DE3912349C2

DE3912349C2 - Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Aufteilung der Antriebskraft zwischen den Rädern einer Achse

Info

Publication number: DE3912349C2
Application number: DE19893912349
Authority: DE
Inventors: Yasuji Shibahata
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-04-15
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2009-04-15
Also published as: GB2217277B; GB2217277A; DE3912349A1; GB8908642D0; JPH01154021U

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Aufteilung der Antriebskraft zwischen den Rädern einer Achse.

Kraftfahrzeuge haben eine Kraftübertragungseinrichtung zur Übertragen der Antriebskraft eines Motors auf eine Paar von in Querrichtung im Abstand angeordneten Antriebslaufrädern, um Antriebskräfte zu erzeugen. Eine derartige Kraftübertra gungseinrichtung umfaßt ein Differential, welches die An triebslaufräder auf den zugeordneten äußeren und inneren Spur kreisen mit entsprechenden Geschwindigkeiten in Abhängig keit von den Radien dieser äußeren und inneren Spurkreise antreiben, wenn das Kraftfahrzeug eine Kurve durchfährt. Übliche Differentiale sind derart ausgelegt, daß sie gleiche Anteile der Motorantriebsleistung vom Motor auf die Antriebsräder übertragen. Wenn jedoch eines der Antriebs räder in einer Schlammpfütze o.dgl. auf einer Straße steckt, so läuft dieses leer durch und die auf das andere Antriebsrad übertragene Antriebsleistung reduziert sich entsprechend, so daß effektive Antriebskräfte nicht erzeugt werden können. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, wurden in jüngster Zeit verschiedene Differentiale vorgeschlagen, bei welchen die Differentialfunktion begrenzt wird, um vor bestimmte, minimale Antriebskräfte aufrecht zu erhalten, die zum Antreiben des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stehen. Differentiale mit dieser Fähigkeit der Begrenzung der Dif ferentialfunktion bzw. einer sogenannten Differentialsperre, wer den häufig auch als Differentiale mit Schlupfbegrenzung bezeichnet. Sie können drehmomentproportional ausgelegt sein zur Begrenzung der Differentialfunktion in Abhängig keit von einem Drehmoment auf, das zwischen einem Paar von Zahnrädern wirkt.

Die vorstehend genannten üblichen Differentiale begrenzen die Differentialfunktion auf mechanische Weise. Wenn das Kraftfahrzeug eine Kurve durchfährt, wird die von dem An triebsrad auf dem inneren Spurkreis aufgebrachte An triebskraft infolge der Differenz zwischen den Drehge schwindigkeiten der Antriebsräder auf den inneren und äußeren Spurkreisen erhöht. Die erhöhte Antriebskraft er zeugt dann ein Moment, welches der gewünschten Drehbewegung des Kraftfahrzeugs in der Kurve entgegenwirkt. Dies ver schlechtert das Spurverhalten bzw. das Spurhaltevermögen des Kraftfahrzeugs.

Es wurden verschiedene Steuervorrichtungen zur Aufteilung der Antriebskraft zwischen Antriebsrädern zur Verbesserung der Fahr eigenschaften von Kraftfahrzeugen vorgeschlagen. Aus der gattungsgemäßen DE 36 35 406 A1 ist eine Steuervorrichtung für Kraftfahrzeuge zur Auf teilung der Antriebskraft zwischen den beiden Hinterrädern des Kraftfahrzeugs bekannt, welches aufweist:
eine Antriebskraft-Verteilungseinrichtung zur Verteilung der Motorantriebsleistung auf die Antriebsräder,
einen Lenksensor zur Feststellung der Richtung des Lenkeinschlags und des Lenkwinkels,
einen Geschwindigkeitssensor zur Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit,
einen Eingangsdrehmomentsensor zur Erfasssung des Drehmoments, welches zu den Hinterrädern übertragen wird,
eine Steuereinheit zur Ermittlung des Sollverteilungsverhältnisses der an die Antriebsräder anzulegenden Antriebskräfte in Abhängig keit von den Signalen des Senk- und des Geschwindigkeitssensors, sowie
eine Treibereinrichtung zur Ansteuerung der Antriebskraft- Verteilungseinrichtung derart, daß das Istverteilungsverhältnis an den Antriebsrädern an das durch die Steuereinheit ermittelte Sollverteilungs verhältnis angenähert wird.

Hierdurch soll erreicht werden, daß bei Kurvenfahrt mit niedriger Geschwindigkeit durch stärkeres Antreiben des kurvenäußeren Rads ein die Querbewegung des Fahrzeugs unterstützendes Drehmoment auf die Karosserie ausgeübt wird; bei Kurvenfahrt mit hoher Ge schwindigkeit dagegen wird das kurveninnere Antriebsrad stärker angetrieben, um einen gegenteiligen Effekt zu erhalten.

Aus der DE 37 20 459 A1 ist eine Steuervorrichtung für ein Kraft fahrzeug zur Aufteilung der Antriebskraft zwischen der Vorder achse und der Hinterachse bekannt, jedoch ohne die Möglichkeit einer gesteuerten Verteilung der Antriebskraft auf die Räder einer Achse. Die Verteilung der Antriebskraft auf die beiden Achsen erfolgt bei einem von 5 Ausführungsbeispielen in Abhän gigkeit vom gemessenen Drehmoment der Ausgangswelle des Motorge triebes und vom gemessenen Lenkdrehmoment.

Auch die DE 36 26 025 A1 befaßt sich mit einer Steuervorrichtung zur Verteilung der Antriebskraft auf die Vorderachse und die Hinterachse, und zwar in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwin digkeit, dem Kurvenradius und der Differenz der Anfangsge schwindigkeiten der Vorder- und Hinterräder.

Querbeschleunigungssensoren werden bei den Steuervorrichtungen der genannten Schriften nicht eingesetzt. Aus der DE 36 27 549 A1 ist aber der Einsatz eines Querbeschleunigungssensors an sich in Verbindung mit einer Steuerschaltung für ein Antriebsschlupfre gelsystem, ein automatisches Getriebe und eine adaptive Fahr zeugfederung bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrich tung für ein Kraftfahrzeug zur Aufteilung der Antriebskraft zwischen den Rädern einer Achse bereitzustellen, die eine ver besserte Spurhaltigkeit des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß es bei der Ein leitung einer Kurvenfahrt als erstes zu einem relativ starken Anstieg der Lenkkraft mit anschließendem Abfall kommt und erst anschließend die Querbeschleunigung steil ansteigt, die dann im stationären Zustand (= gleichförmige Kreisfahrt) den bekannten konstanten Wert (v²/r) einnimmt. Erfindungsgemäß wird sowohl die Lenkkraft als auch die Querbeschleunigung bei der Bestimmung des Sollverteilungsverhältnisses berücksichtigt. Die Einbeziehung der Lenkkraft führt zu einer raschen, den Umständen angemessenen Reaktion des Systems auf die Einleitung der Richtungsänderung durch Berücksichtigung der auf die eingelenkten Vorderräder wirkenden Kräfte. Aufgrund der Erfassung der tatsächlichen Quer beschleunigung werden dann später die auf das Fahrzeug insgesamt wirkenden Querkräfte berücksichtigt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen angegeben.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung er geben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Darin zeigt

Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer Antriebskraft-Verteilungs einrichtung einer Steuervorrichtung gemäß einer ersten bevor zugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockdiagramm der Steuervorrichtung,

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung eines Steu erungsablaufes der Steuervorrichtung,

Fig. 4, 5 und 6 schematische Draufsichten von Antriebskraft-Verteilungs einrichtungen der Steuervorrichtung gemäß einer zweiten, dritten und vierten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 7 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Lenk kraftcharakteristika,

Fig. 8 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Quer beschleunigungscharakteristika, und

Fig. 9 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Steuervorrichtung.

Eine Steuervorrichtung zur Verwendung bei einem Kraftfahrzeug gemäß einer ersten bevorzugten Aus führungsform nach der Erfindung wird nachstehend unter Be zugnahme auf die Fig. 1 bis 3 erläutert.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist einer Lenkwelle 11a, die mit einem Lenkrad 11 gekoppelt ist, ein Lenksensor in der Form eines Drehmomentsensors 13 zugeordnet, welcher die Größe und die Richtung der Lenkkraft detektiert, welche an dem Lenkrad 11 anliegt. Ein Querbe schleunigungs- bzw. Seitenbeschleunigungs-Sensor 52 ist ir gendwo im Kraftfahrzeug angeordnet, welcher eine Beschleuni gung erfaßt, die in Querrichtung am Kraftfahrzeug angreift. Der Lenksensor 13 und der Querbeschleunigungssensor 52 sind elektrisch mit einer Steuereinheit 51 verbunden, die in Fig. 2 gezeigt ist. Eine Brennkraftmaschine (BKM) 12 ist mit einem Getriebe 14 derart verbunden, daß die von der Brennkraftmaschine 12 erzeugte Leistung über das Getriebe 14 auf ein vorderes Differential 15F übertragen wird.

Das vordere Differential 15F weist ein Differentialgehäuse 22F auf, das an der Fahrzeugkarosserie drehbar gelagert ist, und ein Paar von Abtriebsrädern 26FR, 26FL und ein Paar von Ritzelrädern 25F1, 25F2 auf, die mit den Abtriebsrädern 26FR, 26FL kämmen, wobei die Ritzelräder 25F1, 25F2 und die Zahn räder 26FR, 26FL in dem Differentialgehäuse 22F angeordnet sind. Die Abtriebsräder 26FR, 26FL sind jeweils mit einem Paar von in Querrichtung im Abstand angeordneten vorderen Laufrädern 16FL, 16FR über die Vorderachsen 30FR, 30FL je weils verbunden.

Ein Kraftübertragungsrad 21F ist fest an und um das Differen tialgehäuse 22F angebracht und ist in Kämmeingriff mit einem Zahnrad 14F gehalten, das auf der Abtriebswelle des Getriebes 14 angebracht ist, sowie auch in Kämmeingriff mit einem Ge triebe 17, das dazu dient, die Richtungen zu ändern, in denen die Leistung übertragen wird. Die Leistung der Brennkraftma schine 12 wird differentiell auf die vorderen Laufräder 16FL, 16FR über das vordere Differential 15F und auch auf eine Ge lenkwelle 18 über das Getriebe 17 übertragen.

Eine hydraulisch betätigte Übertragungskupplung 19 ist auf der Gelenkwelle 18 zur Übertragung eines Drehmoments in Ab hängigkeit von einem Druckmitteldruck angebracht, der von einer Treibereinrichtung in der Form einer Hydraulikdruckschaltung 35 (nachstehend näher beschrie ben) geliefert wird. Ein Antriebsrad 20R ist fest auf dem hinteren Ende der Gelenkwelle 18 angebracht und kämmt mit einem getriebenen Zahnrad 21R eines hinteren Differentials 15R. Daher wird die Leistung der Brennkraftmaschine 12 über die Gelenkwelle 18 und die Übertragungskupplung 19 auf das hintere Differential 15R übertragen.

Das hintere Differential 15R hat ein Differentialgehäuse 22R an und um welches das getriebene Zahnrad 21R und ein trei bendes Zahnrad 24R fest angebracht sind. Das treibende Zahn rad 24R ist in Kämmeingriff mit einem getriebenen Zahnrad 28 einer Getriebeeinrichtung 27 gehalten. Das hintere Differen tial 15R hat auch ein Paar von Ritzelrädern 25R1, 25R2 und ein Paar von Abtriebsrädern 26RL, 26RR, die mit den Ritzel rädern 25R1, 25R2 kämmen, wobei die Ritzelräder 25R1, 25R1 und die Abtriebsräder 26RL, 26RR drehbar in dem Differen tialgehäuse 22R gelagert sind. Die Abtriebsräder 26RL, 26RR sind jeweils mit den Abtriebswellen 29RL, 29RR gekoppelt, die mit einem Paar von in Querrichtung in Abstand angeordne ten hinteren Rädern 16RL, 16RR über Hinterachsen 30RL, 30RR jeweils verbunden sind.

Die Getriebeeinrichtung 27 hat eine Nebenwelle 33, die pa rallel zu den Abtriebswellen 29RL, 29RR drehbar gelagert ist, und Übertragungszahnräder 32RL, 32RR, die drehbeweglich auf der Nebenwelle 33 gelagert sind und jeweils in Kämmeingriff mit den Übertragungsrädern 31RL, 31RR sind, die fest auf den Abtriebswellen 29RL, 29RR jeweils vorgesehen sind. Zwi schen der Nebenwelle 33 und den Übertragungszahnrädern 32RL, 32RR sind hydraulische Kupplungen 34RL, 34RR jeweils ange ordnet, die mit der Druckmittelschaltung 35 zur Übertragung von Drehmomenten in Abhängigkeit von dem Druck des Druckmit tels verbunden sind, das von der Druckmitteldruckschaltung 35 zugeleitet wird.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist die Treibereinrichtung 35 eine Druckmitteldruckquelle 36 und drei magnetisch be triebene Steuerventile 37, 38, 39 auf, die parallel zu der Druckmitteldruckquelle 36 geschaltet sind. Die magnetisch betriebenen Steuerventile 37, 38, 39 sind mit der Übertra gungskupplung 19 und den Kupplungen 34RL, 34RR jeweils ver bunden. Die Druckmitteldruckquelle 36 weist einen Behälter 40 zur Aufnahme des Arbeitsöls, eine Pumpe 41 zur Ausgabe des Arbeitsöls mit einem Druck aus dem Behälter 40, einen Motor 42 zum Betreiben der Pumpe 41, ein Rückschlagventil 43 zum Verhindern, daß das Arbeitsöl zu dem Behälter 40 zurück fließt, einen Druckmitteldruckschalter 44 zum Detektieren des Drucks, unter dem das Arbeitsöl von der Pumpe 41 abge geben wird, und einen Sammler 45 zur Speicherung des Druck mitteldrucks auf. Die Druckmitteldruckquelle 36 liefert so mit Arbeitsöl unter einem vorbestimmten Druck zu den magne tisch betriebenen Steuerventilen 37, 38, 39.

Jedes magnetisch betriebene Steuerventil 37, 38, 39 weist ein Gehäuse 46 auf, das eine Einlaßöffnung 49i, eine Auslaßöff nung 49o und eine Durchlauföffnung 49d hat. Ferner weist es einen Steuerschieber 47 auf, der in dem Gehäuse 46 verschieb lich gelagert ist, sowie einen Magneten 48 (der von den Teilen 48a, 48b oder 48c gebildet werden kann) zum axialen Bewegen des Steuerschiebers 47. Die Einlaßöffnung 49i ist mit der Pumpe 41 verbunden, die Ablauföffnung 49d mit dem Behälter 40, und die Auslaßöffnung 49o mit einer der zugeordneten Kupplungen 19, 34RL, 34RR. Die Magnete 48a, 48b und 48c sind elektrisch mit der Steuereinheit 51 verbunden. In Abhängigkeit von der Erregung des Magneten 48 verschiebt sich der Steuerschie ber 47 in axialer Richtung, um die Querschnittsfläche eines Durchganges zwischen der Einlaßöffnung 49i und der Auslaß öffnung 49o zu verändern und den Druck des Arbeitsöles zu re geln, der von der Auslaßöffnung 40o abgegeben wird. Das Ge häuse 46 hat eine Gegendruckkammer 50, die in diesem vorge sehen ist, und an der der Druckmitteldruck von der Auslaßöff nung 49o anliegt, um eine Druckkraft auf den Steuerschieber 47 in eine Richtung entgegen der Druckkraft von dem Magneten 48 auszuüben. Wenn der Magnet 48 nicht erregt ist, bewegt sich der Steuerschieber 47 unter der Einwirkung der Druckkraft der Gegendruckkammer 50 in axialer Richtung, um die Auslaß öffnung 49o und die Durchlauföffnung 49d in Verbindung mitein ander zu bringen, wodurch ermöglicht wird, daß das Arbeits öl von der Auslaßöffnung 49o zu dem Behälter bzw. dem Vorrat 40 zurückkehrt.

Die magnetisch betriebenen Steuerventile 37, 38, 39 legen daher Druckmitteldrücke in Abhängigkeit von den elektrischen Strömen, die an den zugeordneten Magneten 48a, 48b, 48c anliegen, von den Auslaßöffnungen 49c an die Kupplungen 19, 34RL, 34RR an.

Die Steuereinheit 51 weist einen Kleinrechner oder andere Schaltungen zum Bestimmen eines Antriebskraft-Verteilerver hältnisses zwischen den hinteren Laufrädern 16RL, 16RR und einem Antriebskraft-Verteilerverhältnis der Hinterräder 16RL, 16RR zu den Vorderrädern 16FL, 16FR, basierend auf einer Lenkkraft T auf, die mit Hilfe des Lenksensors 13 de tektiert wird, sowie basierend auf der Querbeschleunigung G, die mit Hilfe des Querbeschleunigungssensors 52 detektiert wird. Elektrische Ströme werden in Abhängigkeit von den be stimmten Antriebskraft-Verteilerverhältnissen an die Magnete 48a, 48b, 48c der magnetisch betriebenen Steuerventile 37, 38, 39 angelegt.

Die Arbeitsweise der Antriebskraft-Verteilersteuervorrich tung der vorstehend beschriebenen Art wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm nach Fig. 3 näher erläutert.

Der Kleinrechner der Steuereinheit 51 führt wiederholt den Steuerungsablauf nach Fig. 3 aus, um die Kupplungen 19, 34RL, 34RR zum Steuern der Antriebskraftverteilung auf und zwischen den Hinterrädern 16RL, 16RR zu betätigen.

Wenn ein Zündschlüssel betätigt wird, um einen Zündschalter einzuschalten, werden der Kleinrechner und die weiteren Schal tungen aktiviert, um den Steuerungsablauf beginnen zu können. Der Kleinrechner wird zuerst initialisiert, indem gespeicher te Daten von einem Register in diesem gelöscht werden und das Register in einem Schritt P1 adressiert wird.

In einem nächsten Schritt P2 wird die Größe und die Richtung einer Lenkkraft oder eines Moments T aus einem Ausgangssignal von dem Lenksensor 13 gelesen. In einem Schritt P3 wird dann entsprechend eines gesondert definierten Unterpro gramms ein Bezugs-Hinterrad-Antriebskraftverteilerverhältnis Ro bestimmt, bei dem die Antriebskräfte auf die hinteren Räder 16R1, 16RR angelegt werden, d.h. ein Bezugswert für ein Verhältnis D_L/D_R zwischen einer Antriebskraft D_L, welche auf das Hinterrad 16RL wirkt und einer Antriebskraft D_R, welche auf das Hinterrad 16RR wirkt. In einem Schritt P3 wird das Bezugsverteilerverhältnis Ro aus einer vorbestimmten Da tentabelle durch Adressieren der Datentabelle mit Hilfe der Lenkkraft T bestimmt. Das Bezugsverteilerverhältnis Ro hat eine solche Charakteristika bezüglich der Lenkkraft T, daß es sich um ein gewisses Verhältnis ändert, wenn sich die Lenk kraft T ändert.

Wenn das Kraftfahrzeug eine Kurve durchfährt, ändert sich die Lenkkraft T in Abhängigkeit von der Position des Kraftfahr zeugs in der Kurve, d.h. von einem Verhältnis (R/Ro) eines Win kels R, um den sich das Kraftfahrzeug bereits zu einem Ge samtwinkel Ro gedreht hat, um den das Kraftfahrzeug bei der Kurve zu drehen ist, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Wie sich aus Fig. 7 entnehmen läßt, ist die Lenkkraft T im we sentlichen proportional zu der Position des Kraftfahrzeugs in der Kurve während einer Anfangsphase der Kurve. Daher ändert sich das Bezugsverteilerverhältnis Ro ebenfalls in Ab hängigkeit von der Position des Kraftfahrzeugs in der Kurve während der Anfangsphase der Kurve.

Dann wird eine Querbeschleunigung G, die auf das Kraftfahr zeug einwirkt, basierend auf einem Ausgangssignal von dem Querbeschleunigungssensor 52 in einem Schritt P4 gelesen. In einem Schritt P5 wird anschließend ein Sollwert für das Antriebskraft-Verteilerverhältnis R_T durch Korrektur des Be zugsverteilerverhältnisses Ro, basierend auf der detektier ten Querbeschleunigung G, bestimmt. In einem Schritt P5 wird ein zugeordneter Koeffizient α, basierend auf der Querbe schleunigung G bestimmt, und das Bezugsverteilerverhältnis Ro wird durch die Multiplikation mit dem Korrekturkoeffizien ten α oder alternativ einem Korrekturkoeffizienten β korri giert, der basierend auf der Querbeschleunigung G bestimmt ist, und das Bezugsverteilerverhältnis Ro wird durch die Addi tion des Korrekturwerts β zu oder durch die Subtraktion des Korrekturwertes β von dem Bezugsverteilerverhältnis Ro korri giert.

Die Querbeschleunigung G ändert sich mit der Position (R/Ro) des Kraftfahrzeugs in der Kurve, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Daher wird das Bezugsverteilerverhältnis Ro hauptsäch lich in einer Endphase der Kurve im Schritt P5 korrigiert. Bei der vorstehenden Ausführungsform wird das Bezugsverteiler verhältnis Ro derart korrigiert, daß es im wesentlichen propor tional zu der Querbeschleunigung G in der Endphase der Kurve ist. Folglich wird in einem Bereich, in dem die Querbeschleu nigung G größer ist, der Korrekturkoeffizient α oder der Korrekturwert β groß, um das Bezugsverteilerverhältnis Ro in einem großen Maße zu korrigieren.

In dem Schritt P5 wird ferner ein Antriebskraft-Verteilerver hältnis Rp der hinteren Räder 16RL, 16RR zu den vorderen Rädern 16FL, 16FR aus einer vorbestimmten Datentabelle, basierend auf der Lenkkraft T, und der Querbeschleunigung G bestimmt.

In einem nächsten Schritt P6 werden die elektrischen Ströme, die den Magneten 48a, 48b, 48c der magnetisch betätigten Steuer ventile 37, 38, 39 zuzuführen ist, basierend auf dem Soll wert des Antriebskraft-Verteilerverhältnisses R_T, zwischen den hinteren Rädern und dem Antriebskraft-Verteilerver hältnis Rp zwischen den vorderen und den hinteren Rädern bestimmt. Die bestimmten Ströme werden Magneten 48a, 48b, 48c in einem Schritt P7 zugeführt. Daher werden Drehmomente in Abhängigkeit von den den Magneten 48b, 48c zugeführten Strömen über die Kupplungen 34RL, 34RR auf die Hinterräder 16RL, 16RR übertragen, so daß das Antriebskraft-Verteilerver hältnis zwischen den hinteren Rädern 16RL, 16RR gesteu ert wird, um den Sollwert des Verteilerverhältnisses R_T zu erreichen.

Bei der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise wird das Be zugsverteilerverhältnis Ro in Abhängigkeit von der Lenkkraft T bestimmt, und dann wird es zu dem Sollwert des Verteiler verhältnisses R_T in Abhängigkeit von der Querbeschleunigung G korrigiert. Der Sollwert des Verteilerverhältnisses R_T ist ein Wert, der von der Lenkkraft proportional zu der Position des Kraftfahrzeugs in der Kurve während der Anfangsphase der Kurve abhängig ist, und er wird, basierend auf der Querbeschleunigung G zu einem Wert korrigiert, der der Position des Kraftfahr zeugs in der Kurve während der Endphase der Kurve zugeordnet ist. Daher wird das Antriebskraft-Verteilerverhältnis zwi schen den hinteren Rädern 16RL, 16RR derart gesteuert, daß man einen optimalen Wert in Abhängigkeit von der Position in der Kurve bei der gesamten Kurvenphase erhält. Beispiels weise kann entsprechend Fig. 9 eine Antriebskraft Fo, die auf ein hinteres Rad 16o auf einem äußeren Spurkreis ein wirkt, größer als eine Antriebskraft Fi gemacht werden, die auf ein hinteres Rad 16i auf dem inneren Spurkreis ein wirkt, und das Verhältnis zwischen diesen Antriebskräften Fo, Fi kann einen Wert in Abhängigkeit von den Kurvenbedingungen des Kraftfahrzeuges zur Verbesserung der Spurhaltigkeit des Kraftfahrzeuges einnehmen.

Die Fig. 4, 5 und 6 verdeutlichen Antriebskraft-Verteilungseinrich tungen der Steuervorrichtungen gemäß einer zweiten, dritten und vierten bevorzugten Ausführungs form nach der Erfindung. Jene Teile in den Fig. 4, 5 und 6, die mit den Teilen bei der ersten bevorzugten Aus führungsform übereinstimmen oder diesen ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nachstehend nicht mehr näher erläutert.

Gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 4 ist ein mechanisches Mitteldifferential 53 auf der Gelenkwelle 18 anstelle der Übertragungskupplung 19 bei der ersten Aus führungsform angebracht. Das Mitteldifferential 53 hat ein Differentialgehäuse 22c, das ein getriebenes Zahnrad 21c hat, das mit dem Antriebsrad auf der Abtriebswelle des Getriebes 14 kämmt. Das Mitteldifferential 53 hat auch ein Paar von Ab triebsrädern 26CF, 26CR, die jeweils mit den vorderen und hinteren Differentialen 15F, 15R gekoppelt sind.

Bei der zweiten Ausführungsform wird das Antriebskraft-Ver teilerverhältnis zwischen den hinteren Rädern 16RL, 16RR auf dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform ge steuert, so daß es von der Position des Kraftfahrzeugs in der Kurve zur Verbesserung der Spurhaltigkeit bzw. des Kurven verhaltens abhängig ist.

Gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform, die in Fig. 5 gezeigt sind, sind dem hinteren Differential 15R hydraulisch betätigte Mehrscheibenkupplungen 54RL, 54RR zugeordnet, die zwischen dem Differentialgehäuse 22R und den Abtriebswellen 29RL, 29RR angeordnet sind. Die Mehrscheibenkupplungen 54RL, 54RR weisen Reibungsplatten 55oL, 55oR, die fest mit den Querinnenwandflächen des Gehäuses 22R verbunden sind, Reibungs platten 55iL, 55iR, die fest auf den Abtriebswellen 29RL, 29RR jeweils angebracht sind, und Druckmittelkammern 56L, 56R auf, die an den äußeren Querwandflächen des Gehäuses 22R ge bildet werden. Die Reibungsplatten 55oL, 55oR und die Reibungs platten 55iL, 55iR sind in axialer Richtung abwechselnd angeordnet. Die Reibungsplatten 55oL, 55iL und die Reibungs platten 55oR, 55iR sind in Abhängigkeit von dem Druckmittel druck in Eingriff miteinander, der in den Druckmittelkammern 56L, 56R anliegt.

Bei der dritten bevorzugten Ausführungsform wird unter Druck stehendes Öl in die Druckmittelkammern 56L, 56R der Mehr scheibenkupplungen 54RL, 54RR eingeleitet, um einzeln die auf die hinteren Räder 16RL, 16RR zu übertragenden Dreh momente einzustellen, um die Verteilung der Antriebskräfte auf die hinteren Räder 16RL, 16RR zu steuern. Die anderen Auslegungseinzelheiten und die Arbeitsweise der dritten be vorzugten Ausführungsform stimmen mit jenen bei der ersten bevorzugten Ausführungsform überein.

Gemäß der vierten bevorzugten Ausführungsform, die in Fig. 6 gezeigt ist, sind die Brennkraftmaschine 12 und das Getriebe 14 in einem hinteren Teil eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Die Leistung von der Brennkraftmaschine 12 wird über das hin tere Differential 15R und die Gelenkwelle 18 auf das vordere Differential 15F übertragen. Das vordere Differential 15F hat hydraulisch betätigte Mehrscheibenkupplungen 54FL, 54FR, die die Fähigkeit haben, die hierbei übertragenen Drehmomente zu ändern, wie dies bei der dritten Ausführungsform der Fall ist.

Bei der vierten Ausführungsform wird das Antriebskraft-Ver teilerverhältnis zwischen den vorderen Rädern 16FL, 16FR durch die Mehrscheibenkupplungen 54FL, 54FR des vorderen Dif ferentials 15F gesteuert.

Bei jeder der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die Erfindung auf ein vierradgetriebenes Kraftfahrzeug angewandt. Jedoch können die Grundgedanken nach der Erfindung auch bei einem Fahrzeug Anwendung finden, bei dem nur zwei, in Querrichtung im Abstand angeordnete Vorder- oder Hinter räder angetrieben sind.

Wie voranstehend beschrieben ist, wird bei der Erfindung das Antriebskraft-Verteilerverhältnis zwischen den in Querrich tung im Abstand angeordneten Antriebsrädern derart ge steuert, daß man einen optimalen Wert in Abhängigkeit von der Position des Kraftfahrzeugs in der Kurve, ausgehend von einer Anfangsphase über eine Endphase der Kurve, hat, so daß das Kurvenverhalten des Kraftfahrzeugs hierdurch verbessert wird.

Zusammenfassend gibt die Erfindung eine Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug an, welche ein Antriebskraft-Verteilerverhältnis zwischen den Antriebsrädern, basierend auf der Lenkkraft und der Querbeschleunigung, steuert. Die Steuervorrichtung umfaßt eine Antriebskraft-Verteilungseinrichtung zum Verändern des Verteilungsverhältnisses der Antriebskräfte, die auf die Antriebsräder zu übertragen sind, einen Lenksensor zum Detektieren der Stärke und der Richtung der zum Lenken des Kraftfahrzeugs aufgebrachten Lenk kraft, einen Querbeschleunigungssensor zum De tektieren der Ouerbeschleunigung, die auf das Kraftfahrzeug einwirkt, eine Steuereinheit zum Bestimmen eines Sollwerts eines Verteilungsverhältnisses zwischen den an den Antriebsrädern anzulegenden An triebskräften, basierend auf der Lenkkraft, die mittels des Lenksensors detektiert wurde, und der Querbeschleunigung, die mittels des Querbeschleunigungs sensors festgestellt wurde, und eine Treiber einrichtung zum Aktivieren der Antriebskraft-Verteilungsein richtung derart, daß das Antriebskraft-Verteilungsverhältnis zwischen den an die Antriebsräder anzulegenden Antriebs kräften zum Sollwert des Verteilerverhältnisses ausgeglichen wird, der durch die Steuereinheit bestimmt wird.

Claims

1. Steuervorrichtung für ein Kraftfahrzeug zur Auftei lung der Antriebskraft zwischen den Rädern einer Achse, welche aufweist:

- eine Antriebskraft-Verteilungseinrichtung (15R, 54RL, 54RR oder 15F, 54FL, 54FR oder 15R, 27, 31RL, 31RR, 34RL, 34RR) zur Verteilung der Motorantriebsleistung auf die Antriebsräder (16RL; 16RR oder 16FL; 16FR),
- einen Lenksensor (13) zur Feststellung der Richtung des Lenkeinschlags und der Größe der Lenkkraft,
- einen Querbeschleunigungssensor (52) zur Erfassung der auf das Kraftfahrzeug einwirkenden Querbeschleunigung,
- eine Steuereinheit (51) zur Ermittlung des Sollverteilungsverhältnisses (R_T) der an die Antriebsräder (16RL; 16RR oder 16FL; 16FR) anzulegenden Antriebskräfte in Abhängigkeit von den Signalen des Lenksensors (13) und des Querbeschleunigungssensors (52),
- eine Treibereinrichtung (35) zur Ansteuerung der Antriebskraft-Verteilungseinrichtung (15R, 54RL, 54RR oder 15F, 54FL, 54FR oder 15R, 27, 31RL, 31RR, 34RL, 34RR) derart, daß das Istverteilungsverhältnis an den Antriebsrädern (16RL; 16RR oder 16FL; 16FR) an das durch die Steuereinheit (51) ermittelte Sollvertei lungsverhältnis (R_T) angenähert wird.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Sollverteilungsverhältnis (R_T) aus einem von den Signalen des Lenksensors (13) abhän gigen Bezugsverteilungsverhältnis (R₀) ermittelt und in Abhängigkeit von den Signalen des Querbeschleuni gungssensors (52) korrigiert wird.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuereinheit (51) eine Einrichtung zum Bestimmen eines Korrekturkoeffizienten (α), basierend auf der Querbeschleunigung (G), und zum Multiplizieren des Bezugsverteilungsverhältnisses (R₀), basierend auf der Lenkkraft (T), mit dem Korrekturkoeffizienten (α) aufweist, um das Bezugsverteilungsverhältnis (R₀) zu korrigieren.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuereinheit (51) eine Einrichtung zum Bestimmen eines Korrekturwertes (β), basierend auf der Querbeschleunigung (G), und zum Addieren des Korrekturwertes (β) zu oder zum Subtrahieren des Korrekturwertes (β) von dem Bezugsverteilungsver hältnis (R₀), basierend auf der Lenkkraft (T), aufweist, um das Bezugsverteilungsver hältnis (R₀) zu korrigieren.

5. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer einheit (51) das Sollverteilungsverhältnis (R_T) derart bestimmt, daß beim Durchfahren einer Kurve die an das auf einem äußeren Spurkreis sich befindende Antriebsrad der Antriebsräder (16RL; 16RR oder 16FL; 16FR) anzulegende Antriebskraft größer ist als die an dem auf einem inneren Spurkreis sich befindenden anderen Rad anzulegende Antriebs kraft.

6. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Kraftfahrzeug mit angetriebenen Vorder- und Hinterrädern die Antriebskraft-Verteilungseinrichtung 15R, 27, 31RL, 31RR, 34RL, 34RR eine Einrichtung (19) zum Verändern eines Antriebskraft-Verteilungs verhältnisses (R_p) der hinteren Antriebsräder (16RL; 16RR) zu den vorderen Antriebsrädern (16FL; 16FR) aufweist, die Steuereinheit (51) das Sollantriebskraft- Verteilungsverhältnis (R_p) der hinteren Antriebs räder (16RL; 16RR) zu den vorderen Antriebs rädern (16FL; 16FR) in Abhängigkeit von der Lenkkraft (T) und der Querbeschleunigung (G) bestimmt, und die Treibereinrichtung (35) die Antriebskraft-Verteilungs einrichtung (19) derart ansteuert, daß das Ist verteilungsverhältnis der hinteren Antriebsräder (16RL; 16RR) zu den vorderen Antriebsrädern (16FL; 16FR) an das Sollverteilungsverhältnis (R_p) angenähert wird, das mit Hilfe der Steuereinheit (51) bestimmt wurde.