DE3720459A1 - Kraftuebertragungssystem fuer ein fahrzeug mit allradantrieb - Google Patents
Kraftuebertragungssystem fuer ein fahrzeug mit allradantriebInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein System zur Übertragung der
Motorleistung auf die vier Räder eines Fahrzeugs mit All
radantrieb.
Bei einem konventionellen Fahrzeug mit Allradantrieb, das
ein zentrales Ausgleichgetriebe aufweist und als Vollzeit-
Allradantriebsfahrzeug bezeichnet wird, hat das zentrale
Ausgleichgetriebe die Funktion, das Drehmoment des Motors
gleichmäßig auf die Vorder- und die Hinterräder zu vertei
len.
Es ist bekannt, daß das Drehmoment-Verteilungsverhältnis
das Fahrverhalten, die Lenkfähigkeit, die Stabilität, die
Starteigenschaften etc. beeinflußt. Dabei wird bei hoher
Fahrzeuggeschwindigkeit die Verteilung zu den Vorderrädern
erhöht, so daß ein stabiles Kurvenfahrverhalten erreicht
wird, und bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit wird die
Verteilung zu den Hinterrädern erhöht, so daß die Lenk
fähigkeit verbessert wird.
In der offengelegten JP-Patentveröffentlichung Nr. 56-43 031
ist ein solches Kraftübertragungssystem angegeben, bei dem
das Drehmoment-Verteilungsverhältnis zwischen Vorder- und
Hinterrädern in Abhängigkeit von der von einem Fahrzeug
geschwindigkeitsfühler erfaßten Fahrzeuggeschwindigkeit
geregelt wird.
Die Fahrzeuggeschwindigkeit reicht jedoch als Faktor zur
Regelung der Drehmomentverteilung nicht aus. Denn wenn
z. B. der hintere Kofferraum eines Kraftfahrzeugs schwer
beladen ist, ist das Verhältnis zwischen Vorder- und Hin
terrad-Drehmoment das gleiche wie bei geringer Belastung.
Somit wird die Drehmomentverteilung unausgeglichen, so daß
das Beschleunigungsvermögen und das Bergauffahrvermögen
verschlechtert werden. Außerdem wirkt sich der Haftreib
beiwert auf die Lenkfähigkeit und Stabilität aus.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Kraftübertragungssystems, mit dem das Drehmoment-
Verteilungsverhältnis zwischen Vorder- und Hinterrädern
nach Maßgabe verschiedener Fahrbedingungen eines Fahrzeugs
mit Allradantrieb ohne Drehmomentverlust änderbar ist.
Das Kraftübertragungssystem nach der Erfindung für ein
Fahrzeug mit Allradantrieb, bei dem die Motorleistung über
ein zentrales Ausgleichgetriebe auf die Vorder- und Hinter
räder übertragen wird, ist gekennzeichnet durch eine Dreh
momentverteilereinheit mit einer Kupplung, die das auf die
Vorder- und die Hinterräder übertragene Drehmoment ändert,
durch Fühler, die Fahrzustände des Fahrzeugs erfassen und
jeweils ein Ausgangssignal erzeugen, und durch eine auf das
Ausgangssignal ansprechende Steuerung, die die Kupplung
aktiviert, so daß das Drehmomentverteilungsverhältnis zwi
schen den Vorder- und den Hinterrädern geändert wird.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Kraftüber
tragungssystems nach der Erfindung;
Fig. 2 das Blockschaltbild einer Steuerung und einer
Drehmomentverteilereinheit nach der Erfindung;
Fig. 3 eine Darstellung, die der Erläuterung des
Prinzips der ersten Ausführungsform dient;
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm, das die Funktionsweise der
Steuerung zeigt;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 das Blockschaltbild einer Steuerung der zwei
ten Ausführungsform;
Fig. 7 eine in der Steuerung der zweiten Ausführungs
form enthaltene Map;
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 9 eine grafische Darstellung des Drehmoment-
Verteilungsverhältnisses nach Maßgabe der
Fahrzeuggeschwindigkeit und des Haftreibbei
werts;
Fig. 10 eine vierte Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 11 eine grafische Darstellung des Drehmoment-
Verteilungsverhältnisses nach Maßgabe des
Radeinschlags;
Fig. 12 eine fünfte Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 13 die Beziehung zwischen dem Drehmoment-Ver
teilungsverhältnis und dem Lenkdrehmoment;
Fig. 14 eine schematische Darstellung einer Lenkan
lage; und
Fig. 15 die Beziehung zwischen dem Schlupfwinkel und
der auf ein Vorderrad wirkenden Seitenfüh
rungskraft.
Fig. 1 zeigt das Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug
mit Allradantrieb, wobei ein Motor 1 im vorderen Teil des
Fahrzeugs angeordnet ist. Die Leistung des Motors 1 wird
über ein Getriebe 2 zu einem Verteilergetriebe 2 b über
tragen. In diesem wird die Rotation einer Abtriebswelle 2 a
des Getriebes 2 über Zahnräder 8 und 9 auf ein zentrales
Ausgleichgetriebe 7 übertragen. Dieses umfaßt zwei Seiten
räder 7 c und 7 d, die mit Ritzeln 7 e in Eingriff stehen.
Eine am Seitenrad 7 c des Ausgleichgetriebes 7 befestigte
Welle 7 a steht in Wirkverbindung mit einem vorderen Aus
gleichgetriebe 5 zum Antrieb der Vorderräder 3. Eine an
dem zweiten Seitenrad 7 d befestigte Welle 7 b steht mit
einem hinteren Ausgleichgetriebe 6 zum Antrieb der Hinter
räder 4 in Wirkverbindung. Damit absorbiert das zentrale
Ausgleichgetriebe 7 die Drehzahldifferenz zwischen den Vor
der- und den Hinterrädern.
Bei dem angegebenen System ist über dem zentralen Aus
gleichgetriebe 7 eine Drehmomentverteilereinheit 10 vorge
sehen. Diese umfaßt ein auf der Vorderradantriebswelle 7 a
befestigtes Zahnrad 12 und ein auf der Hinterradantriebs
welle 7 b befestigtes Zahnrad 15. Das Zahnrad 12 kämmt mit
einem Zahnrad 13 gleichen Durchmessers, das auf einer
Bypasswelle 10 a befestigt ist, und das Zahnrad 15 kämmt mit
einem großen Zahnrad 14. Die Zahnräder 14 und 15 haben ein
Übersetzungsverhältnis K. Die Welle 10 a ist in eine Öl
druckkupplung 11 eingesetzt, und das Zahnrad 14 ist an
einer Trommel 11 b der Öldruckkupplung 11 befestigt. Die
Öldruckkupplung umfaßt eine Mehrzahl Kupplungsscheiben 11 a,
die auf der Bypasswelle 10 a befestigt sind, und Kupplungs
scheiben 11 c, die gegenüber den Kupplungsscheiben 11 a an
der Trommel befestigt sind. Die Öldruckkupplung 11 über
trägt das Drehmoment von einer Hochgeschwindigkeits-Kupp
lungsscheibenseite zu einer Niedriggeschwindigkeits-Kupp
lungsscheibenseite. Ferner zeigt die Figur ein Lenkrad 16.
Das Kraftübertragungssystem hat einen Abtriebsdrehmoment
fühler 21, der das Abtriebsdrehmoment T des Motors 1 an der
Welle 2 a erfaßt. Ferner umfaßt es einen Vorderachslastfüh
ler 22 und einen Hinterachslastfühler 23, die die Lasten
(Gewichte) W f bzw. W r auf der Vorder- bzw. der Hinterachse
3 a bzw. 4 a der Räder 3 bzw. 4 erfassen. Eine Steuerung 20,
der die Ausgangssignale der Fühler 21, 22 und 23 zugeführt
werden, erzeugt ein Ausgangssignal, das einer Hydraulik
einheit 17 zugeführt wird, die den die Öldruckkupplung 11
beaufschlagenden Öldruck regelt.
Gemäß Fig. 2 enthält die Steuerung 20 einen Achslastver
teilungs-Rechner 30, dem Ausgangssignale der Fühler 22 und
23 zugeführt werden zur Berechnung des Lastverteilungsver
hältnisses W f/(W f +W r ) der Vorderachse. Das Ausgangssignal
des Achslastverteilungs-Rechners 30 wird einem Drehmoment
verteilungsverhältnis-Entscheider 32 zugeführt. Erwünschte
Drehmomentverteilungsverhältnisse für die Vorderräder sind
in einem Speicher 31 gespeichert. Ein Kupplungsöldruckrech
ner 33, dem das Ausgangssignal des Abtriebsdrehmomentfüh
lers 21 zugeführt wird, errechnet das erforderliche Kupp
lungsdrehmoment Tc.
Das Abtriebsdrehmoment T der Abtriebswelle 2 a wird auf das
zentrale Ausgleichgetriebe 7 übertragen, an dem das Dreh
moment auf die Seitenräder 7 c und 7 d aufgeteilt wird. Die
geteilten Drehmomente werden der Vorderrad- und der Hinter
radantriebswelle 7 a und 7 b zugeführt. Gleichzeitig werden
die Drehmomente zu den Kupplungsscheiben 11 a der Öldruck
kupplung 11 über die Zahnräder 12, 13 und die Bypasswelle
10 a und zu der Trommel 11 b über die Zahnräder 15 und 14
übertragen. Da die Geschwindigkeit der Trommel 11 b durch
das Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern 14 und
15 verringert ist, wird das Drehmoment von den Kupplungs
scheiben 11 a auf der Hochgeschwindigkeitsseite zu der Trom
mel 11 b auf der Niedriggeschwindigkeitsseite übertragen.
Wenn der Öldruck in der Öldruckkupplung 11 Null ist, ist
die Kupplung unwirksam, so daß die Elemente der Drehmoment
verteilereinheit inaktiv sind. Infolgedessen wird das An
triebsdrehmoment gleichmäßig mit einem T/2 entsprechenden
Wert auf die Vorder- und Hinterräder 3 und 4 aufgeteilt.
Wenn der Öldruck in der Öldruckkupplung 11 von der Hydrau
likeinheit 17 entsprechend dem Lastverteilungsverhältnis
erhöht wird, wird in der Öldruckkupplung ein Kupplungsdreh
moment Tc erzeugt, so daß ein von dem Kupplungsdrehmoment
Tc abhängiges Drehmoment von den Kupplungsscheiben 11 a zu
der Trommel 11 b übertragen wird. Infolgedessen wird das
Drehmoment T F zu den Vorderrädern um ein auf dem Kupplungs
drehmoment Tc basierendes Drehmoment verringert. Dagegen
wird das Drehmoment T R zu den Hinterrädern um ein Dreh
moment erhöht, das auf dem Kupplungsdrehmoment und dem
Übersetzungsverhältnis K der Zahnräder 14 und 15 basiert.
Somit ist das Drehmoment der Vorderradantriebswelle 7 a
T/2-Tc, und das Drehmoment der Hinterradantriebswelle 7 b
ist T/2+K×Tc. Somit verringert sich das Drehmoment T F mit
zunehmendem Drehmoment Tc, und das Drehmoment T R erhöht
sich mit zunehmendem Drehmoment Tc.
Nachstehend wird ein Prinzip zum Errechnen des erwünschten
Drehmomentverteilungsverhältnisses beschrieben. Beim Stand
der Technik wird die Drehmomentverteilung nur in Abhängig
keit von der Fahrzeuggeschwindigkeit ohne Berücksichtigung
der Fahrzeugbelastung errechnet. Selbst wenn also im nor
malen Fahrbetrieb die Belastung der Hinterachse höher als
diejenige der Vorderachse ist, ist das Verhältnis des vor
deren Drehmoments zum hinteren Drehmoment 50 : 50. Infolge
dessen wird bei Beschleunigung des Fahrzeugs das Drehmoment
nicht ausreichend auf das Fahrzeug wirken. Die Vorderachs
last W f und die Hinterachslast W r während der Beschleuni
gung können wie folgt geschrieben werden:
W f
= W f 0 - (h/l)W α
W
r
= W r 0 + (h/l)W α
wobei W f 0 bzw. W r 0 die Vorder- bzw. Hinterachslast bei
stehendem Fahrzeug, l den Radstand, h die Schwerpunkthöhe,
α (g) die Fahrzeugbeschleunigung bezeichnen und
W = W f 0 + W r 0.
Bei einem normalen zentralen Ausgleichgetriebe mit Kegelrädern
beträgt das Antriebsdrehmoment (W α ) des Fahrzeugs
unter normalen Fahrbedingungen das Zweifache des vorderen
Drehmoments (W f μ ).
Somit gilt
Somit gilt
2 μ · W f = W a
(mit μ = Haftreibbeiwert).
Daher gilt
Daher gilt
2μ{W f0 - (h/l)W a } = W α
2μ W f0 = {2μ (h/l) + 1}W
2μ W f0 = {2μ (h/l) + 1}W
und dementsprechend ist
α = (2μ W f0 /W) × [1/{(2μ h/l) + 1}]
Für
W f0 = 400 kg, W r0 = 600 kg, μ = 0,5, l = 2,4 m und h = 0,5 m,
α = (2 × 0,5 × 400/1000) × [1/{2 × 0,5 × 0,5/2,4} + 1]
α = 0,33.
α = (2 × 0,5 × 400/1000) × [1/{2 × 0,5 × 0,5/2,4} + 1]
α = 0,33.
Selbst wenn also der Motor eine sehr hohe Leistung erzeugen
kann, kann eine Beschleunigung von mehr als 0,33 g nicht
erhalten werden.
Bei der vorliegenden Erfindung kann das Drehmoment des
Fahrzeugs wie folgt dargestellt werden:
μ W f + m W r = W α
so daß
μ W = w α
a = μ = 0,5.
a = μ = 0,5.
Infolgedessen kann das Fahrzeug im vorliegenden Fall mit
0,5 g beschleunigt werden. Bei T F /T R =W f /W r kann die maxi
male Antriebsleistung erzielt werden. Erwünschte Vertei
lungsverhältnisse R Fd für die Vorderräder in Abhängigkeit
vom Vorderachslast-Verteilungsverhältnis W f /(W f +W) sind
daher im Speicher 31 der Steuerung 20 gespeichert.
Unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm von Fig. 4 wird
nachstehend die Funktionsweise der Steuerung 20 erläutert.
In Schritt S 101 errechnet der Achslastverteilungs-Rechner
30 das Vorderachslast-Verteilungsverhältnis W f /(W f +W r )
aus den von den Fühlern 22 und 23 erfaßten Lastwerten W f
und W r . In Schritt S 102 wird entschieden, ob das errechnete
Vorderachslast-Verteilungsverhältnis mit geschätztem Fehler
innerhalb eines Standardverteilungsverhältnisses liegt.
Wenn das Verhältnis im Standardbereich liegt, erzeugt der
Drehmomentverteilungsverhältnis-Entscheider 32 ein Aus
gangssignal zur gleichmäßigen Drehmomentverteilung. Infol
gedessen liefert der Öldruckrechner 33 ein Ausgangssignal
an die Hydraulikeinheit 17, um in einem Schritt S 108 den
Druck der Öldruckkupplung 11 zu Null zu machen. Damit wird
die Öldruckkupplung 11 gelöst, so daß der Drehmomentver
teiler 10 unwirksam ist. Infolgedessen sind das vordere und
das hintere Drehmoment T F bzw. T R zu den Wellen 7 a bzw. 7 b
jeweils T/2, so daß das Fahrzeug allradangetrieben wird
(Schritt S 109).
Wenn andererseits das Lastverteilungsverhältnis außerhalb
des Standardbereichs liegt, wenn also z. B. die Hinterachs
last W r durch Fahrgäste und Fracht viel größer ist, wird
aus dem Speicher 31 im Drehmomentverteilungsverhältnis-
Entscheider 32 (in Schritt S 103) ein erwünschtes Drehmo
mentverteilungsverhältnis R Fd für die Vorderachse abgelei
tet. In Schritt S 104 wird dem Öldruckrechner 33 das Dreh
momentsignal T zugeführt.
Das Verteilungsverhältnis R F zu den Vorderrädern wird wie
folgt ausgedrückt:
R F = T F /(TF + TR) = 1/{1 + (T/2 + K · Tc) ÷ (T/2 - Tc)}.
Infolgedessen wird in Schritt S 105 das Drehmoment Tc vom
Rechner 33 errechnet unter Bildung des vorbestimmten Ver
teilungsverhältnisses R F in bezug auf das Abtriebsdreh
moment T, und der Öldruck in der Öldruckkupplung wird vom
Kupplungsdrehmoment Tc in Schritt S 106 bestimmt. In Schritt
S 107 legt die Hydraulikeinheit 17 einen geeigneten Druck an
die Öldruckkupplung 11 an. Damit wird das hintere Dreh
moment T R größer als das vordere Drehmoment T F , so daß das
Fahrzeug mit 0,5 g beschleunigt werden kann, wenn der Haft
reibbeiwert 0,5 ist. Somit ergibt sich kein Drehmomentver
lust.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, in der Fig. 1
entsprechende Teile gleich bezeichnet sind. Das Kraftüber
tragungssystem umfaßt einen Radeinschlagfühler 24, der den
Einschlag R des Lenkrads 16 erfaßt, und einen am Vorder
rad 3 angebrachten Fahrzeuggeschwindigkeitsfühler 25, der
die Fahrzeuggeschwindigkeit V erfaßt.
Wie Fig. 6 zeigt, enthält die Steuerung 20 einen Drehmo
mentverteilungsverhältnis-Entscheider 32, dem die Signale
R und V von den Fühlern 24 und 25 zugeführt werden, sowie
einen Speicher 31 und einen Öldruckrechner 33. Der Dreh
momentverteilungsverhältnis-Entscheider 32 liest aus dem
Speicher 31, der eine Map entsprechend Fig. 7 enthält, ein
Verteilungsverhältnis R F für die Vorderräder aus. Die Map
liefert ein Verteilungsverhältnis R F in Abhängigkeit vom
Radeinschlag R und der Fahrzeuggeschwindigkeit V. Wenn
z. B. die Fahrzeuggeschwindigkeit sehr niedrig und der
Radeinschlag sehr groß ist, wird das Verteilungsverhältnis
R F minimal. Damit wird der Öldruck P C in der Öldruckkupp
lung 11 Null, so daß die Kupplung unwirksam wird. Somit
gilt T F wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sehr gering ist, wird das
Verteilungsverhältnis R F groß, so daß den Hinterrädern ein
großes Drehmoment zugeführt wird. Wenn das Fahrzeug mit
hoher Geschwindigkeit geradeaus fährt, ist das Verteilungs
verhältnis R F klein. Die übrigen Funktionen der Steuerung
entsprechen denjenigen der Schritte S 103- S 107 von Fig. 4.
Durch die zweite Ausführungsform wird also ein Kraftüber
tragungssystem angegeben, bei dem eine Bremserscheinung in
engen Kurven unterdrückt wird, die häufig beim Einparken
auftritt, wenn bei geringer Fahrzeuggeschwindigkeit das
Hinterraddrehmoment normalerweise größer als das Vorder
raddrehmoment ist.
Eine dritte Ausführungsform des Kraftübertragungssystems
ist teilweise in Fig. 8 dargestellt und dient der Einstel
lung der Drehmomentverteilung entsprechend dem Haftreib
beiwert. Räder auf einer Fahrbahnoberfläche mit kleinem
Haftreibbeiwert μ und mit nur geringer vertikaler Bela
stung tendieren zum Durchdrehen. Wenn z. B. beim Fahren auf
schneebedeckter Straße das Drehmoment auf die Hinterräder
mit großem Verhältnis verteilt wird, besteht die Gefahr,
daß das Fahrzeug zur Seite schleudert. Damit wird es
schwierig, das Fahrzeug unter Kontrolle zu halten. Außerdem
wird bei Beschleunigung das Drehmoment nicht ausreichend
auf die Fahrbahnoberfläche übertragen. Diese Ausführungs
form des Kraftübertragungssystems dient dem Zweck, ein
Durchdrehen des Fahrzeugs ohne Drehmomentverlust unter den
verschiedensten Fahrbedingungen in Abhängigkeit von Fak
toren wie der Last und dem Zustand der Fahrbahnoberfläche
zu verhindern.
Das Kraftübertragungssystem hat einen Fahrzeuggeschwindig
keitsfühler 25 und einen Haftreibbeiwertfühler 26, der den
Haftreibbeiwert der Fahrbahnoberfläche erfaßt. Der Dreh
momentverteilungsverhältnis-Entscheider der Steuerung 20
erhält das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V und das Haft
reibbeiwertsignal μ. Der Speicher dieser Ausführungsform
enthält eine Map gemäß Fig. 9. Das Verteilungsverhältnis R F
für die Vorderräder wird mit zunehmender Fahrzeuggeschwin
digkeit größer und mit zunehmendem Haftreibbeiwert kleiner.
Zu starkes Schleudern auf glatten Straßen kann somit ver
hindert werden, während gleichzeitig die Fahrstabilität bei
hoher Fahrzeuggeschwindigkeit und die Lenkbarkeit bei nied
riger Fahrzeuggeschwindigkeit erhalten bleiben.
Die Ausführungsform kann so modifiziert werden, daß eine
vom Fahrer in Abhängigkeit vom Fahrbahnzustand betätigte
manuelle Vorrichtung vorgesehen ist.
Die vierte Ausführungsform gemäß Fig. 10 hat den Radein
schlagfühler 24, dessen Ausgangssignal an die Steuerung 20,
die derjenigen vn Fig. 6 entspricht, angelegt wird. Der
Speicher in der Steuerung 20 hat eine Map mit vom Radein
schlag abhängigen Drehmomentverteilungsverhältnissen R F ,
wie Fig. 11 zeigt. Wenn das Lenkrad in einer Neutrallage
gehalten wird, d. h. wenn der Radeinschlag innerhalb eines
vorbestimmten Werts liegt, wird das Fahrzeug geradeaus
gefahren. Damit ist das Verteilungsverhältnis R F für die
Vorderräder gleich dem Verteilungsverhältnis R R für die
Hinterräder (R F :R R =50:50), so daß Fahrstabilität vorhan
den ist. Wenn der Radeinschlag den vorbestimmten Wert über
schreitet, wird das Verteilungsverhältnis R F kleiner als R R
(R F :R R =40:60 bis 20:80), so daß die Lenkbarkeit des Fahr
zeugs verbessert wird. Das Kraftübertragungssystem kann so
modifiziert werden, daß ein geringfügig größeres Drehmoment
auf die Vorderräder übertragen wird (R F :R R =50:50 bis
70:30), wenn das Fahrzeug geradeaus fährt.
Somit kann Fahrstabilität erhalten werden, wenn mit hoher
Geschwindigkeit geradeaus oder auf regennassen oder schnee
bedeckten Fahrbahnen gefahren wird, und die Lenkbarkeit
wird beim Kurvenfahren verbessert, ohne daß ein Verlust des
Gesamtdrehmoments eintritt.
Die Ausführungsform nach Fig. 12 hat einen Lenkdrehmoment
fühler 27, der das das Lenkrad 16 beaufschlagende Lenkdreh
moment T h erfaßt. Der Drehmomentverteilungs-Entscheider in
der Steuerung 20 erhält das Ausgangssignal des Fühlers 27
als Adressensignal. Der Speicher enthält eine Map entspre
chend Fig. 13 mit Verteilungsverhältnissen R R für die Hin
terräder in Abhängigkeit vom Lenkdrehmoment T h . Wenn das
Lenkrad 16 in der Neutrallage gehalten wird und somit das
vom Lenkdrehmomentfühler 27 erfaßte Lenkdrehmoment T h Null
ist, ist das Drehmomentverteilungsverhältnis zu den Vorder
und Hinterrädern 50:50. Wenn das Lenkdrehmoment T h beim
Wenden des Fahrzeugs ansteigt, wird auf die Hinterräder ein
größeres Drehmoment übertragen, so daß das Verhältnis zwi
schen 40:60 und 20:80 liegt.
Fig. 14 zeigt eine Lenkanlage, wobei das auf das Lenkrad 16
übertragene Lenkdrehmoment T h die Vorderräder 3 über ein
Lenkgetriebe 18, eine Lenkspurstange 3 c, Spurstangenhebel
3 d und Achsschenkelbolzen 3 b dreht. Das Moment an der Achse
des Achsschenkelbolzens wird in der nachstehend beschrie
benen Weise ausgeglichen.
T h · n = 2(ξ p + ξ c) · Cf
wobei n das Übersetzungsverhältnis des Lenkgetriebes 18, Cf
eine auf die Vorderräder wirkende Querkraft, ξ p ein pneu
matischer Nachlauf und ξ c ein geometrischer Nachlauf ist.
Infolgedessen ist das Lenkdrehmoment T h der Querkraft Cf
proportional. Wie Fig. 15 zeigt, ist die die Vorderräder 3
beaufschlagende Querkraft relativ zum Haftreibbeiwert μ
der Fahrbahnoberfläche stark veränderlich. Wenn der Haft
reibbeiwert μ klein ist, ist die Querkraft Cf klein, und
wenn der Haftreibbeiwert groß ist, wird die Querkraft groß.
Somit ist das Lenkdrehmoment zum Erhalt einer erwünschten
Fahrtrichtung auf einer Fahrbahn mit kleinem Haftreibbei
wert klein. Eine Übersteuerung tritt also auch dann nicht
auf, wenn das hintere Drehmoment sehr viel größer als das
vordere Drehmoment ist.
Infolgedessen wird das Verteilungsverhältnis R R mit zuneh
mendem Lenkdrehmoment T h größer und verhindert infolgedes
sen eine Übersteuerung auf Fahrbahnen mit kleinem Haftreib
beiwert. Auf Fahrbahnen mit großem Haftreibbeiwert wird
eine Untersteuerung ausgeschaltet, da das Hinterraddreh
moment T R zunimmt.
Claims (6)
1. Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug mit Allrad
antrieb, bei dem die Motorleistung über ein zentrales Aus
gleichgetriebe auf die Vorder- und Hinterräder übertragen
wird,
gekennzeichnet durch
- - eine Drehmomentverteilereinheit (10) mit einer Kupplung (11), die das auf die Vorder- und die Hinterräder über tragene Drehmoment ändert;
- - Fühler (21, 22, 23; 24; 26), die Fahrzustände des Fahr zeugs erfassen und jeweils ein Ausgangssignal erzeugen; und
- - eine auf das Ausgangssignal ansprechende Steuerung (20), die die Kupplung (11) aktiviert, so daß das Drehmoment verteilungsverhältnis (T F :T R ) zwischen den Vorder- und den Hinterrädern (3, 4) geändert wird.
2. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplung eine Öldruckkupplung (11) mit entgegen
gesetzten Kupplungsscheiben (11 a, 11 c) ist, die das Dreh
moment durch die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den
entgegengesetzten Kupplungsscheiben überträgt.
3. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplung (11) zwischen den beiden Seitenrädern (7 c,
7 d) des zentralen Ausgleichgetriebes (7) angeordnet ist.
4. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fühler (22, 23) die Achslasten der Vorder- und der
Hinterachse erfassen.
5. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Fühler (24) den Radeinschlag (R) des Fahrzeugs
erfaßt.
6. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Fühler (26) den Haftreibbeiwert (μ) von Fahrbahn
oberflächen erfaßt.
Applications Claiming Priority (5)
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