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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung
für ein
vierradgetriebenes Fahrzeug, die in der Lage ist, automatisch ein
durch eine Druck-Differentialbegrenzungskupplung bei einer vorbestimmten
Fahrgeschwindigkeit vorgegebenes Anfangsdrehmoment aufzuheben.
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Da
vierradgetriebene Fahrzeuge in den Fahreigenschaften auf schlechter
Straße
und auch in den Beschleunigungseigenschaften und der Fahrstabilität auf normalen
Straßen
hervorragend sind, wurden sie rasch populär. Eine direkte Verbindung
zwischen den Vorder- und Hinterrädern
kann ein gutes Antriebssystem des vierradgetriebenen Fahrzeugs realisieren.
In einem derartigen Zustand gibt es, obwohl ein Vorteil vorliegt,
dass ein starker Vierradantriebszustand erreicht werden kann, einen
Nachteil, dass das Wendeverhalten schlecht wird. Es kann nämlich keine
zum Zeitpunkt eines Wendevorgangs zwischen den Vorder- und Hinterrädern erzeugte
Differenz in der Drehzahl aufgenommen werden und es treten so genannte
Bremsphänomene
in engen Kurven auf.
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Demzufolge
ist in dem vierradgetriebenem Fahrzeug für den praktischen Einsatz eine
geeignete Antriebskraftverteilungsvorrichtung zwischen den Vorder-
und Hinterrad-Transmissionswellen vorgesehen. Die Vorder- und Hinterräder sind
nämlich über die
Antriebskraftverteilungsvorrichtung in einem Zustand verbunden,
in welchem eine vorbestimmte Differenzrotation zugelassen wird.
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Als
Antriebskraftverteilungsvorrichtung wird oft ein Mittendifferential,
eine Drehmomentkupplung oder dergleichen verwendet. Eine Viskosekupplung oder
Mehrscheibenkupplung wird als Drehmomentkupplung verwendet. Ferner
gibt es als Drehmomentkupplung eine sogenannte Hydraulik-Drehmomentkupplung.
In der Hydraulik-Drehmomentkupplung ist eine Hydraulikpumpe in einem
Gehäuse
vorgesehen, das mit einer entweder mit den Vorder- oder Hinterrädern verbundenen
Transmissionswelle verriegelt ist und gedreht wird, und ein Rotor,
der in dem Gehäuse untergebracht
ist und mit einer Transmissionswelle zu den anderen verriegelt ist
und gedreht wird.
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Wenn
jedoch die Antriebskraftverteilungsvorrichtung zwischen den Vorder-
und Hinterradantriebswellen vorgesehen ist, kann ein Schlupf an
den Vorder- oder den Hinterrädern
bei einer Fahrt auf einer schlechten Straße wie z.B. einer Straße mit niedrigem
u (mit anderen Worten einer Straße mit niedrigem Reibungskoeffizienten)
auftreten. Demzufolge ist die Traktionskontrolle im Vergleich zu
einem Direktkupplungs-Vierradfahrzeug
zu diesem Zeitpunkt schwierig.
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Daher
wird in vielen Fällen
die Antriebskraftverteilungsvorrichtung bevorzugt mit einer Differentialbegrenzungsvorrichtung
ausgestattet. In der Differentialbegrenzungsvorrichtung wird ein
Anfangsdrehmoment mit einem solchen Wert, dass das Bremsphänomen in
engen Kurven zugelassen werden kann, zwischen den Vorder- und Hinterrädertransmissionswellen
hinzugefügt.
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Beispielsweise
ist in JP-A-10-44802 eine Mehrscheibenkupplung als Differentialbegrenzungsvorrichtung
eingesetzt. Ein Anfangsdrehmoment wird durch einen hydraulischen
Druck, eine Belastung einer konischen Scheibenfeder zum Andrücken der Mehrscheibenkupplung
erzeugt, um dadurch ein Differenti albegrenzungsdrehmoment zum Zeitpunkt
des Starts zu erzielen.
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In
US-A-5 338 266 wird eine Differentialgetriebevorrichtung für Motorfahrzeuge
offenbart, die einen Viskosekupplung und eine Reibungskupplung aufweist.
In der Viskosekupplung und der Reibungskupplung sind Betätigungseinrichtungen
integriert, welche einen Eingriff oder ein Lösen der Reibungskupplung bewirken.
Bei niedriger Geschwindigkeit wird die Viskosekupplung nicht betrieben,
da die Reibungskupplung nicht in Eingriff steht. Im Gegensatz dazu
wird bei hoher Geschwindigkeit die Viskosekupplung betrieben, da
die Reibungskupplung im Eingriff steht.
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Es
ist bevorzugt, den vorderen und hinteren Transmissionswellen ein
Differentialbegrenzungsdrehmoment zu geben, um das Fahrzeugstartverhalten
zu verbessern. Andererseits wird bei dem herkömmlichen Aufbau, in welchem
das Anfangsdrehmoment über
die Mehrscheibenkupplung unter Verwendung von Reibungseingriffselementen
und die konische Scheibenfeder erzeugt wird, die eine Belastung
auf die Reibungseingriffselement ausübt, das Anfangsdrehmoment immer
zwischen den vorderen und hinteren Antriebswellen selbst in einem
Bereich erzeugt, in welchem die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist
und das Anfangsdrehmoment nicht benötigt wird. Dieses ist ein Problem.
In dem Falle, in welchem eine Differenzrotation zwischen den Vorder- und
Hinterrädern
auftritt, wird nämlich
das Anfangsdrehmoment erzeugt, so dass dieses Anfangsdrehmoment
als ein Ausgangsverlust des Antriebssystems wirkt. Demzufolge ist
es nachteilig, dass der Fahrer ein unangenehmes Gefühl erhält und der Kraftstoffverbrauch
größer wird.
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Um
dieses zu beheben, offenbart beispielsweise das Japanische Patent
Nr. 2970913 eine Technik zum aktiven Kontrollieren des intermittierenden EIN/AUS-Betriebs
einer Mehr scheibenkupplung unter Verwendung von hydraulischem Druck.
Gemäß der in
dieser Veröffentlichung
vorgetragenen Technik wird in einem Bereich, in welchem das Anfangsdrehmoment
nicht benötigt
wird, die Mehrfachscheibenkupplung aktiv getrennt, so dass das Differentialbegrenzungsdrehmoment
aufgehoben werden kann.
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Jedoch
wird in der in dieser Veröffentlichung offenbarten
Technik immer eine Hydraulikdruckquelle für die Betätigung der Mehrscheibenkupplung
benötigt,
und sie kann nicht leicht an eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung
ohne die Hydraulikdruckquelle angebracht (angepasst werden); ferner
besteht das Problem, dass eine flexible Kontrollierbarkeit fehlt.
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In
Anbetracht des Vorstehenden hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe,
eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung für ein vierradgetriebenes Fahrzeug
bereitzustellen, in welcher keine Hydraulikdruckquelle erforderlich
ist, ein Differentialbegrenzungsdrehmoment aktiv aufgehoben werden
kann, der Fahrer kein unangenehmes Gefühl erleidet, der Kraftstoffwirkungsgrad
verbessert wird und eine flexible Kontrollierbarkeit ausgezeichnet
ist.
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Die
vorstehend erwähnte
Aufgabe kann durch eine Antriebskraftverteilungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung gelöst
werden, welche aufweist:
eine in einem Fahrzeug zur Drehmomentverteilung vorgesehene
Differentialvorrichtung;
eine Differentialbegrenzungskupplung,
die dafür
vorgesehen ist, variabel ein Differentialbegrenzungsdrehmoment anzulegen,
um einen Differentialbetrieb der Differentialvorrichtung zu begrenzen;
einen
Anfangsdrehmomentzufuhrmechanismus zum Zuführen eines Anfangsdrehmoments
zur Differentialbegrenzungskupplung; und
einen Drehmomentbegrenzer
zum Aufheben des Anfangsdrehmoments bei einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit.
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Weitere
Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
dargestellt.
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In
der Antriebskraftverteilungsvorrichtung kann der Federmechanismus
eine Konusscheibenfeder sein.
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In
der Antriebskraftverteilungsvorrichtung ist es vorteilhaft, dass
ein Drehmomentbegrenzer mehrere Gewichte aufweist, die in einem
Raum mit einem dreieckigen Querschnitt verteilt sind, der zwischen auf
der Kupplungsnabe bzw. der Druckplatte ausgebildeten Nockenflächen definiert
ist, wodurch sich die Gewichte in radialer Richtung abhängig von
der Fahrzeuggeschwindigkeit bewegen und die Druckplatte gegen die
Federkraft entsprechend den Nockenflächen zurückdrücken.
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Ferner
ist es in der Antriebskraftverteilungsvorrichtung vorteilhafter,
dass der Drehmomentbegrenzer ferner eine Positionsplatte aufweist,
die in dem Raum angeordnet ist und mehrere in einer radialen Richtung
zur Unterstützung
der Bewegung der entsprechenden Gewichte ausgebildete Taschen aufweist.
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In
der vorstehenden Antriebskraftverteilungsvorrichtung wird die notwendige
Antriebskraft über
die Differentialbegrenzungskupplung mittels des aus dem Anfangsdrehmoment
der Differentialbegrenzungskupplung erzeugten Differentialbegrenzungsdrehmomentes übertragen.
Andererseits wird während
der Fahrt, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die vorbestimmte Fahrzeugfahrgeschwindigkeit überschreitet,
die Drehmoment begrenzervorrichtung mit dem durch seine Zentrifugalkraft
betätigten
Fahrzeuggeschwindigkeitssensor aktiviert, und die Drehmomentbegrenzervorrichtung
trennt die Antriebskraft ab und hebt das Anfangsdrehmoment auf.
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In
dieser Ausführungsform
enthält
der Drehmomentbegrenzer bevorzugt Druckflächen, welche zwischen den zwei
Wellen oder den Differentialen ausgebildet sind, eine Positionsplatte,
die zwischen den Andruckflächen
ausgebildet ist, und ein Gewicht, das in einer radial darin ausgebildeten
schlitzähnlichen
Tasche vorgesehen ist. Zusätzlich
ist das Gewicht zwischen beiden Andruckflächen vorgesehen und wenigstens
eine von den Andruckflächen
hat eine Kegelform, um sich so der anderen Andruckfläche anzunähern.
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1 stellt
eine schematische Aufbauansicht einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung
für ein vierradgetriebenes
Fahrzeug dar;
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2 stellt
eine Seitenschnittansicht eines Mittendifferentials dar;
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3 stellt
eine Vorderansicht einer Positionsplatte dar; und
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4 ist
eine Erläuterungsansicht,
die einen aufgrund einer Zentrifugalkraft zwischen einem Gewicht
und einer Nockenoberfläche
erzeugten Vektor darstellt.
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Hierin
nachstehend wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben. 1 ist eine schematische Strukturansicht
einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung für ein vierradgetriebenes Fahrzeug.
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Wie
es in der Zeichnung dargestellt ist, wird in dieser Ausführungsform
als Antriebssystem des vierradgetriebenen Fahrzeugs ein vertikaler
Transaxle-Typ verwendet. In diesem Antriebssystem sind ein Drehmomentwandlergehäuse 1,
ein Differentialgehäuse 2,
ein Getriebegehäuse 3,
ein Verlängerungsgehäuse 4 und
eine Ölwanne 5 vorgesehen.
Das Drehmomentwandlergehäuse 1 und
das Differentialgehäuse 2 sind
in einem Stück
an der Vorderseite ausgebildet. Das Getriebegehäuse 3 ist mit dem
hinteren Ende der Gehäuse 1 und 2 verbunden.
Das Verlängerungsgehäuse 4 ist
mit der Rückseite
des Getriebegehäuses 3 verbunden.
Ein Getriebe ist in dem Verlängerungsgehäuse 4 vorgesehen.
Ferner ist die Ölwanne 5 an
dem unteren Abschnitt des Getriebegehäuses 3 angebracht.
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Das
Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Motor. Eine Kurbelwelle 11 des
Motors 10 ist mit der Eingangsseite des Drehmomentwandlers 13 verbunden.
Der Drehmomentwandler 13 ist innerhalb des Drehmomentwandlergehäuses 1 angeordnet
und ist mit einer Überbrückungskupplung 12 versehen.
Ferner ist eine Getriebeeingangswelle 14 eines automatischen
Getriebes 30 in dem Getriebegehäuse 3 angeordnet,
die mit der Ausgangsseite des Drehmomentwandlers 13 verbunden
ist.
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Andererseits
ist eine Ausgangswelle (Getriebeausgangswelle) 15 des Automatikgetriebes 30 koaxial
zu der Eingangswelle (Getriebeeingangswelle) 14 angeordnet
und die Getriebeausgangswelle 15 ist mit der Eingangsseite
einer Mittendifferentialvorrichtung 50 als dem in dem Verlängerungsgehäuse 4 angeordneten
Getriebe verbunden. Ferner werden eine Vorderradantriebswelle 16 als
eine Vorderradtransmissionswelle und eine Hinterradantriebswelle 20 als eine
Hinterradtransmissionswelle von der Ausgangsseite des Mittendifferentials 50 abgezweigt
und sind damit verbunden.
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Die
Vorderradantriebswelle 16 ist in dem Getriebegehäuse 3 angeordnet
und erstreckt sich parallel zu der Getriebeeingangswelle 14 und
der Ausgangswelle 15. Das hintere Ende der Vorderradantriebswelle 16 ist
mit dem Mittendifferential 50 über ein Paar Reduktionszahnräder 17 und 18 verbunden. Ferner
ist das vordere Ende der Vorderradantriebswelle 16 mit
einem in dem Differentialgehäuse 2 angeordneten
Frontdifferential 19 verbunden. Eine (nicht dargestellte)
mit den Vorderrädern
verbundene Vorderradausgangswelle ist mit dem vorderen Differential 19 verbunden.
Die Hinterradantriebswelle 20 ist mit einer (nicht dargestellten)
Hinterradausgangswelle verbunden, um gelenkig Hinterräder über eine Gelenkwelle 21 und
ein hinteres Differential 22 zu lagern.
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Andererseits
enthält
das Automatikgetriebe 30 ein vorderes Planetenzahnrad 31 und
ein hinteres Planetenzahnrad 32. Bezüglich des vorderen Planetenzahnrades 31 und
des hinteren Planetenzahnrades 32 sind eine hohe Kupplung 33,
eine Umkehrkupplung 34, ein Bremsband 35, eine
Vorwärtskupplung 36,
eine Überholkupplung 37,
eine niedrige und Rückwärtskupplung 38 und
Freilaufkupplungen 39 und 40 vorgesehen. Demzufolge
kann eine Gangschaltung mit vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang
erzielt werden, indem diese selektiv in Eingriff gebracht werden.
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An
der Vorderseite des Automatikgetriebes 30 ist eine Ölpumpe 41 vorgesehen,
um eine Turbinenradmantel 13a des Drehmomentwandlers und eine
Antriebswelle 42 zu verbinden und anzutreiben, und ein
Steuerventilkörper 43 ist
in der Ölwanne 5 enthalten.
Durch den Steuerventilkörper 43 wird Öl an die
vorgenannten entsprechenden Reibungselemente geliefert und von diesen
abgelassen, und die Steuerung des Eingriffs und der Lösung individuell durchgeführt.
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Die
Mittendifferentialvorrichtung 50 ist ein komplexer Planetengetriebetyp.
Die Vorrichtung 50 weist ein erstes Ritzel 52,
ein erstes Sonnenrad 51, ein zweites Ritzel 54 und
ein zweites Sonnenrad 53 auf. Das erste Ritzel 52 steht
mit einem auf der Ausgangswelle 15 vorgesehenen ersten
Sonnenrad 51 in Eingriff. Das zweite Ritzel 54 steht
mit einem zweiten Sonnenrad 53 in Eingriff, das auf der
hinteren Antriebswelle 20 vorgesehen ist. Die ersten und
zweiten Ritzel 52 und 54 sind einstückig ausgebildet.
Außerdem
ist ein Träger
für eine
drehbare Lagerung der Ritzel 52 und 54 mit dem
Reduktionszahnrad 17 verbunden.
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Wenn
eine von der Ausgangswelle 15 ausgegebene Antriebskraft
an das erste Ritzel 52 über das
erste Sonnenrad 51 übertragen
wird, wird ein Drehmoment mit einem vorbestimmten Verteilungsverhältnis an
das zweite Sonnenrad 53 und das Reduktionszahnrad 17 über das
zweite Ritzel 54, das einstückig mit dem ersten Ritzel 52 ausgebildet
ist, und den Träger 55 übertragen.
Dabei wird ein Unterschied in der Drehzahl zwischen der des zweiten Sonnenrades 53 und
des Reduktionszahnrades 17 durch die Rotationsdifferenz
der ersten und zweiten Ritzel 52 und 54 aufgenommen.
Im Übrigen
sind in dieser Ausführungsform
die Teilkreisradien der ersten und zweiten Ritzel 52 und 54 so
eingestellt, dass ein größeres Drehmoment
der Bezugsdrehmomentverteilung an den Hinterrädern anliegt.
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Außerdem sind
der Träger 55 und
die hintere Antriebswelle 20 miteinander über eine
Druck-Differentialbegrenzungskupplung 60 verbunden. Gemäß Darstellung
in 2 ist eine Kupplungstrommel 61 der Druck-Differentialbegrenzungskupplung 60 mit dem
Träger 55 verbunden,
und zu diesem Innenumfang ist ein Außenumfang einer Kupplungsnabe 62, die
mit der hinteren Antriebswelle 20 gedreht wird, gegenüberliegend
vorgesehen. Ferner sind eine Antriebsplatte 63 und eine
angetriebene Platte 64 abwechselnd dazwischen angeordnet.
Eine Außenumfangsfläche einer
Druckplatte 65 wird mit einer Außenfläche der Antriebsplatte 63 in
Kontakt gebracht, die an einem Vorderseitenaußenende angeordnet ist, und
eine Halterplatte 66 wird mit einer Außenoberfläche der an dem Rückseitenaußenende
angeordneten Antriebsplatte 63 in Kontakt gebracht.
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Die
Außenumfänge der
angetriebenen Platte 64, der Druckplatte 65 und
der Halterplatte 66 stehen mit Keilnuten in Eingriff, die
auf dem Innenumfang der Kupplungstrommel 61 ausgebildet
sind, so dass sie in der axialen Richtung beweglich gelagert sind. Die
Außenoberfläche der
Halterplatte 66 wird durch einen Federring 67 am
Herausfallen gehindert. Außerdem
steht der Innenumfang der Antriebsplatte 63 mit einer Keilnut
in Eingriff, die in dem Außenumfang der
Kupplungsnabe 62 ausgebildet ist, und ist in der axialen
Richtung beweglich gelagert.
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Ferner
ist eine konische Scheibenfeder 68 an der Rückseite
der Druckplatte 65 vorgesehen, und die Druckplatte 65 wird
in der Richtung auf die Halterplatte 66 hin durch eine
Erregungskraft der konischen Scheibenfeder 68 gedrückt und
erregt. Ein Reibungsdrehmoment (Anfangsdrehmoment) wird zwischen der
Antriebsplatte 63 und der angetriebenen Platte 64 durch
die Druckplatte 65 erzeugt, die durch die Aufnahme der
Erregungskraft der konischen Scheibenfeder 68 bewegt wird,
und dieses Anfangsdrehmoment wird zu einem Differentialbegrenzungsdrehmoment,
wenn die Mittendifferentialvorrichtung 50 in die Differentialrotation
eintritt.
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Im Übrigen sind
als Stelle, an welcher das Differentialbegrenzungsdrehmoment erzeugt
wird, drei Bespiele wie folgt vorstellbar.
- (1)
Eine Stelle zwischen der Eingangsseite und einer der Ausgangsseiten
(z.B. eine Stelle zwischen der Ausgangswelle 15 des Automatikgetriebes und
einer Vorderradantriebswelle 16);
- (2) Eine Stelle zwischen der Eingangsseite und der anderen von
den Ausgangsseiten (z.B. eine Stelle zwischen der Ausgangswelle 16 des
Automatikgetriebes und einer Hinterradantriebswelle 20);
und
- (3) Eine Stelle zwischen den Ausgangsseiten (z.B. eine Stelle
zwischen der Vorderradantriebswelle 16 und einer Hinterradantriebswelle 20).
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Wenn
es zwischen den zwei Ausgangsseiten wie in dieser Ausführungsform
erzeugt wird, ist es am effektivsten, da die Drehmomentübertragung
direkt von der einen Ausgangsseite zu der anderen Ausgangsseite
durchgeführt
werden kann.
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Außerdem ist
eine Drehmomentbegrenzervorrichtung 70 mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
in der Mittendifferentialvorrichtung 50 vorgesehen. Die
Drehmomentbegrenzervorrichtung 70 hebt das Anfangsdrehmoment
der Druck-Differentialbegrenzungskupplung 60 auf, wenn
die Fahrzeuggeschwindigkeit eine vorbestimmte Geschwindigkeit überschreitet.
Gemäß Darstellung
in 2 sind eine vordere Nockenfläche 65a und eine hintere
Nockenfläche 62a als
Druckflächen
einander in einer Druckrichtung gegenüberliegend auf dem Innenumfang
der Druckplatte 65 und dem Außenumfang der Kupplungsnabe 62 angeordnet.
Ferner ist eine mit der hinteren Nockenfläche 62a zusammenhängende Basisfläche 62b auf
der Kupplungsnabe 62 ausgebildet.
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Ein
ringförmiger
Raumabschnitt 73 mit einem dreieckigen Querschnitt, der
in radialer Richtung mit einem Neigungswinkel θ (siehe 4) zusammenläuft, wird
durch beide Nockenflächen 62a und 65a und
die Basisfläche 62b ausgebildet.
Ferner ist eine Positionsplatte 71 in einem beabstandeten
Abschnitt 73 angeordnet. Da der Innenumfang der Positionsplatte 71 in
einem Keileingriff mit der Basisfläche 62b steht, wird
er in einem Stück
mit der Kupplungsnabe 62 gedreht.
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Jedoch
kann als modifiziertes Beispiel der Außenumfang der Positionsplatte 71 in
einem Keileingriff mit der Druckplatte 65 stehen, so dass
sie einstückig
mit der Druckplatte 65 gedreht wird.
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Außerdem sind,
wie es in 3 dargestellt ist, mehrere Taschen 71a radial
in der Positionsplatte 71 ausgebildet, und ein in einer
Ballform ausgebildetes Gewicht 72 wird beweglich in jeder
von den Taschen 71a gelagert. Dieses Gewicht 72 ist
in dem beabstandeten Abschnitt 73 in dem Zustand vorgesehen,
in welchem seine Bewegung in der Umfangsrichtung durch die Tasche 71a beschränkt und
seine Bewegung in der Radiusrichtung zugelassen ist. Wenn die Kupplungsnabe 62 angehalten
ist, befindet es sich in einem freien Zustand. Wenn eine Zentrifugalkraft
aufgrund der Rotation der Kupplungsnabe 62 gegeben ist,
wird es in radialer Richtung bewegt, und dann drücken beide Seitenflächen des
Gewichtes 72 auf die entsprechenden Nockenflächen 65a und 62a.
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Anschließend wird
der Betrieb der Ausführungsform
gemäß der vorstehenden
Struktur beschrieben. Zuerst wird die Antriebskraft des Motors 10 in
die Getriebeeingangswelle 14 des Automatikgetriebes 30 über den
Drehmomentwandler 13 eingegeben, und die durch das Automatikgetriebe 30 auf
eine vorbestimmte Drehzahl gewandelte Antriebskraft wird von der
Getriebeausgangswelle 15 in das erste Sonnenrad 51 der
Mittendifferentialvorrichtung 50 eingegeben.
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Das
von der Getriebeausgangswelle 15 ausgegebene Drehmoment
wird auf die Hinterradantriebswelle 20 und die Vorderradantriebswelle 16 über die
Mittendifferentialvorrichtung 50 verteilt, weil:
- (i) das mit dem ersten Sonnenrad 51 in
Eingriff stehende erste Ritzel 52 und das mit dem zweiten Sonnenrad 53,
das auf der Hinterradantriebswelle 20 vorgesehen ist, in
Eingriff stehende zweite Ritzel 54 als ein Teil ausgebildet
sind, und
- (ii) das an der Vorderradantriebswelle 16 vorgesehene
Reduktionszahnrad 18 mit dem an dem Reduktionszahnrad 17 in
Eingriff steht, das an dem die Ritzel 52 und 54 lagernden
Träger 55 vorgesehen
ist.
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Das
auf die Hinterradantriebswelle 20 verteilte Drehmoment
wird ferner durch die Antriebswelle 21 und die hintere
Differentialvorrichtung 22 hindurch auf die (nicht dargestellte)
die Hinterräder
verbindende hintere Radausgangswelle übertragen. Andererseits wird
das an die Vorderradtantriebswelle 16 verteilte Drehmoment
weiter durch die vordere Differentialvorrichtung 19 an
die (nicht dargestellte) Vorderradausgangswelle der Vorderräder übertragen.
Demzufolge kann ein vierradgetriebene Fahren erzielt werden.
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Das
durch die Andruckkraft der konischen Scheibenfeder 68 festgelegte
Drehmoment der Druck-Differentialbegrenzungskupplung 60 wirkt
als das Differentialbegrenzungsdrehmoment in einem Falle von wenigstens
einer der nachstehenden Situationen:
- (i) wenn
eine schlechte Straße
verlassen wird,
- (ii) bei Fahren auf einer Straße mit niedrigem μ, (d.h. einer
Straße
mit niedrigem Reibungskoeffizienten), oder
- (iii) in einem Zustand, in welchem ein Rad schwebt,
- (iv) zu einem Zeitpunkt, wenn eine Differentialrotation zwischen
den Front- und Rücktransmissionswellen
auftritt,
- (v) während
des Auftretens einer Differentialrotation.
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Die
Bezugsdrehmomentverteilung der Mittendifferentialvorrichtung 50 der
Ausführungsform
ist so eingestellt, dass viel Drehmoment auf die Hinterräder verteilt
wird. Wenn die Hin terräder
vor den Vorderrädern
durchdrehen, wird ein kleiner Anteil des an die Hinterradantriebswelle 20 ausgegebenen
Drehmomentes zu diesem Zeitpunkt an die Frontantriebswelle 16 über die
Druck-Differentialbegrenzungskupplung 60 übertragen,
und das Drehmoment der Hinterräder
wird dadurch reduziert und das Durchdrehen verschwindet.
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Zu
diesem Zeitpunkt drückt
in der Druck-Differentialbegrenzungskupplung 60 die konische Scheibenfeder 68 die
Antriebsplatte 63 und die zwischen der Druckplatte 65 und
der Halterplatte 66 vorgesehenen angetriebene Platte 64 zusammen,
und die Reibungskraft (Anfangskraft) wirkt als das Differentialbegrenzungsdrehmoment
.
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Andererseits
wird bei schneller Fahrt die Drehmomentbegrenzervorrichtung 70 aktiviert
und das Anfangsdrehmoment der Druck-Differentialbegrenzungskupplung 60 wird
aufgehoben. D.h., bei schneller Fahrt erfährt das Gewicht 72,
das von der Tasche 71a gelagert wird, die in der einstückig mit
der Hinterradantriebswelle 20 gedrehten Positionsplatte 71 angeordnet
ist, eine Zentrifugalkraft und wird in radialer Richtung bewegt,
dringt zwischen die Nockenflächen 65a und 62a ein
und drückt
auf beide Nockenflächen 65a und 62a.
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Wenn
die Druckkraft des Gewichtes 72 auf die entsprechenden
Nockenflächen 65a und 62a die Druckkraft
der konischen Scheibenfeder 68 überschreitet, drückt und
erweitert das Gewicht 72 ein Intervall zwischen den Nockenflächen 65a und 62a,
bewegt sich die die Nockenfläche 65a bildende
Druckplatte 65 zurück
gegen die Druckkraft der konischen Scheibenfeder 68, wird
der Druck zwischen der Antriebsplatte 63 und der angetriebenen
Platte 64 gemindert, und das Anfangsdrehmoment aufgehoben.
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Somit
wird in einem Hochgeschwindigkeitsbereich, in welchem das Differentialbegrenzungsdrehmoment
nicht benötigt wird,
das Anfangsdrehmoment der Drehmomentbegrenzervorrichtung 70, welche
ein Differentialbegrenzungsdrehmoment bereitstellt, aktiv aufgehoben,
so dass die Fahrstabilität verbessert
wird und der Drehmomentverlust reduziert wird, und demzufolge der
Kraftstoffwirkungsgrad verbessert wird.
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Im Übrigen kann,
wie es in 4 dargestellt ist, eine auf
die Nockenflächen 65a und 62a durch
die Zentrifugalkraft über
das Gewicht 72 wirkende Druckkraft F aus dem nachstehenden
Ausdruck erhalten werden. F = {(1/tanθ) – μ}m·n·r'·(2π/60)2N2
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Hier
ist θ ein
Kegelwinkel der Nockenfläche, μ ist ein
Reibungskoeffizient, m ist die Masse des Gewichtes, n ist die Anzahl
der Gewichte, und r' ist
ein angegebener Radius.
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Wenn
die Druckkraft F, die auf die Nockenfläche 65 durch die Erregungskraft
der konischen Scheibenfeder 68 wirkende Druckkraft überschreitet, bewegt
sich die Druckplatte 65 zurück, und das Differentialbegrenzungsdrehmoment
wird aufgehoben. Im Übrigen
kann die Formel anhand von 4 und der Formel
umgeschrieben werden: ω =
(2π/60)N.
Im Übrigen
bezeichnet das Symbol r in 4 einen
beliebigen Radius.
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Demzufolge
wird es möglich,
das Differentialbegrenzungsdrehmoment in einem gewünschten Geschwindigkeitsbereich
aufzuheben, indem die Masse M des Gewichtes 72, die Anzahl
n, der angegebene Radius r' und
der Konuswinkel θ der
Nockenfläche 65a geeignet
festgelegt werden.
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Somit
wird gemäß der Ausführungsform
bei einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder darüber, bei
welcher das Differentialbegrenzungsdrehmoment unnötig wird,
das Anfangsdrehmoment der Drehmomentbegrenzervorrichtung 70 aktiv
aufgehoben, so dass die Fahrstabilität verbessert und der Kraftstoffwirkungsgrad
durch die Reduzierung des Drehmomentverlustes verbessert wird.
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Ferner
kann sie, da keine hydraulisch Druckquelle benötigt wird, relativ einfach
an einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung angefügt werden,
welche nicht von Anfang an mit einer hydraulischen Druckquelle,
wie z.B. einer Drehmomentkupplung versehen ist, und fügt in hervorragender
Weise eine flexible Steuerbarkeit hinzu.
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Zusätzlich kann
durch Reduzierung des Drehmomentverlustes die Festigkeit des Antriebssystems
verringert werden; demzufolge wird das Gewicht verringert, und der
Kraftstoffwirkungsgrad kann dadurch weiter verbessert werden. Im Übrigen ist
die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehende Ausführungsform
beschränkt,
sondern die Drehmomentbegrenzervorrichtung 70 kann beispielsweise
zwischen den Differenzbewegungs-Erzeugungsmechanismusabschnitten
einer Drehmomentkupplung vorgesehen werden. Ferner kann eine der
Nockenflächen 62a und 65a so
ausgebildet werden, dass sie sich in einer Umfangsrichtung vertikal
erstreckt. Ferner ist beispielsweise das Gewicht 72 nicht
auf die Kugelform beschränkt,
sondern solange es in der Umfangsrichtung durch die Zentrifugalkraft
bewegt werden kann und auf die Nockenfläche drückt, kann beispielsweise auch
ein walzenförmiges
Gewicht verwendet werden.
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Wie
es vorstehend beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung,
da das Differentialbegrenzungsdrehmoment unter Verwendung von Zentrifugalkraft
aufgehoben wird, die hydraulische Druckquelle nicht benötigt. Daher
kann sie relativ einfach an der Antriebskraftverteilungsvorrichtung
angebracht werden, welche mit keiner hydraulischen Druckquelle versehen
ist, und zeigt eine ausgezeichnete flexible Steuerbarkeit.
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Außerdem wird
in einem Bereich, in welchem das Differentialbegrenzungsdrehmoment
nicht benötigt
wird, das Differentialbegrenzungsdrehmoment aktiv aufgehoben, so
dass der Drehmomentverlust reduziert wird, die Fahrstabilität verbessert
wird und ferner der Kraftstoffwirkungsgrad verbessert werden kann.