DE3840004C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit über
Differentialgetriebe angetriebenen Rädern, insbesondere
mit zuschaltbarem Allradantrieb, sowie mit einer über
Sensoren die Drehgeschwindigkeit von Rädern abtastenden
Steuer- oder Regelvorrichtung, welche - zur Erzielung
eines Gleichlaufes von Antriebsrädern - dem Differentialgetriebe
oder den Differentialgetrieben zugeordnete
Sperren bzw. den Antriebsrädern zugeordnete, einzeln
steuerbare Bremsen und/oder eine den zuschaltbaren
Allradantrieb an den Antriebsstrang des Fahrzeuges
anschließende Kupplungsanordnung für vorgebbare
Haltezeiten betätigt, wenn aus den Sensorsignalen
ermittelbare Drehzahldifferenzen der Räder fest oder
fahrzustandsabhängig vorgegebene Schwellwerte überschreiten.
Neben Fahrzeugen mit permanentem Allradantrieb gibt es
Fahrzeuge, bei denen der Allradantrieb manuell oder
automatisch zugeschaltet wird. Für die automatische
Zuschaltung werden teilweise Viskosekupplungen eingesetzt,
bei denen das übertragbare Drehmoment von den Drehzahlunterschieden
zwischen Kupplungseingang und -ausgang
abhängt. Bei geringen Drehzahldifferenzen wird praktisch
kein bzw. nur ein verschwindendes Drehmoment übertragen.
Bei Überschreitung eines Schwellwertes der Drehzahldifferenz
steigt das Maß des übertragbaren Drehmomentes steil an.
Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß sich das jeweilige
Fahrzeug bei Fahrt auf rutschfestem Untergrund praktisch
wie ein heck- oder frontgetriebenes Fahrzeug verhält.
Erst unter schwierigen Fahrbedingungen wird der Allradantrieb
wirksam. Nachteilig ist jedoch, daß der Allradantrieb jeweils
bei einer fest vorgegebenen Drehzahldifferenz zwischen
Vorder- und Hinterrädern wirksam wird und dementsprechend
eine Berücksichtigung besonderer Fahrumstände unmöglich ist.
Aus diesem Grunde gibt es bereits automatisch zuschaltbare
Allradantriebe, die mittels einer Steuer- bzw. Regelvorrichtung
betätigt werden.
Beispielsweise zeigt die DE-PS 37 21 622 ein Kraftfahrzeug
mit einer ständig angetriebenen Achse und einer automatisch
antriebsmäßig zuschaltbaren Achse, wobei ein Kriterium für
das automatische Zuschalten der zuschaltbaren Achse dadurch
erzeugt wird, daß mittels den Rädern zugeordneter Drehzahlgeber
beobachtet wird, wie oft Drehzahldifferenzen zwischen den
Rädern der ständig angetriebenen Achse auftreten. Falls die
Häufigkeit von Drehzahlunterschieden zwischen den Rädern der
ständig angetriebenen Achse einen hohen ersten Schwellwert
überschreitet, wird die zuschaltbare Achse mit dem Antriebsstrang
gekuppelt. Dabei bleibt die zuschaltbare Achse nunmehr
so lange zugeschaltet, bis ein Abschaltkriterium ermittelt
worden ist. Das Abschaltkriterium besteht darin, daß die
Häufigkeit des Auftretens von Drehzahldifferenzen zwischen
den Rädern der ständig angetriebenen Achse einen niedrigen
zweiten Schwellwert unterschreitet. Gemäß der DE-PS 37 21 622
wird also mit Einschalt- und Ausschaltkriterien gearbeitet,
d. h. nach Auftreten des Einschaltkriteriums bleibt die
zuschaltbare Achse solange mit dem Antriebsstrang antriebsmäßig
verbunden, bis das Abschaltkriterium auftritt.
Ähnliches ist bei einem in der DE-OS 35 27 959 beschriebenen
Fahrzeug der Fall. Als Einschaltkriterium dienen Drehzahldifferenzen
der permanent angetriebenen Räder bzw. das durch
derartige Drehzahldifferenzen verursachte automatische
Tätigwerden einer Antriebsschlupfregelung. Als Abschaltkriterium
kann ebenfalls das Raddrehverhalten ausgewertet
werden; gegebenenfalls können hierzu auch andere fahrdynamische
Parameter herangezogen werden.
Die DE-PS 32 25 459 bezieht sich ebenfalls auf ein Fahrzeug
mit einer ständig angetriebenen Achse sowie einer zuschaltbaren
Antriebsachse. Als Kriterium für die Zuschaltung
werden die Drehzahlunterschiede zwischen den Rädern der
ständig angetriebenen Achse und den Rädern der zuschaltbaren
Achse im nicht zugeschalteten Betriebszustand verwendet.
Darüber hinaus wird der Lenkwinkel der Vorderräder berücksichtigt.
Bei engen Kurvenradien treten nämlich auch bei
völlig schlupffreier Fahrt relativ große Drehzahldifferenzen
zwischen den Fahrzeugvorderrädern und den Fahrzeughinterrädern
auf, d. h. zwischen den Rädern der angetrieben Achse und
den Rädern der nicht angetriebenen Achse. Nach der
DE-PS 32 25 459 soll nun ein derartiger, bei schlupffreier
Kurvenfahrt auftretender Drehzahlunterschied unberücksichtigt
bleiben. Dazu werden die bei dem jeweiligen Lenkwinkel bei
schlupffreier Kurvenfahrt zu erwartenden Drehzahlunterschiede
rechnerisch ermittelt. Diese zu erwartenden Drehzahlunterschiede
werden als "theoretisches Rutschmaß"
berücksichtigt, indem ein Einschaltkriterium für das
Zuschalten der zuschaltbaren Achse erst dann gegeben
ist, wenn die tatsächlich zwischen den Rädern auftretenden
Drehzahlunterschiede die zu erwartenden Drehzahlunterschiede,
d. h. das "theoretische Rutschmaß", überschreiten.
In der DE-PS 35 45 544 wird beschrieben, wie ein Zentraldifferential
beim Vorliegen verschiedener Einschaltkriterien
automatisch gesperrt werden kann, wobei für die automatische
Sperrung das Vorliegen eines einzigen Einschaltkriteriums
genügt. Ein Einschaltkriterium besteht darin, daß sich
bereits eine Antriebsschlupfregelung eingeschaltet hat.
Ein zweites Einschaltkriterium wird von einer den Fahrzustand
des Fahrzeuges charakterisierenden Größe, die vom Lenkwinkel
sowie der Fahrgeschwindigkeit abhängt, gebildet. Die Sperre
des Zentraldifferentiales wird also automatisch wirksam,
wenn eines dieser Einschaltkriterien vorliegt. Über die
Haltezeiten, für die die Sperre jeweils wirksam wird,
werden in der DE-PS 35 45 544 keinerlei Angaben gemacht.
Darüber hinaus fehlen auch jegliche Hinweise darauf,
ob bzw. wie bei einem häufig aufeinanderfolgenden Auftreten
der Einschaltkriterien eine Veränderung derselben möglich
bzw. zweckmäßig sein könnte.
Insbesondere bei Fahrzeugen mit nur einer angetriebenen
Achse ist es beispeilsweise in Verbindung mit Antriebsschlupfregelungen
bekannt, anstelle einer Differentialsperre
separat betätigbare Radbremsen anzuordnen und mittels einer
die Raddrehzahlen auswertenden Steuer- oder Regelvorrichtung
zu betätigen, um beispielsweise ein durchdrehendes und damit
gegenüber den Fahrzeugrädern sehr schnell drehendes
Antriebsrad abzubremsen. Dadurch wird automatisch über
das (nicht sperrbare) Differential auf das andere
Antriebsrad ein erhöhtes Drehmoment übertragen, so daß
ein gewünschter Gleichlauf der Antriebsräder herstellbar
ist. Hierbei können grundsätzlich gleiche Steuerkriterien
wie bei einer automatisch zuschaltbaren Antriebsachse
bzw. einem automatisch sperrbaren Differential verwendet
werden.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, bei Kraftfahrzeugen der
eingangs angegebenen Art eine besonders gute Anpassung an
die jeweiligen Fahrumstände zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Steuer- oder Regelvorrichtung die Sperre oder Sperren,
die Bremse oder Bremsen und/oder die Kupplungsvorrichtung
nach - teilweisem oder vollständigem - Lösen derselben
(Testabschaltung) jeweils in Abhängigkeit von einer Zeitspanne,
welche nach dem - teilweisen oder vollständigen - Lösen bis
zum erneuten Auftreten des Schwellwertes oder eines der
Schwellwerte verstreicht, für sukzessiv verlängerte Haltezeiten
und/oder während eines vorgebbaren Zeitintervalles
bereits beim Auftreten eines verminderten Schwellwertes
bzw. verminderter Schwellwerte erneut betätigt.
Die Besonderheit der Erfindung liegt darin, daß eine ausgeprägt
adaptive Regelung erreicht wird, dergestalt, daß bei sehr
kurzen Zeitspannen zwischen einer Testabschaltung und dem
erneuten Auftreten eines als Einschaltkriterium dienenden
Schwellwertes mit sukzessiv länger werdenden Haltezeiten
und/oder mit sukzessiv abgesenkten Schwellwerten gearbeitet
wird.
Die Erfindung beruht auf der allgemeinen Erkenntnis, daß besonders
schwierige, d. h. insbesondere rutschige Fahrbahnverhältnisse
vorliegen müssen, wenn unmittelbar nach einem Eingriff
der Steuer- bzw. Regelvorrichtung in die Verteilung der
Antriebsleistung auf die permanent bzw. zuschaltbaren Antriebsräder
ein erneuter Eingriff notwendig wird. Um eine feinfühlige
Steuerung bzw. Regelung vornehmen zu können, kann der
jeweilige Eingriff zunächst während einer sehr kurzen Haltezeit
erfolgen, sodann erfolgt eine Testabschaltung, d. h. die
zuvor betätigte Sperre, Bremse und/oder Kupplungsanordnung
werden gelöst und nachfolgend für eine verlängerte Haltezeit
betätigt, falls die während der Testabschaltung auftretenden
Raddrehzahlen bzw. Differenzen derselben vorgebbare Schwellwerte
überschreiten. Durch die zunehmend bis auf einen Maximalwert
verlängerten Haltezeit wird gleichzeitig vermieden,
daß sich im Antriebsstrang unerwünschte Schwingungen erregen
können.
Zusätzlich oder alternativ wird die Ansprechempfindlichkeit
der Steuer- oder Regelvorrichtung nach einem Eingriff derselben
erhöht, so daß unter Umständen keine vollständige Testabschaltung
der jeweils zuvor betätigten Bremse, Sperre
und/oder Kupplungsanordnung erfolgt, vielmehr werden dieselben
bereits bei beginnenden bzw. noch relativ geringen Drehzahldifferenzen
zwischen den Rädern des Fahrzeuges erneut
betätigt.
Im Falle eines automatisch zugeschalteten Allradantriebes
beispielsweise werden also die jeweils zugeschalteten
Antriebsräder unter Umständen bei einer Testabschaltung
gar nicht vollständig vom Antriebsstrang getrennt, vielmehr
wird während der Testabschaltung lediglich ein vermindertes
Drehmoment auf die zugeschalteten Antriebsräder übertragen.
Dadurch kann vermieden werden, daß eines der dauernd angetriebenen
Antriebsräder bzw. die dauernd angetriebenen
Antriebsräder während der Testabschaltung übermäßig durchrutschen
und die Zugkraft des Fahrzeuges vergleichsweise
stark absinkt.
In prinzipiell gleicher Weise kann eine mit Kraftschluß
arbeitende Differentialsperre gesteuert werden. Falls bereits
bei teilweisem Lösen der Differentialsperre, d. h. bei vermindertem
Kraftschluß, an den dem jeweiligen Differential zugeordneten
Antriebsrädern Drehzahldifferenzen auftreten, welche
einen zuvor verminderten Schwellwert überschreiten, so wird
die Differentialsperre wieder voll wirksam gesteuert. Auch in
diesem Falle erfolgt also keine vollständige Testabschaltung.
Auch wenn der Gleichlauf von Antriebsrädern durch separates
Betätigen der Radbremsen erzielt wird, ist es grundsätzlich
möglich, eine jeweils betätigte Radbremse bereits nach teilweiser
Verminderung der Bremskraft erneut verstärkt zu betätigen,
wenn beim teilweisen Lösen der genannten Radbremse
bereits ein zuvor verminderter Schwellwert einer Drehzahldifferenz
der Antriebsräder erreicht bzw. überschritten wird.
Dadurch ist gewährleistet, daß auch dem jeweils langsamer
drehenden Antriebsrad dauernd ein gewisses Antriebsmoment
zugeführt wird.
In besonders bevorzugter Ausführungsform der Erfindung kann
vorgesehen sein, daß die Länge des Zeitintervalles, in welchem
die Steuer- oder Regelvorrichtung auf verminderte Schwellwerte
reagiert, von der Häufigkeit bzw. der zeitlichen Aufeinanderfolge
der Schwellwertüberschreitungen abhängt. Dadurch wird
in besonders feinfühliger Weise erreicht, daß die Bremsen
bzw. Sperren bzw. Kupplungsvorrichtungen bei rutschigen
Fahrverhältnissen ohne nennenswerte Verzögerung reagieren.
Des weiteren ist es möglich, daß die Steuer- bzw. Regelvorrichtung
ständig überprüft, welche Drehbeschleunigungen bzw.
-verzögerungen der Fahrzeugräder auftreten und entsprechende
Meßwerte ständig aktualisiert und für eine vorgegebene Zeitdauer
speichert. Solange bei den registrierten Drehbeschleunigungen
bzw. -verzögerungen keine größeren Drehzahldifferenzen
zwischen den Fahrzeugrädern aufgetreten sind, stellt die
registrierte Drehbeschleunigung bzw. -verzögerung ein Maß für
den mindestens vorhandenen Reibwert der jeweiligen Fahrbahn
dar. Sollte beim Beschleunigen des Fahrzeuges eine größere
Drehzahldifferenz zwischen verschiedenen Rädern aufgetreten
sein oder sollte beim Abbremsen des Fahrzeuges das Antiblockiersystem
angesprochen haben, so bilden die jeweils
ermittelten Drehbeschleunigungen bzw. -verzögerungen der
Räder ein Maß für die Obergrenze des Reibwertes der jeweiligen
Fahrbahn. Wenn nun die Steuer- bzw. Regelvorrichtung die
Schwellwerte der zwischen den Fahrzeugrädern auftretenden
Drehzahldifferenzen, bei denen in die Verteilung der Antriebsleistung
auf die permanent bzw. zuschaltbaren Antriebsräder
eingegriffen wird, analog zur Größe der auftretenden Drehbeschleunigungen
bzw. -verzögerungen der Räder abändert, so läßt
sich das Antriebssystem an die Reibwerte der jeweiligen Fahrbahn
anpassen, indem auf rutschigem Untergrund bereits bei
vergleichsweise geringen Drehzahldifferenzen zwischen den
Fahrzeugrädern in die Verteilung der Antriebsleistung auf die
permanent bzw. zuschaltbaren Antriebsräder eingegriffen wird.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist
bevorzugt vorgesehen, die Schwellwerte geschwindigkeitsabhängig
und in Abhängigkeit des Lenkwinkels zu verändern,
wobei die Schwellwerte mit zunehmendem Wert des Produktes
aus Geschwindigkeit und Lenkwinkel vermindert werden.
Dadurch wird erreicht, daß die Steuer- bzw. Regelvorrichtung
in engen Kurven, z. B. bei Paßfahrten, besonders
frühzeitig in die Verteilung der Antriebsleistung auf die
permanent angetriebenen bzw. zuschaltbaren Antriebsräder
eingreift. Dadurch wird vermieden, daß beim Eingriff der
Steuer- oder Regelvorrichtung in die Verteilung der Antriebsleistung
an den jeweils langsamer drehenden Antriebsrädern
plötzlich bzw. stoßartig erhöhte Antriebsmomente wirksam
werden. Dies hat folgende Bedeutung:
Bei Kurvenfahrt kann insbesondere dann, wenn beschleunigt wird, ein Antriebsrad durchdrehen. Dies ist gleichbedeutend damit, daß das durchdrehende Antriebsrad seine Bodenhaftung und damit auch seine Seitenführungskraft weitestgehend verloren hat, während das langsam drehende Antriebsrad in der Regel noch mit Bodenhaftung und dementsprechend vorhandener Seitenführungskraft arbeitet. Indem vermieden wird, daß das langsam drehende Antriebsrad plötzlich bzw. stoßweise durch ein Antriebsmoment beaufschlagt wird, wird wirksam verhindert, daß auch das langsam drehende Antriebsrad aufgrund des Eingriffes der Steuer- oder Regelvorrichtung in die Verteilung der Antriebsleistung seine Bodenhaftung bzw. Seitenführungskraft verliert.
Bei Kurvenfahrt kann insbesondere dann, wenn beschleunigt wird, ein Antriebsrad durchdrehen. Dies ist gleichbedeutend damit, daß das durchdrehende Antriebsrad seine Bodenhaftung und damit auch seine Seitenführungskraft weitestgehend verloren hat, während das langsam drehende Antriebsrad in der Regel noch mit Bodenhaftung und dementsprechend vorhandener Seitenführungskraft arbeitet. Indem vermieden wird, daß das langsam drehende Antriebsrad plötzlich bzw. stoßweise durch ein Antriebsmoment beaufschlagt wird, wird wirksam verhindert, daß auch das langsam drehende Antriebsrad aufgrund des Eingriffes der Steuer- oder Regelvorrichtung in die Verteilung der Antriebsleistung seine Bodenhaftung bzw. Seitenführungskraft verliert.
In besonders bevorzugter Ausführungsform der Erfindung werden
einerseits Drehzahldifferenzen zwischen Vorder- und Hinterrädern
und andererseits Drehzahldifferenzen zwischen den Rädern
entgegengesetzter Fahrzeugseiten registriert. Auf diese Weise
ist es möglich, bei schneller Kurvenfahrt die Steuerung der
Verteilung der Antriebsleistung auf die permanent angetriebenen
oder zuschaltbaren Antriebsräder in erster Linie in
Abhängigkeit von Drehzahldifferenzen zwischen den Rädern
entgegengesetzter Fahrzeugseiten vorzunehmen, wobei mit
wachsender Fahrgeschwindigkeit und wachsenden Lenkwinkeln
zunehmende Schwellwerte für die zulässigen Drehzahldifferenzen
verwendet werden, um den bei Kurvenfahrt
unterschiedlichen Bahnradien und Drehgeschwindigkeiten
der Räder Rechnung zu tragen.
Um eine den Fahrer unter Umständen überraschende Änderung
des Fahrverhaltens zu vermeiden, beispielsweise den Übergang
von untersteuerndem zu übersteuerndem Lenkverhalten, kann es
zweckmäßig sein, daß die Steuer- bzw. Regelvorrichtung eine
gegebenenfalls betätigte Hinterachs-Differentialsperre und/oder
eine Sperre des Zentraldifferentials zwischen Vorder- und
Hinterachse frühestens erst dann öffnet, wenn die Lenkung
ihre Geradeausstellung bzw. eine Nachbarlage erreicht hat.
Um das Anfahren auf rutschigem Untergrund zu erleichtern,
kann die Steuer- bzw. Regelvorrichtung beim jeweils nachfolgenden
Anfahrversuch die bei einem innerhalb einer vorgebbaren
Zeitspanne vorangegangenen Anfahrversuch wirksam geschalteten
Sperren, Bremsen und/oder Kupplungsanordnungen
von Anfang an wirksam lassen. Dies ist gleichbedeutend damit,
daß beim nachfolgenden Anfahrversuch nicht erst abgewartet
wird, bis Drehzahldifferenzen zwischen den Rädern des Fahrzeuges
auftreten, vielmehr wird ein Gleichlauf der Antriebsräder
von Anfang an erzwungen, so daß mit einem geringstmöglichen
Schlupf angefahren werden kann.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der
Erfindung auf die Ansprüche verwiesen.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der
Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt die einzige Figur eine schematisierte Draufsicht
auf ein Fahrzeug mit zuschaltbarem Allradantrieb.
Das dargestellte Fahrzeug fährt im Regelfalle lediglich mit
Heckantrieb, d.h. mit angetriebenen Hinterrädern 1; die Vorder
räder 2 werden nur unter besonderen Bedingungen antriebsmäßig
zugeschaltet.
Der Motor 3 ist über ein herkömmliches, manuell oder automa
tisch betätigtes Schaltgetriebe 4 mit einem Verteilergetriebe
5 antriebsverbunden, welches über einen Hauptantriebsstrang 6
mit den Hinterrädern 1 und einen Nebenantriebsstrang 7 mit
den Vorderrädern 2 antriebsmäßig verbunden bzw. verbindbar
ist. Dabei wird die Antriebsleistung im Hauptantriebsstrang 6
über ein Hinterachsdifferential 8, welches mit einer Sperre
versehen ist, auf die Hinterräder übertragen.
Im Nebenantriebsstrang 7 ist zwischen den lenkbaren Vorder
rädern 2 ein Vorderachsdifferential 9 angeordnet, welches im
Hinblick auf eine gute Lenkbarkeit des Fahrzeuges in der
Regel nicht gesperrt werden kann.
Das Verteilergetriebe 5 besitzt eine Kupplungsanordnung, mit
der der Nebenantriebsstrang 7 völlig vom Motor 3 abgekoppelt
werden kann; bei diesem Betriebszustand ist der Hauptantriebs
strang 6 praktisch unmittelbar mit dem Motor 3 bzw. dem
Schaltgetriebe 4 antriebsverbunden.
Sobald der Nebenantriebsstrang 7 zugeschaltet wird, sind
Hauptantriebsstrang 6 und Nebenantriebsstrang 7 mit den
beiden Ausgängen eines als Teil des Verteilergetriebes 5
angeordneten Zentraldifferentials antriebsverbunden,
dessen Eingang mit dem Schaltgetriebe 4 bzw. dem Motor 3
verbunden ist. Dem Zentraldifferential ist eine Differential
sperre zugeordnet, so daß im gesperrten Zustand ein Gleichlauf
zwischen Hauptantriebsstrang 6 und Nebenantriebsstrang 7
erzwungen wird.
Die dem Verteilergetriebe 5 zugeordnete Kupplungsanordnung
sowie die Sperre des Zentraldifferentials des Verteiler
getriebes 5 und die Sperre des Hinterachsdifferentials 8
werden von einer Steuer- bzw. Regelvorrichtung 10 automatisch
betätigt. Die Steuer- bzw. Regelvorrichtung 10 ist eingangs
seitig mit verschiedenen Sensoren verbunden. Dabei registrie
ren die Sensoren 11 die Drehgeschwindigkeit der Vorderräder 2.
Ein Sensor 12 registriert die Drehgeschwindigkeit des Haupt
antriebsstranges 6. Gegebenenfalls können anstelle des Sensors
12 auch Sensoren 13 angeordnet sein, welche jeweils die Dreh
zahlen der zugeordneten Hinterräder 1 registrieren. Des weiteren
sind noch Sensoren 14 bzw. 15 für den Lenkwinkel der Vorderräder
2 bzw. die Geschwindigkeit des Fahrzeuges vorgesehen.
Mit den Sensoren 11 kann überprüft werden, inwieweit die
Vorderräder 2 unterschiedlich schnell drehen.
Mit den Sensoren 11 und 12 läßt sich überprüfen, inwieweit die
mittleren Drehzahlen der Vorderräder 2 bzw. die Drehzahl eines
einzelnen Vorderrades 2 von der mittleren Drehzahl der Hinter
räder 1 abweichen. Eine entsprechende Überprüfung kann auch
mittels der Sensoren 11 und 13 erfolgen, wobei die Sensoren 13
zusätzlich die Möglichkeit bieten, Drehzahldifferenzen zwischen
den Hinterrädern 1 festzustellen.
In Abhängigkeit von auftretenden Drehzahldifferenzen sowie
in Abhängigkeit von der mittels des Sensors 15 ermittelten
Geschwindigkeit des Fahrzeuges und des mittels des Sensors 14
abgetasteten Lenkwinkels kann die Steuer- bzw. Regelvorrich
tung 10 zwischen vier Möglichkeiten der Verteilung der
Antriebsleistung des Motors 3 auf die Räder 1 und 2 aus
wählen:
Im Normalfall (Stufe 0) werden nur die Hinterräder 1 ange
trieben, wobei die Sperre des Hinterachsdifferentials 8
geöffnet bleibt.
Des weiteren ist ein ausgeglichener Allradantrieb (Stufe 1)
möglich, bei dem alle Räder 1 und 2 angetrieben werden und
sowohl die Sperre des Zentraldifferentials als auch die Sperre
des Hinterachsdifferentials 8 geöffnet bleiben.
Außerdem ist ein Allradantrieb mit eingeschalteter Sperre
des Zentraldifferentials möglich (Stufe 2), wobei die Sperre
des Hinterachsdifferentials 8 geöffnet bleibt.
Schließlich kann mit Allradantrieb und gesperrten Zentral-
und Hinterachsdifferentialen gefahren werden (Stufe 3).
Die verschiedenen Stufen werden nach unterschiedlichen Krite
rien ein- bzw. ausgeschaltet, wobei die höheren Stufen, insbe
sondere Stufe 2 und 3, bei höheren Fahrgeschwindigkeiten nicht
eingeschaltet werden können. Im übrigen wird beim Betätigen
der Fahrzeugbremse grundsätzlich in die Stufe 0 zurückgeschal
tet; dazu erhält die Steuer- bzw. Regelvorrichtung 10 beim
Betätigen der Bremse ein Bremssignal.
Bei sehr geringer Geschwindigkeit wird in der Regel ständig
in Stufe 1 gefahren.
Während der Fahrt überprüft die Steuer- bzw. Regelvorrichtung
10 ständig die Drehzahlen der Vorder- und Hinterräder 1 und
2, wobei beim Erreichen von Schwellwerten für Drehzahldiffe
renzen zwischen den Rädern 1 und/oder 2 in die jeweils höhere
Stufe übergegangen wird. Diese Stufe bleibt für eine gewisse
Haltezeit eingeschaltet, sodann erfolgt eine Testabschaltung.
Falls dabei wiederum Drehzahldifferenzen auftreten, wird die
höhere Stufe erneut eingeschaltet. Gegebenenfalls kann auch
zur darüberliegenden Stufe übergegangen werden.
Um eine den jeweiligen Umständen besonders angepaßte Betriebs
weise des Fahrzeuges zu gewährleisten, ist vorgesehen, die
Haltezeiten sukzessive zu verlängern, falls bei einer Test
abschaltung bzw. innerhalb einer vorgebbaren Zeitspanne nach
einer Testabschaltung erneut das Kriterium für eine höhere
Stufe erreicht wird. Zusätzlich oder alternativ ist vorge
sehen, die Schwellwerte für eine nächst höhere Stufe nach
bzw. bei einer Testabschaltung für eine vorgegebene Zeitdauer
abzusenken, so daß die Steuer- bzw. Regelvorrichtung 10 auf
gegebenenfalls bei oder nach einer Testabschaltung aufgetre
tene Drehzahldifferenzen empfindlicher und damit schneller
reagiert.
Im übrigen können besondere Bedingungen berücksichtigt werden,
wie aus den obigen Ausführungen bzw. den Ansprüchen ersicht
lich ist.
Beim Fahrbetrieb können zwischen den Rädern Drehzahl
differenzen auftreten, die nicht auf unterschiedlichem
Schlupf der Räder beruhen. Derartige Drehzahldifferenzen
beruhen vor allem auf unterschiedlichen Luftdrucken in
der Bereifung, d.h. auf unterschiedlichen Abrollumfängen
der Räder. Um eine feinfühlige Steuerung der Schwellwerte
für das Wirksamwerden der Sperren bzw. Bremsen zu ermöglichen,
ist es erwünscht, derartige Drehzahlunterschiede berück
sichtigen zu können. Hierbei kann der Effekt ausgenutzt
werden, daß sich bei unterschiedlichen Abrollumfängen
zweier Räder bei schlupffreier Geradeausfahrt unabhängig
von der Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Fahr
zeuges ein konstanter Quotient zwischen den Drehzahlen
dieser Räder einstellt. Da die Raddrehzahlen für ein Anti
blockiersystem der Betriebsbremse ohnehin ständig mit
Sensoren überwacht werden, stehen diese Signale ohne
zusätzlichen Aufwand zur Verfügung.
Sobald die Lenkung ihre durch einen Sensor angezeigte
Geradeausstellung einnimmt, wird bei Fahrzuständen ohne
Betätigung der Bremsen oder Sperren überprüft, inwieweit
Drehzahlverhältnisse der Räder bei Geschwindigkeitsänderungen
des Fahrzeuges unverändert bleiben. Diese Überprüfung erfolgt
vor allem bei geringen Geschwindigkeiten und relativ geringen
Beschleunigungen des Fahrzeuges.
Ein nachfolgender Eingriff der Steuer- und Regelvorrichtung
in die Verteilung der Antriebsleistung auf die Antriebsräder
kann dann sehr feinfühlig erfolgen, wenn Abweichungen von
dem zuvor ermittelten Drehzahlverhältnis erfolgen.
Die Steuer- und Regelvorrichtung wird also "geeicht", um ein
bestimmtes Drehzahlverhältnis als Normalzustand zu erkennen.
Claims (10)
1. Kraftfahrzeug mit über Differentialgetriebe angetriebenen
Rädern, insbesondere mit zuschaltbarem Allradantrieb, sowie
mit einer über Sensoren die Drehgeschwindigkeit von Rädern
abtastenden Steuer- oder Regelvorrichtung, welche - zur
Erzielung eines Gleichlaufes von Antriebsrädern - dem Differentialgetriebe
oder den Differentialgetrieben zugeordnete Sperren
oder den Antriebsrädern zugeordnete, einzeln steuerbare Bremsen
und/oder eine dem zuschaltbaren Allradantrieb an den Antriebsstrang
des Fahrzeuges anschließende Kupplungsanordnungen für
vorgebbare Haltezeiten betätigt, wenn aus den Sensorsignalen
ermittelbare Drehzahldifferenzen der Räder fest oder fahrzustandsabhängig
vorgegebene Schwellwerte überschreiten,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuer- oder Regelvorrichtung (10) die Sperre oder
Sperren, die Bremse oder Bremsen und/oder die Kupplungsvorrichtung
nach - teilweisem oder vollständigem - Lösen
derselben (Testabschaltung) jeweils in Abhängigkeit von einer
Zeitspanne, welche nach dem - teilweisen oder vollständigen -
Lösen bis zum erneuten Auftreten des Schwellwertes oder eines
der Schwellwerte verstreicht, für sukzessiv verlängerte
Haltezeiten und/oder während eines vorgebbaren Zeitintervalles
bereits beim Auftreten eines verminderten Schwellwertes
oder verminderter Schwellwerte erneut betätigt.
2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge des Zeitintervalles von der Häufigkeit
oder zeitlichen Aufeinanderfolge der Schwellwertüberschreitungen
abhängt.
3. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuer- bzw. Regelvorrichtung (10) Drehbeschleunigungen
oder -verzögerungen von Rädern (1, 2) ermittelt
und die ermittelten Werte für eine vorgebbare Zeitdauer
zu speichern vermag und die Schwellwerte - zumindest
unterhalb eines Grenzwertes der Fahrgeschwindigkeit -
analog der Größe der registrierten Beschleunigungen oder
Verzögerungen erhöht bzw. absenkt.
4. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß - zumindest in einem unteren Geschwindigkeitsbereich -
der Schwellwert für die maximal zulässige Drehzahldifferenz
zwischen Vorder- und Hinterrädern (1, 2) umgekehrt proportional
zum Produkt aus dem Wert des jeweiligen Lenkwinkels und
dem Wert der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit verändert wird.
5. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Kurvenfahrt mit wachsender Fahrgeschwindigkeit
und wachsenden Lenkwinkeln zunehmende Schwellwerte für
Drehzahldifferenzen zwischen Rädern an entgegengesetzten
Fahrzeugseiten, insbesondere zwischen den Vorderrädern (2),
zugelassen sind.
6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach Betätigen von Sperren eines Hinterachs- und/oder
Zentraldifferentials ein Öffnen dieser Sperren, insbesondere
ein Öffnen der Sperre des Hinterachsdifferentials, nur bei
einer Stellung der Lenkung in bzw. nahe der Geradeauslage
erfolgt.
7. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei zugeschaltetem Allradantrieb eine der Hinterachse
zugeordnete Differentialsperre in Abhängigkeit von Drehzahldifferenzen
der Vorderräder (2) einschaltbar ist.
8. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Falle aufeinanderfolgender Anfahrversuche beim
jeweils innerhalb einer vorgebbaren Zeitspanne nachfolgenden
Anfahrversuch die beim vorangegangenen Anfahrversuch
ermittelten und in einem Informationspuffer abgespeicherten
Daten berücksichtigt werden, derart, daß zuvor wirksam
geschaltete Sperren, Bremsen und/oder Kupplungsanordnungen
von Anfang an während einer vorgebbaren, gegebenenfalls
verlängerten Haltezeit wirksam bleiben.
9. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Betätigung der Sperre des Hinterachsdifferentials,
insbesondere das Schließen dieser Sperre, oder die Betätigung
der einzelnen steuerbaren Bremsen der Hinterräder zur
Erzielung eines Gleichlaufes derselben in Abhängigkeit
vom Lenkwinkel und von der Fahrgeschwindigkeit erfolgt.
10. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Geradeausfahrt und unbetätigten Bremsen und/oder
Differentialsperren die Raddrehzahlen gemessen abgefragt werden und
innerhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeits- und/oder
Beschleunigungsbereiches überprüft wird, welche Drehzahlverhältnisse
konstant bleiben, und daß nachfolgend nur
Abweichungen von diesen Drehzahlverhältnissen eine Betätigung
der Sperren, Bremsen und/oder Kupplungsanordnungen auslösen.
Priority Applications (6)
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