DE3786560T2

DE3786560T2 - Stufenlos veränderliches differentialgetriebe.

Info

Publication number: DE3786560T2
Application number: DE87903981T
Authority: DE
Inventors: Thomas Ryan
Original assignee: Gleason Works
Current assignee: Gleason Works
Priority date: 1987-06-04
Filing date: 1987-06-04
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2007-06-05
Also published as: ATE91536T1; WO1988009886A1; JPH02500029U; EP0364435B1; DE3786560D1; EP0364435A1; US4963122A; CA1293139C

Description

HINTERGRUND

Obwohl es viele Verfahren gibt, um das Drehmomentvorspannungsverhältnis zwischen Radantriebsachsen bzw. -wellen zu variieren, die durch ein Differentialgetriebe (kurz Differential) verbunden sind, ist es bei allen davon zu Problemen gekommen; und das offene Differential ist immer noch am beliebtesten. Dieses weist eine relativ effiziente Drehmomentübertragung und ein geringes Vorspannungsverhältnis auf, was gut funktioniert, solange beide Räder Haftreibung aufweisen. Das geringe Vorspannungsverhältnis bewirkt jedoch leicht Steckenbleiben, wenn ein Rad die Haftreibung verliert, da auf das gegenüberliegende Rad nicht viel Drehmoment übertragen werden kann.
Bei den vielen Versuchen, dieses Problem zu überwinden, ist meist die Effizienz der Drehmomentübertragung zwischen den Achsen bzw. Wellen durch das Differential verringert worden. Das erhöht das Vorspannungsverhältnis und erhöht das Drehmoment, das auf ein Rad übertragen werden kann, wenn ein anderes durchrutscht. Ein hohes und konstantes Vorspannungsverhältnis kann jedoch andere Probleme verursachen. Da beinahe alle Differentialgetriebe ein Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den Wellen bzw. Achsen von -1 aufweisen (was bedeutet, daß sich relativ zueinander drehende Wellen bzw. Achsen das in entgegengesetzter Richtung mit gleicher Geschwindigkeit tun), und da der Wirkungsgrad aller Differentialgetriebe unter 100% liegt, bringen jene mit einem Geschwindigkeitsverhältnis von -1 immer ein proportional größeres Ausmaß an Drehmoment auf die sich langsamer drehende Welle bzw. Achse an der Innenseite der Kurve auf. Differentialgetriebe mit einem hohen Vorspannungsverhältnis übersteigern den größeren Anteil an Drehmoment, der auf das innere Rad ausgeübt wird, und erzeugen so ein Untersteuerungsmoment, wodurch das Fahrzeug geradeaus gedrängt wird, während es sich in einer Kurve befindet.
Es sind auch viele Vorschläge für Differentialgetriebe gemacht worden, die Wirkungsgrade zwischen den Achsen bzw. Wellen aufweisen, die während des Betriebs variiert werden können. Zu den Möglichkeiten gehören Fluidkupplungen und Reibungskupplungen. Obwohl trotz Problemen bezüglich Komplexität und Verläßlichkeit gewisse Erfolge erzielt worden sind, kann keine davon (ebensowenig wie irgendein anderes Differential mit einem Geschwindigkeitsverhältnis von -1) auf die sich schneller drehende Achse bzw. Welle an der Außenseite der Kurve ein proportional größeres Ausmaß an Drehmoment aufbringen. Das kann wünschenswert sein, da sich das Fahrzeuggewicht in einer Kurve zum äußeren Rad verlagert, und das mit größerem Gewicht belastete Rad mehr Traktion bzw. Mitnahmereibung aufweist, mit der das verfügbare Drehmoment angewendet bzw. ausgeübt wird.
In der US-A-4,353,651 (CHAMBERS) ist auch vorgeschlagen worden, die Übersetzungsverhältnisse eines Differentials durch Mehrfachgetriebezüge zu variieren, die abwechselnd in Eingriff gebracht werden können, um, wenn notwendig, das Drehmoment auf eine sich langsamer bewegende Achse bzw. Welle zu erhöhen. Das kann dazu beitragen, daß Zugmaschinen und Fahrzeuge mit langsamer Geschwindigkeit besseren Traktions- bzw. Reibungsgriff bekommen, es würde aber ein Kraftfahrzeug hoher Geschwindigkeit instabil machen, seine Achsenübersetzungsverhältnisse abrupt zu verändern. Es ist auch mühevoll und kostspielig, Getriebezüge zu schalten und, wie von Chambers vorgeschlagen, ist es damit immer noch nicht möglich, einer sich schneller drehenden Achse bzw. Welle, die sich an der Außenseite einer Kurve bewegt, mehr Drehmoment zu verleihen.
In der DE-C-222,138 (LUDWIG MARIA DIETRICH) wird auch ein kontinuierlich veränderliches Getriebe vorgeschlagen, das in einer Fahrzeugtransmission zwischen einer Eingangswelle und zwei hinteren Antriebsachsen bzw. -wellen montiert ist. Das Getriebe ermöglicht das Steuern von Obersetzungsverhältnissen zwischen der Eingangswelle und jeder der Antriebsachsen bzw. -wellen. Das bewirkt einen Steuerungsantrieb des Typs, der eher bei Planierraupen und Panzern üblich ist.
Die EP-A-0162021 beschreibt ein System zum Zuteilen von Differentialeingangdrehmoment zwischen zwei Ausgangswellen, worin ein kontinuierlich veränderliches Riemengetriebe (31) zwischen einem Zwischendifferential (23) und einem Vorderraddifferential (21) angeordnet ist.
Schließlich zeigt die EP-A-20847 ein Zahnradgetriebe innerhalb eines drehbaren Gehäuses, von dem behauptet wird, daß es variiert werden kann.
Der Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes hat eine Möglichkeit entdeckt, Antriebsdrehmoment durch ein Differentialgetriebe auf frei variierbare Art auf ein Paar Antriebsachsen bzw. -wellen zu übertragen, die es ermöglicht, daß ein größeres Ausmaß des Drehmoments zur sich rascher drehenden Achse bzw. Welle an der Außenseite einer Kurve geschickt wird und es allgemein erlaubt, die Drehmomentsverteilung als Reaktion auf Fahrbedingungen des Fahrzeugs zu steuern. Mit dem erfindungsgemäßen Differentialgetriebe ist es so möglich, Drehmomentvorspannungsverhältnisse zu erreichen, die mit Differentialgetrieben nach dem Stand der Technik nicht erreichbar sind, bei denen Drehmomentübertragungswellen oder -achsen verwendet werden, so daß auch ihre mechanischen Vorteile variieren. Das ermöglicht die gesteuerte Zumessung des Antriebsdrehmoments zwischen Wellen bzw. Achsen, wenn sie sich als Reaktion auf Fahrbedingungen des Fahrzeugs differentiell drehen. Zu diesen können Achsenbeschleunigung, Achsengewichtsverteilung, Wenden, Geschwindigkeit, Motorbremsung und möglicherweise andere gehören. Information über die Fahrbedingungen des Fahrzeugs kann verarbeitet werden, um die variablen Übersetzungsverhältnisses des Getriebes zu steuern, um das Drehmoment je nach den Bedürfnissen des Fahrzeugs zwischen den Antriebsachsen bzw. -wellen aufzuteilen. Dazu kann es sowohl gehören, ein größeres Ausmaß des Drehmoments an eine sich rascher drehenden Welle bzw. Achse an der Außenseite einer Kurve anzulegen, als auch mehr Drehmoment an eine Welle bzw. Achse, die Mitnahmereibung beibehält, wenn die ihr gegenüberliegende Welle bzw. Achse rutscht. Es kann auch das Anlegen von mehr Drehmoment an ein Paar Wellen bzw. Achsen umfassen, die bessere Traktion bzw. Mitnahmereibung aufweisen oder mehr Gewicht tragen als ein anderes Paar Wellen bzw. Achsen, die mehr zum Rutschen neigen.

ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine teilweise schematische Aufriß-Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen kontinuierlich veränderlichen Differentialgetriebes; und
Fig. 2 ist eine Querschnittansicht des Differentialgetriebes von Fig. 1 entlang deren Linie 2-2.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG

Um variierende Übersetzungsverhältnisse zwischen den Wellen bzw. Achsen innerhalb des erfindungsgemäßen kontinuierlich veränderlichen Differentialgetriebes (CVD) zu erreichen, wird ein kontinuierlich veränderliches Getriebe (CVT) verwendet. Diese dienen dazu, Kraft von einer sich drehenden Antriebs- bzw. Eingangswelle auf eine Abtriebs- bzw. Ausgangswelle mit variabler Geschwindigkeit zu übertragen und das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den beiden Welten zu steuern. Beim erfindungsgemäßen CVD wird die Geschwindigkeitsverhältnissteuerung eines CVTs verwendet, Kraft aber nicht durch den Weg des variablen Geschwindigkeitsverhältnisses des CVT übertragen. Statt dessen werden gemäß der Erfindung gegenüberliegende Enden des variablen Geschwindigkeitsverhältnisweges jeweils mit angetriebenen Ausgangswellen oder -achsen verbunden und das gesamte CVT mit Antriebsdrehmoment gedreht. Das treibt die Wellen oder Achsen direkt an, denen es auch frei steht, sich über den Geschwindigkeitsverhältnisweg mit negativen Geschwindigkeitsverhältnissen differentiell zu drehen, die über ein gesamtes Kontinuum variiert werden können, indem das CVT gesteuert wird. Das erfindungsgemäße CVD kann zwischen Wellen differenzieren, die Drehmoment an die Vorder- und Hinterachsen eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb verteilen, sowie das Drehmoment zwischen einem Paar gegenüberliegender Achsen bzw. Wellen aufteilen. Der beste Weg, das erfindungsgemäße CVD zu erklären, besteht jedoch in der bekannten Position, Antriebsdrehmoment zwischen gegenüberliegenden Achsen bzw. Wellen zu differenzieren, und von dieser Funktion wird, wenn nicht anders angegeben, in der gesamten folgenden Erklärung ausgegangen.
Viele kontinuierlich veränderliche Getriebe bestehen und arbeiten derart, daß sie für das erfindungsgemäße Differential geeignet sind. Die meisten der verfügbaren CVT's sind Traktions- bzw. Mitnahmereibungsantriebe, bei denen Kugeln, Walzen, Scheiben, Kegel und andere Reibungsantriebselemente verwendet werden, die sich mit variierenden Radii drehen können. Viele davon sind potentiell zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Differential geeignet. Zu den Anforderungen gehören kompakte Größe, die Fähigkeit, als Ganzes gedreht zu werden, und die Fähigkeit, Antriebsdrehmoment an Abtriebs- bzw. Ausgangselemente zu übertragen, die in entgegengesetzte Richtung drehbar sind. Wenn die Ausgangselemente eines CVTs sich in die gleiche Richtung drehen, kann eines davon durch Zahnradantrieb negativ gemacht werden.
Nicht alle kontinuierlich veränderlichen Getriebe sind Mitnahmereibungsantriebe. Bei einem CVT, das sich im Entwicklungsstadium befindet, werden elektrische Impulse mit variabler Dauer verwendet, um die Geschwindigkeitsverhältniskupplung zwischen einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle zu verändern. Das und jedes andere CVT, das Geschwindigkeitsverhältnisse variieren kann und zwischen Wellen oder Antriebsachsen gedreht werden kann, um ihre entgegengesetzte Drehung aufzunehmen, kann zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Differential ausgewählt werden. Größe, einfache Steuerung, Kosten und Haltbarkeit wären zusätzliche Erwägungen.
Von den vielen verfügbaren Möglichkeiten ist zur Veranschaulichung ein Traktions- bzw. Mitnahmereibungsantrieb CVT 50 ausgewählt worden, bei dem Walzen 15 verwendet werden, die sich zwischen Ausgangsplatten 11 und 12 innerhalb des kontinuierlich veränderlichen Differentials 10 drehen. Wie das für jedes CVT gilt, das zum Differentialeinsatz gemäß vorliegender Erfindung ausgewählt ist, wird das CVT 50 durch Antriebsdrehmoment gedreht, das in diesem Fall durch Hypoidradgetriebe bzw. -zahnrad 14 auf das Tellerrad 13 ausgeübt wird, obwohl auch Kegelradgetriebe, Stirnradgetriebe, Schneckenradgetriebe und andere Eingänge möglich sind. Das Tellerrad 13 bildet ein drehbares Gehäuse, das Walzen 15 trägt, die sich mit dem Antriebsdrehmoment drehen und durch ihren Reibungsschluß mit den Platten 11 und 12 auch diese drehen. Die Platten 11 und 12 sind wie die Seitenzahnräder eines offenen Differentials jeweils mit gegenüberliegenden Antriebsachsen bzw. -wellen 17 und 18 verbunden, die sich mit dem durch die sich drehenden Walzen 15 auf die Platten 11 und 12 ausgeübten Antriebsdrehmoment drehen. Wenn das CVD 10 verwendet werden wird, um Antriebsdrehmoment auf die Vorder- und Hinterachsenpaare zu verteilen, werden die Wellen 17 und 18 Antriebswellen für die Achsendifferentiale und nicht entgegengesetzte Achsen.
Die Winkel der Walzen 15 relativ zu den Platten 11 und 12 sind veränderlich, um das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den Wellen 17 und 18 zu variieren. Wie schematisch dargestellt, sind Arme 16, die die Walzen 15 tragen, durch einen Gelenkzapfen 19 verbunden, der axial zwischen den Platten 11 und 12 beweglich ist. Eine Mutter 20, die den Zapfen 19 trägt, ist auf einer Gewindestange 21 montiert, die durch den Motor 25 drehbar ist. Diese bewegt die Mutter 20 axial zwischen den Platten 11 und 12 vor und zurück, um die Lage bzw. Stelle des Gelenkzapfens 19 und die Winkel der Walzen 15 relativ zu den Platten 11 und 12 zu verändern.
Wie in Fig. 1 gezeigt, sind die Walzen 15 so im Winkel angeordnet, daß sie an der Platte 11 mit einem minimalen Radius und an der Platte 12 mit einem maximalen. Radius angreifen. Das bewirkt, daß das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen Achse 17 und Achse 18 ein Verhältnis von 3 : 2 ausmacht, da beispielsweise drei Umdrehungen von Platte 11 beim kurzen Angriffradius der Walzen 15 für zwei Umdrehungen der Platte 12 beim längeren Angriffradius der Walzen 15 erforderlich sein könnten. Da das Drehmoment invers zum Geschwindigkeitsverhältnis variiert und proportional zum mechanischen Gewinn bzw. zur Hebelübersetzung oder zum Momentenarm ist, weist die Drehmomentverteilung zu den Achsen 17 und 18, wenn sie sich differentiell drehen, ein Vorspannungsverhältnis von 2 : 3 auf. Wenn differentielle Drehung zwischen den Achsen 17 und 18 auftritt, verleiht das Vorspannungsverhältnis der Achse 18 mehr Drehmoment als der Achse 17, aus Gründen wie jenem, daß die Achse 18 sich an der Außenseite einer Kurve befindet und einen größeren Anteil des Fahrzeuggewichts trägt, oder daß sie Traktion bzw. Mitnahmereibung bei behält, während die Achse 17 rutscht. Durch das Drehen der Stange 21 mit dem Motor 25 können die Winkel der Walzen 15 aus der Position von Fig. 1 umgekehrt werden, um die Geschwindigkeitsverhältnisse und Drehmomentverteilungen umzudrehen und an die Achse 17 mehr Differentialdrehmoment anzulegen. Für normalen Antrieb kann die Mutter 20 zentriert werden, so daß die Walzen 15 in gleichen Radii an den Platten 11 und 12 angreifen, wodurch das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den Achsen 17 und 18 auf -1 gebracht wird. Das Geschwindigkeitsverhältnis 3 : 2 und das Drehmomentvorspannungsverhältnis 2 : 3 sind keine Obergrenzen, sondern lediglich ein Beispiel; denn die Geschwindigkeitsverhältnisse und die entsprechenden Drehmomentvorspannungsverhältnisse können über den ganzen Bereich variiert werden, der durch das speziell verwendete CVT verfügbar ist.
Träger 22 zum Schwenken der Walzen 15 innerhalb von Zahnradgestell 13 sind schematisch in Fig. 2 gezeigt. Es können viele Variationen vorgenommen werden, was Walzenträger, Walzenwinkelsteuerungsmechanismen und Drehmomentantriebseingang betrifft; und wenn andere CVT's verwendet werden, werden andere Variationen möglich.
Ein im erfindungsgemäßen kontinuierlich veränderlichen Differential 10 angeordnetes CVT überträgt keine Kraft zwischen einem Eingang und einem Ausgang, wie das für ein CVT normal ist. Nur Drehmoment wird vom Eingangsgehäuse 13 über Walzen 15 an die Ausgangsplatten 11 und 12 übertragen, da sie alle sich unter Antriebskraft miteinander drehen. Nur wenn Differentialdrehung zwischen den Achsen 17 und 18 auftritt, gibt es eine Gegendrehung der Platten 11 und 12, um Drehmoment zwischen den Achsen zu übertragen. Das passiert durch ein relativ wirksames Drehmomentgetriebe, an dem die Walzen 15 zwischen den Platten 11 und 12 beteiligt sind; und bei Differentialgetrieben mit einem festgelegten Obersetzungsverhältnis von -1 würde das ein niedriges Drehmomentvorspannungsverhältnis erzeugen. Aber das Geschwindigkeitsverhältnis von CVT 50 ist über ein gesamtes Kontinuum variabel, indem die Winkel der Walzen 15 verändert werden. Das bewirkt eine inverse Veränderung der Radii der Angriffswalzen 15 zu den Platten 11 und 12, um die Momentenarme und Hebelübersetzungen bzw. mechanische Gewinne der Platten 11 und 12 zu variieren, wodurch Differentialdrehmomentverteilung unabhängig von der Achsengeschwindigkeit bewirkt wird. Auf die Achse, an deren Ausgangsplatte die Walzen 15 mit dem größeren Radius angreifen, wird mehr Drehmoment übertragen, und anders als bei der Vielzahl von Differentialen mit einem fixen Geschwindigkeitsverhältnis zwischen den Achsen von -1 kann durch CVD 10 auf die sich rascher drehende Achse an der Außenseite einer Kurve mehr Drehmoment ausgeübt werden.
Das Steuern der Differentialdrehmomentverteilung mit dem erfindungsgemäßen CVD erfordert das Abfühlen der Fahrzeugfahrbedingungen und das Variieren des Übersetzungsverhältnisses von CVT 50, das sich innerhalb von Differential 10 dreht, gemäß der abgefühlten Bedingungen. Es können wenige oder eine Vielzahl von Fahrzeugfahrbedingungen abgefühlt werden, und auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik sind für automatische Bremssysteme und für Ladungsausgleichsysteme bereits viele Sensoren für diese Bedingungen verfügbar. Es wird vorgezogen, daß die Sensoren Achsenbeschleunigung (SA), Achsengewichtsverteilung (SW), Wenden des Fahrzeugs (ST) Fahrzeuggeschwindigkeit (SV) und Motorbremsung (SB) umfassen, obwohl auch andere Bedingungen abgefühlt werden können. Da ein rutschendes Rad schneller beschleunigt als ein Rad, das Traktion bzw. Mitnahmereibung bei behält, können die Beschleunigungssensoren SA 31 und SA 32 jeweils an die Achsen 17 und 18 angelegt sind, Traktions- bzw. Mitnahmereibungsverlust nachweisen, so daß die Walzen 15 in einem solchen Winkel angeordnet werden können, daß sie dem Traktion bzw. Mitnahmereibung beibehaltenden Rad mehr Drehmoment verleihen. Wenn das erfindungsgemäße CVD verwendet wird, um Antriebsdrehmoment zwischen Vorder- und Hinterachsen aufzuteilen, können die Beschleunigungssensoren an die Antriebsdrehmomentverteilungswellen 17 und 18 angelegt werden, um zu bestimmen, welches Achsenpaar rutscht, so daß ein größeres Ausmaß des Antriebsdrehmoments zu dem Achsenpaar mit besserer Mitnahmereibung gelenkt wird. Gewichtssensoren SW 33 und SW 34, die jeweils an die Achsen 17 und 18 angelegt sind, können eine Verlagerung des Fahrzeuggewichts an die äußere Achse detektieren, wenn das Fahrzeug eine Kurve umrundet, und das kann verwendet werden, um die Walzen 15 im Winkel anzuordnen, um ein größeres Ausmaß des Differentialdrehmoments auf diese Achse auszuüben. Eine ähnliche Wirkung kann durch eine Kombination aus Wendesensor ST 35, der den Wendewinkel der Vorderräder abfühlt, und Geschwindigkeitssensor SV 36, der die Fahrzeuggeschwindigkeit abfühlt, erreicht werden, was während des Wendens besonders relevant ist. Der Bremssensor SB 37 kann Motorbremsung detektieren, um das Fahrzeug durch die Verwendung des Motors und des Antriebsgetriebes zu verlangsamen, so daß, wenn ein Rad während der Motorbremsung Traktion bzw. Mitnahmereibung verliert und rutscht, die Walzen 15 so im Winkel angeordnet werden können, daß sichergestellt wird, daß ein größeres Ausmaß des Drehmoments durch das nicht gleitende Rad ausgeübt wird. Bei Fahrzeugen mit Vierradantrieb können Gewichtssensoren verwendet werden, um die Gewichtsverteilung an den Vorder- und Hinterrädern zu bestimmen, die durch das erfindungsgemäße CVD mit proportionalem Antriebsdrehmoment versorgt werden können.
Alle diese Sensoren für die Fahrzeugfahrbedingungen und andere Sensoren, die verfügbar sind oder wünschenswert werden können, können Daten in den Steuerungsprozessor 40 eingeben, der dann über Information über die Fahrzeugfahrbedingungen verfügt, die für die Differentialdrehmomentverteilung relevant ist. Prozessor 40 ist vorzugsweise ein Mikroprozessor, der so programmiert ist, daß er entsprechend auf die Eingangsdaten von allen Sensoren reagiert und den Motor 25 über den Schleifring 24 antreibt. Das verändert das Geschwindigkeits- bzw. Übersetzungsverhältnis zwischen den Achsen und variiert so das Drehmomentvorspannungsverhältnis einer jeden Achsendifferenzierung, so daß das Ergebnis den Betriebsumständen des Fahrzeugs angepaßt ist.
Die Fähigkeit des erfindungsgemäßen kontinuierlich veränderlichen Differentialgetriebes zum Verteilen von Drehmoment unabhängig von den relativen Geschwindigkeiten eines Paares von Antriebsachsen eröffnet Kraftfahrzeugingenieuren neue Konstruktionsmöglichkeiten, die bisher nicht verfügbar waren. Das Ausüben von med Drehmoment auf die sich rascher drehende Achse an der Außenseite einer Kurve kann beispielsweise durchgeführt werden, um Untersteuerungsmomente zu eliminieren und möglichweise die Steuerungsleistung zu verbessern. Aufhängungssysteme, bei denen die Drehmomentvorspannungsverhältnisse berücksichtigt werden mußten, die für Differentiale mit fixen Geschwindigkeits- bzw. Übersetzungsverhältnissen von -1 charakteristisch sind, können verändert werden, um die variable Drehmomentverteilung zu nutzen, welche die vorliegende Erfindung möglich macht. Bei Fahrzeugen mit automatischen Bremssystemen können Sensoren verwendet werden, die sich bereits in Position befinden, so daß diese dazu beitragen können, die Drehmomentverteilung ebenso wie die Bremskraft zu steuern. Bei den vielen Fahrzeugen mit einem Bordcomputer, die bereits einige Funktionen ausüben, die sich auf Fahrzeugfahrbedingungen beziehen, kann diese Technologie erweitert werden, um ein kontinuierlich veränderliches Differentialgetriebe gemäß vorliegender Erfindung zu steuern. Bei Fahrzeugen mit Vierradantrieb können drei der erfindungsgemäßen CVD's -- eines zwischen jedem Achsenpaar und eines, um Drehmoment zwischen den Achsenpaaren zu verteilen -- verwendet werden, was es ermöglicht, daß je nach Traktion bzw. Mitnahmereibung, Gewichtsverteilung und Wenden des Fahrzeugs Drehmoment auf alle vier Räder ausgeübt wird.

Claims

1. Kontinuierlich veränderliches Drehmomentaufteilsystem (10) für ein Differential in einem Kraftfahrzeugantrieb, das ein Antriebselement (14), das operabel mit einer Fahrzeugkraftquelle verbunden ist, und ein kontinuierlich veränderliches Getriebe (50) aufweist, das ein Geschwindigkeitsverhältnis zu einem Abtriebselement (11, 12) variieren kann,

wobei das Getriebe ein Paar Abtriebselemente (11, 12) umfaßt, die operabel mit den jeweiligen Antriebswellen (17, 18) verbunden sind, und ein Gehäuse (13) des genannten Getriebes so angeordnet ist, daß es sich als Reaktion auf die Drehung des genannten Antriebselements (14) dreht;

wobei ein Geschwindigkeitsverhältnisübertrager (15) vorhanden ist, der mit dem genannten Gehäuse (13) gedreht wird, wobei gegenüberliegende Enden des genannten Geschwindigkeitsverhältnisübertragers operabel mit den genannten Abtriebselementen (11, 12) verbunden sind, um die genannten Abtriebselemente zusammen mit dem genannten Gehäuse und dem genannten Geschwindigkeitsverhältnisübertrager zu drehen, und um gegenläufige Drehung der genannten Abtriebselemente, bezogen auf das genannte Gehäuse zuzulassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Variation des genannten Geschwindigkeitsverhältnisses über ein Kontinuum von innerhalb des genannten Getriebes auf den genannten Geschwindigkeitsverhältnisübertrager (15) zwischen den genannten Abtriebselementen aufgebrachten Werten (25, 21, 19, 16) erfolgen kann;

und dadurch, daß Sensoren (31-37) vorhanden sind, um Bedingungen abzufühlen, die den Betrieb des genannten Kraftfahrzeugs beeinflussen, sowie ein Prozessor (40) zum Verarbeiten von von den genannten Sensoren (31-37) erhaltener Information über die Betriebsbedingungen des genannten Kraftfahrzeugs, um eine für derartige Betriebsbedingungen geeignete Aufteilung von Drehmoment zwischen den genannten Abtriebselementen zu bestimmen;

wobei der Prozessor operabel mit dem genannten Getriebe verbunden ist (24,25), um das genannte Geschwindigkeitsverhältnis des genannten Übertragers zwischen den genannten Abtriebselementen zu variieren, um die genannte Aufteilung von Antriebsdrehmoment zwischen den genannten Antriebswellen (17, 18) zu bewirken, wobei die genannte Antriebsdrehmomentaufteilung eine Umkehrfunktion des

genannten Geschwindigkeitsverhältnisses ist und von der differentiellen Drehung der genannten Antriebswellen unabhängig ist.

2. System nach Anspruch 1, worin das genannte Aufteilen des genannten Antriebsdrehmoments zwischen den genannten Antriebswellen unabhängig von der Geschwindigkeit der genannten gegenläufigen Drehung der genannten Abtriebselemente durchgeführt wird.

3. System nach Anspruch 1, worin das genannte kontinuierlich veränderliche Getriebe ein Mitnahmereibungsantriebsgetriebe ist.

4. System nach Anspruch 1, worin die Drehgeschwindigkeit des genannten Gehäuses (13) innerhalb eines Bereichs gehalten wird, der durch die jeweiligen Drehgeschwindigkeiten der genannten Antriebswellen vorgegeben ist.

5. System nach Anspruch 4, worin das Verhältnis der Differenzen zwischen der genannten Drehgeschwindigkeit des genannten Gehäuses (13) und jeder der genannten jeweiligen Drehgeschwindigkeiten der genannten Antriebswellen (17,18) unabhängig von der Differenz zwischen den genannten jeweiligen Drehgeschwindigkeiten der genannten Antriebswellen über ein Kontinuum von Werten variiert werden kann.

6. System nach Anspruch 4, worin die absoluten Differenzen zwischen der genannten Drehgeschwindigkeit des genannten Gehäuses und jeder der genannten jeweiligen Drehgeschwindigkeiten der genannten Antriebswellen ungleich sein können.

7. System nach Anspruch 6, worin ein größeres Antriebsdrehmoment auf die eine der genannten Antriebswellen mit geringerer absoluter Geschwindigkeitsdifferenz zum genannten Gehäuse aufgebracht wird.

8. System nach Anspruch 7, worin die genannte Antriebswelle, die mehr Antriebsdrehmoment erhält, sich rascher dreht als das genannte Gehäuse und rascher als die andere der genannten Antriebswellen.

9. System nach Anspruch 7, worin die genannte Antriebswelle, die mehr Antriebsdrehmoment erhält, sich langsamer dehnt als das genannte Gehäuse und langsamer als die andere der genannten Antriebswellen.

10. Verfahren zum Aufteilen von Differentialeingangsdrehmoment zwischen Abtriebswellen (17, 18) eines Differentialgetriebes, das zur Drehung in der Kraftübertragung eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei das genannte Verfahren gekennzeichnet ist durch:

die Verwendung eines kontinuierlich veränderlichen Getriebes (50), das ein Gehäuse (13) und einen Geschwindigkeitsverhältnisübertrager (15) aufweist, der innerhalb des genannten Gehäuses gehalten ist und die genannten Abtriebswellen (17, 18) untereinander verbindet, zur gegenläufigen Drehung bezogen auf das genannte Gehäuse (13) und zum Variieren des genannten Geschwindigkeitsverhältnisses zwischen den genannten Abtriebswellen;

das Drehen des genannten Gehäuses und des Geschwindigkeitsverhältnisübertragers mit dem genannten Differentialeingangsdrehmoment; das Abfühlen (z. B. mit Sensoren 31-37) der Bedingungen, die den Betrieb des Kraftfahrzeugs beeinflussen;

das Verarbeiten von von den abgefühlten Betriebsbedingungen erhaltener Information in einem Prozessor (40) zum Bestimmen einer Drehmomentaufteilung zwischen den genannten Abtriebswellen, die für derartige Betriebsbedingungen geeignet ist; und das Variieren (z. B. durch Antriebsgetriebe 24, 25, 21, 19, 16) des Geschwindigkeitsverhältnisses zwischen den genannten Abtriebswellen bezogen auf das genannte Differential innerhalb eines Kontinuums von Geschwindigkeitsverhältnissen, um die genannte bestimmte Drehmomentaufteilung zwischen den genannten Abtriebswellen unabhängig von der differentiellen Drehung der genannten Abtriebswellen zu bewirken.

11. Verfahren nach Anspruch 10, das die Verwendung eines Mitnahmereibungsantriebs für das genannte kontinuierlich veränderliche Getriebe einschließt.

12. Verfahren nach Anspruch 10, welches das Bewirken der genannten Aufteilung von Differentialeingangsdrehmoment zwischen Abtriebswellen umgekehrt proportional zum genannten Geschwindigkeitsverhältnis einschließt.

13. Verfahren nach Anspruch 10, welches das Drehen des genannten Differentialgetriebes mit einer Drehgeschwindigkeit in einem Bereich umfaßt, der durch die jeweiligen Drehgeschwindigkeiten der genannten Abtriebswellen bestimmt ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, welches das Steuern eines Verhältnisses der absoluten Differenzen zwischen der Drehgeschwindigkeit des genannten Differentials und jeder der genannten jeweiligen Drehgeschwindigkeiten der genannten Abtriebswellen umfaßt, um das genannte Geschwindigkeitsverhältnis über ein Kontinuum von Werten unabhängig von der Differenz zwischen den genannten jeweiligen Drehgeschwindigkeiten der genannten Abtriebswellen zu variieren.

15. Verfahren nach Anspruch 13, welches das Bewirken ungleicher absoluter Differenzen zwischen der Drehgeschwindigkeit des genannten Differentials und jeder der genannten jeweiligen Drehgeschwindigkeiten der genannten Abtriebswellen umfaßt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, das das Zumessen eines größeren Anteils des genannten Differentialeingangsdrehmoments zu der einen der genannten Abtriebswellen mit geringerer absoluten Geschwindigkeitdifferenz zum genannten Differential umfaßt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, welches der genannten einen Abtriebswelle mit einer geringeren absoluten Geschwindigkeitsdifferenz zum genannten Differential ermöglicht, sich rascher als das genannte Differential und rascher als die andere der genannten Abtriebswellen zu drehen.

18. Verfahren nach Anspruch 16, welches der genannten einen Abtriebswelle mit einer geringeren absoluten Geschwindigkeitsdifferenz zum genannten Differential ermöglicht, sich langsamer als das genannte Differential und langsamer als die andere der genannten Abtriebswellen zu drehen.