DE19524547A1

DE19524547A1 - Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE19524547A1
Application number: DE19524547A
Authority: DE
Inventors: Yasuji Shibahata; Kenji Honda; Tetsushi Asano
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1994-07-05
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2015-07-06
Also published as: GB2291148A; GB9513740D0; GB2291148B; DE19524547C2; US5692987A

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug zur Ausgabe von Drehmoment zwischen linken und rech ten Rädern oder zwischen Vorder- und Hinterrädern durch Vor sehen einer Drehmomentübertragungseinrichtung, die das Drehmo ment zwischen zwei drehenden Wellen übertragen kann.

Ein in einem Kraftübertragungssystem angeordnetes Differential ist so ausgebildet, daß es eine Drehzahldifferenz zwischen linken und rechten Rädern während Kurvenfahrt des Fahrzeugs ausgleicht und ein Motordrehmoment auf die linken und rechten Räder gleichmäßig überträgt. Jedoch sollte, wenn das Fahrzeug mit mittlerer oder geringer Geschwindigkeit fährt, ein größe res Drehmoment zu demjenigen Rad übertragen werden, das wäh rend Kurvenfahrt ein Außenrad ist, und wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, sollte ein größerer Drehmomentbe trag zu demjenigen Rad übertragen werden, das während Kurven fahrt ein Innenrad ist, um hierdurch die Fahrstabilität zu verbessern.

Aus der JP-A-131855/93 ist eine Kraftübertragungsvorrichtung bekannt, die so ausgebildet ist, daß das Differential auf Ba sis eines Drehwinkels eines Lenkrads und einer Fahrzeugge schwindigkeit positiv gesteuert wird und ein für den gegenwär tigen Betriebszustand geeignetes Drehmoment zu den linken und rechten Rädern übertragen wird.

In dieser Kraftübertragungsvorrichtung nach der JP-A-131855/93 ist eine drehende Welle radial außerhalb eines Paars von Hy draulikkupplungen angeordnet, und infolgedessen hat diese Kraftübertragungsvorrichtung große Abmessungen und ist daher schwierig an dem Fahrzeug anzubringen.

Ziel der Erfindung ist es daher, ohne Verwendung einer radial außerhalb der Hydraulikkupplung angeordneten drehenden Welle auszukommen und die Abmessung des Kraftübertragungssystems zu reduzieren.

Das erfindungsgemäße Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug umfaßt: eine Drehmomentübertragungseinrichtung, die zwischen zwei drehenden Wellen angebracht ist und Drehmoment zwischen den zwei drehenden Wellen übertragen kann, wobei die Drehmo mentübertragungseinrichtung umfaßt: ein Trägerelement, das zur Drehung um eine der drehenden Wellen drehend gehalten ist, erste und zweite Ritzel, die mit unterschiedlichen Wälzkreis radii einstückig ausgebildet sind und an dem Trägerelement drehend gehalten sind, eine Verbindungseinrichtung zum Verbin den der ersten bzw. zweiten Ritzel mit den drehenden Wellen, eine Trägerelementbeschleunigungseinrichtung zum Beschleunigen des Trägerelements und eine Trägerelementverzögerungseinrich tung zum Verzögern des Trägerelements.

Mit der obigen Anordnung ist es möglich, das Drehmoment von einer der drehenden Wellen zu der anderen drehenden Welle zu übertragen, indem das Trägerelement durch die Trägerelementbe schleunigungseinrichtung beschleunigt wird, und das Drehmoment von der anderen drehenden Welle zu der einen drehenden Welle durch Verzögerung des Trägerelements zu übertragen, um hier durch die Kurvenfahreigenschaften und die Fahrstabilität des Fahrzeugs zu verbessern. Ferner wird das zur Drehung um die eine drehende Welle gehaltene Trägerelement nur beschleunigt und verzögert, und daher kommt man ohne Verwendung der drehen den Welle aus, die herkömmlich außerhalb der bekannten Kupp lung angeordnet ist, um hierdurch die Größenabmessung des Kraftübertragungssystems zu reduzieren.

Zusätzlich zur obigen Anordnung kann die Trägerelementbe schleunigungseinrichtung eine Planetengetriebevorrichtung und eine Beschleunigungskupplung umfassen, und die Planetengetrie bevorrichtung kann drei Elemente umfassen, nämlich ein Sonnen rad, ein Ringrad und einen Planetenträger, wobei ein erstes der drei Elemente mit einer der drehenden Wellen verbunden ist und ein zweites der drei Elemente mit dem Trägerelement ver bunden ist, und wobei die Beschleunigungskupplung ein drittes der drei Elemente mit einem Festelement verbindet. Mit dieser Konstruktion ist es möglich, das Trägerelement durch eine ein fache Struktur zu beschleunigen. Ferner ist die Beschleuni gungskupplung zwischen dem dritten Element und dem Festelement angeordnet, und daher lassen sich bei Verwendung einer Hydrau likkupplung Ölpassagen zur Zufuhr und Abgabe von Arbeitsöl leicht herstellen.

Zusätzlich zur obigen Anordnung kann die Trägerelementverzöge rungseinrichtung eine Verzögerungskupplung zum Verbinden des Trägerelements mit dem Festelement aufweisen, oder die Träger elementverzögerungseinrichtung kann eine Verzögerungskupplung zum Verbinden eines mit den ersten oder zweiten Ritzeln käm menden Hemmringrads mit dem Festelement aufweisen. Mit dieser Konstruktion ist es möglich, das Trägerelement durch eine ein fache Struktur zu verzögern. Weil ferner die Verzögerungskupp lung zwischen dem Trägerelement oder dem Hemmringrad und dem Festelement angeordnet ist, lassen sich bei Verwendung einer Hydraulikkupplung Ölpassagen zur Zufuhr und Abgabe von Ar beitsöl leicht herstellen.

Gemäß einem anderen Aspekt umfaßt die Erfindung ein Kraftüber tragungssystem für ein Fahrzeug, umfassend: ein Trägerelement, das zur Drehung um eine der drehenden Wellen drehend gehalten ist; eine Mehrzahl von Dreifachritzelelementen, die an dem Trägerelement drehend gehalten sind und jeweils erste, zweite und dritte Ritzel aufweisen, die relativ zueinander nicht drehbar sind und unterschiedliche Wälzkreise aufweisen; eine erste Verbindungseinrichtung zum Verbinden des ersten der Rit zel mit der anderen der drehenden Wellen; eine zweite Verbin dungseinrichtung zum Verbinden des zweiten der Ritzel mit der einen der drehenden Wellen; eine dritte Verbindungseinrichtung zum Verbinden des dritten der Ritzel mit einem Festelement; und eine vierte Verbindungseinrichtung zum Verbinden des Trä gerelements mit dem Festelement.

Mit der obigen Anordnung ist es möglich, ein Drehmoment zwi schen beiden drehenden Wellen nach Wunsch zu verteilen, durch Verbindung des dritten Ritzels mit dem Festelement durch das dritte Verbindungsmittel, um das Trägerelement zu beschleuni gen, oder durch Verbindung des Trägerelements mit dem Festele ment, um das Trägerelement zu verzögern. Zusätzlich zu der herkömmlich außerhalb der Kupplung angeordneten drehenden Wel le kommt man ohne Verwendung der Planetengetriebevorrichtung aus, und hierdurch kann man die Anzahl von Teilen und die Ab messung und die Herstellungskosten des Systems reduzieren.

Zusätzlich zu der obigen Anordnung kann die Anzahl von Drei fachritzelelementen, die einstückig ausgebildet und mit glei chen Abständen am Umfang des Trägerelements angeordnet sind, eine von (N = 2, 3, 4, 5, 6 ) betragen. Die Zahnzahl je des der ersten, zweiten und dritten Ritzel kann eines von M, 2M, 3M, 4M, 5M . . . . sein (M = eine minimale Zahnzahl jedes der ersten, zweiten und dritten Ritzel), und die Zahnzahl jeweils eines mit dem ersten Ritzel kämmenden ersten Sonnenrads der ersten Verbindungseinrichtung, eines mit dem zweiten Ritzel kämmenden zweiten Sonnenrads der zweiten Verbindungseinrich tung und eines mit dem dritten Ritzel kämmenden dritten Son nenrads der dritten Verbindungseinrichtung kann eine von 2N, 3N, 4N, 5N, 6N . . . sein. Weil somit die Zahnzahl jedes der ersten, zweiten und dritten Ritzel eine von M, 2M, 3M, 4M, 5M . . . . ist, können die Phasen der ersten, zweiten und dritten Ritzel im Umfang genau ausgerichtet werden. Beim Zusammenbau der Dreifachritzelelemente braucht man diese in Umfangsrich tung nicht positionieren, wodurch sich der Zusammenbau wesent lich erleichtert. Weil zusätzlich die Zahnzahl der ersten, zweiten und dritten Sonnenräder eine von 2N, 3N, 4N, 5N, 6N . . . . beträgt, kann man, auch wenn die Dreifachritzelelemente aus dem gleichen Element gebildet sind, die ersten, zweiten und dritten Ritzel mit den ersten, zweiten und dritten Sonnen rädern jeweils in Eingriff bringen, um hierdurch die Herstel lungskosten der Dreifachritzelemente zu reduzieren.

Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungs beispiele in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen er sichtlich.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Kraftübertragungssystem in einem Fahrzeug mit Frontmotor und Frontantrieb einer ersten Ausfüh rung;

Fig. 2 erläutert den Betrieb des Kraftübertragungssystems wäh rend Kurvenfahrt des Fahrzeugs im Uhrzeigersinn;

Fig. 3 erläutert den Betrieb des Kraftübertragungssystems wäh rend Kurvenfahrt des Fahrzeugs im Gegenuhrzeigersinn;

Fig. 4 zeigt schematisch ein Kraftübertragungssystem eines Fahrzeugs mit Frontmotor und Frontantrieb einer zweiten Aus führung;

Fig. 5 zeigt schematisch ein Kraftübertragungssystem eines Fahrzeugs mit Frontmotor und Frontantrieb einer dritten Aus führung;

Fig. 6A bis 6C zeigen die Beziehung zwischen der Zahnzahl von Ritzeln und Sonnenrädern;

Fig. 7 erläutert den Betrieb des Kraftübertragungssystems bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs im Uhrzeigersinn; und

Fig. 8 erläutert den Betrieb des Kraftübertragungssystems bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs im Gegenuhrzeigersinn.

Eine erste Ausführung wird anhand der Fig. 1 bis 3 beschrie ben.

Zu Fig. 1. Ein Getriebe M ist mit einem rechten Ende eines Motors E verbunden, der an einem Frontabschnitt einer Fahr zeugkarosserie horizontal angebracht ist, und eine Drehmoment übertragungseinrichtung T ist hinter dem Motor E und dem Ge triebe M angeordnet. Ein linkes Vorderrad W_FL und ein rechtes Vorderrad W_FR sind mit einer linken Achse A_L und einer rechten Achse A_R verbunden, die von linken und rechten Enden der Dreh momentübertragungseinrichtung T nach links bzw. nach rechts abstehen.

Die Drehmomentübertragungseinrichtung T umfaßt ein Differenti al D, zu dem eine Antriebskraft von einem Außenzahnrad 3 über tragen wird, das mit einem Eingangsrad 2 kämmt, das an einer von dem Getriebe M abstehenden Eingangswelle 1 vorgesehen ist. Das Differential D umfaßt einen Doppelritzel-Planetengetriebe mechanismus und umfaßt ein Ringrad 4, das mit dem Außenzahnrad 3 einstückig ist, ein Sonnenrad 5, das koaxial in dem Ringrad 4 angeordnet ist, und einen Planetenträger 8, an dem ein mit dem Ringrad 4 kämmendes Außenplanetenrad 6 und ein mit dem Sonnenrad 5 kämmendes Innenplanetenrad 7 in gegenseitigem Ein griff gehalten sind. In dem Differential D dient das Ringrad 4 als Eingangselement, und das als eines von Ausgangselementen dienende Sonnenrad 5 ist mit dem linken Vorderrad W_FL durch eine linke Ausgangswelle 9 _L verbunden, während der als das andere Ausgangselement dienende Planetenträger 8 mit dem rech ten Vorderrad W_FR durch eine rechte Ausgangswelle 9 _R verbunden ist. Die linken und rechten Ausgangswellen 9 _L, 9 _R bilden eine drehende Welle dieser Ausführung.

Eine Mehrzahl von Ritzelwellen 12 ist an einem rechten Ende eines Trägerelements 11 ausgebildet, das an einem Außenumfang der linken Ausgangswelle 9 _L drehbar gehalten ist. An jeder der Ritzelwellen 12 ist ein erstes Ritzel 13 und ein damit ein stückiges zweites Ritzel 14 drehend gehalten. Ein erstes Son nenrad 15 ist um den Außenumfang der linken Ausgangswelle 9 _L drehend gehalten und kämmt mit dem ersten Ritzel 13. Das erste Sonnenrad 15 ist mit dem Planetenträger 8 des Differentials D verbunden. Ein zweites Sonnenrad 16 ist am Außenumfang der linken Ausgangswelle 9 _L befestigt und kämmt mit dem zweiten Ritzel 14.

Die Zahnzahl Za (siehe folgende Formel) des ersten Sonnenrads 15 ist größer als die Zahnzahl Zb des zweiten Sonnenrads 16 (Za < Zb). Die Zahnzahl Zc des ersten Ritzels 13 ist kleiner als die Zahnzahl Zd des zweiten Ritzels 14 (Zc < Zd). In die sem Fall sind Baugruppen der ersten und zweiten Sonnenräder 15 und 16 und der ersten und zweiten Ritzel 13 und 14 gleich.

Das Sonnenrad 16 verbindet die linke Ausgangswelle 9 _L mit den ersten und zweiten Ritzeln 13, 14 und bildet eine Verbindungs einrichtung mit dem Rad W_FL. Das erste Sonnenrad 15 und der Planetenträger 8 verbinden das erste Ritzel 13 mit der rechten Ausgangswelle 9 _R und bilden eine Verbindungseinrichtung mit dem Rad W_FR.

Eine Verzögerungshydraulikkupplung Cd ist zwischen dem Träger element 11 und einem Gehäuse 17 als Festelement angeordnet. Die Verzögerungshydraulikkupplung Cd mindert durch ihren Ein griff die Drehzahl des Trägerelements 11 und bildet eine Trä gerelementverzögerungseinrichtung DM.

Eine Doppelritzel-Planetengetriebevorrichtung P ist am linken Ende des Trägerelements 11 angebracht und umfaßt ein Ringrad 18, das an der linken Ausgangswelle 9 _L fest ist, ein Sonnenrad 19, das an dem Trägerelement 11 fest ist, und einen Planeten träger 22, an dem ein mit dem Ringrad 18 kämmendes Außenplane tenrad 20 und ein mit dem Sonnenrad 19 kämmendes Innenplane tenrad 21 in gegenseitigem Eingriff gehalten sind. Der Plane tenträger 22 ist mit dem Gehäuse 17 durch eine Beschleuni gungshydraulikkupplung Ca koppelbar. Die Planetenradvorrich tung P und die Beschleunigungshydraulikkupplung Ca dienen zur Erhöhung der Drehzahl des Trägerelements 11 durch Eingriff der Beschleunigungshydraulikkupplung Ca und bilden eine Trägerele mentbeschleunigungseinrichtung AM.

Weil die Verzögerungshydraulikkupplung Cd und die Beschleuni gungshydraulikkupplung Ca zwischen dem Trägerelement 11 und dem Gehäuse 17 angeordnet sind, lassen sich Ölpassagen zur Zufuhr und Abgabe von Arbeitsöl zu und von beiden Hydraulik kupplungen Ca und Cd in dem Gehäuse 17 ausbilden, um hierdurch die Struktur zu vereinfachen.

Eine elektronische Steuereinheit 23, der eine Fahrzeugge schwindigkeit V und ein Lenkwinkel Θ zugeführt werden, steuert die Verzögerungshydraulikkupplung Cd und die Beschleunigungs hydraulikkupplung Ca durch einen Hydraulikkreis 24.

Nachfolgend wird der Betrieb dieser ersten Ausführung be schrieben.

Bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs befinden sich sowohl die Ver zögerungshydraulikkupplung Cd, als auch die Beschleunigungs hydraulikkupplung Ca in ihren Nichteingriffszuständen. Dies löst die Hemmung des Trägerelements 11 und des Planetenträgers 22 der Planetenradvorrichtung P, so daß die linke Achse 9 _L, die rechte Achse 9 _R, der Planetenträger 8 des Differentials D, das Trägerelement 11 und der Planetenträger 22 der Planeten radvorrichtung P alle gemeinsam gedreht werden. Hierbei wird Drehmoment von dem Motor E durch das Differential D gleichmä ßig zu den linken und rechten Vorderrädern W_FL und W_FR über tragen, wie in Fig. 1 mit dem schräg schraffierten Pfeil dar gestellt.

Wenn das Fahrzeug eine Rechtskurve fährt (im Uhrzeigersinn), wird die Verzögerungshydraulikkupplung Cd durch die elektroni sche Steuereinheit 23 und den Hydraulikkreis 24 in ihren Ein griffszustand gebracht, wie in Fig. 2 gezeigt, wodurch das Trägerelement 11 mit dem Gehäuse 17 gekoppelt wird. Hierbei werden die mit dem linken Vorderrad W_FL drehfeste linke Aus gangswelle 9 _L und die mit dem rechten Vorderrad W_FR drehfeste rechte Ausgangswelle 9 _R (und somit der Planetenträger 8 des Differentials D) durch das zweite Sonnenrad 16 (mit der Zahn zahl Zb), das zweite Ritzel 14 (mit der Zahnzahl Zd), das er ste Ritzel 13 (mit der Zahnzahl Zc) und das erste Sonnenrad 15 (mit der Zahnzahl Za) miteinander verbunden, und somit wird das linke Vorderrad W_FL mit einem Verhältnis von (Za/Zc) x (Zd/Zb) relativ zu dem rechten Vorderrad W_FR be schleunigt. Somit gilt die folgende Beziehung zwischen der Drehzahl des linken Vorderrads W_FL und der Drehzahl des rech ten Vorderrads W_FR:

Wenn die Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL relativ zu der Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR in obiger Weise erhöht wird, wird ein Teil des Drehmoments des rechten Vorderrads W_FR, das während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Innenrad ist, zu dem linken Vorderrad W_FL, das während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Außenrad ist, übertragen, wie in Fig. 2 mit dem schräg schraffierten Pfeil gezeigt.

Wenn die Drehzahl des Trägerelements 11 reduziert wird, indem anstelle des Stopps des Trägerelements 11 durch die Verzöge rungshydraulikkupplung Cd die Eingriffskraft der Verzögerungs hydraulikkupplung Cd angemessen eingestellt wird, kann die Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL relativ zu der Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR entsprechend der jeweiligen Ver zögerung erhöht werden. Somit kann jedes Drehmoment von dem rechten Vorderrad W_FR, das während Rechtskurvenfahrt des Fahr zeugs ein Innenrad ist, zu dem linken Vorderrad W_FL, das wäh rend dieser Kurvenfahrt des Fahrzeugs das Außenrad ist, über tragen werden.

Wenn andererseits das Fahrzeug eine Linkskurve fährt (im Ge genuhrzeigersinn), wird die Beschleunigungshydraulikkupplung Ca durch die elektronische Steuereinheit 23 und den Hydraulik kreis 24 in ihren Eingriffszustand gebracht, um hierdurch den Planetenträger 22 der Planetengetriebevorrichtung P mit dem Gehäuse 17 zu koppeln. Infolgedessen wird die Drehzahl des Trägerelements 11 (somit die Drehzahl des Sonnenrads 19 mit der Zahnzahl Zf) mit einem Verhältnis von Ze/Zf relativ zu der Drehzahl der linken Ausgangswelle 9 _L erhöht (somit die Dreh zahl des Ringrads 18 mit der Zahnzahl Ze). Daher wird die Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR relativ zu der Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL gemäß folgendem Ausdruck erhöht:

Wie aus dem Vergleich der Ausdrücke (1) und (2) ersichtlich, läßt sich das Beschleunigungsverhältnis des linken Vorderrads W_FL zum rechten Vorderrad W_FR und das Beschleunigungsverhält nis des rechten Vorderrads W_FR zum linken Vorderrad W_FL ein ander angleichen, indem man das Verhältnis Ze/Zf der Zahnzahl Ze des Ringrads 18 zu der Zahnzahl Zf des Sonnenrads 19 der Planetengetriebevorrichtung P ein wenig größer als 2,0 fest legt.

Wenn die Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR relativ zu der Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL in obiger Weise erhöht wird, kann ein Teil des Drehmoments des linken Vorderrads, das während Kurvenfahrt des Fahrzeugs das Innenrad ist, zu dem rechten Vorderrad W_FR, das während Kurvenfahrt des Fahrzeugs das Außenrad ist, übertragen werden, wie in Fig. 3 mit dem schräg schraffierten Pfeil gezeigt. Auch in diesem Fall kann, wenn die Eingriffskraft der Beschleunigungshydraulikkupplung Ca zur Erhöhung der Drehzahl des Trägerelements angemessen eingestellt wird, die Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR relativ zu der Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL entspre chend dieser Drehzahlerhöhung des Trägerelements 11 erhöht werden. Somit kann jedes Drehmoment von dem linken Vorderrad W_FL, das während Kurvenfahrt des Fahrzeugs das Innenrad ist, zu dem rechten Vorderrad W_FR, das während Kurvenrad des Fahr zeugs das Außenrad ist, übertragen werden.

Es besteht die Möglichkeit, eine gewünschte Drehmomentvertei lung zwischen den linken und rechten Vorderrädern W_FL und W_FR während normaler Fahrt des Fahrzeugs einzurichten, indem man das Beschleunigungsverhältnis in den Bereich von 1,05 bis 1,20 setzt und die Eingriffskräfte der Verzögerungshydraulikkupp lung Cd und der Beschleunigungshydraulikkupplung Ca einstellt. Hierdurch ist es möglich, ein größeres Drehmoment zu dem Rad zu übertragen, das während Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Au ßenrad ist, als zu dem Rad, das während Kurvenfahrt des Fahr zeugs ein Innenrad ist, wenn das Fahrzeug mit mittlerer oder geringer Geschwindigkeit fährt, um hierdurch die Kurvengängig keit zu verbessern. Ferner ist es möglich, das zu dem Rad, das während Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Außenrad ist, übertrage ne Drehmoment zu reduzieren, wenn das Fahrzeug mit hoher Ge schwindigkeit fährt, im Vergleich zu dem Fall, wenn das Fahr zeug mit mittlerer oder geringer Geschwindigkeit fährt, um hierdurch die Fahrstabilität zu verbessern.

Bei dieser Ausführung ist es nicht erforderlich, eine drehende Welle außerhalb der Verzögerungshydraulikkupplung Cd und der Beschleunigungshydraulikkupplung Ca anzuordnen, und hierdurch läßt sich die Radialabmessung der Kraftübertragungsvorrichtung zugunsten kompakter Ausführung mindern.

Eine zweite Ausführung wird nun anhand Fig. 4 beschrieben.

Die zweite Ausführung unterscheidet sich von der ersten Aus führung bezüglich der Struktur einer Trägerelementverzöge rungseinrichtung DM und der Struktur einer Trägerelementbe schleunigungseinrichtung AM. Die anderen Anordnungen gleichen der ersten Ausführung.

Insbesondere dient die Trägerelementverzögerungseinrichtung DM mit einer Verzögerungshydraulikkupplung Cd zur Kupplung eines mit dem ersten Ritzel 13 kämmenden Hemmringrads 25 mit dem Gehäuse 17. Wenn während Kurvenfahrt des Fahrzeugs im Uhrzei gersinn die Drehung des Hemmringrads 25 durch die Verzöge rungshydraulikkupplung Cd angehalten oder reduziert wird, vollziehen die an dem Trägerelement 11 gehaltenen ersten und zweiten Ritzel 13 und 14 ihre Planetenbewegungen, wodurch die Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL relativ zu der Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR erhöht wird. Demzufolge wird ein Teil des Drehmoments des rechten Vorderrads W_FR, das während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Innenrad ist, zu dem linken Vorderrad W_FL, das während Kurvenfahrt ein Außenrad ist, über tragen. Statt des Eingriffs mit dem ersten Ritzel 13 kann al ternativ das Hemmringrad 25 mit dem zweiten Ritzel 14 kämmen.

Andererseits umfaßt die Trägerelementbeschleunigungseinrich tung AM eine Planetengetriebevorrichtung P und eine Beschleu nigungshydraulikkupplung Ca. Die Planetengetriebevorrichtung P umfaßt ein Ringrad 18, ein Sonnenrad 19, einen Planetenträger 22 und ein Planetenrad 26. Das Ringrad 18 ist an dem Träger element 11 einstückig ausgebildet, und das Sonnenrad 19 ist durch die Beschleunigungshydraulikkupplung Ca mit dem Gehäuse 17 koppelbar. Der Planetenträger 22 ist mit der linken Aus gangswelle 9 _L gekoppelt.

Wenn während Kurvenfahrt des Fahrzeugs im Gegenuhrzeigersinn die Drehung des Sonnenrads 19 durch die Beschleunigungshydrau likkupplung Ca angehalten oder begrenzt wird, wird die Drehung der linken Ausgangswelle 9 _L zu dem Trägerelement 11 übertra gen, wobei sie durch den Planetenträger 22, das Planetenrad 26 und das Ringrad 18 erhöht wird. Hierdurch wird die Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR relativ zu der Drehzahl N_L des lin ken Vorderrads W_FL erhöht. Somit wird ein Teil des Drehmoments des linken Vorderrads W_FL, das während Kurvenfahrt des Fahr zeugs das Innenrad ist, zu dem rechten Vorderrad W_FR, das wäh rend Kurvenfahrt das Außenrad ist, übertragen.

Auch in der zweiten Ausführung kann man die drehende Welle von außerhalb der Verzögerungshydraulikkupplung Cd und der Be schleunigungshydraulikkupplung Ca weglassen, um hierdurch die Kraftübertragungsvorrichtung für das Fahrzeug kompakter zu machen.

Eine dritte Ausführung wird nun anhand der Fig. 5 bis 8 be schrieben.

Zu Fig. 5. Ein Trägerelement 11 ist um einen Außenumfang einer linken Ausgangswelle 9 _L herum gehaltert und umfaßt vier Rit zelwellen 12, die in Umfangsrichtung mit 90°-Abständen ange ordnet sind. An jeder der Ritzelwellen 12 ist ein Dreifachrit zelelement 16 drehend gehalten, an dem einstückig bzw. zu ei ner Einheit verbundene erste, zweite und dritte Ritzel 13, 14 und 15 gebildet sind. In der Ausführung ist die Anzahl N der Dreifachritzelelemente 16 vier, ist jedoch nicht auf vier be grenzt und kann jede Zahl von zwei oder mehr betragen (N = 2, 3, 4, 5, 6 . . . .).

Ein erstes Sonnenrad 17 ist um den Außenumfang der linken Aus gangswelle 9 _L oder drehenden Welle herum drehend gehalten und kämmt mit dem ersten Ritzel 13. Das erste Sonnenrad 17 ist mit dem Planetenträger 8 des Differentials D verbunden. Ein zwei tes Sonnenrad 18 ist an dem Außenumfang der linken Ausgangs welle oder drehenden Welle 9 _L fest und kämmt mit dem zweiten Ritzel 14. Ferner ist ein drittes Sonnenrad 19 um den Außen umfang der linken Ausgangswelle 9 _L herum drehend gehalten und kämmt mit dem dritten Ritzel 15.

Die Zahnzahlen der ersten, zweiten und dritten Ritzel 13, 14 und 15 und der ersten, zweiten und dritten Sonnenräder 17, 18 und 19 der Ausführung sind wie folgt:

Zahnzahl Z₂ des ersten Ritzels 13 = 17
Zahnzahl Z₄ des zweiten Ritzels 14 = 17
Zahnzahl Z₆ des dritten Ritzels 15 = 34
Zahnzahl Z₁ des ersten Sonnenrads 17 = 32
Zahnzahl Z₃ des zweiten Sonnenrads 18 = 28
Zahnzahl Z₅ des dritten Sonnenrads 19 = 32.

Wenn die Baugruppen des ersten Ritzels 13 und des hiermit käm menden ersten Sonnenrads 17 angeglichen sind, die Baugruppen des zweiten Ritzels 14 und des damit kämmenden zweiten Sonnen rads 18 angeglichen sind und die Baugruppen des dritten Rit zels 15 und des damit kämmenden dritten Sonnenrads 19 angegli chen sind, brauchen die Baugruppen der ersten, zweiten und dritten Ritzel 13, 14 und 15 und der ersten, zweiten und drit ten Sonnenräder 17, 18 und 19 nicht angeglichen sein.

Wie in Fig. 6A, 6B und 6C zu sehen, sind die Zahnzahlen der ersten, zweiten und dritten Ritzel 13, 14 und 15 so festge legt, daß sie jede von M, 2M, 3M, 4M, 5M . . . . sein können, wobei M eine minimale Zahnzahl jedes dieser Ritzel bezeichnet. In der Ausführung ist die minimale Zahnzahl M so gesetzt, daß sie für jede der ersten und zweiten Ritzel 13 und 14 M = 17 beträgt und für das dritte Ritzel 15 2M = 34 beträgt.

Durch Setzen der Zahnzahlen der ersten, zweiten und dritten Ritzel 13, 14 und 15 in obiger Weise können die Phasen der Zähne der ersten, zweiten und dritten Ritzel 13, 14 und 15 in Umfangsrichtung genau eingestellt werden, wenn bei der Montage des Dreifachritzelelements 16 die ersten, zweiten und dritten Sonnenräder 17, 18 und 19 mit den ersten, zweiten und dritten Sonnenrädern 17, 18 und 19 kämmen. Man braucht das Dreifach ritzelelement 16 in Drehrichtung nicht Positionieren, was zu einer wesentlich vereinfachten Montage führt.

Die Zahnzahlen der ersten, zweiten und dritten Sonnenräder 17, 18 und 19 sind so festgelegt, daß sie irgendein Mehrfaches von N betragen können, nämlich N, 2N, 3N, 4N, 5N . . . ., auf Basis der Zahl N des Dreifachritzelelements 16. In dieser Ausführung ist N = 4, und die Zahnzahl jeder der ersten und dritten Son nenräder 17 und 19 beträgt 8N = 32, während die Zahnzahl des zweiten Sonnenrads 18 7N = 28 beträgt.

Durch Setzen der Zahnzahlen der ersten, zweiten und dritten Sonnenräder in obiger Weise können die Phasen der Zähne der ersten, zweiten und dritten Sonnenräder 17, 18 und 19 in vier in Umfangsrichtung mit 90°-Abstand angeordneten Stellen der ersten, zweiten und dritten Sonnenräder 17, 18 und 19 passend angeordnet werden, d. h. an Stellen, an denen die vier Drei fachritzelelemente 16 kämmen. Infolgedessen erübrigt sich die Herstellung einer Mehrzahl von Typen von Dreifachritzelelemen ten 16 mit unterschiedlichen Phasen der Zähne der ersten, zweiten und dritten Ritzel 13, 14 und 15, und hierdurch ist es möglich, das gleiche Element für die vier Dreifachritzelele mente 16 zu verwenden, um die Herstellungskosten zu senken.

Das erste Sonnenrad 17 und der Planetenträger 8 bilden eine erste Verbindungseinrichtung zum Verbinden des ersten Ritzels 13 mit der rechten Ausgangswelle 9 _R, und das zweite Sonnenrad 18 bildet eine zweite Verbindungseinrichtung zum Verbinden des zweiten Ritzels 14 mit der linken Ausgangswelle 9 _L.

Das dritte Sonnenrad 19 ist mit einem Gehäuse 20 als Festele ment durch die Beschleunigungskupplung Ca koppelbar. Das drit te Sonnenrad 19 und die Beschleunigungskupplung Ca bilden eine dritte Verbindungseinrichtung und dienen zur Erhöhung der Drehzahl des Trägerelements 11 durch Eingriff der Be schleunigungskupplung Ca.

Das Trägerelement 11 ist mit dem Gehäuse 20 durch die Verzöge rungskupplung Cd koppelbar. Die Verzögerungskupplung Cd bildet eine vierte Verbindungseinrichtung und dient zur Erhöhung der Drehzahl des Trägerelements 11 durch Eingriff.

Die Verzögerungshydraulikkupplung Cd und die Beschleunigungs hydraulikkupplung Ca werden durch den Hydraulikkreis 24 von der elektronischen Steuereinheit 23 gesteuert, der eine Fahr zeuggeschwindigkeit V und ein Lenkwinkel Θ zugeführt werden.

Der Betrieb der dritten Ausführung wird nachfolgend beschrie ben.

Bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs befinden sich sowohl die Ver zögerungshydraulikkupplung Cd, als auch die Beschleunigungs hydraulikkupplung Ca in ihren Nichteingriffszuständen. Dies bewirkt ein Lösen der Hemmung des Trägerelements 11 und des dritten Sonnenrads 19, so daß die linken und rechten Achsen 9 _L und 9 _R, der Planetenträger 8 des Differentials D und das Trä gerelement 11 alle gemeinsam gedreht werden. Hierbei wird das Drehmoment des Motors E durch das Differential D gleichmäßig auf die linken und rechten Vorderräder W_FL und W_FR übertragen, wie in Fig. 5 mit dem schräg schraffierten Pfeil gezeigt.

Bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs im Uhrzeigersinn wird die Ver zögerungshydraulikkupplung Cd durch die elektronische Steuer einheit 23 und den Hydraulikkreis 24 in ihren Eingriffszustand gebracht, wie in Fig. 7 gezeigt, um hierdurch das Trägerele ment 11 mit dem Gehäuse 20 zu koppeln, um das Trägerelement 11 anzuhalten. Hierbei wird die mit dem linken Vorderrad W_FL drehfeste linke Ausgangswelle 9 _L mit der mit dem rechten Vor derrad W_FR drehfesten rechten Ausgangswelle 9 _R verbunden (und somit dem Planetenträger 9 des Differentials D), und zwar durch das zweite Sonnenrad 18, das zweite Ritzel 14, das erste Ritzel 13 und das erste Sonnenrad 17, und hierdurch wird die Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL relativ zur Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR gemäß folgendem Ausdruck erhöht:

Wenn die Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL relativ zur Drehzahl des rechten Vorderrads W_FR in obiger Weise erhöht wird, kann ein Teil des Drehmoments des rechten Vorderrads W_FR, das während der Kurvenfahrt des Fahrzeugs das Innenrad ist, zu dem linken Vorderrad W_FL, das während der Kurvenfahrt das Außenrad ist, übertragen werden, wie in Fig. 7 mit dem schräg schraffierten Pfeil gezeigt.

Wenn die Drehzahl des Trägerelements 11 reduziert wird, indem man anstelle des Anhaltens des Trägerelements 11 durch die Verzögerungshydraulikkupplung Cd die Eingriffskraft des Trä gerelements 11 angemessen einstellt, kann die Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL relativ zur Drehzahl N_R des rechten Vor derrads W_FR entsprechend dieser Minderung der Drehzahl des Trägerelements 11 erhöht werden. Hierdurch kann jedem Drehmoment von dem rechten Vorderrad W_FR, das während Kurven fahrt das Innenrad ist, zu dem linken Vorderrad W_FL, das wäh rend Kurvenfahrt das Außenrad ist, übertragen werden.

Wenn andererseits das Fahrzeug im Gegenuhrzeigersinn um die Kurve fährt, wird die Beschleunigungshydraulikkupplung Ca durch die elektronische Steuereinheit 23 und die Hydraulik kupplung 24 in den Eingriffszustand gebracht, wie in Fig. 8 gezeigt, wobei das dritte Ritzel 15 mit dem Gehäuse 20 durch das dritte Sonnenrad 19 gekoppelt ist. Infolgedessen wird die Drehzahl des Trägerelements 11 relativ zur Drehzahl der linken Ausgangswelle 9 _L erhöht, und die Drehzahl N_R des rechten Vor derrads W_FR wird relativ zur Drehzahl des linken Vorderrads W_FL erhöht, und zwar gemäß folgendem Ausdruck:

Wenn die Drehzahl N_R des rechten Vorderrads W_FR relativ zur Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL in obiger Weise erhöht wird, kann ein Teil des Drehmoments des linken Vorderrads W_FL, das während Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Innenrad ist, zu dem rechten Vorderrad W_FR, das während Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Außenrad ist, übertragen werden, wie in Fig. 8 mit dem schräg schraffierten Pfeil gezeigt. Wenn die Drehzahl des Trä gerelements 11 durch angemessenes Einstellen der Eingriffs kraft der Beschleunigungshydraulikkupplung Ca erhöht wird, kann auch in diesem Fall die Drehzahl N_R des rechten Vorder rads W_FR relativ zur Drehzahl N_L des linken Vorderrads W_FL gemäß diesem Anstieg der Drehzahl des Trägerelements 11 erhöht werden, und somit kann jedes Drehmoment von dem linken Vorder rad, das während Kurvenfahrt das Innenrad ist, zu dem rechten Vorderrad W_FR, das während Kurvenfahrt das Außenrad ist, über tragen werden.

Wie aus dem Vergleich der Ausdrücke (3) und (4) ersichtlich, kann das Beschleunigungsverhältnis (etwa 1,143) des linken Vorderrads W_FL zum rechten Vorderrad W_FR und das Beschleuni gungsverhältnis (etwa 1,167) des rechten Vorderrads W_FR zum linken Vorderrad W_FL einander im wesentlichen angeglichen wer den, indem man die Zahnzahl jedes der ersten, zweiten und dritten Ritzel 13, 14 und 15 und der ersten, zweiten und drit ten Sonnenräder 17, 18 und 19 in oben beschriebener Weise festlegt.

Wenn die durch die Ausdrücke (3) und (4) dargestellten Be schleunigungsverhältnisse in den Bereich von 1,05 bis 1,20 gesetzt werden, und zwar zusätzlich zum Setzen der Zahnzahl jeder der ersten, zweiten und dritten Ritzel 13, 14 und 15 und der ersten, zweiten und dritten Sonnenräder 17, 18 und 19, um den oben beschriebenen Bedingungen zu genügen, ist es möglich, eine erwünschte Drehmomentverteilung zwischen den linken und rechten Vorderrädern W_FL und W_FR unter gewöhnlichen Fahrzu ständen des Fahrzeugs zu erzielen, indem man die Eingriffs kräfte der Verzögerungshydraulikkupplung Cd und der Beschleu nigungshydraulikkupplung Ca einstellt. Wenn nämlich das Fahr zeug mit mittlerer oder geringer Geschwindigkeit fährt, kann ein größeres Drehmoment zu dem Rad übertragen werden, das wäh rend der Kurvenfahrt des Fahrzeugs ein Außenrad ist, als zu dem Rad, das während Kurvenfahrt das Innenrad ist, um hier durch die Kurvengängigkeit zu verbessern. Ferner, wenn das Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit fährt, kann das zu demjeni gen Rad, das während der Kurvenfahrt das Außenrad ist, über tragene Drehmoment reduziert werden, im Vergleich zu dem Fall, in dem das Fahrzeug mit der mittleren oder geringen Geschwin digkeit fährt, um hierdurch die Fahrstabilität zu verbessern.

In dieser Ausführung ist die Planetengetriebevorrichtung zur Erhöhung der Drehzahlen des Trägerelements 11 nicht erforder lich, und die Funktion der Planetengetriebevorrichtung kann durch nur zwei Elemente übernommen werden: das dritte Ritzel 15 und das dritte Sonnenrad 19, um hierdurch die Anzahl der Teile, die Größe des Systems und die Herstellungskosten zu senken.

Die Kraftübertragungsvorrichtung für das Fahrzeug ist nicht zur Verwendung zur Übertragung des Drehmoments zwischen den linken und rechten Antriebsrädern beschränkt, sondern ist auch zur Drehmomentübertragung zwischen vorderen und hinteren An triebsrädern in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb verwendbar, sowie zur Übertragung des Drehmoments zwischen Folgerrädern oder nicht angetriebenen Rädern. Zusätzlich können die Verzö gerungshydraulikkupplung Cd und die Beschleunigungshydraulik kupplung Ca durch eine elektromagnetische Kupplung oder eine Fluidkupplung ersetzt werden. Obwohl die Verzögerungshydrau likkupplung Cd am rechten Ende des Trägerelements 11 der drit ten Ausführung angeordnet ist, kann sie auch am linken Ende des Trägerelements 11 angeordnet sein.

Wesentlich für die Erfindung ist folgendes:
Ein Ringrad 4 eines Differentials D ist mit einem Motor E ver bunden, und ein Sonnenrad 5 und ein Planetenträger 8 sind mit linken und rechten Ausgangswellen 9 _L, 9 _R des Differentials D verbunden. Ein erstes Ritzel 13 und ein zweites Ritzel 14 sind einstückig ausgebildet, haben unterschiedliche Wälzkreisradii und sind an einem Trägerelement 11 drehend gehalten, das auf die linke Ausgangswelle 9 _L drehend aufgesetzt ist. Das erste Ritzel 13 ist mit der rechten Ausgangswelle 9 _R verbunden, wäh rend das zweite Ritzel 14 mit der linken Ausgangswelle 9 _L ver bunden ist. Wenn während Kurvenfahrt eines Fahrzeugs im Uhr zeigersinn eine Hydraulikkupplung Cd in einen Eingriffszustand gebracht wird, wird das Trägerelement 11 verzögert, um ein linkes Vorderrad W_FL zu beschleunigen, und es wird ein Dreh moment zu dem linken Vorderrad W_FL übertragen. Wenn während Kurvenfahrt des Fahrzeugs im Gegenuhrzeigersinn eine Hydrau likkupplung Ca in einen Eingriffszustand gebracht wird, wird das Trägerelement 11 beschleunigt, um ein rechtes Vorderrad W_FR zu beschleunigen, und es wird ein Drehmoment zu dem rechten Vorderrad W_FR übertragen.

Claims

1. Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug, umfassend: eine Drehmomentübertragungseinrichtung (T), die zwischen zwei drehenden Wellen (9 _L, 9 _R) angebracht ist und Drehmoment zwischen den zwei drehenden Wellen (9 _L, 9 _R) übertragen kann, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (T) umfaßt: ein Trägerelement (11), das zur Drehung um eine (9 _L) der drehenden Wellen (9 _L, 9 _R) drehend gehalten ist, erste und zweite Ritzel (13, 14), die mit unterschiedli chen Wälzkreisradii einstückig ausgebildet sind und an dem Trägerelement (11) drehend gehalten sind, eine Ver bindungseinrichtung (16; 8, 15) zum Verbinden der ersten bzw. zweiten Ritzel (13, 14) mit den drehenden Wellen (9 _L, 9 _R), eine Trägerelementbeschleunigungseinrichtung (P, Ca; AM) zum Beschleunigen des Trägerelements (11) und eine Trägerelementverzögerungseinrichtung (Cd; DM) zum Verzögern des Trägerelements (11).

2. Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelementbeschleuni gungseinrichtung (P, Ca; AM) eine Planetengetriebevor richtung (P) und eine Beschleunigungskupplung (Ca) um faßt, und wobei die Planetengetriebevorrichtung (P) drei Elemente aufweist, nämlich ein Sonnenrad (19), ein Rin grad (18) und einen Planetenträger (22), und wobei ein erstes (18) der drei Elemente mit der einen (9 _L) der dre henden Wellen und ein zweites (19) der drei Elemente mit dem Trägerelement (11) verbunden ist, und wobei die Be schleunigungskupplung (Ca) ein drittes (22) der drei Ele mente mit einem Festelement (17) verbindet.

3. Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelementver zögerungseinrichtung (Cd; DM) eine Verzögerungskupplung (Cd) zum Verbinden des Trägerelements (11) mit dem Fest element (17) aufweist.

4. Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelement verzögerungseinrichtung (Cd; DM) eine Verzögerungskupplung (Cd) zum Verbinden eines mit dem ersten Ritzel (13) oder dem zweiten Ritzel (14) kämmenden Hemmringrads (25) mit einem Festelement (17) aufweist. (Fig. 4, 2. Ausführung)

5. Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug mit einer Dreh momentübertragungseinrichtung (T), die zwischen zwei dre henden Wellen (9 _L, 9 _R) angebracht ist und Drehmoment zwi schen den zwei drehenden Wellen (9 _L, 9 _R) übertragen kann, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung (T) umfaßt:
ein Trägerelement (11), das zur Drehung um eine (9 _L) der drehenden Wellen drehend gehalten ist; eine Mehrzahl von Dreifachritzelelementen (16), die an dem Trägerelement (11) drehend gehalten sind und jeweils erste, zweite und dritte Ritzel (13, 14, 15) aufweisen, die relativ zuein ander nicht drehbar sind und unterschiedliche Wälzkreise aufweisen; eine erste Verbindungseinrichtung (17, 8) zum Verbinden des ersten (13) der Ritzel mit der anderen (9 _R) der drehenden Wellen; eine zweite Verbindungseinrichtung (18) zum Verbinden des zweiten (14) der Ritzel mit der einen (9 _L) der drehenden Wellen; eine dritte Verbindungs einrichtung (19, Ca) zum Verbinden des dritten (15) der Ritzel mit einem Festelement (20); und eine vierte Ver bindungseinrichtung (Cd) zum Verbinden des Trägerelements (11) mit dem Festelement (20). (Fig. 5, 3. Ausführung)

6. Kraftübertragungssystem für ein Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl N der Dreifachrit zelelemente (16), die einstückig ausgebildet sind und mit gleichem Abstand am Umfang des Trägerelements (11) ange ordnet sind, eine von (N = 2, 3, 4, 5, 6 . . . ) beträgt, die Zahnzahl jeder der ersten, zweiten und dritten Ritzel (13, 14, 15) eine von M, 2M, 3M, 4M, 5M . . . beträgt, wo bei M eine minimale Zahnzahl jedes der ersten, zweiten und dritten Ritzel (13, 14, 15) ist, und die Zahnzahl jeweils eines mit dem ersten (13) der Ritzel kämmenden ersten Sonnenrads (17) der ersten Verbindungseinrichtung (17, 8), eines mit dem zweiten (14) der Ritzel kämmenden zweiten Sonnenrads (18) der zweiten Verbindungseinrich tung (18) und eines mit dem dritten (15) der Ritzel käm menden dritten Sonnenrads (19) der dritten Verbindungs einrichtung (19) eine von 2N, 3N, 4N, 5N, 6N . . . . be trägt.