DE3719681A1 - Hinterradantriebsfahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Hinterradan­ triebsfahrzeug des Typs, bei dem ein Paar von Vorderrädern Lenkräder sind und ein Paar von Hinterrädern Antriebsräder sind und bei dem ein Differentialgetriebe zwischen betref­ fenden Achsen der beiden Hinterräder vorgesehen ist.

Bisher ist bei diesem Typ von Fahrzeug bekannt, daß das Differentialgetriebe als ein solches mit Ausgleichssperre ausgebildet ist, die ein Ausgleichsbegrenzungsmittel ent­ hält, so daß wenn das Hinterrad auf einer Seite in einen Zustand mit geringem Reibungswiderstand, beispielsweise durch Schlamm oder dergl., versetzt wird, eine Herabsetzung der Antriebskraft auf das Hinterrad auf der anderen Seite begrenzt werden kann.

Ein Hinterradantriebsfahrzeug, dessen Differentialgetriebe als ein solches des Differentialsperrtyp ausgebildet ist, das ein Ausgleichsbegrenzungsmittel hat, kann, wenn es sich in Fahrt befindet, durch eine auf dieses einwirkende externe Kraft Fx (vergl. Fig. 1a), die durch Seitenwind, eine Une­ benheit der Straßenoberfläche oder dergl. verursacht wird, in seinem Geradeauslauf gestört werden, und das Fahrzeug neigt dazu, sich beispielsweise - wie angenommen - im Uhr­ zeigersinne - verursacht durch ein Moment Mx - um seinen Schwerpunkt zu drehen. Dabei wird das Hinterrad, das sich auf der Innenseite der Drehrichtung befindet, mit einem Differentialbegrenzungsdrehmoment F 1 beaufschlagt, und zwar infolge einer Differenz in der Drehgeschwindigkeit zwischen diesem Hinterrad und dem Hinterrad, das sich auf der Außen­ seite der Drehrichtung befindet, was durch die Wirkung des Ausgleichsbegrenzungsmittels hervorgerufen wird, so daß ein Moment M 1 eines Betrages derart, daß dieses Differentialbe­ grenzungsdrehmoment F 1 mit einem Abstand λ _R multipliziert wird, welcher von dem Schwerpunkt M bis zu einer Wirkungs­ linie der Antriebskraft des Hinterrades auf der Innenseite gemessen wird, entgegen dem Uhrzeigersinne um den Schwer­ punkt M des Fahrzeugs herum ausgeübt wird. Dementsprechend wirkt dieses Moment M 1 derart, daß es das Moment Mx aufhebt, welches durch die externe Kraft Fx verursacht wird, durch die das Fahrzeug im Uhrzeigersinne gedreht werden könnte, so daß ein Vorteil dahingehend erzielt wird, dar die Stabilität des Geradeauslaufs des Fahrzeugs entgegen der externen Stö­ rung verbessert werden kann. In diesem Fall kann die Stabi­ lität des Geradeauslaufs um so größer gemacht werden, je größer das Differentialbegrenzungsdrehmoment ist, das durch das Ausgleichsbegrenzungsmittel verursacht wird.

Zum Zeitpunkt des Lenkens des Fahrzeugs wird indessen, wie dies in Fig. 1b gezeigt ist, das Hinterrad auf der Innen­ seite der gelenkten Drehrichtung mit fast dem gleichen Dif­ ferentialbegrenzungsdrehmoment F 1 wie zuvor angegeben be­ aufschlagt, und ein Moment M 1 um den Schwerpunkt M des Fahrzeugs herum, das durch dieses Differentialbegrenzungs­ drehmoment F 1 verursacht wird, wirkt auf das Fahrzeug in einer Richtung, die gegen ein solches Lenken oder gegen eine solche Drehrichtung des Fahrzeugs gerichtet ist, welche durch eine Auslenkkraft der Vorderräder verursacht wird, so daß sich eine vergleichsweise starke Lenkunwilligkeit er­ gibt. Zusätzlich wird zu dem Zeitpunkt des Lenkens des Fahrzeugs, zu dem das Hinterrad auf der Innenseite der Lenkrichtung rutscht, wie dies in Fig. 1c gezeigt ist, das Hinterrad auf der Außenseite der Lenk- oder Drehrichtung mit dem Diffe­ rentialbegrenzungsdrehmoment F 1 aufgrund einer Differenz zwischen dessen Drehgeschwindigkeit und derjenigen des Hin­ terrades auf der Innenseite der Drehrichtung durch die Wir­ kung des Ausgleichsbegrenzungsmittels beaufschlagt, und ein Moment M 1 um den Schwerpunkt M des Fahrzeugs herum, das durch dieses Differentialbegrenzungsdrehmoment Fl verursacht wird, wirkt auf das Fahrzeug in derselben Richtung wie eine derartige Lenk- oder Drehrichtung des Fahrzeugs, die durch eine Auslenkkraft der Vorderräder verursacht wird, so daß sich eine vergleichweise überstarke Lenkwilligkeit ergibt.

Diese Neigung ist entsprechend einer Erhöhung des Differen­ tialbegrenzungsdrehmoments durch das Ausgleichsbegrenzungs­ mittel in erhöhtem Maße zu beobachten.

Demzufolge wird es schwierig, sowohl eine Stabiltät des Geradeauslaufs als auch eine Lenkstabilität zu erreichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hinterradantriebsfahrzeug zu schaffen, das dieses Problem beseitigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Hinterradantriebsfahrzeug des Typs, bei dem ein Paar von Vorderrädern Lenkräder sind und ein Paar von Hinterrädern Antriebsräder sind und ein Differentialgetriebe zwischen betreffenden Achsen der beiden Hinterräder vorgesehen ist, vorgeschlagen, das erfindungs­ gemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß das Differentialge­ triebe als ein solches mit Ausgleichssperre ausgebildet ist, die ein Ausgleichsbegrenzungsmittel enthält, so daß zum Zeitpunkt des Lenkens der Vorderräder die zwei Hinterräder in derselben Richtung damit gelenkt werden können.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel für die vorlie­ gende Erfindung anhand mehrerer Figuren im einzelnen be­ schrieben.

Fig. 1a, Fig. 1b u. Fig. 1c zeigen schematische Darstellun­ gen der Arbeitsweise von Hinterradantriebsfahrzeugen herkömmlicher Art.

Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht eines Hinterrad­ antriebsfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung.

Fig. 3a u. Fig. 3b zeigen schematische Darstellungen der Arbeitsweise eines derartigen erfindungsgemäßen Hinterradantriebsfahrzeugs.

In Fig. 2 bezeichnen die Bezugszeichen 1, 1 ein Paar von Vorderrädern, und die Bezugszeichen 2, 2 bezeichnen ein Paar von Hinterrädern. Vordere Enden von Achsschenkelarmen 3, 3 dieser zwei Vorderäder 1, 1 sind durch eine Zugstange 5 miteinander verbunden, die sich von einem Getriebekasten 4 aus erstreckt, der einen Verbindungsmechanismus, wie bei­ spielsweise einen Zahnstangen/Ritzel-Mechanismus, enthält, so daß durch Bewegen der Zugstange 5, die ihrerseits durch ein Drehen eines Lenkrades 6 bewegt wird, welches mit dem Getriebekasten 4 verbunden ist, die zwei Vorderräder 1, 1 durch eine Schwenkbewegung der Achsschenkelarme 3, 3 um Schwenkwellen 3 a, 3 a in eine betreffende Richtung gelenkt werden konnen.

Außerdem ist ein Differentialgetriebe 9, das als ein solches mit Ausgleichssperre ausgebildet ist, die ein Ausgleichsbe­ grenzungsmittel 8 hat, das an dem Differentialgetriebe an­ gebracht ist, zwischen betreffenden Achsen 7, 7 der zwei Hinterräder 2, 2 angeordnet, so daß eine Kraft von einem Motor (nicht gezeigt) durch einen Übertragungsmechanismus auf das Differentialgetriebe 9 zum Antreiben der zwei Hin­ terräder 2, 2 übertragen werden kann.

Das Ausgleichsbegrenzungsmittel 8 ist als ein solches des sog. Drehmomentproportionaltyps ausgebildet, so daß ein Differentialbegrenzungsdrehmoment in übereinstimmung mit einer Erhöhung einer Differenz der Drehgeschwindigkeiten der zwei Hinterräder 2, 2 erhöht wird. Das Ausgleichsbegren­ zungsmittel kann beispielsweise als ein solches des Rei­ bungskupplungstyps ausgebildet sein, der einen Mitnehmerme­ chanismus, eine Flüssigkeitskupplung oder dergl. aufweist.

Das Hinterrad 2 ist auf jeder Seite derart angeordnet, daß es um eine Schwenkwelle 10 a eines Achsschenkelarms 10 lenk­ bar ist, und vordere Enden der betreffenden Achsschenkelarme 10, 10 der zwei Hinterräder 2, 2 sind durch eine Zugstange 12 miteinander verbunden, die sich von einem Getriebekasten 11 aus erstreckt, der einen Verbindungsmechanismus, bei­ spielsweise einen Zahnstangen/Ritzel-Mechanismus oder der­ gl., enthält. Ein Signal aus einem Detektor 13, der mit einer Lenkwelle 6 a des zuvor genannten Lenkrades 6 verbunden ist, kann einem Rechner (nicht gezeigt) eingegeben werden, und ein Servobetätiger 14, der mit dem Getriebekasten 11 verbunden ist, wird durch ein Ausgangssignal des Rechners derart betätigt, daß durch eine Bewegung der Zugstange 12 durch den Betätiger 14 zu dem Zeitpunkt einer Lenkung der zwei Vorderräder 1, 1 die zwei Hinterräder 2, 2 in derselben Richtung damit gelenkt werden können.

Es gab bisher bereits einen derartigen Typ von Hinterradan­ triebsfahrzeug, bei dem zum Zeitpunkt des Lenkens der Vor­ derräder 1, 1 die zwei Hinterräder 2, 2 in derselben Rich­ tung damit lenkbar sind. Indessen hat es bisher keinerlei Anordnung bei einem Hinterradantriebsfahrzeug des Typs ge­ geben, bei dem das Differentialgetriebe 9 als ein solches mit Differentialsperre ausgebildet ist, die ein Ausgleichs­ begrenzungsmittel 8 enthält, und die Hinterräder 2, 2 derart angeordnet sind, daß sie zum Zeitpunkt eines Lenkens der Vorderräder 1, 1 in derselben Richtung damit gelenkt werden können. Eine derartige vorteilhafte Anordnung stellt das wesentliche kennzeichnende Merkmal der vorliegenden Erfin­ dung dar.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Fahrzeugs beschrieben.

Zum Zeitpunkt eines Lenkens der Vorderräder 1, 1 des Fahr­ zeugs werden die Hinterräder 2, 2 in derselben Richtung wie der Lenkrichtung der Vorderräder 1, 1 gelenkt, so daß zum Zeitpunkt des Lenkens des Fahrzeugs der Lenkwinkel der Vor­ derräder kleiner als in dem Fall wird, in dem ein Fahrzeug eines derartigen Typs gelenkt wird, bei dem nur die Vorder­ räder desselben gelenkt werden. Dementsprechend ist, wie dies in Fig. 3a gezeigt ist, ein scheinbares Fahrzeug-Lenk­ zentrum, wenn ein erfindungsgemäßes Fahrzeug längs einer gekrümmten Linie Y um einen Punkt X gedreht wird, ein Punkt 0, der verglichen mit dem Fall eines Fahrzeugs des Typs, bei dem nur die Vorderräder gelenkt werden, von einem Punkt 0′ versetzt ist, so daß der scheinbare Lenkradius im Falle des erfindungsgemäßen Fahrzeugs größer wird und die Differenz in der Drehgeschwindigkeit zwischen den zwei Vorderrädern 2, 2 kleiner wird. Demzufolge wird ein Begrenzungsdrehmoment, das auf das Hinterrad 2 auf der Innenseite der Lenkrichtung einwirkt und das durch das Ausgleichsbegrenzungsmittel 8 verursacht wird, kleiner, so daß die Lenkunwilligkeit ver­ ringert werden kann.

Zusätzlich ist zum Zeitpunkt des Lenkens des Fahrzeugs, wobei das Hinterrad 2 auf der Innenseite der Lenkrichtung rutscht, wie dies in Fig. 3b gezeigt ist, ein Abstand λ von dem Schwerpunkt M des Fahrzeugs zu einer Wirkungslinie der Antriebskraft des Hinterrades 2 auf der Außenseite der Drehrichtung kleiner als der entsprechende Abstand in dem Fall, in dem ein Fahrzeug des Typs, bei dem nur die Vorder­ räder gelenkt werden. Demzufolge wird selbst dann, wenn durch die Wirkung des Ausgleichsbegrenzungsmittels das Dif­ ferentialbegrenzungsdrehmoment F 1 auf das Hinterrad 2 auf der Außenseite der Lenkrichtung ausgeübt wird, infolge einer Differenz in der Drehgeschwindigkeit zwischen diesem Hin­ terrad 2 und dem Hinterrad 2 auf der Innenseite der Dreh­ richtung ein Moment M 1 derselben Richtung wie der Drehrich­ tung des Fahrzeugs um den Schwerpunkt M des Fahrzeugs herum kleiner, so daß die Übersteuerungsneigung des Fahrzeugs verringert werden kann.

Demzufolge wird selbst dann, wenn das Differentialbegren­ zungsdrehmoment des Ausgleichsbegrenzungsmittels 8 ver­ gleichsweise hoch eingestellt ist, die Laufstabilität zum Zeitpunkt des Lenkens des Fahrzeugs niemals verschlechtert.

Demzufolge kann das Differentialgetriebe 9 mit einem Aus­ gleichsbegrenzungsmittel 8 versehen werden, das hinsichtlich seines Differentialbegrenzungsdrehmoments hoch eingestellt ist, und es können die Geradeauslauf-Eigenschaften in bezug auf externe Störungen, wie Seitenwind oder dergl., verbes­ sert werden.

In Falle eines FR-Fahrzeugs, d. h. eines Hinterradantriebs­ fahrzeugs, das einen Motor hat, der in einem Vorderabschnitt desselben angeordnet ist, ist das Massenträgheitsmoment um den Schwerpunkt herum vergleichsweise groß, weil der Abstand des Schwerpunkts von dem Motor vergleichsweise groß ist, und demzufolge wird ein großes Moment benötigt, um ein seitli­ ches Ausbrechen des Fahrzeugs zu bewirken. Demzufolge werden die Geradeauslauf-Eigenschaften in bezug auf eine externe Störung, wie beispielsweise Seitenwind oder dergl., nicht verschlechtert. Indessen wird im Falle eines MR-Fahrzeugs, nämlich eines Hinterradantriebsfahrzeugs, das einen Motor hat, der vor der Hinterradachse montiert ist, ein seitliches Ausbrechen durch ein vergleichsweise kleines Moment bewirkt, und zwar aufgrund der Tatsache, daß der Motor nahe dem Schwerpunkt des Fahrzeugs angeordnet ist, und die Gerade­ auslauf-Eigenschaften in bezug auf eine externe Störung, wie beispielsweise Seitenwind oder dergl., neigen zu einer Ver­ schlechterung. Demensprechend ist die vorliegende Erfindung besonders wirksam, wenn sie auf ein MR-Fahrzeug angewendet wird. Auf diese Weise wird gemäß der vorliegenden Erfindung selbst dann, wenn das Differentialbegrenzungsdrehmoment des Ausgleichsbegrenzungsmittels hoch eingestellt ist, die Lenk­ stabilität des Fahrzeugs niemals verschlechtert, und es können sowohl die Stabilität des Geradeauslaufs als auch die Lenkstabiltität verbessert werden.

Claims (2)

1. Hinterradantriebsfahrzeug des Typs, bei dem ein Paar von Vorderrädern Lenkräder sind und ein Paar von Hinterrädern Antriebsräder sind und ein Differentialgetriebe zwischen betreffenden Achsen der beiden Hinterräder vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Differenti­ algetriebe (9) als ein solches mit Ausgleichssperre ausge­ bildet ist, die ein Ausgleichsbegrenzungsmittel (8) enthält, so daß zum Zeitpunkt des Lenkens der Vorderräder (1, 1) die zwei Hinterräder (2, 2) in derselben Richtung damit gelenkt werden können.

2. Hinterradantriebsfahrzeug nach Anspruch 1, bei dem das Fahrzeug ein sog. MR-Fahrzeug ist, d. h. ein Hinterradan­ triebsfahrzeug, dessen Motor vor der Hinterradachse ange­ ordnet ist.