DE102004002186A1

DE102004002186A1 - Antriebsstrang eines Allradfahrzeuges

Info

Publication number: DE102004002186A1
Application number: DE200410002186
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Ing. Rögner; Lutz GÄRTNER
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-01-15
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2005-08-04

Abstract

Es wird ein Antriebsstrang (1) eines Allradfahrzeuges mit wenigstens einer Antriebsmaschine (2) und einem Hauptgetriebe (3) beschrieben, bei dem ein Antriebsmoment der Antriebsmaschine in Fahrzeuglängsrichtung zwischen einer antreibbaren Fahrzeugvorderachse und einer antreibbaren Fahrzeughinterachse sowie in Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei Antriebsrädern der Fahrzeugvorderachse verteilbar ist. Die Höhe sowie ein Verteilungsgrad des der Fahrzeugvorderachse (4) zugeführten Anteils des Antriebsmomentes in Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei Antriebsrädern (4A, 4B) der Fahrzeugvorderachse (4) ist in Abhängigkeit einer jeweils steuer- und regelbaren Übertragungsfähigkeit reibschlüssiger Schaltelemente einstellbar. Des Weiteren ist es vorgesehen, das der für die Fahrzeugvorderachse (4) vorgesehene Anteil des Antriebsmomentes über eine durch das Hauptgetriebe (3) verlaufende Mittelwelle auf die Fahrzeugvorderachse (4) führbar ist. Bei einer weiteren Alternative erfolgt eine Verteilung des der Fahrzeugvorderachse (4) zugeführten Anteils des Antriebsmomentes in Fahzeugquerrichtung über einen Doppelplanetensatz eines Verteilergetriebes.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines Allradfahrzeuges gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1, des Patentanspruches 11 sowie des Patentanspruches 21 näher definierten Art.
Bei aus der Praxis bekannten Antriebssträngen von Allradfahrzeugen, die in an sich bekannter Art und Weise mit einer Antriebsmaschine und einem Hauptgetriebe in Längsbauweise ausgeführt sind, wird ein Antriebsmoment der Antriebsmaschine in Fahrzeuglängsrichtung zwischen antreibbaren Fahrzeugachsen sowie in Fahrzeugquerrichtung zwischen jeweils zwei Antriebsrädern einer Fahrzeugachse verteilt. Die Verteilung des Antriebsmomentes in Fahrzeuglängsrichtung erfolgt unter anderem an einem der Antriebsmaschine abgewandten und der Fahrzeughinterachse zugewandten Bereich des Hauptgetriebes.
Die vorbeschriebene Leistungsverteilung erfolgt im Allgemeinen mit so genannten Differenzialgetrieben, wobei Längsdifferenzialgetriebe in Fahrtrichtung gesehen zur Längsverteilung der Antriebsleistung der Antriebsmaschine auf mehrere angetriebene Fahrzeugachsen eingesetzt werden. Sogenannte Querdifferenziale bzw. Ausgleichsgetriebe sind in Bezug auf die Fahrtrichtung eines Fahrzeugs für eine Querverteilung der Antriebsleistung auf Antriebsräder einer Fahrzeugachse vorgesehen.
Die in der Praxis herkömmlich verwendeten Bauarten von Differenzialgetrieben sind Kegelraddifferenziale, Stirnraddifferenziale in Planetenbauweise oder auch Schneckenraddifferenziale. Insbesondere Stirnraddifferenziale werden wegen der Möglichkeit zur unsymmetrischen Momentenverteilung meist als Längsdifferenziale eingesetzt. Kegelraddifferenziale sind mittlerweile für einen Querausgleich bei Fahrzeugen Standard. Schneckenraddifferenziale werden sowohl zur Längsverteilung als auch für eine Querverteilung eingesetzt.
Die zur Leistungsverteilung in Fahrzeuglängsrichtung vorgesehenen Differenzialgetriebe sind dem Hauptgetriebe im Leistungsfluss des Antriebsstranges meist nachgeschaltet, wobei der Teil des Antriebsmomentes, welcher der Fahrzeugvorderachse zugeführt wird, vom Getriebeausgang eines Differenzialgetriebes über eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Seitenwelle vom Getriebeausgang eines Differenzialgetriebes am Hauptgetriebe sowie an der Antriebsmaschine vorbei zu einem Differenzialgetriebe geleitet wird, mittels dem der der Fahrzeugvorderachse zugeführte Teil des Antriebsmomentes der Antriebsmaschine in Fahrzeugquerrichtung zwischen den beiden Antriebsrädern der Fahrzeugvorderachse bedarfsgerecht verteilt wird.
Nachteilig dabei ist jedoch, dass bei Allradfahrzeugen, deren Antriebsmaschine in Fahrtrichtung gesehen vor einer Fahrgastzelle angeordnet ist, insbesondere im Bereich des Hauptgetriebes sowie im Bereich zwischen den Antriebsrädern der Fahrzeugvorderachse und der Antriebsmaschine sehr wenig Bauraum zur Verfügung steht, weshalb die Anordnung einer in Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem Getriebe und der Fahrzeugvorderachse verlaufenden Seitenwelle sowie die Anordnung eines Differenzialgetriebes zur Verteilung des der Fahrzeugvorderachse zugeführten Anteils des Antriebsmomentes in Fahrzeugquerrichtung zwischen der Antriebsmaschine und einem Antriebsrad der Fahrzeugvorderachse nur sehr schwierig realisierbar ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang eines Allradfahrzeuges mit einem im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Antriebssträngen reduzierten Bauraumbedarf zur Verfügung zu stellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Antriebsstrang gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1, gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 11 oder gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 21 gelöst.

Mit dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang eines Fahrzeuges gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 wird im Vergleich zu herkömmlichen Antriebssträngen von Allradfahrzeugen im Bereich einer Fahrzeugvorderachse jeweils zwischen Antriebsrädern der Fahrzeugvorderachse und der Antriebsmaschine weniger Bauraum beansprucht.

Dies wird dadurch erreicht, dass reibschlüssige Schaltelemente mit variierbarer Übertragungsfähigkeit vorgesehen sind und die Höhe sowie ein Verteilungsgrad des der Fahrzeugvorderachse zugeführten Anteils des Antriebsmomentes in Fahrzeugquerrichtung zwischen den Antriebsrädern der Fahrzeugvorderachse in Abhängigkeit der jeweils steuer- und regelbaren Übertragungsfähigkeit der reibschlüssigen Schaltelemente bedarfsgerecht und betriebszustandsabhängig einstellbar ist.

Durch den Einsatz der reibschlüssigen Schaltelemente kann im Bereich der Fahrzeugvorderachse, insbesondere zwischen der Antriebsmaschine und den Antriebsrädern jeweils auf ein an sich bekanntes Differenzialgetriebe zum Verteilen des der Fahrzeugvorderachse zugeführten Anteils des Antriebsmomentes in Fahrzeugquerrichtung zwischen den beiden Antriebsrädern der Fahrzeugvorderachse mit hohem Bauraumbedarf verzichtet werden. Eine Umlenkung des vom Hauptgetriebe in Fahrzeuglängsrichtung zur Fahrzeugvorderachse geführten Anteils des Antriebsmomentes in Fahrzeugquerrichtung zu den Antriebsrädern kann vorzugsweise über nur wenig Bauraum beanspruchende Kegelradverzahnungen realisiert werden.

Der erfindungsgemäße Antriebsstrang eines Allradfahrzeuges mit den Merkmalen des Patentanspruches 11 weist im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Antriebssträngen im Bereich eines Fahrzeugtunnels eines Fahrzeuges einen reduzierten Bauraumbedarf auf, da der für die Fahrzeugvorderachse vorgesehene Anteil des Antriebsmomentes im Gegensatz zu aus der Praxis bekannten Lösungen, bei welchen das Drehmoment wenigstens über eine an der Außenseite des Hauptgetriebes in Fahrzeuglängsrichtung entlang verlaufende Seitenwelle von einem Getriebeausgang eines Verteilergetriebes zur Fahrzeugvorderachse geführt wird, über eine durch das Hauptgetriebe verlaufende Mittelwelle auf die Fahrzeugvorderachse weitergeleitet wird.

Das bedeutet, dass bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang gemäß Patentanspruch 11 eine aus der Praxis bekannte und in Fahrzeuglängsrichtung außerhalb des Hauptgetriebes verlaufende Seitenwelle im Bereich des Hauptgetriebes bauraumgünstig in das Hauptgetriebe integriert ist, so dass ein Bauraumbedarf des Antriebsstranges nach der Erfindung im Vergleich zu aus der Praxis bekannten Lösungen vorteilhafterweise verringert ist.

Der Antriebsstrang eines Allradfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 21 ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass eine Verteilung des der Fahrzeugvorderachse zugeführten Anteils des Antriebsmomentes in Fahrzeugquerrichtung über einen Doppelplanetensatz des Verteilergetriebes erfolgt, der in das Verteilergetriebe integriert ist und der jeweils mit einer seiner Abtriebswellen mit einer in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Seitenwelle mit einem Querleistungsstrang der Fahrzeugvorderachse verbunden ist.

Mit dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Antriebsstranges besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, im Bereich der Fahrzeugvorderachse zwischen der Antriebsmaschine und wenigstens einem der Antriebsräder das jeweils einem Antriebsrad über eine Seitenwelle in Fahrzeuglängsrichtung zugeführte Drehmoment in Fahrzeugquerrichtung mittels nur wenig Bauraum beanspruchende Kegelradverzahnungen umzulenken und die Verteilung des der Fahrzeugvorderachse zuzuführenden Anteils des Antriebsmomentes zwischen den beiden Antriebsrädern der Fahrzeugvorderachse in einen Bereich des Fahrzeugs zu verlegen, an dem mehr Bauraum für den Antriebsstrang zur Verfügung steht.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei zur Verbesserung der Übersichtlichkeit in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Es zeigt:
1 eine stark schematisierte Darstellung eines Antriebsstranges eines Allradfahrzeuges;
2 ein Räderschema der in 1 lediglich schematisiert dargestellten Komponenten der Fahrzeugvorderachse, des Hauptgetriebes und eines Verteilergetriebes;
2a ein Schaltschema des in 1 dargestellten Hauptgetriebes;
3 ein Räderschema einer zu 2 alternativen Ausführungsform des Antriebsstranges;
4 ein weiteres Räderschema einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstranges;
4a den in 4 unter IV näher gekennzeichneten Bereich in Alleinstellung in einer zu 4 alternativen Ausführungsform;
5 ein mit dem in 4 dargestellten Räderschema korrespondierendes Räderschema, wobei in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Seitenwellen auf verschiedenen Seiten des Hauptgetriebes angeordnet sind;
6 ein prinzipiell dem in 3 dargestellten Räderschema entsprechendes Räderschema, wobei ein den Antriebsrädern der Fahrzeugvorderachse jeweils zuzuführender Anteil des Antriebsmomentes jeweils vom Getriebeeingang sowie vom Getriebeausgang in Richtung eines Antriebsrades führbar ist;
6a ein in 6 unter VI näher bezeichneter Bereich in Alleinstellung einer alternativen Ausführungsform;
7 ein Räderschema des Hauptgetriebes und des Verteilergetriebes des erfindungsgemäßen Antriebsstranges, wobei das Hauptgetriebe mit einer mit der Fahrzeugvorderachse verbundenen Mittelwelle ausgeführt ist;
8 das Räderschema gemäß 7, wobei die Mittelwelle über einen Kettentrieb mit der Fahrzeugvorderachse in Wirkverbindung steht;
9 ein dem in 7 dargestellten Räderschema entsprechendes Räderschema, wobei eine Verbindung zwischen der Mittelwelle und der Fahrzeugvorderachse in Fahrzeuglängsrichtung vor einem Anfahrelement des Antriebsstranges angeordnet ist;
10 ein dem in 7 dargestellten Räderschema entsprechendes Räderschema, wobei eine Anbindung der Mittelwelle des Hauptgetriebes an die Fahrzeugvorderachse über einen Doppelplanetensatz erfolgt;
10a den in 10 näher bezeichneten Bereich X in einer alternativen Ausführungsform in Alleinstellung;
11 ein Räderschema eines in 1 lediglich schematisiert dargestellten Verteilergetriebes, in welches zum Verteilen des der Fahrzeugvorderachse zuzuführenden Anteils des Antriebsmomentes in Fahrzeugquerrichtung integriert ist;
12 ein im Bereich des Hauptgetriebes und des Verteilergetriebes des Antriebsstranges mit dem in 6 dargestellten Räderschema korrespondierendes Räderschema einer weiteren Ausführungsform des Antriebsstranges;
12a eine erste alternative Ausführungsform des in 12 unter XII näher bezeichneten Bereichs;
12b eine zweite Ausführungsform des in 12 unter XII näher bezeichneten Bereichs;
12c eine dritte Ausführungsform des in 12 unter XII näher bezeichneten Bereichs; und
12d eine vierte Ausführungsform des in 12 unter XII näher bezeichneten Bereichs.
Bezug nehmend auf 1 ist ein Antriebsstrang 1 mit einer Antriebsmaschine 2, einem Getriebe 3 und mit zwei Fahrzeugachsen 4, 5 stark schematisiert dargestellt, wobei die Fahrzeugachse 4 die Fahrzeugvorderachse und die Fahrzeugachse 5 die Fahrzeughinterachse des Antriebsstranges 1 ist. Jede der Fahrzeugachsen 4 und 5 ist mit jeweils zwei Antriebsrädern 4A und 4B bzw. 5A und 5B ausgeführt.
Des Weiteren umfasst der Antriebsstrang 1 in 1 nicht näher dargestellten Einrichtungen, mittels welchen ein von der Antriebsmaschine 2 erzeugtes Antriebsmoment sowohl in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den beiden Fahrzeugachsen 4 und 5 sowie in Fahrzeugquerrichtung zwischen den Antriebsrädern 4A und 4B bzw. 5A und 5B verteilbar ist.
In 2 ist ein Räderschema des in 1 lediglich stark schematisiert dargestellten Getriebes 3 gezeigt, wobei das Getriebe 3 als ein Automatgetriebe mit sechs Übersetzungsstufen für Vorwärtsfahrt und einer Übersetzungsstufe für Rückwärtsfahrt ausgeführt ist. Das in 2 gezeigte Getriebe bzw. Automatgetriebe 3 weist getriebeeingangsseitig einen ersten Planetenradsatz 6 und getriebeausgangsseitig einen zweiten Planetenradsatz 7 auf. Der zweite Planetenradsatz 7 ist als ein doppelter Planetenradsatz ausgeführt, wobei zwischen den beiden Planetenradsätzen 6 und 7 fünf Schaltelemente mit den Bezeichnungen A, B, C, D, E angeordnet sind. Zur Darstellung einer Übersetzung des Automatgetriebes 3 sind jeweils zwei dieser Schaltelemente ge schlossen, während die anderen geöffnet sind. Ein in 2a näher gezeigtes Schaltschema 8 gibt den Zusammenhang zwischen den einzelnen Übersetzungsstufen des Automatgetriebes 3 und den Schaltelementen A, B, C, D, E wieder.
Dem Automatgetriebe 3 ist als Anfahrelement ein hydrodynamischer Drehmomentwandler 9 mit einer geregelten Wandlerüberbrückungskupplung 10 zum Überbrücken des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 9 vorgeschaltet, über welche ein Antriebsmoment der Antriebsmaschine 2 des Fahrzeuges auf eine Getriebeeingangswelle 11 und auf ein Hohlrad 12 des ersten Planetenradsatzes 6 geführt wird, wobei als Anfahrelement auch jedes andere Anfahrelement vorgesehen sein kann. Das Hohlrad 12 des ersten Planetenradsatzes 6 ist mit einem Außenlamellenträger 13 des Schaltelementes E, welches als reibschlüssige Lamellenkupplung ausgeführt ist, verbunden. Zwischen einem Sonnenrad 14 des ersten Planetenradsatzes 6 und dem Hohlrad 12 des ersten Planetenradsatzes 6 wälzen sich Planetenräder 15 ab, welche drehbar auf einem Planetenträger 16 gelagert sind. Das Sonnenrad 14 des ersten Planetenradsatzes 6 ist fest mit einem schematisch angedeuteten Getriebegehäuse 17 verbunden.
Der Planetenträger 16 des ersten Planetenradsatzes 6 ist mit einem Außenlamellenträger 18 des Schaltelementes A, welches vorzugsweise als Lamellenkupplung ausgeführt ist, und mit einem Außenlamellenträger 19 des ebenfalls als Lamellenkupplung ausgeführten Schaltelementes B verbunden.
Ein Innenlamellenträger 20 des Schaltelementes E ist mit einem Planetenträger 21 des zweiten Planetenradsatzes 7 verbunden, so dass der Kraftfluss von der Getriebeeingangswelle 11 bei geschlossenem Schaltelement E direkt über den Planetenträger 21 des zweiten Planetenradsatzes 7 auf den zweiten Planetenradsatz 7 geführt wird.
Ein Innenlamellenträger 22 des Schaltelementes A ist mit einem kleinen Sonnenrad 23 des zweiten Planetenradsatzes 7 verbunden, so dass der Planetenträger 16 des ersten Planetenradsatzes 6 bei geschlossenem Schaltelement A fest mit dem kleinen Sonnenrad 23 des zweiten Planetenradsatzes 7 verbunden ist.
Des Weiteren ist ein Innenlamellenträger 24 des Schaltelementes B mit einem großen Sonnenrad 25 des zweiten Planetenradsatzes 7 verbunden. Bei geschlossenem Schaltelement B wird demnach ein Eingangsdrehmoment des Automatgetriebes von der Getriebeeingangswelle 11 über das Hohlrad 12, die Planetenräder 15 und den Planetenträger 16 des ersten Planetenradsatzes 6 direkt auf das große Sonnenrad 25 des zweiten Planetenradsatzes 7 geführt. Zusätzlich ist das große Sonnenrad 25 des zweiten Planetenradsatzes 7 mit einem Innenlamellenträger 26 des Schaltelementes C, welches als Lamellenbremse ausgeführt ist, fest verbunden. Ein Außenlamellenträger 27 des Schaltelements C ist fest mit dem Getriebegehäuse 17 verbunden. Daraus folgt, dass das große Sonnenrad 25 bei geschlossenem Schaltelement C fest mit dem Getriebegehäuse 17 verbunden ist.
Das Schaltelement D ist vorliegend ebenfalls als Lamellenbremse ausgeführt, wobei ein Außenlamellenträger 28 des Schaltelementes D fest mit dem Getriebegehäuse 17 verbunden ist. Ein Innenlamellenträger 29 des Schaltelementes D ist mit dem Planetenträger 21 des zweiten Planetenradsatzes 7 verbunden.
Zwischen dem großen Sonnenrad 25 und einem Hohlrad 30 des zweiten Planetenradsatzes 7 wälzen sich breite Planetenräder 31 ab. Zwischen dem kleinen Sonnenrad 23 des zweiten Planetenradsatzes 7 und den breiten Planetenrädern 31 wälzen sich schmale Planetenräder 32 ab, wobei die breiten Planetenräder 31 und die schmalen Planetenräder 32 jeweils von dem Plane tenträger 21 des zweiten Planetenradsatzes 7 gehalten sind. Das Hohlrad 30 des zweiten Planetenradsatzes 7 ist mit einer Getriebeabtriebswelle 33 verbunden, über welche das entsprechend der in dem Getriebe 3 eingestellten Übersetzung gewandelte Getriebeausgangsmoment in Richtung der beiden Fahrzeugachsen 4 und 5 des Fahrzeugs geführt wird.
Mit dem ersten Planetenradsatz 6 bzw. dem Umlaufgetriebebauteil ist über eine geeignete Ansteuerung des Schaltelementes E sowie der Schaltelemente A und B eine Leistungsverzweigung des Getriebeeingangsmomentes auf zwei Leistungspfade des Automatgetriebes 3 durchführbar. An dem zweiten Planetenradsatz 7 wird im Gegensatz zu dem als Leistungsverzweigungselement ausgebildeten ersten Planetenradsatz 6 eine Leistungssummierung derart durchgeführt, dass ein aufgeteiltes und der jeweilig eingelegten Übersetzung entsprechend umgewandeltes Getriebeeingangsmoment summiert auf die Getriebeabtriebswelle 33 geführt wird.
Die Schaltelemente A bis E des Automatgetriebes 3 sind vorliegend hydraulisch betätigbar, wobei es selbstverständlich im Ermessen des Fachmannes liegt, die Schaltelemente alternativ dazu über eine geeignete mechanische, elektrische oder elektromechanische Aktuatorik anzusteuern.
Das zu dem in 2 dargestellte Automatgetriebe 3 zugehörige Schaltschema 8 der 2a ist in Form einer Tabelle wiedergegeben, in deren Kopfspalte die einzelnen Gangstufen für Vorwärtsfahrt "1", "2", "3", "4", "5", "6" und Rückwärtsfahrt "R" aufgeführt sind. Des Weiteren sind in der Kopfzeile des Schaltschemas 8 die einzelnen Schaltelemente A bis E, eine Gesamtübersetzung i_ges des Automatgetriebes 3 sowie ein Stufensprung phi, der jeweils aus einem Quotient aus den Werten zweier aufeinanderfolgender Gesamtübersetzungen gebildet ist, aufgeführt.
Aus dem Schaltschema 8 geht hervor, dass beispielsweise zur Einstellung der ersten Gangstufe bzw. der ersten Übersetzung "1" die Schaltelemente A und D geschlossen sind, während die Schaltelemente B, C und E sich gleichzeitig in geöffnetem Zustand befinden. Die eingestellte Gesamtübersetzung i_ges ist dann 4,17.
Bei einer Hochschaltung ausgehend von der ersten Gangstufe "1" in die zweite Gangstufe "2" bleibt das Schaltelement A geschlossen und das Schaltelement C wird zugeschaltet, wobei gleichzeitig das Schaltelement D abgeschaltet wird. Die Zuschaltung des als Lamellenkupplung ausgebildeten Schaltelementes C erfolgt mit einer Schlupfphase des Schaltelementes C zum Ausgleich einer Differenzdrehzahl in dem Automatgetriebe 3.
Des Weiteren geht aus dem Schaltschema 8 der 2 hervor, dass das Schaltelement A zur Darstellung der Gangstufen "1" bis "4" jeweils geschlossen ist, und dass jeweils das Schaltelement D, C, B oder E als weiteres Schaltelement zur Darstellung der entsprechenden Übersetzungsstufe des Automatgetriebes 3 verwendet wird. Diejenigen Schaltelemente, welche zur Einstellung einer Gangstufe geschlossen sind, sind in der Tabelle des Schaltschemas 8 durch einen Punkt gekennzeichnet, wobei die Zellen der Tabelle, welche keinen Punkt aufweisen, die Schaltelemente kennzeichnen, die jeweils geöffnet sind.
Aus dem Schaltschema 8 ist ableitbar, dass weder das Schaltelement A noch das Schaltelement D bei einer Hochschaltung zugeschaltet werden, hingegen das Schaltelement B bei der Hochschaltung von der Gangstufe "2" in die Gangstufe "3", das Schaltelement C bei einer Hochschaltung von der Gangstufe "1" in die Gangstufe "2" und das Schaltelement E bei der Hochschaltung von der Gangstufe "3" in die Gangstufe "4" zugeschaltet wird.
Vorliegend egalisieren bei Schaltungen jene Schaltelemente, welche zur Einstellung der neuen Gangstufe zugeschaltet werden, Differenzdrehzahlen im Getriebe über einen sogenannten Schlupfbetrieb.
Werden die beiden Schaltelemente C und D gleichzeitig von der Getriebesteuerung angesteuert, liegt im Getriebe eine derartige Überbestimmung vor, dass am Abtrieb ein aufgrund einer eingeschränkten Beweglichkeit im Getriebe generiertes schaltelementseitiges Bremsmoment vorliegt. Dies resultiert aus der Tatsache, dass die gleichzeitige Ansteuerung der Schaltelemente C und D, welche vorliegend als Lamellenbremsen ausgeführt sind, am Abtrieb 5 die gleiche Wirkung entfaltet wie die Feststellbremse des Fahrzeuges. D. h., dass am Abtrieb 5 des Antriebsstranges 1 ein mehr oder weniger großes Bremsmoment anliegt, welches in Abhängigkeit der jeweils eingestellten Höhe der Übertragungsfähigkeiten der Schaltelemente C und D steht.
Das an der Getriebeabtriebswelle 33 anliegende Getriebeausgangsmoment wird zwischen den beiden Fahrzeugachsen 4 und 5 verteilt, wobei ein der Fahrzeugvorderachse 4 zugeführter Anteil des Antriebsmomentes über eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Seitenwelle 34 von der Getriebeabtriebswelle 33 zu der auf Höhe des Anfahrelementes bzw. des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 9 in Fahrzeugquerrichtung angeordneten Fahrzeugvorderachse 4 geführt wird. Die Seitenwelle 34 ist am Getriebeausgang des Automatgetriebes 3 über eine Stirnradstufe 35, deren Übersetzung einen Grundlängsverteilungsgrad des Antriebsmomentes zwischen den Fahrzeugachsen definiert, mit der Getriebeab-triebswelle 33 verbunden. Des Weiteren ist sie über eine Kegelradstufe 36 mit der Fahrzeugvorderachse 4 verbunden. Darüber hinaus ist die Fahrzeugvorderachse 4 jeweils zwischen der Kegelradstufe 36 und den Antriebsrädern 4A bzw. 4B jeweils mit einem reibschlüssigen Schaltelement 37 bzw. 38 ausgeführt, deren Übertragungsfähigkeit variierbar ist.
Das reibschlüssige Schaltelement 38 kann wie in 2 dargestellt, wahlweise auf einer der beiden Seiten des Automatgetriebes 3 angeordnet sein. D. h., dass das reibschlüssige Schaltelement 38 entweder an der in 2 unter dem Bezugszeichen 38 dargestellten Position im Bereich des Antriebsrades 4B oder im Bereich der Kegelradstufe 36 an der unter dem Bezugszeichen 38A gekennzeichneten Position angeordnet ist.
Die Übertragungsfähigkeiten der beiden reibschlüssigen Schaltelemente sind über eine geeignete Steuerung und Regelung derart einstellbar, dass sowohl die Höhe sowie ein Verteilungsgrad des der Fahrzeugvorderachse 4 zugeführten Anteils des Antriebsmomentes der Antriebsmaschine 2 in Fahrzeugquerrichtung zwischen den beiden Antriebsrädern 4A und 4B der Fahrzeugvorderachse 4 einstellbar ist.
Mit dieser Anordnung besteht vorteilhafterweise die Möglichkeit, das Getriebeausgangsmoment des Automatgetriebes 3 mit auf die Fahrzeughinterachse bezogenen Längsverteilungsgraden zwischen den beiden Fahrzeugachsen 4 und 5 zu verteilen, dass das Fahrzeug als reines heckgetriebenes Fahrzeug oder als allradgetriebenes Fahrzeug betrieben werden kann. Dabei liegt der reine Heckantrieb dann vor, wenn über die beiden reibschlüssigen Schaltelemente 37 und 38 kein Drehmoment in Richtung der Antriebsräder 5A und 5B führbar ist. Der Allradbetrieb steht dann zur Verfügung, wenn ein an den beiden reibschlüssigen Schaltelementen 37 und 38 anliegendes Drehmoment zumindest teilweise über die Schaltelemente 37 und 38 auf die beiden Abtriebsräder 5A und 5B führbar ist.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den der Fahrzeugvorderachse 4 zugeführten Anteil des Getriebeausgangsmoments des Automatgetriebes 3 durch Variieren der Übertragungsfähigkeiten der beiden reibschlüssigen Schaltelemente 37 und 38 mit verschiedenen Querverteilungsgraden zwischen den beiden Antriebsrädern 5A und 5B in Fahrzeugquerrichtung bedarfsgerecht und betriebszustandsabhängig zu verteilen. Dabei wird zur Verlustreduzierung eine derartige Betriebsstrategie angestrebt, dass jeweils eine der beiden reibschlüssigen Schaltelemente in synchronem und wenigstens annähernd verlustfreiem Zustand betrieben wird, während die Übertragungsfähigkeit des jeweils anderen reibschlüssigen Schaltelementes zwischen einem unteren Grenzwert, bei dem kein Drehmoment über das Schaltelement übertragbar ist, und einem oberen Grenzwert der Übertragungsfähigkeit, bei dem die Schaltelemente jeweils in ihrem synchronen Zustand betriebenen werden, variiert wird. Dann wird das Antriebsmoment in Fahrzeuglängsrichtung dem Grundlängsverteilungsgrad entsprechend zwischen den Fahrzeugachsen 4 und 5 verteilt Selbstverständlich liegt es im Ermessen des Fachmannes, die Übertragungsfähigkeiten der beiden reibschlüssigen Schaltelemente 37 und 38 zur Einstellung eines von dem Grundlängsverteilungsgrad abweichenden Längsverteilungsgrades des Antriebsmomentes zwischen den beiden Fahrzeugachsen 4 und 5 zwischen dem unteren Grenzwert und dem oberen Grenzwert der Übertragungsfähigkeit derart einzustellen, dass diese gleichzeitig schlupfend betrieben werden. Dabei nimmt der Anteil des Antriebsmomentes, der der Fahrzeugvorderachse zugeführt wird, mit sinkender Übertragungfähigkeit der beiden Schaltelemente 37, 38 ab.
Alternativ zu der Anordnung der Fahrzeugvorderachse 4 im Bereich des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 9 besteht auch die Möglichkeit, die Fahrzeugvorderachse im Bereich zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Drehmomentwandler 9 oder zwischen dem Getriebe 3 und dem Drehmomentwandler anzuordnen.
3 zeigt eine Weiterbildung des in 2 dargestellten Antriebsstranges 1 nach der Erfindung, bei dem zwischen der Fahrzeugvorderachse 4 und den Antriebsrädern 4A und 4B jeweils Stirnradstufen 40A und 40B vorgesehen sind, um einen Achsversatz zwischen der Fahrzeugvorderachse 4 und Achswellen 41A, 41B der Antriebsräder 4A und 4B ausgleichen zu können und/oder eine Drehrichtungsumkehr vornehmen zu können. Die Anordnung der Stirnradstufen 40A und 40B ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Fahrzeugvorderachse 4 unterhalb der Antriebsmaschine 2 in Fahrzeugquerrichtung zwischen den beiden Antriebsrädern 4A und 4B verlaufend im vorderen Fahrzeugbereich positioniert ist und die Antriebsmaschine 2 zum Absenken eines Fahrzeugschwerpunktes tiefer als bei herkömmlichen Fahrzeugen im Motorraum der Karosserie angeordnet ist.
Bezug nehmend auf 4 ist eine Weiterbildung des in 2 bzw. 3 dargestellten erfindungsgemäßen Antriebsstranges 1 dargestellt, bei dem die beiden reibschlüssigen Schaltelemente 37 und 38 im Bereich des Getriebeausgangs des Automatgetriebes 3 angeordnet sind. Über die beiden reibschlüssigen Schaltelemente 37 und 38 ist jeweils ein Stirnrad 42 bzw. 43 mit der Getriebeabtriebswelle 33 des Automatgetriebes 3 verbindbar, so dass in Abhängigkeit der Übertragungsfähigkeiten der reibschlüssigen Schaltelemente 37 und 38 jeweils ein bestimmter Anteil des Getriebeausgangsmomentes des Automatgetriebes 3 auf die beiden Antriebsräder 4A und 4B der Fahrzeugvorderachse 4 führbar ist. Dabei ist sowohl ein Längsverteilungsgrad des Antriebsmomentes zwischen der Fahrzeugvorderachse 4 und der Fahrzeughinterachse 5 als auch ein Querverteilungsgrad des der Fahrzeugvorderachse 4 zuzuführenden Anteiles des Getriebeausgangsmomentes des Automatgetriebes 3 zwischen den beiden Antriebsrädern 4A und 4B der Fahrzeugvorderachse 4 in Abhängigkeit der jeweils eingestellten Übertragungsfähigkeiten der beiden reibschlüssigen Schaltelemente 37 und 38 in der vorbeschriebenen Art und Weise variierbar bzw. einstellbar.
Die beiden Stirnräder 42 und 43 kämmen jeweils mit weiteren Stirnrädern 44 und 45, die jeweils mit einer in Fahrzeuglängsrichtung in Richtung der Fahrzeugvorderachse 4 verlaufenden Seitenwelle 46 oder 47 verbunden sind, wobei die Seitenwelle 47 in der als Hohlwelle ausgeführten Seitenwelle 46 bauraumoptimiert angeordnet ist. Des Weiteren sind die beiden Seitenwellen 46 und 47 jeweils mit einer Kegelradstufe 36A bzw. 36B verbunden, um das zunächst in Fahrzeuglängsrichtung geführte Drehmoment in Fahrzeugquerrichtung auf die beiden Antriebsräder 4A und 4B führen zu können.
4a zeigt eine Weiterbildung des in 4 strichliert umrahmten Bereichs IV, bei dem die beiden Seitenwellen 46 und 47 über die beiden reibschlüssigen Schaltelemente 37 und 38 zuschaltbar sind und bei dem die als Lamellenkupplungen ausgeführten Schaltelemente 37 und 38 jeweils über ihre Außenlamellen mit einer Stirnradstufe 48 mit der Getriebeabtriebswelle 33 wirkverbunden sind.
In 5 ist eine alternative Ausführungsform zu dem in 4 dargestellten Antriebsstrang gezeigt, bei dem das jeweils den Antriebsrädern 4A und 4B der Fahrzeugvorderachse 4 zuzuführende Drehmoment über die auf verschiedenen Seiten des Automatgetriebes 3 angeordneten Seitenwellen 46 und 47 in Fahrzeuglängsrichtung vom Getriebeausgang des Automatgetriebes 3 zu den Antriebsrädern 4A und 4B der Fahrzeugvorderachse 4 geführt wird.
Bei der in 5 dargestellten Ausführungsform des Antriebsstranges 1 wird die bei den Ausführungsbeispielen gemäß 2 bis 4 des Antriebsstranges 1 vorgesehene Querwelle 49 der Fahrzeugvorderachse 4 nicht benötigt, da der jeweils den Antriebsrädern 4A, 4B der Fahrzeugvorderachse 4 zuzuführende Anteil des Getriebeausgangsmoments von der Getriebeabtriebswelle 33 des Automatgetriebes 3 jeweils über die reibschlüssigen Schalt elemente 37 und 38 und über die beiden Seitenwellen 46 und 47 sowie die damit verbundenen Kegelradstufen 36A und 36B jeweils auf derselben Seite der Antriebsmaschine 2 auf die Achswellen 41A und 41B der Antriebsräder 4A und 4B der Fahrzeugvorderachse 4 geführt wird, auf der das Antriebsrad 4A bzw. das Antriebsrad 4B angeordnet ist. Dadurch kann die Antriebsmaschine bedarfsweise im Vergleich zu den Ausführungen des Antriebsstranges 1 gemäß 2 bis 4 auf einem tieferen Höhenniveau angeordnet werden, ohne eine eventuell gewünschte Bodenfreiheit eines Fahrzeugs einzuschränken.
Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel des Antriebsstranges 1 wird der dem Antriebsrad 4A der Fahrzeugvorderachse 4 jeweils zuzuführende Anteil des Antriebsmomentes der Antriebsmaschine 2 am Getriebeeingang des Automatgetriebes 3 abgegriffen, während der dem Antriebsrad 4B der Fahrzeugvorderachse 4 zuzuführende Anteil über das reibschlüssige Schaltelement 38 am Getriebeausgang des Automatgetriebes 3 von der Getriebeabtriebswelle 33 in Richtung des Antriebsrades 4B geführt wird.
In 6a ist eine Weiterbildung des strichliert umrahmten Bereichs VI aus 6 gezeigt, bei der das der Seitenwelle 47 zugeordnete Stirnrad 45 über das reibschlüssige Schaltelemente 38 mit der Seitenwelle 47 in Wirkverbindung bringbar ist.
In 7 bis 10 sind vier weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Antriebsstranges 1 gezeigt, bei welchen der der Fahrzeugvorderachse 4 zuzuführende Anteil des Antriebsmomentes der Antriebsmaschine 2 von der Getriebeabtriebswelle 33 und einen Planetensatz 90 über eine durch das Automatgetriebe 3 in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Mittelwelle 50 zunächst in den Bereich zwischen dem Anfahrelement bzw. den hydrodynamischen Drehmomentwandler 9 und das Automatgetriebe 3 oder vor den hydrodynamischen Drehmomentwandler 9 geführt wird, bevor es auf die Seitenwelle 34 bzw. auf die Seitenwellen 46 und 47 in Richtung dertenträger Fahrzeugvorderachse 4 weitergeleitet wird.
Dabei steht der über die Mittelwelle 50 in Richtung der Fahrzeugvorderachse 4 zuführende Anteil des Getriebeausgangsmoments sowohl in Abhängigkeit einer Übersetzung des am Getriebeausgang des Automatgetriebes angeordneten Planetensatzes 90 als auch in Abhängigkeit einer jeweils aktuell eingestellten Übertragungsfähigkeit eines weiteren reibschlüssigen Schaltelementes F. Die Mittelwelle 50 steht im Bereich des Getriebeeingangs des Automatgetriebes 3 über ein Stirnzahnrad 51 mit der Fahrzeugvorderachse 4 in Wirkverbindung. Das Stirnzahnrad 51 ist gleichzeitig als Planetenträger 52 ausgebildet, in dem zwei Planeten 53A und 53B angeordnet sind, die jeweils mit einem Sonnenrad 54A und 54B kämmen. Die Übersetzungen zwischen den Sonnenrädern 54A und 54B und den Planeten 53A und 53B sind identisch ausgeführt.
Mit der Wirkverbindung, welche von dem Sonnenrad 54A, den Planeten 53A, dem Planetenträger 52, den Planeten 53B und dem Sonnenrad 54B gebildet ist, besteht die Möglichkeit den Leistungsstrang zwischen dem Getriebeausgang des Automatgetriebes 3 und der Fahrzeugvorderachse 4 getriebeeingangsseitig derart zu kreuzen, dass das Antriebsmoment der Antriebsmaschine 2 auf die Getriebeeingangswelle 11 führbar ist. Bei der in 9 dargestellten Ausführung des Antriebsstranges 1 wird der Leistungsstrang getriebeausgangsseitig vor dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 9 gekreuzt.
Bei der in 7 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstranges 1 wird das über die Mittelwelle 50 in Richtung der Fahrzeugvorderachse 4 geführten Anteils des Getriebeausgangsmoments, über das Stirnzahnrad 51, ein Zwischenzahnrad 55 auf ein mit der Seitenwelle 34 dreh fest verbundenes weiteres Stirnrad 56 in Richtung der Fahrzeugvorderachse 4 geführt.
Alternativ hierzu wird der über die Mittelwelle 50 in Richtung der Fahrzeugvorderachse 4 geführte Anteil des Getriebeausgangsmoments des Automatgetriebes 3 bei dem Antriebsstrang 1 gemäß 8 ausgehend von dem Stirnzahnrad 51 über einen Kettentrieb 57 auf die Seitenwelle 34 in Richtung der Fahrzeugvorderachse 4 geleitet.
Die in 9 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstranges unterscheidet sich von dem in 7 dargestellten Antriebsstrang 1 lediglich dadurch, dass der von der Mittelwelle 50, über das Stirnzahnrad 51, das Zwischenstirnrad 55 und das weitere Stirnrad 56 in Richtung der Fahrzeugvorderachse 4 verlaufenden Leistungsstrang in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges gesehen vor dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 9 sowie der geregelten Wandlerüberbrückungskupplung 10 von dem Leistungsstrang des Antriebsstranges 1 zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Automatgetriebe 3 gekreuzt wird.
Das in 10 dargestellte Ausführungsbeispiel des Antriebsstranges 1 nach der Erfindung ist im Vergleich zu den in 7 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispielen zwischen dem Stirnzahnrad 51 und der Fahrzeugvorderachse 4 mit einem Doppelplanetensatz 58 ausgeführt, wobei ein Planetenträger 59 mit der Seitenwelle 46 und ein Sonnenrad 60 mit der Seitenwelle 47 wirkverbunden ist. Dem Doppelplanetensatz 59 liegt vorliegend dieselbe Funktionsweise wie einem herkömmlichen Querverteilerdifferenzial zugrunde, so dass das jeweils über die beiden Seitenwellen 46 und 47 in Richtung der beiden Antriebsräder 4A und 4B geführte Drehmoment im Bereich der Fahrzeugvorderachse 4 bzw. der beiden Antriebsräder 4A und 4B über die in 10 nicht näher dargestellten Kegelradstufen 36A und 36B in Fahrzeugquerrichtung auf die Achswellen der Antriebsräder 4A und 4B geführt wird.
10a stellt eine zu dem in 10 gestrichelt umrahmten Bereich X alternative Ausgestaltung dar, bei der der Planetenträger 59 des lediglich teilweise dargestellten Doppelplanetensatzes 58 direkt mit der Kegelradstufe 36A und das Sonnenrad 60 direkt mit der Kegelradstufe 36B verbunden ist.
Bezug nehmend auf 11 ist ein dem Getriebe 3 im Leistungsfluss des Antriebsstranges nachgeschaltetes Verteilergetriebe 61 gezeigt, mittels dem das Getriebeausgangsmoment des Automatgetriebes 3 sowohl in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den beiden Fahrzeugachsen 4 und 5 sowie in Fahrzeugquerrichtung zwischen den beiden Antriebsrädern 4A und 4B der Fahrzeugvorderachse 4 bedarfsgerecht und betriebszustandsabhängig verteilt werden kann. Das Verteilergetriebe 61 besteht vorliegend aus zwei jeweils dreiwelligen Planetenradsätzen 62 und 63, wobei der zweite Planetenradsatz 63 des Verteilergetriebes 61 als Doppelplanetensatz ausgeführt ist. Ein Planetenträger 64 des ersten Planetenradsatzes 62 des Verteilergetriebes 61 ist mit der Getriebeabtriebswelle 33 des Automatgetriebes 3 verbunden, wobei Planeten 65 des ersten Planetenradsatzes 62 mit einem Hohlrad 66 sowie einem Sonnenrad 67 des ersten Planetenradsatzes 62 des Verteilungsgetriebes 61 kämmen.
Zwischen dem Hohlrad 66 und dem Sonnenrad 67 des ersten Planetenradsatzes 62 ist eine erste reibschlüssige Kupplung 68 angeordnet, mittels der der erste Planetenradsatz 62 des Verteilergetriebes 61 sperrbar ist, so dass das Getriebeausgangsmoment der Getriebeabtriebswelle 33 über den ersten Planetenradsatz 62 direkt in Richtung der Fahrzeughinterachse 5 durch das Verteilergetriebe 61 geführt werden kann.
Das Sonnenrad 67 des ersten Planetenradsatzes 62 ist über ein Stirnrad 69, das mit einem Hohlrad 70 des zweiten Planetenradsatzes 63 kämmt, mit dem Hohlrad 70 des zweiten Planetenradsatzes 63 wirkverbunden. Des Weiteren sind zwischen dem Hohlrad 70 und einem Sonnenrad 71 des zweiten Planetenradsatzes 63 des Verteilergetriebes 61 jeweils zwei miteinander in Eingriff stehende Planeten 72A und 72B vorgesehen, wobei der Planet 72A mit dem Hohlrad 70 und der Planet 72B mit dem Sonnenrad 71 kämmt. Das Sonnenrad 71 steht über eine Stirnradstufe 73 und die Seitenwelle 46 mit dem Antriebsrad 4A in Wirkverbindung. Ein Planetenträger 74 des zweiten Planetenradsatzes 63 ist über eine weitere Stirnradstufe 75 und die Seitenwelle 47 mit dem Antriebsrad 4B verbunden.
Das Hohlrad 66 des ersten Planetenradsatzes 62 steht mit einer dritten Stirnradstufe 76 des Verteilergetriebes 61 in Verbindung, welche über eine zweite reibschlüssige Kupplung 77 des Verteilergetriebes 61 mit dem Hohlrad 70 des zweiten Planetenradsatzes 63 in Wirkverbindung bringbar ist.
Mit dem in 11 dargestellten Verteilergetriebe 61 ist ein Längsverteilungsgrad des Getriebeausgangsmoments des Getriebes 3 zwischen der Fahrzeugvorderachse 4 und der Fahrzeughinterachse 5 mit stufenlos variierbaren Längsverteilungsgraden zwischen einem oberen Verteilungsgrad und einem unteren Verteilungsgrad verteilbar, wobei der Längsverteilungsgrad in Abhängigkeit der Übertragungsfähigkeit der beiden reibschlüssigen Kupplungen 68 und 67 veränderbar ist. Der jeweils der Fahrzeugvorderachse 4 zugeführte Anteil des Getriebeausgangsmomentes wird über den als Plusplanetensatz ausgeführten zweiten Planetenradsatz 63 mit einer 50:50-Verteilung zwischen den beiden Antriebsrädern 4A und 4B verteilt.
Zusätzlich kann es bei einer nicht näher dargestellten Weiterbildung des Verteilergetriebes gemäß 11 vorgesehen sein, dass in den Leistungs strängen zwischen dem zweiten Planetenradsatz des Verteilergetriebes und den Antriebsrädern der Fahrzeugvorderachse jeweils ein reibschlüssiges Schaltelement mit derart variierbarer Übertragungsfähigkeit angeordnet ist, dass ein Verteilungsgrad des der Fahrzeugvorderachse zugeführten Anteils des Antriebsmomentes zwischen den beiden Antriebsrädern der Fahrzeugvorderachse in Abhängigkeit der Übertragungsfähigkeiten der Schaltelemente veränderbar ist.
12 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Antriebsstranges 1, bei dem das Getriebeausgangsmoment, das dem in Abhängigkeit der jeweils in dem Automatgetriebe 3 eingestellten Übersetzung transformierten Antriebsmoment der Antriebsmaschine 2 entspricht, in Abhängigkeit der jeweils aktuell eingestellten Übertragungsfähigkeit des Schaltelementes F zwischen der Fahrzeugvorderachse 4 und der Fahrzeughinterachse 5 in Fahrzeuglängsrichtung verteilt wird. Das Schaltelement F kann alternativ unter den in 12 mit F, F' oder F'' bezeichneten Positionen direkt im Bereich der Getriebeabtriebswelle 33 oder im Bereich der Seitenwelle 34 angeordnet sein. Die Seitenwelle 34 ist im Bereich der Fahrzeugvorderachse 4 über die Kegelradstufe 36 mit einem an sich bekannten Querverteilerdifferenzial 78 verbunden, mittels welchem der der Fahrzeugvorderachse 4 zugeführte Anteil des Getriebeausgangsmoments des Automatgetriebes 3 zwischen den beiden Antriebsrädern 4A und 4B verteilt wird.
In 12a bis 12d sind vier verschiedene alternative Ausführungsbeispiele des in 12 strichliert umrahmten Bereichs XII in Alleinstellung gezeigt, wobei sowohl die Anordnung des Schaltelementes F als auch die Anzahl der Zahnradstufen zwischen der Getriebeabtriebswelle 33 des Getriebes 3 und der zur Fahrzeugvorderachse 4 führenden Seitenwelle 34 variiert. Welche der einzelnen in 12 bis 12d dargestellten Ausführungen des Bereichs XII jeweils eingesetzt wird, steht in Abhängigkeit des jeweils vorliegen den Anwendungsfalles und wird fachmannseitig in Abhängigkeit des jeweils zur Verfügung stehenden Bauraumes sowie anderweitiger konstruktiver Gegebenheiten erfolgen.

1: Antriebsstrang
2: Antriebsmaschine
3: Getriebe, Automatgetriebe
4: Fahrzeugvorderachse
4A, 4B: Antriebsrad
5: Fahrzeugvorderachse
5A, 5B: Antriebsrad
6: erster Planetenradsatz
7: zweiter Planetenradsatz
8: Schaltschema
9: hydrodynamischer Drehmomentwandler
10: Wandlerüberbrückungskupplung
11: Getriebeeingangswelle
12: Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
13: Außenlamellenträger des Schaltelementes E
14: Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
15: Planetenräder des ersten Planetenradsatzes
16: Planetenträger des ersten Planetenradsatzes
17: Getriebegehäuse
18: Außenlamellenträger des Schaltelementes A
19: Außenlamellenträger des Schaltelementes B
20: Innenlamellenträger des Schaltelementes E
21: Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes
22: Innenlamellenträger des Schaltelementes A
23: kleines Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
24: Innenlamellenträger des Schaltelementes B
25: großes Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
26: Innenlamellenträger des Schaltelementes C
27: Außenlamellenträger des Schaltelementes C
28: Außenlamellenträger des Schaltelementes D
29: Innenlamellenträger des Schaltelementes D
30: Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes
31: breite Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes
32: schmale Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes
33: Getriebesteuerung
34: Seitenwelle
35: Stirnradstufe
36, 36A, 36B: Kegelradstufe
37: reibschlüssiges Schaltelement
38, 38A: reibschlüssiges Schaltelement
40, 40A, 40B: Stirnradstufen
41A, 41B: Achswellen der Antriebsräder der Fahrzeugvorderachse
42, 43, 44, 45: Stirnräder
46, 47: Seitenwelle
48: Stirnradstufe
50: Mittelwelle
51: Stirnzahnrad
52: Planetenträger
53A, 53B: Planet
54: Sonnenrad
55: Zwischenstirnrad
56: Stirnrad
57: Kettentrieb
58: Doppelplanetensatz
59: Planetenträger des Doppelplanetensatzes
60: Sonnenrad des Doppelplanetensatzes
61: Verteilergetriebe
62: erster Planetenradsatz des Verteilergetriebes
63: zweiter Planetenradsatz des Verteilergetriebes
64: Planetenträger des ersten Planetenradsatzes
65: Planeten des ersten Planetenradsatzes
66: Hohlrad des ersten Planetenradsatzes
67: Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes
68: erste reibschlüssige Kupplung des Verteilergetriebes
69: Stirnrad
70: Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes
71: Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes
72A, 72B: Planeten des zweiten Planetenradsatzes
73: Stirnradstufe
74: Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes
75: Stirnradstufe
76: dritte Stirnradstufe
77: zweite reibschlüssige Kupplung des Verteilergetriebes
78: Querverteilerdifferenzial
80: Plusplanetensatz
90: Planetensatz
F, F, F'': Schaltelement

Claims

Antriebsstrang (1) eines Allradfahrzeuges mit einer Antriebsmaschine (2) und einem Hauptgetriebe (3) in Längsbauweise, wobei ein Antriebsmoment der Antriebsmaschine (2) in Fahrzeuglängsrichtung zwischen einer antreibbaren Fahrzeugvorderachse (4) und einer antreibbaren Fahrzeughinterachse (5) sowie in Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei Antriebsrädern (4A, 4B) der Fahrzeugvorderachse (4) verteilbar ist, und wobei die Verteilung des Antriebsmomentes in Fahrzeuglängsrichtung wenigstens teilweise an einem der Antriebsmaschine (2) abgewandten und der Fahrzeughinterachse (5) zugewandten Bereich des Hauptgetriebes (3) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe sowie ein Verteilungsgrad des der Fahrzeugvorderachse (4) zugeführten Anteils des Antriebsmomentes in Fahrzeugquerrichtung zwischen den Antriebsrädern (4A, 4B) der Fahrzeugvorderachse (4) in Abhängigkeit einer jeweils steuer- und regelbaren Übertragungsfähigkeit reibschlüssiger Schaltelemente (37, 38) einstellbar ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der der Fahrzeugvorderachse (4) zuzuführende Anteil des Antriebsmomentes von dem der Fahrzeughinterachse (5) zugewandten Ende des Hauptgetriebes (3) über eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Seitenwelle (34) und über eine mit der Seitenwelle (34) verbundene Kegelradstufe (36) auf die Fahrzeugvorderachse (4) führbar ist, wobei die reibschlüssigen Schaltelemente (37, 38) jeweils in einem Querantriebstrang der Fahrzeugvorderachse (4) zwischen der Kegelradstufe (36) und einem Antriebsrad (4A bzw. 4B) der Fahrzeugvorderachse (4) angeordnet sind.
Antriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den reibschlüssigen Schaltelementen (37, 38) und den Antriebsrädern (4A, 4B) jeweils eine Stirnradstufe (40A, 40B) zur Drehrichtungsumkehr und/oder zur Überbrückung eines Achsversatzes zwischen der in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Fahrzeugvorderachse (4) und den Antriebsrädern (4A, 4B) vorgesehen ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der der Fahrzeugvorderachse (4) zuzuführende Anteil des Antriebsmomentes aus denn der Fahrzeughinterachse (5) zugewandten Bereich des Hauptgetriebes (3) über zwei in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Seitenwellen (46, 47) und über mit den Seitenwellen (46, 47) verbundene Kegelradstufen (36A, 36B) auf die Fahrzeugvorderachse (4) führbar ist, wobei die reibschlüssigen Schaltelemente (37, 38) jeweils in einem Leistungsstrang zwischen einer Getriebeabtriebswelle (33) des Hauptgetriebes (3) und einem Antriebsrad (4A bzw. 4B) der Fahrzeugvorderachse (4) angeordnet sind.
Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugvorderachse (4) zwei getrennte Leistungsstränge aufweist, wobei ein erster Leistungsstrang über eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende erste Seitenwelle (46) mit einer Getriebeabtriebswelle (33) des Hauptgetriebes (3) wirkverbunden ist und ein zweiter Leistungsstrang über eine zweite Seitenwelle (47) mit einer Getriebeeingangswelle (11) des Hauptgetriebes (3) in Wirkverbindung steht, und wobei die reibschlüssigen Schaltelemente (37, 38) in den Leistungssträngen jeweils zwischen der Getriebeabtriebswelle (33) des Hauptgetriebes (3) und dem ersten Antriebsrad (4A) der Fahrzeugvorderachse (4) und zwischen der Getriebeeingangswelle (11) des Hauptgetriebes (3) und dem zweiten Antriebsrad (4B) der Fahrzeugvorderachse (4) angeordnet sind.
Antriebsstrang nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwellen (46, 47) koaxial zueinander verlaufend ausgeführt sind.
Antriebsstrang nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwellen (46, 47) parallel zueinander verlaufend ausgebildet sind, wobei die Seitenwellen (46, 47) auf derselben Seite oder auf verschiedenen Seiten der Antriebsmaschine (2) angeordnet sind.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die reibschlüssigen Schaltelemente (37, 38) auf derselben Seite oder auf verschiedenen Seiten der Antriebsmaschine (2) angeordnet sind.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die reibschlüssigen Schaltelemente (37, 38) in Fahrzeuglängsrichtung zwischen der Antriebsmaschine (2) und einem Anfahrelement (9, 10) oder zwischen einem Anfahrelement (9, 10) und dem Hauptgetriebe (3) angeordnet sind.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die reibschlüssigen Schaltelemente (37, 38) im Leistungsfluss zwischen dem Hauptgetriebe (3) und den Antriebsrädern (4A, 4B) der Fahrzeugvorderachse (4) angeordnet sind und den Kegelradstufen (36; 36A, 36B) vor- oder nachgeschaltet sind.
Antriebsstrang (1) eines Allradfahrzeuges mit einer Antriebsmaschine (2) und einem Hauptgetriebe (3) in Längsbauweise, wobei ein Antriebsmoment einer Antriebsmaschine (2) in Fahrzeuglängsrichtung zwischen einer antreibbaren Fahrzeugvorderachse (4) und einer antreibbaren Fahrzeughinter achse (5) sowie in Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei Antriebsrädern (4A, 4B) der Fahrzeugvorderachse (4) verteilbar ist und wobei die Verteilung des Antriebsmomentes in Fahrzeuglängsrichtung an einem der Antriebsmaschine (2) abgewandten und der Fahrzeughinterachse (5) zugewandten Ende des Hauptgetriebes (3) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der der Fahrzeugvorderachse zuzuführende Anteil des Antriebsmomentes über eine durch das Hauptgetriebe (3) verlaufende Mittelwelle (50) zu der Fahrzeugvorderachse (4) führbar ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmoment der Antriebsmaschine (2) am Getriebeeingang des Hauptgetriebes (3) über einen vorzugsweise als Plusplanetensatz (80) ausgeführten Planetensatz in das Hauptgetriebe (3) eingeleitet wird.
Antriebsstrang nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein erstes Sonnenrad (54A) des Plusplanetensatzes (80) mit der Antriebsmaschine (2) und ein zweites Sonnenrad (54B) mit der Getriebeeingangswelle (4) des Hauptgetriebes (3) verbunden ist, wobei die beiden Sonneräder (54A, 54B) mit einem auf einem mit der Mittelwelle (50) verbundenen Planetenträger (52) gelagerten Planeten (53A, 53B) kämmen.
Antriebsstrang nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (52) mit einem Stirnzahnrad (51) verbunden ist, über das das Drehmoment der Mittelwelle (50) in Richtung der Fahrzeugvorderachse (4) führbar ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment der Mittelwelle (50) über das Stirnzahnrad (51) auf eine mit der Fahrzeugvorderachse (4) verbundene und in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Seitenwelle (34) führbar ist.
Antriebstrang nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnzahnrad (51) über weitere Stirnräder (55, 56) mit der Seitenwelle (34) verbunden ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnzahnrad (51) über einen Kettentrieb (57) mit der Seitenwelle (34) verbunden ist.
Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment der Mittelwelle (50) auf zwei mit jeweils einem Kegelradsatz (36A, 36B) verbundene und in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Seitenwellen (46, 47) führbar ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Stirnzahnrad (51) und den Seitenwellen (46, 47) ein Doppelplanetensatz (58) anordnet ist, wobei eine der Seitenwellen (46, 47) mit einem Planetenträger (59) des Doppelplanetensatzes (58) und die andere Seitenwelle (47) mit einem Sonnenrad (60) des Doppelplanetensatzes (58) verbunden ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppelplanetensatz (58) im Bereich zwischen der Antriebsmaschine (2) und einem Anfahrelement (9, 10) oder in einem Bereich zwischen dem Anfahrelement (9, 10) und dem Hauptgetriebe (3) angeordnet ist.
Antriebsstrang (1) eines Allradfahrzeuges mit einer Antriebsmaschine (2), einem Hauptgetriebe (3), einem Verteilergetriebe (61) in Längsbauweise zum Verteilen eines Antriebsmomentes der Antriebsmaschine (2) in Fahrzeuglängsrichtung zwischen einer antreibbaren Fahrzeugvorderachse (4) und einer antreibbaren Fahrzeughinterachse (5) und in Fahrzeugquerrichtung zwischen zwei Antriebsrädern (4A, 4B) der Fahrzeugvorderachse (4), wobei die Verteilung des Antriebsmomentes in Fahrzeuglängsrichtung an einem der Antriebsmaschine (2) abgewandten und der Fahrzeughinterachse (5) zugewandten Ende des Hauptgetriebes (3) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verteilung des der Fahrzeugvorderachse (4) zugeführten Anteils des Antriebsmomentes in Fahrzeugquerrichtung über einen als Doppelplanetensatz ausgeführten Planetenradsatz (63) des Verteilergetriebes (61) erfolgt, der jeweils mit einer seiner Abtriebswellen (71, 74) mit einer in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Seitenwellen (46, 47) mit einem Querleistungsstrang der Fahrzeugvorderachse (4) verbindbar ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass in den Leistungssträngen der Fahrzeugvorderachse (4) zwischen dem Planetenradsatz (63) des Verteilergetriebes (61) und den Antriebsrädern (4A, 4B) der Fahrzeugvorderachse (4) jeweils ein reibschlüssiges Schaltelement (3) mit variierbarer Übertragungsfähigkeit angeordnet ist, wobei ein Verteilungsgrad des der Fahrzeugvorderachse zugeführten Anteils des Antriebsmomentes zwischen den beiden Antriebsrädern der Fahrzeugvorderachse in Abhängigkeit der Übertragungsfähigkeiten der Schaltelemente veränderbar ist.
Antriebsstrang nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilergetriebe (61) mit einem weiteren, dem Planetenradsatz (63) vorgeschalteten dreiwelligen Planetenradsatz (62) ausge führt ist, wobei zwischen zwei Abtriebswellen (66, 67) des weiteren Planetenradsatzes (62) eine erste reibschlüssige Kupplung (68) und zwischen der mit der Fahrzeughinterachse (5) verbundenen Abtriebswelle (66) des weiteren Planetenradsatzes (62) und einer Antriebswelle (70) des Planetenradsatzes (63) eine weitere Kupplung (77) zum Zuschalten einer Übersetzungsstufe (76) vorgesehen ist.