DE102011100815A1 - Drive device for four-wheel drive motor vehicles - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für allradgetriebene Kraftfahrzeuge mit einer Antriebsquelle, einem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe mit einem Verteilerdifferenzial, einem vorderen und einem hinteren die Räder antreibenden Achsdifferenzial, sowie mit zumindest einer Kupplung, mittels der in einem Schaltzustand das Verteilerdifferenzial sperrbar und ein Achsdifferenzial abkoppelbar ist und in einem zweiten Schaltzustand das ungesperrte Verteilerdifferenzial auf beide Achsdifferenziale abtreibt, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das Gesamtübersetzungsverhältnis auf die Räder in den zwei Schaltzuständen unterschiedlich ist. Zur Erzielung einer insbesondere die Fahrdynamik des Kraftfahrzeuges positiv beeinflussenden Betriebsstrategie wird vorgeschlagen, dass das Abkoppeln des einen Achsdifferenziales (16) und das Sperren des Verteilerdifferenziales (12) über zwei separate Kupplungen (44, 46) erfolgt, von denen zumindest die das Verteilerdifferenzial (12) sperrende Kupplung eine bevorzugt hydraulisch betätigbare, in einen Schlupfbetrieb steuerbare Kupplung (46), bevorzugt eine Lamellenkupplung, ist.The invention relates to a drive device for all-wheel-drive motor vehicles with a drive source, a speed change gearbox with a distributor differential, a front and a rear axle differential driving the wheels, and with at least one clutch, by means of which the distributor differential can be locked and an axle differential can be decoupled in a switching state, and in a second switching state, the unlocked distributor differential drifts to both axle differentials, it being preferably provided that the overall gear ratio to the wheels is different in the two switching states. In order to achieve an operating strategy which in particular has a positive influence on the driving dynamics of the motor vehicle, it is proposed that the uncoupling of the one axle differential (16) and the locking of the distributor differential (12) take place via two separate clutches (44, 46), at least of which the distributor differential (12 ) locking clutch is a preferably hydraulically operated clutch (46), preferably a multi-plate clutch, which can be controlled in a slip operation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für allradgetriebene Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a drive device for four-wheel drive motor vehicles according to the preamble of patent claim 1.

Eine gattungsgemäße Antriebsvorrichtung ist in der EP 1 000 792 A2 beschrieben. Durch eine in zwei Schaltzustände umschaltbare, formschlüssige Kupplung ist in der einen Schaltposition das Verteilerdifferenzial gesperrt und zugleich ein Achsdifferenzial abgekoppelt, so dass das Kraftfahrzeug nur an einer Achse angetrieben ist. In der anderen Schaltposition der Kupplung ist das Verteilerdifferenzial wirksam und treibt auf beide Achsen des Kraftfahrzeuges im Allradbetrieb ab. Die Auslegung des Verteilerdifferenziales (ein Planetengetriebe) in Verbindung mit einer in den Kraftfluss zur hinteren Achse des Kraftfahrzeuges eingeschalteten Untersetzungsstufe ist so, dass die Gesamtübersetzung im Allradbetrieb kürzer und im Antrieb nur einer Achse des Kraftfahrzeuges länger ist. Damit ist das Antriebsmoment und die Traktion des Kraftfahrzeuges bei Allradantrieb höher, während durch die längere Übersetzung und den Antrieb nur einer Achse ein besserer Getriebewirkungsgrad und ein geringerer Kraftstoffverbrauch erzielbar ist.A generic drive device is in the EP 1 000 792 A2 described. By a switchable in two switching states, form-fitting coupling the distributor differential is locked in the one switching position and at the same time decoupled an axle differential, so that the motor vehicle is driven only on one axis. In the other shift position of the clutch, the distributor differential is effective and drives on both axles of the motor vehicle in all-wheel drive. The design of the distributor differential (a planetary gear) in conjunction with a reduction stage switched into the power flow to the rear axle of the motor vehicle is such that the overall transmission is shorter in four-wheel drive and longer in the drive of only one axle of the motor vehicle. Thus, the drive torque and the traction of the motor vehicle in four-wheel drive is higher, while a better transmission efficiency and lower fuel consumption can be achieved by the longer ratio and the drive only one axis.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von der gattungsgemäßen Antriebsvorrichtung diese so weiterzubilden, dass neben der genannten Vorteile den Fahrbetrieb und die Umschaltfunktionen verbessernde Eigenschaften erzielbar sind.The object of the invention is, starting from the generic drive device to develop these so that in addition to the advantages mentioned the driving and the switching functions improving properties can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte und besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.This object is achieved with the features of claim 1. Advantageous and particularly expedient developments of the invention are set forth in the subclaims.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Abkoppeln des einen Achsdifferenziales und das Sperren des Verteilerdifferenziales über zwei separate Kupplungen erfolgt, von denen zumindest die das Verteilerdifferenzial sperrende Kupplung eine vorzugsweise hydraulisch betätigbare, in einen Schlupfbetrieb steuerbare Kupplung, insbesondere eine Lamellenkupplung ist. Unter Ausnutzung der nach dem Verteilerdifferenzial im Kraftfluss zur einen Achse des Kraftfahrzeuges vorgesehenen Untersetzungsstufe kann im Allradbetrieb bei normalerweise geöffneter Kupplung bzw. Lamellenkupplung diese bevorzugt zum Beispiel hydraulisch betätigt in einen geregelten Schlupfbetrieb gesteuert werden und dabei ein torque vectoring bzw. eine Antriebsmomenten-Umverteilung bewirken. Dabei kann das Antriebsmoment an der kürzer übersetzten Achse des Kraftfahrzeuges definiert erhöht bzw. an der länger übersetzten Achse vermindert werden, was insbesondere zur Beeinflussung der Fahrdynamik des Kraftfahrzeuges relevant ist.According to the invention, it is proposed that the uncoupling of the one axle differential and the locking of the distributor differential take place via two separate clutches, of which at least the clutch blocking the distributor differential is a preferably hydraulically operable clutch which is controllable in a slip mode, in particular a multi-disc clutch. Taking advantage of the reduction differential provided in the power flow to an axle of the motor vehicle reduction stage in four-wheel drive with normally open clutch or multi-plate clutch these preferably hydraulically operated, for example, controlled in a controlled slip mode and thereby cause a torque vectoring or a drive torque redistribution. In this case, the drive torque at the shorter translated axle of the motor vehicle can be increased in a defined manner or reduced at the axle which has been translated for a longer time, which is particularly relevant for influencing the driving dynamics of the motor vehicle.

Bevorzugt können beide Kupplungen der Antriebsvorrichtung hydraulisch betätigbare Lamellenkupplungen sein, die lastschaltbar eine stufenlose, schnelle Umschaltung der Antriebsarten ermöglicht. Gegebenenfalls können beide Lamellenkupplungen in einem gemeinsamen Kupplungsgehäuse angeordnet sein.Preferably, both clutches of the drive device can be hydraulically actuated multi-plate clutches, which enables a load-stepless stepless, fast switching of the drive types. Optionally, both multi-plate clutches may be arranged in a common clutch housing.

Die Untersetzungsstufe zur einen Achse des Kraftfahrzeuges kann eine im Kraftfluss nach dem Verteilerdifferenzial angeordnete Vorgelegestufe sein, die dann auf das korrespondierende Achsdifferenzial abtreibt. Diese Ausbildung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine derartige Vorgelegestufe im Antriebszug ohnehin vorhanden ist und lediglich in der Übersetzung entsprechend zu verändern ist. Es kann gegebenenfalls aber auch das Übersetzungsverhältnis eines der Achsdifferenziale entsprechend modifiziert sein.The reduction stage for an axle of the motor vehicle may be a countershaft stage arranged in the power flow after the distributor differential, which then drives off onto the corresponding axle differential. This training is particularly advantageous if such a counter stage in the drive train is already available and only in the translation to change accordingly. However, if appropriate, the transmission ratio of one of the axle differentials may also be modified accordingly.

In an sich bei Allradantrieben bekannter Weise kann zusätzlich das Verteilerdifferenzial auf unterschiedlich hohe Abtriebsmomente zum vorderen und hinteren Achsdifferenzial ausgelegt sein, zum Beispiel mit einem höheren Abtriebsmoment auf die Vorderachse des Kraftfahrzeuges.In known per se in all-wheel drives, the distributor differential can additionally be designed for different output torques for the front and rear axle differential, for example with a higher output torque on the front axle of the motor vehicle.

Ferner kann in dem abkoppelbaren Achsdifferenzial wenigstens eine Trennkupplung zu den mit den Räder verbundenen Antriebswellen angeordnet sein, die zur Erhöhung des Getriebewirkungsgrades bei geöffneter, das Achsdifferenzial abkoppelnder Kupplung am Verteilerdifferenzial ebenfalls geöffnet ist. Daraus resultiert, dass die Getriebeelemente im Kraftfluss zu den nicht angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeuges stillstehen und keine Reibungs- und Panschverluste erzeugen.Furthermore, at least one separating clutch can be arranged in the decoupled axle differential to the drive shafts connected to the wheels, which is also open to increase the transmission efficiency with the clutch disengaging the axle differential on the distributor differential. As a result, the transmission elements are stationary in the power flow to the non-driven wheels of the motor vehicle and generate no friction and Panschverluste.

In einer bevorzugten Antriebsstrategie der Antriebsvorrichtung wird ferner vorgeschlagen, dass das Übersetzungsverhältnis auf die vorderen Räder des Kraftfahrzeuges länger und das Übersetzungsverhältnis auf die hinteren Räder kürzer ausgelegt ist und dass die das eine Achsdifferenzial abkoppelnde Kupplung im Antriebsstrang zu den hinteren Rädern angeordnet ist. Damit ist das Kraftfahrzeug von Allradantrieb zum Beispiel in den unteren (langsameren) Gängen auf Frontantrieb in den höheren (schnelleren) Gängen umschaltbar, wobei im torque vectoring das momentane Antriebsmoment vermehrt auf die Hinterachse verlagerbar ist. Es versteht sich, dass gegebenenfalls auch eine umgekehrte Antriebsstrategie mit Allradantrieb und Heckantrieb verwirklichbar ist.In a preferred drive strategy of the drive device, it is also proposed that the transmission ratio to the front wheels of the motor vehicle be made longer and the transmission ratio to the rear wheels shorter and that the coupling decoupling an axle differential be arranged in the drive train to the rear wheels. Thus, the motor vehicle of four-wheel drive, for example, in the lower (slower) gears on front-wheel drive in the higher (faster) gears switchable, wherein in torque vectoring the momentary drive torque is increasingly displaced on the rear axle. It is understood that, where appropriate, a reverse drive strategy with four-wheel drive and rear-wheel drive is feasible.

Das Verteilerdifferenzial kann als Planetengetriebe ausgebildet sein, wobei in baulich und getriebetechnisch vorteilhafter Weise zumindest die das Verteilerdifferenzial sperrende Kupplung, insbesondere eine Lamellenkupplung in das Planetengetriebe integriert ist. Dabei kann der Steg des Planetengetriebes angetrieben sein, während das mit den Planetenrädern kämmende Außenrad auf das vordere Achsdifferenzial und das zentrale Sonnenrad auf das hintere Achsdifferenzial abtreibt und die Kupplung bzw. Lamellenkupplung im gesperrten Schaltzustand das Außenrad mit dem Sonnenrad verbindet. Gegebenenfalls können aber auch andere Verknüpfungen des Planetengetriebes zweckmäßig sein.The distributor differential may be formed as a planetary gear, wherein in structurally and gear technically advantageous manner, at least the clutch differential blocking the clutch, in particular a multi-plate clutch in the planetary gear is integrated. In this case, the web of the planetary gear may be driven, while the meshing with the planetary gear outer wheels on the front axle differential and the central sun gear abrades on the rear axle differential and the clutch or multi-plate clutch in the locked state connects the outer wheel with the sun gear. Optionally, however, other links of the planetary gear may be appropriate.

Schließlich können die im Allradantrieb normal geöffnete Kupplung und/oder die das eine Achsdifferenzial ankoppelnde, geschlossene Kupplung bei einem einen definierten Grenzwert überschreitenden Radschlupf und/oder abhängig von in einem elektronischen Fahrstabilitätsprogramm abgelegten Betriebsparametern des Kraftfahrzeuges in einen geregelten Schlupfbetrieb steuerbar sein. Dadurch kann in noch größerem Umfang auf gegebenenfalls kritische Betriebsbedingungen steuerungstechnisch reagiert und zum Beispiel einem plötzlichem Durchdrehen der Räder einer Achse entgegengewirkt werden.Finally, the normally open in the all-wheel drive clutch and / or the coupling coupled Achsdifferenzelnde, closed at a defined limit exceeding Radschlupf and / or depending on stored in an electronic driving stability program operating parameters of the motor vehicle in a controlled slip operation can be controlled. As a result, it is possible to respond even more critically to possibly critical operating conditions and, for example, counteract a sudden spinning of the wheels of an axle.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in:An embodiment of the invention is explained in more detail below with further details. The schematic drawing shows in:

1 eine Antriebsvorrichtung für ein wahlweise im Allradantrieb oder Frontantrieb antreibbares Kraftfahrzeug, mit einem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe, einem über eine erste Lamellenkupplung sperrbaren Verteilerdifferenzial und zwei Achsdifferenzialen, von denen eines über eine zweite Lamellenkupplung abkoppelbar ist; und 1 a drive device for an optionally in four-wheel drive or front-wheel drive motor vehicle, with a speed change gearbox, a lockable via a first multi-plate clutch distribution differential and two axle differentials, one of which can be decoupled via a second multi-plate clutch; and

2 das Verteilerdifferenzial gemäß 1 in einem skizzenhaften Längsschnitt mit den zwei separat angeordneten, hydraulisch betätigbaren Lamellenkupplungen. 2 the distributor differential according to 1 in a sketchy longitudinal section with the two separately arranged, hydraulically actuated multi-plate clutches.

In der 1 ist grob schematisch eine Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge dargestellt, mit einem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe 10 und einem nachgeschalteten Verteilerdifferenzial 12, das auf ein vorderes Achsdifferenzial 14 und ein hinteres Achsdifferenzial 16 zum Antrieb der vorderen und hinteren Räder (nicht dargestellt) des Kraftfahrzeuges abtreibt.In the 1 is roughly schematically illustrated a drive device for motor vehicles, with a speed change gearbox 10 and a downstream distributor differential 12 that is on a front axle differential 14 and a rear axle differential 16 for driving the front and rear wheels (not shown) of the motor vehicle aborts.

Das Wechselgetriebe 10, das ein Schaltgetriebe oder ein automatisches Getriebe herkömmlicher Bauart sein kann, ist mit einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine als Antriebsquelle zu einem frontseitigen Antriebsaggregat zusammengebaut, wobei die Brennkraftmaschine über eine Trennkupplung 18 auf die Eingangswelle 20 des Wechselgetriebes 10 wirkt, deren Ausgangswelle 22 mit dem Eingangselement 24 des Verteilerdifferenzials 12 trieblich verbunden ist.The gearbox 10 , which may be a manual transmission or an automatic transmission of conventional design, is assembled with an internal combustion engine, not shown, as a drive source to a front-side drive unit, wherein the internal combustion engine via a separating clutch 18 on the input shaft 20 of the gearbox 10 acts, whose output shaft 22 with the input element 24 of the distributor differential 12 is connected.

Das eine Ausgangselement 26 des Verteilerdifferenzials 12 treibt über eine Hohlwelle 28, eine Vorgelegestufe 30 mit zwei Stirnzahnrädern 32, 34 und eine Abtriebswelle 36 des Wechselgetriebes 10 das vordere, in das Wechselgetriebe 10 integrierte Achsdifferenzial 14 an, das zum Beispiel als Kegelraddifferenzial ausgeführt über Gelenkwellen auf die vorderen Räder des Kraftfahrzeuges wirkt.The one initial element 26 of the distributor differential 12 drives over a hollow shaft 28 , a counter stage 30 with two spur gears 32 . 34 and an output shaft 36 of the gearbox 10 the front, in the gearbox 10 integrated axle differential 14 on, for example, designed as a bevel gear differential acting on cardan shafts on the front wheels of the motor vehicle.

Das andere Ausgangselement 38 des Verteilerdifferenzials 12 treibt über eine Kardanwelle 40 das hintere Achsdifferenzial 16 an, das wiederum über Gelenkwellen (durch Pfeile angedeutet) mit den hinteren Rädern des Kraftfahrzeuges trieblich verbunden ist.The other starting element 38 of the distributor differential 12 drives over a cardan shaft 40 the rear axle differential 16 on, which in turn via drive shafts (indicated by arrows) is drivingly connected to the rear wheels of the motor vehicle.

Zwischen die Abtriebswelle 42 des Ausgangselements 38 und das Ausgangselement 26 des Verteilerdifferenzials 12 ist eine erste hydraulisch betätigbare Lamellenkupplung 44 eingeschaltet, die im geschlossenen Zustand das Verteilerdifferenzial 12 sperrt.Between the output shaft 42 of the starting element 38 and the starting element 26 of the distributor differential 12 is a first hydraulically actuated multi-plate clutch 44 switched on, the distributor differential in the closed state 12 locks.

Im Kraftfluss hinter der ersten Lamellenkupplung 44 ist eine zweite hydraulisch betätigbare Lamellenkupplung 46 auf der Ausgangswelle 42 angeordnet, die im geöffneten Zustand die Antriebsverbindung vom Ausgangselement 38 zur Kardanwelle 40 bzw. zum hinteren Achsdifferenzial 16 unterbricht.In the power flow behind the first multi-plate clutch 44 is a second hydraulically actuated multi-plate clutch 46 on the output shaft 42 arranged in the open state, the drive connection from the output element 38 to the cardan shaft 40 or to the rear axle differential 16 interrupts.

Des Weiteren sind in dem hinteren Achsdifferenzial 16 zwei Trennkupplungen 48 vorgesehen, die im geöffneten Zustand die mit den Rädern verbundenen Gelenkwellen von dem Achsdifferenzial 16 abkoppeln.Furthermore, in the rear axle differential 16 two disconnect couplings 48 provided in the open state, the connected to the wheels drive shafts of the axle differential 16 decouple.

Über eine nicht dargestellte, hydraulische Betätigung der Kupplungen 44, 46, 48 ist die Antriebsvorrichtung in einen Allradantrieb oder einen Frontantrieb umschaltbar:
Im Allradantrieb, zum Beispiel in den unteren Gängen 1 bis 4 des Wechselgetriebes 10, mit höherem Abtriebsmoment oder situativ (zum Beispiel bei Radschlupf) bzw. präventiv (zum Beispiel bei extrem sportlicher Fahrweise) in allen Gängen ist die Lamellenkupplung 44 geöffnet und damit die Ausgleichsfunktion des Verteilerdifferenzials 12 hergestellt. Zugleich sind die Lamellenkupplung 46 und die Trennkupplungen 48 (ebenfalls Lamellenkupplungen oder hydraulisch schaltbare Synchronkupplungen) geschlossen.About a not shown, hydraulic actuation of the clutches 44 . 46 . 48 is the drive device switchable to four-wheel drive or front-wheel drive:
In four-wheel drive, for example in the lower gears 1 to 4 of the gearbox 10 , with higher output torque or situational (for example, wheel slip) or preventive (for example, in extremely sporty driving style) in all gears is the multi-plate clutch 44 opened and thus the compensation function of the distributor differential 12 produced. At the same time, the multi-plate clutch 46 and the disconnect couplings 48 (also multi-plate clutches or hydraulically switchable synchronizer clutches) closed.

Das Verteilerdifferenzial 12 verteilt somit das Antriebsmoment über das Ausgangselement 26, die Hohlwelle 28, die Vorgelegestufe 30 und die Abtriebswelle 36 auf das vordere Achsdifferenzial 14 und über das Ausgangselement 38, die Ausgangswelle 42 und die Kardanwelle 40 auf das hintere Achsdifferenzial 16. Je nach Auslegung des Verteilerdifferenziales 12 ist diese Momentenverteilung ungleich (zum Beispiel 60:40, Vorderachse:Hinterachse) oder gleich 50:50.The distributor differential 12 thus distributes the drive torque via the output element 26 , the hollow shaft 28 , the counter stage 30 and the output shaft 36 on the front axle differential 14 and about the starting element 38 , the output shaft 42 and the cardan shaft 40 on the rear axle differential 16 , Depending on the design of the distributor differential 12 this torque distribution is unequal (for example 60:40, front axle: rear axle) or 50:50.

Die Vorgelegestufe 30 bzw. deren Stirnzahnräder 32, 34 sind derart ausgelegt, dass die Übersetzung zum vorderen Achsdifferenzial 14 bzw. den vorderen Rädern des Kraftfahrzeuges länger ist als die Übersetzung zu den hinteren Rädern des Kraftfahrzeuges, die dementsprechend kürzer ist. Die Differenzdrehzahlen der Ausgangselemente 26, 38 werden im Verteilerdifferenzial 12 entsprechend ausgeglichen.The counter stage 30 or their spur gears 32 . 34 are designed so that the translation to the front axle differential 14 or the front wheels of the motor vehicle is longer than the translation to the rear wheels of the motor vehicle, which is correspondingly shorter. The differential speeds of the output elements 26 . 38 be in the distribution differential 12 balanced accordingly.

Im Frontantrieb des Kraftfahrzeuges, zum Beispiel in den höheren Gängen 5 und 6, ist die Lamellenkupplung 44 geschlossen und verbindet die beiden Ausgangselemente 26, 38 miteinander, so dass das Verteilerdifferenzial 12 in seiner Ausgleichsfunktion gesperrt ist. Zugleich ist die zweite Lamellenkupplung 46 geöffnet und somit die Antriebsverbindung zum hinteren Achsdifferenzial 16 unterbrochen.In the front-wheel drive of the motor vehicle, for example in the higher gears 5 and 6, is the multi-plate clutch 44 closed and connects the two output elements 26 . 38 with each other, so that the distributor differential 12 is locked in its compensation function. At the same time, the second multi-plate clutch 46 opened and thus the drive connection to the rear axle differential 16 interrupted.

Das Verteilerdifferenzial 12 treibt nun 1:1 nur auf das vordere Achsdifferenzial 14 ab, wobei die wirksame Gesamtübersetzung durch die ins Schnelle übersetzende Vorgelegestufe 30 länger ist als die Gesamtübersetzung im Allradbetrieb des Kraftfahrzeuges.The distributor differential 12 now drives 1: 1 only on the front axle differential 14 from, with the effective overall translation through the fast translating counter stage 30 is longer than the total translation in the four-wheel drive of the motor vehicle.

Werden zudem die beiden Trennkupplungen 48 geöffnet, so ist zusätzlich die Antriebsverbindung vom Achsdifferenzial 16 zu den Gelenkwellen und hinteren Rädern des Kraftfahrzeuges unterbrochen, so dass im Frontantrieb die Kardanwelle 40 und die Getriebeelemente des Achsdifferenziales 16 ohne Reibungs- und Panschverluste zu erzeugen stillstehen.Will also be the two disconnect couplings 48 open, so is the drive connection from the axle differential 16 interrupted to the drive shafts and rear wheels of the motor vehicle, so that in front-wheel drive the propeller shaft 40 and the transmission elements of the axle differential 16 Resting without generating friction or splintering losses.

Das Verteilerdifferenzial 12 kann zum Beispiel als Kegelraddifferenzial ausgeführt sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist das Verteilerdifferenzial 12 jedoch wie dargestellt als Planetengetriebe ausgebildet, in dessen an das Wechselgetriebe 10 stirnseitig angeflanschtem Gehäuse 12a die beiden Lamellenkupplungen 44, 46 integriert sind.The distributor differential 12 For example, it can be designed as a bevel gear differential. According to a preferred embodiment, the distributor is differential 12 However, as shown formed as a planetary gear, in which the change gear 10 Flanged housing at the end 12a the two multi-plate clutches 44 . 46 are integrated.

Die 2 zeigt in vergrößerter Darstellung skizzenhaft das Planetengetriebe und die Lamellenkupplungen 44, 46 des Verteilerdifferenzials 12 unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen.The 2 shows in an enlarged view sketchy the planetary gear and the multi-plate clutches 44 . 46 of the distributor differential 12 using the same reference numerals.

Das Planetengetriebe setzt sich aus einem Steg 24 als Eingangselement und einem Außenrad 26 und einem Sonnenrad 38 als Ausgangselemente zusammen, die in dem Gehäuse 12a des Verteilerdifferenzials 12 entsprechend drehbar gelagert sind.The planetary gear is made up of a bridge 24 as input element and an external wheel 26 and a sun wheel 38 as output elements together in the housing 12a of the distributor differential 12 are rotatably mounted accordingly.

Der Steg 24 trägt in üblicher Weise Planetenräder 50, die mit dem innenverzahnten Außenrad 26 und dem außenverzahnten Sonnenrad 38 in Eingriff sind.The jetty 24 carries in the usual way planet wheels 50 that with the internally toothed external gear 26 and the externally toothed sun gear 38 are engaged.

Der Steg 24 ist mit der Ausgangswelle 22 des Wechselgetriebes 10 trieblich verbunden, während das Außenrad 26 über die Hohlwelle 28, die Vorgelegestufe 30 und die Abtriebswelle 36 des Wechselgetriebes 10 das vordere Achsdifferenzial 14 und über das Sonnenrad 38 und die Ausgangswelle 42 wie vorbeschrieben das hintere Achsdifferenzial 16 antreibt.The jetty 24 is with the output shaft 22 of the gearbox 10 drivingly connected while the outer wheel 26 over the hollow shaft 28 , the counter stage 30 and the output shaft 36 of the gearbox 10 the front axle differential 14 and over the sun wheel 38 and the output shaft 42 as described above, the rear axle differential 16 drives.

Die erste Lamellenkupplung 44 setzt sich aus einem mit dem Außenrad 26 fest verbundenem, trommelförmigen Kupplungsgehäuse 44a und mit der Ausgangswelle 42 verbundenen Kupplungslamellen 44b zusammen, die hydraulisch beaufschlagbar sind, wobei im geschlossenen Zustand die beiden Ausgangselemente 26, 38 miteinander verbunden sind und die Ausgleichsfunktion des Verteilerdifferenzials 12 sperren.The first multi-plate clutch 44 is made up of one with the outside wheel 26 firmly connected, drum-shaped coupling housing 44a and with the output shaft 42 connected clutch plates 44b together, which are hydraulically acted upon, wherein in the closed state, the two output elements 26 . 38 interconnected and the compensation function of the distributor differential 12 lock.

Der ersten Lamellenkupplung 44 nachgeschaltet ist die zweite Lamellenkupplung 46, deren trommelförmiges Kupplungsgehäuse 46a mit dem einen Abschnitt 42a der Ausgangswelle 42 und die hydraulisch beaufschlagbaren Kupplungslamellen 46b mit dem anderen Abschnitt 42b der entsprechend unterteilten Ausgangswelle 42 verbunden sind.The first multi-plate clutch 44 Downstream is the second multi-plate clutch 46 , whose drum-shaped clutch housing 46a with the one section 42a the output shaft 42 and the hydraulically actuated clutch plates 46b with the other section 42b the correspondingly divided output shaft 42 are connected.

Die beiden Lamellenkupplungen 44, 46 und auch die in 1 skizzierten Trennkupplungen 48 können soweit nicht beschrieben in bekannter Weise ausgeführt sein.The two multi-plate clutches 44 . 46 and also the in 1 sketched disconnect couplings 48 can not be described as far as not described in a known manner.

Die Lamellenkupplungen 44, 46 und die Trennkupplungen 48 werden hydraulisch über ein Steuergerät einer hydraulischen Betätigungseinrichtung des Kraftfahrzeuges betätigt, das von einem die dynamischen Fahrbetriebszustände des Kraftfahrzeuges, die Schaltzustände des Wechselgetriebes 10 und über Drehzahlsensoren die Drehzahlen der antreibenden und abtreibenden Wellen oder Getriebeelemente erfassenden, elektronischen Steuergerät (zum Beispiel ein im Kraftfahrzeug bereits vorhandenes, entsprechend modifiziertes Fahrstabilitätsprogramm-Steuergerät) angesteuert wird und die Lamellenkupplungen 44, 46, 48 zur Herstellung der vorbeschriebenen Antriebsarten Allradantrieb-Frontantrieb entsprechend schließt oder öffnet.The multi-plate clutches 44 . 46 and the disconnect couplings 48 are hydraulically actuated by a control device of a hydraulic actuator of the motor vehicle, the one of the dynamic driving conditions of the motor vehicle, the switching states of the transmission 10 and via rotational speed sensors, the rotational speeds of the driving and abortive shafts or transmission elements detected, electronic control unit (for example, a motor vehicle already existing, correspondingly modified driving stability program control unit) is driven and the multi-plate clutches 44 . 46 . 48 for producing the above-described types of drive four-wheel drive front drive closes or opens accordingly.

Zusätzlich wird über die genannten Steuergeräte bei Allradantrieb des Kraftfahrzeuges die geöffnete Lamellenkupplung 44 und gegebenenfalls auch die geschlossene Lamellenkupplung 46 in einen Schlupfbetrieb gesteuert, der die Antriebsmomente an den vorderen und hinteren Rädern des Kraftfahrzeuges in einem torque vectoring und/oder zur Vermeidung eines plötzlichen Durchdrehens der Räder einer Achse (14 oder 16) des Kraftfahrzeuges verändert.In addition, the open multi-plate clutch is on the said control units in all-wheel drive of the motor vehicle 44 and optionally also the closed multi-disc clutch 46 controlled in a slip operation, the torque vectoring the drive torque at the front and rear wheels of the motor vehicle and / or to avoid sudden spinning of the wheels of an axle ( 14 or 16 ) of the motor vehicle changed.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. The present invention is not limited to the described embodiment.

So kann das Verteilerdifferenzial 12 zum Beispiel auch als Kegelraddifferenzial ausgeführt sein. Ferner kann das Verteilerdifferenzial 12 konstruktiv so ausgelegt sein, dass es auf die Ausgangselemente 26, 38 gleichmäßig 50:50 oder ungleich 60:40 oder dergleichen abtreibt.So can the distributor differential 12 for example, be designed as bevel gear differential. Furthermore, the distributor differential 12 be designed constructively so that it is on the output elements 26 . 38 equally 50:50 or not equal to 60:40 aborts or the like.

Die Lamellenkupplung 44 kann abhängig von konstruktiven Gegebenheiten auch zwischen dem Eingangselement 24 bzw. dem Steg 24 des Planetengetriebes und einem Ausgangselement 26 oder 38 vorgesehen sein und das Verteilerdifferenzial 12 entsprechend sperren.The multi-plate clutch 44 can also depend on the design conditions between the input element 24 or the bridge 24 of the planetary gear and an output element 26 or 38 be provided and the distributor differential 12 Lock accordingly.

Ferner kann die Lamellenkupplung 46 auch als eine formschlüssige Kupplung, zum Beispiel als eine bekannte Synchronkupplung, ausgebildet sein.Furthermore, the multi-plate clutch 46 also be designed as a positive coupling, for example as a known synchronizer clutch.

Die längere Übersetzung vom Verteilerdifferenzial 12 zu den angetriebenen Rädern des Kraftfahrzeuges kann auch im Kraftfluss zum hinteren Achsdifferenzial 16 mittels einer Vorgelegestufe 30 vorgesehen sein, während über die zweite Lamellenkupplung 46 dann das vordere Achsdifferenzial 14 abkoppelbar ist. Das Kraftfahrzeug ist dann mit Heckantrieb oder Allradantrieb betreibbar. Das torque vectoring ist dementsprechend insbesondere auf die Hinterachse ausübbar. Anstelle einer Vorgelegestufe 30 können schließlich auch unmittelbar die Achsdifferenziale 14, 16 mit derart unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen ausgelegt sein, dass die vorgenannte längere und kürzere Gesamtübersetzung im Allradbetrieb und Front- oder Heckantrieb gegeben ist.The longer ratio of the distributor differential 12 to the driven wheels of the motor vehicle can also in the power flow to the rear axle differential 16 by means of a counter stage 30 be provided while on the second multi-plate clutch 46 then the front axle differential 14 can be decoupled. The motor vehicle is then operated with rear-wheel drive or four-wheel drive. Accordingly, the torque vectoring can be exercised, in particular, on the rear axle. Instead of a counter stage 30 Finally, the axle differentials can be directly affected 14 . 16 be designed with such different ratios that the aforementioned longer and shorter overall ratio in all-wheel drive and front or rear wheel drive is given.

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Claims (9)

Antriebsvorrichtung für allradgetriebene Kraftfahrzeuge mit einer Antriebsquelle, einem Geschwindigkeits-Wechselgetriebe mit einem Verteilerdifferenzial, einem vorderen und einem hinteren die Räder antreibenden Achsdifferenzial, sowie mit zumindest einer Kupplung, mittels der in einem Schaltzustand das Verteilerdifferenzial sperrbar und ein Achsdifferenzial abkoppelbar ist und in einem zweiten Schaltzustand das ungesperrte Verteilerdifferenzial auf beide Achsdifferenziale abtreibt, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das Gesamtübersetzungsverhältnis auf die Räder in den zwei Schaltzuständen unterschiedlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Abkoppeln des einen Achsdifferenziales (16) und das Sperren des Verteilerdifferenziales (12) über zwei separate Kupplungen (44, 46) erfolgt, von denen zumindest die das Verteilerdifferenzial (12) sperrende Kupplung eine in einen Schlupfbetrieb steuerbare Kupplung (46), insbesondere eine Lamellenkupplung, ist.Drive device for four-wheel drive motor vehicles with a drive source, a speed change gearbox with a distributor differential, a front and a rear wheels driving axle differential, as well as with at least one clutch by means of which in a switching state the distributor differential lockable and an axle differential can be decoupled and in a second switching state the unrestricted distributor differential drives off on both axle differentials, whereby it is preferably provided that the overall transmission ratio to the wheels is different in the two switching states, characterized in that the uncoupling of the one axle differential ( 16 ) and the locking of the distributor differential ( 12 ) via two separate couplings ( 44 . 46 ), of which at least the distributor differential ( 12 ) blocking clutch a controllable in a slip operation clutch ( 46 ), in particular a multi-plate clutch, is. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Kupplungen hydraulisch betätigbare Lamellenkupplungen (44, 46) sind.Drive device according to claim 1, characterized in that both clutches hydraulically actuated multi-plate clutches ( 44 . 46 ) are. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Kraftfluss nach dem Verteilerdifferenzial (12) das eine Achsdifferenzial (14) über eine übersetzungsändernde Vorgelegestufe (30) angetrieben ist.Drive device according to claim 1 or 2, characterized in that in the power flow after the distributor differential ( 12 ) that one axle differential ( 14 ) via a translation-changing counterpart level ( 30 ) is driven. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerdifferenzial (12) auf unterschiedlich hohe Abtriebsmomente zum vorderen und hinteren Achsdifferenzial (14, 16) ausgelegt ist.Drive device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the distributor differential ( 12 ) to different high output torques to the front and rear axle differential ( 14 . 16 ) is designed. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem abkoppelbaren Achsdifferenzial (16) mindestens eine Trennkupplung (48) zu den mit den Rädern verbundenen Gelenkwellen angeordnet ist, die bei geöffneter, das Achsdifferenzial (16) abkoppelnder Kupplung (46) am Verteilerdifferenzial (12) ebenfalls geöffnet ist.Drive device according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the decoupled axle differential ( 16 ) at least one separating clutch ( 48 ) is arranged to the drive shafts connected to the wheels, which, when opened, the axle differential ( 16 ) decoupling coupling ( 46 ) at the distributor differential ( 12 ) is also open. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis auf die vorderen Räder des Kraftfahrzeuges länger und das Übersetzungsverhältnis auf die hinteren Räder kürzer ausgelegt ist und dass die das eine Achsdifferenzial (16) abkoppelnde Kupplung (46) im Antriebsstrang (40, 16) zu den hinteren Rädern angeordnet ist.Drive device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the transmission ratio to the front wheels of the motor vehicle is designed to be longer and the transmission ratio to the rear wheels shorter and that the one axle differential ( 16 ) decoupling coupling ( 46 ) in the drive train ( 40 . 16 ) is arranged to the rear wheels. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilerdifferenzial (12) als Planetengetriebe ausgebildet ist und dass zumindest die das Verteilerdifferenzial (12) sperrende Kupplung (44), insbesondere eine Lamellenkupplung, in das Gehäuse (12a) des Planetengetriebes integriert ist.Drive device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the distributor differential ( 12 ) is designed as a planetary gear and that at least the distributor differential ( 12 ) blocking coupling ( 44 ), in particular a multi-plate clutch, in the housing ( 12a ) of the planetary gear is integrated. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (24) des Planetengetriebes angetrieben ist, dass das mit den Planetenrädern (50) kämmende Außenrad (26) auf das vordere Achsdifferenzial (14) und das zentrale Sonnenrad (38) auf das hintere Achsdifferenzial (16) abtreibt und dass die Kupplung (44) im geschlossenen Zustand das Außenrad (26) mit dem Sonnenrad (38) verbindet.Drive device according to claim 7, characterized in that the web ( 24 ) of the planetary gear is driven, that with the planetary gears ( 50 ) meshing outer wheel ( 26 ) on the front axle differential ( 14 ) and the central sun wheel ( 38 ) on the rear axle differential ( 16 ) aborts and that the clutch ( 44 ) in the closed state, the outer wheel ( 26 ) with the sun wheel ( 38 ) connects. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bei Allradantrieb geöffnete Kupplung (44) und/oder die das eine Achsdifferenzial (16) abkoppelnde, geschlossene Kupplung (46) bei einem einen definierten Grenzwert überschreitenden Radschlupf und/oder abhängig von in einem elektronischen Fahrstabilitätsprogramm abgelegten Fahrbetriebsparametern des Kraftfahrzeuges in einen Schlupfbetrieb steuerbar sind.Drive device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the open at four-wheel drive clutch ( 44 ) and / or the one axle differential ( 16 ) decoupling, closed coupling ( 46 ) are controllable in a slip operation at a wheel slip exceeding a defined limit value and / or dependent on driving parameters stored in an electronic driving stability program of the motor vehicle.
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