksetzens auf ”0” zur Berechnung eines Motorumdreungswinkels ein Radumdrehungswinkel erhalten aus (einer Radumdrehungsgeschwindigkeit) × (einer Radumdrehungszeit), aber (eine Radumdrehungsgeschwindigkeit) × (eine Radumdrehungszeit) kann verwendet werden zur Berechnung eines Verwindungswinkels für jede Drehmomentberechnung.
Oben wurde nur ein Motorumdrehungswinkel beschrieben, aber die obige Beschreibung kann auch angewendet werden auf einen Radumdrehungswinkel.
Wie oben beschrieben, kann ein hochgenaues Drehmoment erfaßt werden durch Berechnen eines Drehmomentes synchronisiert mit der Umdrehung eines Motors und eines Fahrsystems, wie der Räder, sogar wenn der Umdrehungssensor eine niedrige Pulsauflösung hat.
Ausfuhrung 5
Die Ausführung 5 der vorliegenden Erfindung wird im folgenden beschrieben. 11 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration dieser Ausführung 5 zeigt, in welcher die gleichen Elemente die gleichen Bezugsziffern wie jene in 1 erhalten und deren Beschreibung wird weggelassen. Diese Ausführung 5 unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Ausführung 1 darin, daß eine Wellenumdrehungswinkel-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Umdrehungswinkels irgendeiner der zwischen dem Eingang des Differentials 13 und dem Getriebe 11 angeordneten Wellen verwendet wird anstelle der Antriebsquellenumdrehungswinkel-Erfassungsvorrichtung für den Motor 10. 11 zeigt ein Beispiel, in welchem ein Getriebeumdrehungssensor 18 an dem Getriebe 11 angebracht ist.
Der Betrieb dieser Ausführung ist beinahe der gleiche wie in Ausführung 1, er unterscheidet sich aber in den folgenden Punkten. In Ausführung 1 wird ein Motorumdrehungswinkel erfaßt, wohingegen in Ausfuhrung 5 ein Umdrehungswinkel einer Kupplungswelle auf der Getriebeseite oder einer Drehmomentwandlerwelle auf der Getriebeseite erfaßt wird. In diesem Fall kann in dem die Drehmomentberechnung zeigenden Flußdiagramm der 5, der Schritt S2 zur Bestimmung, ob das Getriebe in der Leerlaufstellung ist, weggelassen werden, da die Kupplungswelle oder die Drehmomentwandlerwelle auf der Getriebeseite nicht beeinflußt wird durch die Kupplungsunterbrechung oder das Drehmomentwandlergleiten. Wenn das Getriebe sich in die Leerlaufstellung bewegt, verändert sich das Verhältnis zwischen dem Radumdrehungswinkel und dem Getriebeumdrehungswinkel nicht. Daher, nachdem ein Radumdrehungswinkel und ein Getriebeumdrehungswinkel auf ”0” zurückgesetzt werden, wenn ein Drehmoment der Achswelle ”0” ist, ist es nicht notwendig, diese Winkel wieder zurückzusetzen.
Wenn ein Umdrehungswinkel der Eingangswelle des Differentials oder der Ausgangswelle des Getriebes erfaßt wird durch den Getriebeumdrehungssensor 18 anstelle eines Motorumdrehungswinkels, kann der Schritt S3 des Empfangens eines Schaltradverhältnisses weggelassen werden in dem Flußdiagramm der 5, welches die Drehmomentberechnung zeigt, zusätzlich zu dem Fall, in welchem ein Umdrehungswinkel der Kupplungswelle auf der Getriebeseite oder ein Umdrehungswinkel der Drehmomentwandlerwelle auf der Getriebeseite erfaßt wird. Dies liegt daran, daß die Eingabewelle des Differentials oder die Ausgabewelle nicht beeinflußt wird durch ein Schaltradverhältnis und auch nicht durch die Kupplungsunterbrechung und das Drehmomentwandlergleiten.
Ausfuhrung 6
Im folgenden wird die Ausführung 6 der vorliegenden Erfindung beschrieben. 12 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration dieser Ausführung zeigt, wobei die gleichen Elemente wie jene in Ausführung 1 die gleichen Bezugsziffern wie in 1 erhalten, und ihre Beschreibung wird weggelassen. Diese Ausführung unterscheidet sich von Ausführung 1 darin, daß das Differential 13 eines zu steuernden Fahrzeuges einen Differentialbegrenzungsmechanismus 30 und eine Differentialbegrenzungsdrehmoment-Erfassungsvorrichtung 35 umfaßt.
Erst wird eine Beschreibung des Erfassungsprinzips gegeben. 13 unterscheidet sich von 2 der Ausführung 1 darin, daß das Differential 13 den Differentialbegrenzungsmechanismus 30 hat. Die gleichen Elemente wie jene der 2 erhalten die gleichen Bezugsziffern und ihre Beschreibung wird weggelassen. Wie bei Ausführung 1, werden Bewegungsgleichungen für ein Umdrehungssystem ausgedrückt durch die folgenden Ausdrücke.

(Ausdruck 29) I_W alpha_Wr = – k_Dr(theta_Wr – theta_Dr) + mu_r W_rR – T_Br + T_V (Ausdruck 30) I_W alpha_Wl = – k_Dl(theta_Wl – theta_Dl) + mu_l W_IR – T_Bl – T_LV (Ausdruck 31) I_E alpha_E = – k_P/i_T(theta_P – theta_E/i_T) + T_E (Ausdruck 32) theta_P = i_D/2(theta_Dr + theta_Dl)
Da ein Differentialbegrenzungsdrehmoment angewendet wird auf das Differential 13, werden die folgenden Ausdrücke aufgestellt.

(Ausdruck 33) K_Dr(theta_Wr – theta_Dr) = ½ k_P i_D(theta_P – theta_E/i_T) + T_V (Ausdruck 34) k_Dl(theta_W1 – theta_Dl) = ½ k_P i_D(theta_P – theta_E/i_T) – T_V
Ein Umdrehungswinkel des Differentials 13 auf der Gelenkwellenseite wird aus den Ausdrücken 32, 33 und 34 eliminiert und diese Ausdrücke werden umgeordnet zur Erhaltung der folgenden Ausdrücke.

(Ausdruck 35) T_Dr = 2 k_Dr k_Dl k_P((theta_Wr + theta_Wl)/2 – theta_E/(i_T i_D) – T_V) – 4 k_Dl T_V/i_D^2/(k_P(k_Dr + k_Dl) + 4 K_Dl k_Dr/i_D^2) (Ausdruck 36) T_Dl = 2 k_Dr k_Dl k_P((theta_Wr + theta_Wl)/2 – theta_E/(i_T i_D) + T_V) + 4 k_Dr T_V/i_D^2/(k_P(k_Dr + k_Dl) + 4 k_Dl k_Dr/i_D^2)
Wenn eine torsionale Steifigkeit der Gelenkwelle 12 ignoriert werden kann, können die folgenden Ausdrücke erhalten werden unter der Bedingung, daß die torsionale Steifigkeit der Gelenkwelle 12 unendlich ist in den Ausdrucken 35 und 36.

(Ausdruck 3) T_Dr = 2k_Dr k_Dl{(theta_Wr + theta_Wl)/2 – theta_E/(i_T i_D) – T_V}/(k_Dr + k_Dl) (Ausdruck 4) T_Dl = 2 k_Dr k_Dl{(theta_Wr + theta_Wl)/2 – theta_E/(i_T i_D) + T_V}/(k_Dr + k_Dl) wobei T_V ein Differentialbegrenzungsdrehmoment ist.
Diese Ausführung schafft eine Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmoments der Achswelle, T_D, unter Verwendung der Beziehungsausdrücke 3 und 4.
Der Betrieb dieser Ausführung 6 wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der 14 beschrieben. Die gleichen Schrittte wie jene der 5 erhalten die gleichen Bezugssymbole und ihre Beschreibung wird weggelassen. Diese Ausführung 6 unterscheidet sich von Ausführung 1 darin, daß Schritte S50 und S51 den Schritt S5 ersetzen. Im folgenden wird nur der Inhalt dieser sich von Ausführung 1 unterscheidenden Schritte beschrieben.
Der Ausdruck 1 wird in Ausführung 1 verwendet, wohingegen die Ausdrucke 3 und 4 in Ausführung 6 verwendet werden. Die Ausdrücke 3 und 4 unterscheiden sich von dem Ausdruck 1 darin, daß ein Differentialbegrenzungsdrehmoment, T_V, verwendet wird. Daher berechnet und erfaßt die Drehmomentberechnungseinheit 41 ein Differentialbegrenzungsdrehmoment in Schritt S50. In dem folgenden Schritt S1 wird das Differentialbegrenzungsdrehmoment verwendet zur Berechnung der Ausdrücke 3 und 4 zur Erhaltung von Drehmomenten von Wellen, wie der Achswellen.
Ein Verfahren zur Erhaltung eines Differentialbegrenzungsdrehmoments variiert gemäß der Art des Differentialbegrenzungsmechanismus 30. Es gibt zwei Arten von Differentialbegrenzungsmechanismen 30 zur Erzeugung eines Differentialbegrenzungsdrehmomentes: einen Viskosetyp und einen Hydraulik-Mehrscheiben-Kupplungstyp. In dem Fall des viskosen Typs wird ein Übertragungsdrehmament des Differentialbegrenzungsmechanismus 30 bestimmt durch die Differenz der Umdrehungswinkelgeschwindigkeit zwischen der rechten Achswelle 14r und der linken Achswelle 14l auf beiden Seiten des Differentials 13. Dann werden die Umdrehungswinkelgeschwindigkeiten der rechten und linken Achswellen 14r und 14l auf beiden Seiten des Differentials 13 erfaßt auf die gleiche Weise wie die Radumdrehungswinkelgeschwindigkeit zur Berechnung der Differenz zwischen diesen beiden Umdrehungswinkelgeschwindigkeiten, so daß ein Differentialbegrenzungsdrehmoment erhalten wird aus dem Verzeichnis (map), welches das Verhältins zwischen der Differenz der Umdrehungswinkelgeschwindigkeiten und dem Differentialbegrenzungsdrehmoment zeigt, welches in dem Mikrocomputer im voraus gespeichert wird.
In dem Fall des Hydraulik-Mehrscheiben-Kupplungstyps wird ein Übertragungsdrehmoment des Differentialbegrenzungsmechanismus 30 bestimmt durch den der Hydraulikkupplung zugeführten Öldruck. Auch steuert ein Differentialbegrenzungsmechanismus des Hydraulik-Mehrscheiben-Kupplungstyps meistens ein Differentialbegrenzungsdrehmoment elektronisch. Daher kann ein Differentialbegrenzungsdrehmoment erhalten werden durch Datenkommunikation zwischen einer nicht gezeigten Steurvorrichtung (controller) zur elektronischen Steuerung einer Hydraulik-Mehrscheiben-Kupplung und der ABS-Steuervorrichtung 4.
Wie oben beschrieben, kann das Differentialbegrenzungsdrehmoment erhalten werden und das erhaltene Differentialbegrenzungsdrehmoment wird verwendet zur Berechnung der Ausdrücke 3 und 4, so daß ein Drehmoment einer Welle, wie der Achswelle, erhalten werden kann.
Obwohl die Ausdrücke 3 und 4, in welchen eine torsionale Steifigkeit der Gelenkwelle 12 ignoriert wird, oben beschrieben wurden, wenn eine torsionale Steifigkeit der Gelenkwelle, k_P identifiziert wird und in der Drehmomentberechnungseinheit 41 vorbespeichert wird, und die Ausdrücke 35 und 36 in welchen die torsionale Steifigkeit der Gelenkwelle, k_P berücksichtigt wird, verwendet werden zur Berechnung eines Drehmomentes der Achswelle 14, kann ein genaueres Drehmoment der Achswelle 14 erfaßt werden auf die gleiche Weise wie oben beschrieben.
Ausfuhrung 7
Im folgenden wird die Ausführung 7 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Da diese Ausführung den Motorumdrehungssensor 15 als Antriebsquellen-Umdrehungswinkelbeschleunigung-Erfassungsvorrichtung umfaßt und über keine in 12 gezeigten Radumdrehungssensoren 6 verfügen, wobei die 12 die Konfiguration der oben beschriebenen Ausführung 6 veranschaulicht, wird ein Schaubild, welches die Gesamtkonfiguration dieser Ausführung zeigt, weggelassen. Die gleichen Elemente wie jene der obigen Ausführung 6 erhalten die gleichen Bezugsziffern wie in 12 und ihre Beschreibung wird weggelassen. Erst wird eine Beschreibung des Erfassungsprinzips gegeben. Da das, was gesteuert wird, das gleiche ist wie in Ausfuhrung 6, werden die gleichen Ausdrücke 29 bis 34 aufgestellt. Ein Umdrehungswinkel des Differentials 13 auf der Gelenkwellenseite, Umdrehungswinkel der rechten und linken Räder, und ein Umdrehungswinkel des Motors werden aus den Gleichungen 31 bis 34 eliminiert, un die Ausdrücke werden so umgeordnet, daß man die folgenden Ausdrücke erhält.

(Ausdruck 5) T_Dr = k_Dr(i_D i_T(I_E alpha_E) – 2 T_V)/2 (Ausdruck 6) T_Dl = k_Dl(i_D i_T(I_E alpha_E) + 2 T_V)/2 wobei I_E ein Trägheitsmoment der Antriebsquelle 10, wie eines Triebwerkes ist, und alpha_E eine Umdrehungswinkelbeschleunigung einer Antriebsquelle 10, wie eines Triebwerkes ist.
Diese Ausführung schafft eine Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmomentes der Achswelle T_D, unter Verwendung der Beziehungsausdrücke 5 und 6.
In dieser Ausführung 7 wird eine Umdrehungswinkelbeschleunigung des Motors erhalten durch Verarbeitung der Ausgabe des Motorumdrehungssensors 15, wie bei der obigen Ausführung 1 beschrieben. Die Ausführung 7 unterscheidet sich von der Ausführung 6 im Betrieb, da die Ausdrücke 5 und 6 keine Radumdrehungswinkel benutzen. Dann wird der Betrieb dieser Ausführung erklärt unter Bezugnahme auf das Flußdaigramm der 15. Die Drehmomentberechnungseinheit 41 prüft in Schritt S2 ob das Getriebe 11 sich in der Leerlaufstellung befindet oder nicht. Ein Drehmoment zur Verwindung der Welle wird nicht erzeugt, wenn das Getriebe 11 in der Leerlaufstellung ist. Wenn das Getriebe in der Leerlaufstellung ist, geht die Unterroutine zum Schritt S11, in welchem ein Drehmomentwert auf zuruckgesetzt wird.
Wenn das Getriebe nicht in der Leerlaufstellung ist, geht die Unterroutine zum Schritt S2. Wenn der Bremsschalter 5 an ist, geht die Unterroutine zum Schritt S11, um ein Drehmomentwert auf ”0” zurückzusetzen.
Wenn der Bremsschalter 5 aus ist, geht die Unterroutine zum Schritt S3 zur Bestimmung eines Schaltradverhältnisses aus einem Signal von dem Schaltpositionsschalter 17. Dann geht die Unterroutine zum Schritt S61 um eine Umdrehungswinkelbeschleunigung des Motors einzugeben. Danach geht die Unterroutine zum Schritt S50 zur Eingabe eines Differentialbegrenzungsdrehmoments. In Schritt S62 werden die Eingabeumdrehungswinkelbeschleunigung des Motors und das Differentialbegrenzungsdrehmoment verwendet zur Berechnung eines Drehmoments aus den Ausdrücken 5 und 6. In Schritt S6 wird das berechnete Drehmoment ausgegeben an die ABS-Steuervorrichtung 4.
Ausführung 8
Ausführung 8 der vorliegenden Erfindung wird im folgenden beschrieben. Da diese Ausführung als Antriebsquellen-Umdrehungswinkelerfassungsvorrichtung und Winkelbeschleunigungs-Erfassungsvorrichtung den in 12 gezeigten Motorumdrehungssensor 15 umfaßt, wobei die 12 die Konfiguration der obigen Ausführung 6 beschreibt, und diese Ausführung über keine Differentialbegrenzungsdrehmoment-Erfassungsvorrichtung 35 verfugt, wird ein Schaubild, welches die gesamte Konfiguration dieser Ausführung zeigt, weggelassen. Die gleichen Elemente wie jene der Ausfuhrung 6 erhalten die gleichen Bezugsziffern wie in 12 und ihre Beschreibung wird weggelassen. Erst wird eine Beschreibung des Erfassungsprinzips gegeben. Da das, was gesteuert wird, das Gleiche ist wie in Ausführung 6, werden die gleichen Ausdrücke 29 bis 34 aufgestellt. Ein Umdrehungswinkel des Differentials 13 auf der Gelenkwellenseite und ein Differentialbegrenzungsdrehmoment werden aus den Ausdrücken 31 bis 34 eliminiert und diese Ausdrücke werden umgeordnet zur Erhaltung der folgenden Ausdrücke.

(Ausdruck 37) T_Dr = k_Dr(–i_D i_T(I_E alpha_E – T_E) + 2 k_Dl((theta_Wr + theta_Wl)/2 – theta_E/(i_D i_T)) – 2 i_T k_Dl(I_E alpha_E – T_E)/i_D/k_P}/(k_Dl – k_Dr) (Ausdruck 38) T_Dl = k_Dl{+i_D i_T(I_E alpha_E – T_E) – 2 k_Dr ((theta_Wr + theta_Wl)/2 –theta_E/(i_D i_T)) + 2 i_T k_Dr (I_E alpha_E – T_E)/i_D/k_P}/(k_Dl – k_Dr)
Die Ausdrücke 37 und 38 zeigen, daß Drehmomente (gleich) der rechten und linken Achswellen erhalten werden können durch Erfassung von Umdrehungswinkeln der rechten und linken Räder und eines Umdrehungswinkels des Motors, wie auch einer Umdrehungswinkelbeschleunigung des Motors und eines Motordrehmoments.
Ferner, wenn eine torsionale Steifigkeit der Gelenkwelle 12 ignoriert werden kann, können die folgenden Ausdrücke erhalten werden unter der Annahme, daß die torsionale Steifigkeit der Gelenkwelle 12 unendlich ist in den Ausdrücken 38 und 39.

(Ausdruck 39) T_Dr = k_Dr{–i_D i_T(I_E alpha_E – T_E) + 2 k_Dl ((theta_Wr + theta_Wl)/2 – theta_E/(i_D i_T)))/(k_Dl – k_Dr) (Ausdruck 40) T_Dl = k_Dl(- i_D i_T(I_E alpha_E – T_E) + 2 k_Dr ((theta_Wr + theta_Wl)/2 – theta_E/(i_D i_T))}/(k_Dl – k_Dr).
Ferner können die folgenden Ausdrücke erhalten werden, wenn ein Motordrehmonent T_E als zu klein vernachlässigt wird.

(Ausdruck 7) T_Dr = k_Dr(–i_D i_T(I_E alpha_E) + 2 k_Dl((theta_Wr + theta_Wl)/2 – theta_E/(i_D i_T)))/(k_Dl – k_Dr) (Ausdruck 8) T_Dl = k_Dl{i_D i_T(I_E alpha_E) – 2 k·Dr((theta_Wr + theta_Wl)/2 – theta_E/(i_D i_T))}/(k_Dl – k_Dr)
Diese Ausführung schafft eine Vorrichtung zur Erfassung eines Drehmomentes der Achswelle unter Verwendung der Beziehungsausdrücke 7 und 8.
Der Betrieb dieser Ausfuhrung 8 wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der 16 beschrieben. Dieses Flußdiagramm unterscheidet sich von dem Flußdiagramm der 14 der Ausfuhrung 6 darin, daß jeweils Schritte S70 und S71 verwendet werden anstelle der Schritte S50 und S51. Nur diese Schritte werden beschrieben. In Schritt S70 wird eine Umdrehungswinkelbeschleunigung des Motors eingegeben und berechnet. In Schritt S71 werden Umdrehungswinkel der rechten und linken Räder, ein Motorumdrehungswinkel, eine Motorumdrehungswinkelbeschleunigung und dergleichen verwendet zur Berechnung eines Drehmomentes aus den Ausdrücken 7 und 8. Diese Ausführung 8 ist dahingehend vorteilhaft, daß es nicht notwendig ist, von aussen ein Differentialbegrenzungsdrehmoment zu erhalten.
Ferner kann ein Motordrehmoment T_E erhalten werden und die Ausdrücke 39 und 40 können verwendet werden zur Berechnung von Drehmomenten von Wellen, wie der Achswellen. Das Motordrehmoment T_E kann erhalten werden aus einer Flußate absorbierter Luft und einer Motorumdrehungswinkelgeschwindigkeit, welche durch eine nicht-gezeigte Treibstoffstrahlsteuervorrichtung für den Motor 10 unter Verwendung des vorher gespeicherten Verzeichnisses erfaßt wird. Die Verwendung des Motordrehmomentes, T_E, ermöglicht es, ein genaueres Drehmoment zu erhalten. Diese Ausführung hat darin einen Vorteil, daß es nicht notwendig ist, ein Differentialbegrenzungsdrehmoment zu erfassen. Diese Ausführung kann jedoch nur angewendet werden, wenn die Nenner der Ausdrücke 7 und 8 nicht ”0” sind. Die Ausdrücke 7 und 8, in welchen eine torsionale Steifigkeit der Gelenkwelle 12 ignoriert wird, wurden oben beschrieben. Wenn eine torsionale Steifigkeit der Gelenkwelle, k_P, identifiziert und vorab gespeichert wird, und die Ausdrücke 37 und 38, in welchen eine torsionale Steifigkeit der Gelenkwelle k_P berücksichtigt wird, verwendet werden zur Berechnung eines Drehmomentes der Achswelle, kann ein genaueres Drehmoment der Achsewelle erfaßt werden auf die gleiche Weise wie oben beschrieben. Diese Ausfuhrung kann nur angewendet werden, wenn die Nenner der Ausdrücke 37 und 38 nicht ”0” sind.
Ausführung 9
Im folgenden wird die Ausführung 9 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführung unterscheidet sich von Ausführung 1 darin, daß ein Fahrzeug mit direkt gekoppeltem Vierradantrieb gesteuert wird. Erst wird eine Beschreibung des Erfassungsprinzips gegeben. 17 zeigt ein Leistungsübertragungssystemmodell für ein Fahrzeug mit direkt gekoppeltem Vierradantrieb. Die gleichen in 17 gezeigten Elemente erhalten die gleichen Bezugssymbole wie in 2, und ihre Beschreibung wird weggelassen. Unter Bezugnahme auf 17 werden die Bewegungsgleichungen für dieses Umdrehungssystem ausgedrückt durch die folgenden Ausdrücke, wie bei Ausführung 1.F und R sind Abkürzungen für vorne und hinten.

(Ausdruck 41) I_WF alpha WFr = –k_DFr(theta_WFr – theta_DFr) + mu_Fr W_Fr R – T_BFr (Ausdruck 42) I_WF alpha_WFl = – k_DFl(theta_WFl – theta_DFl) + mu_Fl W_Fl R – T_BFl (Ausdruck 43) I_WR alpha WRr = – k_DRr(theta_WRr – theta_DRr) + mu_Rr W_Rr R – T_BRr (Ausdruck 44) I_WR alpha_WRl = –k_DRl(theta_WRl – theta_DRl) + mu_Rl W_Rl R – T_BRl (Ausdruck 45) I_E alpha_E = k_PF/i_T(theta_PF – theta_E/i_T) + k_PR/i_T(theta_PR – theta_E/i_T) + T_E
Die folgenden Ausdrücke können abgeleitet werden aus den Zwangsbedingungen des Differentials.

(Ausdruck 46) theta_PF = i_DF/2(theta_DFr + theta_DFl) (Ausdruck 47) theta_PR = i_DR/2(theta_DRr + theta_DRl)
Die folgenden Ausdrucke können abgeleitet werden aus der Drehmomentübertragungscharakteristik des Differentials.

(Ausdruck 48) k_DFr(theta_WFr – theta_DFr) = ½ k_PF i_DF(theta_PF – theta_E/i_T) (Ausdruck 49) k_DFl(theta_WFl – theta_DFl) = ½ k_PF i_DF(theta_PF – theta_E/i_T) (Ausdruck 50) k_DRr(theta_WRr – theta_DRr) = ½ k_PR i_DR(theta_PR – theta_E/i_T) (Ausdruck 51) k_DRl(theta_WRl – theta_DRl) = ½ k PR i DR(theta_PR – theta_E/i_T).
Die folgenden Ausdrücke zur Erzielung eines Drehmoments der Achswelle 14 können direkt erhalten werden aus den Ausdrücken 46 bis 61.

(Ausdruck 52) T_DFr = T_DFl = ½ k_PF i_DF(theta_PF – theta_E/i_T) (Ausdruck 53) T_DRr = T_DRl = ½ k_PR i_DR(theta_PR – theta_E/i_T)
Vordere und hintere Umdrehungswinkel der Gelenkwelle 12, theta_PF und theta_PR, und vordere und hintere Umdrehungswinkelgeschwindigkeiten der Gelenkwelle, omega PF und omega PR werden eliminiet aus den Ausdrucken 46 bis 51 und diese Ausdrücke werden umgeordnet zur Erhaltung der folgenden Ausdrucke.

(Ausdruck 54) T_DFr = T_DFl = k_DFr k_DFl k_PF((theta_WFr + theta_WFl) – 2 theta_E/(i_DF i_T))/(k_DFr(2 k_DFl/i_DF^2 + k_PF) + k_DFl(2k_DFr/i_DF^2 + k_PF)) (Ausdruck 55) T_DRr = T_DRl = k_DRr k_DRl k_PR((theta_WRr + theta_WRl) – 2 theta_E/(i_DR i_T))/(k_DRr(2 k_DRl/i_DR^2 + k_PR) + k_DRl(2 k_DRr/i_DR^2 + k_PR)).
Ferner, auf der Grundlage der Bedingung, daß die torsionalen Steifheiten der Gelenkwelle, k_PF und k_PR, als unendlich ignoiert werden, werden die folgenden Ausdrücke erhalten.

(Ausdruck 9) T_DFr = T_DFl = k_DFr k_DFl((theta_WFr + theta_WFl) – 2 theta_E/i_DF i_T)/(k_DFl + k_DFr) (Ausdruck 10) T_DRr = T_DRl = k_DRr k_DRl((theta_WRr + theta_WRl) – 2 theta_E/i_DR i_T)/k_DRl + k_DRr)
In dieser Ausführung werden Drehmomente der Antriebswellen 14 und 20, T_D, erfaßt unter Verwendung der Beziehungsausdrücke 9 und 10.
18 ist ein Schaubild, welches die Konfiguration dieser Ausführung 9 zeigt, in welcher die gleichen Elemente die gleichen Bezugsziffern erhalten wie jene in 1 und ihre Beschreibung wird weggelassen. Die Bezugsziffer 19 stellt ein Vorderdifferential zum Antrieb der Vorderräder 9 dar, und 20 vordere Achswellen zur Kopplung des Differentials 19 mit den Vorderrädern 9. Wie in Ausführung 1, werden Radumdrehungswinkel erfaßt durch Radumdrehungssensoren 6 und ein von einem Motorumdrehungssensor 15 erfaßter Motorumdrehungswinkel werden verwendet zur Berechnung von Drehmomenten der Achswellen. Ausführung 9 unterscheidet sich jedoch von Ausführung 1 nur darin, daß Umdrehungswinkel der vier Räder erfaßt und bei der Berechnung verwendet werden. Leistung von der Antriebswelle 10, wie einem Triebwerk oder einem Motor, wird an die vorderen und hinteren Räder verteilt durch die Gelenkwelle 12 und weiterverteilt an die rechten und linken Räder durch die Differentiale 13 und 19.
Die Ausdrücke 9 und 10, in welchen torsionale Steifheiten der Gelenkwelle 12 ignoriert werden, wurden oben beschrieben. Wenn torsionale Steifheiten der Gelenkwelle, k_PF und k_PR, identifiziert und vorab gespeichert werden, und die Ausdrücke 54 und 55 in welchen torsionale Steifheiten der Gelenkwelle k_PF und k_PR berücksichtigt werden, verwendet werden zur Berechnung von Drehmomenten der Achswellen, können genauere Drehmomente der Achswellen erfaßt werden auf die gleiche Weise wie oben beschrieben.
Ausführung 10
Im folgenden wird die Ausführung 10 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie Ausführung 9 richtet sich diese Ausführung auf ein Fahrzeug mit direkt gekoppeltem Vierradantrieb. Diese Ausführung hat die gleiche Konfiguration wie Ausführung 9 und wird folglich unter Bezugnahme auf 18 beschrieben. Diese Ausführung unterscheidet sich von Ausführung 1 darin, daß ein Fahrzeug mit direkt gekoppeltem Vierradantrieb gesteuert wird. Elemente erhalten die gleichen Bezugsziffern wie in 18 und ihre Beschreibung wird weggelassen. Das Erfassungsprinzip ist das gleiche bis zum Ausdruck 61, welcher in Ausführung 9 beschrieben wurde. Vordere und hintere Umdrehungswinkel der Gelenkwelle 12, theta_PF und theta_PR und die Umdrehungswinkelgeschwindigkeit der Gelenkwelle 12, Omega_PF und Omega_PR, werden eliminiert aus den Ausdrücken 45 bis 51, welche in der Ausführung 9 beschrieben wurden. wenn diese Ausdrücke umgeordnet werden, werden die folgenden Gleichungen erhalten.

(Ausdrück 56) T_DFr = TDFl = NUMF1/DEN1(I_E alpha_E – T_E) + NUMF2/DEN1{i_DF(theta_WFl + theta_WFr) – i_DR(theta_WRl + theta_WRr)} + NUMF_3/DEN1(I_E alpha_E – T_E) (Ausdruck 57) T_DRr = T_DRl = NUMR1/DEN1(I_E apha_E – T_E) + NUMR2/DEN1{i_DF(theta_WFl + theta_WFr) – i_DR(theta_WRl + theta_WRr)} + NUMR3/DEN1(I_E alpha_E – T_E) wobei
NUMF1 = k_DFr k_DFl k_PF k_PR i_DF i_DR^2 i_T(k_DRl + k_DRr),
NUMF2 = 2 k_DFr k_DFl k_PF k_PR i_DF k_DRl k_DRr,
NUMF3 = 4 k_DFr k_DFl k_DRr k_DRl k_PF i_DF i_T,
DEN1 – 2 k_PF k_PR{i_DR^2 k_DFl k_DFr(k_DRl + k_DRr) + i_DF^2 k_DRl k_DRr(k_DRl + k_Dr)} + 8 k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr(k_PF + k_PR),
NUMR1 = k_DRr k_DRl k_PF k_PR i_DF^2 i_DR i_T(k_DFl + k_DFr)
NUMR2 = –2 k_DFr k_DFl k_PF k_PR i_DR k_DRl k_DRr, und
NUMR3 = 4 k_DFr k_DFl k_DRr k_DRl k_PR i_DR i_T.
Ferner, wenn die torsionalen Steifheiten der Gelenkwelle 12 ignoriert werden können, können die folgenden Gleichungen erhalten werden, auf der Grundlage der Bedingung, daß die torsionalen Steifheiten der Gelenkwelle als unendlich ignoriert werden, und ferner ein Motordrehmoment, T_E als zu klein vernachlässigt wird in den Ausdrücken 56 und 57.

(Ausdruck 11) T_DFr = T_DFl = NUMF11/DEN11(I_E alpha_E) + NUMF12/DEN11 (i_DF(theta_WFl + theta_WFr) – i_DR(theta_WRl + theta_WRr)} (Ausdruck 12) TDRr = TDRl = NUMR11/DEN 11(I_E alpha_E) + NUMR12/DEN11(I_DE(theta_WFl + theta_WFr) – i_DR(theta_WRl + theta_WRr)} wobei
NUMF11 = i_DF i_DR^2 i_T k_DFl k_DFr(k_DRl + k_DRr),
NUMF12 = 2 i_DF k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr,
DEN11 = 2{i_DR2 k_DF^1 k_DFr(k_DRl + k_DRr) + i DF^2 k_DRl k_DRr(k_DFl + k_DFr)},
NUMR11 = i_DR i_DF^2 i_T k_DRl k_DRr(k + DFl + k_DFr), und
NUMR12 = –2 i_DR k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr.
Auf der Grundlage der so erhaltenen Ausdrücke 11 und 12 wird eine Motorumdrehungswinkelbeschleunigung berechnet und erfaßt auf die gleiche Weise wie in einem zweiradgetriebenen Fahrzeug, welches in der obigen Ausführung 8 erläutert wurde, und Drehmomente der Achswellen für die vier Räder werden in dieser Ausführung berechnet und erfaßt. Der Betrieb wird ausgeführt auf der Grundlage des Flußdiagramms der 16, wie bei Ausführung 8.
Die Ausdrücke 9 und 10, in welchen die torsionalen Steifheiten der Gelenkwelle 12 ignoriert werden, wurden in der obigen Ausführung verwendet. Wenn torsionale Steifheiten der Gelenkwelle, k_PF und k_PR, identifiziert und vorab gespeichert werden, und die Ausdrücke 54 und 55, in welchen torsionale Steifheiten der Gelenkwelle, k_PF und k_PR berücksichtigt werden, verwendet werden zur Berechnung von Drehmomenten der Achswellen, können genauere Drehmomente der Achswellen erhalten werden auf die gleiche Weise wie oben beschrieben.
Überdies, wenn Drehmomente der Achswellen berechnet werden auf der Grundlage der Ausdrücke, in welcher ein Motordrehmoment nicht ignoriert wird, wie bei Ausführung 8, können nach genauere Drehmomente der Achswellen erfaßt werden auf die gleiche Weise wie oben beschrieben.
Ausführung 11
Im folgenden wird die Ausführung 11 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführung unterscheidet sich von Ausführung 1 darin, daß ein Fahrzeug mit Vierradantrieb gesteuert wird, welches ein Zentraldifferential 31 mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus hat. Erst wird eine Beschreibung des Erfassungsprinzips gegeben. 19 zeigt ein Leistungsüberttragungssystemmodell für ein vierradgetriebenes Fahrzeug, welches ein Zentraldifferential 31 mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus hat. Unter Bezugnahme auf 19 können Bewegungsgleichungen fur ein Umdrehungssystem ausgedrückt werden durch die folgenden Ausdrücke, wie bei Ausführung 1.

(Ausdruck 58) I_WF alpha_WFr = –k_DFr(theta_WFr – theta_DFr) + mu_Fr W_Fr R – T_BFr (Ausdruck 59) I_WF alpha_WFl = –k_DFl(theta_WFl – theta_DFl) + mu_Fl W_Fl R – T_BFl (Ausdruck 60) I_WF alpha_WRr = – k_DRr(theta_WRr – theta_DRr) + mu_Rr W_Rr R – T_BRr (Ausdruck 61) I_WR alpha WRl = – k_DRl(theta_WRl – theta_DRl) (Ausdruck 62) I_E alpha E = k_CE/i_T(theta_CE – theta_E/i_T) + T_E wobei theta_CE ein Umdrehungswinkel des Zentraldifferentials auf der Motorseite ist und k_CE eine torsionale Steifigkeit der Welle zwischen dem Motor und dem Zentraldifferential ist.
Die folgenden Ausdrücke konnen abgeleitet werden aus den Zwangsbedingungen des Differentials.

(Ausdruck 63) theta_PF = i_DF/2(theta_DFr – theta_DFl) (Ausdruck 64) theta_PR = i DR/2(theta_DRr + thetaa_DRl) (Ausdruck 65) theta_CE = i_CE/2(theta_CDF + theta_CDR)
Die folgenden Ausdrücke können abgeleitet werden aus der Drehmomentübertragungscharakterastik des Differentials.

(Ausdruck 66) k_DFr(theta_WFr – theta_DFr) = ½ k_PF i_DF(theta_PF – theta_CDF) (Ausdruck 67) k_DFl(theta_WFl – theta_DFl) = ½ k_PF i_DF(theta_PF – theta_CDF) (Ausdruck 68) k_DRr(theta_WRr – theta_DRr) = ½ k_PR i_DR(theta_PR – theta_CDR) (Ausdruck 69) k_DRl(theta_WRl – theta_DRl) = ½ k_PR i_DR(theta_PR – theta_CDR)
Wenn eine Drehmomentübertragungscharakteristik des Zentraldifferentials und das Differentialbegrenzungsdrehmoment berücksichtigt werden, können die folgenden Ausdrücke erhalten werden.

(Ausdruck 70) k_PF(theta_PF – theta_CDF) = ½ k_CE i_CE(theta_CE – theta_E/i_T) + T_V (Ausdruck 71) k_PR(theta_PR – theta_CDR) = ½ k_CE i_CE(theta_CE – theta_E /i_T) – T_V wobei theta_CDF ein Umdrehungswinkel des Zentraldifferentials auf der vorderen Gelenkwellenseite ist, theta_CDR ist ein Umdrehungswinkel des Zentraldifferentials auf der hinteren Gelenkwellenseite und i_CE ist ein Verkleinerungsverhältnis des Zentraldifferentials.
Wenn vordere und hintere Umdrehungswinkel der Gelenkwelle, theta_PF und theta_PR, aus den Ausdrücken 62 und 71 eliminiert werden, diese Ausdrücke umgeordnet werden und eine torsionale Steifigkeit einer Welle zwischen dem Motor und dem Zentaldifferential, k_CE, als unendlich ignoriert wird, werden die folgenden Ausdrücke erhalten. Da diese Ausführung zweiseitig symmetrisch ist, wird nur ein rechter Teil dieser Ausdrücke gezeigt.

(Ausdruck 72) T_DFr = NUMF21/DEN21(i_CE i_DF(theta_WFl + theta_WFr) + i_CE i_DR(theta_WFl + theta_WFr) – 4 theta_E/i_T) – NUMF22/DEN21 T_V – NUMF23/DEN21 T_V (Ausdruck 73) T_DRr = NUMR21/DEN21(i_CE i_DF(theta_WFl + theta_WFr) + i_CE i_DR(theta_WFl + theta_WFr) – 4 theta_E/i_T) + NUMR22/DEN21 T_V + NUMR23/DEN21 T_V wobei
NUMF21 = i_DF k_DFr k_DFl k_DRr k_DRl k_PF k_PR,
NUMF22 = i_CE i_DF i_DR^2 k_DFr k_DFl(k_DRl + k_DRr)k_PF k_PR,
NUMF23 = 4 i_CE i_DF k_DFr k_DFl k_DRr k_DRl k_PF,
DEN21 = i_CE kPF k_PR{i_DR^2 k_DFl k_DFr(k_DRl + k_DRr) + i DF^2 k_DRl k_DRr(k_DFl + k_DFr)) + 4 i_CE k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr(k_PF + k_PR)
NUMR21 = i_DR k_DFr k_DFl k_DRr k_DRl k_PF k_PR,
NUMR22 = i_CE i_DF^2 i_DR k_DRr k_DRl(k_DFl + k_DFr)k_PF k_PR, und
NUMR23 = 4 i_CE i_DR k_DFr k_DFl k_DRr k_DRl k_PF.
Ferner, wenn die torsionale Steifheiten der Gelenkwelle ignoriert werden können, können die folgenden Ausdrücke erhalten werden auf der Grundlage der Bedingung, daß die torsionalen Steifheiten der Gelenkwelle unendlich sind in den Ausdrücken 69 und 70.

(Ausdruck 13) T-DFr = T_DFl = NUMF 31/DEN31(i_CE i_DF(theta_WFl + theta_WFr) + i_CE i_DR(theta_WFl + theta_WFr) – 4 theta_E/i_T) – NUMF32/DEN31 T_V (Ausdruck 14) T_DRr = T_DRL = NUMR31/DEN31(i_CE i_DF(theta_WFl + theta_WFr) + i_CE i_DR(theta_WFl + theta_WFr) – 4 theta_E/i_T) + NUMR32/DEN31 T_V wobei
NUMF321 = i_DF k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr,
NUMF32 = i_CE i_DF i_DR^2 k_DFl k_DFr(k_DRl + k_DRr),
DEN31 = i_CE(i_DR^2 k_DFl k_DFr(k_DRl + k_DRr) + i_DF^1 k_DRL k_DRr(k_DFl + k_DFr)),
NUMR31 = i_DR k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr, und
NUMR32 = i_CE i_DF^2 i_DR k_DRl k_DRr(k_DFl + k_DFr).
In dieser Ausführung, in einem vierradgetriebenen Fahrzeug, welches ein Zentraldifferential hat, werden die Beziehungsausdrücke 13 und 14 verwendet zur Erfassung von Drehmomenten der Achswellen, T_D.
In Ausführung 6 wird ein zweiradgetriebenes Fahrzeug, welches ein Differentialbegrenzungsmechanismus hat, gesteuert, wohingegen in dieser Ausführung ein vierradgetriebenes Fahrzeug, welches ein Zentraldifferential mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus hat, gesteuert sind. Die gleichen in 20 gezeigten Elemente dieser Ausführung wie jene in 12, welche die Konfiguration der Ausführung 6 zeigt, erhalten die gleichen Bezugsziffern und ihre Beschreibung wird weggelassen. Die Bezugsziffer 19 stellt ein vorderes Differential zum Antrieb der Vorderräder 9 dar, 13 ein hinteres Differential zum Antrieb der Hinterräder 1, 31 ein Zentraldifferential zur Verteilung der von dem Motor 10 erzeugten Antriebskraft an die vorderen und hinteren Differentiale 19 und 13, 32 einen Differentialbegrenzungsmechanismus zur Begrenzung eines Differentials von dem Zentraldifferential 31 ausgegebenen Antriebskraften, welche an die vorderen und hinteren Differential 19 und 13 zu verteilen sind, und 35 eine Differentialbegrenzungsdrehmoment-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Differentialbegrenzungsdrehmoments. Wie in Ausführung 6 werden Radumdrehungswinkel der vier Räder erfaßt mit den Radumdrehungssensoren 6, ein Motorumdrehungswinkel wird erfaßt mit dem Motorumdrehungssensor 15, und ein Differentialbegrenzungsdrehmoment des Zentraldifferentials 31 hat, T_V, wird erfaßt mit der Differentialbegrenzungsdrehmoment-Berechnungseinheit 41 zur Berechnung von Drehmomenten der Achswellen für die vier Räder auf der Grundlage der Ausdrücke 13 und 14. Im Vergleich mit einem zu steuernden zweiradgetriebenen Fahrzeug in Ausführung 6, wird in dieser Ausführung ein vierradgetriebenes Fahrzeug, welches das Zentraldifferential 31 gesteuert. Daher unterscheidet sich diese Ausführung von der Ausführung 6 nur darin, daß Drehmomente der Achswellen für die vier Räder erfaßt und bei der Berechnung verwendet werden. Leistung wird von der Antriebsquelle 10, wie einem Motor oder einem Triebwerk, an die vorderen und hinteren Räder verteilt durch die Gelenkwelle 12 und ferner verteilt an die rechten und linken Räder durch die Differentiale 13 und 19.
Die Ausdrücke 13 und 14, in welchen die torsionalen Steifheiten der Gelenkwelle 12 ignoriert wurden, wurden oben beschrieben. Wenn torsionale Steifheiten der Gelenkwelle, k_PF und k PR, identifiziert und vorab gespeichert werden, und die Ausdrücke 72 und 73, in welchen torsionale Steifheiten der Gelenkwelle, k_PF und k_PR, berücksichtigt werden, verwendet werden zur Berechnung von Drehmomenten der Achswellen, können genauere Drehmomente der Achswellen erfaßt werden auf die gleiche Weise wie oben beschrieben.
Ausführung 12
Die Ausführung 12 der vorliegenden Erfindung wird im folgenden beschrieben. Wie in der obigen Ausführung 11, wird in diser Ausführung ein vierradgetriebenes Fahrzeug, welches ein Zentraldifferential mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus hat, gesteuert. Das Erfassungsprinzip ist wie das bereits in Ausführung 11 beschriebene. Die Ausdrücke 62 bis 71 werden umgeordnet zur Erhaltung der folgenden Ausdrücke.

(Ausdruck 15) T_DFr = T_DFl = (i_T i_CE i_DF(I_E alpha_E – T_E) – 2 i_DF T_V)/4 (Ausdruck 16) T_DRr = T_DRl = (i_T i_CE i_DR(I_E alpha_E – T_E) + 2 i_DR T_V)/4
Drehmomente der Achswellen werden berechnet und erfaßt auf der Grundlage der obigen Ausdrücke 15 und 16.
Da diese Ausführung die gleiche Konfiguration hat wie die obige Ausführung 11, wird die 20 beschrieben. Die gleichen Elemente erhalten die gleichen Bezugsziffern wie jene in 20 und ihre Beschreibung wird wegelassen. Auf die gleiche Weise wie in der obigen Ausführung 8 wird eine Umdrehungswinkelbeschleunigung des Motors erfaßt mit dem Motorumdrehungssensor 15 zur Berechnung und Erfassung eines Motordrehmomentes, und auf die gleiche Weise wie in der obigen Ausführung 11 wird ein Differentialbegrenzungsdrehmoment des Zentraldifferentials 31, T_V, erfaßt mit der Differentialbegrenzungsdrehmoment-Berechnungseinheit 41 zur Berechnung und Erfassung von Drehmomenten der Achswellen für die vier Räder auf der Grundlage der Ausdrücke 15 und 16.
Ausführung 13
Die Ausführung 13 der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Wie in Ausführung 11, wird in dieser Ausführung ein vierradgetriebenes Fahrzeug, welches ein Zentraldifferential hat, gesteuert. Das Erfassungsprinzip ist wie das bereits in Ausführung 11 beschriebene. Vordere und hintere Umdrehungswinkel der Gelenkwelle, theta_PF und theta_PR, werden eliminiert aus den Gleichungen 62 bis 71 und diese Ausdrücke werden angeordnet zur Erhaltung der folgenden Ausdrücke.

(Ausdruck 74) T_DFr = T_DFl = NUMF41/DEN41(I_E alpha_E – T_E) – NUMF42/DEN41{i_CE i_DF(theta_WFl + theta_WFr) + i_CE i_DR (theta_WFl + theta_WFr) – 4 theta_E/i_T} + NUMF43/DEN41 (I_E alpha_E – T_E) (Ausdruck 75) T_DRr = T_DRl = NUMF41/DEN41(I_E alpha_E – T_E) – NUMF42/DEN41{i_CE i_DF(theta_WRl + theta_WRr) + i_CE i_DR (theta_WFl + theta_WFr) – 4 theta_E/i_T} + NUMF43/DEN41 (I_E alpha_E – T_E) worin
NUMF41 = i_T i_CE^2 i_DF i_DR^2 k_DFl k_DFr(k_DRl + k_DRr) k_PF k_PR,
NUMF42 = 2 i_DF k_DFl k_DFr k_DFl k_DRl k_DRr k_PF k_PR,
NUMF43 = 4 i_T i_CE^2 i_DF k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr k_PF, und
DEN41 = 2 i_CE k_PF k_PR(i_DR^2 k_DFl k_DFr(k_DRl + k_DRr) – i_DF^2 k_DRl k_DRr(k_DFl + k_DFr)) + 8 i_CE k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr(k_PF – k_Pr).
Ferner, wenn die torsionalen Steifheiten der Gelenkwelle ignoriert werden können, können die folgenden Ausdrücke erhalten werden auf der Grundlage der Bedingung, daß die torsionalen Steifheiten der Gelenkwelle unendlich sind in den Ausdrücken 74 und 75.

(Ausdruck 17) T_DFr = T_DFl = NUMF51/DEN51(I_E alpha_E – T_E) – NUMF52/DEN51^(i_CE i_DF(theta_WFl + theta_WFr) + i_CE i_DR (theta_WFl + theta_WFr) = 4 theta_E/i_T) (Ausdruck 18) T_DRr = T_DRl = –NUMFR 51/DEN51(I-E alpha_E – T_E) + NUMR52/DEN51(i_CE i_DF(theta_WRl + theta_WRr) + i_Ce i_DR (theta_WFl – theta_WFr) – 4 theta_E/i_T) wobei
NUMF51 = i_T i_CE^2 i_DF i_DR^2 k_DFl k:DFr(k_DRl + k_DRr),
NUMF52 = 2 i_DF k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr,
DEN51 = 2 i_CE(i_CR^2 k_DFl k_DFr(k_DRl + k_DRr) – i_DF^2 k_DRl k_DRr(k_DFl + k_DFr)),
NUMR51 – i_T i_CE^2 i_DF^2 i_DR k_DRl k_DRr(k_DFl + k_DFr), und
NUMR52 = 2 i_PR k_DFl k_DFr k_DFl k_DRr.
Drehmomente der Achswellen werden berechnet und erfaßt auf der Grundlage der obigen Ausdrücke 17 und 18.
Da diese Ausführung die gleiche Konfiguration hat wie Ausführung 11, erhalten die gleichen Elemente die gleichen Bezugsziffern wie in 20 und ihre Beschreibung wird weggelassen. Wie in der obigen Ausführung 8 werden Umdrehungswinkel der vier Rader erfaßt mit den Radumdrehungssensoren 6, und ein Umdrehungswinkel und eine Umdrehungswinkelbeschleunigung des Motors werden erfaßt mit dem Motorumdrehungssensor 15 zur Erfassung eines Motordrehmomentes, so daß Drehmomente der Achswellen für die vier Räder berechnet und erfaßt werden mit der Drehmomentberechnungseinheit 41 auf der Grundlage der Ausdrücke 17 und 18. Diese Ausführung hat einen Vorteil darin, daß es nicht notwendig ist, ein Differentialbegrenzungsdrehmoment des Zentralsdifferentials 31 zu erfassen. Jedoch kann diese Ausführung nur angewendet werden, wenn die Nenner der Ausdrücke 17 und 18 nicht ”0” sind.
Die Ausdrücke 17 und 18, in welchen torsionale Steifheiten der Gelenkwelle 12 ignoriert wurden, wurden oben beschrieben. Wenn torsionale Steifheiten der Gelenkwelle identifiziert und vorab gespeichert werden und die Ausdrücke 74 und 75, in welchen torsionale Steifheiten der Gelenkwelle berücksichtigt werden, verwendet werden zur Berechnung des Drehmoments der Achswellen, können genauere Drehmomente der Achswellen erfaßt werden auf die gleiche Weise wie oben beschrieben. Diese Ausfuhrung kann jedoch nur angewendet werden, wenn die Nenner der Ausdrücke 74 und 75 nicht ”0” sind.
Ausführung 14
Die Ausführung 14 der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. In dieser Ausführung wird ein vierradgetriebens Fahrzeug, welches ein Zentraldifferential mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus hat, gesteuert wie in der obigen Ausführung 11. Im Gegensatz zur Ausführung 11 jedoch, in welcher das Differential zwischen Leistungsausgaben des Zentraldifferentials an die Vorder- und Hinterräder begrenzt wird, wird in dieser Ausführung das Differential zwischen der Leistungsangabe von dem Motor an das Zentraldifferential und die Leistungsausgabe von dem Motor an die Hinterräder begrenzt. Diese Ausführung ist longitudinal symmetrisch zu dem was das Differential zwischen der Leistungseingabe von dem Motor an das Zentraldifferential und die Leistungsausgabe von dem Motor an die Vorderräder begrenzt, und ist identisch zu dem, was unten beschrieben wird. Erst wird eine Beschreibung des Erfassungsprinzips gegeben. 21 zeigt ein Leistungsübertragungssystemmodell für ein vierradgetriebenes Fahrzeug, welches ein Zentraldifferential mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus hat. Unter Bezugnahme auf 21 können Bewegungsgleichungen für dieses Umdrehungssystem ausgedrückt werden durch die Ausdrücke 58 bis 62, wie in Ausführung 11.
Die Ausdrücke 63 bis 65 können abgeleitet werden aus Zwangsbedingungen des Differentials wie in Ausführung 11.
Die Ausdrücke 66 bis 69 können abgeleitet werden aus Drehmomentübertragungscharakteristiken des Zentraldifferentials, wie in Ausführung 11.
Wenn die Drehmomentübertragungscharakteristik des Zentraldifferentials und ein Differentialbegrenzungsdrehmoment berücksichtigt werden, können die folgenden Ausdrücke erhalten werden.

(Ausdruck 76) –k_PF(theta_PF – theta_CDF) = k_PR(theta_CE – theta_E/i_T) –T_V (Ausdruck 77) 2 k_PF/i_CE(theta_PR – theta_CDR) = k_CE(theta_CE – theta_E/i_T) + T_V wobei theta_CDF ein Umdrehungswinkel des Zentraldifferentials auf der vorderen Gelenkwellenseite ist, theta_CDR ein Umdrehungswinkel des Zentrialdifferentials auf der hinteren Gelenkwellenseite und i_CE ein Verkleinerungsverhältnis des Zentraldifferentials ist.
Wenn vordere und hintere Umdrehungswinkel der Gelenkwelle, theta_PF und theta_PR, eliminiert werden aus den Ausdrücken 62 bis 69, 76 und 77, diese Ausdrücke umgeordnet werden, und eine torsionale Steifigkeit einer Welle zwischen dem Motor und dem Zentraldifferential, k_CE als unendlich ignoriert wird, können die folgenden Ausdrücke erhalten werden. Da diese Ausführung zweiseitig symmetrisch ist, wird nur ein rechter Teil gezeigt.

(Ausdruck 78) T_DFr = NUMF61/DEN61(i_CE i_DF(theta_WFl + theta_WFr) + i_CE i_DR(theta_WFl + theta_WFr) – 4 theta_E/i_T) – NUMF62/DEN61 T_V – NUMF63/DEN61 T_V (Ausdruck 79) T_DRr = NUMR61/DEN61(i_CE i_DF(theta_WFl + theta_WFr) + i_CE i_DR(theta_WFl + theta_WFr) – 4 theta_E/i_T) + NUMR62/DEN 61 T_V + NUMR63/DEN61 T_V wobei
NUMF61 = i_DF k_DFr k_DFl k_DRr k_DRl k_PF k_PR,
NUMF62 = i_CE i_DF i_DR^2 k_DFr k_DFl(k_DRl + k_DRr)k_PF k_PR,
NUMF63 = 4 i_CE i_DF k_DFr k_DFl k_DRr k_DFl k_PF,
DEN61 = i_CE k_PF k_PR(i_DR^2 k_DFl k_DFr(_DRl + k_DRr) + i_DF^2 k_DRl k_DRr(k_DFl + k_DFr)} + 4 i_CE k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr(k_PF + k_PR),
NUMR61 = i_DR k_DFr k_DFl k_DRr k_DRl k_PF k_PR,
NUMR62 = i_CE i_DF^2 i_DR k_DRr k_DRl(k_DFl + k_DFr)k_PF k_PR, und
NUMR63 = 4 i_CE i_DR k_DFr k_DFl k_DRr k_DRl k_PF.
Ferner, wenn torsnioale Steifheiten der Gelenkwelle ignoriert werden können, können die folgenden Ausdrücke erhalten werden auf der Grundlage der Bedingung, daß torsionale Steifheiten der Gelenkwelle unendlich sind in den Ausdrücken 78 und 79.

(Ausdruck 80) T_DFr = T_DFl – NUMF71/DEN71(i_CE i_DF(theta_WFl + theta_WFr) + i_CE i_DR(theta_WFl + theta_WFr) – 4 theta_E/i_T) – NUMF72/DEN71 T_V (Ausdruck 81) T_DRr = T_DRl = NUMR71/DEN71(i_CE i_DF(theta_WFl + theta_WFr) + i_CE i_DR(theta_WF1 + theta_WFr) – 4 theta_E/i_T) + NUMR72/DEN71 T_V wobei
NUMF71 = i_DF k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr,
NUMF72 = i_CE i_DF i_DR^2 k_DFl k_DFr(k_DRl + k_DRr)/2,
DEN71 = i_CE(i_DR^2 k_DFl k_DFr(k_DRl + k_DRr) + i_DF^2 k_DRl k_DRr(k_DFl + k_DFr)),
NUMR71 = i_DR k_DFl k_DFr k_DRL k_DRr, und
NUMR72 = i_CE i_DF^1 i_DR k_DRl k_DRr(k_DFl + k_DFr)/2
In dieser Ausführung, in einem vierradgetriebenen Fahrzeug, welches ein Zentaldifferential mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus hat, welcher das Differential zwischen der Eingabe von dem Motor zu dem Zentraldifferential und die Ausgabe an die Vorder- oder Hinterräder begrenzt, werden Drehmomente der Achswelle, T_D, erfaßt unter Verwendung der Beziehungsausdrücke 80 und 81.
Das diese Ausführung die gleiche Konfiguration hat wie Ausführung 11, wird die 20 beschrieben. Die gleichen Elemente erhalten die gleichen Bezugsziffern wie jene in 20 und ihre Beschreibung wird weggelassen. Wie in Ausführung 11 werden Radumdrehungswinkel erfaßt mit den Radumdrehungssensoren 6, ein Motorumdrehungswinkel wird erfaßt mit dem Motorumdrehungssensor 15, und ein Differentialbegrenzungsdrehmoment des Zentraldifferentials 31, T_V, wird erfaßt mit der Differentialbegrenzungsdrehmoment-Erfassungsvorrichtung 35, um so Drehmomente der Achswellen zu berechnen auf der Grundlage der Ausdrücke 80 und 81. Die Ausdrücke 80 und 81, in welchen torsionale Steifheiten der Gelenkwelle 12 ignoriert wurden, wurden oben beschrieben. Wenn die torsionalen Steifheiten der Gelenkwelle, k_PF und k_PR, identifiziert und vorab gespeichert werden, und die Ausdrücke 78 und 79, in welchen torsionale Steifheiten der Gelenkwelle, k_PF und k_PR, berücksichtigt werden, verwendet werden zur Berechnung von Drehmomenten der Achswellen, können genauere Drehmomente erfaßt werden auf die gleiche Weise wie oben beschrieben.
Ausführung 15
Im folgenden wird die Ausführung 15 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführung ist die gleiche wie die obige Ausführung 14 in dem was gesteuert wird, d. h. einem vierradgetriebenen Fahrzeug, welches ein Zentraldifferential mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus hat, welcher das Differential zwischen der Eingabe von dem Motor an das Zentraldifferential und die Ausgabe von dem Motor an die Vorder- oder Hinterräder begrenzt, wie in 21 gezeigt. Das Erfassungsprinzip wurde bereits in Ausführung 14 beschrieben. Die Ausdrücke 62 bis 69, 76 und 77 werden umgeordnet zur Erhaltung der folgenden Ausdrücke.

(Ausdruck 82) T_DFr = T_DFl = (i_T i_CE i_DF(I_E alpha_E – T_E) – 2 i_DF T_V)/4 (Ausdruck 83) T_DRr = T_DRl = (i_T i_CE i_DR(I_E Alpha_E – T_E) + 2 i_DR T_V)/4
In dieser Ausführung 15 werden Drehmomente der Achswellen berechnet und erfaßt auf der Grundlage der obigen Ausdrücke 82 und 83.
Da die Ausführung die gleiche Konfiguration hat wie die obige Ausführung 11, wird die 20 beschrieben. Die gleichen Elemente erhalten die gleichen Bezugsziffern wie jene in 20 und ihre Beschreibung wird weggelassen. Wie in der obigen Ausführung 12 wird eine Umdrehungswinkelbeschleunigung des Motors erfaßt mit dem Motorumdrehungssensor 15, ein Motordrehmoment und ein Differentialbegrenzungsdrehmoment des Zentraldifferentials, T_V werden erfaßt mit der Differentialbegrenzungsdrehmoment-Erfassungsvorrichtung 35, und Drehmomente der Achswellen für die vier Räder werden berechnet und erfaßt mit der Drehmomentberechnungseinheit 41 auf der Grundlage der Ausdrücke 82 und 83.
Ausführung 16
Die Ausführung 16 der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Diese Ausführung ist die gleiche wie Ausführung 14 in dem was gesteuert wird, d. h. ein vierradgetriebenes Fahrzeug, welches ein Zentraldifferential mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus hat, welcher das Differential zwischen der Eingabe von dem Motor an das Zentraldifferential und die Ausgabe von dem Motor an die Vorder- oder Hinterräder begrenzt. Das Erfassungsprinzip wurde bereits in Ausführung 14 beschrieben. Wenn vordere und hintere Umdrehungswinkel der Gelenkwelle, theta_PF und theta_PR, eliminiert werden aus den Ausdrücken 62 bis 69, 76 und 77 und die Ausdrücke umgeordnet werden, werden die folgenden Ausdrücke erhalten.

(Ausdruck 84) T_DFr = T_DFl = –NUMR81/DEN81(I_E alpha E – T_E) + NUMR82/DEN81(i_CE i_DF(theta_WFl theta_WFr) + i_CE i_DR (theta_WFl + theta_WFr) – 4 theta_E/i_T) – NUM83/DEN81 (I_E alpha_E – T_E) (Ausdruck 85) T_DRr = T_DRl = NUMF81/DEN81(I_E alpha E – T_E) NUMF82/DEN81{i_CE i_DF(theta_WRl + theta_WRr) + i_CE i_DR (theta_WFl + theta_WFr) – 4 theta_E/i_T) + NUMF83/DEN81 (I_E alpha_E – T_E) wobei
NUMF81 = i_T i_CE^2 i_DF i_DR^2 k_DFl k_DFr(k_DRl + k_DRr) k_PF k_PR,
NUMF82 = 2 i_DF k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr k_PF k_PR,
NUMF83 = 4 i_T i_CE i_DF k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr k_PF,
DEN81 = 2 i_CE k_PF k_PR(i_DR^2 k_DFl k_DFr(k_DRl + k_DRr) – i_DF^2 k_DRl k_DRr(k_DFl + k_DFr)) + 8 i_CE k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr(k_PF – k_PR),
NUMR81 = i_T i_CE^2 i_DF^2 i_DR k_DRl k_DRr(k_DFl + k_DFr) k_PF k_PR,
NUMR82 = 2 i_DR k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr k_PF k_PR, und
NUMR83 = 2(2 – i_CE)i_T i_CE^2 i_DR k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr k_PR.
Ferner, wenn torsionale Steifheiten der Gelenkwelle ignoriert werden können, können die folgenden Ausdrücke erhalten werden auf der Grundlage der Bedingung, daß torsionale Steifheiten der Gelenkwelle unendlich sind in den Ausdrücken 84 und 85.

(Ausdruck 86) T_DFr = T_DFl = NUMF91/DEN91(I_E alpha_E – T_E) – NUMF92/DEN91{i_CE i_DF(theta_WFl + theta_WFr) + i_CE i_DR (theta_WFl + theta_WFr) – 4 theta_E/i_T} (Ausdruck 87) T_DRr = T_DRl = –NUMR91/DEN91(I_E alpha_E – T_E) + NUMR92/DEN91(i_CE i_DF(theta_WRl + theta_WRr) + i_CE i_DR (theta_WFl + theta_WFr) – 4 theta_E/i_T} wobei
NUMF91 = i_T i_CE^2 i_DF i_DR^2 k_DFl k_DFr(k_DRl + k_DRr),
NUMF92 = 2 i_DF k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr,
DEN91 = 2 i_CE(i_DR^2 k_DFl k_DFr(k_DRl + k_DRr) – i_DF^2 k_DRl k_DRr(k_DFl + k_DFr)),
NUMR91 = i_T i_CE^2 i_DF^2 i_DR k_DRl k_DRr(k_DFl + k_DFr), und
NUMR92 = 2(2 – i_CE) i_DR k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr.
In dieser Ausführung werden Drehmoment der Achswellen berechnet und erfaßt auf der Grundlage der obigen Ausdrücke 86 und 87.
Da diese Ausführung die gleiche Konfiguration hatten wie Ausführung 11, wird die 20 beschrieben. Die gleichen Elemente erhalten die gleichen Bezugsziffern wie jene in 20 und ihre Beschreibung wird weggelassen. Wie in Ausführung 13 werden Umdrehungswinkel der vier Räder erfaßt mit den Radumdrehungssensoren 6, ein Umdrehungswinkel und eine Umdrehungswinkelbeschleunigung des Motors werden erfaßt mit dem Motorumdrehungssensor 15, ein Motordrehmoment wird erfaßt und Drehmomente der Achswellen fur die vier Räder werden berechnet und erfaßt mit der Drehmomentberechnungseinheit 41 auf der Grundlage der Ausdrücke 17 und 18. Diese Ausführung hat darin einen Vorteil, daß es nicht notwendig ist, ein Differentialbegrenzungsdrehmoment des Zentraldifferentials zu erfassen. Diese Ausführung kann jedoch nur angewendet werden, wenn die Nenner der Ausdrücke 86 und 87 nicht ”0” sind.
Die Ausdrücke 86 und 87, in welchen torsionale Steifheiten der Gelenkwelle ignoriert wurden, wurden oben beschrieben. Wenn torsionale Steifheiten der Gelenkwelle, k_P, identifiziert und vorab gespeichert werden, und die Ausdrücke 84 und 85, in welchen die torsionalen Steifheiten der Gelenkwelle k_P berücksichtigt werden, verwendet werden zur Berechnung von Drehmomenten der Achswellen, können genauere Drehmomente der Achswellen erfaßt werden auf die gleiche Weise wie oben beschrieben. Jedoch kann diese Ausführung nur angewendet werden, wenn die Nenner der Ausdrücke 84 und 85 nicht ”a” sind.
Ausführung 17
Die Ausführung 17 der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. 22 zeigt die Gesamtkonfiguration dieser Ausführung 17. Diese Ausführung umfaßt eine Vorrichtung zur Erfassung eines Umdrehungswinkels des Differentials 13 auf der Gelenkwellenseite zusätzlich zu den in 1 gezeigten Elementen der Ausführung 1, ausser der Radumdrehungssensoren 6.
Die gleichen Elemente enthalten die gleichen Bezugsziffern wie in den 1 und ihre Beschreibung wird weggelassen. Die Bezugsziffer 33 stellt eine Vorrichtung zur Erfassung eines Umdrehungswinkels des Differentials auf der Gelenkwellenseite dar, welches beispielsweise einen in Ausführung 1 beschriebenen Umdrehungssensor umfaßt. Das Erfassungsprinzip wurde bereits in Ausführung 1 beschrieben und der folgende Ausdruck wird aufgestellt.

(Ausdruck 26) T_Dr = T_Dl = ½ k_P i_D(theta_P – theta_E/i_T)
Diese Ausführung schafft eine Vorrichtung zur Erfassung von Drehmomenten von Achswellen, T_D, unter Verwendung des Verhältnisausdruckes 26.
Eine Beschreibung des Betriebes dieser Ausführung wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der 23 gegeben. Da dieses Flußdiagramm der 5 der Ausführung 1 sehr ähnlich ist, werden nur Unterschiede zwischen diesen beschrieben. Der Schritt 4 in 5 wird ersetzt durch Schritt 80, in welchem ein Umdrehungswinkel des Differentials 13 auf der Gelenkwellenseite erfaßt wird durch die Gelenkwellenseite-Umdrehungswinkel-Erfassungsvorrichtung 33 und ein von dem Motorumdrehungssensor 15 erfaßter Umdrehungswinkel des Motors 10 werden eingegeben anstelle der Umdrehungswinkel der Räder 1 und des Motors 10. Zusätzlich wird Schritt 5 in 5 ersetzt durch Schritt 81, in welchem der Ausdruck 26 berechnet wird durch die Drehmomentberechnungseinheit 41 zur Erfassung von Drehmomenten der Achswellen.
In der obigen Ausführung wurde eine Drehmomenterfassungsvorrichtung für ein zweiradgetriebenes Fahrzeug beschrieben. In einem zweiradgetriebenen Fahrzeug, welches ein Differential mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus hat, können Drehmomente der Achswellen berechnet und erfaßt werden unter Verwendung eines Umdrehungswinkels des Differentials 13 auf der Gelenkwellenseite anstelle der Radumdrehungswinkel und ferner eines Differentialbegrenzungsdrehmomentes auf der Grundlage der Ausdrücke 33 und 34, gezeigt in Ausführung 6. In einem Fahrzeug mit direkt gekoppltem Vierradantrieb können Drehmomente der Achswellen berechnet und erfaßt werden unter Verwendung eines Umdrehungswinkels des Differentials auf der Gelenkwellenseite anstelle der Radumdrehungswinkel auf der Grundlage der Ausdrücke 52 un 53, gezeigt in Ausführung 9.
Gemäß der in Anspruch 1 beanspruchten Erfindung, in einem Fahrzeug, welches eine Antriebsquelle, wie ein Triebwerk oder einen Motor zum Antrieb von Rädern hat, welche gekoppelt ist mit den rechten und linken Rädern durch jeweilige Wellen, welche eine torsionale Steifigkeit zur Übertragung eines Antriebsdrehmomentes durch ein Differential haben, ist es möglich, eine kostengünstige Drehmomenterfassungsvorrichtung zu erhalten unter der Verwendung von Radumdrehungssensoren, einem Motorumdrehungssensor und dergleichen, weil die Drehmomenterfassungsvorrichtung eine oder eine Vielzahl von Erfassungsvorrichtungen umfaßt, welche bestehen aus einer Antriebsquellenumdrehungswinkel-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Umdrehungswinkels der Antriebsquelle, einer Antriebsquellenumdrehungswinkelbeschleunigung-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung einer Umdrehungswinkelbeschleunigung der Antriebsquelle, und einer Radumdrehungswinkel-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung von Umdrehungswinkeln der Räder, und berechnet Drehmomente von Wellen, wie der Achswellen, mittels einer Drehmomentberechnungsvorrichtung zur Erfassung von Drehomenten von Wellen, wie der Achswellen zur Kopplung des Differentials mit den Rädern.
Gemäß der in Anspruch 2 beanspruchten Erfindung in einem Fahrzeug, welches eine Antriebsquelle, wie einen Motor oder ein Triebwerk zum Antrieb von Rädern hat, welche gekoppelt ist an ein Getriebe und an rechte und linke Räder durch jeweilige Wellen, welche eine torsionale Steifheit haben zur Übertragung eines Antriebsdrehmomentes durch ein Differential, ist es möglich, eine kostengünstige Drehmomenterfassungsvorrichtung zu erhalten unter der Verwendung von Radumdrehungssensoren, einem Motorumdrehungssensor und dergleichen, weil die Drehmomenterfassungsvorrichtung eine Antriebsquellen-Umdrehungswinkel-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Umdrehungswinkels der Antriebswelle umfaßt, und eine Radumdrehungswinkel-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung von Radumdrehungswinkeln der Räder, und sie Drehmomente von Wellen, wie der Achswellen, berechnet mittels einer Drehmomentberechnungsvorrichtung zur Erfassung von Drehmomenten, T_D, von Wellen, wie der Achswellen zur Kopplung des Differentials mit den Rädern, unter Verwendung des folgenden Ausdrucks.

(Ausdruck 1) T_Dr = T_Dl = k_Dr k_Dl/(k_Dr + k_Dl)(theta_Wr + theta_Wl – 2 theta_E/(i_D i_T)).
Gemäß der in Anspruch 3 beanspruchten Erfindung, ist es möglich hochgenaue Drehmomente zu erfassen, weil Umdrehungswinkel der Räder und ein Umdrehungswinkel einer Antriebsquelle, wie eines Motors, auf ”0” zurückgesetzt werden, wenn aus dem Zustand eines Fahrzeuges bestimmt wird, daß die Drehmomente von Wellen, wie der Achswellen, ”0” sind.
Gemäß der in Anspruch 4 beanspruchten Erfindung ist es möglich, genaue Drehmomente zu erfassen, unabhängig vom Zustand eines Getriebes, weil die Drehmomenterfassungsvorrichtung eine Schaltradverhältnis-Erfassungsvorrichtung umfaßt, und Drehmomente von Wellen, wie der mit den Rädern gekoppelten Achswellen, berechnet werden mittels einer Drehmomentberechnungsvorrichtung unter Verwendung des erfaßten Schaltradverhältnisses, i_T.
Gemäß der in Anspruch 5 beanspruchten Erfindung ist es möglich, genaue Drehmomente zu erfassen, unabhängig vom Zustand eines Getriebes, weil Verwindungsdrehmomente von mit den Rädern gekoppelten Wellen berechnet werden mittels einer Drehmomentberechnungsvorrichtung unter Verwendung eines abgeschätzten Schaltradverhältnisses i_T*, unter Verwendung des folgenden Ausdruckes.

(Ausdruck 2) i_T* = 2 theta_E/i_D/(theta_Wr + theta_Wl)
Gemäß der in Anspruch 6 beanspruchten Erfindung ist es möglich, den Effekt einer Abweichung (Offset) der erfaßten Werte zu vermindern und genaue Drehmomente zu erfassen, weil berechnete Verwindungsdrehmomentwerte von mit den Rädern gekoppelten Wellen einer Hochpassfilterungsverarbeitung unterzogen werden mittels einer Drehmomentberechnungsvorrichtung.
Gemäß der in Anspruch 7 beanspruchten Erfindung ist es möglich, genaue Drehmomente zu erfassen, sogar wenn die Pulsauflösung von Umdrehungssensoren niedrig ist, weil Drehmomente von Wellen, wie der Achswellen, berechnet werden, synchronisiert mit der Umdrehung einer Antriebsquelle, wie eines Motors oder eines Triebwerkes, und eines Fahrsystems, wie der Räder.
Gemäß der in Anspruch 8 beanspruchten Erfindung ist es möglich, genaue Drehmomente zu erfassen, unabhängig vom Zustand eines Getriebes, weil die Drehmomenterfassungsvorrichtung eine Umdrehungswinkelerfassungsvorrichtung für eine beliebige zwischen dem Eingang des Differentials und dem Getriebe angeordneten Welle umfaßt, und Verwindungsdrehmomente von Wellen, wie der mit den Rädern gekoppelten Achswellen, berechnet werden mittels einer Drehmomentberechnungsvorrichtung unter Verwendung eines Umdrehungswinkels irgendeiner der zwischen dem Eingang des Differentials und dem Getriebe angeordneten Wellen anstelle eines Umdrehungswinkels einer Antriebsquelle, wie eines Motors oder eines Triebwerks.
Gemäß der in Anspruch 9 beanspruchten Erfindung, in einem Fahrzeug, welches eine Antriebsquelle wie einen Motor oder ein Triebwerk zum Antrieb von Rädern hat, welche gekoppelt ist mit einem Getriebe und mit den rechten und linken Rädern durch jeweilige Wellen, welche eine torsionale Steifigkeit haben zur Übertragung eines Antriebsdrehmomentes durch ein Differential, und wobei das Fahrzeug einen Differentialbegrenzungsmechanismus für das Differential hat, ist es möglich, genaue Drehmomente zu erfassen, sogar in einem Fahrzeug, welches einen Differentialbegrenzungsmechanismus hat, weil die Drehmomenterfassungsvorrichtung eine Differentialbegrenzungsdrehmoment-Erfassungsvorrichtung umfaßt zur Erfassung eines Differentialbegrenzungsdrehmoments, eine Antriebsquellenumdrehungswinkel-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Umdrehungswinkels der Antriebsquelle, und eine Radumdrehungswinkel-Erfassungsvorrichtung, zur Erfassung von Radumdrehungswinkeln der rechten und linken Räder, und die Vorrichtung berechnet Drehmomente von Wellen, wie der Achswellen, mittels einer Drehmomentberechnungsvorrichtung zur Erfassung von Drehmomenten, T_D, von Wellen, wie der Achswellen zur Kopplung des Differentials mit den Rädern, unter Verwendung der folgenden Ausdrücke

(Ausdruck 3) T_Dr = 2k_Dr k_Dl{(theta_Wr + theta_Wl)/2 – theta_E/(i_T i_D) – T_V}/(k_Dr + k_Dl) (Ausdruck 4) T_Dl = 2 k_Dr k_Dl{(theta_Wr + theta_Wl)/2 – theta_E/(i_T i_D) + T_V}/(k_Dr + k_Dl)
Gemäß der in Anspruch 10 beanspruchten Erfindung, in einem Fahrzeug, welches eine Antriebsquelle wie ein Triebwerk oder einen Motor zum Antrieb von Rädern hat, welche gekoppelt ist mit einem Getriebe und mit rechten und linken Rädern durch jeweilige Wellen, welche eine torsionale Steifheit zur Übertragung eines Antriebsdrehmomentes durch ein Differential haben, und welches ein Differentialbegrenzungsmechanismus für das Differential hat, ist es möglich, genaue Drehmomente zu erfassen, sogar in einem Fahrzeug, welches eine Differentialbegrenzungsmechanismus hat, weil die Drehmomenterfassungsvorrichtung eine Umdrehungswinkelbeschleunigung-Erfassungsvorrichtung hat, zur Erfassung einer Umdrehungswinkelbeschleunigung der Antriebswelle, und eine Differentialbegrenzungsdrehmoment-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Differentialbegrenzungsdrehmoments, und sie Drehmomente von Wellen, wie der Achswellen, berechnet mittels einer Drehmomentberechnungsvorrichtung zur Erfassung von Drehmomenten, T_D, von Wellen, wie der Achswellen zur Kopplung des Differentials mit den Rädern, unter Verwendung der folgenden Ausdrücke.

(Ausdruck 5) T_Dr = k_Dr(i_D i_T(I_E alpha_E) – 2 T_V)/2 (Ausdruck 6) T_Dl = k_Dl(i_D i_T(I_E alpha_E) + 2 T_V)/2
Gemäß der in Anspruch 11 beanspruchten Erfindung, in einem Fahrzeug, welches eine Antriebsquelle, wie ein Triebwerk oder einen Motor zum Antrieb von Rädern hat, welche gekoppelt ist mit einem Getriebe und mit rechten und linken Rädern, durch jeweilige Wellen, welche eine torsionale Steifheit zur Übertragung eines Antriebsdrehmomentes durch ein Differential haben und welches ein Differentialbegrenzungsmechanismus für das Differential hat, ist es möglich, genaue Drehmomente zu erfassen, ohne Erfassung eines Differentialbegrenzungsdrehmomentes in einem Fahrzeug, welches einen Differentialbegrenzungsmechanismus hat, weil die Drehmomenterfassungsvorrichtung eine Umdrehungswinkelerfassungsvorrichtung und eine Umdrehungswinkelbeschleunigung-Erfassungsvorrichtung für die antriebsquelle umfaßt, und eine Radumdrehungswinkel-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung der Umdrehungswinkel der rechten und linken Räder, und sie Drehmomente von Wellen, wie der Achswellen, berechnet mittels einer Drehmoment-Berechnungsvorrichtung zur Erfassung von Drehmomenten, T_D, von Wellen, wie der Achswellen zur Kopplung des Differentials mit den Rädern, unter Verwendung der folgenden Ausdrücke.

(Ausdruck 7) T_Dr = k_Dr{–i_D i_T(I_E alpha_E) + 2 k_Dl((theta_Wr + theta_Wl)/2 – theta_E/(i_D i_T))}/(k_Dl – k_Dr) (Ausdruck 8) T_Dl = k_Dl{i_D i_T(I_E alpha_E) – 2 k_Dr((theta_Wr + theta_Wl)/2 – theta_E/(i_D i_T))}/(k_Dl – k_Dr)
Gemäß der in Anspruch 12 beanspruchten Erfindung, in einem Fahrzeug mit sogenanntem direkt-gekoppeltem Vierradantrieb, welches eine Antriebsquelle wie einen Motor oder ein Triebwerk zum Antrieb von Rädern hat, welches gekoppelt ist mit den Rädern durch jeweilige Wellen, welche eine torsionale Steifheit zur Übertragung eines Antriebsdrehmomentes auf solch eine Weise haben, daß Leistung von der Antriebsquelle verteilt wird an die Vorder- und Hinterräder durch ein Getriebe und eine Gelenkwelle und ferner verteilt wird an die rechten und linken Räder durch die Differentiale, ist es möglich, genaue Drehmomente zu erfassen, sogar in einem Fahrzeug mit direkt gekoppeltem Vierradantrieb, weil die Drehmomenterfassungsvorrichtung eine Umdrehungswinkelerfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Umdrehungswinkels der Antriebsquelle umfaßt, und eine Radumdrehungswinkel-Erfassungsvorrichtung, zur Erfassung von Radumdrehungswinkel der vier Räder, und sie Drehmomente von Wellen, wie der Achswellen, berechnet mittels einer Drehmomentberechnungsvorrichtung zur Erfassung von Drehmomenten T_D, von Wellen, wie der Achswellen zur Kopplung der vorderen und hinteren Differentiale mit den Rädern, unter Verwendung der folgenden Ausdrücke.

(Ausdruck 9) T_DFr = T_DFl = k_DFr k_DFl((theta_WFr + theta_WFl) – 2 theta_E/i_DF i_T)/(k_DFl + k_DFr) (Ausdruck 10) T_DRr = T_DRl = k_DRr k_DRl((theta_WRr + theta_WRl) – 2 theta_E/i_DR i_T)/k_DRl + k_DRr)
Gemäß der in Anspruch 13 beanspruchten Erfindung, in einem Fahrzeug mit einem sogenannten direkt gekoppelten Vierradantrieb, welches eine Antriebsquelle, wie ein Triebwerk oder ein Motor zum Antrieb von Rädern hat, welches mit den Rädern gekoppelt ist durch jeweilige Wellen, welche eine torsionale Steifheit zur Übertragung eines Antriebsdrehmomentes haben, auf solch eine Weise, daß Leistung verteilt wird von der Antriebsquelle an die vorderen und hinteren Räder durch ein Getriebe und eine Gelenkwelle, und ferner verteilt wird an die rechten und linken Räder durch die Differentiale, ist es möglich, genaue Drehmomente zu erfassen, sogar in einem Fahrzeug mit direkt gekoppeltem Vierradantrieb, weil die Drehmomenterfassungsvorrichtung eine Umdrehungswinkelbeschleunigung-Erfassungsvorrichtung für die Antriebsquelle umfaßt und eine Radumdrehungswinkel-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung der Radumdrehungswinkel der vier Räder, und sie Drehmomente von Wellen, wie der Achswellen, berechnet mittels einer Drehmomentberechnungsvorrichtung zur Erfassung von Drehmomenten, T_D, von Wellen, wie der Achswellen zur Kopplung der vorderen und hinteren Differentiale mit den Rädern, unter Verwnedung der folgenden Ausdrücke.

(Ausdruck 11) T_DFr = T_DFl = NUMF11/DEN11(I_E alpha_E) + NUMF12/DEN11 {i_DF(theta_WFl + theta_WFr) – i_DR(theta_WRl + theta_WRr)} (Ausdruck 12) T_DRr = T_DRl = NUMR11/DEN 11(I_E alpha_E) + NUMR12/DEN11{i_DF(theta_WF1 + theta_WFr) – i_DR(theta_WRl + theta_WRr)} wobei
NUMF11 = i_DF i_DR^2 i_T k_DFl k_DFr(k_DRl + k_DRr),
NUMF12 = 2 i_DF k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr,
DEN11 = 2{i_DR2 k_DF^1 k_DFr(k_DRl + k_DRr) + i_DF^2 k_DRl k_DRr(k_DFl + k_DFr)},
NUMR11 = i_DR i_DF^2 i_T k_DRl k_DRr(k + DFl + k_DFr), und
NUMR12 = –2 i_DR k_DFl k_DFr k_DRl k_DRr.
Gemäß der in Anspruch 14 beanspruchten Erfindung, in einem vierradgetreibenen Fahrzeug, welches eine Antriebsquelle, wie einen Motor oder ein Triebwerk zum Antrieb von Rädern hat, welches gekoppelt ist mit den Rädern durch jeweilige Weilen, welche eine torsionale Steifheit zur Übertragung eines Antriebsdrehmomentes haben, auf solch eine Weise, daß Leistung verteilt wird von der Antriebsquelle an die vorderen und hinteren Räder durch ein Getriebe und ein Zentraldifferential, mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus, und ferner verteilt wird an die rechten und linken Räder durch die Differentiale, ist es möglich, genaue Drehmomente zu erfassen, sogar in einem vierradgetreibenen Fahrzeug, welches ein Zentraldifferential mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus hat, weil die Drehmomenterfassungsvorrichtung eine Umdrehungswinkel-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Umdrehungswinkels der Antriebsquelle umfaßt, eine Radumdrehungswinkel-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung von Umdrehungswinkeln der vier Räder, und eine Differentialbegrenzungsdrehmoment-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Differentialbegrenzungsdrehmoments des Zentraldifferentials, und sie Drehmomente von Wellen, wie der Achswellen, berechnet mittels einer Drehmomentberechnungsvorrichtung, zur Erfassung von Drehmomenten, T_D, von Wellen, wie der Achswellen zur Kopplung der vorderen und hinteren Differentiale mit den Rädern, unter Verwendung des Umdrehungswinkels der Antriebsquelle, der Umdrehungswinkel der vier Räder, und des Differentialbegrenzungsdrehmomentes, alle erfaßt durch die obigen Erfassungsvorrichtungen.
Gemäß der in Anspruch 15 beanspruchten Erfindung, in einem vierradgetriebenen Fahrzeug, welches eine Antriebsquelle, wie einen Motor oder ein Triebwerk zum Antrieb von Rädern hat, welches gekoppelt ist mit den Rädern über jeweilige Wellen, welche eine torsionale Steifheit zur Übertragung eines Antriebsdrehmomentes haben, in solch einer Weise, daß Leistung verteilt wird von der Antriebsquelle an die vorderen und hinteren Räder durch ein Zentraldifferential mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus, und ferner verteilt wird an die rechten und linken Räder durch die Differentiale, ist es möglich, genaue Drehmomente zu erfassen, sogar in einem vierradgetriebenen Fahrzeug, welches ein Zentraldifferential mit einer Differentialbegrenzungsmechanismus hat, weil die Drehmomenterfassungsvorrichtung eine Umdrehungswinkelbeschleunigung-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung einer Umdrehungswinkelbeschleunigung der Antriebsquelle umfaßt, und eine Differentialbegrenzungsdrehmoment-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Differentialbegrenzungsdrehmomentes des Zentraldifferentials und sie Drehmomente von Wellen, wie der Achswellen, berechnet mittels einer Drehmomentberechnungsvorrichtung zur Erfassung von Drehmomenten, T_D, von Wellen, wie der Achswellen zur Kopplung der vorderen und hinteren Differentiale mit den Rädern, unter Verwendung der Umdrehungswinkelbeschleunigung der Antriebsquelle und des Differentialbegrenzungsdrehmoments, beide erfaßt durch die obigen Erfassungsvorrichtungen.
Gemäß der in Anspruch 16 beanspruchten Erfindung, in einem vierradgetriebenen Fahrzeug, welches eine Antriebsquelle, wie einen Motor oder ein Triebwerk zum Antrieb von Rädern hat, welche gekoppelt ist mit den Rädern durch jeweilige Wellen, welche eine torsionale Steifheit zur Übertragung eines Antriebsdrehmoments haben, auf solch eine Weise, daß Leistung verteilt wird von der Antriebsquelle an die vorderen und hinteren Räder über ein Zentraldifferential mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus, und ferner verteilt wird an die rechten und linken Räder durch die Differentiale, ist es möglich, genaue Drehmomente zu erfassen, sogar in einem vierradgetriebenen Fahrzeug, welches ein Zentraldifferential mit einem Differentialbegrenzungsmechanismus hat, weil die Drehmomenterfassungsvorrichtung eine Umdrehungswinkelerfassungsvorrichtung und eine Umdrehungswinkelbeschleunigung-Erfassungsvorrichtung für die Antriebswelle umfaßt, und eine Radumdrehungswinkel-Erfassungsvorrichtung zur Erfassung von Umdrehungswinkeln der vier Räder, und sie berechnet Drehmomente von Wellen, wie der Achswellen mittels einer Drehmomentberechnungsvorrichtung zur Erfassung von Drehmomenten, T_D, von Wellen, wie der Achswellen zur Kopplung der Differentiale mit den Rädern, unter Verwendung des Umdrehungswinkels, und der Umdrehungswinkelbeschleunigung der Antriebsquelle, und der Umdrehungswinkel der vier Räder, alle erfaßt durch die obigen Erfassungsvorrichtungen.
Gemäß der in Anspruch 17 beanspruchten Erfindung, in einem Fahrzeug, welches eine Antriebsquelle, wie ein Triebwerk oder einen Motor zum Antrieb von Rädern hat, welche gekoppelt ist mit den rechten und linken Rädern durch jeweilige Wellen, welche eine torsionale Steifigkeit zur Übertragung eines Antriebsmomentes durch ein Differential haben, ist es möglich, genaue Drehmomente zu erfassen, weil die Drehmomenterfassungsvorrichtung eine Umdrehungswinkelerfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Umdrehungswinkels der Antriebsquelle umfaßt und eine Umdrehungswinkelerfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Umdrehungswinkels des Differentials auf der Gelenkwellenseite hat, und sie Drehmomente von Wellen, wie der Achswellen, berechnet mittels einer Drehmomentberechnungsvorrichtung zur Erfassung von Drehmomenten, T_D, von Wellen, wie der Achswellen zur Kopplung des Differentials mit den Rädern, unter Verwendung des Umdrehungswinkels der Antriebsquelle und des Umdrehungswinkels des Differentials auf der Gelenkwellenseite, alle erfaßt durch die obigen Erfassungsvorrichtungen.

Claims

Drehmoment-Erfassungsvorrichtung für schlupfgeregelte Bremsanlagen (ABS, TRC) zur Regelung des Radbremsdrucks in einem Fahrzeug mit einem Triebwerk (10, 11) mit einer Abtriebswelle und mit einem Antriebsstrang (12, 13, 14), der einerseits mit dem Triebwerk (10, 11) und andererseits mit rechten und linken Rädern (1, 9) des Fahrzeugs verbunden ist, umfassend: a) eine Rad-Drehwinkelsensoreinrichtung (6) zur Erfassung von Rad-Drehwinkeln (θ_W, θ_Wr, θ_Wl); b) einen Abtriebswellen-Drehwinkelsensor (15) zur Erfassung eines Abtriebswellen-Drehwinkels (θ_E) der Abtriebswelle des Triebwerks (10, 11); c) eine Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) zur Berechnung eines auf die Räder (1, 9) über den Antriebsstrang (12, 13, 14) ausgeübten Drehmoments (T_Dr, T_Dl); dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentberechnungsvorrichtung das Drehmoment auf Grundlage c1) von Torsionssteifigkeiten (k_Dr, k_Dl, k_P) im Antriebsstrang (12, 13, 14); c2) von Übersetzungsverhältnissen (i_D, i_T) im Antriebsstrang (12, 13, 14); und c3) des Abtriebswellen-Drehwinkels (θ_E) und der Rad-Drehwinkel (θ_W) berechnet.
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) das auf die Räder (1, 9) über den Antriebsstrang (12, 13, 14) ausgeübte Drehmoment (T_Dr, T_Dl) auf Grundlage folgenden Ausdrucks (1) berechnet: T_Dr = T_Dl = k_Dr·k_Dl/(k_Dr + k_Dl)·(θ_Wr + θ_Wl – 2·θ_E/(i_D·i_T)) mit k_Dl: Torsionssteifigkeit einer linken Radantriebswelle; k_Dr: Torsionssteifigkeit einer rechten Radantriebswelle; θ_Wl: Rad-Drehwinkel eines linken Rades; θ_Wr: Rad-Drehwinkel eines rechten Rades; θ_E: Abtriebswellen-Drehwinkel; i_D: Übersetzungsverhältnis des Differentials (3); i_T: Übersetzungsverhältnis des Getriebes (11).
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) zum Rücksetzen der Rad-Drehwinkel und des Abtriebswellen-Drehwinkels auf ”0” vorgesehen ist, wenn eine Getriebeleerlauf-Bestimmungseinrichtung (16) eine Leerlaufstellung des Getriebes (11) des Fahrzeugs bestimmt, in der die Drehmomente von Radantriebswellen (14) ”0” sind, auf Grundlage eines Signals eines Neutralschalters (17) oder eines Bremsschalters (5).
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei im Antriebsstrang (12, 13, 14) ein Differential (13) vorgesehen ist, wobei das Differential (13) einen Differentialbegrenzungsmechanismus (30) aufweist, und eine Differentialbegrenzungsdrehmoment-Erfassungsvorrichtung (35) zur Erfassung des Differentialbegrenzungsdrehmoments (T_V) vorgesehen ist, wobei die Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) das auf die Räder (1, 9) über den Antriebsstrang (12, 13, 14) ausgeübte Drehmoment (T_Dr, T_Dl) unter Verwendung der folgenden Ausdrücke (3, 4) berechnet: T_Dr = 2·k_Dr·k_Dl·{)θ_Wr + θ_Wl)/2 – θ_E/(i_T·i_D) – T_V}/(k_Dr + k_Dl) (3) T_Dl = 2·k_Dr·k_Dl·{(θ_Wr + θ_Wl)/2 – θ_E/(i_T·i_D) - T_V}/(k_Dr + k_Dl) (4) mit k_Dl: Torsionssteifigkeit einer linken Radantriebswelle; k_Dr: Torsionssteifigkeit einer rechten Radantriebswelle; θ_Wl: Rad-Drehwinkel eines linken Rades; θ_Wr: Rad-Drehwinkel eines rechten Rades; θ_E: Abtriebswellen-Drehwinkel; i_D: Übersetzungsverhältnis des Differentials (3); i_T: Übersetzungsverhältnis des Getriebes (11).
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, für ein Fahrzeug mit direkt-gekoppeltem Vierradantrieb, wobei eine Motorleistung durch einen Antriebsstrang, bestehend aus Getriebe (11), Gelenkwellen (12), Zentraldifferential (31) und vordere und hintere Differentialen (19, 13), an Vorder- und Hinterräder verteilt wird.
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Rad-Drehwinkelsensoreinrichtung (6) Rad-Drehwinkelsensoren an vier Rädern vorsieht.
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) das auf die Räder (1, 9) über den Antriebsstrang (12, 13, 14) ausgeübte Drehmoment (T_DFr, T_DFl, T_DRr, T_DRl) unter Verwendung der folgenden Ausdrücke (9), (10) berechnet: T_DFr = T_DFl = k_DFr·k_DFl·((θ_WFr + θ_WFl) – 2·θ_E/(i_DF·i_T))/(k_DFl + k_DFr) (9) T_DRr = T_DRl = k_DRr·k_DRl·((θ_WRr + θ_WRl) – 2·θ_E/(i_DR·i_T))/(k_DRl + k_DRr) (10) mit k_DFl: Torsionssteifigkeit einer linken vorderen Radantriebswelle; k_DFr: Torsionssteifigkeit einer rechten vorderen Radantriebswelle; k_DRl: Torsionssteifigkeit einer linken hinteren Radantriebswelle; k_DRr: Torsionssteifigkeit einer rechten hinteren Radantriebswelle; θ_WFl: Rad-Drehwinkel eines linken vorderen Rades; θ_WFr: Rad-Drehwinkel eines rechten vorderen Rades; θ_WRl: Rad-Drehwinkel eines linken hinteren Rades; θ_WRr: Rad-Drehwinkel eines rechten hinteren Rades; θ_E: Abtriebswellen-Drehwinkel; i_DF: Übersetzungsverhältnis eines vorderen Differentials (19r); i_DR: Übersetzungsverhältnis eines hinteren Differentials (13); i_T: Übersetzungsverhältnis des Getriebes (11).
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei eine Differentialbegrenzungsdrehmoment-Erfassungsvorrichtung (35) ein Differentialbegrenzungsdrehmoment (T_V) des Zentraldifferentials (31) erfasst; wobei die Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) das auf die Radantriebswellen (14) ausgeübte Drehmoment (T_DFr, T_DFl, T_DRr, T_DRl) auf Grundlage der Torsionssteifigkeiten (k_Dr, k_Dl) der Radantriebswellen (14), des Abtriebswellen-Drehwinkels (θ_E), der Rad-Drehwinkel der vier Räder (θ_WFl, θ_WFr, θ_WRr, θ_WRl) und des Differentialbegrenzungsdrehmoments berechnet.
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung für schlupfgeregelte Bremsanlagen (ABS, TRC) zur Regelung des Radbremsdrucks in einem Fahrzeug mit einem Triebwerk (10, 11), bestehend aus einem Motor (10) mit einer Abtriebswelle und einem Getriebe (11), und mit einem Antriebsstrang (12, 13, 14), der ein Differential (13) umfasst und einerseits mit dem Getriebe (11) und andererseits mit Radantriebswellen (14) der rechten und linken Räder (1, 9) des Fahrzeugs verbunden ist, umfassend: a) einen Abtriebswellen-Drehwinkelsensor (15) mit einer Abtriebswellen-Drehwinkelbeschleunigungs-Bestimmungseinrichtung (15) zur Bestimmung einer Abtriebswellen-Drehwinkelbeschleunigung (α_E) der Abtriebswelle des Motors (10); b) eine Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) zur Berechnung eines auf die Radantriebswellen (14) ausgeübten Drehmoments (T_Dr, T_Dl); dadurch gekennzeichnet, dass c) eine Differentialbegrenzungsdrehmoment-Erfassungsvorrichtung (35) zur Erfassung des Differentialbegrenzungsdrehmoments (T_V) eines im Differential (13) vorgesehenen Differentialbegrenzungsmechanismus (30) vorgesehen ist, und dass d) die Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) das Drehmoment auf Grundlage d1) der Torsionssteifigkeit (k_Dr, k_Dl) der Radantriebswellen (14); d2) der Übersetzungsverhältnisse (i_D, i_T) des Differentials (13) und des Getriebes (11); d3) des Trägheitsmoments (I_E) der Abtriebswelle; d4) der Abtriebswellen-Drehwinkelbeschleunigung (α_E) der Abtriebswelle; und d5) des Differentialbegrenzungsdrehmoments (T_V) des Differentialbegrenzungsmechanismus (30) berechnet.
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) das auf die Räder (1, 9) über den Antriebsstrang (12, 13, 14) ausgeübte Drehmoment (T_Dr, T_Dl) auf Grundlage der folgenden Ausdrücke (7), (8) berechnet: T_Dr = k_Dr·{–i_D·i_T·(I_E·α_E) + 2·k_Dl·((θ_Wr + θ_Wl)/2 – θ_E/(i_D·i_T))}/(k_Dl – k_Dr) (7) T_Dl = k_Dl·{i_D·i_T·(I_E·α_E) – 2·k_Dr·((θ_Wr + θ_Wl)/2 – θ_E/(i_D·i_T))}/(k_Dl – k_Dr) (8) mit k_Dl: Torsionssteifigkeit einer linken Radantriebswelle; k_Dr: Torsionssteifigkeit einer rechten Radantriebswelle; θ_Wl: Rad-Drehwinkel eines linken Rades; θ_Wr: Rad-Drehwinkel eines rechten Rades; θ_E: Abtriebswellen-Drehwinkel; i_D: Übersetzungsverhältnis des Differentials (13); i_T: Übersetzungsverhältnis des Getriebes (11); α_E: Abtriebswellen-Drehwinkelbeschleunigung; I_E: Trägheitsmoment der Abtriebswelle.
Drehmomenterfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, für ein Fahrzeug mit direkt-gekoppeltem Vierradantrieb, wobei eine Motorleistung an an Vorder- und Hinterräder verteilt wird, wobei die Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) die Drehmomente der Radantriebswellen (14, 20) zur Verbindung der vorderen und hinteren Differentiale (19, 13) mit den Rädern, ferner unter Verwendung einer Umdrehungswinkelbeschleunigung des Motors (10) berechnet.
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, für ein Fahrzeug mit direkt-gekoppeltem Vierradantrieb, wobei eine Motorleistung an an Vorder- und Hinterräder verteilt wird, ferner umfassend eine Rad-Drehwinkelsensoreinrichtung (6) zum Erfassen von Drehwinkeln (θ_W) an den angetriebeben Rädern, wobei die Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) zur Berechnung eines auf die Radantriebswellen (14) ausgeübten Drehmoments (T_DFr, T_DFl, T_DRr, T_DRl) auf Grundlage der Rad-Drehwinkel (θ_W) und der Abtriebswellen-Drehwinkelbeschleunigung (α_E) ausgelegt ist.
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, für ein Fahrzeug mit direkt-gekoppeltem Vierradantrieb, wobei eine Motorleistung an Vorder- und Hinterräder verteilt wird, wobei die Rad-Drehwinkelsensoreinrichtung (6) Rad-Drehwinkelsensoren an vier Rädern vorsieht und die Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) das auf die Räder (1, 9) über den Antriebsstrang (12, 13, 14) ausgeübte Drehmoment (T_DFr, T_DFl, T_DRr, T_DRl) unter Verwendung der folgenden Ausdrücke (11), (12) berechnet: T_DFr = T_DFl = NUMF11/DEN11·(I_E·α_E) + NUMF12/DEN11·{i_DF·(θ_WFl + θ_WFr) – i_DR·(θ_WRl + θ_WRr)} (11) T_DRr = T_DRl = NUMR11/DEN11·(I_E·α_E + NUMR12/DEN11·{iDF·(θ_WFl + θ_WFr) – i_DR·(θ_WRl + θ_WRr)} (12) mit NUMF11 = i_DF·i_DR ²·i_T·k_DFl·k_DFr·(k_DRl + k_DRr) NUMF12 = 2·i_DF·k_DFl·k_DFr·k_DRl·k_DRr, DEN11 = 2·{i_DR2·k_DF ²·k_DFr·(k_DRl + k_DRr) + i_DF ²·k_DRl·k_DRr·(k_DFl + k_DFr)}, NUMR11 = i_DR·i_DF ²·i_T·k_DRl·k_DRr·(k_DFl + k_DFr), NUMR12 = –2·i_DR·k_DFl·k_DFr·k_DRl·k_DRr; und wobei k_DFl Torsionssteifigkeit einer linken vorderen Radantriebswelle; k_DFr Torsionssteifigkeit einer rechten vorderen Radantriebswelle; k_DRl: Torsionssteifigkeit einer linken hinteren Radantriebswelle; k_DRr: Torsionssteifigkeit einer rechten hinteren Radantriebswelle; θ_Wfl: Rad-Drehwinkel eines linken vorderen Rades; θ_WFr: Rad-Drehwinkel eines rechten vorderen Rades; θ_WRl: Rad-Drehwinkel eines linken hinteren Rades; θ_WRr: Rad-Drehwinkel eines rechten hinteren Rades; i_DF: Übersetzungsverhältnis des vorderen Differentials (19r); i_DR: Übersetzungsverhältnis des hinteren Differentials (13); i_T: Übersetzungsverhältnis des Getriebes (11); α_E: Abtriebswellen-Drehwinkelbeschleunigung.
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung für schlupfgeregelte Bremsanlagen (ABS, TRC) zur Regelung des Radbremsdrucks in einem Fahrzeug mit einem Triebwerk (10, 11) mit einer Abtriebswelle und mit einem Antriebsstrang (12, 13, 14), der eine Gelenkwelle (12) und ein damit verbundenes Differential (13) umfasst und einerseits über die Gelenkwelle (12) mit dem Triebwerk (10, 11) und andererseits über das Differential (13) mit Radantriebswellen (14) der rechten und linken Räder (1, 9) des Fahrzeugs verbunden ist, umfassend: a) einen Abtriebswellen-Drehwinkelsensor (15) zur Erfassung eines Abtriebswellen-Drehwinkels (θ_E) der Abtriebswelle; b) eine Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) zur Berechnung eines auf die Radantriebswellen (14) ausgeübten Drehmoments (T_Dr, T_Dl); dadurch gekennzeichnet, dass c) ein Differentialdrehwinkel-Sensor (33) zur Erfassung eines Differentialdrehwinkels (θ_P) des Differentials (13) auf der Gelenkwellenseite vorgesehen ist, und dass d) die Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) das Drehmoment auf Grundlage d1) der Torsionssteifigkeit (kp) der Gelenkwelle (12); d2) des Übersetzungsverhältnisses (i_D) des Differentials (13); und d3) der Abtriebswellen-Drehwinkel (θ_E) der Abtriebswelle; und d4) des Differentialdrehwinkels (θ_P) berechnet.
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei ein Drehwinkelsensor (18) einen Drehwinkel einer der zwischen dem Eingang eines Differentials (13) und einem Getriebe (11) angeordneten Wellen erfaßt und die Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) die Drehmomente unter Verwendung des erfassten Drehwinkels berechnet.
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) zum Rücksetzen der Radumdrehungswinkel und eines Umdrehungswinkels der Antriebswelle auf ”0” vorgesehen ist, wenn eine Getriebeleerlauf-Bestimmungseinrichtung (16) eine Leerlaufstellung des Getriebes (11) des Fahrzeugs bestimmt (S1, S2), in der die Drehmomente der Radantriebswellen (14) ”0” sind, auf Grundlage eines Signals eines Neutralschalters (17) oder eines Bremsschalters (5).
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Drehmoment-Erfassungsvorrichtung mit einer Übersetzungsverhältnis-Erfassungsvorrichtung (17) zur Erfassung des Übersetzungsverhältnisses (i_T) des Getriebes (11) versehen ist.
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) das Übersetzungsverhältnis (i_T*) unter Verwendung des folgenden Ausdrucks abschätzt: t_T* = 2·θ_E/i_D/(θ_Wr + θ_Wl)
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) Verwindungsdrehmomentwerte der mit den Rädern verbunden Wellen berechnet und diese Verwindungsdrehmomentwerte einer Hochpassfilterungsverarbeitung unterzieht.
Drehmoment-Erfassungsvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Drehmomentberechnungsvorrichtung (41) das Drehmoment der Radantriebswellen (14) synchronisiert mit der Umdrehung eines Motors (10) und der Räder, berechnet.