DE3900638A1

DE3900638A1 - Antriebsvorrichtung fuer ein paar strassenraeder eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE3900638A1
Application number: DE3900638A
Authority: DE
Inventors: Yasuji Shibahata
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-01-11
Filing date: 1989-01-11
Publication date: 1989-07-20
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: JPH01182127A; DE3900638C2; FR2629779A1; GB2213443A; JP2641724B2; FR2629779B1; GB8900563D0; US4973296A; GB2213443B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Straßenräder eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eine Antriebsvorrichtung für ein linkes und rechtes Straßenrad eines Kraftfahrzeugs.

Kraftfahrzeuge weisen ein mechanisches Differential auf, das zwischen einem linken und rechten Antriebsstraßenrad zum Verteilen gleicher Drehmomente vom Motor auf die Antriebs straßenräder gekuppelt ist. Wenn sich jedoch eines der An triebsstraßenräder leer dreht, wird auf das hintere Antriebs straßenrad kein Drehmoment übertragen, so daß die Antriebs straßenräder nicht zum Vorwärtstreiben des Kraftfahrzeugs angetrieben werden. Dieses Problem kann durch Verwendung eines Differentials mit begrenztem Schlupf eliminiert werden, das ein normales mechanisches Differential mit einer Differentialbe wegungsbegrenzungsfähigkeit kombiniert. Bei dem Differential mit begrenztem Schlupf wird, wenn das Kraftfahrzeug eine Drehung oder Wendung ausführt, das Antriebsdrehmoment von einem schneller sich drehenden äußeren Antriebsstraßenrad auf ein langsamer sich drehendes inneres Antriebsstraßenrad über tragen. Das auf das innere Antriebsstraßenrad ausgeübte Antriebsdrehmoment wird deshalb erhöht, um ein Moment zu er zeugen, das dem Moment entgegenwirkt, welches dazu tendiert, das Kraftfahrzeug zu drehen oder zu wenden. Dies hat zur Folge, daß die Fähigkeit des Kraftfahrzeugs, Drehungen oder Wendungen auszuführen bzw. das Dreh- oder Wendeverhalten herabgesetzt oder verschlechtert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Antreiben eines Paares im seitlichen Abstand voneinander angeordneter Straßenräder eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, die aufweist: eine Kraftquelle zum Erzeugen eines Antriebsdreh moments zum Antrieb der Straßenräder, eine erste Drehmoment übertragungseinrichtung zum Übertragen des Antriebsdrehmoments von der Kraftquelle auf die Straßenräder, wobei die erste Drehmomentübertragungseinrichtung ein Differential zum Ver teilen des Antriebsdrehmoments auf die Straßenräder aufweist, eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung zum Übertragen des Antriebsdrehmoments von der Kraftquelle auf die Straßen räder parallel zum Differential, wobei die zweite Drehmoment übertragungseinrichtung eine Kupplungseinrichtung zum Vari ieren der Größe des auf die Straßenräder zu übertragenden Drehmoments aufweist, und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Kupplungseinrichtung zum Variieren der Größe des Dreh moments in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Kraft fahrzeugs.

Während das Kraftfahrzeug eine Drehung oder Wendung in einem niedrigen und mittleren Geschwindigkeitsbereich ausführt, wird durch die Steuereinrichtung auf die Drehmomentübertragungs kupplung, die mit einem äußeren Straßenrad auf dem Dreh- oder Wendekreis zugeordnet ist, Hydraulikdruck ausgeübt, und An triebskraft von der Kraftquelle wird durch die Drehmomentüber tragungskupplung auf das äußere Straßenrad mit einer Drehzahl übertragen, die höher als die durch das Differential über tragene Drehzahl ist. Deshalb wird für ein verbessertes Dreh verhalten des Kraftfahrzeugs das zum Antrieb des äußeren Straßenrades ausgeübte Drehmoment höher als das zum Antrieb des inneren Straßenrades ausgeübte Drehmoment.

Während einer Drehung, die das Kraftfahrzeug in einem Hoch geschwindigkeitsbereich ausführt, wird für eine erhöhte Lauf- oder Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs das auf das innere Straßenrad ausgeübte Antriebsdrehmoment so erhöht, daß es größer als das auf das äußere Straßenrad ausgeübte Antriebs drehmoment ist.

Die vorstehenden und weitere Vorteile, Merkmale und Einzel heiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der fol fenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungs beispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Antriebsmechanis mus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Antrieb eines Paares Straßenräder,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines modifizierten Antriebsmechanismus mit einem Differential und einer Gegenwelle, die verschieden angeordnet sind,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines modifizierten Antriebsmechanismus mit einer anderen, an ein Diffe rential gekuppelten Kraftübertragungswelle,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Art und Weise, in welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet, während ein Kraftfahrzeug eine Drehung ausführt,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines hinten ange triebenen Kraftfahrzeugs mit einem mittig angeord neten Motor, wobei die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwirktlicht sind und die Darstellung auch einen hydraulischen Schaltkreis zeigt,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Antriebsmechanis mus, der in einem Kraftfahrzeug montiert ist, das vordere und hintere Antriebsstraßenräder und einen an seinem vorderen Ende angeordneten Motor aufweist,

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Antriebsmechanis mus, der in einem Kraftfahrzeug montiert ist, das vordere und hintere Antriebsstraßenräder, einen in der Mitte des Kraftfahrzeugs angeordneten Motor und ein zentrales Differential aufweist,

Fig. 8 und 9 schematische Darstellungen von Hydraulikdruck- Steuerschaltkreisen, von denen jeder ein Steuerventil aufweist,

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Steuerschalt kreises für das in Fig. 6 gezeigte Kraftfahrzeug, und

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines modifizierten Antriebsmechanismus mit Drehmomentübertragungsein richtungen, die anders strukturiert und angeordnet sind.

Nach Fig. 1 umfaßt eine Vorrichtung zum Antrieb eines Paares Straßenräder eines Motor- bzw. Kraftfahrzeuges einen Antriebs mechanismus mit einem ein Differentialgehäuse 2 aufweisenden mechanischen Differential 1, ein Paar in dem Differential gehäuse 2 gelagerte Ritzel bzw. kleine Zahnräder 3, ein Paar mit den kleinen Zahnrädern 3 kämmende Seitenzahnräder 4, 5 und ein Paar Abtriebswellen 6, 7, die mit einem Paar in seitlichem Abstand voneinander angeordneten und in der Fig. 1 nicht dargestellten Straßenrädern sowie mit den Seitenzahn rädern 4 bzw. 5 verbunden sind. Eine an einen nicht darge stellten Motor gekuppelte Kraftübertragungswelle 8 ist an ein Zahnrad 9 gekuppelt, das mit einem Zahnrad 11 kämmt, welches mit dem Differentialgehäuse 2 ein Stück bildet. Das Diffe rential 1 und die Kraftübertragungswelle 8 bilden zusammen eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung. Vom Motor ab gegebene Antriebskraft wird in der Drehzahl durch ein nicht dargestelltes Getriebe variiert und über die Kraftübertra gungswelle 8 und die Zahnräder 9, 11 auf das Differential gehäuse 2 ausgeübt, von welchem die Antriebskraft über das kleine Zahnrad 3 und die Seitenzahnräder 4, 5 auf die Ab triebswellen 6, 7 zum Antrieb der an die Abtriebswellen 6, 7 gekuppelten Straßenräder verteilt wird.

Ein Zahnrad 12 bildet ein Stück mit dem Differentialgehäuse 2 und Zahnräder 13, 14 bilden ein Stück mit den Abtriebswellen 6, 7. Parallel zu den Abtriebswellen 6, 7 ist eine Gegenwelle 15 angeordnet, die ein integrales Zahnrad 16 aufweist, das mit dem Zahnrad 12 kämmt. Mit den Zahnrädern 13 und 14 kämmende Zahnräder 17 bzw. 18 sind durch zugeordnete Drehmomentüber tragungskupplungen 21 bzw. 25 auf der Gegenwelle 15 drehbar befestigt, wobei die Drehmomentübertragungskupplungen in Form von hydraulischen Mehrplattenkupplungen ausgebildet sind, mit denen die Größe des durch sie übertragenen Drehmoments variierbar ist.

Die Drehmomentübertragungskupplungen 21 und 25 weisen jeweils Sätze von Innenplatten 22, 26 auf, die auf der Gegenwelle 15 auf im seitlichen Abstand voneinander angeordneten Abschnitten dieser Welle fixiert sind, sowie zugeordnete Sätze von Außen platten 23, 27, die an zugeordneten Trommeln 24 bzw. 28 fi xiert und gehalten sind, welche mit den betreffenden Zahn rädern bzw. 18 ein Stück bilden. Die Innenplatten 22, 26 sind jeweils wechselweise zu den Außenplatten 23 bzw. 27 angeordnet.

Die Zahnräder 13 und 14 haben den gleichen Durchmesser und die gleiche Anzahl von Zähnen, und die Zahnräder 17 und 18 haben ebenfalls den gleichen Durchmesser und die gleiche Anzahl von Zähnen.

Die Drehung der Kraftübertragungswelle 8 wird durch das Diffe rentialgehäuse 2 über die Zahnräder 12, 16 auf die Gegenwelle 15 übertragen. Die Anzahl der Zähne des Zahnrades 12 sei N ₁ und die Anzahl der Zähne des Zahnrades 16 gleich N ₂. Die Drehung der Gegenwelle 15 wird durch die Drehmomentüber tragungskupplungen 21, 25 auf die Abtriebswellen 6 bzw. 7 durch die miteinander kämmenden Zahnräder 17, 13 bzw. 18, 14 übertragen. Die Anzahl der Zähne der Zahnräder 17 und 18 sei jeweils N ₃ und die Anzahl der Zähne der Zahnräder 13 und 14 gleich N ₄. Es besteht dann folgende Beziehung:

N ₁/N ₂ × N ₃/N ₄ < 1,0.

Die Zahnräder 12, 16, die Gegenwelle 15, die Zahnräder 17, 13 und 18, 14 bilden zusammen eine zweite Drehmomentübertragungs einrichtung zum Übertragen von Antriebskraft vom Motor auf die Abtriebswellen 6, 7 und folglich zu den Straßenrädern parallel zu dem Differential 1.

Wie später beschrieben, werden die den hydraulischen Mehr plattenkupplungen 21, 25 jeweils zugeführten Öldrucke in Ab hängigkeit von einem erfaßten Betriebszustand des Kraftfahr zeugs, beispielsweise einem Drehzustand dieses Fahrzeugs, ge steuert.

Die Fig. 2 zeigt einen modifizierten Antriebsmechanismus, bei welchem ein Differential und eine Gegenwelle anders als bei jenem nach Fig. 1 angeordnet sind. Nach Fig. 2 ist eine Gegenwelle 15′ zwischen einer Kraftübertragungswelle 8′ und einem Differential 1′ derart angeordnet, daß von der Kraft übertragungswelle 8′ Drehung von einem an diese Welle 8′ gekuppelten Zahnrad 9′ über ein auf der Gegenwelle 15′ befe stigtes Zahnrad 16′ und ein dem Zahnrad 12 nach Fig. 1 ent sprechendes Zahnrad 11′ auf ein Differentialgehäuse 2′ über tragen wird. Die Drehkraft wird dann von der Gegenwelle 15, durch eine hydraulische Mehrplattenkupplung 21′und Zahnräder 17′, 13′ auf eine Abtriebswelle 6′ und durch eine hydrauli sche Mehrplattenkupplung 25′ und Zahnräder 18′, 14′ auf eine Abtriebswelle 7′ übertragen.

Die Fig. 3 zeigt einen anderen modifizierten Antriebs mechanismus, bei welchem eine Kraftübertragungswelle anders angeordnet ist. Eine in Querrichtung eines Kraftfahrzeugs sich erstreckende Kraftübertragungswelle 8′′ weist ein Zahnrad 9′′ auf, das direkt mit einem dem Zahnrad 11 nach Fig. 1 ent sprechenden Zahnrad 12′′ eines Differentialgehäuses 2′′ kämmt. Die anderen konstruktiven Einzelheiten sind gleich denen nach Fig. 1.

Wenn nur auf die in Fig. 1 rechte hydraulische Mehrplatten kupplung 25 Hydraulikdruck ausgeübt wird, wird der Reibkontakt zwischen den inneren und äußeren Platten 26 bzw. 27 erhöht und dadurch die Kupplung 25 eingerückt. Deshalb wird die Drehung der Gegenwelle 15 durch die Zahnräder 18, 14 auf die an das Straßenrad gekuppelte Antriebswelle 7 übertragen.

Aus der obengenannten Beziehung zwischen den Zähnezahlen N ₁, N ₂, N ₃, N ₄ der betreffenden Zahnräder 12, 16, 18 bzw. 14 ergibt sich folgende Ungleichung:

N ₄/N ₃ < N ₁/N ₂.

Deshalb wird die Drehzahl der an das rechte Straßenrad ge kuppelten Antriebswelle 7 höher als die Drehzahl der an das linke Straßenrad gekuppelten Antriebswelle 6, die sich unisono mit dem Seitenzahnrad 4 des Differentials 1 dreht. Folglich hat die erfindungsgemäße Straßenrad-Antriebsvorrichtung die Fähigkeit, die Drehzahl eines ausgewählten Straßenrades zu erhöhen.

Der Unterschied zwischen den Drehzahlen der Abtriebswellen 6, 7 wird von den kleinen Zahnrädern 3 bei deren Rotation ab sorbiert. Die linke hydraulische Mehrplattenkupplung 21, auf die kein Hydraulikdruck ausgeübt wird, dreht sich leer, d.h. die Innenplatten 22 und Außenplatten 23 greifen nicht inein ander.

Wenn die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung in ein Kraft fahrzeug mit Hinterradantrieb, beispielsweise ein Fahrzeug FR mit Frontmotor und mit Hinterradantrieb, ein Fahrzeug PR mit hinten angeordnetem Motor und Hinterradantrieb oder ein Fahr zeug MR mit mittig angeordnetem Motor und mit Hinterradan trieb, angewendet wird, und das Kraftfahrzeug eine Drehung oder Wendung nach Fig. 4 ausführt, wird das in bezug auf den Dreh- oder Wendekreis zum Antrieb des äußeren hinteren Straßenrades ausgeübte Drehmoment derart erhöht, daß es größer als das Drehmoment ist, das zum Antrieb des inneren hinteren Straßenrades durch die Fähigkeit der Straßenrad-Antriebsvor richtung zur Erhöhung der Drehzahl des ausgewählten und hier das äußere hintere Straßenrad bildenden Straßenrades ausgeübt wird. Das Dreh- oder Wendeverhalten des im mittleren und unteren Geschwindigkeitsbereichs fahrenden Kraftfahrzeugs kann dadurch verbessert werden.

Umgekehrt ist es bei der Straßenrad-Antriebsvorrichtung möglich, das zum Antrieb des inneren hinteren Straßenrades in bezug auf einen Dreh- bzw. Wendekreis ausgeübte Drehmoment so zu erhöhen, daß es höher ist als das zum Antrieb des äußeren hinteren Straßenrades ausgeübte Drehmoment, so daß das Kraft fahrzeug in einem Hochgeschwindigkeitsbereich viel stabiler fahren kann.

Die erfindungsgemäße Straßenrad-Antriebsvorrichtung kann auch auf ein Kraftfahrzeug FF mit vorne angeordnetem Motor und mit Frontantrieb angewendet oder mit den hinteren Straßenrädern oder den vorderen Straßenrädern oder den vorderen und hinteren Straßenrädern eines Kraftfahrzeugs mit Vorder- und Hinterrad bzw. Vierradantrieb 4 WD kombiniert werden.

Die Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Straßenrad-Antriebs vorrichtung ähnlich der Konstruktion nach Fig. 3, die in ein Kraftfahrzeug MR mit mittig angeordnetem Motor und Hinter radantrieb eingebaut ist, wobei die Darstellung auch einen Hydraulikschaltkreis zeigt. Das Kraftfahrzeug weist einen Motor 31, ein Getriebe 32, Hinterrad-Antriebswellen oder -achsen 33, 34, ein Lenkrad 41, ein Servolenkungssystem zum Unterstützen der Drehung des Lenkrades 41 auf, wobei das Servolenkungssystem einen Öltank 42, eine Ölpumpe 43, ein Vierwegerichtungssteuerventil 44 und einen Servozylinder 45 aufweist.

Der Kraft- bzw. Servozylinder 45 weist zwei Hydraulikdruck kammern 45 L, 45 R auf, die mit dem Richtungssteuerventil 44 durch Ölkanäle bzw. -leitungen 46, 47 verbunden sind, von denen sich Zweigkanäle bzw. -leitungen 48 bzw. 49 erstrecken. Die Zweigleitung 48 ist mit der rechten hydraulischen Mehr plattenkupplung 25 verbunden, wohingegen die Zweigleitung 48 mit der linken hydraulischen Mehrplattenkupplung 21 verbunden ist.

Wenn das Lenkrad 41 gedreht wird, um das Kraftfahrzeug bei spielsweise für eine linke Drehung oder Wendung zu lenken, erzeugt das Vierwege-Richtungssteuerventil 44 eine Fluid verbindung zwischen der Pumpe 43 und der linken Hydraulik druckkammer 45 L durch die Ölleitung 46 und auch zwischen der rechten Hydraulikdruckkammer 45 R und dem Tank 42 durch die Ölleitung 47. Deshalb nimmt der Öldruck in der linken Hydrau likdruckkammer 45 L zu, und der Öldruck in der rechten Hydrau likdruckkammer 45 R nimmt ab. Zu diesem Zeitpunkt steht die Pumpe 43 auch mit der rechten hydraulischen Mehrplatten kupplung 45 über die Zweigleitung 48 von der Ölleitung 46 in Verbindung, um den Hydraulikdruck in der Kupplung 25 zu erhöhen, wodurch die Kupplung 25 bis zu einem Grad eingerückt oder verbunden wird, der von dem in der Kupplung 25 aufgebau ten Hydraulikdruck abhängt.

Deshalb kann das Drehmoment vom Motor 31 auf das rechte und linke hintere Straßenrad in Abhängigkeit von dem auf den Servozylinder 45 ausgeübten Hydraulikdruck verteilt werden. Wenn das Kraftfahrzeug eine Drehung oder Wendung macht, wird das auf das äußere hintere Straßenrad in bezug auf den Dre hungs- oder Wendekreis ausgeübte Drehmoment höher als das Drehmoment, das auf das innere hintere Straßenrad ausgeübt wird, so daß das Drehungs- oder Wendeverhalten des Kraft fahrzeugs in einem mittleren und niedrigen Geschwindigkeits bereich verbessert wird.

Die Fig. 6 zeigt ein Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs 4 WD mit Vorder- und Hinterradantrieb. Das Kraftfahrzeug weist auf ein durch jeweilige Antriebsachsen 36 bzw. 37 an vordere Straßenräder gekuppeltes mechanisches Differential 35, einen Motor 31′, ein Getriebe 32′, ein durch zugeordnete Antriebs achsen an hintere Straßenräder gekuppeltes mechanisches Differential 1 und eine Antriebs- bzw. Kardanwelle mit einer Vorder- und Hinterdrehmomentaufspaltkupplung 38 zum Über tragen von Antriebskraft aus dem Motor 31′ über das vordere Differential 35 auf das hintere Differential 1. Den hinteren Straßenrädern ist eine erfindungsgemäße Straßenrad-Antriebs vorrichtung zugeordnet, die der Vorrichtung nach Fig. 1 identisch ist.

Die Fig. 7 zeigt ein Antriebssystem eines anderen Kraftfahr zeugs 4 WD mit Vorder- und Hinterradantrieb. Das Kraftfahrzeug umfaßt ein an vordere Straßenräder durch zugeordnete Antriebs achsen gekuppeltes mechanisches Differential 35′, einen Motor 31′′, ein Getriebe 32′′ und ein durch zugeordnete Antriebs achsen an hintere Straßenräder gekuppeltes mechanisches Diffe rential 1. Eine Antriebs- bzw. Gelenkwelle 8 umfaßt ein mecha nisches Differential 39 zum Übertragen von Antriebskraft aus dem Motor 31′′ über das Differential 39 auf das vordere und hintere Differential 35′ bzw. 1. Den hinteren Straßenrädern ist eine erfindungsgemäße Straßenradantriebsvorrichtung zu geordnet, welche der Vorrichtung nach Fig. 1 identisch ist.

Die Fig. 11 stellt eine Straßenrad-Antriebsvorrichtung dar, bei welcher keine Gegenwelle verwendet ist und eine Kraft übertragungswelle 108 ein Zahnrad 120 aufweist. Antriebs kraft aus einem nicht dargestellten Motor wird durch das Zahnrad 120 über ein Paar zwei Drehmomentübertragungskupp lungen bildende hydraulische Mehrplattenkupplungen 121, 125, Zahnräder 130, 140 und Zahnräder 113, 114 auf Abtriebswellen 106, 107 übertragen, die jeweils an nicht dargestellte Straßenräder gekuppelt sind.

Die Zahnräder 113, 114 sind wie die Zahnräder 117, 118 und die Zahnräder 130, 140 zueinander identisch. Die anderen Einzel heiten der Vorrichtung nach Fig. 11 sind denen der Fig. 1 gleich.

Die Anzahl der Zähne eines Zahnrades 111 sei N′ ₁, die Anzahl der Zähne eines Zahnrades 109 gleich N′ ₂, die Anzahl der Zähne des Zahnrades 120 gleich N′ ₃, die Anzahl der Zähne jedes Zahn rades 117, 118 gleich N′ ₄, die Anzahl der Zähne jedes Zahnrades 130, 140 gleich N ₅ und die Anzahl der Zähne jedes Zahnrades 113, 144 gleich N ₆. Für diese Zähnezahlen gelten folgende Beziehungen:

N′₁/N′₂ < (N′₄/N′₃) × (N ₆/N ₅).

Wenn Kraftfahrzeug mit einer Straßenrad-Antriebsvorrichtung nach Fig. 11 eine Drehung bzw. Wendung macht, kann die Vorrichtung die Drehzahl eines in bezug auf den Drehungs- bzw. Wendekreis ausgewählten äußeren Straßenrades so erhöhen, daß sie höher als die Drehzahl des inneren Straßenrades ist.

Die Fig. 8 zeigt einen Hydraulikdruck-Steuerschaltkreis, der in das in Fig. 5 gezeigte Kraftfahrzeug MR und das in Fig. 7 gezeigte Kraftfahrzeug 4 WD eingebaut werden kann.

Der in Fig. 8 gezeigte Hydraulikdruck-Steuerschaltkreis umfaßt eine Steuereinheit 51, einen Öltank 52 zum Speichern von Öl eine Ölpumpe 53 zum Zuführen von Hydraulikdruck aus dem Öltank 52 zu den Kupplungen und ein Kupplungssteuerventil 61. Die Ölpumpe 53 ist mit dem Kupplungssteuerventil 61 durch einen Ölzufuhrkanal 54 verbunden, und das Kupplungssteuerven til 61 ist mit dem Öltank 52 durch eine Ölrückführleitung 55 verbunden. Eine variable Öffnung 56 ist zwischen die Ölzufuhr leitung bzw. den Ölzufuhrkanal 54 und die Ölrückführleitung 55 geschaltet. Die variable Öffnung 56 wird durch die Steuerein heit 51 so gesteuert, daß sie eine gewisse Menge Q ₂ von einer von der Ölpumpe 53 ausgegebenen Ölmenge Q ₀ abtrennt und die Menge Q ₂ zum Öltank 52 zurückführt, während eine verbleibende Ölmenge Q ₁ dem Kupplungssteuerventil 61 mit einer Rate zuge führt werden kann, die proportional dem durch den Motor und dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes erzeugten Drehmoment ist.

Das Kupplungssteuerventil 61 weist ein Gehäuse 62 und eine Spule bzw. einen Kolben 67 auf, die in dem Gehäuse 62 gleitend angeordnet ist. Das Gehäuse 62 weist eine zentrale Einlaß öffnung 63 auf, die mit dem Ölzufuhrkanal 54 und einem Paar im Abstand voneinander angeordneter Rückführöffnungen 63 verbunden ist, die auf beiden Seiten der Einlaßöffnung 63 angeordnet und mit dem Ölrückführkanal 55 verbunden sind. Der Schieber bzw. Kolben 67 ist normalerweise gegen eine zentrale neutrale Position in dem Gehäuse 62 durch ein Paar Federn 68 L, 68 R vorbelastet, welche jeweils auf die einander entgegenge setzten Enden des Kolbens 67 wirken. Die Federn 68 L, 68 R sind in Ölkammern 65 L bzw. 65 R angeordnet, welche in dem Gehäuse 62 an den entgegengesetzten Enden des Kolbens 67 definiert sind. Die Ölkammern 65 L, 65 R sind mit den Zweigleitungen 48 bzw. 49 von den betreffenden Ölleitungen 46 bzw. 47 verbunden, welche die Hydraulikdruckkammern 45 des Kraftzylinders und das Vier wege-Richtungssteuerventil 44 verbinden (siehe auch Fig. 5). Das Gehäuse 62 weist auch ein Paar im Abstand voneinander angeordnete Auslaßöffnungen 66 L, 66 R auf, die mit den hydrau lischen Mehrplattenkupplungen 25 bzw. 21 durch zugeordnete Ölleitungen 59 bzw. 58 verbunden sind. Der Kolben 67 weist ein Paar im axialen Abstand voneinander angeordnete ringförmige Nuten 67 L, 67 R auf, die in seiner äußeren Umfangsfläche definiert sind.

Wenn der Kolben 67 des Steuerschiebers bzw. Steuerventils 61 in einer von dem aus den Zweigleitungen 48 oder 49 zugeführten Hydraulikdruck abhängigen ausgewählten Richtung axial bewegt wird, wird die Ölmenge Q ₁ aus der Ölpumpe 53, die proportional zum Motordrehmoment und dem Übersetzungsverhältnis des Ge triebes ist, über die Nut 67 L oder 67 R und die Auslaßöffnung 66 L oder 66 R der hydraulischen Mehrplattenkupplung 21 oder 25 zugeführt, die dem in bezug auf den Dreh- bzw. Wendekreis äußeren hinteren Straßenrad zugeordnet ist. Demgemäß wird das auf das äußere hintere Straßenrad ausgeübte Drehmoment in der oben beschriebenen Weise für eine höhere Wendeleistung bzw. besseres Wendeverhalten im mittleren und niedrigen Geschwin digkeitsbereich höher als das Antriebsdrehmoment, das auf das innere hintere Straßenrad ausgeübt wird.

Wie in Fig. 8 durch die gestrichelten Linien angedeutet, können die Ölleitungen 58, 59 mit den Auslaßöffnungen 66 L bzw. 66 R zur Zufuhr der vom Motordrehmoment und dem Übersetzungs verhältnis des Getriebes proportionalen Ölmenge Q ₁ zur hydrau lischen Mehrplattenkupplung 21 oder 25, die dem in bezug auf den Wendekreis inneren hinteren Straßenrad zugeordnet ist. Bei dieser Anordnung wird das auf das innere hintere Straßen rad ausgeübte Drehmoment für eine höhere Laufstabilität in einem Hochgeschwindigkeitsbereich höher als das Antriebs drehmoment, das auf das äußere hintere Straßenrad proportional zu einem auf das Kraftfahrzeug ausgeübten lateralen G ausgeübt wird.

Die Fig. 9 stellt einen Hydraulikdruck-Steuerschaltkreis zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug 4 WD mit Vorder- und Hinter radantrieb und mit der Kupplung 38 nach Fig. 6 zum Aufteilen des vorderen und hinteren Drehmoments dar.

Der Hydraulikdruck-Steuerschaltkreis nach Fig. 9 unterschei det sich von dem Hydraulikdruck-Steuerschaltkreis nach Fig. 8 darin, daß sich ein Zweigkanal bzw. eine Zweigleitung 47 von der Ölzufuhrleitung 54 erstreckt und mit der Kupplung 38 zum Aufspalten in vorderes und hinteres Drehmoment verbunden ist, wobei die Ölzufuhrleitung 54 eine Verengung oder Drossel auf weist.

Die in das Hinterradantriebssystem eingebauten hydraulischen Mehrplattenkupplungen 21, 25 werden wahlweise mit Hydraulik druck beaufschlagt, der in der gleichen Weise gesteuert wird, wie es in Zusammenhang mit der Fig. 8 beschrieben ist und auch der Kupplung 38 zum Aufspalten in vorderes und hinteres Drehmoment wird die Ölmenge Q ₁ zugeführt, die proportional zum Unter- bzw. Übersetzungsverhältnis des Getriebes ist.

In den Fig. 8 und 9 kann der Steuerschieber bzw. das Steuerventil 61 durch ein Solenoid betätigtes Richtungs steuerventil zum wahlweisen Erhöhen der Drehzahl eines äußeren oder inneren Straßenrades bei Ausführung einer Drehung oder Wendung durch das Kraftfahrzeug ersetzt werden.

Die Fig. 10 zeigt einen Hydraulikdruck-Steuerschaltkreis, der in einem mit der Kupplung 38 zum Aufspalten in vorderes und hinteres Drehmoment ausgerüsteten Kraftfahrzeug 4 WD mit Vor der- und Hinterradantrieb verwendet werden kann. Der Hydrau likdruck-Steuerschaltkreis weist einen Mikrocomputer 71, eine Kupplungsöldruckquelle 81 und Druckregulierungsventile 91, 92 und 93 auf. In der Fig. 10 sind Hydraulikdruckleitungen oder -kanäle durch die durchgezogenen Linien und elektrische Signale durch die gestrichelten Linien angedeutet.

Dem Mikrocomputer 71 wird von einem Beschleunigungsvorrich tungsöffnungssensor 72 ein eine Beschleunigungsvorrichtungs öffnung, typischerweise eine Drosselventilöffnung anzeigendes Signal, von einem Zündimpulssensor 73 ein eine Motordrehzahl anzeigendes Signal, von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 74 ein eine Fahrzeuggeschwindigkeit darstellendes Signal, von einem Lenkkraftsensor 75 ein eine Lenkkraft darstellendes Signal und von einem Lateral-G-Sensor 76 ein ein laterales G anzeigendes Signal zugeführt.

Die Kupplungsöldruckquelle 81 umfaßt einen Motor 82, eine Öl pumpe 83, einen Öltank 84 und ein Rückschlagventil 85, und ist mit einem Druckspeicher bzw. Akkumulator 87 verbunden. Das an die Drehmoment aufspaltende Kupplung 38 gekuppelte Druckregu lierungsventil 91, das an die mit dem linken hinteren Straßen rad verbundene hydraulische Mehrplattenkupplung 21 gekuppelte Druckregulierungsventil 92 und das an die mit dem rechten hinteren Straßenrad verbundene hydraulische Mehrplattenkupp lung verbundene Druckregulierungsventil 93 sind parallel zueinander mit der Kupplungsöldruckquelle 81 verbunden.

In Abhängigkeit von Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise der Beschleunigungsvorrichtungsöffnung, der Motordrehzahl und der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Lenkkraft und dem lateralen G führt der Mikrocomputer 71 ein Steuer signal für die Aufspaltung des vorderen und hinteren Dreh moments, ein Steuersignal für das linke hintere Straßenrad drehmoment und ein Steuersignal für das rechte hintere Straßenraddrehmoment den Druckregulierungsventilen 91, 92 bzw. 93 zur Regulierung der auf die Kupplungen 38, 21 bzw. 25 aus geübten Hydraulikdrucke.

Der in der Fig. 10 gezeigte Hydraulikdruck-Steuerschaltkreis kann die hydraulischen Mehrplattenkupplungen 21 und 25 un abhängig voneinander steuern.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die Unter- bzw. Übersetzungsverhältnisse des Straßenrad-An triebsmechanismus derart ausgewählt, daß die Abtriebs- bzw. Ausgangswelle eines ausgewählten Straßenrades erhöht wird. Diese Unter- bzw. Übersetzungsverhältnisse können jedoch derart ausgewählt werden, daß die Abtriebswelle eines aus gewählten Straßenrades reduziert wird, um die Drehzahl eines inneren Straßenrades auf einem Dreh- oder Wendekreis zur Verbesserung des Dreh- oder Wendeverhaltens in einem mittle ren und niedrigen Geschwindigkeitsbereich zu erniedrigen und die Drehzahl eines äußeren Straßenrades für eine erhöhte Laufstabilität in einem Hochgeschwindigkeitsbereich zu er niedrigen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Antrieb eines Paares von in seitlichem Abstand voneinander angeordneten Straßenrädern eines Kraftfahrzeugs weist eine erste Drehmomentübertragungs einrichtung 11, 3 bis 7; 11′, 3 bis 7; 12′′, 3 bis 7 zum Übertragen eines Antriebsdrehmomentes von einer Kraftquelle 31; 31′; 31′′ auf, die Straßenräder mit einem Differential 3 bis 5 zum Verteilen des Antriebsdrehmomentes auf die Straßen räder und eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung 12, 16, 17, 13, 18, 14; 16′, 17′, 13′, 18′, 14′; 120, 117, 130, 113, 118, 140, 114 zum Übertragen des Antriebsdrehmomentes von der Kraftquelle auf die Straßenräder parallel zum Differential 3 bis 5 auf, die Kupplungen 21, 25; 21′, 25′; 121, 125 zum Variieren von Beträgen des auf die Straßenräder zu übertra genden Drehmoments umfaßt. Ein Steuerschaltkreis 48 bis 59; 71 bis 76; 81 bis 87; 91 bis 93 steuert die Kupplungen 21, 25; 21′, 25′; 121, 125, um die Drehmomentbeträge in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs zu steuern.

Claims

1. Vorrichtung zum Antrieb eines Paares von im seitlichen Ab stand voneinander angeordneten Straßenrädern eines Kraftfahr zeugs, gekennzeichnet durch

- eine Kraftquelle (31; 31′; 31′′) zum Erzeugen eines Antriebsdrehmomentes für die Straßenräder,
- eine erste Drehmomentübertragungseinrichtung (11, 3 bis 7; 11′, 3 bis 7; 12′′, 3 bis 7) zum Übertragen des Antriebsdreh momentes von der Kraftquelle (31; 31′; 31′′) auf die Straßenräder, wobei die erste Drehmomentübertragungseinrichtung (11, 3 bis 7; 11′, 3 bis 7; 12′′, 3 bis 7) ein Differential (3 bis 5) zum Verteilen des Antriebsdrehmomentes auf die Straßenräder aufweist,
- eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung (12, 16, 17, 13, 18, 14; 16′, 13′, 17′, 18′; 14′, 120, 117, 130, 113, 118, 140, 114) zum Übertragen des Antriebsdrehmomentes von der Kraftquelle (31; 31′; 31′′) auf die Straßenräder parallel zu dem Differential (3 bis 5), wobei die zweite Drehmomentübertragungseinrichtung eine Kupp lungseinrichtung (21, 25, 21′, 25′; 121, 125) zum Variieren von Beträgen eines auf die Straßenräder zu übertragenden Dreh momentes aufweist, und
- eine Steuereinrichtung (48 bis 59, 71 bis 76; 81 bis 87, 91 bis 93) zum Steuern der Kupplungseinrichtung (21, 25; 21′, 25′; 121, 125), um die Beträge des Drehmoments in Abhängig keit von einem Betriebszustand des Kraftfahrzeugs zu steuern. (Fig. 1 bis 3, 10 und 11)

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Differential (3 bis 5) ein Paar sich in Querrichtung zum Kraftfahrzeug erstreckende erste Wellen (6, 7; 6′, 7′) zum Übertragen des Antriebsdrehmoments auf die Straßenräder aufweist,
daß die zweite Drehmomentübertragungseinrichtung eine parallel zu den ersten Wellen (6, 7; 6′, 7′) sich erstreckende zweite Welle (15; 15′), eine die Kraftquelle (31; 31′; 31′′) und die zweite Welle (15; 15′) stets parallel zum Differential (3 bis 5) kuppelnde erste Kuppeleinichtung (12, 16; 12, 16′) und eine zweite Kuppeleinrichtung (17, 13, 18, 14; 17′, 13′, 18′, 14′) zum Kuppeln der zweiten Wellen (15; 15′) an die ersten Wellen (6, 7; 6′, 7′) aufweist, und
daß die Kupplungseinrichtung (21, 25; 21′, 25′) zwischen der zweiten Welle (15; 15′) und der zweiten Kuppeleinrichtung (17, 13, 18, 14; 17′, 13′, 18′, 14′) angeordnet ist. (Fig. 1 bis 3)

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung (21, 25; 21′, 25′) ein Paar hydraulischer Mehrplattenkupplungen aufweist, die auf der zweiten Welle (15; 15′) in Drehmoment übertragungsrelation zu den ersten Wellen (6, 7; 6′, 7′) befestigt sind. (Fig. 1 bis 3)

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die erste Kuppeleinrichtung (12, 16; 12, 16) ein an einem Differentialgehäuse (2) des Differentials (3 bis 5) befestigtes und um die ersten Wellen (6, 7) drehbares erstes Zahnrad (12) und ein mit dem ersten Zahnrad (12) kämmendes und fest auf der zweiten Welle (15) befestigtes zweites Zahnrad (16) aufweist, und daß die zweite Kuppeleinrichtung (17, 13, 18, 14) ein Paar um die zweite Welle (15) drehbare dritte Zahnräder (17, 18) sowie ein Paar mit den dritten Zahnrädern (17, 18) kämmende vierte Zahnräder (13, 14) aufweist, die fest auf den ersten Wellen (6, 7) befestigt sind. (Fig. 1 und 3)

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kuppeleinrichtung (12, 16′) ein fest auf der zweiten Welle (15′) befestigtes zweites Zahnrad (16′) zum Übertragen des Antriebsdrehmomentes von der Kraftquelle auf ein Differential gehäuse (2′) des Differentials aufweist, und daß die zweite Kuppeleinrichtung (17′, 13′, 18′, 14′) ein Paar um die zweite Welle (15′) drehbare dritte Zahnräder (17′, 18′) sowie ein Paar mit den dritten Zahnrädern (17′, 18′) kämmende und fest auf den ersten Wellen (6′, 7′) befestigte vierte Zahnräder (13′, 14′) aufweist. (Fig. 2)

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kraftübertragungsquelle (108), die an einem Ende operativ mit dem Differential (3 bis 5) verbunden ist, um das Antriebsdrehmoment von der Kraftquelle auf das Differential zu übertragen,
wobei das Differential ein Paar sich in Querrichtung des Kraftfahrzeugs sich erstreckende erste Wellen (106, 107) zum Übertragen des Antriebsdrehmoments auf die Straßenräder aufweist, und
wobei die zweite Drehmomentübertragungseinrichtung (120, 117, 130, 113, 118, 140, 114) zwischen die Kraftübertragungswelle (108) und die ersten Wellen (106, 107) gekuppelt ist. (Fig. 11) 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die zweite Drehmomentüber tragungseinrichtung ein fest auf der Übertragungswelle (108) befestigtes fünftes Zahnrad (120) und ein Paar auf den ersten Wellen (106, 107) befestigte sechste Zahnräder (113, 114) auf weist, und daß die Kupplungseinrichtung (121, 125) operativ zwischen das fünfte Zahnrad (120) und die sechsten Zahnräder (113, 114) geschaltet ist. (Fig. 11)

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraft fahrzeug ein Servolenkungssystem (42 bis 47) mit einem Servo zylinder (45) aufweist und daß die Kupplungseinrichtung (21, 25) hydraulisch betätigbar und operativ an den Servozylinder (45) gekuppelt ist. (Fig. 5)

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Steuereinrichtung (48 bis 59; 71 bis 76; 81 bis 87, 91 bis 93) eine Einrichtung zum Steuern der Kupplungseinrichtung (21, 25) in Abhängigkeit von wenigstens der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs aufweist. (Fig. 8 bis 10)

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (48 bis 49; 71 bis 76; 81 bis 87, 91 bis 93) eine auf den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs ansprechende Einrichtung (58, 59; 71) zum Erhöhen des Betrags des auf das jenige der Straßenräder zu übertragenden Drehmoments aufweist, das auf einer Außenseite eines Dreh- oder Wendekreises ange ordnet ist, wenn das Kraftfahrzeug eine Drehung oder Wendung ausführt. (Fig. 8 bis 10)

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (48 bis 59; 71 bis 76, 81 bis 87, 91 bis 93) eine auf den Betriebszustand des Kraftfahrzeugs ansprechende Einrichtung (58, 59; 71) zum Erhöhen des Betrages des auf dasjenige der Straßenräder zu übertragenden Drehmomentes aufweist, das auf einer Innenseite eines Dreh- oder Wende kreises angeordnet ist, wenn das Kraftfahrzeug oder Drehung oder Wende ausführt. (Fig. 8 bis 10).