-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die Erfindung bezieht sich auf Fahrzeug-Antriebssysteme, und im Besonderen auf ein hydraulisch betätigtes Fahrzeug-Antriebssystem mit einem Trennungssystem für den Betrieb zwischen einem Allrad-Antriebsmodus und einem Zweirad-Antriebsmodus eines Fahrzeugs.
-
HINTERGRUND
-
Die gängige Anwendung von Hinterantriebsmodulen (RDMs) in einem Fahrzeug kann den Fahrzeugbetrieb in einem Allrad-Antrieb(AWD)-Modus oder Zweirad-Antriebsmodus ermöglichen. Gängige Fahrzeuge können aucheine trennbare Nebenabtriebseinheit (PTU) umfassen, die einen Schaltvorgang eines Fahrzeugs zwischen einem Zweirad-Antriebsmodus und einem AWD-Modus ermöglicht. Das RDM kann eine Hinterantriebsachse und ein oder mehrere hintere Antriebsräder umfassen. Gängige Differentialkupplungsanordnungen können auf einer Differentialachse angeordnet sein, während AWD-Kopplungskupplungsanordnungen auf einer sekundären Antriebsachse angeordnet sein können, das die Notwendigkeit der Bereitstellung von Rücklaufleitungen und zusätzlichen Versiegelungsfunktionen zur Folge hat, um unähnliche Schmiermittel bei der Betätigung der Kupplungsanordnungen mit einer Hydraulikbetätigungseinheit zu trennen. Gängige RDMs können während des Betriebs auch eine Spritzschmierung anwenden, die zu parasitären Verlusten führt. Hydraulische Kopplungsanordnungen sind im
U.S. Patent Nr. 7,857,723 ;
U.S. Patent Nr. 7,452,301 ; und im
U.S. Patent Nr. 7,357,236 , geoffenbart worden.
-
Im Bestreben, Verluste zu minimieren und ein Treibstoff-effizienteres Antriebsystem in einem AWD-Kraftfahrzeug während des Zweirad-Antriebsmodus bereitzustellen, kann es wünschenswert sein, das RDM zu trennen. Gängige Trennungssysteme können eine Klauenkupplung erfordern, die bei der PTU angeordnet ist, und eine Hinterachsenkopplungskupplung, die an der Hinterantriebsachse zur Synchronisierung des Antriebssystems, bevor das RDM erneut verbunden wird, angeordnet ist. Die gängige Konfiguration führt zu geblockten Verlagerungen in der PTU, wenn die Klauenkupplung eingerückt ist und erfordert auch eine Betätigungseinheit, die in großer Nähe zur PTU für die Einrückung der Klauenkupplung angeordnet werden soll. Die Kopplungskupplung ist dazu bestimmt, das Antriebssystem zeitgerecht zu synchronisieren, vorzugsweise in ungefähr 100 Millisekunden. Trennungssmechanismen für AWD-Kraftfahrzeuge sind zuvor im
U.S. Patent Nr. 8,132,702 ;
U.S. Patent Nr. 8,047,323 ;
U.S. Patent Nr. 7,878,933 ;
U.S. Patent Nr. 7,568,568 ; und in der W.O. Anmeldung Nr. 2010/022, 2221148 geoffenbart worden.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Ein Kraftfahrzeugsantriebsstrang kann ein Hinterantriebssystem umfassen, das zum Antreiben eines Hinterrädersatzes geeignet ist. Der Kraftfahrzeugsantriebsstrang kann auch eine hydraulische Betätigungsanordnung umfassen. Das Hinterantriebssystem kann eine Antriebswelle und ein Hinterantriebsmodul (RDM) umfassen. Das RDM kann eine Eingangsritzelwelle, ein hinteres Differential mit einer Differentialachse, einen Halbachswellensatz, der mit dem Hinterrädersatz antreibend, und um die Differentialachse herum drehbar verbunden ist, und eine hydraulisch betätigte Hinterachsenkopplungskupplung, die entlang der Differentialachse montiert ist, umfassen. Die Hinterachsenkopplungskupplung kann zwischen dem Hinterrädersatz zwischengeschaltet sein. Das hintere Differential kann ein hinteres Differentialgehäuse umfassen, das einen Hinterausgangsgetriebesatz antreiben kann, der antreibend mit den Halbachswellen verbunden ist. Die Hinterachsenkopplungskupplung kann betätigt werden, um Drehleistung zwischen der Eingangsritzelwelle und dem hinteren Differentialgehäuse zu übertragen.
-
Der Kraftfahrzeugsantriebsstrang kann mindestens eine einer hydraulisch betätigbaren Differentialsteuerungskupplung, einer Nebenabtriebseinheit (PTU), eines Schmiermittel-Zufuhrsystems und jeglicher Kombinationen davon umfassen.
-
Die Differentialsteuerungskupplung kann entlang der Differentialachse angeordnet sein, die zur Hinterachsenkopplungskupplung koaxial ist und für die Geschwindigkeitsdifferenzierung zwischen dem Differentialgehäuse und mindestens einer des Halbachswellensatzes betätigbar ist. Die PTU kann eine Eingangswelle, die Drehleistung von einem Vorderdifferentialgehäuse empfangen kann, eine Ausgangsritzelwelle und eine hydraulisch betätigte PTU-Kopplungskupplung umfassen. Die Antriebswelle kann die Ausgangsritzelwelle mit der Eingangsritzelwelle verbinden. Die hydraulische Betätigungsanordnung kann die PTU-Kopplungskupplung für die Übertragung von Drehleistung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangsritzelwelle betätigen. Das Schmiermittel-Zufuhrsystem kann eine Schmierstoffverteilungsvorrichtung für die Verteilung eines Fluids an das RDM, eine Spülvorrichtung für das Spülen von Fluid aus einer Fluidquelle und das Umleiten des Fluids an die Schmierstoffverteilungsvorrichtung, und eine Vielzahl an Schmierstoffverteilungsdurchlässen umfassen. Die Vielzahl der Schmierstoffverteilungsdurchlässe kann in Fluid-Kommunikation mit der Schmierstoffverteilungsvorrichtung und einer Vielzahl an vorherbestimmten Standorten im RDM sein.
-
Ein Verfahren, den Kraftfahrzeugantriebsstrang zusammenzusetzen, kann das Zusammensetzen einer hydraulisch betätigbaren Differentialsteuerungskupplung, einer Nebenabtriebseinheit (PTU) und einer hydraulische Betätigungsanordnung umfassen. Die Differentialsteuerungskupplung kann für eine Geschwindigkeitsdifferenzierung zwischen dem Differentialgehäuse und zumindest einer des Halbachswellensatzes betätigt werden. Die PTU kann eine Eingangswelle, die Drehleistung von einem vorderen Differentialgehäuse empfangen kann, eine Ausgangsritzelwelle und eine hydraulisch betätigbare PTU-Kopplungskupplung umfassen. Die Antriebswelle kann die Ausgangsritzelwelle mit der Eingangsritzelwelle verbinden. Die hydraulische Betätigungsanordnung kann die PTU-Kopplungskupplung für die Übertragung von Drehleistung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangsritzelwelle betätigen. Die hydraulische Betätigungsanordnung kann eine Fluidquelle, die betreibbar ist, um ein hydraulisches Fluid zu empfangen und zu enthalten, und mindestens eine Quelle eines Druck-Fluids, das in Fluid-Kommunikation mit der Fluidquelle ist, umfassen. Das Verfahren kann ferner die Positionierung der Differentialsteuerungskupplung entlang der Differentialachse, die zur Hinterachsenkopplungskupplung koaxial ist, und die Positionierung der mit dem RDM verbindbaren PTU umfassen.
-
Das Verfahren kann das Zusammensetzen einer Vielzahl an Steuerungsventilen, eines Schmiermittelsteuerungsventils, und einer Vielzahl an Hydraulikbetätigungseinheiten umfassen. Die Vielzahl an Steuerungsventilen kann die Hinterachsenkopplungskupplung, die PTU-Kopplungskupplung und die Differentialsteuerungskupplung steuern. Die Vielzahl an Steuerungsventilen kann die Fluid-Kommunikation verschiedener Komponenten selektiv steuern, wenn diese zumindest zwischen der ersten und zweiten Ventilposition bewegt werden. Jedes Steuerungsventil kann in der Regel auf eine geschlossene Position für das Entladen von Fluid in einen Fluidsumpf vorgespannt sein. Das Schmiermittelsteuerungsventil kann in Fluid-Kommunikation mit der mindestens einen Quelle eines Druck-Fluids sein und kann für ein selektives Steuern von Fluid-Kommunikation zwischen Komponenten sorgen, wenn diese zwischen der ersten und zweiten Position bewegt werden. Das Schmiermittelsteuerungsventil ist in der Regel auf eine erste Position für die Schmiermittellieferung an das RDM vorgespannt. Die Vielzahl an Hydraulikbetätigungseinheiten kann in Fluid-Kommunikation mit der Vielzahl an Steuerungsventilen für eine selektive Fluid-Kommunikation zwischen der Quelle des Druck-Fluids und der entsprechenden Kupplungsanordnung sein, um die entsprechende Kupplungsanordnung reibschlüssig zu belasten. Die Vielzahl an Hydraulikbetätigungseinheiten kann die Hinterachsenkopplungskupplung, die PTU-Kopplungskupplung und die Differentialsteuerungskupplung steuern. Das Verfahren kann die Positionierung der Vielzahl an Steuerungsventilen, des Schmiermittelsteuerungsventils und der Vielzahl an Hydraulikbetätigungseinheiten für eine Fluid-Kommunikation zwischen der hydraulische Betätigungsanordnung und der Hinterachsenkopplungskupplung, der Differentialsteuerungskupplung und der PTU-Kopplungskupplung umfassen.
-
Andere Anwendungsformen der vorliegenden Erfindung werden für die Fachleute verständlich sein, wenn die folgende Beschreibung der besten in Erwägung gezogenen Ausführungsart für die Umsetzung der Erfindung in die Praxis im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die hierin dargestellte Beschreibung nimmt Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, worin gleichnamige Referenzzahlen sich auf gleichnamige Teile in den verschiedenen Ansichten beziehen, und worin:
-
1 eine schematische Ansicht eines Hinterantriebsmoduls (RDM) mit einer Hinterachsenkopplungskupplung und einer Differentialsteuerungskupplung ist;
-
2 eine schematische Ansicht ist, die das RDM mit einer Hinterachsenkopplungskupplung, einer Differentialsteuerungskupplung und einer Nebenabtriebseinheits(PTU)-Kopplung zeigt;
-
3 eine schematische Ansicht ist, die das RDM mit einer Hinterachsenkopplungskupplung und einer Nebenabtriebseinheits(PTU)-Kopplung zeigt; und
-
4 einen Querschnitt eines Verteilergetriebes mit einem Schmiermittel-Zufuhrsystem darstellt.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Auf die 1–4 wird kurz Bezug genommen. Ein Hinterantriebs-(RWD) oder ein Allrad-Antriebs(AWD)-Kraftfahrzeug können einen Antriebsstrang 10, 210, 310 zur Übertragung der Drehleistung von einer primären Kraftquelle, beispielsweise einem Verbrennungsmotor und/oder einem Elektromotor umfassen. Der Antriebsstrang 10, 210, 310 kann jede Art eines Verhältnis-verändernden Mechanismus umfassen, beispielsweise eine manuelle, automatische oder kontinuierlich variable Transmission. Der Antriebsstrang 10, 210, 310 kann die Drehleistung an ein Vorderantriebsmodul (FDM) oder an ein Hinterantriebsmodul (RDM) 20, 320 übertragen. In einem RWD-Kraftfahrzeug kann der Antriebsstrang 10, 210, 310 ein Hinterantriebssystem 12 und eine hydraulische Betätigungsanordnung 16 umfassen. In einem AWD-Kraftfahrzeug kann der Antriebsstrang 10, 210, 310 die Drehleistung zwischen einem Vorderantriebssystem und einer Nebenabtriebseinheit (PTU) 36, die die Drehleistung an das Hinterantriebssystem 12 übertragen kann, aufteilen. Das Hinterantriebssystem 12 kann eine Antriebswelle 18 umfassen, die die Drehleistung an das RDM 20, 320 zum Antreiben eines Hinterrädersatzes 14a, 14b überträgt. Das RDM 20, 320 kann eine Eingangsritzelwelle 22, 222, ein hinteres Differential 24, 224, das um eine Differentialachse drehbar ist, einen Halbachswellensatz 26a, 26b und eine Hinterachsenkopplungskupplung 28 umfassen. Die hydraulische Betätigungsanordnung 16 kann die Hinterachsenkopplungskupplung 28 betätigen.
-
Die Hinterachsenkopplungskupplung 28 kann entlang der Differentialachse des hinteren Differentials 24, 224 angeordnet sein. Die Hinterachsenkopplungskupplung 28 kann zwischen dem Hinterrädersatz 14a, 14b zwischengeschaltet sein. Jede des Halbachswellensatzes 26a, 26b kann mit einer entsprechenden des Hinterrädersatzes 14a, 14b antreibend verbunden, und um die Differentialachse drehbar sein. Das hintere Differential 24, 224 kann ein hinteres Differentialgehäuse 30, 230 umfassen.
-
Das hintere Differential 24, 224 kann einen Satz Hinterausgangs-Getriebewellen 32a, 32b antreiben, die Sonnenräder 126a, 126b lagern, die mit dem Halbachswellensatz 26a, 26b antreibend verbunden sind. Die Hinterachsenkopplungskupplung 28 kann Drehleistung von der Eingangsritzelwelle 22, 222 als Eingang in das hintere Differentialgehäuse 30, 230 durch ein Hohlrad 112 hindurch an einen herkömmlichen Planetenträger 124a, 124b, wenn eingerückt, übertragen.
-
Mit jetziger Bezugnahme auf die 1–3 wird ein Antriebsstrang 210 gezeigt, um eine Differentialsteuerungskupplung 34 zu umfassen, die entlang einer Differentialachse angeordnet ist, die zur Hinterachsenkopplungskupplung 28 koaxial ist. Die Differentialsteuerungskupplung 34 kann das Sonnenrad 126b mit dem herkömmlichen Planetenträger 124a, 124b verbinden, um Drehleistung bei Einrückung zu übertragen. Die hydraulische Betätigungsanordnung 16 kann die Differentialsteuerungskupplung 34 für eine Geschwindigkeitsdifferenzierung zwischen dem hinteren Differentialgehäuse 30, 230 und mindestens einer des Halbachswellensatzes 26a, 26b betätigen. Wie in den 1–3 dargestellt, kann die hydraulische Betätigungsanordnung 16 einen Fluidquellenbehälter 60 umfassen, der ein hydraulisches Fluid und mindestens eine Quelle eines Druck-Fluids 62 empfangen und enthalten kann. Die mindestens eine Quelle des Druck-Fluids 62 kann in Fluid-Kommunikation mit dem Fluidquellenbehälter 60 für das Unter-Druck-Setzen des Fluids aus dem Fluidquellenbehälter 60 und für das selektive Bereitstellen des Druck-Fluids für die hydraulische Betätigungsanordnung 16 und für das Bedarfs-Schmiersystem-Steuerungsventil 80 sein. Die mindestens eine Quelle des Druck-Fluids 62 und die hydraulische Betätigungsanordnung 16 können eine Bedarfsschmierung verschiedener Komponenten innerhalb des hinteren Differentialgehäuses 30, 230 bereitstellen, das, wenn es betrieben wird, eine Schmierung erfordert, beispielsweise, aber nicht beschränkt auf mindestens eine Kupplungsanordnung 28, 34, 42. Die mindestens eine Kupplungsanordnung kann die Hinterachsenkopplungskupplung 28, wie in den 1–3 zu sehen ist, und/oder die Differentialsteuerungskupplung 34, wie in den 1–2 zu sehen ist, und/oder die PTU-Kopplungskupplung 42, wie in den 2–3 zu sehen ist, umfassen. Das Bedarfs-Achsenschmiersystem ermöglicht die Anwendung eines trockenen Sumpfes mit minimaler oder keiner Scherung des Fluids durch ein Achsen-Hohlrad, oder anderen Komponenten innerhalb des hinteren Differentialgehäuses 30, 230, wodurch die Effizienz der Einheit erheblich erhöht wird. Das Hydraulikfluid kann ein für die Anwendung in einem Kraftfahrzeug geeignetes Motoröl sein. Die mindestens eine Quelle eines Druck-Fluids 62 kann einen Elektromotor 64 und eine Fluid-Pumpe 66 umfassen. Eine Einzel-Fluid-Pumpe 66 kann Fluid aus dem Fluidquellenbehälter 60 unter Druck setzen, der eine Quelle an Druck-Fluid zur Anwendung bereitstellt, Komponenten im hinteren Differentialgehäuse 30 zu schmieren, die das Bedarfs-Schmiermittelsteuerungsventil 80 durchlaufen, wie in den 1–3 zu sehen ist, und/oder zur Betätigung der Hinterachsenkopplungskupplung 28, die das Steuerungsventil 70a durchläuft, wie in den 1–3 zu sehen ist, und/oder für die Betätigung der Differentialsteuerungskupplung 34, die das Steuerungsventil 70b durchläuft, wie in den 1–2 zu sehen ist, und/oder für die Betätigung der PTU-Kopplungskupplung, die das Steuerungsventil 70c durchläuft, wie in den 2–3 der hydraulische Betätigungsanordnung 16 zu sehen ist. Die mindestens eine Quelle des Druck-Fluids 62 ist nicht auf irgendeine bestimmte Hydraulikfluiddruck erzeugende Vorrichtung beschränkt und kann ohne Einschränkung eine Pumpe, Ventile, einen Hydraulikakkumulator, und eine elektronische Steuerungseinheit oder irgendeine Kombination davon umfassen.
-
Die hydraulische Betätigungsanordnung 16 kann ferner mindestens einen Filter 98a, 98b zur Beseitigung von Schadstoffen aus dem Fluid umfassen. Der mindestens eine Filter 98a kann zwischen dem Fluidquellenbehälter 60 und der mindestens einen Quelle des Druck-Fluid 62 angeordnet sein. Der mindestens eine Filter 98b kann zwischen der mindestens einen Quelle des Druck-Fluids 62 und einem Schmiermittelsteuerungsventil 80 angeordnet sein. Eine Schmierventil-Vorspannfeder 82 kann das Schmiermittelsteuerungsventil 80 in der Regel auf eine erste Position vorspannen, die die Fluid-Kommunikation zwischen dem Fluidquellenbehälter 60 durch das Schmiermittelsteuerungsventil 80 und dem hinteren Differentialgehäuse 30 für die Schmierung von Komponenten, die sich innerhalb dem RDM 20, 230 befinden, ermöglicht. Das Schmiermittelsteuerungsventil 80 kann einen Magnetantrieb 84 und ein Zweiwegeventil umfassen, das für das Schalten zwischen der ersten Position und einer zweiten Position betriebsfähig ist. Der Magnetantrieb 84 kann die Federkraft der Schmierventil-Vorspannfeder 82 überwinden, um das Schmiermittelsteuerungsventil 80 in die zweite Position zu schalten, die eine Fluid-Kommunikation zwischen der Quelle des Druck-Fluids 62 und einem Akkumulator 92 als auch mindestens einem Kupplungssteuerungsventil 70a, 70b, 70c ermöglicht.
-
Die hydraulische Betätigungsanordnung 16 kann ferner ein auf Fluiddruck ansprechendes Umgehungsventil 100 umfassen, das eine Fluid-Kommunikation zwischen der Quelle des Druck-Fluids bereitstellt, entweder der Pumpe 66 und/oder dem Akkumulator 92, um überschüssigen Fluiddruck und Volumen zum Fluidquellenbehälter 60 zurückzuleiten. Das Umgehungsventil 100 kann eine Ventilfeder 102 für das normale Vorspannen des Umgehungsventils 100 auf eine geschlossene Position umfassen, die eine Rückzirkulation des Druck-Fluids zurück zum Sammel-Sumpf des Fluidquellenbehälters 60 verhindert, um den Fluidstrom in der Regel zur hydraulische Betätigungsanordnung 16 zu leiten, wenn ein Fluiddruck-Schwellenwert nicht überschritten wird. Das Umgehungsventil 100 kann für das Zurückfließen des Fluids zum Fluidquellenbehälter 60 in Reaktion auf den Fluiddruck in der hydraulische Betätigungsanordnung 16 sorgen, die größer als die Vorspannkraft der Ventilfeder 102 ist.
-
Druck-Fluid aus der Quelle des Druck-Fluids 62 kann durch ein Rückschlagventil 96 in Fluid-Kommunikation mit dem Akkumulator 92 fließen. Das Rückschlagventil 96 kann eine Feder 104 umfassen, um einen Rückfluss von Druck-Fluid vom Akkumulator 92 in Richtung der Pumpe 66 zu verhindern. Das Druck-Fluid kann die Vorspannkraft der Feder 104 in der Regel überwinden, um einen Rückschlagventilkörper abzusetzen, beispielsweise eine Kugel, um durch das Rückschlagventil 96 hindurchzufließen. Das Rückschlagventil 96 stellt einen Fluidstrom in nur einer Richtung bereit, wodurch ein Fluidstrom in die entgegengesetzte Richtung zu mindestens einer Quelle des Druck-Fluids 62 blockiert wird.
-
Nach dem Hindurchfließen durch das Rückschlagventil 96 kann das Druck-Fluid zu mindestens einem Steuerungsventil 70a, 70b, 70c und/oder dem Hydraulikakkumulator 92 fließen. Der Hydraulikakkumulator 92 kann als ein Druck-Fluidbehälter arbeiten, um ein Fluidvolumen unter Druck zu setzen und um den Fluiddruck in der Fluidsteuersschaltung der Hinterachsenkopplungskupplung 28 und/oder der Differentialsteuerungskupplung 34 und/oder der PTU-Kopplungskupplung 42 dann aufrechtzuerhalten, wenn das Steuerungsventil 80 sich in der ersten Position befindet, die den Fluidstrom zum Schmier-Durchgangssystem des hinteren Differentialgehäuses 30 leitet. Der Hydraulikakkumulator 92 kann eine Akkumulatorfeder 106 umfassen, die gegen eine Membran zur Aufrechterhaltung des Volumens des Druck-Fluids wirkt. Der Akkumulator 92 kann auch beim Abschwächen der Druckschwankungen des Druck-Fluids unterstützend wirken, wenn der Fluidkreislauf in Betrieb ist. Der Hydraulikakkumulator 92 kann ein Druckentlastungsventil 94 zum Einstellen eines Entlastungsdrucks des Hydraulikakkumulators 92 für den Fall umfassen, dass der Fluiddruck sich über einen vorherbestimmten Schwellenwert erhöht. Das Druck-Fluid kann entweder von einem Hydraulikakkumulator 92 oder, wenn sich das Fluid-Steuerungsventil 80 in der zweiten Position befindet, von der Fluid-Pumpe 66 durch das Rückschlagventil 96 zur Ablieferung bei mindestens einem Steuerungsventil 70a, 70b, 70c fließen.
-
Wie in 1 dargestellt, kann das mindestens eine Steuerungsventil 70a, 70b ein erstes Steuerungsventil 70a für das selektive Leiten des Druck-Fluids zu einer Hinterachsenkopplungskupplung 28, und ein zweites Steuerungsventil 70b für das selektive Leiten des Druck-Fluids zu einer Differentialsteuerungskupplung 34 umfassen. Jedes der Vielfalt von Steuerungsventilen 70a, 70b kann eine Vorspannfeder 72a, 72b für das normale Vorspannen des Steuerungsventils 70a, 70b auf eine erste Position für das Entladen des Druck-Fluids von der entsprechenden Kupplung 28, 34 in einen Fluidquellenbehälter 60 aufweisen. Ein Magnetantrieb 74a, 74b kann für das Schalten des Steuerungsventils 70a, 70b von der ersten Position in eine zweite Position bereitgestellt werden, um die entsprechende Kupplung 28, 34 in Fluid-Kommunikation mit der Quelle des Druck-Fluids zu setzen, entweder dem Akkumulator 92 und/oder der Pumpe 66, für das Betätigen des Druck-Fluids der entsprechenden Kupplung 28, 34.
-
Ein Steuerungssystem 88, beispielsweise eine Motorsteuerungseinheit (ECU), kann bereitgestellt werden, um die Funktionsweise des Fluidpumpenmotors 64, des Bedarfs-Schmiersystemmagnetantriebs 84 und der Kupplungssteuerungsmagnetantriebe 74a, 74b gemäß eines Steuerungsprogammes selektiv zu steuern, das im Speicher für die automatische Betätigung des RDM 20 gespeichert ist. Das Steuerungssystem kann den Kupplungssteuermagnetantrieben 74a, 74b auf Basis der Detektion der Drehleistung in einem Vorderantriebsmodul (FDM) Signale bereitstellen, um entweder die Hinterachsenkopplungskupplung 28 durch selektives Einschalten des Magnetantriebs 74a eines Fluid-Steuerungsventils 70a individuell zu betätigen, oder die Hinterachsenkopplungskupplung 28 und die Differentialsteuerungskupplung 34 durch selektives Anregen beider Magnetantriebe 74a, 74b der Fluid-Steuerungsventile 70a, 70b. Die erste Position jedes Steuerungsventils 70a, 70b kann einer geschlossenen Position entsprechen, die ein Druck-Fluid daran hindert, in Fluid-Kommunikation mit der entsprechenden Kupplung 28, 34 zu sein, während eine Fluid-Kommunikation das Entladen des Druck-Fluids aus dem Fluid-verbundenen Kupplungsantrieb 90a, 90b der entsprechenden Kupplung 28, 34 in den Fluidquellenbehälter 60 ermöglicht, um die verbundene Kupplung 28, 34 in eine normale Feder-Vorspannposition bei Isolierung von der Fluid-Kommunikation mit der Quelle des Druck-Fluids vom Akkumulator 92 und/oder der Fluid-Pumpe 66 zurückzubringen. Die zweite Position des Steuerungsventils 70a, 70b kann einer offenen Position entsprechen, die Fluid-Kommunikation eines Druck-Fluids, entweder aus dem Akkumulator 92 und/oder der Fluid-Pumpe 66, mit einer verbundenen Hydraulikbetätigungseinheit 90a, 90b der entsprechenden Kupplung 28, 34 ermöglicht. Jeder Magnetantrieb 74a, 74b kann das entsprechende Fluid-Steuerungsventil von der normalen Feder-Vorspann-Erstposition auf eine zweite Position schalten.
-
Nachdem das Druck-Fluid durch mindestens eines der Steuerungsventile 70a, 70b in der zweiten Position hindurchfließt, kann das Druck-Fluid zur entsprechenden, fluidisch-verbundenen Hydraulikbetätigungseinheit 90a, 90b fließen. Eine Hydraulikbetätigungseinheit 90a, 90b kann für jede der Hinterachsenkopplungskupplung 28 und der Differentialsteuerungskupplung 34 als ein Teil des, oder funktionsfähig mit dem RDM 20 verbunden, vorgesehen sein. Jede Hydraulikbetätigungseinheit 90a, 90b kann auf das Vorhandensein eines Druck-Fluids reagieren, um die entsprechende der Hinterachsenkopplungskupplung 28 und der Differentialsteuerungskupplung 34 reibschlüssig zu belasten. Jede der Hinterachsenkopplungskupplung 28 und der Differentialsteuerungskupplung 34 kann ein entsprechendes Reibungskupplungspaket 44a, 44b umfassen, das Sätze von alternierenden Reibungsplatten enthält, die, wie von den Fachleuten anerkannt ist, in herkömmlicher Weise angeordnet sind. Bei Einrücken der Hinterachsenkopplungskupplung 28 oder der Differentialsteuerungskupplung 34 kann das Druck-Fluid die Reibungsplatten innerhalb des entsprechenden Reibungskupplungspakets 44a, 44b reibungsschlüssig belasten und zusammendrücken. Das koaxiale Einbauen der Hinterachsenkopplungskupplung 28 und der Differentialsteuerungskupplung 34 minimiert Raumerfordernisse. Das Druck-Fluid kann auch Komponenten schmieren, die einer Schmierung innerhalb des hinteren Differentialgehäuses 30, 230 während des Betriebs durch selektiven Einsatz des Fluid-Steuerungsventils 80 durch eine Steuerungseinheit 88 bedürfen.
-
Die Hydraulikbetätigungseinheit 90a kann die Hinterachsenkopplungskupplung 28 für den Einsatz des RDM 20 betätigen. Das RDM 20 kann das hintere Differentialgehäuse 30, 230 zur Lagerung eines Satzes hinterer Ausgangswellen 32a, 32b umfassen, der mit den Sonnenrädern 126a, 126b verbunden und mit einem Satz Halbachswellen 26a, 26b gekoppelt ist. Das hintere Differentialgehäuse 30, 230 kann ein Hohlradgehäuse 120 und ein Trägergehäuse 116 umfassen, das beim hinteren Differential 24, 224 angeordnet ist. Das Trägergehäuse 116 kann ein Kegeltellerrad 112 für die Rotation lagern und ist verbunden, um einen Teil des Kupplungspakets 44a zu drehen. Eine Vielzahl an Zahnkranz-Stützlagern 128a, 128b kann das Kegeltellerrad 112 lagern, das die Rotation des Kegeltellerrades 112 ermöglicht. Die Antriebswelle 18 kann sich drehen und die Eingangsritzelwelle 22, 222 antreiben.
-
Das Hohlradgehäuse 120 kann die Hinterachsenkopplungskupplung 28, die Differentialsteuerungskupplung 34 und eine Trägeranordnung 110a, 110b aufnehmen. Das Kegeltellerrad 112 kann eine Dual-Planetenträgeranordnung 110a, 110b mit einem herkömmlichen Planetengetriebeträger 124a, 124b durch die Hinterachsenkopplungskupplung 28, wenn diese eingerückt ist, antreiben. Die Planetenträgeranordnung 110a, 110b lagert ein erstes Planetenrad 118a und ein zweites Planetenrad 118b, die separat und unabhängig mit einem ersten Hinterausgangs-Sonnenrad 126a beziehungsweise einem zweiten Hinterausgangs-Sonnenrad 126b gekämmt sind. Die ersten und zweiten Sonnenräder 126a, 126b sind durch separate erste beziehungsweise zweite hintere Ausgangswellen 32a, 32b für eine voneinander unabhängige Rotation gelagert.
-
Die Trägeranordnung 110a, 110b kann zwei Planetenrädersätze 118a, 118b umfassen, die für die Rotation auf separaten Planetengetriebewellen 122a, 122b gelagert werden, die für die Rotation mit einem herkömmlichen Planetengetriebeträger 124a, 124b gelagert werden. Die zwei Planetenrädersätze 118a, 118b kämmen sich unabhängig und separat mit den ersten und zweiten Sonnenrädern 126a, 126b, um die ersten beziehungsweise zweiten unabhängigen Halbachswellen 26a, 26b anzutreiben.
-
Der erste Planetenradsatz 118a wird auf Planetengetriebewellen 122a gelagert, um durch den herkömmlichen Planetengetriebeträger 124a, 124b angetrieben zu werden, und kann die erste Halbachswelle 26a durch das erste Sonnenrad 126a hindurch antreiben. Der zweite Planetenradsatz 118b wird auf den Planetengetriebewellen 122b gelagert, um durch den herkömmlichen Planetengetriebeträger 124a, 124b angetrieben zu werden, und kann die zweite Halbachswelle 26b durch das zweite Sonnenrad 126b hindurch antreiben. Das Kegeltellerrad 112 kann die zwei Planetengetriebesätze 122a, 122b durch den herkömmlichen Planetengetriebeträger 124, 124b hindurch antreiben, der die separaten Planetengetriebewellen 122a, 122b lagert. Die zwei Planetenrädersätze 118a, 118b können sich unabhängig voneinander drehen. Die Fachleute sollten erkennen, dass neben der dargestellten auch andere Trägeranordnungsausführungsformen im hinteren Differentialgehäuse 30, 230 eingesetzt werden können, ohne vom Wesen und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
-
Um die Wirksamkeit des Antriebsstrangs 10 zu erhöhen, kann das Hohlrad 112 aus dem Antriebssystem bei einem Zweirad-Antriebsmodus ausgerückt werden. Das ganze Volumen und die Masse des RDM 20 können als eine Wärmesenke für ein erhöhtes Wärmeleistungsvermögen verwendet werden. Eine Einzel-Pumpe kann angewendet werden, um sowohl den Betätigungsdruck als auch die Kupplung auf Abruf und die Achsenschmierung bereitzustellen.
-
Bei Betriebsablauf kann die Hinterachsenkopplungskupplung 28 für einen “getrennten” Kraftfahrzeugmodus sorgen, wenn die Hinterachsenkopplungskupplung 28 durch die mindestens eine Hydraulikbetätigungseinheit 90a nicht hydraulisch betätigt worden ist, und sich in einer ausgerückten Stellung befindet, wodurch verhindert wird, dass die Drehleistung durch die Hinterachsenkopplungskupplung 28 hindurch übertragen wird. Im getrennten Modus können der Hinterrädersatz 14a, 14b, die Halbachswellen 26a, 26b, die Sonnenräder 126a, 126b und der gemeinsame Planetengetriebeträger 124a, 124b vom Hohlrad 112 und der Eingangsritzelwelle 22, 222 getrennt sein. Die Rotation einiger Komponenten, beispielsweise der Sonnenräder 126a, 126b und der Planetenräder 118a, 118b, kann sich aus einer Rollbewegung des Hinterrädersatzes 14a, 14b ergeben, während das Rückwärts-Antreiben anderer Komponenten, beispielsweise des Hohlrades 112, der Eingangsritzelwelle 22, 222 und der Antriebswelle 18 verhindert wird. Ein „verbundener“ Kraftfahrzeugmodus liegt dann vor, wenn die Hinterachsenkopplungskupplung 28 durch den Hydraulikdruck eingerückt ist, der auf das Reibungskupplungspaket 44a ausgeübt wird, wodurch die Antriebswelle 18 in der Lage ist, Drehleistung an den Hinterrädersatz 14a, 14b durch das Kegelritzelgetriebe 114 hindurch zu übertragen, indem das Kegeltellerrad 112 und das Hohlrad 112, das mit dem gemeinsamen Planetengetriebeträger 124a, 124b verbunden ist, durch die eingerückte Schaltkupplung 28 hindurch angetrieben wird.
-
Während des Betriebs kann sich die Differentialsteuerungskupplung 34 in einem offenen Differentialmodus oder in einem gesperrten Differentialmodus befinden. Ein offener Differentialmodus tritt auf, wenn die Differentialsteuerungskupplung 34 nicht durch mindestens eine Hydraulikbetätigungseinheit 90b hydraulisch betätigt wird, und ausgerückt ist. Die Differentialsteuerungskupplung 34 kann eine Geschwindigkeitsdifferenzierung zwischen dem hinteren Differentialgehäuse 30, 230 und mindestens einer Halbachswelle des Halbachswellensatzes 26b selektiv begrenzen. Der offene Differentialmodus ermöglicht mindestens einer Halbachswelle des Halbachswellensatzes 26a, 26b, sich bezüglich der anderen Halbachswelle des Halbachswellensatzes 26a, 26b zu drehen. Die Drehleistung, die durch die Hinterachsenkopplungskupplung 28 im eingerückten Modus an das hintere Differential 24, 224 im offenen Differentialmodus übertragen wird, kann an den Hinterrädersatz 14a, 14b auf Basis der Straßentraktionsbedingungen übertragen werden. Ein gesperrter Differentialmodus der Differentialsteuerungskupplung 34 tritt auf, wenn die Differentialsteuerungskupplung 34 eingerückt ist, um eine relative Rotation zwischen der mindestens einen des Halbachswellensatzes 26a, 26b zu verhindern. Mit anderen Worten, die ersten und zweiten Halbachswellen 26a, 26b drehen sich gemeinsam, indem sie das zweite Sonnenrad 126b mit dem gängigen Planetengetriebeträger 126a, 126b zum Antreiben des ersten Sonnenrades 126a verbinden. Ist die Differentialsteuerungskupplung 34 gesperrt, wird der Halbachswellensatz 26a, 26b durch die Hinterachsenkopplungskupplung 28 hindurch angetrieben, um Drehleistung zum Drehen beider Hinterräder 14a, 14b ungeachtet der Straßentraktionsbedingungen zu übertragen.
-
Mit nunmehriger Bezugnahme auf die 2–3 wird eine Verbesserung eines Antriebsstrangs 10, 310 gezeigt, um eine PTU 36 mit einer hydraulisch betätigbaren PTU-Kopplungskupplung 42 zur Anwendung in einem AWD-Kraftfahrzeug zu umfassen. Die PTU 36 kann ferner ein Eingangswellengetriebe 144 umfassen, das Drehleistung aus einem vorderen Differentialgehäuse und einer Ausgangsritzelwelle 40 empfangen kann, die mit der Eingangsritzelwelle 22, 222 durch die Antriebswelle 18 hindurch verbunden ist. Die hydraulische Betätigungsanordnung 16 kann die PTU-Kopplungskupplung 42 für das Übertragen von Drehleistung zwischen dem Eingangswellengetriebe 144 und der Ausgangsritzelwelle 40 betätigen. Während des Betriebs kann das Kraftfahrzeug in der Regel in einem Zweirad-Antriebsmodus oder einem Vorderrad-Antriebsmodus betrieben werden, wobei die PTU 36 aus dem Eingangswellengetriebe 144 mit der Schaltkupplung 42 ausgerückt ist, und wobei das RDM 20 mit der Hinterachsenkopplungskupplung 28 ausgerückt ist. Im Zweirad-Antriebsmodus kann der Antriebsstrang 10 Drehleistung an ein Vorderantriebsmodul übertragen. Im Zweirad-Antriebsmodus kann die Hinterachsenkopplungskupplung 28 in einem getrennten Modus aufrechterhalten sein, sodass das Hohlrad 112, die Eingangsritzelwelle 22, die Antriebswelle 18, das Ausgangsritzelgetriebe 146 und das Hohlrad 140 nicht aufgrund einer rollenden Bewegung des Hinterrädersatzes 14a, 14b rückwärts angetrieben werden. Ein eingerückter Modus des RDM 20 tritt auf, wenn die PTU-Kopplungskupplung 42 eingerückt ist und die Hinterachsenkopplungskupplung 28 eingerückt ist. Die Differentialsteuerungskupplung 34 kann eingerückt sein, wenn eine positive Traktion von beiden Hinterrädern gewünscht wird. Das AWD-Kraftfahrzeug kann ein Steuerungssystem in Kommunikation mit einer Vielfalt an Kraftfahrzeugssensoren umfassen, die Daten als Anzeige für Parameter bereitstellen, die den Kraftfahrzeugsbetriebszustand betreffen, umfassend, aber nicht beschränkt auf Fahrzeuggeschwindigkeit, Vierrad-Antriebsmodus, Zweirad-Antriebsmodus, Radschlupf und Fahrzeugbeschleunigung. Das Steuerungssystem kann der hydraulische Betätigungsanordnung 16 für die Kupplungsbetätigung auf Basis eines Steuerungsprogramms, das im Speicher in Reaktion auf detektierte Daten gespeichert ist, die sich auf den Fahrzeugbetriebszustand beziehen, Signale bereitstellen.
-
2–3 werden in Erwägung gezogen, um die vorerwähnte Beschreibung der hydraulische Betätigungsanordnung 16 mit Bezug auf 1 miteinzubeziehen, die hierin mit Bezugnahme miteinbezogen ist. Zusätzlich zur Vielfalt an Steuerungsventilen 70a, 70b und zur Vielfalt an Hydraulikbetätigungseinheiten 90a, 90b, die mit Bezugnahme auf 1 oben erwähnt sind, kann die hydraulische Betätigungsanordnung 16 zusätzlich ein Steuerungsventil 70c und eine Hydraulikbetätigungseinheit 90c für die Betätigung der PTU-Kopplungskupplung 42 umfassen. Eine fixe oder flexible Rohrverbindung kann die Hydraulikbetätigungseinheit 90c mit dem auf dem RDM 20 angeordneten Steuerungsventil 70c verbinden. Die fixe oder flexible Rohrverbindung kann für Verpackungsflexibilität des Antriebsstrangs 10 sorgen. Die Hydraulikbetätigungseinheit 90c kann auf ein Druck-Fluid reagieren, um die PTU-Kopplungskupplung 42 reibschlüssig zu belasten. Die PTU-Kopplungskupplung 42 kann ein Reibungskupplungspaket 44c, umfassend, wie von den Fachleuten anerkannt, einen alternierenden Reibungsplattensatz, umfassen. Bei Betätigung der PTU-Kopplungskupplung 42 kann das unter Druck gesetzte Fluid einen alternierenden Reibungsplattensatz innerhalb des Reibungskupplungspakets 44c reibungsschlüssig belasten und komprimieren, um die Rotation, die vom Eingangswellengetriebe 144 durch das Zwischengetriebe 130 hindurch angetrieben wird, mit dem Eingangsteil des Kupplungsscheibenpakets 44c zu verbinden, um den Ausgangsteil des Reibungskupplungspakets 44c, das mit dem Hohlrad 140, wenn eingerückt, verbunden ist, anzutreiben. Die Betätigung der PTU-Kopplungskupplung 42 kann die PTU 36 im Antriebsstrang 10 einrücken, um die Rotation des Eingangsteils des Reibungskupplungspakets 44a durch ein Hohlrad 140, ein Ritzelgetriebe 146, eine Welle 40, ein Antriebssystem 18, eine Welle 22, ein Ritzel 114 und ein Hohlrad 112 hindurch anzutreiben. Der Ausgangsteil des Reibungskupplungspakets 44a wird in Rotation angetrieben, wenn die Hinterachsenkopplungskupplung 28 eingerückt ist, um den gängigen Planetengetriebeträger 124a, 124b anzutreiben.
-
Die PTU 36 kann ein PTU-Gehäuse 132 umfassen, kann ein Zahnkranzgehäuse 136 für das Miteinbeziehen eines Getriebestrangs mit einem Zwischengetriebe 130 umfassen, das durch das Eingangswellengetriebe 144 angetrieben wird, ein Hohlrad 140, das durch das Zwischengetriebe 130 durch die PTU-Kopplungskupplung 42 hindurch angetrieben wird, und ein Ritzelgetriebe 146, das durch das Hohlrad 140 angetrieben und an der Ausgangsritzelwelle 40 festgemacht wird. Die Ausgangsritzelwelle 40 kann, wie zuvor beschrieben, die Antriebswelle 18 als Eingang für das RDM 20 antreiben. Die 2–3 umfassen die vorangegangene Beschreibung des RDM 20 von 1 oben, die hierin durch Bezugnahme miteinbezogen ist. Das PTU-Gehäuse 132 kann auch ein PTU-Kopplungskupplungsgehäuse 134 umfassen. Das PTU-Kopplungskupplungsgehäuse 134 kann die PTU-Kopplungskupplung 42 beinhalten. Das PTU-Hohlrad 140 kann durch das Eingangswellengetriebe 144 durch das Zwischengetriebe 130 und die Kopplungskupplung 42 hindurch angetrieben werden, um Drehleistung aus dem vorderen Differentialgehäuse zu empfangen, das innerhalb des Vorderantriebsmoduls angeordnet ist. Ist die PTU-Kopplungskupplung 42 ausgerückt, können das Eingangswellengetriebe 144 und das Zwischengetriebe 130 aus dem Hohlrad 140 abgekoppelt werden, wodurch eine Übertragung von Drehleistung vom Vorderantriebsmodul auf das Hinterantriebsmodul verhindert wird.
-
Mit nunmehriger Bezugnahme auf die 1–3, kann bei Betriebsablauf, wenn ein Fahrer das Fahrzeug im AWD-Modus betreiben möchte, das Fahrzeug ein Steuerungssystem 88 für das Signalisieren der hydraulische Betätigungsanordnung 16 umfassen. Das Steuerungssystem kann für die Synchronisierung von sich bewegenden Teilen vor dem In-Eingriff-Bringen des RDM 20, 320 sorgen, das automatisch auf der Drehgeschwindigkeitsdifferenzierung in Reaktion auf die Kraftfahrzeugsbetriebszustandssensorauslesungen basiert. Die hydraulische Betätigungsanordnung 16 kann die PTU-Kopplungskupplung 42 und die Hinterachsenkopplungskupplung 28 betätigen. Das Steuerungssystem 88 kann mindestens einen Geschwindigkeitssensor 87, 89 für die Detektion der Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle vom Vorderantriebsmodul und der Drehgeschwindigkeit der hinteren Achswellen 26a, 26b umfassen, um ein Geschwindigkeitssynchronisationsprotokoll für das RDM 20, 320 zu bestimmen. Das Zahnkranzgehäuse 120 kann die Hinterachsenkopplungskupplung 28 und eine Trägeranordnung 110a, 110b aufnehmen. Das Kegeltellerrad 112 kann eine Dual-Planetenträgeranordnung 110a, 110b mit einem gemeinsamen Planetengetriebeträger 124a, 124b durch die Hinterachsenkopplungskupplung 28 hindurch, wenn diese eingerückt ist, antreiben. Die Planetenträgeranordnung 110a, 110b lagert ein erstes Planetenrad 118a und ein zweites Planetenrad 118b, die mit einem ersten Hinterausgangs-Sonnenrad 126a beziehungsweise einem zweiten Hinterausgangs-Sonnenrad 126b separat und unabhängig gekämmt sind. Das erste und das zweite Sonnenrad 126a, 126b werden durch separate erste beziehungsweise zweite hintere Ausgangswellen 32a, 32b für eine voneinander unabhängige Rotation gelagert. Das Steuerungssystem 88 kann die Fluid-Kommunikation eines Druck-Fluids mit den Betätigungseinheiten 90b, 90c steuern, um die PTU-Kopplungskupplung 42 und die hintere Kopplungskupplung 28 durch die hydraulische Betätigungsanordnung 16 hindurch einzurücken. Nach der Geschwindigkeitssynchronisierung zwischen den sich bewegenden Teilen kann die hydraulische Betätigungsanordnung 16 die Hinterachsenkopplungskupplung 28 und die PTU-Kopplungskupplung 42 voll und ganz einrücken, sodass der Antriebsstrang 10 Drehleistung zwischen dem Vorderantriebsmodul und dem RDM 320 übertragen kann. Die hydraulische Betätigungsanordnung 16 kann die PTU-Kopplungskupplung 42 und die Hinterachsenkopplungskupplung 28 schrittweise betätigen, um die Geschwindigkeit des Vorderantriebsmoduls und des RDM 20 zu synchronisieren. Wie in 2 dargestellt kann der Antriebsstrang 10 zusätzlich eine Differentialsteuerungskupplung 34 umfassen, die entlang einer gemeinsamen Rotationsachse mit dem hinteren Differential 24, 224 angeordnet ist. Die hintere Kopplungskupplung 28 und die Differentialsteuerungskupplung 34 können koaxial zu den hinteren Halbachswellen 26a, 26b sein. Die Differentialsteuerungskupplung 34 kann sich in einem offenen Differentialmodus oder in einem gesperrten Differentialmodus befinden, wenn das Fahrzeug in einem AWD-Modus arbeitet. Es wird in Erwägung gezogen, dass der Fahrzeugbetreiber den gesperrten Modus manuell auswählen kann oder dass die Betätigung der Differentialsteuerungskupplung 34 durch das Steuerungssystem 88 automatisch gesteuert werden kann. Das Steuerungssystem 88 kann Signale für die automatische Betätigung der Differentialsteuerungskupplung 34 auf Basis von abgefühlten Kraftfahrzeugsbetriebszuständen in Reaktion auf ein im Speicher gespeichertes Steuerungsprogramm bereitstellen.
-
Geschichtlich betrachtet sind Allrad-Antriebs(AWD)-Kupplungen in das Achsritzel der Sekundärantriebsachse eingebaut worden. Auf ähnliche Art und Weise sind Differentialsteuerungskupplungen entlang der Differential-/Hohlradachse angeordnet worden. Die Trennung der zwei Kupplungsvorrichtungen stellt ein Problem dar, wenn eine Antriebsmaschine als Betätigungseinheit für beide verwendet wird.
-
Besonders wenn diese Handlungen mit einer Hydraulikbetätigungseinheit ausgeführt werden, mit dessen eigenem einzigartigen Fluid, dann sieht sich der Konstrukteur gezwungen, für Rückleitungen und zusätzliche Versiegelungsfunktionen zu sorgen, um unähnliche Schmiermittel zu trennen. Die vorliegende Erfindung vereinfacht die Miteinbeziehung dieser Funktionen, indem beide Kupplungen auf dieselbe Achse, d.h. eine Hohlrad-/Differentialachse, angeordnet werden und indem das Öl zwischen den Kupplungsbetätigungsvorrichtungen und dem Achsring, dem Ritzel und den Differentialgetrieben gemeinsam benutzt wird. Diese Konstruktionsabänderung bringt mehrere Vorteile mit sich, umfassend: das Zugestehen dem Hohlrad gegenüber, vom Antriebssystem aus Wirksamkeitsgründen getrennt zu sein; das Anwenden des ganzen Volumens und der Masse des ROM als eine Wärmesenke für ein erhöhtes Wärmeleistungsvermögen; und das Zugestehen der Anwendung einer Einzel-Pumpe, um sowohl für Betätigungsdruck als auch für Bedarfs-Kupplungs- und Achsenschmierung zu sorgen. Die Bedarfs-Achsenschmierung ermöglicht einen Trockensumpf mit minimalem oder keinem Scheren des Öls durch das Achsen-Hohlrad, was den Wirkungsgrad der Einheit erheblich erhöht.
-
Mit nunmehriger Bezugnahme auf 4 wird nun eine Verbesserung eines Antriebsstrangs gezeigt, um ein Schmiermittel-Zufuhrsystem 50 miteinzubeziehen.
-
Das Schmiermittel-Zufuhrsystem 50 kann in Kombination als ein Teil des Zufuhrsystems angewandt werden, das durch das in den 1–3, oder in 4 für ein generisches Trockensumpf-Hinterantriebsmodul dargestellt ist, dargestellte Steuerungsventil 80 bereitgestellt wird. Das Schmiermittel-Zufuhrsystem 50 kann eine Schmiermittelverteilungsvorrichtung 52, wie in den 1–3 zu sehen ist, umfassen, umfassend einen Motor 64 und eine Pumpe 66, wobei eine Quelle eines Druck-Fluids 62 für die Zufuhr an das RDM 20, 320 bereitgestellt wird. Eine Spülvorrichtung 56 kann für das Spülen des Druck-Fluids von anderen Komponenten bereitgestellt werden, die von der Quelle des Druck-Fluids 62 und dem Fluidsumpf 60 für das Umleiten des Druck-Fluids zu einer Vielzahl an Schmiermittelverteilungsdurchlässen 152 in Fluid-Kommunikation mit vorbestimmten Stellen innerhalb des RDM 20, 320 zugeführt werden, das einer Bedarfsschmierung bedarf. Das Schmiermittel-Zufuhrsystem 50 kann das Schmierfluid im RDM 20 minimieren und kann anstelle einer Spritzschmierung bereitgestellt werden, um die Wirksamkeit des RDM 20 zu erhöhen. Das Schmiermittel-Zufuhrsystem 50 stellt eine Bedarfsschmierung bereit, die die Anwendung eines Trockensumpfes mit Schmiermittel, das von einer Quelle eines Druck-Fluids 62 nach Bedarf geliefert wird, wie vom Steuerungssystem 88 bestimmt wird, um das Schmiermittelsteuerungsventil 80 gemäß eines im Speicher gespeicherten Steuerungsprogramms zu betätigen. Die vorherbestimmten Standorte im RDM 20, 320 können bestimmte Komponenten umfassen, die eine Schmierung während des Einsatzes des RDM 20, 320 erfordern. Wie in den 1–3 zu sehen ist, können die Komponenten die Vielzahl der Ritzelgetriebelager 148, der Zahnkranzstützlager 128a, 128b und mindestens einer der Hinterachsenkopplungskupplung 28 und der Differentialsteuerungskupplung 34 umfassen. Wie in 4 dargestellt, kann die Vielzahl der Schmierstoffverteilungsdurchlässe mindestens einen Kupplungsverteilungsdurchlass 150, mindestens einen Getriebe-Kämm-Verteilungsdurchlass 158, mindestens einen Ritzelgetriebelagerverteilungsdurchlass 154 und mindestens einen Stützlagerdurchlass 156 umfassen. Wie in 4 dargestellt, kann das Schmiermittel-Zufuhrsystem 50 ferner Durchlass-Zargen 160 umfassen, die entlang der Differentialachse für den Fluiddurchlass durch das Hohlrad 112 zu den vorherbestimmten Standorten im RDM 20, 320 angeordnet sind. Das Schmiermittel-Zufuhrsystem 50 kann ferner eine Vielzahl an Fluiddurchlass-Öffnungen 152 für den Fluiddurchfluss zu den vorherbestimmten Standorten umfassen. Die Vielzahl an Fluiddurchlass-Öffnungen 152 kann Öffnungen umfassen, die in das Hohlrad 212 gebohrt sind, die es dem Fluid ermöglichen, durch das Hohlrad 212 in Richtung der Zahnkranzstützlager 228a, 228b zu fließen. Mindestens eine der Durchlass-Zargen 160 kann das Fluid zusätzlich durch die Zahnkranzstützlager 228b in Richtung der Zahnkranzstützlager 228a auf der gegenüberliegenden Seite des Hohlrades 212 leiten.
-
Um die Beseitigung parasitärer Verluste in einem Hinterantriebsmodul (RDM) zu erleichtern, ist es wünschenswert, den Fluidpegel im RDM unter denjenigen der sich drehenden Komponenten zu minimieren. Die vorliegende Erfindung kann einem RDM eine Schmierung ohne Anwendung einer Spritzschmierung bereitstellen. Die Erfindung umfasst einen Schmiermittelverteiligungsmechanismus, der im Zusammenhang mit einer elektrischen Schmiermittelpumpe angewandt wird, um Öl an die Komponenten im RDM zu verteilen, die eine Schmierung während der Anwendung erfordern. Diese Komponenten können Hypoid-Zahnradsatz-Ritzellager, Zahnkranzstützlager, Allrad-Antriebskupplungen und Hypoid-Getriebe-Kämm-Standorte umfassen. Zusätzlich dazu wird das RDM dazu bestimmt, Öl in die erforderlichen Komponenten zu leiten. Diese Bestimmungen umfassen ölleitende Zargen auf der Hohlradachse und den Öffnungen, die durch das Hohlrad gebohrt sind, sodass das Öl einen Durchlass hat, um zu den Stützlagern zu fließen.
-
Zusätzliche Zargen werden auch angewandt, um Öl durch die Zahnkranzstützlager gegenüber dem Hohlrad zu leiten.
-
Ein Verfahren zum Zusammensetzen des Antriebsstranges 10 kann das Zusammensetzen einer hydraulisch betätigten Hinterachsenkopplungskupplung 28 umfassen, die koaxial zu einem Halbachswellensatz 26a, 26b ist, ferner das Verbinden einer Einzel-Pumpe für das Zur-Verfügung-Stellen einer Quelle eines Druck-Fluids für die Betätigung der Kopplungskupplung und für die Bedarfsschmierung eines Hinterantriebsmoduls, und das Steuern der Fluid-Kommunikation der Quelle des Druck-Fluids mit einem Hydraulikbetätigungssystem mit Steuerungsventilen, die durch ein Steuerungssystem in Reaktion auf ein im Speicher gespeichertes Steuerungsprogramm in Reaktion auf erfasste Fahrzeugbetriebszustände selektiv betätigt werden. Das Verfahren kann das Zusammensetzen einer PTU 36 mit einer Eingangswelle umfassen, um Drehleistung von einem Vorderantriebseingangswellengetriebe 144 zu empfangen, einem Zwischengetriebe 130, das einen Eingangsteil eines Reibungskupplungspakets 44c einer PTU-Kopplungskupplung antreibt, einem Ausgangsteil des Reibungskupplungspakets 44c, das mit einem Hohlrad 140 zum Antreiben eines Ausgangsritzelgetriebes 146 verbunden ist, das mit der Ausgangswelle 40 verbunden ist. Die Ausgangsritzelwelle 40 kann mit einer Eingangsritzelwelle 22, 222 durch eine Antriebswelle 18 verbunden sein.
-
Das Verfahren kann das Verbinden mindestens eines der Steuerungsventile 70a, 70b, 70c, 80 umfassen, die einer Hinterachsenkopplungskupplung 28 und dem Schmiersystem entsprechen. Die Steuerungsventile können wahlweise auch eine PTU-Kopplungskupplung 42 und/oder eine Differentialsteuerungskupplung 34 steuern. Die Vielzahl an Steuerungsventilen 70a, 70b, 70c, 80 können für eine Fluid-Kommunikation zwischen der Quelle des Druck-Fluids 62 und mindestens einer Hydraulikbetätigungseinheit 90a, 90b, 90c und einem Bedarfsschmiersystem sorgen.
-
Das Verfahren kann das Verbinden eines Schmiermittelsteuerungsventils 80 in Fluid-Kommunikation mit einer Quelle des Druck-Fluids 62 umfassen. Das Schmiermittelsteuerungsventil 80 kann für eine Fluid-Kommunikation zwischen der Quelle des Druck-Fluids und verschiedenen Komponenten im RDM 20, 230 sorgen, das eine Bedarfsschmierung erfordert. Das Verfahren kann das Verbinden mindestens einer Hydraulikbetätigungseinheit 90a, 90b, 90c in Fluid-Kommunikation mit mindestens einem der entsprechenden Steuerungsventile 70a, 70b, 70c umfassen. Die Vielzahl der Hydraulikbetätigungseinheiten 90a, 90b, 90c kann die Betätigung der Hinterachsenkopplungskupplung 28, der PTU-Kopplungskupplung 42 beziehungsweise der Differentialsteuerungskupplung 34 steuern. Die Vielzahl der Hydraulikbetätigungseinheiten 90a, 90b, 90c kann auf die Fluid-Kommunikation des Druck-Fluids reagieren, um die entsprechende Kupplungsanordnung reibungsschlüssig zu belasten.
-
Obgleich die Erfindung im Zusammenhang damit beschrieben worden ist, was gegenwärtig als die praktischste und bevorzugteste Ausführungsform angesehen wird, geht eindeutig hervor, dass die Erfindung auf die geoffenbarten Ausführungsformen nicht beschränkt sein soll, sondern vielmehr verschiedene Abänderungen und äquivalente Ausgestaltungen abdecken soll, die unter das Wesen und den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen, deren Schutzbereich am weitesten ausgelegt werden soll, sodass alle Abänderungen und äquivalente Strukturen, soweit es das Gesetz erlaubt, davon erfasst sind.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 7857723 [0002]
- US 7452301 [0002]
- US 7357236 [0002]
- US 8132702 [0003]
- US 8047323 [0003]
- US 7878933 [0003]
- US 7568568 [0003]
