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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Momentenverteilungssteuerungsgerät gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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EP-A-0 278 588 offenbart
ein gattungsbildendes Momentenverteilungssteuerungsgerät für ein vierradgetriebenes
Fahrzeug mit einer elektromagnetischen Kupplung zum Verteilen eines
von einem Verbrennungsmotor zu Hauptantriebsrädern übertragenen Drehmoments zu
Nebenantriebsrädern
und einer Stromzufuhreinrichtung zum Zuführen eines zu einem Anweisungsmoment
korrespondierenden elektrischen Anweisungsstroms zu einer elektromagnetischen
Spule der elektromagnetischen Kupplung. Weiter weist das Momentenverteilungssteuerungsgerät eine Anweisungsmomentarbeitseinrichtung zum
Bestimmen des Anweisungsmoments auf der Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeit,
eines Drosselklappenöffnungsgrads
und einer Drehzahldifferenz zwischen den Hauptantriebsrädern und
den Nebenantriebsrädern
auf.
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US-A-4 887 689 zeigt
ein Antriebskraftverteilungssteuerungssystem für ein vierradgetriebenes Fahrzeug,
wobei eine Steuerungseinheit zwei Berechnungsabschnitte und einen
Auswahlabschnitt hat. Der erste Berechnungsabschnitt berechnet eine Kupplungseingriffskraft
abhängig
von einer Drehzahldifferenz zwischen vorderen und hinteren Rädern. Die
zweite Berechnungseinrichtung berechnet eine Kupplungseingriffskraft
abhängig
von einer Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Auswahlabschnitt bestimmt
eine Kupplungseingriffskraft durch Auswählen des größeren der Ergebnisse des ersten
und des zweiten Berechnungsabschnitts.
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Weiter
ist ein Momentenverteilungssteuerungsgerät für ein vierradgetriebenes Fahrzeug
bekannt, wie es in
JP-A-2001-71787 beschrieben
ist, wobei eine elektromagnetische Kupplung zum Verteilen des von
einem Verbrennungsmotor zu Hauptantriebsrädern übertragenen Drehmoments zu
Nebenantriebsrädern
in Abhängigkeit
einer Drehzahldifferenz zwischen den Hauptantriebsrädern und
den Nebenantriebsrädern
vorgesehen ist. In dem bekannten Steuerungsgerät wird, wenn die Beschleunigung
des Fahrzeugs einen vorbestimmten Wert überschreitet, ein Beschleunigungsmoduskennfeld
ausgewählt, das
festgelegt wurde, um die Rate der Erhöhung des Anweisungsmoments,
das zu den Nebenantriebsrädern
verteilt wird, nach der Erhöhung
der Drehzahldifferenz zwischen den Hauptantriebsrädern und
den Nebenantriebsrädern
zu vergrößern. Als
Folge davon wird, wenn die Drehzahldifferenz groß ist, ein hoher elektrischer
Strom zu einer Erregerspule der elektromagnetischen Kupplung zugeführt, wodurch dieselbe
ein großes
Anweisungsmoment zu den Nebenantriebsrädern überträgt.
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Jedoch
tritt es in dem bekannten Steuerungsverfahren, selbst wenn das Verbrennungsmotordrehmoment
klein bleibt, oft auf, dass in Abhängigkeit der Antriebsmanipulation
oder des Fahrzustands ein großes
Anweisungsmoment berechnet wird, um dadurch zu bewirken, dass ein
hoher elektrischer Strom durch die Erregerspule der elektromagnetischen
Kupplung fließt.
Dies verursacht, dass ein Steuerungsgerät (ECU) Wärme erzeugt, die wiederum verursacht,
dass die Charakteristika von Schaltkreiselementen wie zum Beispiel
Widerstände,
Kondensatoren und so weiter variieren. Als Ergebnis wird die Steuerungsgenauigkeit
des zu der Erregerspule zuzuführenden
elektrischen Stroms verringert, so dass es unmöglich wird, die Momentenverteilung
zu den Nebenantriebsrädern
genau auszuführen.
Als Maßnahmen
gegen diesen Nachteil ist es notwendig, jene Schaltkreiselemente
zu verwenden, deren Charakteristika kleine Temperaturschwankungen
aufweisen, wodurch sich ein Nachteil in Bezug auf ein Erhöhen der
Herstellkosten ergibt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Demgemäß ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Momentenverteilungssteuerungsgerät gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 für
ein vierradgetriebenes Fahrzeug weiter zu entwickeln, das kostengünstig ist
und eine hohe Genauigkeit hat, und das durch Steuern eines elektrischen Stromes,
der nicht übermäßig zu einer
elektrischen Spule einer elektromagnetischen Kupplung zugeführt werden
soll, verhindern kann, dass ein elektronisches Steuerungsgerät Wärme erzeugt.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Momentenverteilungssteuerungsgerät mit den
Merkmalen von Anspruch 1 erreicht.
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Weitere
vorteilhafte Entwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Momentenverteilungssteuerungsgerät für ein vierradgetriebenes
Fahrzeug mit einer elektromagnetischen Kupplung zum Verteilen eines
von einem Verbrennungsmotor zu Hauptantriebsrädern übertragenen Drehmoments zu
Nebenantriebsrädern
und einer Stromzufuhreinrichtung zum Zuführen eines zu einem Anweisungsmoment
korrespondierenden elektrischen Anweisungsstroms zu einer elektromagnetischen
Spule der elektromagnetischen Kupplung vorgesehen. Das Momentenverteilungssteuerungsgerät weist
eine Anweisungsmomentarbeitseinrichtung zum Bestimmen des Anweisungsmoments
auf der Grundlage einer Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Drosselklappenöffnungsgrads
und einer Drehzahldifferenz zwischen den Hauptantriebsrädern und
den Subantriebsrädern,
und eine Anweisungsmomentbegrenzungsverarbeitungseinrichtung zum
Begrenzen des Anweisungsmoments in Abhängigkeit von einem Verbrennungsmotordrehmoment
auf einen oberen Grenzwert dafür
oder darunter auf.
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Mit
dieser Konfiguration wird das von dem Verbrennungsmotor zu den Hauptantriebsrändern übertragene
Drehmoment durch die elektromagnetische Kupplung zu den Nebenantriebsrädern auf
einer Bedarfsbasis verteilt. Das Anweisungsmoment wird auf der Grundlage
der Fahrzeuggeschwindigkeit, des Drosselklappenöffnungsgrads und der Drehzahldifferenz
zwischen den Hauptantriebsrädern
und den Nebenantriebsrädern
bestimmt. Die elektromagnetische Kupplung wird in Abhängigkeit von
dem Anweisungsmoment gesteuert und überträgt das Verbrennungsmotordrehmoment
abhängig von
dem Anweisungsmoment zu den Nebenantriebsrädern. Zu diesem Zeitpunkt kann,
da das Anweisungsmoment auf den oberen Grenzwert dafür oder darunter
in Abhängigkeit
von dem dann erfassten Verbrennungsmotordrehmoment begrenzt ist,
eine ECU verhindern, dass ein Überstrom
zu einer elektromagnetischen Spule der elektromagnetischen Kupplung
zugeführt
wird und dass in Folge dessen Wärme
erzeugt wird, so dass deren Temperatur ansteigt, wenn das Verbrennungsmotordrehmoment klein
ist. Somit ist es nicht länger
notwendig, jene Schaltkreiselemente mit kleinen Charakteristikveränderungen über einen
großen
Temperaturbereich zu verwenden, so dass das Momentenverteilungssteuerungsgerät beim Steuerungsbetrieb
genau ist und mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann.
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Kurzbeschreibung der beigefügten Zeichnungen
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Die
vorstehenden und weiteren Vorteile und viele der zugehörigen Vorteile
der vorliegenden Erfindung können
leicht verstanden werden, da dieselben mit Bezug auf das bevorzugte
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung besser verstanden werden, wenn sie in Verbindung
mit den beigefügten Zeichnungen
betrachtet wird, wobei gleiche Bezugszeichen dieselben oder korrespondierende
Teile durchgehend in mehreren Ansichten darstellen, und in denen:
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1 ist
eine konzeptionelle Darstellung eines Momentenverteilungssteuerungsgeräts für ein vierradgetriebenes
Fahrzeug in einem Ausführungsbeispiel
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
ein Blockschaubild eines elektronischen Steuerungsschaltkreises
in dem Ausführungsbeispiel;
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3 ist
ein Blockschaubild, das jene Funktionen zeigt, die das Momentenverteilungssteuerungsgerät für das vierradgetriebene
Fahrzeug in dem Ausführungsbeispiel
bilden;
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4 ist
eine erläuternde
Ansicht, die ein Beispiel eines Vormomentkennfelds darstellt, das
in dem Ausführungsbeispiel
verwendet wird;
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5 ist
eine erläuternde
Ansicht, die ein Beispiel eines Kompensationsmomentkennfelds darstellt,
das in dem Ausführungsbeispiel
verwendet wird; und
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6 ist
ein Ablaufschaubild, das ein Momentenverteilungssteuerungsprogramm
zeigt, das durch den elektronischen Steuerungsschaltkreis in dem
Ausführungsbeispiel
ausgeführt
wird.
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Ausführliche
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist nachstehend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. 1 zeigt schematisch die Konstruktion
eines vierradgetriebenen Fahrzeugs, das ein Momentenverteilungssteuerungsgerät beinhaltet,
das das Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung betrifft. In 1 ist eine Getriebeeinheit
(engl. "transaxle") 11 an
einer Abtriebsseite eines Verbrennungsmotors 10 angebaut. Die
Getriebeeinheit 11 nimmt einstückig ein Getriebe 12,
ein Übertragungs-
und ein vorderes Differenzial 13 in sich auf. Die Getriebeeinheit 11 gibt
das Abtriebsdrehmoment des Verbrennungsmotors 10 durch
das vordere Differenzial 13 zu Vorderachswellen 14, 14,
um ein rechtes und ein linkes Vorderrad Wfr, Wfl als Hauptantriebsräder anzutreiben,
und weiter zu einer ersten Antriebswelle 15 ab. Die erste Antriebswelle 15 ist
durch eine elektromagnetische Kupplung 16 mit einer zweiten
Antriebswelle 20 verbunden. Die elektromagnetische Kupplung 16 wird
in Abhängigkeit
von einem Anweisungsmoment gesteuert, das ein elektronisches Steuerungsgerät 17 in Abhängigkeit
von dem Bewegungszustand des Fahrzeugs bestimmt, wodurch das Verbrennungsmotordrehmoment
zu einem rechten und einem linken Hinterrad Wrr, Wrl als Nebenantriebsräder durch
die zweite Antriebswelle 20 verteilt wird. Ein Steuerungsschaltkreis 18 eines
elektrischen Stroms führt
zu einer Erreger- oder elektromagnetischen Spule 19 der elektromagnetischen
Kupplung 16 einen Anweisungsstrom korrespondierend zu dem
Anweisungsmoment zu, das durch das Steuerungsgerät 17 bestimmt ist.
Die elektromagnetische Kupplung 16 drückt und verbindet mehrere Kupplungsscheiben
in Abhängigkeit
von dem Anweisungsstrom, so dass das Verbrennungsmotordrehmoment
von der ersten Antriebswelle 15 zu der zweiten Antriebswelle 20 übertragen
wird. Das Verbrennungsmotordrehmoment, das zu der zweiten Antriebswelle 20 übertragen
wird, wird weiter zu dem hinteren Differenzial 21 übertragen
und wird von dem hinteren Differenzial 21 zu den Hinterachswellen 22, 22 abgegeben,
um zu dem rechten und dem linken Hinterrad Wrr, Wrl als die Nebenantriebsräder verteilt
zu werden. Raddrehzahlsensoren Sfl, Sfr, Srl, Srr sind entsprechend
zum Erfassen der Raddrehzahlen der Hauptantriebsräder Wfl,
Wfr und der Nebenantriebsräder
Wrl, Wrr vorgesehen. Die Raddrehzahlsensoren Sfl, Sfr, Srl, Srr
wirken ferner als Raddrehzahlsensoren für ein Antiblockierbremssystem
(ABS) zum Steuern der Bremsen Bfl, Bfr, Brl, Brr unabhängig voneinander.
Weiter ist ein Drosselklappenaufbau in einem Ansaugsystem für den Verbrennungsmotor 10 mit
einem Drosselklappenöffnungssensor
Sth zum Erfassen des Öffnungsgrads
(Θ) einer
Drosselklappe 24 vorgesehen, die das Ansaugvolumen in Abhängigkeit
von der Drauftrittmessung eines Beschleuniger- oder Gaspedals (nicht
gezeigt) einstellt. Der Verbrennungsmotor 10 ist mit einem
Verbrennungsmotordrehzahlsensor Se zum Erfassen der Drehzahl des
Verbrennungsmotors 10 versehen. Ein Momentenverteilungsgerät zum Verteilen
des von dem Verbrennungsmotor 10 zu den Hauptantriebsrädern Wfl,
Wfr übertragenen Drehmoments
zu den Nebenantriebsrädern
Wrl, Wrr besteht aus dem Steuerungsschaltkreis 18 eines elektrischen
Stroms, der elektromagnetischen Kupplung 16 und so weiter.
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Bezogen
auf 2 ist der elektronische Steuerungsschaltkreis 17 verbunden
mit den Raddrehzahlsensoren Sfl, Sfr, Srl, Srr, dem Drosselklappenöffnungssensor
Sth und dem Verbrennungsmotordrehzahlsensor Se gezeigt und ist weiter
mit dem Steuerungsschaltkreis 18 eines elektrischen Stroms verbunden,
der "ECU" in diesem technologischen Gebiet
genannt wird. Der elektronische Steuerungsschaltkreis 17 besteht
aus einer CPU 25 zum Ausführen von verschiedenen Arten
von Steuerungsprozessen, um das Momentenverteilungsgerät zu steuern, einem
ROM 26, das in Voraus ein Momentenverteilungssteuerungsprogramm
gespeichert hat, das in 6 gezeigt ist, das durch die
CPU 25 ausgeführt wird,
einem RAM 27, mit dem die ausgegebenen und eingegebenen
Daten falls erforderlich während
der Anwendung durch die CPU 25 des Momentenverteilungssteuerungsprogramms
ausgeführt
werden, und einem Eingangs-/Ausgangsschaltkreis 28 zum
dorthin Eingeben von den Raddrehzahlsignalen, dem Drosselklappenöffnungsgradsignal
und dem Verbrennungsmotordrehzahlsignal aus den Raddrehzahlsensoren
Sfl, Sfr, Srl, Srr, dem Drosselklappenöffnungssensor Sth und dem Verbrennungsmotordrehzahlsensor
Se und zum Ausgeben eines elektrischen Anweisungsstroms (I) zu dem
Steuerungsschaltkreis 18 eines elektrischen Stroms als
ein Ergebnis der Abläufe,
die durch die CPU 25 ausgeführt werden.
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Wie
in 3 gezeigt ist, bestimmt oder berechnet das elektronische
Steuerungsgerät 17 einen Anweisungsstrom
(I), der zu der elektromagnetischen Spule 19 zur Kraftübertragung über die
elektromagnetische Kupplung 16 des berechneten Anweisungsmoments
(T) zu den Nebenantriebsrädern Wrl,
Wrr zugeführt
werden soll, und es gibt den berechneten Anweisungsstrom (I) zu
dem Steuerungsschaltkreis 18 eines elektrischen Stroms
aus. Das Verhältnis
zwischen dem Anweisungsmoment (T) und dem elektrischen Anweisungsstrom
(I) ist in dem ROM 26 in der Form eines Moment-Strom-Kennfelds 29 gespeichert,
und ein elektrischer Anweisungsstrom (I) korrespondierend zu dem
Anweisungsmoment (T) wird aus dem Moment-Strom-Kennfeld 29 ausgewählt oder
ausgelesen. In einer modifizierten Form kann der Anweisungsstrom
(I) mittels eines algebraischen Ausdrucks oder einer Gleichung berechnet
werden, der/die das Verhältnis
zwischen den Anweisungsmoment (T) und dem elektrischen Anweisungsstrom
(I) formuliert.
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In
dem Steuerungsschaltkreis eines elektrischen Stroms oder in der
ECU 18 erfasst ein Stromerfassungsabschnitt 30 den
tatsächlichen
elektrischen Strom (Ir), der durch die elektromagnetische Spule 19 der
elektromagnetischen Kupplung 16 fließt, und ein Subtraktionsabschnitt 31 berechnet eine
Differenz zwischen dem Anweisungsstrom (I), der von dem elektronischen
Steuerungsgerät 17 eingegeben
wird, und dem tatsächlichen
elektrischen Strom (Ir). Die berechnete Differenz wird durch einen P-I
Steuerungsabschnitt 32 verstärkt und durch einen PWM Ausgangsumwandlungsabschnitt 33 für eine Pulsbreitenmodulation
verarbeitet. Somit wird eine Spannung gemäß der Pulsbreitenmodulation
von dem Ausgangsantriebsabschnitt 34 an eine Basis eines
Schalttransistors 35 angelegt. Da der Schalttransistor 35 mit
einer Batterie (B) in Serie mit der elektromagnetischen Spule 19 verbunden
ist, wird der elektrische Anweisungsstrom (I) zu der elektromagnetischen
Spule 19 zugeführt.
Das Moment-Strom-Kennfeld 29,
der Steuerungsschaltkreis 18 eines elektrischen Stroms
und dergleichen bilden eine Stromzufuhreinrichtung 55 zum
Zuführen
eines Anweisungsstroms (I), der für die elektromagnetische Kupplung 16 notwendig
ist, um ein Verbrennungsmotordrehmoment korrespondierend zu dem
Anweisungsmoment (T) zu übertragen,
zu der elektromagnetischen Spule 19 der elektromagnetischen
Kupplung 16.
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Das
elektronische Steuerungsgerät 17 ist
mit einer Anweisungsmomentarbeitseinrichtung 38 versehen,
die aus einer Vormomentarbeitseinrichtung 36 zum Steuern
oder Bestimmen eines Vormoments (Tff) auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
und des Drosselklappenöffnungsgrads
(Θ) besteht.
Die Anweisungsmomentarbeitseinrichtung 38 besteht weiter
aus einer Kompensationsmomentarbeitseinrichtung 37 zum
Steuern oder Bestimmen eines Kompensationsmoments (Tfb) auf der
Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) und einer Drehzahldifferenz
(ΔN) zwischen
den Hauptantriebsrädern
Wfl, Wfr und den Nebenantriebsrädern
Wrl, Wrr, und aus einer Additionseinrichtung 40 zum Berechnen
eines Anweisungsmoments (T) durch die Addition des Vormoments (Tff)
und des Kompensationsmoments (Tfb). Das elektronische Steuerungsgerät 17 ist
weiter mit einer Anweisungsmomentbegrenzungsverarbeitungseinrichtung 39 zum
Begrenzen des Anweisungsmoments (T) auf der Grundlage eines abgeschätzten Verbrennungsmotordrehmoments
(Te), das nachstehend beschrieben ist, auf einen oberen Grenzwert
dafür oder
darunter versehen. Die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) wird durch die
Radumfangsgeschwindigkeit dargestellt, die aus dem Durchschnittswert
der Drehzahlen der Nebenantriebsräder Wrl, Wrr berechnet wird,
die durch die Raddrehzahlsensoren Srl, Srr erfasst werden. Das Drosselklappenöffnungsgradsignal
(Θ) wird
durch einen Prozentsatz des Öffnungsgrads,
der durch den Drosselklappensensor Sth der Drosselklappe 24 erfasst
wird, relativ zu deren Vollöffnung
dargestellt.
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In
der Vormomentarbeitseinrichtung 36 ist ein Vormomentkennfeld
MTff in dem ROM 26 zum Festlegen von verschiedenen Vormomenten
in Abhängigkeit
von verschiedenen Fahrzeuggeschwindigkeiten (V) und verschiedenen
Drosselklappenöffnungsgraden
(θ) registriert,
und wenn das Momentenverteilungssteuerungsprogramm ausgeführt wird,
wie nachstehend ausführlich
beschrieben ist, wird ein Vormoment, das zu einer erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit (V)
und einem erfassten Drosselklappenöffnungsgrad (θ) korrespondiert,
von dem Vormomentkennfeld MTff ausgewählt oder ausgelesen. Das Vormomentkennfeld
MTff ist in 4 erläutert und hat eine allgemeine
Charakteristik, so dass das Vormoment Tff bei ungefähr null
der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) groß ist und abnimmt, wenn sich die
Fahrzeuggeschwindigkeit (V) erhöht,
soweit sie nicht eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht, und
dass die Rate der Erhöhung
des Vormoments Tff zu der Erhöhung
des Drosselklappenöffnungsgrads (θ) groß ist. Das
Kennfeld MTff ist weiter festgelegt, so dass in einer anderen Geschwindigkeitszone
jenseits der vorbestimmten Geschwindigkeit das Vormoment Tff klein
ist, und dass die Rate der Erhöhung des
Vormoments Tff zu der des Drosselklappenöffnungsgrad (θ) auch kein
ist. In einer modifizierten Form kann das Vormoment Tff, das anstelle
aus dem Vormomentkennfeld MTff erhalten wird, mittels eines vorbestimmten
algebraischen Ausdrucks auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit
(V) und des Drosselklappenöffnungsgrads
(θ) berechnet
werden.
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In
der Kompensationsmomentarbeitseinrichtung 37 ist ein Kompensationsmomentkennfeld
MTfb in dem ROM 26 registriert, wobei verschiedene Kompensationsmomente
(Tfb) in Übereinstimmung
mit den verschiedenen Drehzahldifferenzen (ΔN) zwischen den Hauptantriebsrädern Wfl,
Wfr und den Nebenantriebsrädern
Wrl, Wrr und mit verschiedenen Fahrzeuggeschwindigkeiten (V) festgelegt
sind. Wenn das Momentenverteilungssteuerungsprogramm ausgeführt wird,
wie nachstehend beschrieben ist, wird ein Kompensationsmoment (Tfb)
aus dem Kompensationsmomentkennfeld MTfb auf der Grundlage einer
erfassten Drehzahldifferenz (ΔN) zwischen
den Hauptantriebsrädern
Wfl, Wfr und den Nebenantriebsfedern Wrl, Wrr und einer erfassten Fahrzeuggeschwindigkeit
(V) erhalten. Wie in 5 gezeigt ist, sind in dem Kompensationsmomentkennfeld
MTfb verschiedene Kompensationsmomente (Tfb) relativ zu verschiedenen
Drehzahldifferenzen (ΔN)
mit mehreren Fahrzeuggeschwindigkeiten (V) als Parameter festgelegt.
Das Kompensationsmomentkennfeld MTfb hat eine allgemeine Charakteristik,
so dass das Kompensationsmoment (Tfb) null ist, wenn die Drehzahldifferenz
(ΔN) zwischen
den Antriebsrädern
und den Nebenantriebsrädern
null ist, und dass, solange die Drehzahldifferenz (ΔN) ansteigend
ist, sich das Kompensationsmoment (Tfb) entlang einer konstanten
Neigung im Verhältnis
zu der Erhöhung
der Drehzahldifferenz (ΔN)
erhöht,
aber die Neigung der Erhöhung
des Kompensationsmoments (Tfb) ist kleiner, wenn die Drehzahldifferenz (ΔN) einen
vorbestimmten Wert überschreitet.
Das Kompensationsmoment (Tfb) ist größer festgelegt, wenn sich die
Fahrzeuggeschwindigkeit (V) verringert, aber es ist kleiner, wenn
sich die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) erhöht.
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In
der Anweisungsmomentbegrenzungsverarbeitungseinrichtung 39 hat
das ROM 26 in sich ein Verbrennungsmotordrehmomentkennfeld
MTe zum Anzeigen von verschiedenen abgeschätzten Verbrennungsmotordrehmomenten
(Te) registriert, die entsprechend aus verschiedenen Verbrennungsmotordrehzahlen
abgeschätzt
werden, und ein Anweisungsmomentkennfeld MTul eines oberen Grenzwerts
zum Anzeigen von verschiedenen oberen Grenzwerten (Tul) in Relation
zu verschiedenen Verbrennungsmotordrehmomenten (Te). Wenn das Momentenverteilungssteuerungsprogramm
ausgeführt
wird, wie nachstehend beschrieben ist, wird ein abgeschätztes Verbrennungsmotordrehmament
(Te) korrespondierend zu einer erfassten Verbrennungsmotordrehzahl
(Ne) aus dem Verbrennungsmotordrehmomentkennfeld MTe ausgewählt oder
ausgelesen, und dann wird ein oberer Grenzwert (Tul) für ein Anweisungsmoment
(T) korrespondierend zu dem ausgelesenen Verbrennungsmotordrehmoment
(Te) aus dem Anweisungsmomentkennfeld MTul eines oberen Grenzwerts
ausgewählt
oder ausgelesen, so dass das Anweisungsmoment (T), das durch die Anweisungsmomentarbeitseinrichtung 38 bestimmt wird,
auf den ausgelesenen oberen Grenzwert (Tul) oder darunter begrenzt
ist. Wie in 3 gezeigt ist, verwendet das
Verbrennungsmotordrehmomentkennfeld MTe eine Verbrennungsmotorleistungskurve,
die verschiedene Maximaldrehmomente des Verbrennungsmotors 10 in
Verbindung mit verschiedenen Verbrennungsmotordrehzahlen (Ne) darstellt, und
die verschiedenen oberen Grenzwerte (Tul) für die verschiedenen Anweisungsmomente
(Te) sind auf der Grundlage der verschiedenen Maximaldrehmomente
festgelegt.
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Die
Steuerung des Momentenverteilungssteuerungsgeräts für ein vierradgetriebenes Fahrzeug,
wie vorstehend konstruiert ist, ist nachstehend beschrieben. Die
CPU 25 führt
das Momentenverteilungsprogramm, das in 6 gezeigt
ist, in einem exakten Zeitintervall (Δt) aus. Zunächst führt die CPU 25 in
Schritt 41 eine Verarbeitung aus, um darin die Signale
aus den Raddrehzahlsensoren Sfl, Sfr, Srl, Srr, dem Drosselklappensensor
Sth und dem Verbrennungsmotordrehzahlsensor Se einzugeben. Dann
wird in Schritt 42 die Fahrzeuggeschwindigkeit (V) auf
der Grundlage des Durchschnittswerts von Drehzahlen der Nebenantriebsräder Wrl,
Wrr berechnet, die durch die Raddrehzahlsensoren Srl, Srr erfasst
werden. In Schritt 43 wird der Durchschnittswert der Drehzahlen
der Nebenantriebsräder
Wrl, Wrr von dem Durchschnittswert der Drehzahlen der Hauptantriebsräder Wfl,
Wfr subtrahiert, die durch die Raddrehzahlsensoren Sfl, Sfr erfasst
werden, um eine Drehzahldifferenz (ΔN) zwischen den Hauptsantriebsrädern und
den Nebenantriebsrädern
zu berechnen. Dann wird in Schritt 44 ein Vormoment Tff, das
der berechneten Fahrzeuggeschwindigkeit (V) und dem Drosselklappenöffnungsgrad
(θ) entspricht, der
durch den Drosselklappenöffnungssensor
Sth erfasst wird, aus dem Vormomentkennfeld MTff im Sinne einer
Vorwärtskopplung
ausgelesen. Ein Kompensationsmoment (Tfb), das der Drehzahldifferenz
(ΔN) und
der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) entspricht, wird im Sinne einer
Rückwärtskopplung
in Schritt 45 ausgewählt
oder bestimmt. Das Vormoment Tff und das Kompensationsmoment Tfb
werden addiert, um ein Anweisungsmoment (T) in Schritt 46 zu
berechnen. Dann wird ein Verbrennungsmotordrehmoment (Te), das aus
der erfassten Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) abgeschätzt ist,
aus dem Verbrennungsmotordrehmomentkennfeld MTe in Schritt 47 ausgelesen, und
ein oberer Grenzwert eines Anweisungsmoments (Tul), der dem ausgelesenen
Verbrennungsmotordrehmoment (Te) entspricht, wird aus dem Anweisungsmomentkennfeld
MTul eines oberen Grenzwerts in Schritt 48 ausgelesen.
Es wird dann in Schritt 49 beurteilt, ob das Anweisungsmoment
(T) größer als
der ausgelesene obere Grenzwert eines Anweisungsmoments (Tul) oder
nicht größer ist.
Wenn es kleiner als der obere Grenzwert (Tul) ist, das heißt, wenn
die Antwort „NEIN" ist, wird das Anweisungsmoment
(T), das in Schritt 46 berechnet ist, als ein Anweisungsmoment
(T) festgelegt, um zu der Stromzufuhreinrichtung 55 zugeführt zu werden.
Wenn das Anweisungsmoment (T) größer als
der obere Grenzwert eines Anweisungsmoments (Tul) ist, das heißt, wenn
die Antwort „JA" ist, wird im Gegensatz
dazu der obere Grenzwert des Anweisungsmoments (Tul) in Schritt 51 als
ein Anweisungsmoment (T) festgelegt, um zu der Stromzufuhreinrichtung 55 zugeführt zu werden.
Damit die elektromagnetische Kupplung 16 ein Verbrennungsmotordrehmoment
korrespondierend zu dem Anweisungsmoment (T) übertragen kann, das in Schritt 50 oder 51 festgelegt
ist, wird ein elektrischer Anweisungsstrom (I), der zu der elektromagnetischen
Spule 19 zugeführt
werden soll, in Schritt 52 aus dem Drehmoment-Strom-Kennfeld 29 ausgelesen,
in dem verschiedene Anweisungsströme (I) entsprechend korrespondierend
zu verschiedenen Anweisungsmomenten (T) gespeichert sind, und dann
wird dieser zu dem Steuerungsschaltkreis 18 eines elektrischen
Stroms in Schritt 53 ausgegeben. Der Steuerungsschaltkreis 18 eines
elektrischen Stroms verstärkt
die Differenz zwischen dem Anweisungsstrom (I) und dem tatsächlichen
elektrischen Strom (Ir), der durch die elektromagnetische Spule 19 der
elektromagnetischen Kupplung 16 fließt, und moduliert die verstärkte Differenz
in ein korrespondierendes Pulsbreitensignal. Der Steuerungsschaltkreis 18 gibt
weiter das Pulsbreitensignal zu einem Schalttransistor 35 aus,
um dadurch den Anweisungsstrom (I) zu der elektromagnetischen Spule 19 zuzuführen. Somit überträgt die elektromagnetische
Kupplung 16 ein Verbrennungsmotordrehmoment abhängig von
dem Anweisungsmoment (T) von der ersten Antriebswelle 15 zu
der zweiten Antriebswelle 20, um derartig ein Verbrennungsmotordrehmoment
zu den Hinterrädern
Wrl, Wrr als die Nebenantriebsräder
zu verteilen.
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Als
Ergebnis ist, wenn das Verbrennungsmotordrehmoment (Te) klein ist,
das Anweisungsmoment (T) auf einen oberen Grenzwert (Tul) oder darunter
begrenzt, der auch klein festgelegt ist, um das kleine Verbrennungsmotordrehmoment
(T) zu erfüllen.
Dies verhindert vorteilhafterweise, dass der Steuerungsschaltkreis
eines elektrischen Stroms oder die ECU 18 einen Überstrom
zu der elektromagnetischen Spule 19 zuführt, und dass in Folge dessen
Wärme erzeugt
wird, so dass deren Temperatur ansteigt. Daher kann verhindert werden,
dass die ECU 18 Wärme
erzeugt, und es ist unnotwendig, jene Schaltkreiselemente anzuwenden,
die eine kleine Charakteristikschwankung über einen großen Temperaturbereich
haben, so dass die ECU 18 nicht nur einen elektrischen
Strom genau steuern kann, sondern sie auch mit geringen Kosten hergestellt werden
kann.
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Obwohl
die Verbrennungsmotorleistungskurve als ein Verbrennungsmotordrehmomentkennfeld MTe
in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel
verwendet wird, kann sie durch ein Verbrennungsmotordrehmomentkennfeld
ersetzt werden, das in dem ROM 26 mit verschiedenen Verbrennungsmotordrehmomenten
(Te) registriert ist, die in Relation zu verschiedenen Verbrennungsmotordrehzahlen
(Ne) und verschiedenen Drosselklappenöffnungsgraden (θ) gespeichert
sind. Oder es kann ein algebraischer Ausdruck zum Berechnen des
Verbrennungsmotordrehmoments (Te) auf der Grundlage der Verbrennungsmotordrehzahl
(Ne) und des Drosselklappenöffnungsgrads
(θ) verwendet
werden. Weiter kann das abgeschätzte
Verbrennungsmotordrehmoment (Te) unter Verwendung von einigen mehreren
Arten von Informationen wie zum Beispiel einer Verbrennungsmotordrehzahl,
eines Drosselklappenöffnungsgrads,
eines Ansaugdrucks, eines Kraftstoffeinspritzvolumens und so weiter
genauer bestimmt werden. Wo ein Verbrennungsmotordrehmomentsignal
von einem geeigneten Steuerungsgerät übersandt wird, zum Beispiel
ein Verbrennungsmotorrechner (nicht gezeigt) zum Steuern des Verbrennungsmotors 10, oder
wo ein tatsächliches
Verbrennungsmotordrehmoment durch einen Sensor dafür erfasst
wird, dort kann ein oberer Grenzwert (Tul) für das Anweisungsmoment (T)
in Abhängigkeit
von dem so erfassten Verbrennungsmotordrehmoment festgelegt werden.
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Obwohl
in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel
das Vormomentkennfeld MTff bzw. das Kompensationsmomentkennfeld
MTfb darin verschiedene Vormomente (Tff) bzw. verschiedene Kompensationsmomente
(Tfb) gespeichert sind, die addiert werden, um zu den Nebenantriebsrädern Wrl,
Wrr verteilt zu werden, können
verschiedene Raten gespeichert werden, mit denen das Verbrennungsmotordrehmoment
zu den Nebenantriebsrädern
Wrl, Wrr verteilt werden soll, wobei das tatsächliche zu den Hauptantriebsrädern Wfl,
Wfr zu übertragende Drehmoment
durch einen geeigneten Sensor erfasst wird. Zusätzlich zu den vorderradangetriebenen Fahrzeugen,
die in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel
erläutert
sind, ist die vorliegende Erfindung auch bei hinterradangetriebenen
Fahrzeugen der Bauart anwendbar, in der Hinterräder als die Hauptantriebsräder dienen,
während
Vorderräder
als die Nebenantriebsräder
dienen.
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Schließlich sind
verschiedene Merkmale und die zugehörigen Vorteile des vorstehenden
Ausführungsbeispiels
wie folgt zusammengefasst:
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel,
wie es in 1 und 3 gezeigt
ist, wird das von dem Verbrennungsmotor 10 zu den Hauptantriebsrädern Wfl, Wfr übertragene
Drehmoment durch die elektromagnetische Kupplung 16 zu
den Nebenantriebsrädern Wrl,
Wrr auf einer Bedarfsbasis verteilt. Das Anweisungsmoment (T) wird
auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit (V), des Drosselklappenöffnungsgrads
(θ) und
der Drehzahldifferenz (ΔN)
zwischen den Hauptantriebsrädern
Wfl, Wfr und den Nebenantriebsrädern
Wrl, Wrr bestimmt. Die elektromagnetische Kupplung 16 ist
in Abhängigkeit
von dem Anweisungsmoment (T) gesteuert und überträgt das Verbrennungsmotordrehmoment
abhängig
von dem Anweisungsmoment (T) zu den Nebenantriebsrädern Wrl,
Wrr. Zu diesem Zeitpunkt kann, da das Anweisungsmoment (T) auf den
oberen Grenzwert (Tul) dafür
in Abhängigkeit
von dem dann erfassten Verbrennungsmotordrehmoment begrenzt ist,
die ECU 18 verhindern, dass ein Überstrom zu der elektromagnetischen
Spule 19 der elektromagnetischen Kupplung 16 zugeführt wird,
und dass in Folge dessen Wärme
erzeugt wird, so dass deren Temperatur ansteigt, wenn das Verbrennungsmotordrehmoment klein
ist. Somit ist es nicht länger
notwendig, jene Schaltkreiselemente mit kleinen Charakteristikänderungen über einen
großen
Temperaturbereich zu verwenden, so dass das Momentenverteilungssteuerungsgerät beim Steuerungsbetrieb
genau sein kann und mit geringen Kosten hergestellt werden kann.
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In
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel, wie
typischerweise in 3 gezeigt ist, wird ein Vormoment
(Tff) auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) und des
Drosselklappenöffnungsgrads
(θ) im
Sinne einer Vorwärtskopplung
bestimmt. Das Kompensationsmoment (Tfb) wird auf der Grundlage der
Drehzahldifferenz (ΔN)
zwischen den Hauptantriebsrädern
Wfl, Wfr und den Nebenantriebsrädern
Wrl, Wrr und der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) im Sinne einer Rückwärtskopplung
bestimmt. Das Vormoment (Tff) und das Kompensationsmoment (Tfb)
werden für
das Anweisungsmoment (T) addiert, abhängig von dem die elektromagnetische Kupplung 16 gesteuert
wird, um das Verbrennungsmotordrehmoment zu den Nebenantriebsrädern Wrl, Wrr
zu übertragen.
Zu diesem Zeitpunkt kann, da das Anweisungsmoment (T) auf den oberen
Grenzwert (Tul) dafür oder
darunter in Abhängigkeit
von dem dann erfassten Verbrennungsmotordrehmoment begrenzt ist,
die ECU 18 verhindern, dass ein Überstrom zu der elektromagnetischen
Spule 19 der elektromagnetischen Kupplung 16 zugeführt wird,
und dass in Folge dessen Wärme
erzeugt wird, so dass deren Temperatur ansteigt, wenn das Verbrennungsmotordrehmoment
(Te) klein ist. Somit ist es nicht länger notwendig, jene Schaltkreiselemente
mit kleinen Charakteristikänderungen über einen
großen Temperaturbereich
zu verwenden, so dass das Momentenverteilungssteuerungsgerät beim Steuerungsbetrieb
genau sein kann und mit geringen Kosten hergestellt werden kann.
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In
dem vorstehenden Ausführungsbeispiel, wie
typischerweise in 3 gezeigt ist, wird das Verbrennungsmotordrehmoment
(Te) aus zumindest der Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) abgeschätzt. Oder es
wird von sowohl der Verbrennungsmotordrehzahl (Ne) als auch dem
Drosselklappenöffnungsgrad
(θ) abgeschätzt. Dann
wird der obere Grenzwert (Tul) für das
Anweisungsmoment (T) auf der Grundlage des abgeschätzten Verbrennungsmotordrehmoments (Te)
bestimmt. Somit kann realisiert werden, dass das Verbrennungsmotordrehmoment
mit einer einfachen Konstruktion abgeschätzt wird.
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Offensichtliche
und zahlreiche Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung
sind im Lichte der vorstehenden Lehre möglich, es ist daher selbstverständlich,
dass innerhalb des Schutzumfangs der angefügten Ansprüche die vorliegende Erfindung
anders, als wie vorstehend beschrieben ist, angewandt werden kann.
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Ein
Momentenverteilungssteuerungsgerät für ein vierradgetriebenes
Fahrzeug ist offenbart, wobei ein von einem Verbrennungsmotor zu
Hauptantriebsrädern
zu übertragendes
Drehmoment durch eine elektromagnetische Kupplung zu Nebenantriebsrädern auf
Bedarfsbasis verteilt wird. Ein Vormoment wird auf der Grundlage
einer Fahrzeuggeschwindigkeit und eines Drosselklappenöffnungsgrads
im Sinne einer Vorwärtskopplung
bestimmt. Ein Kompensationsmoment wird auf der Grundlage der Drehzahldifferenz
zwischen den Hauptantriebsrädern
und den Nebenantriebsrädern
und der Fahrzeuggeschwindigkeit im Sinne einer Rückwärtskopplung bestimmt. Das Vormoment
und das Kompensationsmoment werden für ein Anweisungsmoment addiert,
abhängig
von dem die elektromagnetische Kupplung gesteuert wird, um das Drehmoment
von dem Verbrennungsmotor zu den Nebenantriebsrädern zu übertragen. Zu diesem Zeitpunkt
kann, da das Anweisungsmoment auf einen oberen Grenzwert dafür oder unterhalb
in Abhängigkeit
von dem Verbrennungsmotordrehmoment begrenzt ist, eine ECU verhindern,
dass ein Überstrom
zu einer elektromagnetischen Spule der elektromagnetischen Kupplung zugeführt wird,
und dass in Folge dessen Wärme
erzeugt wird, so dass deren Temperatur ansteigt, wenn das Verbrennungsmotordrehmoment
klein ist.