DE4213537A1

DE4213537A1 - Steuersystem zur drehmomentverteilung auf die raeder eines kraftfahrzeugs mit allradantrieb

Info

Publication number: DE4213537A1
Application number: DE4213537A
Authority: DE
Inventors: Koji Matsuno; Kazuya Morota; Satoru Watanabe; Kiminaga Shirakawa
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1992-10-29
Anticipated expiration: 2012-04-25
Also published as: DE4213537C2; GB2255057B; GB2255057A; US5259476A; GB9208962D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem zur Drehmomentver teilung bei einem Kraftfahrzeug mit Allradantrieb, das ein zentrales Differential hat, und insbesondere ein Steuer system, bei dem das Ausgangsdrehmoment eines Getriebes nach Maßgabe von Fahrbedingungen des Kraftfahrzeugs ungleich auf die Vorder- und Hinterräder verteilt wird. Eine Differential betrieb-Begrenzungskupplung ist in dem zentralen Differential vorgesehen, um den Differentialbetrieb zu begrenzen. Das auf die Vorder- und die Hinterräder verteilte Drehmoment wird durch Steuerung des Begrenzungsdrehmoments der Kupplung ge steuert.

Es ist bekannt, daß das Fahrverhalten eines Kraftfahrzeugs je nach der Art des Kraftübertragungssystems verschieden ist. Beispielsweise werden bei einem Kraftfahrzeug mit Allrad- bzw. Vierradantrieb die vier Räder angetrieben, um einen Schlupf und ein Rutschen der Räder zu verhindern, wodurch das Fahrverhalten hinsichtlich Traktion, Bremsen und Lenken ver bessert wird. Die Beschleunigung oder Verzögerung beeinflußt die Vorder- und Hinterräder gleichzeitig, so daß sowohl die Unter- als auch die Übersteuerung des Fahrzeugs verringert werden.

Außerdem wirkt sich bei dem allradgetriebenen Kraftfahrzeug die Drehmomentverteilung auf die Vorder- und Hinterräder sowie auf das linke und das rechte Hinterrad hinsichtlich der Lenkfähigkeit und der Änderung des Fahrverhaltens aus. Wenn die Drehmomentverteilung richtig gesteuert wird, werden das Fahrverhalten und die dynamische Stabilität weiter verbes sert. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, die Drehmoment verteilung richtig und veränderlich in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen zu steuern.

Die JP-OS 63-13 824 beschreibt ein Drehmomentverteilungs- Steuersystem mit einem zentralen Differential für ein all radgetriebenes Kraftfahrzeug. Bei dem System ist in dem zentralen Differential eine hydraulische Vielflächen-Reib scheibenkupplung zur Begrenzung des Differentialbetriebs angeordnet. Die Drehmomentverteilung auf die Vorder- und Hinterräder wird durch Steuerung des Begrenzungsdrehmoments gesteuert. Das Kurvenfahrverhalten des Fahrzeugs kann durch die Querbeschleunigung detektiert werden. Bei einer Zunahme der Querbeschleunigung wird die Bodenhaftung des Reifens all mählich bis auf einen Losbrechpunkt verringert, bei dem die Reifen seitlich wegrutschen, wodurch ein Rutschen und Drehen des Fahrzeugs bewirkt wird. Das Begrenzungsdrehmoment wird daher in Abhängigkeit von der Querbeschleunigung vorgegeben, um die Drehmomentverteilung zu den Vorder- und Hinterrädern zu steuern, wodurch ein Rutschen der Reifen vermieden wird.

Der Kurvenfahrzustand kann jedoch nur in einer linearen Zone detektiert werden, in der sich die Querkraft linear ändert. Wenn die Bodenhaftung des Reifens sich dem Losbrechpunkt nähert, ändert sich die Querkraft unregelmäßig. Infolgedessen ändert sich die Ist-Querbeschleunigung unregelmäßig mit dem Verhalten des Fahrzeugs. Daher kann das System nicht ver hindern, daß das Fahrzeug in der nichtlinearen Querkraftzone dreht und driftet.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Steuersy stems für die Drehmomentverteilung bei einem Kraftfahrzeug mit Allradantrieb, wobei das System das Fahrverhalten, die Fahrstabilität und das Lenkvermögen auch dann gewährleistet, wenn sich die Bodenhaftung der Reifen dem Losbrechpunkt nähert.

Gemäß der Erfindung wird ein Steuersystem zur Drehmoment verteilung auf jedes Rad eines Kraftfahrzeugs mit Allrad antrieb angegeben, das aufweist: eine am Fahrzeug angeordnete Brennkraftmaschine bzw. einen Motor, ein mit dem Motor ver bundenes Getriebe, ein Abtriebselement des Getriebes, das mit jedem Rad funktionsmäßig verbunden ist, um das Drehmoment vom Motor auf jedes Rad zu übertragen, ein zwischen jedem Rad an geordnetes Differential, um eine Drehzahldifferenz jedes Rads zu absorbieren, eine am Differential angeordnete Kupplung zur Steuerung der Drehmomentverteilung auf jedes Rad, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor zum Detektieren einer Fahr zeuggeschwindigkeit und Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindig keitssignals, einen Querbeschleunigungssensor zum Detektieren einer Beschleunigung in Querrichtung des Kraftfahrzeugs und Erzeugen eines Querbeschleunigungssignals und einen Ein schlagwinkelsensor, der an einer Vorderradachse angeordnet ist, um einen Einschlagwinkel aufzunehmen und ein Einschlag winkelsignal zu erzeugen.

Das System umfaßt einen Ideal-Beschleunigungsrechner, um aufgrund des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals und des Ein schlagwinkelsignals eine Ideal-Beschleunigung durch Bezug nahme auf einen Standardwert in einer Tabelle zu berechnen und ein Ideal-Beschleunigungssignal zu erzeugen, einen Ist- Beschleunigungsrechner, um aufgrund des Querbeschleunigungs signals eine Ist-Beschleunigung zu berechnen und ein Ist-Be schleunigungssignal zu erzeugen, eine Losbrechpunkt-Fest stelleinheit, die aufgrund des Ideal- und des Ist-Beschleuni gungssignals einen Losbrechpunkt durch Vergleich von Ist- Daten mit Losbrech-Daten feststellt und ein Lochbrechsignal erzeugt, einen Differenzrechner, um aufgrund des Ideal- und des Ist-Beschleunigungssignals einen Drehgrad des Fahrzeugs zu berechnen und ein Absolutsignal zu erzeugen, und eine Vorgabeeinheit, um aufgrund des Losbrech- und des Absolut signals eine Einschaltdauer eines Magnetventils festzulegen, um eine optimale Steuerung der Kupplung derart zu erreichen, daß der Drehgrad des Fahrzeugs exakt minimiert und die Stabi lität des Fahrzeugverhaltens verbessert wird.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 ein Kraftübertragungssystem für ein allradgetrie benes Kraftfahrzeug gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Steuereinheit;

Fig. 3 ein Diagramm, das eine Nachschlagetabelle für ein Differentialbetrieb-Begrenzungsdrehmoment ent sprechend der Querbeschleunigungsdifferenz zeigt;

Fig. 4a ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Vorderrad- und dem Hinterrad-Drehmoment zeigt;

Fig. 4b ein Diagramm, das Charakteristiken des Differen tialbetrieb-Begrenzungsdrehmoments entsprechend der Querbeschleunigungsdifferenz zeigt;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausfüh rungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 6 ein Blockschaltbild des zweiten Ausführungsbei spiels;

Fig. 7 ein Diagramm, das einen Stabilitätsfaktor von Lenkcharakteristiken zeigt;

Fig. 8 ein Diagramm, das die Steuercharakteristiken eines Drehmomentverteilungsverhältnisses zur Drehmoment verteilung auf die Vorder- und die Hinterräder zeigt;

Fig. 9 ein Diagramm, das die Steuercharakteristiken eines Hinterachsdifferential-Begrenzungsdrehmoments zeigt;

Fig. 10 ein Kraftübertragungssystem, das ein drittes Aus führungsbeispiel der Erfindung wiedergibt; und

Fig. 11 ein Blockschaltbild des dritten Ausführungsbei spiels der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein Kraftübertragungssystem für ein Kraftfahr zeug mit Allradantrieb mit einem zentralen Differential. Ein Motor 1 ist an einem Frontteil des Fahrzeugs angeordnet. Eine Kupplung 2 und ein Getriebe 3 sind hinter dem Motor 1 in Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet. Die Ausgangsleistung des Getriebes 3 wird auf eine Abtriebswelle 4 übertragen, die mit einem zentralen Differential 20 fluchtet. Die Abtriebs welle 4 ist mit einer Frontantriebswelle 5 verbunden, die unter dem Getriebe 3 durch ein Paar von Vorgelegen 25 und 26 des zentralen Differentials 20 parallel angeordnet ist. Die Frontantriebswelle 5 ist mit einem linken und einem rechten Vorderrad 9L und 9R über ein Vorderachsdifferential 7 und Achsen 8 verbunden. Die Abtriebswelle 4 ist mit einer Heckan triebswelle 6 über das zentrale Differential 20 verbunden. Die Heckantriebswelle 6 ist über eine Kardanwelle 10, ein Hinterachsdifferential 11 und Achsen 12 mit dem linken und rechten Hinterrad 13L und 13R verbunden.

Das zentrale Differential 20 ist eine komplexe Planetenge triebeeinrichtung und hat ein erstes Sonnenrad 21, das auf der Abtriebswelle 4 integral geformt ist, ein zweites Son nenrad 22, das auf der Heckantriebswelle 6 integral geformt ist, und ein Verbund-Planetenritzel 23 mit einem ersten Planetenritzel 23a in Eingriff mit dem ersten Sonnenrad 21 und einem zweiten Planetenritzel 23b in Eingriff mit dem Sonnenrad 22, wobei das Verbund-Planetenritzel 23 auf einem Planetenträger 24 gehaltert ist. Der Planetenträger 24 ist mit dem treibenden Vorgelege 25 verbunden.

Ein Abtriebsdrehmoment der Abtriebswelle 4 des Getriebes 3 wird auf den Planetenträger 24 und das zweite Sonnenrad 22 durch das erste Sonnenrad 21 und die Planetenritzel 23a, 23b mit vorbestimmten jeweiligen Drehmomentverteilungsverhält nissen übertragen. Eine Differenz zwischen den Drehgeschwin digkeiten des Planetenträgers 24 und dem zweiten Sonnenrad 22 wird durch die Rotation des ersten und des zweiten Planeten ritzels 23a und 23b absorbiert.

Infolgedessen kann eine Standard-Drehmomentverteilung für ein Frontdrehmoment T_F und ein Heckdrehmoment T_R durch Ändern der Radien von Teilkreisen der Sonnenräder 21 und 22 und der Planetenritzel 23a und 23b mit verschiedenen Werten vor gegeben werden.

Das Drehmomentverteilungsverhältnis et der Vorderräder 9L, 9R und der Hinterräder 13L, 13R ist daher wie folgt bestimmt:

T_F : T_R 34 : 66.

Ein großes Standard-Drehmoment kann auf die Hinterräder 13L, 13R verteilt werden.

Eine hydraulische Vielflächen-Reibscheibenkupplung 27 ist an grenzend an das zentrale Differential 20 vorgesehen, um des sen Differentialbetrieb zu begrenzen.

Die Kupplung 27 hat eine Antriebstrommel 27a, die am Plane tenträger 24 befestigt ist, und eine angetriebene Trommel 27b, die an der Heckantriebswelle 6 befestigt ist. Wenn in der Kupplung 27 ein den Differentialbetrieb begrenzendes Kupplungsdrehmoment Tc erzeugt wird, wird ein Teil des Ab triebsdrehmoments des zweiten Sonnenrads 22 auf die Vorder räder 9L, 9R übertragen, wodurch die Drehmomentverteilung geändert wird. Der Planetenträger 24 ist mit dem zweiten Sonnenrad 22 gekoppelt, wenn die Kupplung 27 vollständig eingerückt ist, wodurch das zentrale Differential 20 gesperrt wird.

Bei einem Fahrzeug mit Frontmotor ist die statische Gewichts verteilung ew des vorderen dynamischen Gewichts WF und des hinteren dynamischen Gewichts WR wie folgt bestimmt:

WF : WR 62 : 38.

Wenn die Kupplung 27 direkt eingerückt wird, wird das Vertei lungsverhältnis et des Front- und des Heckdrehmoments nach Maßgabe der Gewichtsverteilung ew vorgegeben. Somit wird die Drehmomentverteilung in einem Bereich zwischen der Standard- Drehmomentverteilung von 34 : 66, mit der die Hinterräder 13L, 13R gewichtet sind, und einer Drehmomentverteilung von 62 : 38, mit der die Vorderräder 9L, 9R gewichtet sind, bei vollstän digem Einrücken der Kupplung 27 nach Maßgabe des den Diffe rentialbetrieb begrenzenden Kupplungsdrehmoments Tc ge steuert.

Nachstehend wird ein Hydraulikkreis zur Steuerung der Kupp lung 27 beschrieben.

Der Hydraulikkreis, der eine Steuereinrichtung 32 für die Kupplung 27 hat, umfaßt eine Ölpumpe 30, ein Druckregelventil 31, ein Hilfssteuerventil 36, ein Kupplungssteuerventil 34 und ein elektromagnetisch betätigtes Betriebssteuerventil 40. Das Regelventil 31 regelt den Druck von Öl, das von der vom Motor 1 angetriebenen Ölpumpe 30 gefördert wird, um einen Leitungsdruck zu erzeugen, der an eine Leitungsdruck führende Leitung 33 angelegt wird. Die Leitung 33 ist mit einem Kanal 38 durch das Hilfssteuerventil 36 verbunden. Der Kanal 38 ist mit dem elektromagnetischen Betriebssteuerventil 40 an der Abstromseite einer Durchflußbegrenzung 37 und mit einem Ende des Kupplungssteuerventils 34 durch einen Kanal 39 verbunden. Die Leitung 33 ist mit dem Kupplungssteuerventil 34 durch einen Kanal 33a verbunden. Das Kupplungssteuerventil 34 ist mit der Kupplung 27 über einen Kanal 35 verbunden. Das elek tromagnetische Ventil 40 wird durch Impulse von einer Steuer einheit 50 mit einer dort bestimmten Einschaltdauer betätigt, wodurch der Ölablauf daraus zur Bildung eines Steuerdrucks Pd gesteuert wird. Der Steuerdruck wird an das Kupplungssteuer ventil 34 angelegt, um das der Kupplung 27 zugeführte Öl so zu steuern, daß der Kupplungsdruck (das Drehmoment) und damit das den Differentialbetrieb begrenzende Drehmoment Tc ge steuert wird.

Fig. 2 zeigt die Steuereinheit 50. Das Steuersystem arbeitet nach folgendem Prinzip: Der Ist-Kurvenfahrzustand des Fahr zeugs kann durch eine Ist-Querbeschleunigung von einem Quer beschleunigungssensor detektiert werden. Beim Kurvenfahren kann eine Ideal-Querbeschleunigung aus dem Einschlagwinkel, der Fahrzeuggeschwindigkeit und Stabilitätsfaktoren des Fahr zeugs berechnet werden. Die berechnete Ideal-Querbeschleu nigung kann als ein Idealwert in einer Losbrechzone sowie in einer Bodenhaftungszone des Reifens genützt werden. Die Ist- Querbeschleunigung ist gleich der Ideal-Querbeschleunigung in der Bodenhaftungszone. Wenn sich der Reifen in der nichtline aren Querkraftzone einem Losbrechpunkt nähert, wird die Ist- Querbeschleunigung kleiner als die Ideal-Querbeschleunigung.

Es kann geschehen, daß die Ist-Querbeschleunigung größer als die Ideal-Querbeschleunigung wird, wenn das Fahrzeug dreht. Daher kann der Losbrechpunkt durch Vergleich der Ist- mit der Ideal-Querbeschleunigung bestimmt werden. Das System ist so ausgelegt, daß das größere Standard-Drehmoment et auf die Hinterräder verteilt wird. Infolgedessen wird das Begren zungsdrehmoment Tc in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Ist- und der Ideal-Querbeschleunigung gesteuert, so daß das Drehmoment für die Hinterräder verringert und das Dreh moment für die Vorderräder erhöht wird, wodurch ein Drehen des Fahrzeugs verhindert wird.

Nachstehend wird das System zur Steuerung der Drehmomentver teilung auf die Vorder- und die Hinterräder beschrieben.

Die Steuereinheit 50 hat einen Querbeschleunigungssensor 41, um die Querbeschleunigung des Fahrzeugaufbaus aufzunehmen, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 42, um die Fahrzeugge schwindigkeit V aufzunehmen, und einen Einschlagwinkelsensor 43, um einen Einschlagwinkel Φ beim Kurvenfahren aufzunehmen.

Ferner hat die Steuereinheit 50 einen Ideal-Beschleunigungs rechner 51, dem die Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Ein schlagwinkel Φ zugeführt werden. Entsprechend den Eingangssi gnalen V und Φ dem Stabilitätsfaktor A des Fahrzeugs und dem Achsabstand L wird die Ideal-Beschleunigung in Querrichtung des Fahrzeugaufbaus gemäß der folgenden Gleichung berechnet:

Ideal-Querbeschleunigung = (1/(1 + AV²)) · V²Φ/L.

Der Stabilitätsfaktor A ist ein inhärenter Wert für das Fahr zeug. Aus der Gleichung geht hervor, daß die Ideal-Querbe schleunigung groß wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Einschlagwinkel Φ groß und der Achsabstand L klein ist. Wenn der Stabilitätsfaktor A Lenkcharakteristiken einer positiven Untersteuerung hat, wird die Ideal-Querbeschleuni gung klein. Wenn dagegen der Stabilitätsfaktor A eine Lenk charakteristik einer negativen Übersteuerung hat, wird die Ideal-Querbeschleunigung groß.

Einem Ist-Beschleunigungsrechner 52 wird die Querbeschleuni gung vom Sensor 41 zugeführt. Im Rechner 52 wird die Querbe schleunigung nach Maßgabe der seitlichen Lastverteilung auf das Fahrzeug in Abhängigkeit von den Fahrgästen und dem Ge päck korrigiert, um die Ist-Querbeschleunigung zu berechnen. Die Ideal-Querbeschleunigung und die Ist-Querbeschleunigung werden einem Losbrechpunkt-Bestimmungsteil 53 zugeführt, in dem die Ideal- und die Ist-Querbeschleunigung miteinander verglichen werden. Wenn die Ist-Beschleunigung nicht gleich der Ideal-Beschleunigung ist, wird ein Losbrechpunkt des Reifens festgestellt.

Die Ideal- und die Ist-Querbeschleunigung werden ferner einem Differenzrechner 54 zugeführt, in dem eine Differenz ΔG zwi schen der Ideal- und der Ist-Beschleunigung berechnet wird, um die Größe des Drehens oder der Drift des Fahrzeugs festzu stellen. Da am Losbrechpunkt die Ist-Beschleunigung größer als die Ideal-Beschleunigung werden kann, wird eine Absolut differenz |ΔG| im Rechner 54 erhalten.

Die Absolutdifferenz |ΔG| und ein Ausgangssignal des Los brechpunkt-Bestimmungsteils 53 werden einem Begrenzungsdreh moment-Vorgabeteil 55 zugeführt. Nach Maßgabe des Eingangssi gnals leitet der Drehmomentvorgabeteil 55 ein Drehmoment Tc aus einer Nachschlagetabelle gemäß Fig. 3 ab. Wenn das Fahr zeug stark dreht, muß das auf die Vorderräder verteilte Dreh moment erhöht werden, um das Drehen zu vermeiden. In der Nachschlagetabelle von Fig. 3 ist das Begrenzungsdrehmoment Tc als eine wachsende Funktion der Absolutdifferenz festgelegt.

Das Begrenzungsdrehmoment Tc wird einem Einschaltdauer-Um wandlungsteil 54 zugeführt, in dem das Drehmoment Tc in eine entsprechende Einschaltdauer D umgewandelt wird. Die am Um wandlungsteil 56 ausgegebene Einschaltdauer D wird dem elek tromagnetischen Betriebssteuerventil 40 zugeführt.

Der Betrieb des Systems wird nachstehend beschrieben. Die Leistung vom Motor 1 wird zum Getriebe 3 über die Kupplung 2 übertragen, in der das Übersetzungsverhältnis bestimmt wird. Die Ausgangsleistung des Getriebes 3 wird zum ersten Sonnen rad 21 des zentralen Differentials 20 übertragen. Das Front- und das Heckdrehmoment werden nach Maßgabe der Durchmesser der Zahnräder des zentralen Differentials 20 und des Kupp lungsmoments Tc der Kupplung 27 bestimmt, um auf die Hinter räder 13L, 13R ein größeres Drehmoment als auf die Vorderrä der 9L, 9R zu verteilen. Das Drehmoment wird auf die Vorder räder 9L und 9R durch den Planetenträger 24, das treibende Vorgelege 25, das angetriebene Vorgelege 26, die Frontan triebswelle 5 und das Vorderachsdifferential 7 übertragen. Das Drehmoment wird auf die Hinterräder 13L, 13R durch das zweite Sonnenrad 22, die Heckantriebswelle 6, die Kardanwelle 10 und das Hinterachsdifferential 11 übertragen.

In der Steuereinheit 50 wird die Ist-Querbeschleunigung nach Maßgabe des Signals vom Sensor 41 berechnet, und die Ideal- Querbeschleunigung wird aus der Fahrzeuggeschwindigkeit V, dem Einschlagwinkel Φ und dem Stabilitätsfaktor A berechnet, um den Losbrechpunkt der Bodenhaftung des Reifens zu be stimmen.

Wenn das Fahrzeug auf einer trockenen Straße mit einem hohen Reibbeiwert µ fährt, sind die Bodenhaftung und die Querkraft auf den Reifen groß. Beim Kurvenfahren ist die Ist-Querbe schleunigung gleich der Ideal-Querbeschleunigung, so daß in der Steuereinheit 50 eine Bodenhaftung festgestellt wird, die nicht an einem Losbrechpunkt liegt. Daher wird das Drehmoment Tc mit Null festgelegt. Ein einer großen Einschaltdauer D entsprechendes Signal wird dem elektromagnetischen Betriebs steuerventil 40 zugeführt. In der Steuereinrichtung 32 wird daher der Kupplungssteuerdruck Pd zu Null, und das Kupplungs steuerventil 34 schließt den Kanal 35, so daß das Öl aus der Kupplung 27 abläuft. Die Kupplung 27 wird ausgerückt, und das Kupplungsdrehmoment wird zu Null, so daß das zentrale Diffe rential 20 frei wird.

Infolgedessen wird das Drehmoment des treibenden Vorgeleges 25 auf die Vorderräder 9 durch das angetriebene Vorgelege 26, die Frontantriebswelle 5 und das Vorderachsdifferential 7 mit einem Verhältnis von 34% übertragen. Das Drehmoment mit dem Verteilungsverhältnis von 66% wird auf die Hinterräder 13 durch das zweite Sonnenrad 22, die Heckantriebswelle 6, die Kardanwelle 10 und das Hinterachsdifferential 11 übertragen. Somit wird an einem Punkt P1 in Fig. 4a ein ständiges Fahren mit Vierradantrieb durchgeführt. Obwohl mit ständigem Vier radantrieb gefahren wird, sind das Lenkvermögen und die Funk tionsfähigkeit des Fahrzeugs bevorzugt wie bei einem Fahrzeug mit Heckantrieb gegeben.

Wenn das Fahrzeug eine Kurve durchfährt, wird die Drehzahl differenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern durch die Rotation des ersten und des zweiten Planetenritzels 23a und 23b im zentralen Differential 20 absorbiert, so daß das Fahr zeug gleichmäßige Kurvenfahr-Charakteristiken erreicht.

Wenn das Fahrzeug auf einer rutschigen Straße fährt, besteht die Gefahr, daß die Hinterräder zuerst Schlupf haben, weil das größere Drehmoment auf die Hinterräder verteilt wird. Wenn die Bodenhaftung des Reifens den Losbrechpunkt erreicht, beginnen die Hinterräder zu schlupfen, so daß das Fahrzeug dreht. In diesem Zustand ist die Ist-Querbeschleunigung kleiner als die Ideal-Querbeschleunigung. Somit wird der Losbrechpunkt festgestellt, und ein Begrenzungsdrehmoment Tc wird in Abhängigkeit von der Absolutdifferenz |ΔG| vorge geben. Ein entsprechendes Einschaltdauersignal wird dem elek tromagnetischen Ventil 40 zugeführt. Das Kupplungsdrehmoment Tc wird in der Kupplung 27 durch die hydraulische Steuerein richtung 32 erzeugt, die Kupplung 27 wird parallel mit dem Planetenträger 24 und dem zweiten Sonnenrad 22 des zentralen Differentials 20 gemacht, und der Differentialbetrieb des zentralen Differentials 20 wird begrenzt. Infolgedessen wird das Drehmoment vom zweiten Sonnenrad 22 zum Planetenträger 24 übertragen, um das Drehmoment zu den Vorderrädern zu erhöhen. Wenn das zentrale Differential 20 direkt eingerückt wird, wird das Drehmoment auf die Vorderräder und die Hinterräder an einem Punkt P2 von Fig. 4a nach Maßgabe der Gewichtsver teilung auf die Vorderräder übertragen. Somit wird das Dreh moment zu den Hinterrädern verringert, wodurch das Drehen des Fahrzeugs unterdrückt und ein sicheres Fahren ermöglicht wird.

Wenn nach dem Drehen des Fahrzeugs die Ist-Querbeschleunigung größer als die Ideal-Querbeschleunigung wird, wird das Be grenzungsdrehmoment Tc in Abhängigkeit von der Absolutdif ferenz |ΔG| so vorgegeben, daß das auf die Vorderräder ver teilte Drehmoment erhöht wird. Infolgedessen werden die Charakteristiken am Losbrechpunkt sichergestellt. Da das Drehmoment zu den Vorderrädern erhöht wird, um einen Schlupf der Hinterräder auszuschließen, wird das Fahrverhalten ver bessert.

Aus der vorstehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels ist ersichtlich, daß die Ist-Querbeschleunigung mit der durch die Gleichung berechneten Ideal-Querbeschleunigung verglichen wird, so daß der Losbrechpunkt beim Kurvenfahren exakt bestimmt wird. Das Begrenzungsdrehmoment wird in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Ideal- und der Ist-Querbe schleunigung festgelegt, um die Drehmomentverteilung zu den Vorder- und Hinterrädern zu steuern. Somit wird ein Drehen und Driften des Fahrzeugs in wirksamer Weise verhindert. Da die Absolutdifferenz verwendet wird, wird das Kurvenfahrver halten nahe dem Losbrechpunkt verbessert.

Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel. Ein Kraftüber tragungssystem dieses zweiten Ausführungsbeispiels weist eine hydraulische Vielflächen-Reibscheibenkupplung 28 auf, die an dem Hinterachsdifferential 11 vorgesehen ist, um den Diffe rentialbetrieb des Differentials 11 zu begrenzen. Das Hinter achsdifferential 11 umfaßt ein Kegelraddifferential, das in einem Differentialgehäuse 11a angeordnet ist. Die Kupplung 28 hat eine treibende Trommel 28a, die an dem Differentialge häuse 11a angeordnet ist, und eine angetriebene Trommel 28b, die auf einer der Achsen 12 angeordnet ist, die mit einem Hinterachswellenrad 11b des Differentials 11 verbunden ist.

Wenn die Kupplung 28 ausgerückt ist, werden die Drehmomente gleichmäßig auf das linke und rechte Hinterrad 13L und 13R verteilt. Wenn die Kupplung 28 eingerückt wird, so daß ein Differentialbetrieb-Begrenzungsdrehmoment Td erzeugt wird, wird der Differentialbetrieb des Hinterachsdifferentials 11 begrenzt. Das Drehmomentverteilungsverhältnis des linken und rechten Rads sind nach Maßgabe von linken und rechten dyna mischen Gewichten W am linken und rechten Hinterrad 13L und 13R und des Reibbeiwerts µ der Fahrbahnoberfläche (W·µ) festgelegt.

Ein Hydraulikkreis zur Steuerung der Kupplung 28 wird nach stehend beschrieben. Eine Steuereinrichtung 32′ für die Kupplung 28 ist mit der Steuereinrichtung 32 für die Kupplung 27 betriebsmäßig verbunden.

Die Steuereinrichtung 32′ für die Kupplung 28 umfaßt ein Kupplungssteuerventil 34′ und ein elektromagnetisches Be triebssteuerventil 40′. Der Kanal 38 vom Hilfssteuerventil 36 steht mit einem Kanal 38′ in Verbindung, der mit dem elektro magnetischen Betriebssteuerventil 40′ an der Abstromseite einer Durchflußbegrenzung 37′ und mit einem Ende des Kupp lungssteuerventils 34′ durch einen Kanal 39′ verbunden ist. Die Leitung 33 ist mit dem Kupplungssteuerventil 34′ durch einen Kanal 33b verbunden. Das Kupplungssteuerventil 34′ ist mit der Kupplung 28 durch einen Kanal 35′ verbunden. Das elektromagnetische Ventil 40′ wird in gleicher Weise wie das elektromagnetische Ventil 40 betrieben, um einen Steuerdruck Pd′ zu liefern. Der Steuerdruck wird an das Kupplungssteuer ventil 34′ angelegt, um das der Kupplung zugeführte Öl zu steuern, so daß der Kupplungsdruck (das Drehmoment) und damit das Differentialbetrieb-Begrenzungsdrehmoment Td gesteuert wird.

Fig. 6 zeigt die Steuereinheit 50 des zweiten Ausführungs beispiels. Nachstehend wird ein System zur Steuerung der Drehmomentverteilung auf die Vorder- und die Hinterräder so wie auf ein linkes und ein rechtes Hinterrad beschrieben.

Zuerst wird das Prinzip des Steuersystems beschrieben. Um einen stabilen Fahrbetrieb des Fahrzeugs beim Fahren auf trockener Straße zu erreichen und ein Drehen des Fahrzeugs zu vermeiden, um auf einer rutschigen Straße Stabilität zu erhalten, muß die Drehmomentverteilung so gesteuert werden, daß unter verschiedensten Fahrbahn- und Fahrbedingungen eine gute Lenkcharakteristik erhalten wird, so daß der Stabili tätsfaktor so gesteuert wird, daß er konstant ist.

Wenn das Fahrzeug beim Fahren mit Allradantrieb beschleunigt durch eine Kurve fährt, sind die Seitenführungskraft und die Querkraft auf die vorderen Reifen verringert aufgrund der Gewichtsverlagerung in Fahrzeuglängsrichtung, und die Seiten führungskraft und die Querkraft auf die hinteren Reifen wer den erhöht, was eine Untersteuerung bewirkt. Die Beziehung zwischen der Antriebsleistung und der Querkraft des Reifens ist nach Maßgabe eines Reibungskreises (d. h. eines Kreises einer statischen funktionalen Kraft) entsprechend dem Reib beiwert µ der Fahrbahn und der auf das Fahrzeug wirkenden Last bestimmt. Wenn die Antriebskraft erhöht wird, wird die Querkraft verringert, was die Lenkcharakteristik beeinflußt. Um also eine gewünschte Lenkcharakteristik zu erhalten, wird die Antriebskraft der hinteren Reifen erhöht, um die Quer kraft zu verringern und die Erhöhung der Seitenführungskraft der hinteren Reifen aufzuheben.

Bei angetriebenen Hinterrädern wird eine auf den Fahrzeugauf bau wirkende Gierbewegung erzeugt, die die Lenkcharakteristi ken beeinflußt. Die Antriebsbedingungen der Hinterräder hän gen von der zugeführten Antriebsleistung ab. Wenn die zuge führte Antriebsleistung klein ist oder eine Motorbremsung durchgeführt wird, wird das außenseitige Hinterrad gebremst, und die Antriebskraft des inneren Rades wird erhöht, so daß die Gierbewegung in Richtung einer Untersteuerung erzeugt wird. Wenn die zugeführte Antriebskraft groß ist, wird die Antriebskraft in Abhängigkeit von der Kontaktlast der Reifen verringert, so daß die Gierbewegung in Richtung einer Über steuerung erzeugt wird. Die Drehmomentverteilung auf das linke und das rechte Hinterrad wird daher so gesteuert, daß entsprechend den Fahrbedingungen eine gute Lenkcharakteristik erhalten bleibt.

Für die tatsächliche Steuerung des zentralen Differentials bei Beschleunigung sind erwünschte Lenkcharakteristiken auf einer Seite eines Neutralpunkts vorgegeben, auf der die Untersteuerung verringert wird. Dagegen sind für die Ver zögerung die gewünschten Lenkcharakteristiken auf einer Seite vorgegeben, auf der die Untersteuerung erhöht wird.

Ferner wird die gewünschte Lenkcharakteristik bis zu der Zone der nichtlinearen Querkraft erweitert und nach Maßgabe des Stabilitätsfaktors festgelegt, wodurch eine äquivalente Seitenführungskraft vorgegeben wird. Die Seitenführungskraft der Vorder- und der Hinterräder wird durch den Reibbeiwert H der Fahrbahn, das Drehmomentverteilungsverhältnis auf Vorder- und Hinterräder sowie die Längs- und Querbeschleunigung er halten. Der Reibbeiwert wird durch einen angenommenen Reib beiwert substituiert, der aus der Quadratwurzel einer Summe berechnet wird, die durch Addition einer Quadratzahl der Längsbeschleunigung und einer Quadratzahl der Querbeschleu nigung gebildet ist. Der angenommene Beiwert ist kleiner als der tatsächliche Reibbeiwert, so daß die Steuerung auf der stabilen Seite durchgeführt wird. Der angenommene Reibbeiwert wird dem eigentlichen Reibbeiwert in der Losbrechzone angenähert.

Es wurde gefunden, daß die Seitenführungskraft des Reifens durch eine äquivalente Seitenführungskraft substituiert werden kann, die in einer vorbestimmten Gleichung durch eine Bewegungsgleichung ausgedrückt wird, wenn die Bewegung bei Beschleunigung und Verzögerung während der Kurvenfahrt, die große Längs- und Querbeschleunigungen erzeugt, formalisiert und in die nichtlineare Zone erweitert wird. Wenn daher das Drehmomentverteilungsverhältnis zu den Vorder- und den Hin terrädern geändert wird, wird die äquivalente Seitenführungs kraft der Vorder- und der Hinterräder entsprechend geändert, und infolgedessen ändern sich die Lenkcharakteristiken des Fahrzeugs. Daher ist die äquivalente Seitenführungskraft unter Berücksichtigung der Nichtlinearität eine Funktion der Längsbeschleunigung G, der Querbeschleunigung und eines an genommenen Reibbeiwerts sμ. Infolgedessen kann ein Drehmo mentverteilungsverhältnis α für Vorder- und Hinterräder unter Steuerung durch das zentrale Differential durch die folgenden Gleichungen berechnet werden:

wobei /Gx die Längsbeschleunigung, Gy die Querbeschleunigung, H der angenommene Reibbeiwert, A der gewünschte Stabilitäts faktor, W das Fahrzeuggewicht, h die Höhe des Schwerpunkts, L der Radstand, Lf und Lr Abstände zwischen dem Schwerpunkt und jeweiligen Achsen, Kfo und Kro die äquivalente Seitenfüh rungskraft in einer linearen Zone sowie Kfc und Krc partielle Differentiale von Kf und Kr in bezug auf W, die eine lastab hängige Charakteristik der Seitenführungskraft darstellen, sind.

Hinsichtlich der konkreten Steuerung des Hinterachsdiffe rentials ist das Moment in Richtung der Untersteuerung dem Gierwinkel proportional und der Fahrzeuggeschwindigkeit um gekehrt proportional. Das Moment in Richtung der Übersteue rung ist der Antriebskraft auf die Hinterräder und der Quer beschleunigung G proportional, da die Antriebskraft in einem solchen Zustand groß ist. Beide Momente werden addiert, um das Gesamtgiermoment zu berechnen. Das berechnete Giermoment wird für eine Bewegungsgleichung bei stabiler kreisförmiger Kurvenfahrt substituiert, die zu einer nichtlinearen Zone erweitert und durch den Stabilitätsfaktor ausgedrückt ist, und wird zu dem Hinterachsdifferential-Begrenzungsdrehmoment Td umgeschrieben, das durch die folgende Gleichung berechnet wird:

wobei d = Spurweite und Rt = effektiver Reifendurchmesser. Es wird angenommen, daß die Gleichung positiv ist bei Gx < = 0 und negativ ist bei Gx < 0.

Nach Fig. 6 hat die Steuereinheit 50 einen Längsbeschleuni gungssensor 44, um eine Beschleunigung Gx in Fahrzeuglängs richtung zu detektieren, und den Querbeschleunigungssensor 41. Um ein Eingangsdrehmoment zum zentralen Differential 20 zu schätzen, sind ein Motordrehzahlsensor 45, ein Fahrpedal eindrückgradsensor 46 und ein Schaltstellungssensor 47 vor gesehen. Außerdem wird der Steuereinheit 50 ein Signal einer ABS-Steuereinheit 48 zugeführt.

Die Steuereinheit 50 hat einen Vorgabeteil 59 für einen an genommenen Reibbeiwert, dem die Längsbeschleunigung Gx und die Querbeschleunigung Gy zugeführt werden. Im Vorgabeteil 59 wird ein angenommener Reibbeiwert sµ durch die Quadratwurzel von Quadratzahlen der Längs- und Querbeschleunigung

wie oben beschrieben berechnet. Einem Vorgabeteil 60 für eine gewünschte Lenkcharakteristik wird die Längsbe schleunigung Gx zugeführt. Im Vorgabeteil 60 wird der Sta bilitätsfaktor aus einer Nachschlagetabelle gemäß Fig. 7 ab geleitet. Wenn die Längsbeschleunigung Gx bei Beschleunigung groß ist, wird ein kleiner Stabilitätsfaktor A1 in bezug auf den Neutralpunkt festgelegt. Wenn die Längsbeschleunigung Gx bei Verzögerung klein ist, wird ein großer Stabilitätsfaktor A2 festgelegt.

Einem Eingangsdrehmoment-Schätzteil 61 wird eine Motor drehzahl N, ein Fahrpedaleindrückgrad 0 und eine Schaltstel lung P von den Sensoren 45, 46 und 47 zugeführt. Im Schätz teil 61 wird die Motorausgangsleistung Te nach Maßgabe der Motordrehzahl N und des Fahrpedaleindrückgrads 0 in bezug auf die Ausgangscharakteristik des Motors geschätzt. Die Motor ausgangsleistung Te wird mit einem Übersetzungsverhältnis g der Schaltstellung P multipliziert, um das Eingangsdrehmoment Ti zu berechnen.

Die Quer- und Längsbeschleunigungen Gy und Gx, ein Stabi litätsfaktor A bei Beschleunigung oder Verzögerung und der angenommene Reibbeiwert sµ werden einem Rechner 62 für ein gewünschtes Drehmomentverteilungsverhältnis zugeführt. Das Drehmomentverteilungsverhältnis α zu den Vorder- und den Hin terrädern wird nach Maßgabe der Gleichungen (1) bis (5) be rechnet. Das Drehmomentverteilungsverhältnis α und das Ein gangsdrehmoment Ti werden einem Rechner 63 für ein Begren zungsdrehmoment des zentralen Differentialbetriebs zugeführt, um das Begrenzungsdrehmoment Tc zur Begrenzung des Differen tialbetriebs des Differentials 20 zu berechnen. Das Drehmo mentverteilungsverhältnis α wird zwischen Null für die Hinterräder und Eins für die Vorderräder festgelegt (RWD 0 und FWD 1). Wenn ein Standard-Drehmomentverteilungsverhältnis Di zu den Hinterrädern größer als dasjenige zu den Vorderrä dern ist, wird das Begrenzungsdrehmoment Tc mittels der fol genden Gleichung berechnet:

Tc = (α + Di) Ti.

Wenn der Rechenwert negativ ist, wird das Drehmoment Tc mit Null vorgegeben.

Das Begrenzungsdrehmoment Tc wird einem Einschaltdauer- Umwandlungsteil 56 zugeführt, in dem das Drehmoment Tc in eine entsprechende Einschaltdauer D umgewandelt wird. Die Einschaltdauer D vom Umwandlungsteil 56 wird dem elektroma gnetischen Betriebssteuerventil 40 zugeführt.

Die Quer- und die Längsbeschleunigung Gx, Gy, der Stabili tätsfaktor A und der Reibbeiwert sµ werden außerdem einem Rechner 57 zugeführt, der ein Begrenzungsdrehmoment Td zur Begrenzung des Differentialbetriebs des Hinterachsdifferen tials 11 nach Maßgabe der Gleichung (6) berechnet.

Das Begrenzungsdrehmoment Td wird einem Einschaltdauer- Umwandlungsteil 58 zugeführt, in dem das Drehmoment Td in eine entsprechende Einschaltdauer D umgewandelt wird. Die am Umwandlungsteil 58 erhaltene Einschaltdauer D wird dem elektromagnetischen Betriebssteuerventil 40′ zugeführt.

Wenn von der Steuereinheit 48 ein ABS-Steuersignal den Rech nern 63 und 57 zugeführt wird, wird jede der Einschaltdauern D zwangskorrigiert, so daß die jeweiligen Begrenzungsdreh momente Tc und Td mit Null vorgegeben werden.

Nachstehend wird der Betrieb des Systems beschrieben.

In dem System wird das nach Maßgabe des zentralen Differen tials 20 und der Kupplung 27 festgelegte hintere Drehmoment auf die Hinterräder 13L, 13R durch das Hinterachsdifferential 11 und die Heckkupplung 28 übertragen.

Wenn die Kupplung 28 ausgerückt und das Kupplungsdrehmoment Null wird, wird das Hinterachsdifferential 11 freigegeben. Infolgedessen wird das Drehmoment gleichermaßen auf das linke und das rechte Hinterrad 13L und 13R übertragen.

Wenn das Begrenzungsdrehmoment Td in der hinteren Begren zungskupplung 28 durch die hydraulische Steuereinrichtung 32′ erzeugt wird, wird die hintere Kupplung 28 eingerückt, und der Differentialbetrieb des Hinterachsdifferentials 11 wird begrenzt. So wird das Drehmoment wirkungsvoll auf die Hinter räder übertragen, die gute Bodenhaftung haben. Das Drehmoment wird nach Maßgabe des Drehmoments Td von einem Rad mit der höheren Drehzahl auf ein Rad mit niedrigerer Drehzahl über tragen. Wenn das Hinterachsdifferential 11 direkt eingerückt ist, wird das Drehmoment auf das linke Hinterrad 13L und das rechte Hinterrad 13R nach Maßgabe der Gewichtsverteilung auf die Hinterräder verteilt.

Beim Fahren mit Allradantrieb wird in der Steuereinheit 50 der angenommene Reibbeiwert sµ nach Maßgabe der Querbeschleu nigung Gy und der Längsbeschleunigung Gx bestimmt, und der Stabilitätsfaktor A wird nach Maßgabe der Längsbeschleunigung Gx bestimmt, um das Drehmomentverteilungsverhältnis α zu berechnen. Entsprechend dem Drehmomentverteilungsverhältnis und dem Eingangsdrehmoment Ti wird das Begrenzungsdrehmoment Tc berechnet. Ein dem berechneten Begrenzungsdrehmoment Tc entsprechendes Einschaltdauersignal wird der Steuereinrich tung 32 zugeführt, so daß die Kupplung 27 durch positive Rückkopplungsregelung gesteuert wird, um das Drehmoment Tc zu erzeugen.

Fig. 8 zeigt Steuercharakteristiken der Drehmomentverteilung auf die Vorder- und die Hinterräder. Bei Beschleunigung ist die Längsbeschleunigung Gx positiv. Beim Geradeausfahren, wobei die Querbeschleunigung Gy klein ist, wird das auf die Vorderräder verteilte Drehmoment erhöht, so daß das Fahrzeug wie ein Fahrzeug mit Frontantrieb angetrieben wird. Wenn das Fahrzeug auf trockener Straße beschleunigt wird, ist die Längsbeschleunigung Gx groß, so daß das Drehmoment gleichmä ßig auf die Vorder- und die Hinterräder verteilt wird, wo durch ein gutes Fahrverhalten und stabiles Fahren ermöglicht werden.

Wenn das Fahrzeug beim Kurvenfahren beschleunigt wird, erhöht sich die Querbeschleunigung Gy. Das auf die Hinterräder ver teilte Drehmoment wird erhöht, so daß das Fahrzeug wie ein Fahrzeug mit Heckantrieb gefahren wird. Dadurch wird ein An stieg der Untersteuerung vermieden, um eine konstante Lenk charakteristik sicherzustellen. Wenn das Fahrzeug auf einer rutschigen Straße mit kleiner Längsbeschleunigung Gx gefahren wird, wird das Drehmoment entweder gleichmäßig verteilt oder das Drehmoment zu den Vorderrädern erhöht, wodurch ein Schlupf der Hinterräder vermieden wird.

Bei der Verzögerung, wenn die Längsbeschleunigung Gx negativ ist, wird das Drehmomentverteilungsverhältnis immer so fest gelegt, daß das Drehmoment zu den Vorderrädern erhöht oder das Differential direkt eingerückt wird. Damit wird die Mo torbremsung durchgeführt, um die Untersteuerung bei Verzöge rung zu vermindern.

Andererseits wird das Begrenzungsdrehmoment Td in der Steuer einheit 50 nach Maßgabe der längs- und der Querbeschleunigung Gx, Gy, des angenommenen Reibbeiwerts sµ und des Stabilitäts faktors A berechnet, um die Kupplung 28 mit positiver Rück kopplungsregelung zu steuern.

Fig. 9 zeigt Steuercharakteristiken der Drehmomentverteilung auf das linke und das rechte Hinterrad. Wenn bei Beschleuni gung die Längsbeschleunigung Gy groß wird, wird ein großes Drehmoment Td vorgegeben, so daß ein Moment erzeugt wird, um die Untersteuerung zu verringern. In diesem Zustand wird ein Schlupf des inneren Hinterrads verhindert, wodurch die Trak tion verbessert wird. Wenn das Fahrzeug bei Beschleunigung durch eine Kurve fährt, werden die Längs- und die Querbe schleunigung Gx, Gy groß. Ein großes Drehmoment wird vor gegeben, um das Differential zu sperren. Wenn das Fahrzeug auf einer rutschigen Straße fährt, wird das Drehmoment als ein Minimum vorgegeben, so daß das Differential frei wird, wodurch ein Drehen des Fahrzeugs verhindert wird, das durch den gleichzeitigen Schlupf der Hinterräder bewirkt werden wurde.

Bei Verzögerung wird das Drehmoment in Abhängigkeit von der Verzögerungsgeschwindigkeit und der Erhöhung der Querbe schleunigung Gy erhöht. Es wird ein Moment erzeugt, um die Untersteuerung zu erreichen, wodurch ein Einschlagen (tuck-in) verhindert wird.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird das Drehmomentver teilungsverhältnis nach Maßgabe der Parameter Längs- und Querbeschleunigung Gx, Gy, des Reibbeiwerts sµ und der ge wünschten Lenkcharakteristiken durch die Bewegungsgleichung berechnet, die in die nichtlineare Zone des Fahrverhaltens erweitert ist. Daher wird ein gutes Lenkvermögen unter allen Fahrbahn- und Fahrbedingungen erhalten, wodurch das Lenkver mögen bei Beschleunigung oder Verzögerung verbessert und stabiles Fahren und Stabilität auf einer rutschigen Straße erreicht werden. Das Begrenzungsdrehmoment für das Hinter achsdifferential wird durch diese Parameter so berechnet, daß die gleichen Auswirkungen wie bei dem zentralen Differential erreicht werden. Insbesondere werden Radschlupf sowie Drehen und Einschlagen des Fahrzeugs wirkungsvoll verhindert. Der angenommene Reibbeiwert sµ dient dazu, auf eine rasche Ände rung des Fahrbahnzustands reagieren zu können. Da der ange nommene Reibbeiwert kleiner als der eigentliche Reibbeiwert ist, wird die sichere Steuerung gewährleistet. Der angenom mene Reibbeiwert wird nach Maßgabe der Parameter Längs- und Querbeschleunigung Gx, Gy berechnet, und die Kupplung wird mit positiver Rückkopplung gesteuert, so daß ein gutes An sprechverhalten erreicht wird. Die gewünschte Lenkcharakteri stik wird auf der Grundlage der Längsbeschleunigung Gx fest gelegt, so daß gutes Lenkvermögen bei Beschleunigung und Stabilität bei Verzögerung erreicht werden.

Die Fig. 10 und 11 zeigen das dritte Ausführungsbeispiel, das an eine elektromagnetische Vielflächen-Reibscheibenkupplung anstatt an die hydraulische Vielflächen-Reibscheibenkupplung des zweiten Ausführungsbeispiels angepaßt ist. In Fig. 10 haben elektromagnetische Vielflächen-Reibscheibenkupplungen 57, 58 Wicklungen 57c, 58c und Kolben 57d, 58d aus Magnet material. Die Wicklung 58c ist mit der Steuereinheit 50 ver bunden und erhält einen Kupplungsstrom, der in einem Kupp lungsstrom-Umwandlungsteil 60 nach Maßgabe der Fahrbedingun gen berechnet wird. Das dritte Ausführungsbeispiel benötigt keinen Hydraulikkreis und ermöglicht eine einfache Anpassung an ein Getriebe, das keinen Hydraulikkreis, sondern nur einen Schmiermittelkreis hat, beispielsweise ein Handschalt getriebe.

Claims

1. Steuersystem zur Drehmomentverteilung auf die Räder (9L, 9R, 13L, 13R) eines Kraftfahrzeugs mit Allradantrieb, mit einem am Kraftfahrzeug angeordneten Motor (1), mit einem mit dem Motor (1) verbundenen Getriebe (3), mit Abtriebsteilen (5, 10), die funktionsmäßig zwischen das Getriebe (3) und jedes der Räder (9L, 9R, 13L, 13R) geschaltet sind, um das Drehmoment vom Motor (1) zu jedem Rad (9L, 9R, 13L, 13R) zu übertragen, mit einem zwischen den Rädern (9L, 9R, 13L, 13R) angeordneten Differential (20), um eine Geschwindigkeitsdif ferenz jedes der Räder (9L, 9R, 13L, 13R) zu absorbieren, mit einer an dem Differential (20) angeordneten Kupplung (27), um die Verteilung von Drehmoment zu jedem Rad (9L, 9R, 13L, 13R) zu steuern, mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (42), um eine Fahrzeuggeschwindigkeit (V) zu detektieren und ein Fahr zeuggeschwindigkeitssignal zu erzeugen, mit einem Querbe schleunigungssensor (41), um die Querbeschleunigung in Fahr zeugquerrichtung zu detektieren und ein Querbeschleunigungs signal zu erzeugen, und mit einem Einschlagwinkelsensor (43), um einen Einschlagwinkel (o) aufzunehmen und ein Einschlag winkelsignal zu erzeugen, gekennzeichnet durch

- einen Ideal-Beschleunigungsrechner (51), der aufgrund des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals und des Einschlagwinkel signals eine Ideal-Beschleunigung unter Bezugnahme auf einen Standardwert in einer Tabelle berechnet und ein Ideal-Beschleunigungssignal erzeugt;
- einen Ist-Beschleunigungsrechner (52), der aufgrund des Querbeschleunigungssignals eine Ist-Beschleunigung be rechnet und ein Ist-Beschleunigungssignal erzeugt;
- eine Feststellungseinheit (53), die aufgrund des Ideal- und des Ist-Beschleunigungssignals einen Losbrechpunkt durch Vergleich von Ist-Daten mit Losbrechdaten fest stellt und ein Losbrechsignal erzeugt;
- einen Differenzrechner (54), der aufgrund des Ideal- und des Ist-Beschleunigungssignals einen Drehgrad des Kraft fahrzeugs berechnet und ein Absolutsignal erzeugt; und
- eine Vorgabeeinheit (55), die aufgrund des Losbrech- und des Absolutsignals einen Steuerwert für eine Kupplung (27) festlegt, um eine optimale Steuerung der Kupplung (28) derart zu erreichen, daß der Drehgrad des Kraftfahr zeugs exakt minimiert und die Stabilität des Fahrzeugver haltens verbessert wird.

2. Steuersystem zur Drehmomentverteilung auf die Räder (9L, 9R, 13L, 13R) eines Kraftfahrzeugs mit Allradantrieb, mit einem am Kraftfahrzeug angeordneten Motor (1), mit einem mit dem Motor (1) verbundenen Getriebe (3), mit Abtriebsteilen (5, 10), die funktionsmäßig zwischen das Getriebe (3) und jedes der Räder (9L, 9R, 13L, 13R) geschaltet sind, um das Drehmoment vom Motor (1) zu jedem Rad (9L, 9R, 13L, 13R) zu übertragen, mit einem zwischen den Rädern (9L, 9R, 13L, 13R) angeordneten zentralen Differential (20), um eine Geschwin digkeitsdifferenz jedes der Räder (9L, 9R, 13L, 13R) zu ab sorbieren, mit einer an dem zentralen Differential (20) angeordneten zentralen Kupplung (27), um die Verteilung von Drehmoment zu jedem Rad (9L, 9R, 13L, 13R) zu steuern, mit einem Hinterachsdifferential (11), das zwischen dem linken und dem rechten Hinterrad (13L, 13R) angeordnet ist, um eine Hinterrad-Geschwindigkeitsdifferenz zu absorbieren, eine auf dem Hinterachsdifferential (11) angeordnete hintere Kupplung (28) zur Steuerung der Drehmomentverteilung zu jedem Hin terrad (13L, 13R), mit einem Motordrehzahlsensor (45), um eine Motordrehzahl (N) zu detektieren und ein Motordrehzahl signal zu erzeugen, mit einem Fahrpedalsensor (46), um einen Eindrückgrad eines Fahrpedals zu detektieren und ein Fahrpe dalsignal zu erzeugen, mit einem Schaltstellungssensor, um eine Schaltstellung zu detektieren und ein Schaltstellungs signal zu erzeugen, mit einem Längsbeschleunigungssensor (44), um eine Längsbeschleunigung in Fahrzeuglängsrichtung zu detektieren und ein Längsbeschleunigungssignal zu erzeugen, und mit einem Querbeschleunigungssensor (41), um eine Querbe schleunigung in Fahrzeugquerrichtung zu detektieren und ein Querbeschleunigungssignal zu erzeugen, gekennzeichnet durch

- einen Eingangsdrehmoment-Schätzteil (61), der aufgrund des Motordrehzahlsignals, des Fahrpedalsignals und des Schaltstellungssignals ein Eingangsdrehmoment (Ti) be rechnet und ein Eingangsdrehmomentsignal erzeugt;
- einen Rechner (60), der aufgrund des Längsbeschleuni gungssignals gewünschte Lenkcharakteristiken (A) berech net und ein Gewünschte-Lenkcharakteristik-Signal erzeugt;
- einen Vorgabeteil (59), der aufgrund des Quer- und des Längsbeschleunigungssignals einen angenommenen Reibbei wert durch Vergleich von Ist-Daten mit Standard-Daten vorgibt und ein Reibbeiwertsignal erzeugt;
- einen Drehmomentverteilungsrechner (62), der aufgrund des Gewünschte-Lenkcharakteristik-Signals, des Längs- und des Querbeschleunigungssignals und des Reibbeiwertsignals ein gewünschtes Drehmomentverteilungsverhältnis (α) für die Vorder- und Hinterräder des Fahrzeugs berechnet und ein Verhältnissignal erzeugt;
- einen Drehmomentrechner (63, 56), der aufgrund des Ein gangsdrehmomentsignals und des Verhältnissignals einen ersten Steuerwert für eine erste Kupplung (27) berechnet, um eine optimale Steuerung der zentralen Kupplung (27) zu erreichen und dadurch einen Schlupf des Fahrzeugs exakt zu minimieren und die Stabilität des Fahrzeugs beim Brem sen zu verbessern; und
- einen hinteren Drehmomentrechner (57, 58), der aufgrund des Gewünschte-Lenkcharakteristik-Signals, des Längs- und des Querbeschleunigungssignals und des Reibbeiwertsignals einen zweiten Steuerwert für eine zweite Kupplung (28) berechnet, um die hintere Kupplung (28) so zu steuern, daß der Drehgrad des Fahrzeugs exakt minimiert und die Stabilität der Fahrzeuglage verbessert wird.