DE19842808A1 - Kupplungsvorrichtung zwischen linkem und rechtem Rad eines Fahrzeugs - Google Patents

Kupplungsvorrichtung zwischen linkem und rechtem Rad eines Fahrzeugs

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DE19842808A1
DE19842808A1 DE19842808A DE19842808A DE19842808A1 DE 19842808 A1 DE19842808 A1 DE 19842808A1 DE 19842808 A DE19842808 A DE 19842808A DE 19842808 A DE19842808 A DE 19842808A DE 19842808 A1 DE19842808 A1 DE 19842808A1
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wheels
torque
coupling device
vehicle
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DE19842808A
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English (en)
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Kentaro Arai
Tetsuro Hamada
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Technisches Fachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung, welche zwischen einem linken und einem rechten Rad eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, vorzusehen ist, insbesondere zwischen freilaufenden Rädern, welche nicht von einem Motor angetrieben sind.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine derartige Kupplungsvorrichtung ist bislang aus der japanischen offengelegten ungeprüften Patentanmeldung Nr. 79348/1997 bekannt, welche umfaßt: einen Elektromotor und einen Schaltmechanismus, welcher zwischen den folgenden beiden Zuständen umgeschaltet werden kann, nämlich zwischen einem Zustand, in welchem das Starten eines Fahrzeugs unterstützt wird durch Übertragen eines Drehmoments von dem Elektromotor zu dem linken und dem rechten Rad in derselben Drehrichtung, und einem Zustand, in welchem eine Kurvenfahrt des Fahrzeugs unterstützt wird durch Übertragen eines Drehmoments von dem Elektromotor zu einem linken oder rechten Rad, um das eine Rad relativ zu dem anderen Rad zu beschleunigen.
Beim Startvorgang oder bei der Kurvenfahrt des Fahrzeugs ist es wünschenswert, einen Betriebszustand der Kupplungsvorrichtung anzuzeigen, um einen Fahrer des Fahrzeugs zu informieren, ob eine Startunterstützung (/-hilfe) oder eine Kurvenfahrtunterstützung (/-hilfe) durchgeführt wird oder nicht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplungsvorrichtung zwischen dem linken und dem rechten Rad bereitzustellen, welche diesem Erfordernis genügt.
ABRISS DER ERFINDUNG
Um die oben genannte Aufgabe zu erfüllen, ist erfindungsgemäß eine zwischen dem linken und dem rechten Rad eines Fahrzeugs anzuordnende Kupplungsvorrichtung vorgesehen, umfassend: einen Elektromotor und einen Schaltmechanismus, welcher umschaltbar ist zwischen einem Zustand, in welchem vom Elektromotor ein Drehmoment in derselben Drehrichtung zu dem linken und zu dem rechten Rad übertragen wird, um dadurch eine Starthilfe-Steuerung/-Regelung des Fahrzeugs zu erzielen, und einem Zustand, in welchem von dem Elektromotor ein Drehmoment zu dem linken oder zu dem rechten Rad übertragen wird, um dieses eine Rad relativ zum anderen Rad zu beschleunigen, um dadurch eine Kurvenfahrt- Steuerung/-Regelung des Fahrzeugs zu erzielen; wobei die Kupplungsvorrichtung ferner umfaßt: ein Anzeigemittel zum Anzeigen von Betriebszuständen der Kupplungsvorrichtung auf Grundlage eines elektrischen Stromwerts des Elektromotors und eines Schaltzustandes des Schaltmechanismus.
Bei dem Elektromotor wird das Drehmoment proportional zur Größe des elektrischen Stromwertes größer. Deshalb ist dann, wenn die Größe des elektrischen Stromwertes bekannt ist, die Größe des vom Elektromotor auf das Rad zu übertragenden Drehmoments ebenfalls bekannt. Ferner ist aus den Schaltzuständen des Schaltmechanismus ersichtlich, ob die Starthilfe- Steuerung/-Regelung und Kurvenfahrthilfe-Steuerung/-Regelung ausgeführt wird. Deshalb wird es dann möglich, wenn die Betriebszustände der Kupplungsvorrichtung auf Grundlage des Werts des elektrischen Stroms des Elektromotors und des Schaltzustandes des Schaltmechanismus angezeigt werden, den Zustand der Starthilfe-Steuerung/-Regelung und der Kurvenfahrthilfe-Steuerung/-Regelung zu erkennen. Der Fahrzeugwert wird dadurch gesteigert. Ferner kann aus den angezeigten Inhalten des Anzeigemittels ein Auftreten von Problemen einfach bestimmt werden.
Ferner kann bei einer zwischen dem linken und dem rechten Rad eines Fahrzeugs vorzusehenden Kupplungsvorrichtung vorgesehen sein, daß diese ein Paar linker und rechter Elektromotoren besitzt und daß in dieser eine Starthilfe-Steuerung/-Regelung durch Übertragen eines Drehmoments in derselben Drehrichtung von jedem der Elektromotoren zu dem entsprechenden linken und rechten Rad ausgeführt wird und daß in dieser eine Kurvenfahrthilfe-Steuerung/-Regelung durch Übertragen eines Drehmoments in einer normalen Drehrichtung von einem der linken und rechten Elektromotoren zu einem entsprechenden linken bzw. rechten Rad und durch Übertragen eines Drehmoments in Rückwärtsdrehrichtung von dem anderen der Elektromotoren zu dem anderen des linken und rechten Rades ausgeführt wird. Bei dieser Kupplungsvorrichtung ist aus den Drehrichtungen der Elektromotoren erkennbar, ob die Starthilfe-Steuerung/- Regelung oder die Kurvenfahrthilfe-Steuerung/-Regelung ausgeführt wird. Somit können die Betriebszustände der Kupplungsvorrichtung durch Anzeigemittel zum Anzeigen der Betriebszustände der Kupplungsvorrichtung auf Grundlage der Werte des elektrischen Stroms und der Drehrichtungen der Elektromotoren angezeigt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, welche ein Verwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung zeigt;
Fig. 2 ist eine Prinzipdarstellung, welche die Anordnung eines wichtigen Teils eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung zeigt;
Fig. 3 ist eine Vorderansicht, welche ein Ausführungsbeispiel eines Anzeigemittels zeigt; und
Fig. 4 ist eine Prinzipdarstellung, welche die Anordnung eines wichtigen Teils eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug mit Frontantrieb, bei welchem das linke und das rechte Vorderrad 3L, 3R von einem Motor 1 über ein Getriebe 2 angetrieben werden. Jedes der Vorderräder 3L, 3R ist mit dem Getriebe 2 über jeweils eine Antriebswelle 4L, 4R gekoppelt, welche jeweils Gleichlaufgelenke 4a auf beiden Seiten der Antriebswelle aufweist. Eine Kupplungswelle 6L, 6R ist jeweils mit dem linken und dem rechten Hinterrad 5L, 5R, welche freilaufende Räder sind, verbunden, welche Kupplungswellen 6L, 6R jeweils Gleichlaufgelenke 6a auf beiden Seiten der Kupplungswelle aufweisen. Eine Kupplungsvorrichtung 7 ist zwischen den beiden Kupplungswellen 6L, 6R angeordnet.
Die Kupplungsvorrichtung 7 ist, wie in Fig. 2 gezeigt, mit einem Differentialgetriebe 8 und einem Elektromotor 9 versehen. Das Differentialgetriebe 8 umfaßt ein Differentialgetriebe vom Kegelradgetriebetyp, welches umfaßt: ein Differentialgetriebegehäuse 8a, welches drehbar ein Paar linker und rechter Seitenzahnräder 8b, 8c gebildet von Kegelrädern lagert, und welches ebenfalls drehbar ein Paar von Ritzeln 8d lagert, welche mit den beiden Seitenzahnrädern 8b, 8c in Eingriff stehen; und ein Ringrad 8e, welches am Differentialgetriebegehäuse 8a befestigt ist. Das Seitenzahnrad 8c auf der rechten Seite ist mit den Gleichlaufgelenken 6a an der Kupplungswelle 6R für das rechte Hinterrad 5R über ein erstes Kraftübertragungssystem 10 gekoppelt. Das Seitenzahnrad 8b auf der linken Seite ist mit den Gleichlaufgelenken 6a für das linke Hinterrad 5L über zweite und dritte Kraftübertragungssysteme 12, 13 gekoppelt, welche wahlweise durch eine Wahlvorrichtung eingesetzt werden können. Das Ringzahnrad 8e steht mit einem Zahnrad 9b an einer Ausgangswelle 9a des Elektromotors 9 in Eingriff. Der Elektromotor 9 enthält eingebaut ein Planetenuntersetzungsgetriebe. Der von einer Batterie BAT dem Elektromotor 9 zuzuführende elektrische Strom wird von einer Steuer-/Regeleinrichtung (elektronische Steuereinheit, ECU) 14 über eine Treiberschaltung 15 gesteuert/geregelt.
Das erste und das zweite Kraftübertragungssystem 10, 12 sind jeweils von einem Getriebezug gebildet, welcher ein Antriebszahnrad 10a, 12a und ein angetriebenes Zahnrad 10b, 12b umfaßt. Das Über-/Untersetzungsverhältnis der Kraftübertragungssysteme 10, 12 ist zueinander identisch. Das dritte Kraftübertragungssystem 13 ist von einem Getriebezug gebildet, welcher ein Antriebszahnrad 13a, ein zwischengeschaltetes Freilaufzahnrad 13b und ein angetriebenes Zahnrad 13c umfaßt. Sein Über-/Untersetzungsverhältnis ist auf ein Über-/Untersetzungsverhältnis festgelegt, welches entgegengesetzte Richtung, jedoch einen gleichen Absolutwert wie das Über-/Untersetzungsverhältnis des oben beschriebenen Kraftübertragungssystems 10 oder 12 besitzt.
Die Wahlvorrichtung 11 ist von einer Klauenkupplung mit einem axial bewegbaren Klauenelement 11a gebildet, welches an einer Getriebewelle des Seitenzahnrads 8b vorgesehen ist, so daß es zwischen den angetriebenen Zahnrädern 12a, 13a des zweiten und dritten Kraftübertragungssystems 12, 13 angeordnet ist. Durch Bewegen des beweglichen Klauenelements 11a über ein Solenoid 11b, welches von der Steuer-/Regeleinheit 14 gesteuert wird, um wahlweise mit einem der ortsfesten Klauenelemente 11b, 11c in Eingriff zu stehen, welche mit den Antriebszahnrädern 12a, 13a des Kraftübertragungssystems 12, 13 gekoppelt sind, werden die Antriebszahnräder 12a, 13a wahlweise mit dem Seitenzahnrad 8b gekoppelt.
Gemäß dieser Anordnung werden dann, wenn das Antriebszahnrad 12a mit dem Seitenzahnrad 8b durch die Wahlvorrichtung 11 gekoppelt ist, um dadurch das zweite Kraftübertragungssystem 12 einzusetzen, in der Drehrichtung zueinander gleiche Drehmomente vom Elektromotor 9 zum linken und zum rechten Hinterrad 5L, 5R jeweils über das erste und das zweite Kraftübertragungssystem 10, 12 übertragen. Wenn das Antriebszahnrad 13a mit dem Seitenzahnrad 8b über die Wahlvorrichtung 11 gekoppelt ist, um dadurch das dritte Kraftübertragungssystem 13 einzusetzen, werden in der Richtung zueinander entgegengesetzte Drehmomente vom Elektromotor 9 über das Differentialgetriebe 8 und jeweils über das erste und das dritte Kraftübertragungssystem 10, 13 auf das linke und das rechte Hinterrad 5L, 5R übertragen. Eines der linken und rechten Hinterräder wird somit relativ zum anderen der linken und rechten Hinterräder beschleunigt. Auf diese Weise wird ein Umschaltmechanismus gebildet, welcher zwischen den folgenden beiden Zuständen umgeschaltet werden kann, nämlich zwischen einem Zustand, in welchem Drehmomente vom Elektromotor 9 auf das linke und das rechte Rad 5L, 5R in derselben Drehrichtung übertragen werden, und einem Zustand, in welchem ein Drehmoment vom Elektromotor 9 auf eines der linken und rechten Räder 5L, 5R übertragen wird, um dieses eine Hinterrad relativ zum anderen Hinterrad zu beschleunigen.
Es kann auch die folgende Anordnung vorliegen. Die Antriebsräder 12a, 13a des zweiten und dritten Kraftübertragungssystems 12, 13 sind direkt mit dem Seitenzahnrad 8b gekoppelt und die angetriebenen Räder 12b, 13b der beiden Kraftübertragungssysteme 12, 13 werden wahlweise mit den Gleichlaufgelenken 6a über einen Wahlschalter gekoppelt. Ferner sind das zweite Kraftübertragungssystem 12 und das dritte Kraftübertragungssystem 13 jeweils mit einer Kupplung versehen, beispielsweise mit einer Klauenkupplung, einer elektromagnetischen Kupplung oder dgl. Diese Anordnung ist derart aufgebaut, daß bei Ineingriffbringen einer der Kupplungen das entsprechende Kraftübertragungssystem betrieben wird.
Allerdings ist das dargestellte Ausführungsbeispiel, in welchem eine gemeinsame Klauenkupplung verwendet wird, zur Vereinfachung der Kupplungsvorrichtung besser geeignet.
Der Steuer-/Regeleinheit 14 werden Signale der folgenden Sensoren eingegeben, und zwar der Radgeschwindigkeitssensoren 16L, 16R, welche die Geschwindigkeiten des linken und des rechten Vorderrads 3L, 3R erfassen, der Radgeschwindigkeitssensoren 17L, 17R, welche die Geschwindigkeiten des linken und rechten Hinterrads 5L, 5R erfassen, eines Bremsschalters 18, eines Beschleunigungsschalters 19, eines Neutralschalters 20, eines Lenkwinkelsensors 21 oder dgl. Die Steuer-/Regeleinheit 14 unterscheidet zwischen den Betriebszuständen des Fahrzeugs auf Grundlage dieser Signale und führt eine Starthilfe-Steuerung/- Regelung und eine Kurvenfahrthilfe-Steuerung/-Regelung aus, wann immer dies erforderlich ist.
Die Starthilfe-Steuerung/-Regelung wird auf einer glatten Straße, wie beispielsweise einer schneebedeckten Straße, ausgeführt. Genauer gesagt: Diese Steuerung/-Regelung wird ausgeführt, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind: Die Geschwindigkeiten der Hinterräder 5L, 5R liegen unter einem vorbestimmten Wert; der Unterschied der Geschwindigkeiten zwischen den Vorderrädern 3L, 3R und den Hinterrädern 5L, 5R liegt oberhalb eines vorbestimmten Werts; der Bremsschalter 18 ist ausgeschaltet; der Beschleunigungsschalter 19 ist eingeschaltet; und der Neutralschalter 20 ist ausgeschaltet (d. h. in einem nicht neutralen Zustand). Bei der Starthilfe-Steuerung/-Regelung steht das bewegliche Klauenelement 11a mit dem ortsfesten Klauenelement 11c des Antriebszahnrads 12a im zweiten Kraftübertragungssystem 12 in Eingriff, um dadurch das zweite Kraftübertragungssystem 12 einzusetzen. In diesem Zustand wird das Zahnrad 9b des Elektromotors 9 in der normalen Drehrichtung gedreht (bei einer Fahrt in Vorwärtsrichtung) oder in Rückwärtsdrehrichtung gedreht (bei einer Fahrt in Rückwärtsrichtung). Durch diese Vorgänge wird die Drehkraft gleichmäßig von dem Ritzel 8d des Differentialgetriebes 8 auf das linke und das rechte Seitenzahnrad 8b, 8c übertragen. Als ein Ergebnis werden das linke und das rechte Hinterrad 5L, 5R in derselben Drehrichtung über das erste und das zweite Kraftübertragungssystem 10, 12 gedreht, wodurch die Starthilfe durchgeführt wird.
Bei der Kurvenfahrthilfe-Steuerung/-Regelung, welche bei einer Kurvenfahrt nach dem Starten des Fahrzeugs ausgeführt wird, steht das bewegliche Klauenelement 11a mit dem ortsfesten Klauenelement 11c des Antriebszahnrads 13a des dritten Kraftübertragungssystems 13 in Eingriff, um dadurch das dritte Kraftübertragungssystem 13 einzusetzen. In diesem Zustand wird der Elektromotor 9 in der normalen Richtung oder in der Rückwärtsrichtung gedreht. Beispielsweise wird der Elektromotor 9 dann, wenn das Fahrzeug eine Kurve nach rechts fährt (oder nach rechts abbiegt), in der normalen Richtung gedreht, um dadurch das linke Hinterrad 5L, welches ein (kurven-) äußeres Rad ist, zu beschleunigen und ferner das rechte Hinterrad 5R, welches ein (kurven-) inneres Rad ist, zu verlangsamen. Als ein Ergebnis wird eine Antriebskraft dem linken Hinterrad 5L zugeführt, welches das äußere Rad ist, und eine Bremskraft wird dem rechten Hinterrad 5R zugeführt, welches das innere Rad ist. Somit tritt ein Giermoment bei der Kurvenfahrtrichtung nach rechts auf, wodurch eine Kurvenfahrthilfe erreicht wird. Andererseits wird der Elektromotor 9 dann, wenn das Fahrzeug eine Kurve nach links fährt, in der Rückwärtsrichtung gedreht, um das linke Hinterrad 5L, welches ein inneres Rad ist, zu verlangsamen, wodurch eine Bremskraft auf dieses aufgebracht wird. Ferner wird das rechte Hinterrad 5R, welches ein äußeres Rad ist, beschleunigt, um diesem eine Antriebskraft zuzuführen, wodurch eine Kurvenfahrtunterstützung erzielt wird.
Bei der Kupplungsvorrichtung 7 dieses, wie in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiels ist ein Detektor 23 zur Erfassung des elektrischen Stroms vorgesehen, welcher einen elektrischen Stromwert des von der Treiberschaltung 15 dem Elektromotor 9 zuzuführenden elektrischen Stroms erfaßt. Ein Signal, welches den elektrischen Stromwert anzeigt, wird der Steuer-/Regeleinheit 14 zugeführt. Ferner ist ein Anzeigemittel 24 mit der Steuer-/Regeleinheit 14 verbunden, welche die Betriebszustände der Kupplungsvorrichtung 7 auf Grundlage des elektrischen Stromwerts und der Schaltzustände des Schaltmechanismus anzeigt. Die Schaltzustände des Schaltmechanismus können daran unterschieden werden, welcher von dem zweiten und dem dritten Kraftübertragungs(-getriebe-)zug 12, 13 im Einsatz ist.
Das Anzeigemittel 24 ist, wie in Fig. 3 gezeigt, insgesamt mit drei Anzeigen 25M, 25L, 25R versehen, welche auf Echtzeitbasis die Größe eines Absolutwerts des elektrischen Stromwerts in der Mitte und auf deren linker und rechter Seite anzeigt. Jede der Anzeigen 25M, 25L, 25R besteht aus einer Mehrzahl (oder einer Kombination) von im wesentlichen winkeligen Lampen I. Die Größe des Absolutwerts des elektrischen Stromwerts wird durch die Anzahl der eingeschalteten Lampen I angezeigt.
Genauer gesagt zeigt die Anzeige 25M den Absolutwert des elektrischen Stromwerts des Elektromotors 9 an, wenn das zweite Kraftübertragungssystem 12 durch die Wahlvorrichtung 11 eingesetzt wird, um dadurch die Drehmomente derselben Drehrichtung vom Elektromotor 9 zu dem linken und dem rechten Hinterrad 5L, 5R zu übertragen, d. h. zu dem Zeitpunkt, wenn die Starthilfe-Steuerung/-Regelung ausgeführt wird. Jede der Anzeigen 25L, 25R zeigt die Größe des Absolutwerts des elektrischen Stromwerts des Elektromotors 9 an, wenn das dritte Kraftübertragungssystem 13 durch den Wahlschalter 11 eingesetzt wird, um in der Richtung zueinander entgegengesetzte Drehmomente vom Elektromotor 9 zum linken und rechten Hinterrad 5L, 5R zu übertragen, wodurch eines der Hinterräder relativ zum anderen beschleunigt wird, d. h. zu dem Zeitpunkt, zu welchem eine Kurvenfahrthilfe-Steuerung/-Regelung ausgeführt wird. Bei einer Kurvenfahrt nach rechts, wenn sich der Elektromotor 9 in Normalrichtung dreht, wird die Anzeige 25L aktiviert. Bei einer Kurvenfahrt nach links, wenn der Elektromotor 9 in Rückwärtsrichtung gedreht wird, wird die Anzeige 25R aktiviert.
Somit kann der Fahrer des Fahrzeugs Folgendes erkennen: Durch Aktivieren der Lampen I der Anzeige 25M ist erkennbar, daß die Starthilfe-Steuerung/- Regelung ausgeführt wird; durch Aktivieren der Lampen I der Anzeige 25L ist erkennbar, daß die Kurvenfahrtunterstützung nach rechts ausgeführt wird; und durch Aktivieren der Lampen I der Anzeige 25R ist erkennbar, daß die Kurvenfahrtunterstützung nach links ausgeführt wird. Anhand der Anzahl der aktivierten oder eingeschalteten Lampen I ist die Größe der auf das linke oder das rechte Hinterrad 5L, 5R zu übertragenden Drehmomente erkennbar. Auf diese Weise sind durch Anzeigen der Betriebszustände der Kupplungsvorrichtung auf Grundlage des elektrischen Stromwerts des Elektromotors 9 und des Schaltzustands des Schaltmechanismus die Zustände der Startunterstützung und der Kurvenfahrtunterstützung erkennbar. Der Fahrzeugwert wird dadurch gesteigert.
Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Kupplungsvorrichtung. Diese Kupplungsvorrichtung unterscheidet sich von der des ersten Ausführungsbeispiels dadurch, daß ein Paar von linken und rechten Differentialgetrieben 8L, 8R, ein Paar von Elektromotoren 9L, 9R und ein Bremsmittel 26 vorgesehen sind. Dieselben Bauteile wie im ersten Ausführungsbeispiel tragen dieselben Bezugszeichen und deren Beschreibung wurde nachfolgend weggelassen.
Jedes der Differentialgetriebe 8L, 8R ist ein Planetentyp-Differentialgetriebe, welches ein Sonnenrad 80a, ein Ringzahnrad 80b und einen Träger 80d umfaßt, der mit den beiden Zahnrädern 80a und 80b in Eingriff stehende Planetenräder 80c lagert. Die Elektromotoren 9L, 9R sind jeweils mit dem Sonnenrad 80a eines der Differentialgetriebe 8L, 8R über Untersetzungsgetriebezüge 10L, 10R gekoppelt. Der Träger 80d jedes der Differentialgetriebe 8L, 8R ist jeweils mit Gleichlaufgelenken 6a der Kupplungswellen 6L, 6R gekoppelt. Ferner sind die Ringzahnräder 80b der beiden Differentialgetriebe 8L, 8R über eine Zwischenwelle 80e miteinander gekoppelt. Jedes der Differentialgetriebe 8L, 8R kann auch ein Kegelradtyp- Differentialgetriebe sein, welches umfaßt: ein Differentialgetriebegehäuse, welches drehbar ein Paar linker und rechter von Kegelzahnrädern gebildete Seitenzahnräder lagert und welches ferner ein Ritzelpaar drehbar lagert, dessen Ritzel mit den beiden Seitenzahnrädern in Eingriff stehen; und ein Ringzahnrad, welches an dem Differentialgetriebegehäuse befestigt ist. Die Größe des elektrischen Stroms von jedem der Elektromotoren 9L, 9R wird, wie im ersten Ausführungsbeispiel, durch die Steuer-/Regeleinheit 14 jeweils über die Treiberschaltungen 15L, 15R gesteuert/geregelt.
Ein Bremsmittel 26 ist zum Hemmen (oder zur Einschränkung) der Drehung des Ringzahnrads 80b der beiden Differentialgetriebe 8L, 8R vorgesehen. Dieses Bremsmittel 26 ist von einem Klauenkupplungsmechanismus gebildet, welcher ein an einer Zwischenwelle 80e befestigtes ortsfestes Klauenelement 26a und ein bewegliches Klauenelement 26b umfaßt, welches daran gehindert wird, sich relativ zum Gehäuse der Kupplungsvorrichtung 7 zu drehen, und welches in der axialen Richtung vor und zurück bewegt werden kann. Das bewegliche Klauenelement 26b wird durch ein Solenoid 26c vor und zurück bewegt, welches Solenoid durch die Steuer-/Regeleinheit 14 gesteuert/geregelt wird. Es wird somit mit dem ortsfesten Klauenelement 26a in Eingriff gebracht bzw. außer Eingriff gebracht, um dadurch das Hemmen (oder Beschränken) und Freigeben des Ringzahnrads 80b durchzuführen.
Bei der Starthilfe-Steuerung/-Regelung der Kupplungsvorrichtung 7 mit dem oben beschriebenen Aufbau wird das Bremsmittel 26 eingeschaltet, um dadurch beide Differentialgetriebe 8L, 8R zu hemmen. Dann werden in diesem Zustand beide Elektromotoren 9L, 9R in derselben Richtung gedreht. In diesem Fall wirken die Ringzahnräder 80b als Reaktionskraftaufnahmeelemente. Die Träger 80d, 80d der beiden Differentialgetriebe 8L, 8R werden somit in derselben Richtung über die Sonnenräder 80a, 80a gedreht. Die Drehmomente werden auf das linke und auf das rechte Hinterrad 5L, 5R in derselben Richtung übertragen, wodurch eine Starthilfe-Steuerung/-Regelung durchgeführt wird.
Wenn das Fahrzeug gestartet wird, wird das Bremsmittel 26 ausgeschaltet, um dadurch die Hemmung des Ringzahnrades 80b aufzuheben. Bei der Kurvenfahrthilfe-Steuerung/-Regelung, welche bei einer nachfolgenden Kurvenfahrt durchzuführen ist, werden beide Elektromotoren 9L, 9R in zueinander entgegengesetzten Richtungen gedreht. Beispielsweise wird dann, wenn das Fahrzeug eine Kurve nach rechts fährt, der Elektromotor 9L auf der linken Seite in der normalen Richtung gedreht und der Elektromotor 9R auf der rechten Seite in der Rückwärtsrichtung gedreht. Dadurch wird das Sonnenzahnrad 80a des Differentialgetriebes 8L in der normalen Richtung gedreht und der Träger 80d desselben relativ zu dem Ringzahnrad 80b in der normalen Richtung gedreht. Das Sonnenzahnrad 80a des Differentialgetriebes 8R wird in der Rückwärtsrichtung gedreht und der Träger 80d desselben wird relativ zum Ringzahnrad 80b in der Rückwärtsrichtung gedreht. In diesem Fall wird eine Reaktionskraft in Rückwärtsdrehrichtung auf das Ringzahnrad 80b des Differentialgetriebes 8R übertragen, und es wird eine Reaktionskraft in normaler Drehrichtung auf das Ringzahnrad 80b des Differentialgetriebes 8L übertragen. Allerdings heben sich, da die beiden Ringzahnräder 80b, 80b miteinander gekoppelt sind, die beiden Reaktionskräfte gegenseitig auf oder kompensieren sich. Deshalb wird auf Grundlage der Drehgeschwindigkeit der beiden Ringzahnräder 80b, 80b der Träger 80d des Differentialgetriebes 8L, d. h. das linke Hinterrad 5L, beschleunigt und der Träger 80d des Differentialgetriebes 8R, d. h. das rechte Hinterrad 5R, verlangsamt. Als eine Folge wird eine Antriebskraft auf das linke Hinterrad 5L übertragen, welches ein äußeres Rad ist, und eine Bremskraft auf das rechte Hinterrad 5R übertragen, welches ein inneres Rad ist, wodurch ein Giermoment in der Richtung der Kurvenfahrt nach rechts auftritt. Somit wird eine Kurvenfahrtunterstützung durchgeführt. Wenn das Fahrzeug eine Kurve nach links fährt, wird der Elektromotor 9L auf der linken Seite in der Rückwärtsrichtung gedreht, um das linke Hinterrad 5L, welches ein inneres Rad ist, zu verlangsamen, und der Elektromotor 9R auf der rechten Seite wird in der normalen Richtung gedreht, um das rechte Hinterrad 5R, welches ein äußeres Rad ist, zu beschleunigen.
Bei der Kupplungsvorrichtung 7 des zweiten Ausführungsbeispiels wird die folgende Anordnung verwendet. Es werden elektrische Stromdetektoren 23L, 23R jeweils zwischen einem der Elektromotoren 9L, 9R und einer der Treiberschaltungen 15L, 15R zwischengeschaltet. Der jeweils durch einen der elektrischen Stromdetektoren 23L, 23R erfaßte elektrische Stromwert wird der Steuer-/Regeleinheit 14 zugeführt. Das Anzeigemittel 24, welches die Betriebszustände der Kupplungsvorrichtung 7 auf Grundlage des elektrischen Stromwerts und der Drehrichtung der Elektromotoren 9L, 9R anzeigt, ist mit der Steuer-/Regeleinheit 14 verbunden. Das Anzeigemittel 24 besitzt denselben Aufbau, wie das des oben beschriebenen (ersten) Ausführungsbeispiels, und ist insgesamt mit drei Anzeigen 25M, 25L, 25R versehen. Die Drehrichtung der Elektromotoren 9L, 9R kann beispielsweise anhand der Richtung des elektrischen Stroms erfaßt werden.
Die Anzeige 25M zeigt die Größe der Summe der Absolutwerte der elektrischen Stromwerte der beiden Elektromotoren 9L, 9R zu dem Zeitpunkt an, zu welchem sich jeder der Elektromotoren 9L, 9R in derselben Richtung dreht, um dadurch das Drehmoment in derselben Drehrichtung auf das linke und auf das rechte Hinterrad 5L, 5R zu übertragen, d. h. dann, wenn die Starthilfe-Steuerung/-Regelung durchgeführt wird. Die Anzeigen 25L, 25R zeigen die Größe der Summe der Absolutwerte der elektrischen Stromwerte der beiden Elektromotoren 9L, 9R zu dem Zeitpunkt an, zu welchem sich jeder der Elektromotoren 9L, 9R in zueinander entgegengesetzten Richtungen dreht, um dadurch das Drehmoment in entgegengesetzter Richtung zu übertragen, d. h. dann, wenn die Kurvenfahrthilfe-Steuerung/- Regelung ausgeführt wird. Die Größe der Absolutwerte wird bei einer Kurvenfahrt nach rechts von der Anzeige 25L angezeigt, wenn sich der Elektromotor 9L auf der linken Seite in Normalrichtung dreht, und wird bei einer Kurvenfahrt nach links von der Anzeige 25R angezeigt, wenn sich der Elektromotor 9R auf der rechten Seite in Normalrichtung dreht.
Deshalb kann, ähnlich wie im ersten Ausführungsbeispiel, durch Betrachten, welche Lampen I der Anzeigen 25M, 25L, 25R aktiviert sind, der Fahrer des Fahrzeugs erkennen, welche der Steuerungen/Regelungen der Starthilfe- Steuerung/-Regelung, der Kurvenfahrthilfe-Steuerung/-Regelung bei der Kurvenfahrt nach rechts und der Kurvenfahrthilfe-Steuerung/-Regelung bei der Kurvenfahrt nach links ausgeführt wird. Der Fahrer kann somit die Größe des zu übertragenden Drehmoments anhand des Leuchtzustands der Lampen I erkennen. Dadurch, daß der Fahrer die Betriebszustände der Kupplungsvorrichtung 7 erkennen kann, steigt der Wert des Fahrzeugs als kommerzielle Ware.
Bei dem oben beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel wird dann, wenn die Betriebszustände der Kupplungsvorrichtung 7 über das Anzeigemittel 24 angezeigt werden, erkannt, ob sich das Fahrzeug im Zustand der Starthilfe- Steuerung/-Regelung oder im Zustand der Kurvenfahrthilfe-Steuerung/- Regelung befindet, und zwar in Abhängigkeit davon, ob die Drehrichtung der Elektromotoren 9L, 9R dieselbe ist oder nicht. Bei dieser Kupplungsvorrichtung 7 umfaßt der Umschaltmechanismus die Differentialgetriebe 8L, 8R, die Zwischenwelle 80e, die linken und rechten Untersetzungsgetriebezüge 10L, 10R und das Bremsmittel 26, welcher Umschaltmechanismus zwischen den folgenden beiden Zuständen umschaltbar ist, d. h. zwischen einem Zustand, in welchem ein Drehmoment in derselben Drehrichtung auf das linke und auf das rechte Hinterrad 5L, 5R von den Elektromotoren 9L, 9R übertragen wird, um dadurch die Starthilfe- Steuerung/-Regelung auszuführen, und einem Zustand, in welchem ein Drehmoment zur Beschleunigung auf eines der linken und rechten Hinterräder übertragen wird und ein Bremsmoment auf das andere der Hinterräder übertragen wird, um dadurch die Kurvenfahrthilfe-Steuerung/- Regelung auszuführen. Es ist somit auch möglich, die Schaltzustände des Schaltmechanismus auf Grundlage des Anschaltens und des Ausschaltens des Bremsmittels 26 zu unterscheiden. Deshalb kann auch die folgende Anordnung verwendet werden. Es wird der elektrische Stromwert von beispielsweise dem linken Elektromotor 9L der linken und rechten Elektromotoren 9L, 9R erfaßt. Zum Zeitpunkt einer Starthilfe-Steuerung/- Regelung, bei welchem das Bremsmittel 26 eingeschaltet ist, leuchten die Lampen I der Anzeige 25M in Abhängigkeit von dem elektrischen Stromwert des Elektromotors 9L. Zum Zeitpunkt einer Kurvenfahrthilfe-Steuerung/- Regelung bei einer Kurvenfahrt nach rechts, bei welchem der Elektromotor 9L in der Normalrichtung dreht und das Bremsmittel 26 ausgeschaltet ist, leuchten die Lampen der Anzeige 25L in Abhängigkeit vom elektrischen Stromwert des Elektromotors 9L. Ferner leuchten zum Zeitpunkt einer Kurvenfahrthilfe-Steuerung/-Regelung bei einer Kurvenfahrt nach links, bei welchem der Elektromotor 9L in der Rückwärtsrichtung dreht und das Bremsmittel 26 ausgeschaltet ist, die Lampen der Anzeige 25R in Abhängigkeit von dem elektrischen Stromwert des Elektromotors 9L.
Wie vorstehend beschrieben, können erfindungsgemäß durch Anzeigen der Betriebszustände der Kupplungsvorrichtung die Zustände der Starthilfe- Steuerung/-Regelung und der Kurvenfahrthilfe-Steuerung/-Regelung erkannt werden. Deshalb ist der Wert des Fahrzeugs als kommerzielle Ware gesteigert. Ferner kann das Auftreten von Problemen am Fahrzeug einfach erkannt werden. Es ist leicht einzusehen, daß die oben beschriebene zwischen einem linken und einem rechten Rad eines Fahrzeugs vorzusehende Kupplungsvorrichtung alle vorstehend genannten Ziele erfüllt und ferner den Vorteil einer verbreiteten kommerziellen Einsetzbarkeit besitzt. Es ist selbstverständlich, daß die spezielle Form der vorstehend beschriebenen Erfindung lediglich repräsentativ sein soll, und daß bestimmte Modifikationen im Rahmen dieser Lehre für den Fachmann offensichtlich sind.
Eine Kupplungsvorrichtung 7, welche zwischen einem linken und einem rechten Rad 5L, 5R eines Fahrzeugs vorzusehen ist, weist einen Elektromotor 9 und einen Schaltmechanismus 11 auf, welcher umschaltbar ist zwischen einem Starthilfezustand, in welchem ein Drehmoment in derselben Drehrichtung von dem Elektromotor 9 auf das linke und auf das rechte Rad 5L, 5R übertragen wird, und einem Kurvenfahrthilfezustand, in welchem ein Drehmoment von dem Elektromotor 9 zur Beschleunigung auf eines der linken und rechten Räder 5L, 5R übertragen wird. Wenn der Schaltzustand des Schaltmechanismus 11 die Starthilfe-Steuerung/- Regelung vorsieht, leuchten die Lampen I der Mittenanzeige 25M einer Anzeigevorrichtung 24, wobei die Anzahl der leuchtenden Lampen dem elektrischen Stromwert des Elektromotors 9 entspricht. Wenn der Schaltzustand die Kurvenfahrthilfe-Steuerung/-Regelung vorsieht, leuchten die Lampen I der linken bzw. rechten Anzeige 25L, 25R entsprechend dem äußeren Rad, wobei die Anzahl der leuchtenden Lampen dem elektrischen Stromwert entspricht.

Claims (2)

1. Kupplungsvorrichtung (7), welche zwischen einem linken und einem rechten Rad (5L, 5R) eines Fahrzeugs vorzusehen ist, umfassend:
  • - einen Elektromotor (9); und
  • - einen Schaltmechanismus (11), welcher umschaltbar ist zwischen einem Zustand, in welchem ein Drehmoment in derselben Drehrichtung vom Elektromotor (9) auf das linke und auf das rechte Rad (5L, 5R) übertragen wird, um dadurch eine Starthilfe-Steuerung/-Regelung des Fahrzeugs auszuführen, und einem Zustand, in welchem ein Drehmoment von dem Elektromotor (9) auf eines der linken und rechten Räder (5L, 5R) übertragen wird, um das eine der Räder relativ zum anderen der Räder zu beschleunigen, um dadurch eine Kurvenfahrthilfe-Steuerung/-Regelung des Fahrzeugs auszuführen;
    wobei die Kupplungsvorrichtung (7) ferner umfaßt:
  • - ein Anzeigemittel (27) zum Anzeigen von Betriebszuständen der Kupplungsvorrichtung (7) auf Grundlage eines elektrischen Stromwerts des Elektromotors (9) und eines Schaltzustands des Schaltmechanismus (11).
2. Kupplungsvorrichtung (7), welche zwischen einem linken und einem rechten Rad (5L, 5R) eines Fahrzeugs anzuordnen ist,
wobei die Kupplungsvorrichtung (7) ein Paar linker und rechter Elektromotoren (9L, 9R) umfaßt,
wobei in der Kupplungsvorrichtung (7) eine Starthilfe-Steuerung/-Regelung durch Übertragen eines Drehmoments in derselben Drehrichtung von jedem der Elektromotoren (9L, 9R) auf das Entsprechende der linken und rechten Räder (5L, 5R) ausgeführt wird;
wobei ferner eine Kurvenfahrthilfe-Steuerung/-Regelung durch Übertragen eines Drehmoments in einer normalen Drehrichtung von einem der linken und rechten Elektromotoren (9L, 9R) auf ein Entsprechendes der linken und rechten Räder (5L, 5R) und durch Übertragen eines Drehmoments in einer Rückwärtsdrehrichtung von dem anderen der Elektromotoren (9L, 9R) auf das andere der Räder (5L, 5R) durchgeführt wird, und
wobei die Kupplungsvorrichtung ein Anzeigemittel (24) zum Anzeigen der Betriebszustände der Kupplungsvorrichtung (7) auf Grundlage der elektrischen Stromwerte und Drehrichtungen der Elektromotoren (9L, 9R) umfaßt.
DE19842808A 1997-09-18 1998-09-18 Kupplungsvorrichtung zwischen linkem und rechtem Rad eines Fahrzeugs Withdrawn DE19842808A1 (de)

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