DE102017208449B4

DE102017208449B4 - Four-wheel drive for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102017208449B4
Application number: DE102017208449.9A
Authority: DE
Inventors: Jörg Hornischer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-05-18
Filing date: 2017-05-18
Publication date: 2019-03-14
Anticipated expiration: 2037-05-19
Also published as: WO2018210467A1; DE102017208449A1

Abstract

Allradantrieb (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine erste permanent angetriebene Antriebsachse (2), eine zweite zuschaltbare Antriebsachse (3) und eine erste Kupplung (K1) zum Zuschalten und Wegschalten der zweiten Antriebsachse (3),wobeider Allradantrieb (1) eine zweite Kupplung (K2) zum Zuschalten und Wegschalten der zweiten Antriebsachse (3) aufweist, wobei zwischen der zweiten Kupplung (K2) und der zweiten Antriebsachse (3) ein Getriebe (11) mit zumindest einer Übersetzungsstufe angeordnet ist, welches bei geöffneter erster und geschlossener zweiter Kupplung (K1, K2) bewirkt, dass sich die Drehgeschwindigkeiten der beiden Antriebsachsen (2, 3) unterscheiden und infolgedessen ein Antriebsmoment ungleichmäßig auf die beiden Antriebsachsen (2, 3) verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass- die erste und die zweite Kupplung (K1, K2) radial verschachtelt zueinander angeordnet sind;- und/oder die erste und die zweite Kupplung (K1, K2) Lamellenkupplungen sind;- und/oder das zwischen der zweiten Kupplung (K2) und der zweiten Antriebsachse (3) zwischengeschaltete Getriebe (11) ein Planetengetriebe ist;- und/oder der Allradantrieb (1) eine dritte Kupplung (9) zum Verbinden und Trennen der Kardanwelle (6) und eines Achsgetriebes (10) der zweiten Antriebsachse (3) aufweist.Four-wheel drive (1) for a motor vehicle, comprising a first permanently driven drive axle (2), a second shiftable drive axle (3) and a first clutch (K1) for engaging and disengaging the second drive axle (3), the four-wheel drive (1) having a second drive axle Clutch (K2) for connecting and disconnecting the second drive axle (3), wherein between the second clutch (K2) and the second drive axle (3), a transmission (11) is arranged with at least one gear ratio, which at open first and second closed Coupling (K1, K2) causes the rotational speeds of the two drive axles (2, 3) differ and consequently a drive torque is distributed unevenly on the two drive axles (2, 3), characterized in that- the first and the second clutch ( K1, K2) are arranged radially interleaved with each other, - and / or the first and the second clutch (K1, K2) are multi-plate clutches, - and / or the zwis the second clutch (K2) and the second drive axle (3) intermediate gear (11) is a planetary gear; - and / or the all-wheel drive (1) a third clutch (9) for connecting and disconnecting the propeller shaft (6) and a transaxle (10) of the second drive axle (3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Allradantrieb für ein Kraftfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Ferner betrifft die Erfindung noch ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Allradantrieb.The invention relates to a four-wheel drive for a motor vehicle specified in the preamble of claim 1. Art Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such a four-wheel drive.

Es gibt Allradantriebe mit einer sogenannten Disconnect-Funktion, um die Effizienz zu steigern. Dabei wird die Kardanwelle bei nicht benötigtem Allradantrieb abgekoppelt, was die Schleppverluste deutlich reduziert. Derartige Allradantriebe sind beispielsweise in der US 2016/0214645 A1 oder auch in der US 2012/0158257 A1 gezeigt. In den besagten Patentanmeldungen sind jeweilige Allradantriebe für Kraftfahrzeuge beschrieben, welche eine erste permanent angetriebene Antriebsachse und eine zweite zuschaltbare Antriebsachse aufweisen, wobei eine Kupplung zum Zuschalten und Wegschalten der zweiten Antriebsachse vorgesehen ist. Ferner ist bei den dort gezeigten Allradantrieben noch ein laterales Torque Vectoring vorgesehen, um die Fahrdynamik bei Bedarf erhöhen zu können. Dabei kann ein an eine Hinterachse geleitetes Drehmoment unterschiedlich auf ein linkes und rechtes Hinterrad verteilt werden.There are all-wheel drives with a so-called disconnect function to increase efficiency. The propshaft is decoupled when not needed four-wheel drive, which significantly reduces the drag losses. Such four-wheel drives are for example in the US 2016/0214645 A1 or in the US 2012/0158257 A1 shown. In the said patent applications respective four-wheel drives for motor vehicles are described, which have a first permanently driven drive axle and a second shiftable drive axle, wherein a clutch for connecting and disconnecting the second drive axle is provided. Furthermore, a lateral torque vectoring is provided in the all-wheel drives shown there in order to increase the driving dynamics when needed. In this case, a guided to a rear axle torque can be distributed differently to a left and right rear wheel.

Die DE 10 2010 047 443 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug mit einem Allradantrieb, bei welchem ein mechanisches Zwischenachsdifferential vorgesehen ist, welches eine die Antriebsmomentenverteilung zwischen Vorderachse und Hinterachse beeinflussende Kupplung aufweist. In Abhängigkeit von der Größe des aufgebrachten Kupplungsmoments kann ein Antriebsmoment unterschiedlich zwischen angetriebener Vorderachse und angetriebener Hinterachse aufgeteilt werden.The DE 10 2010 047 443 A1 describes a motor vehicle with an all-wheel drive, in which a mechanical Zwischenachsdifferential is provided which has a drive torque distribution between the front axle and rear axle influencing coupling. Depending on the size of the applied clutch torque, a drive torque can be divided differently between the driven front axle and the driven rear axle.

Die DE 10 2016 109 075 A1 zeigt einen Triebstrang eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs mit Allradantrieb. Eine erste Achse ist mittels einer elektrischen Maschine antreibbar und mit einer zweiten Achse mittels einer ersten Kupplung verbindbar. Die beiden Achsen sind mittels einer zweiten Kupplung verbindbar, die über ein Getriebe mit jeweiligen Triebstrangabschnitten angebunden ist, welche die erste bzw. zweite Achse umfassen.The DE 10 2016 109 075 A1 shows a drive train of an electrically driven vehicle with four-wheel drive. A first axis can be driven by means of an electric machine and can be connected to a second axis by means of a first clutch. The two axles are connectable by means of a second clutch, which is connected via a transmission with respective drive train sections, which comprise the first and second axle.

Die DE 10 2008 027 672 A1 offenbart einen Antriebsstrang für eine Allradfahrzeug, das eine erste und zweite angetriebene Achse aufweist. Eine Zuschaltanordnung weist eine erste Zuschaltreibkupplung und eine zweite Zuschaltreibkupplung auf, die dazu ausgelegt sind, der zweiten Achse Antriebsleistung über eine erste bzw. zweite Übersetzungsstufe zuzuführen.The DE 10 2008 027 672 A1 discloses a powertrain for a four-wheel drive vehicle having first and second driven axles. A switch assembly includes a first apply friction clutch and a second apply friction clutch configured to provide drive power to the second axle via first and second gear ratios, respectively.

Die DE 10 2015 119 067 A1 zeigt eine sekundäre Achse, die von einer primären Achse getrennt werden kann. Mittels einer Torque-Vectoring-Moduls kann ein Differentialmoment erzeugt werden, das auf Räder der sekundären Achse wirkt.The DE 10 2015 119 067 A1 shows a secondary axis that can be separated from a primary axis. By means of a torque vectoring module, a differential torque acting on wheels of the secondary axle can be generated.

Die US 2013/0337960 A1 zeigt einen Allradantrieb eines Kraftfahrzeugs, bei welchem eine angetriebene Achse von einer anderen angetriebenen Achse getrennt werden kann, sodass das Kraftfahrzeug nur mittels einer der beiden Achsen angetrieben wird.The US 2013/0337960 A1 shows an all-wheel drive of a motor vehicle, in which a driven axle can be separated from another driven axle, so that the motor vehicle is driven only by means of one of the two axes.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Allradantrieb für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welcher zum einen besonders energieeffizient betrieben werden kann und zum anderen auch eine besonders gute Fahrdynamik aufweist.It is the object of the present invention to provide an all-wheel drive for a motor vehicle, which on the one hand can be operated particularly energy-efficient and on the other hand also has a particularly good driving dynamics.

Diese Aufgabe wird durch einen Allradantrieb für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an all-wheel drive for a motor vehicle having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Allradantrieb für ein Kraftfahrzeug umfasst eine erste permanent angetriebene Antriebsachse, eine zweite zuschaltbare Antriebsachse und eine erste Kupplung zum Zuschalten und Wegschalten der zweiten Antriebsachse. Unter der ersten permanent angetrieben Antriebsachse ist selbstverständlich nicht zu verstehen, dass diese nicht auch über eine zwischen einem Schaltgetriebe und einem Motor angeordnete Kupplung entkoppelt werden kann. Unter der ersten permanent angetriebenen Antriebsachse ist zu verstehen, dass diese bei geschlossener Kupplung zwischen Schaltgetriebe und Motor immer mit einem Antriebsmoment versorgt wird. Bei der zweiten zuschaltbaren Antriebsachse hingegen kann die besagte erste Kupplung dazu verwendet werden, um bei Bedarf die zweite Antriebsachse zuzuschalten, also auch mit einem Antriebsmoment zu versorgen oder wegzuschalten, so dass die zweite Antriebsachse vom Motor des Kraftfahrzeugs entkoppelt ist.The four-wheel drive according to the invention for a motor vehicle comprises a first permanently driven drive axle, a second shiftable drive axle and a first clutch for engaging and disengaging the second drive axle. Under the first permanently driven drive axle is of course not to be understood that this can not be decoupled via a arranged between a manual transmission and a motor clutch. Under the first permanently driven drive axle is to be understood that it is always supplied with a closed drive clutch between the transmission and engine with a drive torque. In contrast, in the case of the second shiftable drive axle, said first clutch can be used to switch on the second drive axle if required, ie also to supply or shift away with a drive torque, so that the second drive axle is decoupled from the engine of the motor vehicle.

Um einen besonders energieeffizienten Allradantrieb mit einer bei Bedarf besonders guten Fahrdynamik zu realisieren, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Allradantrieb eine zweite Kupplung zum Zuschalten und Wegschalten der zweiten Antriebsachse aufweist, wobei zwischen der zweiten Kupplung und der zweiten Antriebsachse ein Getriebe mit zumindest einer Übersetzungsstufe angeordnet ist, welches bei geöffneter erster und geschlossener zweiter Kupplung bewirkt, dass sich die Drehgeschwindigkeiten der beiden Antriebsachsen unterscheiden und infolgedessen ein Antriebsmoment ungleichmäßig auf die beiden Antriebsachsen verteilt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Allradantrieb ist es also zum einen möglich, die zweite Antriebsachse bei Bedarf zu entkoppeln, so dass der Allradantrieb und somit das Kraftfahrzeug besonders energieeffizient betrieben werden kann. Sollte aus fahrdynamischen Gründen eine unterschiedliche Momentenverteilung zwischen der ersten und der zweiten Antriebsachse vorteilhaft sein, so kann die erste Kupplung geöffnet und die zweite Kupplung geschlossen werden, infolgedessen sich die besagte unterschiedliche Momentenverteilung zwischen der ersten und der zweiten Antriebsachse ergibt. Der erfindungsgemäße Allradantrieb umfasst also zum einen die eingangs erwähnte Disconnect-Funktion und zum anderen noch ein sogenanntes longitudinales Torque Vectoring, bei welchem aufgrund des besagten zwischengeschalteten Getriebes zwischen der zweiten Antriebsachse und der zweiten Kupplung eine Erhöhung der Drehgeschwindigkeit der zweiten Achse gegenüber der ersten Achse erzeugt werden kann. Mit verhältnismäßig wenig Mehraufwand kann also sowohl die Effizienz als auch die Fahrdynamik bei dem besagten Allradantrieb verbessert werden. Das longitudinale Torque Vectoring, welches über das besagte zwischengeschaltete Getriebe zwischen der zweiten Antriebsachse der zweiten Kupplung erzielbar ist, ist besonders gut für Verbesserungen der Fahrdynamik auf Untergründen mit niedrigem Reibwert, wie Schotter, Schnee oder nasser Fahrbahn, geeignet; also bei Situationen, in denen ein abschaltbarer Allradantrieb ohnehin häufig zugeschaltet ist.In order to realize a particularly energy-efficient all-wheel drive with particularly good driving dynamics, it is provided according to the invention that the four-wheel drive has a second clutch for connecting and disconnecting the second drive axle, wherein between the second clutch and the second drive axle, a transmission with at least one gear ratio is arranged, which causes when open the first and closed second clutch that the rotational speeds of the two drive axles differ and as a result, a drive torque is distributed unevenly on the two drive axles. In the four-wheel drive according to the invention, it is therefore possible for a second, the second If necessary, decouple drive axle, so that the four-wheel drive and thus the motor vehicle can be operated very energy efficient. Should a different torque distribution between the first and the second drive axle be advantageous for driving dynamic reasons, then the first clutch can be opened and the second clutch can be closed, as a result of which the said different torque distribution between the first and the second drive axle results. The four-wheel drive according to the invention thus comprises, on the one hand, the aforementioned disconnect function and, on the other hand, a so-called longitudinal torque vectoring in which, due to the said intermediate transmission between the second drive axle and the second clutch, an increase in the rotational speed of the second axle relative to the first axle can be. With relatively little extra effort, therefore, both the efficiency and the driving dynamics in the said four-wheel drive can be improved. The longitudinal torque vectoring achievable via the said intermediate transmission between the second drive shaft of the second clutch is particularly well suited to improvements in driving dynamics on low friction surfaces such as gravel, snow or wet roads; So in situations in which a turn-off four-wheel drive is often switched on anyway.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die erste Antriebsachse eine Vorderachse und die zweite Antriebsachse eine Hinterachse ist, wobei das zwischen der zweiten Kupplung und der zweiten Antriebsachse zwischengeschaltete Getriebe bei geöffneter erster und geschlossener zweiter Kupplung bewirkt, dass die Drehgeschwindigkeit der Hinterachse größer als die Drehgeschwindigkeit der Vorderachse ist. Sind also die erste und die zweite Kupplung geöffnet, wird der Allradantrieb in einer Art Disconnet-Modus betrieben, bei welchem nur die Vorderachse angetrieben wird. Ist hingegen die erste Kupplung geschlossen und die zweite Kupplung geöffnet, ist der Allradantrieb in einem herkömmlichen Modus aktiviert, bei welchem das Antriebsmoment beispielsweise gleichmäßig auf beide Antriebsachsen verteilt wird. Ist hingegen die erste Kupplung geöffnet und die zweite Kupplung geschlossen, so ist ebenfalls der Allradantrieb aktiviert, allerdings generiert die Übersetzungsstufe des Getriebes einen Übersetzungsfehler zwischen der Vorder- und der Hinterachse, was eine Art longitudinalen Torque Vectoring Modus darstellt. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform des Allradantriebs liegt also bei geöffneten Kupplungen ein reiner Frontantrieb vor. Sollte aus Traktionsgründen der Allradantrieb zugeschaltet werden, so kann durch Öffnen der ersten Kupplung und Schließen der zweiten Kupplung ein besonders hecklastiges Fahrverhalten erzielt werden. Dies kann an sich bei sportlicher Fahrweise erwünscht sein, zudem kann dies auch besonders nützlich sein, wenn mit dem Kraftfahrzeug, in welchem der Allradantrieb verbaut ist, gerade ein besonders schneller Anfahrvorgang durchgeführt wird.An advantageous embodiment of the invention provides that the first drive axle is a front axle and the second drive axle is a rear axle, wherein the gearbox interposed between the second clutch and the second drive axle causes the rotational speed of the rear axle greater than when the first and second closed clutch are open the rotational speed of the front axle is. So are the first and the second clutch open, the four-wheel drive is operated in a kind of Disconnet mode in which only the front axle is driven. If, however, the first clutch is closed and the second clutch is open, the four-wheel drive is activated in a conventional mode, in which the drive torque is distributed, for example, evenly on both drive axles. If, however, the first clutch is open and the second clutch is closed, the four-wheel drive is also activated, however, the gear ratio of the transmission generates a translation error between the front and the rear axle, which is a kind of longitudinal torque vectoring mode. In this preferred embodiment of the four-wheel drive is so in open clutches a pure front-wheel drive before. Should the four-wheel drive be switched on for reasons of traction, it is possible by opening the first clutch and closing the second clutch to achieve a particularly rear-end driving behavior. This can be desirable in a sporty driving style, moreover, this can also be particularly useful when with the motor vehicle, in which the all-wheel drive is installed, just a particularly fast start-up is performed.

Die Erfindung sieht zudem vor, dass die erste und die zweite Kupplung radial verschachtelt zueinander angeordnet sind. Dadurch können die beiden Kupplungen besonders bauraumsparend angeordnet werden, so dass der Allradantrieb an sich relativ kompakt ausgebildet werden kann.The invention also provides that the first and the second clutch are arranged radially interleaved with each other. As a result, the two clutches can be arranged particularly space-saving, so that the four-wheel drive can be made relatively compact in itself.

Alternativ oder zusätzlich ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die erste und die zweite Kupplung Lamellenkupplungen sind. Diese Lamellenbauweise trägt ebenfalls dazu bei, um den benötigten Bauraum besonders gering zu halten.Alternatively or additionally, it is provided according to the invention that the first and the second clutch are multi-plate clutches. This lamellar construction also helps to keep the required space particularly low.

Alternativ oder zusätzlich ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das zwischen der zweiten Kupplung und der zweiten Antriebsachse zwischengeschaltete Getriebe ein Planetengetriebe ist. Planetengetriebe sind besonders kompakt und können zugleich besonders hohe Momente übertragen. Ferner bringen sie den Vorteil mit sich, dass ein Antrieb und ein Abtrieb bei Planetengetrieben, koaxial zueinander positioniert sind.Alternatively or additionally, it is provided according to the invention that the intermediary between the second clutch and the second drive axle gear is a planetary gear. Planetary gear units are particularly compact and can transmit particularly high torques at the same time. Furthermore, they bring the advantage that a drive and an output in planetary gears are positioned coaxially to each other.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die zweite Kupplung mit einem Planetenradträger des Planetengetriebes verbunden ist, wobei ein Sonnenrad des Planetengetriebes als Abtrieb dient und ein Hohlrad des Planetengetriebes an einem Gehäuse festgesetzt ist. Die trägt zu einer besonders einfachen Anbindung des Getriebes bei.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the second clutch is connected to a planet carrier of the planetary gear, wherein a sun gear of the planetary gear is used as output and a ring gear of the planetary gear is fixed to a housing. This contributes to a particularly simple connection of the transmission.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die erste Kupplung über einen direkten Durchtrieb durch das zwischen der zweiten Kupplung und der zweiten Antriebsachse zwischengeschaltete Getriebe mit einer Kardanwelle verbunden sind. Sofern das Getriebe als Planetengetriebe ausgebildet ist, ist das Sonnenrad des Planetengetriebes vorzugsweise ebenfalls auf dem direkten Durchtrieb angeordnet. Durch das Vorsehen dieses Durchtriebs kann eine besonders kompakte Bauweise erzielt werden.A further advantageous embodiment of the invention provides that the first clutch are connected via a direct drive through the interposed between the second clutch and the second drive axle gear with a propeller shaft. If the transmission is designed as a planetary gear, the sun gear of the planetary gear is preferably also arranged on the direct drive. By providing this drive through a particularly compact design can be achieved.

Alternativ oder zusätzlich ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Allradantrieb eine dritte Kupplung zum Verbinden und Trennen der Kardanwelle und eines Achsgetriebes der zweiten Antriebsachse aufweist. Dadurch ist es möglich, die Kardanwelle vollkommen zu entkoppeln, nämlich sowohl motorseitig als auch abtriebsseitig. Infolgedessen kann ein besonders energieeffizienter Fahrbetrieb erzielt werden, sofern die zweite Antriebsachse ohnehin gerade entkoppelt worden ist. Bei dieser dritten Kupplung kann es sich beispielsweise um eine Klauenkupplung handeln. Durch Einsatz der Klauenkupplung kann auf einfache Weise ein Formschluss hergestellt werden, so dass bei geschlossener dritter Kupplung keine oder kaum Verluste durch die dritte Kupplung auftreten.Alternatively or additionally, it is provided according to the invention that the four-wheel drive has a third clutch for connecting and disconnecting the propeller shaft and a transaxle of the second drive axle. This makes it possible to completely decouple the cardan shaft, namely both the motor side and the output side. As a result, a particularly energy-efficient driving operation can be achieved if the second drive axle has just been decoupled anyway. This third clutch may be, for example, a Claw clutch act. By using the dog clutch a positive connection can be produced in a simple manner, so that no or hardly any losses occur through the third clutch when the third clutch is closed.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Allradantrieb eine Steuereinrichtung umfasst, welche dazu eingerichtet ist, die erste, zweite und dritte Kupplung zu schließen, so dass die zweite Antriebsachse blockiert und dabei eine Parksperrenfunktion realisiert wird. In dem Fall wird die Kardanwelle über den Übersetzungsfehler der Übersetzungsstufe des Getriebes festgesetzt. Dadurch kann auf besonders einfache Weise eine Parksperrenfunktion dargestellt werden. Neben der besonders effizienten und dynamischen Betriebsweise des Allradantriebs bietet die Erfindung zudem also auch noch eine integrierte Möglichkeit für eine Parksperrenfunktion.A further advantageous embodiment of the invention provides that the four-wheel drive comprises a control device which is adapted to close the first, second and third clutch, so that the second drive axle is blocked and thereby a parking lock function is realized. In that case, the propeller shaft is set above the gear shift error ratio of the transmission. As a result, a parking lock function can be displayed in a particularly simple manner. In addition to the particularly efficient and dynamic mode of operation of the four-wheel drive, the invention also also offers an integrated option for a parking brake function.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst den erfindungsgemäßen Allradantrieb oder eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Allradantriebs.The motor vehicle according to the invention comprises the four-wheel drive according to the invention or an advantageous embodiment of the four-wheel drive according to the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing.

Die Zeichnung zeigt in:

1 eine schematische Darstellung eines Allradantriebs eines Kraftfahrzeugs, bei welchem die Vorderachse permanent angetrieben und die Hinterachse bei Bedarf zugeschaltet und weggeschaltet werden kann, wobei zum Zuschalten und Wegschalten der Hinterachse direkt hinter einem Wechselgetriebe eine erste Trennstelle und im Bereich der Hinterachse eine zweite Trennstelle vorgesehen sind; und in
2 eine schematische Darstellung der ersten Trennstelle, welche zwei Kupplungen und ein Planetengetriebe aufweist, mittels welchem eine unterschiedliche Drehmomentverteilung zwischen Vorderachse und Hinterachse im Allradbetrieb ermöglicht wird.

The drawing shows in:

1 a schematic representation of a four-wheel drive of a motor vehicle, in which the front axle is permanently driven and the rear axle can be switched on and switched off when needed, for switching on and off the rear axle directly behind a gearbox a first separation point and in the rear axle a second separation point are provided; and in
2 a schematic representation of the first separation point, which has two clutches and a planetary gear, by means of which a different torque distribution between the front and rear axles in four-wheel drive is made possible.

Ein Allradantrieb 1 für ein nicht näher bezeichnetes Kraftfahrzeug ist in einer schematischen Darstellung in 1 gezeigt. Der Allradantrieb 1 umfasst eine permanent angetriebene Vorderachse 2 und eine zuschaltbare Hinterachse 3. Zum Zuschalten und Wegschalten der Hinterachse 3 umfasst der Allradantrieb 1 eine erste Trennstelle 4 und eine zweite Trennstelle 5. Die Trennstelle 4 verbindet eine Kardanwelle 6 mit einem Wechselgetriebe 7, welches wiederum über eine hier nicht näher dargestellte Kupplung mit einem Motor 8 des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist. Über die Trennstelle 4 kann die Kardanwelle 6 also von dem Wechselgetriebe 7 entkoppelt werden.An all-wheel drive 1 for an unspecified motor vehicle is in a schematic representation in 1 shown. The four-wheel drive 1 includes a permanently driven front axle 2 and a switchable rear axle 3 , For connecting and disconnecting the rear axle 3 includes the all-wheel drive 1 a first separation point 4 and a second separation point 5 , The separation point 4 connects a cardan shaft 6 with a change gearbox 7 , which in turn via a coupling not shown here with a motor 8th of the motor vehicle is coupled. About the separation point 4 can the propshaft 6 So from the change gearbox 7 be decoupled.

Die zweite Trennstelle 5 umfasst eine Klauenkupplung 9, mittels welcher die Kardanwelle 6 wiederum von einem Hinterachsdifferential 10 entkoppelt werden kann. Ist die Trennstelle 4 geöffnet und gleichzeitig die Klauenkupplung 9 geöffnet, so ist die Kardanwelle 6 sowohl vom Motor 8 als auch von der Hinterachse 3 entkoppelt. In diesem reinen Frontantriebsbetrieb des Allradantriebs 1 dreht die Kardanwelle 6 also nicht mit, infolgedessen das Kraftfahrzeug besonders energieeffizient betrieben werden kann. Um neben einem besonders energieeffizienten Frontantriebsbetrieb zum einen die Hinterachse 3 besonders einfach Zuschalten und zum anderen auch eine besonders hohe Fahrdynamik erzielen zu können, ermöglicht die erste Trennstelle 4 zum einen ein reines Zuschalten der Hinterachse 3 und zum anderen noch ein Zuschalten der Hinterachse 3, wobei eine ungleichmäßige Momentenverteilung zwischen der Vorderachse 2 und der Hinterachse 3 erzielt werden kann.The second separation point 5 includes a dog clutch 9 , by means of which the cardan shaft 6 again from a rear axle differential 10 can be decoupled. Is the separation point 4 open and at the same time the dog clutch 9 open, so is the cardan shaft 6 both from the engine 8th as well as from the rear axle 3 decoupled. In this pure front-wheel drive operation of the all-wheel drive 1 turns the cardan shaft 6 So not with, as a result, the motor vehicle can be operated very energy efficient. In addition to a particularly energy-efficient front-wheel drive operation on the one hand, the rear axle 3 Especially easy to connect and on the other hand also to achieve a particularly high driving dynamics, allows the first separation point 4 on the one hand a pure connection of the rear axle 3 and on the other hand, a connection of the rear axle 3 , where an uneven torque distribution between the front axle 2 and the rear axle 3 can be achieved.

In 2 ist die Trennstelle 4 in einer schematischen Darstellung im Detail gezeigt. Die Trennstelle 4 umfasst eine erste Kupplung K1 und eine zweite Kupplung K2. Die erste und zweite Kupplung K1, K2 sind radial verschachtelt zueinander angeordnet. Vorzugsweise handelt es sich bei den beiden Kupplungen K1, K2 um Lamellenkupplungen, welche eine besonders kompakte Bauweise ermöglichen. Zwischen der zweiten Kupplung K2 und der Kardanwelle 6 ist ein Planetengetriebe 11 angeordnet. Die zweite Kupplung K2 ist dabei mit einem Planetenradträger 12 des Planetengetriebes 11 verbunden, wobei ein Sonnenrad 13 des Planetengetriebes 11 als Abtrieb dient und ein Hohlrad 14 des Planetengetriebes 11 an einem Gehäuse 15 festgesetzt ist. In radialer Richtung betrachtet sind in an sich bekannter Weise zwischen dem Hohlrad 14 und dem Sonnenrad 13 noch mehrere Planetenräder 16 angeordnet, welche vom Planetenradträger 12 gehalten werden.In 2 is the separation point 4 shown in detail in a schematic representation. The separation point 4 includes a first clutch K1 and a second clutch K2 , The first and second clutch K1 . K2 are arranged radially nested to each other. Preferably, the two couplings are K1 . K2 to multi-plate clutches, which allow a particularly compact design. Between the second clutch K2 and the cardan shaft 6 is a planetary gear 11 arranged. The second clutch K2 is with a planet carrier 12 of the planetary gear 11 connected, with a sun wheel 13 of the planetary gear 11 as an output and a ring gear 14 of the planetary gear 11 on a housing 15 is fixed. Viewed in the radial direction are in a conventional manner between the ring gear 14 and the sun wheel 13 even more planet gears 16 arranged, which from the planet carrier 12 being held.

Die erste Kupplung K1 ist über einen direkten Durchtrieb 17, welcher durch das Planetengetriebe 11 verläuft, mit der Kardanwelle 6 verbunden.The first clutch K1 is via a direct drive 17 , which through the planetary gear 11 runs, with the cardan shaft 6 connected.

Der Allradantrieb 1 kann in unterschiedlichen Modi betrieben werden. Sind die beiden hier dargestellten Kupplungen K1, K2 und die Klauenkupplung 9 geöffnet, so wird das Kraftfahrzeug in einem reinen Frontantriebsmodus betrieben. Ist die Kupplung K1 geschlossen, die Kupplung K2 geöffnet und die Klauenkupplung 9 geschlossen, so wird das Kraftfahrzeug in einem ersten Allradantriebsmodus betrieben, bei welchem die Verteilung des durch den Motor 8 bereitgestellten Antriebsmoments beispielsweise gleichmäßig zwischen der Vorderachse 2 und der Hinterachse 3 verteilt sein kann. Wird bei geschlossener Klauenkupplung 9 hingegen die erste Kupplung K1 geöffnet und die zweite Kupplung K2 geschlossen, so bewirkt das Planetengetriebe 11, dass die Drehgeschwindigkeit der Hinterachse 3 größer ist als die Drehgeschwindigkeit der Vorderachse 2. Infolgedessen wird an die Hinterachse 3 ein größeres Antriebsmoment als an die Vorderachse 2 geleitet. Dadurch kann ein sogenanntes longitudinale Torque Vectoring erzielt werden. Durch die mittels des Planetengetriebes 11 realisierte Übersetzungsstufe wird also eine Art Übersetzungsfehler zwischen der Vorderachse 2 und der Hinterachse 3 realisiert, der für das besagte longitudinale Torque Vectoring erforderlich ist.The four-wheel drive 1 can be operated in different modes. Are the two couplings shown here K1 . K2 and the dog clutch 9 opened, the motor vehicle is operated in a pure front-wheel drive mode. Is the clutch K1 closed, the clutch K2 opened and the dog clutch 9 closed, the motor vehicle is operated in a first four-wheel drive mode in which the distribution of the motor 8th provided drive torque, for example, evenly between the front axle 2 and the rear axle 3 can be distributed. Will with claw clutch closed 9 however, the first clutch K1 opened and the second clutch K2 closed, so does the planetary gear 11 in that the rotational speed of the rear axle 3 is greater than the rotational speed of the front axle 2 , As a result, to the rear axle 3 a larger drive torque than the front axle 2 directed. As a result, a so-called longitudinal torque vectoring can be achieved. By means of the planetary gear 11 realized translation stage is thus a kind of translation error between the front axle 2 and the rear axle 3 realized, which is required for the said longitudinal torque vectoring.

Zudem ist es auch noch möglich, die beiden Kupplungen K1, K2 sowie die Klauenkupplung 9 an der zweiten Trennstelle 5 zu schließen. In dem Fall wird die Hinterachse 3 gegen ein Verdrehen blockiert, weil die Kardanwelle 6 über den Übersetzungsfehler der Übersetzungsstufe des Planetengetriebes 11 festgesetzt ist. So kann eine Parksperrenfunktion für das Kraftfahrzeug erzielt werden. Das longitudinale Torque Vectoring, bei welchem das Antriebsmoment des Motors 8 aktiv zwischen der Vorderachse 2 und der Hinterachse 3 verteilt wird, ist besonders gut für Verbesserungen der Fahrdynamik auf Untergründen mit niedrigem Reibwert, wie beispielsweise auf Schotter, Schnee oder nasser Fahrbahn, geeignet. Ist es hingegen aufgrund der Fahrsituation gerade nicht erforderlich, ein besonders hohes Antriebsmoment auf die Fahrbahn zu übertragen, so können die Kupplungen K1, K2 und die Klauenkupplung 9 geöffnet werden, so dass das Kraftfahrzeug besonders energieeffizient mit reinem Frontantrieb betrieben werden kann. Entgegen der vorliegenden Darstellungen ist es aber auch möglich, das Grundprinzip der Entkopplung einer Antriebsachse und des longitudinalen Torque Vectorings auf einen Allradantrieb zu übertragen, bei welchem bei einer entkoppelten Antriebsachse ein Heckantrieb realisiert ist.In addition, it is also possible, the two clutches K1 . K2 as well as the dog clutch 9 at the second separation point 5 close. In the case, the rear axle 3 blocked against twisting, because the propeller shaft 6 about the translation error of the translation stage of the planetary gear 11 is fixed. Thus, a parking lock function can be achieved for the motor vehicle. The longitudinal torque vectoring, in which the drive torque of the motor 8th active between the front axle 2 and the rear axle 3 is particularly well suited for improvements in driving dynamics on low friction surfaces, such as on gravel, snow or wet roads. If, on the other hand, it is not necessary to transmit a particularly high drive torque to the roadway due to the driving situation, the clutches can K1 . K2 and the dog clutch 9 be opened so that the motor vehicle can be operated particularly energy efficient with pure front-wheel drive. Contrary to the present illustrations, it is also possible to transfer the basic principle of decoupling a drive axle and the longitudinal torque vectoring to an all-wheel drive, in which a rear-wheel drive is realized in the case of a decoupled drive axle.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Allradantrieball wheel drive
22: VorderachseFront
33: Hinterachserear axle
44: erste Trennstellefirst separation point
55: zweite Trennstellesecond separation point
66: Kardanwellepropeller shaft
77: Wechselgetriebechange gear
88th: Motorengine
99: Klauenkupplungclaw clutch
1010: Hinterachsdifferentialrear differential
1111: Planetengetriebeplanetary gear
1212: Planetenradträgerplanet
1313: Sonnenradsun
1414: Hohlradring gear
1515: Gehäusecasing
1616: Planetenradplanet
1717: Durchtriebdrive-through
K1K1: Kupplungclutch
K2K2: Kupplungclutch

Claims

All-wheel drive (1) for a motor vehicle, comprising a first permanently driven drive axle (2), a second shiftable drive axle (3) and a first clutch (K1) for engaging and disengaging the second drive axle (3), wherein the four-wheel drive (1) second clutch (K2) for connecting and disconnecting the second drive axle (3), wherein between the second clutch (K2) and the second drive axle (3) a transmission (11) is arranged with at least one gear ratio, which is open at first and closed second clutch (K1, K2) causes the rotational speeds of the two drive axles (2, 3) differ and as a result a drive torque is distributed unevenly on the two drive axles (2, 3), characterized in that - the first and the second clutch (K1, K2) are arranged radially interleaved with each other; - and / or the first and the second clutch (K1, K2) are multi-plate clutches; - and / or between the second clutch (K2) and the second drive axle (3) intermediate gear (11) is a planetary gear; - And / or the all-wheel drive (1) has a third clutch (9) for connecting and disconnecting the propeller shaft (6) and a transaxle (10) of the second drive axle (3).

Four-wheel drive (1) to Claim 1 , characterized in that the first drive axle (2) is a front axle and the second drive axle (3) is a rear axle, wherein the between the second clutch (K2) and the second drive axle (3) intermediate transmission (11) with open first and closed second clutch causes the rotational speed of the rear axle is greater than the rotational speed of the front axle.

4-wheel drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the second clutch (K2) is connected to a planet carrier (12) of the planetary gear (11), wherein a sun gear (13) of the planetary gear (11) serves as an output and a ring gear (14) of the planetary gear (11) is fixed to a housing (15).

Four-wheel drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first clutch (K1) via a direct drive (17) by between the second clutch (K2) and the second drive axle (3) interposed transmission (11) with a Cardan shaft (6) is connected.

4-wheel drive (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the four-wheel drive (1) comprises a control device which is adapted to close the first, second and third clutch (K1, K2, 9), so that the second drive axle ( 3) is blocked and thereby a parking lock function is realized.

Motor vehicle with four-wheel drive (1) according to one of the preceding claims.