DE102006030214A1

DE102006030214A1 - Fahrzeugantriebskraft-Verteilungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102006030214A1
Application number: DE102006030214A
Authority: DE
Inventors: Kenjii Wako Honda; Jun Wako Ohmura; Yasuji Wako Shibahata
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2026-07-01
Also published as: DE102006030214B4; US20070021264A1; JP2007040523A; US7429227B2

Abstract

Bei einem Fahrzeugantriebskraft-Verteilungssystem ist eine linke oder rechte Drehmoment-Verteilungskupplung selektiv eingerückt, um ein Trägerteil oder ein Sonnenrad eines Planetengetriebemechanismus selektiv einzurücken, wodurch ein Drehmoment zwischen linke und rechte Räder verteilt werden kann. Falls eine Differential-Begrenzungskupplung eingerückt ist, um eine relative Drehung des Sonnenrades und des Trägerteiles des Planetengetriebemechanismus zu steuern, gelangt der Planetengetriebemechanismus außerdem in einen verriegelten Zustand, so dass die linken und rechten Räder zusammengefasst sind, um eine Differentialbegrenzung auszuführen. Durch die alleinige Bereitstellung der Differential-Begrenzungskupplung kann die Differentialbegrenzung mittels einfacher Steuerung ausgeführt werden, und überdies ist das Steuerungs-Ansprechverhalten im Vergleich zu dem Fall verbessert, dass eine Differentialbegrenzung durch Steuerung von Einrückkräften von linken und rechten Drehmoment-Verteilungskupplungen erfolgt.

Description

Daten verwandter Anmeldungen
Die japanischen Prioritätsanmeldungen Nr. 2005-200526 und Nr. 2006-135557, auf denen die vorliegende Anmeldung basiert, werden hierdurch in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme einbezogen.
Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugantriebskraft-Verteilungssystem, umfassend einen Drehmoment-Verteilungsmechanismus, der einen Planetengetriebemechanismus enthält und der zwischen Achsen von linken und rechten Rädern angeordnet ist, wobei irgendwelche zwei Elemente von drei Elementen des Planetengetriebemechanismus mit einem festen Teil über Drehmoment-Verteilungskupplungen verriegelt bzw. von diesem festgehalten sind, so dass ein Drehmoment zwischen den Achsen der linken und rechten Räder verteilt wird.

Ein derartiges Fahrzeugantriebskraft-Verteilungssystem ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 8-114255 angegeben. Bei diesem Fahrzeugantriebskraft-Verteilungssystem ist eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung, die einen Planetengetriebemechanismus umfasst, zwischen Achsen von rechten und linken Rädern vorgesehen, und das Drehmoment wird zwischen den linken und rechten Rädern dadurch verteilt, dass ein Sonnenrad oder ein Trägerteil des Planetengetriebemecha nismus selektiv festgehalten wird, um das Drehzahlverhältnis zwischen den rechten und linken Rädern zwangsweise zu steuern.

Falls der Unterschied bzw. das Differential der rechten und linken Achsen unterdrückt wird, wenn ein Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit geradeaus fährt, kann die Geradeaus-Stabilität verbessert werden. Außerdem sind bei dem in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 8-114255 beschriebenen Fahrzeugantriebskraft-Verteilungssystem die rechten und linken Achsen derart integriert bzw. zusammengefasst, dass sie außerstande sind, durch Einrücken eines Paares von Kupplungen bei einem bestimmten Schlupfverhältnis relativ gedreht zu werden, wodurch die Differential-Begrenzungsfunktion ausgeübt werden kann. Es ist jedoch schwierig, die paarweise vorgesehenen Kupplungen bei dem bestimmten Schlupfverhältnis mit hoher Genauigkeit einzurücken, und deren Steuerung ist kompliziert, was ein Problem eines verminderten Ansprechens aufwirft.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist angesichts der oben erwähnten Umstände geschaffen worden, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Fahrzeugantriebskraft-Verteilungssystem bereitzustellen, um ein Drehmoment zwischen Achsen von rechten und linken Rädern zu verteilen, wobei eine Differential-Begrenzungsfunktion durch einfachen Aufbau und einfache Steuerung ausgeübt wird.

Um das obige Ziel zu erreichen bzw. um die obige Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeugantriebskraft-Verteilungssystem bereitgestellt, umfassend einen Drehmoment-Verteilungsmechanismus, der einen Planetengetriebemechanismus enthält und der zwischen Achsen von linken und rechten Rädern angeordnet ist, wobei irgendwelche zwei Elemente von drei Elementen des Pla netengetriebemechanismus an einem festen Teil über Drehmoment-Verteilungskupplungen derart verriegelt bzw. von diesem festgehalten sind, dass das Drehmoment zwischen die Achsen der linken und rechten Räder verteilt wird, wobei das System ferner eine Differential-Begrenzungskupplung zur Steuerung der relativen Drehung der beiden Elemente von den drei Elementen des Planetengetriebemechanismus enthält.

Eine linke Kupplung CL und eine rechte Kupplung CR von Ausführungsformen entsprechen den Drehmoment-Verteilungskupplungen der vorliegenden Erfindung, und ein Gehäuse 20 bei den Ausführungsformen entspricht dem festen Teil bei der vorliegenden Erfindung.

Außerdem können gemäß dem ersten Merkmal zwei Elemente des Planetengetriebemechanismus, die mit dem festen Teil durch die Drehmoment-Verteilungskupplungen verriegelt bzw. von diesem festgehalten sind, mit zwei Elementen des Planetengetriebemechanismus koinzidieren oder nicht, deren relative Drehung durch die Drehmoment-Verteilungskupplung gesteuert wird bzw. ist.

Mit der Anordnung gemäß dem ersten Merkmal ist durch Einrücken der einen oder der anderen Kupplung der rechten und linken Drehmoment-Verteilungskupplungen das eine oder das andere Element von irgendwelchen zwei Elementen der drei Elemente des Planetengetriebemechanismus mit dem festen Teil verriegelt bzw. wird von diesem festgehalten, wodurch ein Drehmoment zwischen die Achsen von rechten und linken Rädern verteilt werden kann. Wenn die Differential-Begrenzungskupplung eingerückt ist, um die relative Drehung von irgendwelchen zwei Elementen der drei Elemente des Planetengetriebemechanismus zu steuern, gelangt der Planetengetriebemechanismus außerdem in einen verriegelten Zustand, so dass die Achsen der rechten und linken Räder zusammengefasst sind, um eine Differentialbegrenzung auszuführen. Durch die Anordnung der alleinigen Bereitstellung der Differential-Begrenzungskupp lung kann eine Differential-Begrenzung mittels einfacher Steuerung ausgeführt werden, und überdies ist das Steuerungssprechverhalten verbessert im Vergleich zu dem Fall, dass eine Differential-Begrenzung durch Steuerung der Einrückkräfte der rechten und linken Drehmoment-Verteilungskupplungen ausgeführt wird.

Da die Differential-Begrenzungskupplung zwischen irgendwelchen zwei Elementen von drei Elementen des Planetengetriebemechanismus angeordnet ist, ist ferner lediglich eine geringe Einrückkraft erforderlich, und damit kann eine Differential-Begrenzungskupplung von geringer Größe und kleiner Kapazität verwendet werden im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Differential-Begrenzungskupplung direkt auf der Achse angeordnet ist.

Gemäß einem zweiten Merkmal der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich zu dem ersten Merkmal von der Differential-Begrenzungskupplung eine relative Drehung eines Sonnenrades und eines Trägerteiles des Planetengetriebemechanismus gesteuert.

Bei der Anordnung des zweiten Merkmals wird mit Rücksicht darauf, dass die Differential-Begrenzungskupplung die relative Drehung des Sonnenrades und des Trägerteiles des Planetengetriebemechanismus steuert, die Ausführung des Layouts der Differential-Begrenzungskupplung einfach bzw. leicht, und die Größe des Fahrzeugantriebskraft-Verteilungssystems kann verringert werden im Vergleich zu dem Fall, dass die relative Drehung eines Zahnkranzes und des Sonnenzahnrades oder die relative Drehung des Zahnkranzes und des Trägerteiles gesteuert wird.

Die oben erwähnte Aufgabe, weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus bevorzugten Ausführungsbeispielen ersichtlich werden, die nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Einzelnen beschrieben werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 veranschaulicht in einer Ansicht einen generellen Aufbau eines mit einer vorderen Brennkraftmaschine ausgestatteten frontgetriebenen Fahrzeugs gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 veranschaulicht in einem Diagramm einen Aufbau eines Antriebskraft-Verteilungssystems.
3 veranschaulicht in einer Darstellung einen bestimmten Aufbau des Antriebskraft-Verteilungssystems.
4 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teiles 4 in 3.
5 veranschaulicht in einem Diagramm eine Arbeitsweise des Antriebskraft-Verteilungssystems zum Zeitpunkt einer Linkskurvenfahrt im Bereich einer mittleren oder niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit.
6 veranschaulicht in einem Diagramm eine Arbeitsweise des Antriebskraft-Verteilungssystems zur Zeit einer Rechtskurvenfahrt im Bereich der mittleren oder niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit.
7 veranschaulicht in einem Diagramm eine Arbeitsweise des Antriebskraft-Verteilungssystems zur Zeit einer Differential-Begrenzung.
8 veranschaulicht in einem Diagramm einen Aufbau eines Antriebskraft-Verteilungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform.
9 veranschaulicht in einem Diagramm einen Aufbau eines Antriebskraft-Verteilungssystems gemäß einer dritten Ausführungsform.
10 zeigt in einer Ansicht einen generellen Aufbau eines mit einer vorderen Brennkraftmaschine ausgestatteten hinterrad- bzw. heckgetriebenen Fahrzeug gemäß einer vierten Ausführungsform.
11 veranschaulicht in einer Ansicht einen generellen Aufbau eines Vierradantriebs-Fahrzeugs gemäß einer fünften Ausführungsform.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Wie in 1 veranschaulicht, enthält ein mit einer vorderen Brennkraftmaschine ausgestattetes frontgetriebenes Fahrzeug linke und rechte Vorderräder WFL und WFR, die Antriebsräder darstellen, sowie linke und rechte Hinterräder WRL und WRR, die Mitlaufräder darstellen. Ein mit der linken Seite bzw. dem linken Ende einer Brennkraftmaschine E verbundenes Getriebe M ist in der Längsrichtung in einem vorderen Teil eines Fahrzeugaufbaus angebracht. Ein Drehmoment-Verteilungsmechanismus A, der mit einer Differentialvorrichtung D zusammenhängend bzw. integral gebildet ist, ist in dem hinteren Teil bzw. auf der Rückseite der Brennkraftmaschine E und des Getriebes M angeordnet. Ein linkes Vorderrad WFL und ein rechtes Vorderrad WFR sind mit einer linken Achse ARL bzw. einer rechten Achse ARR verbunden; diese Achsen erstrecken sich von den linken bzw. rechten Enden der Differentialvorrichtung D und dem Drehmoment-Verteilungsmechanismus A nach links bzw. nach rechts.
Wie in 2 veranschaulicht, ist die Differentialvorrichtung D an dem Drehmoment-Verteilungsmechanismus A zusammenhängend vorgesehen. Eine Antriebskraft wird auf die Differentialvorrichtung D von einem Außenzahnrad 3 übertragen, welches mit einem Innenzahnrad 2 kämmt, das auf bzw. an einer Eingangswelle 1 vorgesehen ist, die von dem Getriebe M aus verläuft. Die Differentialvorrichtung D ist ein Planetengetriebemechanismus vom doppelten Ritzeltyp, und sie umfasst: einen Zahnkranz 4, welcher mit dem Außenzahnrad 3 zusammenhängend gebildet ist; ein Sonnenrad 5, welches koaxial innerhalb des Zahnkranzes 4 angeordnet ist; und einen Planetenträger 8, der ein äußeres Planetenzahnrad 6 trägt, welches mit dem Zahnkranz 4 kämmt, und ein inneres Planetenzahnrad 7, welches mit dem Sonnenzahnrad 5 in einem Zustand kämmt, in welchem die betreffenden Zahnräder miteinander kämmen. In der Differentialvorrichtung D wirkt der Zahnkranz 4 als Eingangselement; das Sonnenzahnrad 5 wirkt als Ausgangselement und ist mit dem rechten Vorderrad WFR durch eine rechte Abtriebswelle 9R und die rechte Achse ARR verbunden; der Planetenträger 8 wirkt als anderes Abgabe- bzw. Ausgangselement, und er ist mit dem linken Vorderrad WFL über eine linke Abtriebswelle 9L und die linke Achse ARL verbunden.
Der Drehmoment-Verteilungsmechanismus A zur Verteilung der Antriebskraft zwischen den linken und rechten Vorderrädern WFL und WFR umfasst einen Planetengetriebemechanismus. Ein Trägerteil 11 des Drehmoment-Verteilungsmechanismus A wird am äußeren Umfang der rechten Abtriebswelle 9R drehbar getragen. Ein Dreifach-Ritzelteil 16 bildet zusammenhängend ein erstes Ritzel 13, ein zweites Ritzel 14 und ein drittes Ritzel 15; das betreffende Ritzelteil wird mit den Ritzeln auf vier Ritzelwellen 12 drehbar getragen, die in 90°-Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet sind; das betreffende Dreifach-Ritzelteil wird außerdem an dem äußeren Umfang der rechten Ausgangs- bzw. Abtriebswelle 9R drehbar getragen.
Ein erstes Sonnenrad 17, welches am äußeren Umfang der rechten Ausgangs- bzw. Abtriebswelle 9R drehbar getragen ist, um mit dem ersten Ritzel 13 zu kämmen, ist mit dem Planetenträger 8 der Differentialvorrichtung D verbunden. Außerdem kämmt ein zweites Sonnenrad 18, welches an dem äußeren Umfang der rechten Abtriebswelle 9R befestigt ist, mit dem zweiten Ritzel 14. Ferner kämmt ein drittes Sonnenrad 19, welches am äußeren Umfang der rechten Abtriebswelle 9R drehbar getragen wird, mit dem dritten Ritzel 15.
Die Zahlen der Zähne des ersten Ritzels 13, des zweiten Ritzels 14, des dritten Ritzels 15, des ersten Sonnenrades 17, des zweiten Sonnenrades 18 und des dritten Sonnenrades 19 sind so, wie dies nachstehend beschrieben ist.
Die Anzahl der Zähne des ersten Ritzels 13 beträgt Zb=16; die Anzahl der Zähne des zweiten Ritzels 14 beträgt Zd=16; die Anzahl der Zähne des dritten Ritzels 15 beträgt Zf=32; die Anzahl der Zähne des ersten Sonnenrades 17 beträgt Za=30; die Anzahl der Zähne des zweiten Sonnenrades 18 beträgt Zc=26 und die Anzahl der Zähne des dritten Sonnenrades 19 beträgt Ze=28.
Das dritte Sonnenrad 19 kann mit einem Gehäuse 20 des Drehmoment-Verteilungsmechanismus A durch eine Hülse bzw. Buchse 21, die auf den äußeren Umfang der rechten Abtriebswelle 9R passt bzw. an diesem anliegt, und durch eine rechte Kupplung CR verbunden sein, und die Drehzahl des Trägergliedes bzw. -teiles 11 wird durch die Einrückung der rechten Kupplung CR erhöht. Außerdem kann das Trägerglied 11 mittels einer linken Kupplung CL mit dem Gehäuse 20 verbunden sein, und die Drehzahl des Trägergliedes 11 wird durch Einrücken der linken Kupplung CL verringert.
Außerdem ist zwischen dem Trägerglied 11 des Drehmoment-Verteilungsmechanismus A und der Hülse 21 des dritten Sonnenrades 19 eine Differential-Begrenzungskupplung CD angeordnet. Wenn die Differential-Begrenzungskupplung CD eingekuppelt bzw. eingerückt ist und das Trägerglied 11 und das dritte Zahnrad 19 derart zusammengefasst bzw. integriert sind, dass sie außerstande sind, relativ zueinander gedreht zu werden, ist der den Planetengetriebemechanismus umfassende Drehmoment-Verteilungsmechanismus A verriegelt.
Eine elektronische Steuereinheit U nimmt eine rechenmäßige Verarbeitung eines Brennkraftmaschinen-Drehmoments Te, einer Brennkraftmaschinen-Drehzahl Ne, einer Fahrzeuggeschwindigkeit V und eines Lenkwinkels θ entsprechend einem bestimmten Programm vor und steuert die Operationen der linken Kupplung CL, der rechten Kupplung CR und der Differential-Begrenzungskupplung CD.
Anschließend werden die Aufbauten der Differentialvorrichtung D und des Drehmoment-Verteilungsmechanismus A unter Bezugnahme auf 3 weiter ins Einzelne gehend beschrieben.
Das Gehäuse 20 der Differentialvorrichtung D und des Drehmoment-Verteilungsmechanismus A ist durch Zusammenfassen eines mittleren Gehäuses 32, eines linken Gehäuses 33 und eines rechten Gehäuses 34 gebildet. Die Differentialvorrichtung D ist in einem linken Halbteil des mittleren Gehäuses 32 und im linken Gehäuse 33 untergebracht, und der Drehmoment-Verteilungsmechanismus A ist im rechten Halbteil des mittleren Gehäuses 32 und im rechten Gehäuse 34 untergebracht. Genauer gesagt ist in dem mittleren Gehäuse 32 eine Trennwand 32a, die zu dem äußeren Umfang der rechten Achse 9R hin verläuft, gebildet; die Differentialvorrichtung D ist auf der linken Seite der Trennwand 32a untergebracht, und der Drehmoment-Verteilungsmechanismus A ist auf der rechten Seite der Trennwand 32a untergebracht.
Ein Differentialgehäuse 36, welches die äußere Ummantelung der Differentialvorrichtung D bildet, umfasst ein erstes Gehäuse 37 und ein zweites Gehäuse 38, das mit dem ersten Gehäuse verbunden ist. Das erste Gehäuse 37 wird von einem Rollenlager 39 im linken Gehäuse 33 drehbar getragen. Das zweite Gehäuse 38 wird an der Trennwand 32a des mittleren Gehäuses 32 von einem Rollenlager 40 drehbar getragen. Die Ausgangsgröße des Getriebes M wird von dem Eingangszahnrad 2 auf das Differentialgehäuse 36 der Differentialvorrichtung D durch das außen gezähnte Zahnrad 3 übertragen.
Wie aus 3 und 4 ersichtlich ist, ist eine Pumpeneinheit 45 zur Lieferung von Arbeitsöl an den Drehmoment-Verteilungsmechanismus A dadurch gebildet, dass ein erster Pumpenkörper 46, eine Trennplatte 47 und ein zweiter Pumpenkörper 48 übereinanderliegend mittels Bolzen 49 zusammen verbunden sind. Diese Pumpeneinheit 45 ist mittels Bolzen 50 an der rechten Seitenfläche der Trennwand 32a des mittleren Gehäuses 32 befestigt.
Eine Trochoid-Ölpumpe 51, die in einer Pumpenkammer 46a untergebracht ist, welche in dem ersten Pumpenkörper 46 gebildet ist, umfasst einen äußeren Rotor 52 und einen inneren Rotor 53, der am Innenumfang des äußeren Rotors 52 angeordnet ist. Eine Drehwelle 54 für den Antrieb des inneren Rotors 53 verläuft zur Seite der Differentialvorrichtung D durch ein Durchgangsloch 32b in der Trennwand 32a. Genauer gesagt wird die Drehwelle 54 in dem Durchgangsloch 32b, welches in der Trennwand 32a gebildet ist, mittels eines Paares von Kugellagern 55 und 56 getragen. Am vorderen Ende der Drehwelle 54, welches von der Trennwand 32a nach rechts ragt, ist ein Antriebsstift bzw. -zapfen 57 vorgesehen, der in eine in dem inneren Rotor 53 gebildete Nut 53a eingreift. Ein Mitlaufzahnrad 58 ist an dem von der Trennwand 32a nach links ragenden vorderen Ende der Drehwelle 54 vorgesehen und kämmt mit einem an dem zweiten Gehäuse 38 des Differentialgehäuses 36 befestigten Antriebszahnrad 59. Daher wird die Drehung des Differentialgehäuses 36 durch das Antriebszahnrad 59, das Mitlaufzahnrad 58, die Drehwelle 54 und den Antriebszapfen 57 auf den inneren Rotor 53 übertragen, so dass die Ölpumpe 51 durch das Zusammenwirken mit dem äußeren Rotor 52, der durch Kämmen mit dem inneren Rotor 53 gedreht wird, betätigt wird.
Zwischen dem Durchgangsloch 32b und dem Zwischenteil der Drehwelle 54 sind erste und zweite Dichtungsglieder 60 bzw. 61 vorgesehen. Das erste Dichtungsglied 60 ist derart angebracht, dass ein Ölaustritt von der Seite der Differentialvorrichtung D zur Seite des Drehmoment-Verteilungsmechanismus A behindert ist. Das zweite Dichtungsglied 61 ist derart angebracht, dass ein Ölaustritt von der Seite des Drehmoment-Verteilungsmechanismus A zur Seite der Differentialvorrichtung D behindert ist. Ein Zwischenraum zwischen den ersten und zweiten Dichtungsgliedern 60 und 61 steht über ein Verbindungsloch 32c, welches in der Trennwand 32a gebildet ist, mit der Atmosphäre in Verbindung.
Wie in dem Teil auf der rechten Seite von 3 veranschaulicht, sind Kupplungsplatten 25 der Differential-Begrenzungskupplung CD auf einer radialen Innenseite eines Kugellagers 24 angeordnet, welches das Trägerteil 11 des Drehmoment-Verteilungsmechanismus A in dem rechten Gehäuse 34 trägt. Daher kann die Abmessung des Drehmoment-Verteilungsmechanismus A in der axialen Richtung verringert werden, und zwar im Vergleich zu dem Fall, dass die Kupplungsplatten 25 auf einer axial äußeren Seite des Kugellagers 24 angeordnet sind.
Gemäß dem Drehmoment-Verteilungsmechanismus A, der in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist, ist in dem Fall, dass das Fahrzeug im Bereich der mittleren oder niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit eine Linkskurve fährt, wie dies in 5 veranschaulicht ist, die linke Kupplung CL durch einen Befehl von der elektronischen Steuereinheit U eingerückt, wodurch das Trägerteil 11 mit dem Gehäuse 20 verbunden ist, und folglich ist die Drehung stillgesetzt. Da zu diesem Zeitpunkt die rechte Abtriebswelle 9R, die mit dem rechten Vorderrad WFR zusammenhängt bzw. mit diesem integral gebildet ist, und die linke Abtriebswelle 9L, die mit dem linken Vorderrad WFL zusammenhängt bzw. mit diesem zusammengebaut ist (nämlich mit dem Planetenträger 8 der Differentialvorrichtung D), mittels des zweiten Sonnenrades 18, des zweiten Ritzels 14, des ersten Ritzels 13 und des ersten Sonnenrades 17 miteinander verbunden sind, wird die Drehzahl NR des rechten Vorderrades WFR in Bezug auf die Drehzahl NL des linken Vorderrades WFL entsprechend folgender Gleichung erhöht: NR/NL = (Zd/Zc) × (Za/Zb) = 1,154 (1)
Falls die Drehzahl NR des rechten Vorderrades WFR in Bezug auf die Drehzahl NL des linken Vorderrades WFL erhöht ist, wie dies oben beschrieben worden ist, wird ein Teil des Drehmoments des linken Vorderrades WFL, welches ein sich drehendes Innenrad darstellt, auf das rechte Vorderrad WFR übertragen, welches ein sich drehendes Außenrad darstellt, wie dies in 5 durch die schraffierte Pfeilmarkierung angegeben ist. Dadurch wird das Fahren einer Linkskurve des Fahrzeugs unterstützt, um die Kurvenfahrleistung zu verbessern.
Falls die Drehzahl des Trägerteiles 11 durch geeignete Regulierung der Einrückkraft der linken Kupplung CL anstelle der Stillsetzung des Trägerteiles 11 durch Nutzung der linken Kupplung CL vermindert wird, wird die Drehzahl NR des rechten Vorderrades WFR in Bezug auf die Drehzahl NL des linken Vorderrades WFL entsprechend der Verringerung in der Drehzahl erhöht, und ein beliebiges Drehmoment kann von dem linken Vorderrad WFL, welches ein sich drehendes Innenrad darstellt, auf das rechte Vorderrad WFR übertragen werden, welches ein sich drehendes Außenrad darstellt.
Andererseits ist, wie dies in 6 veranschaulicht ist, in dem Fall, dass das Fahrzeug im Bereich einer mittleren oder niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit eine Rechtskurve fährt, die Hülse bzw. Buchse 21 mit dem Gehäuse 20 dadurch verbunden, dass die rechte Kupplung CR auf einen Befehl von der elektronischen Steuereinheit U hin eingerückt ist, wodurch die Drehung stillgesetzt ist. Infolgedessen läuft das mit der betreffenden Hülse bzw. Buchse 21 mittels des dritten Sonnenrades 19 verbundene dritte Ritzel 15 um und wird gedreht, wobei die Drehzahl des Trägerteiles 11 in Bezug auf die Drehzahl der rechten Abtriebswelle 9R erhöht wird und wobei die Drehzahl NL des linken Vorderrades WFL in Bezug auf die Drehzahl NR des rechten Vorderrades WFR entsprechend folgender Gleichung erhöht wird bzw. ist: NL/NR = {1 – (Ze/Zf) × (Zb/Za)} + {1 – (Ze/Zf) × (Zd/Zc)} = 1, 156 (2)
Falls die Drehzahl NL des linken Vorderrades WFL in Bezug auf die Drehzahl des rechten Vorderrades WFR erhöht ist, wie dies oben beschrieben worden ist, kann ein Teil des Drehmoments des rechten Vorderrades WFR, welches bei der Kurvenfahrt ein Innenrad darstellt, auf das linke Vorderrad WFL übertragen, welches bei der Kurvenfahrt ein Außenrad darstellt, wie dies in 6 durch eine schraffierte Pfeilmarkierung angegeben ist. Auch in diesem Fall ist in dem Fall, dass die Drehzahl des Trägerteiles 11 durch geeignete Regulierung der Einrückkraft der rechten Kupplung CR erhöht ist, die Drehzahl NL des linken Vorderrades WFL in Bezug auf die Drehzahl NR des rechten Vorderrades WFR entsprechend der Abnahme in der Drehzahl erhöht, und ein beliebiges Drehmoment wird vom rechten Vorderrad WFR, welches bei der Kurvenfahrt ein Innenrad darstellt, auf das linke Vorderrad WFL übertragen, welches bei der Kurvenfahrt ein Außenrad darstellt. Dadurch wird die Kurvenfahrt des Fahrzeugs nach rechts unterstützt, um die Kurvenfahrleistung zu verbessern.
Falls die Drehzahl der Hülse bzw. Buchse 21 durch geeignete Regulierung der Einrückkraft der rechten Kupplung CR verringert wird, anstatt die Hülse bzw. Buchse 21 stillzusetzen, und zwar unter Heranziehung der rechten Kupplung CR, wird auch in diesem Fall die Drehzahl NL des linken Vorderrades WFL in Bezug auf die Drehzahl NR des rechten Vorderrades WFR entsprechend der Drehzahlverringerung erhöht, und ein beliebiges Drehmoment kann von dem rechten Vorderrad WFR, welches bei einer Kurvenfahrt ein Innenrad darstellt, auf das linke Vorderrad WFL übertragen werden, welches bei der Kurvenfahrt ein äußeres Rad darstellt.
Wie aus dem Vergleich zwischen der Gleichung (1) und der Gleichung (2) ersichtlich ist, kann durch Festlegen der Zahlen von Zähnen des ersten Ritzels 13, des zweiten Ritzels 14, des dritten Ritzels 15, des ersten Sonnenrades 17, des zweiten Sonnenrades 18 und des dritten Sonnenrades 19, wie oben be schrieben, das Drehzahl-Erhöhungs- bzw. -Steigerungsverhältnis (etwa 1,154) vom linken Vorderrad WFL auf das rechte Vorderrad WFR etwa gleich dem Drehzahl-Erhöhungs- bzw. Steigerungsverhältnis (etwa 1,156) vom rechten Vorderrad WFR auf das linke Vorderrad WFL gemacht werden.
Außerdem wird es in dem Fall, dass das Fahrzeug bei einer hohen Geschwindigkeit geradeaus fährt, bevorzugt, dass die Funktion der Differentialvorrichtung D begrenzt wird bzw. ist und dass die linken und rechten Räder im wesentlichen zusammenhängend bzw. integral gedreht werden. Falls in diesem Fall die Differentialbegrenzungskupplung CL durch einen Befehl von der elektronischen Steuereinheit U eingerückt ist, wie dies in 7 gezeigt ist, sind das Trägerteil 11 und das dritten Sonnenrad 19 des Drehmoment-Verteilungsmechanismus A miteinander zusammenhängend bzw. integral verbunden, so dass der Planetengetriebemechanismus in einen verriegelten Zustand eintritt bzw. gelangt. Damit sind die linke Achse ARL, die mit dem ersten Sonnenrad 17 verbunden ist, und die rechte Achse ARR, die mit dem zweiten Sonnenrad 18 verbunden ist, derart zusammengefasst, dass sie außerstande sind, relativ zueinander gedreht zu werden, wodurch die Differentialbegrenzungsfunktion ausgeübt ist.
Sogar im Geradeaus-Fahrzustand bei ausgelöster Differential-Begrenzungskupplung CL, wie dies in 2 veranschaulicht ist, und sogar im Geradeaus-Fahrzustand bei eingerückter Differential-Begrenzungskupplung CL, wie dies in 7 veranschaulicht ist, wird dasselbe Drehmoment auf die linken und rechten Vorderräder WFL und WFR verteilt. Falls die Differential-Begrenzungskupplung CL im Verlauf einer Instabilität des Fahrzeugs ausgelöst wird, wirkt das Differentialgetriebe D so, dass die Drehzahlen der linken und rechten Vorderräder WFL und WFR unterschieden sind. Falls die Differential-Begrenzungskupplung CL eingerückt ist, werden die Drehzahlen der linken und rechten Vorderräder WFL und WFR so beibehal ten, dass sie gleich sind, so dass die Geradeausfahrt-Stabilität des Fahrzeugs verbessert ist.
Falls die linke Kupplung CL und die rechte Kupplung CR bei einem bestimmten Schlupfverhältnis eingerückt sind, sind die linke Achse AFL und die rechte Achse AFR derart zusammengefasst, dass sie außerstande sind, relativ zueinander gedreht zu werden, wodurch die Differential-Begrenzungsfunktion ausgeübt wird. Es ist jedoch schwierig, die linke Kupplung CL und die rechte Kupplung CR so zu steuern, dass sie bei einem bestimmten Schlupfverhältnis mit einer hohen Genauigkeit eingerückt werden, was zu einem Problem eines verminderten Steuerungs-Ansprechverhaltens führt.
Im Gegensatz dazu kann bei dieser Ausführungsform die Differential-Begrenzungsfunktion lediglich dadurch ausgeübt werden, dass die Differential-Begrenzungskupplung CD eingerückt wird. Daher kann die Steuerung durch die elektronische Steuer- bzw. Steuerungseinheit U einfach vorgenommen werden, und außerdem ist das Steuerungs-Ansprechverhalten verbessert.
Bei dieser Ausführungsform ist das dritte Sonnenrad 19 mit dem Trägerteil 11 mittels der Differential-Begrenzungskupplung CD verbunden. Es können jedoch dieselbe Arbeitsweise und dieselbe Wirkung auch dann erzielt werden, wenn das zweite Sonnenrad 18 oder das erste Sonnenrad 17 mit dem Trägerteil 11 verbunden ist. Ferner können dieselben Wirkungen auch dann erzielt werden, wenn die Differential-Begrenzungskupplung CD mit irgendwelchen zwei Elementen von drei Elementen des Planetengetriebemechanismus zusammenhängend verbunden ist, nämlich mit dem Trägerteil, dem Sonnenrad und dem Zahnkranz. Bei dieser Ausführungsform sind das dritte Sonnenrad 19 und das Trägerteil 11, die nahe beieinander liegen, durch die Differential-Begrenzungskupplung CD miteinander verbunden. Daher kann der Drehmoment-Verteilungsmechanismus A in der Größe verkleinert werden bzw. sein, und zwar im Vergleich zu dem Fall, dass der Zahnkranz und das Trägerteil 11 oder der Zahn kranz und das Sonnenrad 17, 18, 19 mittels der Differential-Begrenzungskupplung CD miteinander verbunden sind.
Da die Differential-Begrenzungskupplung CD zwischen irgendwelchen zwei Elementen von drei Elementen des Planetengetriebemechanismus angeordnet ist, nämlich dem Trägerteil, dem Sonnenrad und dem Zahnkranz, ist außerdem lediglich eine geringe Einrückkraft im Vergleich zu dem Fall erforderlich, dass die Differential-Begrenzungskupplung CD direkt an den linken und rechten Achsen AFL und AFR angeordnet ist. Der Grund hierfür liegt darin, dass in dem Fall, dass die Differential-Begrenzungskupplung CD direkt an den linken und rechten Achsen AFL und AFR angeordnet ist, das Verhältnis zwischen dem Drehmoment, welches zwischen die linken und rechten Achsen AFL und AFR verteilt wird, und dem Einrück-Drehmoment der Differential-Begrenzungskupplung CD gegeben ist mit 1:1; falls jedoch die Differential-Begrenzungskupplung CD zwischen zwei Elementen des Planetengetriebemechanismus angeordnet ist, wird aufgrund der Wirkung des Planetengetriebemechanismus lediglich ein kleines Einrück-Drehmoment benötigt.
Daher kann eine Differential-Begrenzungskupplung CD von geringer Größe und geringer Kapazität im Vergleich zu dem Fall verwendet werden, dass die Differential-Begrenzungskupplung CD direkt an den linken und rechten Achsen AFL bzw. AFR angeordnet ist. Außerdem ist in dem Fall, dass die Differential-Begrenzungskupplung CD in einem Schlupf- bzw. Durchrutschzustand angewandt ist, ohne vollständig eingerückt zu sein, das benötigte Einrück-Drehmoment der Differential-Begrenzungskupplung CD vermindert, so dass die Differential-Begrenzungskupplung CD in der Größe weiter verkleinert werden kann.
Anschließend wird unter Bezugnahme auf 8 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Bei der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform verbindet die Differential-Begrenzungskupplung CD das dritte Sonnenrad 19 mit dem Trägerteil bzw. -glied 11. Bei der in 8 dargestellten zweiten Ausführungsform verbindet die Differential-Begrenzungskupplung CD jedoch einen Zahnkranz 22, welcher mit dem ersten Ritzel 13 und dem Trägerteil 11 kämmt, zusammenhängend miteinander, um den Planetengetriebemechanismus zu verriegeln. Sogar dann, falls anstelle des mit dem ersten Ritzel 13 kämmenden Zahnkranzes 22 ein Zahnkranz, welcher mit dem zweiten Ritzel 14 kämmt, oder ein Zahnkranz, welcher mit dem dritten Ritzel 15 kämmt, mit dem Trägerteil 11 zusammenhängend verbunden ist, können dieselbe Arbeitsweise und dieselbe Wirkung erzielt werden.
Anschließend wird unter Bezugnahme auf 9 eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Bei der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform verbindet die Differential-Begrenzungskupplung CD das dritte Sonnenrad 19 mit dem Trägerteil 11. Bei der in 9 dargestellten dritten Ausführungsform verbindet die Differential-Begrenzungskupplung CD jedoch einen Zahnkranz 23, welcher mit dem dritten Ritzel 15 kämmt, und das dritte Sonnenrad 19 zusammenhängend miteinander, um den Planetengetriebemechanismus zu verriegeln. Sogar dann, wenn statt des mit dem dritten Ritzel 15 kämmenden Zahnkranzes 23 ein Zahnkranz, welcher mit dem zweiten Ritzel 14 kämmt, oder ein Zahnkranz, welcher mit dem ersten Ritzel 13 kämmt, mit dem dritten Sonnenrad 19 zusammenhängend verbunden ist, können dieselbe Arbeitsweise und dieselbe Wirkung erzielt werden.
Eine vierte Ausführungsform, die in 10 dargestellt ist, stellt eine Modifikation der ersten Ausführungsform dar. Bei der ersten Ausführungsform ist der Drehmoment-Verteilungsmechanismus A auf der Seite der Vorderräder WFL, WFR des mit einem vorderen Motor ausgestatteten frontgetriebenen Fahrzeugs angeordnet. Bei der vierten Ausführungsform sind jedoch das Differentialgetriebe D und der Drehmoment-Verteilungsmechanismus A zwischen den Achsen ARL und ARR der Hinterräder WRL und WRR eines mit einer vorderen Brennkraftmaschine ausgestatteten und mit einem Hinterrad- bzw. Heckantrieb versehenen Fahrzeugs angeordnet. Der Aufbau des Drehmoment-Verteilungsmechanismus A ist derselbe wie jener bei der ersten Ausführungsform.
Eine fünfte Ausführungsform, die in 11 dargestellt ist, stellt eine Modifikation der ersten Ausführungsform dar. Bei der ersten Ausführungsform ist der Drehmoment-Verteilungsmechanismus A auf der Seite der Vorderräder WFL, WFR des mit einer vorderen Brennkraftmaschine ausgestatteten frontgetriebenen Fahrzeugs angeordnet. Bei der fünften Ausführungsform sind jedoch das Differentialgetriebe D und der Drehmoment-Verteilungsmechanismus A zwischen den Achsen ARL und ARR der Hinterräder WRL bzw. WRR eines Vierradantriebs-Fahrzeugs angeordnet. Der Aufbau des Drehmoment-Verteilungsmechanismus A ist derselbe wie jener bei der ersten Ausführungsform.
Mit der linken Achse AFL und der rechten Achse AFR der Vorderräder WFL bzw. WFR ist jedoch eine Übertragungsvorrichtung T mittels einer elektronischen Steuerungskupplung C und eines vorderen Differentialgetriebes Df verbunden. Daher kann das Fahrzeug in einen Vierrad-Antriebszustand dadurch gebracht werden, dass die elektronische Steuerungskupplung C eingerückt wird, und das Fahrzeug kann in einen Hinterrad-Antriebszustand dadurch gebracht werden, dass die elektronische Steuerungskupplung C gelöst wird.
Bei den oben beschriebenen zweiten bis fünften Ausführungsformen können ebenfalls dieselbe Arbeitsweise und dieselbe Wirkung erzielt werden wie jene bei der ersten Ausführungsform.
Die vorliegende Erfindung ist im Einzelnen beschrieben worden; es können jedoch daran im Aufbau verschiedene Modifikationen ohne Abweichung vom Gegenstand der Erfindung vorgenommen werden.
Obwohl bei den Ausführungsformen die linken und rechten Kupplungen CL und CR mit zwei Elementen verbunden sind, nämlich mit dem Sonnenrad 19 und dem Trägerteil 11 von den drei Elementen des Planetengetriebemechanismus des Drehmoment-Verteilungsmechanismus A, kann beispielsweise eines der beiden Elemente der Zahnkranz sein.

Claims

Fahrzeugantriebskraft-Verteilungssystem, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Drehmoment-Verteilungsmechanismus aufweist, der einen Planetengetriebemechanismus enthält und der zwischen Achsen von linken und rechten Rädern angeordnet ist, dass irgendwelche zwei Elemente von drei Elementen des Planetengetriebemechanismus mittels Drehmoment-Verteilungskupplungen an einem festen Teil verriegelt bzw. von diesem festgehalten sind, derart, dass das Drehmoment zwischen die Achsen der linken und rechten Räder verteilt wird, und dass ferner eine Differential-Begrenzungskupplung zur Steuerung der relativen Drehung der beiden Elemente von den drei Elementen des Planetengetriebemechanismus vorgesehen ist.
Fahrzeugantriebskraft-Verteilungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differential-Begrenzungskupplung die relative Drehung eines Sonnenrades und eines Trägerteiles des Planetengetriebemechanismus steuert.