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Hintergrund der Erfindung
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1. Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsvorrichtung zum Übertragen
einer Kraft zu Vorder- und Hinterrädern eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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In
den letzten Jahren gewinnen Fahrzeuge mit Vierradantrieb, die mit
einem Mechanismus zum Übertragen
von Leistung oder Kraft sowohl zu den Vorder- als auch zu den Hinterrädern ausgestattet sind,
zunehmend an Popularität.
Diese Mechanismen tragen zu einer erhöhten Lenkstabilität und einer geeigneten
Fahrstabilität
des Fahrzeugs auf einer unebenen oder holprigen Straße bei.
Es stehen im Wesentlichen zwei Techniken zum Konstruieren eines
derartigen Kraftübertragungsmechanismus
zur Verfügung:
eine ist eine Part-Time- oder
zuschaltbare Antriebstechnik, gemäß der die Vorder- und Hinterräder mechanisch
direkt verbunden werden; und die andere ist eine Full-Time- oder
permanente Antriebstechnik, gemäß dem die
Vorder- und Hinterräder über ein
Differentialsystem oder eine Kupplung verbunden sind.
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Bei
der zuschaltbaren Antriebstechnik ist es schwierig, die durch die
Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern erhaltene
Wirkung zu vermindern, wodurch eine sogenannte Bremserscheinung
für eine
enge Kurvenfahrt verursacht wird, was zu Reifenverschleiß und einem
hohen Kraft stoffverbrauch führt.
Andererseits wird bei der permanenten Antriebstechnik ein Differentialsystem
mit Planetengetrieben und ähnlichen
Elementen verwendet, wodurch die Drehzahldifferenz zwischen den
Vorder- und Hinterrädern
absorbiert werden kann und die Räder
glatt und gleichmäßig angetrieben
werden können.
Aber auch bei der permanenten Antriebstechnik nimmt, wenn ein Satz
der Antriebsräder
schlupft, das zum anderen Satz der Antriebsräder übertragene Antriebsmoment ab,
wodurch das Fahrverhalten des Fahrzeugs verschlechtert wird.
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Das
vorstehende Problem hat zur Entwicklung einer Kraftübertragungsvorrichtung
geführt,
gemäß der eine
variable Steuerung bereitgestellt wird, um durch Einrücken eines
Kupplungssystems in Abhängigkeit
vom Fahrzustand ein Drehmomentverteilungsverhältnis von 50:50 zwischen den
Vorder- und Hinterrädern
zu erhalten, wobei das Kupplungssystem die Bewegung des Differentialsystems
begrenzt. Mit der vorstehend beschriebenen Kraftübertragung nimmt, auch wenn
ein Satz der Antriebsräder schlupft,
das zum anderen Satz übertragene
Antriebsmoment nicht notwendigerweise ab. Dadurch kann das Fahrverhalten
eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb auf einer unebenen oder holprigen
Straße verbessert
werden.
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Im
herkömmlichen
Kraftübertragungsmechanismus
wird jedoch das Drehmomentverteilungsverhältnis variabel gesteuert zwischen
dem Drehmomentverteilungsverhältnis,
das basierend auf der Struktur des Differentialsystems bestimmt
ist, und dem Drehmomentverteilungsverhältnis von 50:50, das durch
Begrenzen der Bewegung des Differentialsystems erhalten wird. Daher
können
die Leistungsmerkmale eines Fahrzeugs mit Vorderradantrieb, bei dem
mehr Drehmoment zu den Vorderrädern übertragen
wird, nicht gleichzeitg mit denjenigen eines Fahrzeugs mit Hinterrad
erhalten werden, bei dem mehr Drehmoment zu den Hinterrädern übertragen wird.
D. h., es ist nicht möglich,
durch Einrücken
des Kupplungssystems mehr Drehmoment nur zu einem der beiden Sätze von
Antriebsrädern
zu übertragen, weil
der Mechanismus derart konstruiert ist, dass durch Einrücken des
Kupplungssystems das Antriebsmoment zwischen den beiden Sätzen von
Antriebsrädern
ausgeglichen wird.
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Um
die Geradeausfahrtstabilität
zu verbessern, ist es vorteilhaft, die Leistungsmerkmale eines Fahrzeugs
mit Vorderradantrieb zu erhalten, indem mehr Antriebsmoment zu den
Vorderrädern
verteilt wird. Andererseits ist es zum Erhöhen der Beschleunigungsleistung
bevorzugt, die Leistungsmerkmale eines Fahrzeugs mit Hinterradantrieb
zu erhalten, indem mehr Antriebsmoment zu den Hinterrädern übertragen
wird. Daher ist es notwendig, in Abhängigkeit vom Fahrzustand die
Leistungsmerkmale eines Fahrzeugs mit Vorderradantrieb oder eines
Fahrzeugs mit Hinterradantrieb zu erhalten, um das Fahrverhalten
eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb zu verbessern.
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Beispiele
herkömmlicher
Kraftübertragungsvorrichtungen
sind in den Patentdokumenten
JP-52-63880 und
JP-61-155027 dargestellt.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Hinsichtlich
der vorstehenden Situation ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Kraftübertragungsvorrichtung
bereitzustellen, durch die das Fahrverhalten eines Fahrzeugs durch
variables Steuern des Drehmomentverteilungsverhältnisses zwischen den Vorder-
und Hinterrädern
verbessert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird eine
Kraftübertragungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug mit Vierradantrieb zum Übertragen
von Kraft zu Vorder- und Hinterrädern
bereitgestellt, mit: einer Getriebeabtriebswelle zum Empfangen einer
durch ein Getriebesystem veränderten Kraft; einer zwischen den Vorderrädern und der
Getriebeabtriebswelle angeordneten Ausgangswelle für die Vorderräder zum Übertragen
von Kraft zu den Vorderrädern;
einer zwischen den Hinterrädern
und der Getriebeabtriebswelle angeordneten Ausgangswelle für die Hinterräder zum Übertragen von
Kraft zu den Hinterrädern;
einer zwischen der Getriebeabtriebswelle und der Ausgangswelle für die Vorderräder angeordneten
Vorderradkupplung, wobei die Vorderradkupplung dazu geeignet ist,
zwischen einem eingerückten
Zustand, in dem Kraft übertragen
wird, und einem offenen oder ausgerückten Zustand umzuschalten,
in dem die Kraftübertragung
unterbrochen ist; und einer zwischen der Getriebeabtriebswelle und
der Ausgangswelle für
die Hinterräder
angeordneten Hinterradkupplung, wobei die Hinterradkupplung dazu
geeignet ist, zwischen einem eingerückten Zustand, in dem Kraft übertragen
wird, und einem offenen oder ausgerückten Zustand umzuschalten,
in dem die Kraftübertragung
unterbrochen ist. Die Kraftübertragungsvorrichtung weist
eine Steuereinheit zum Einstellen der Einrückkraft der Vorderradkupplung
und der Hinterradkupplung auf und führt eine Rückkopplungssteuerung für die Einrückkraft
der Vorderradkupplung und der Hinterradkupplung basierend auf einem
Gleitzustand der Vorderradkupplung bzw. der Hinterradkupplung aus und
erfasst den Gleitzustand der Vorderradkupplung, während die
Hinterradkupplung auf einen ausgerückten Zustand eingestellt ist,
und erfasst den Gleitzustand der Hinterradkupplung, während die
Vorderradkupplung auf den ausgerückten
Zustand eingestellt ist.
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Vorzugsweise
ist die Ausgangswelle für
die Vorderräder
oder die Ausgangswelle für
die Hinterräder
koaxial zur Getriebeabtriebswelle und die andere dieser Wellen parallel
zur Getriebeabtriebswelle angeordnet.
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Vorzugsweise
wird ein Getriebezahnrad für eine
Kupplungstrommel der Vorderradkupplung bzw. der Hinterradkupp lung
bereitgestellt und stehen die Getriebezahnräder miteinander in Eingriff.
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Vorzugsweise
wird die Rückkopplungssteuerung
für die
Einrückkraft
der Vorderradkupplung basierend auf der Drehzahldifferenz zwischen
der Getriebeabtriebswelle und der Ausgangswelle für die Vorderräder ausgeführt, und
die Rückkopplungssteuerung
für die
Einrückkraft
der Hinterradkupplung wird basierend auf der Drehzahldifferenz zwischen
der Getriebeabtriebswelle und der Ausgangswelle für die Hinterräder ausgeführt.
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Durch
Bereitstellen der Vorderrad- und Hinterradkupplungen kann das Antriebsmomentverteilungsverhältnis zwischen
den Vorderrädern
und den Hinterrädern
erfindungsgemäß frei eingestellt
werden. Beispielsweise kann, indem mehr Drehmoment zu den Vorderrädern verteilt
wird, die Geradeausfahrstabilität
des Fahrzeugs verbessert werden. Andererseits kann, indem mehr Drehmoment
zu den Hinterrädern
verteilt wird, das Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs verbessert
werden. D. h., weil, wie vorstehend beschrieben wurde, zwei verschiedene Fahrcharakteristiken
erhalten werden können,
kann das Fahrverhalten des Fahrzeugs durch die vorliegende Erfindung
erheblich verbessert werden.
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Für Fachleute
werden diese und andere Vorteile und Merkmale der verschiedenen
Ausführungsformen
der Erfindung anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
unter Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen deutlich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
ein schematisches Diagramm zum Darstellen eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb, das
eine Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Kraftübertragungsvorrichtung
aufweist;
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2 zeigt
ein schematisches Diagramm zum Darstellen des Konzepts der Kraftübertragungsvorrichtung
von 1;
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3 zeigt
eine Querschnittansicht des Bereichs A in 2;
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4 zeigt
ein Blockdiagramm zum Darstellen eines Steuerungssystems der Kraftübertragungsvorrichtung;
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5 zeigt
ein Ablaufdiagramm zum Darstellen eines Beispiels einer durch die
Steuereinheit ausgeführten
Kupplungseinrücksteuerung;
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6 zeigt
ein schematisches Diagramm zum Darstellen des Konzepts einer anderen
Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Kraftübertragungsvorrichtung;
und
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7 zeigt
eine Querschnittansicht des Bereichs A in 6.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Nachstehend
werden zum Verdeutlichen der vorliegenden Erfindung Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Wie
in den 1 und 2 dargestellt ist, ist eine
Kraftübertragungsvorrichtung 10 auf
einem Fahrzeug 11 mit Vierradantrieb in Längsrichtung montiert.
Die Kraftübertragungsvorrichtung 10 weist eine
mit einem Motor 12 verbundene Getriebeeingangswelle 13 und
eine über
ein Getriebesystem 14 mit der Getriebeeingangswelle 13 verbundene
Getriebeabtriebswelle 15 auf. Die Getriebeabtriebswelle 15 ist über eine
Hinterradkupplung 16 mit einer Ausgangswelle 17 für die Hinterräder und über eine
Vorderradkupplung 19 über
eine Getriebeanordnung 18 mit einer Ausgangswelle 20 für die Vorderräder verbunden.
Die im Getriebesystem 14 veränderte Motorleistung wird über die
Ausgangswelle 17 für
die Hinterräder,
eine Kardanwelle 21 und ein hinteres Differentialsystem 22 zu
den Hinterrädern 23 übertragen. Sie
wird außerdem über die
Ausgangswelle 20 für
die Vorderräder
und ein vorderes Differentialsystem 24 zu den Vorderrädern 25 übertragen.
D. h., die Motorleistung wird durch die Kraftübertragungsvorrichtung 10 zu
den Vorderrädern 25 und
zu den Hinterrädern 23 des
Fahrzeugs 11 mit Vierradantrieb übertragen.
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Wie
in 2 dargestellt ist, ist eine Kurbelwelle 30 des
Motors 12 mit einem Drehmomentwandler 31 verbunden.
Eine Turbinenwelle 32 des Drehmomentwandlers 31 ist
mit einem Ende der Getriebeeingangswelle 13 verbunden.
Das andere Ende der Getriebeeingangswelle 13 ist mit dem
Getriebesystem 14 verbunden, das Planetengetriebeanordnungen,
Kupplungen und Bremsen aufweist. Durch Steuern der Kupplungen und
Bremsen im Getriebesystem 14 kann der Übertragungspfad zwischen der
Getriebeeingangswelle 13 und der Getriebeantriebswelle 15 geändert werden,
um die darüber übertragene Motorleistung
zu verändern.
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Zwischen
der Getriebeantriebswelle 15 und der dazu koaxial angeordneten
Ausgangswelle 17 für die
Hinterräder
ist die Hinterradkupplung 16 zum Verteilen der Kraft oder
Leistung zu den Hinterrädern 23 angeordnet.
Wie in 3 dargestellt ist, weist die Hinterradkupplung 16 eine
an der Getriebeabtriebswelle 15 befestigte Kupplungsnabe 16a und
eine an der Ausgangswelle 17 für die Hinterräder befestigte Kupplungstrommel 16b auf.
Mehrere Kupplungsplatten 16c sind zwischen der Kupplungsnabe 16a und der
Kupplungstrommel 16b eingefügt. Ein Hydraulikkolben 16d ist
in der Kupplungstrommel 16b aufgenommen. Wenn einer Hydraulikkammer 16e,
die eine durch den Hydraulikkolben 16d und die Kupplungstrommel 16b umschlossene
Kammer darstellt, Hydrauliköl
zugeführt
wird, werden die Kupplungsplatten 16c von beiden Seiten
gedrückt,
so dass die Hinterradkupplung 16 eingerückt wird. Wenn dagegen das
Hydrauliköl
von der Hydraulikkammer 16e ab geleitet wird, wird der Druck
von den Kupplungsplatten 16c freigegeben, so dass die Hinterradkupplung 16 ausgerückt oder
freigegeben wird.
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An
der Getriebeabtriebswelle 15 ist ein antreibendes Zahnrad 18a befestigt.
Ein mit dem antreibenden Zahnrad 18a kämmendes angetriebenes Zahnrad 18b ist
an einer sich parallel zur Getriebeabtriebswelle 15 erstreckenden
Zwischenwelle 33 befestigt. Die Vorderradkupplung 19 ist
zwischen der Zwischenwelle 33 und der Ausgangswelle 20 für die Vorderräder zum
Verteilen der Kraft auf die Vorderräder 25 angeordnet. Ähnlich wie
die vorstehend erwähnte
Hinterradkupplung 16 weist die Vorderradkupplung 19 eine
an der Zwischenwelle 33 befestigte Kupplungsnabe 19a und
eine an der Ausgangswelle 20 für die Vorderräder befestigte
Kupplungstrommel 19b auf. Mehrere Kupplungsplatten 19c sind
zwischen der Kupplungsnabe 19a und der Kupplungstrommel 19b eingefügt. Ein
Hydraulikkolben 19d ist in der Kupplungstrommel 19b aufgenommen.
Wenn einer Hydraulikkammer 19e, die eine durch den Hydraulikkolben 19d und
die Kupplungstrommel 19b umschlossene Kammer darstellt,
Hydrauliköl
zugeführt
wird, werden die Kupplungsplatten 19c von beiden Seiten
gedrückt,
so dass die Vorderradkupplung 19 eingerückt wird. Wenn dagegen das
Hydrauliköl von
der Hydraulikkammer 19e abgeleitet wird, wird der Druck
von den Kupplungsplatten 19c freigegeben, so dass die Hinterradkupplung 19 ausgerückt oder
freigegeben wird.
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4 zeigt
ein Blockdiagramm zum Darstellen eines Steuerungssystems der Kraftübertragungsvorrichtung 10.
Das in dieser Figur dargestellte Steuerungssystem dient zum Steuern
der Vorderradkupplung 19 und der Hinterradkupplung 16.
Das Hydrauliköl
wird der Vorderradkupplung 19 zugeführt, nachdem der Hydraulikdruck
durch ein Druckregelventil 34 eingestellt worden ist. Ähnlicherweise
wird der Hinterradkupplung 16 Hydrauliköl zugeführt, nachdem der Hydraulik druck
durch ein Druckregelventil 35 eingestellt worden ist. Diese
Druckregelventile 35 und 35 sind elektromagnetische
Regelventile, die Steuersignale von einer (nachstehend als Steuereinheit
bezeichneten) Getriebesteuerungseinheit 40 empfangen, um
die Hydraulikdrücke
zum Steuern der Einrückkräfte der
Kupplungen 19 bzw. 16 zu regeln.
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Mit
der Steuereinheit 40 sind verschiedenartige Sensoren verbunden.
Basierend auf dem von jedem Sensor zugeführten Signal setzt die Steuereinheit 40 die
Einrückkräfte der
Vorderradkupplung 19 bzw. der Hinterradkupplung 16 und
stellt die Hydraulikdrücke
entsprechend ein. Diese Sensoren weisen auf: einen Getriebedrehzahlsensor 41 zum
Erfassen der Anzahl von Umdrehungen der Getriebeabtriebswelle 15 pro
Zeiteinheit, einen Hinterraddrehzahlsensor 42 zum Erfassen
der Anzahl der Umdrehungen der Ausgangswelle 17 oder -achse
für die
Hinterräder pro
Zeiteinheit, einen Vorderraddrehzahlsensor 43 zum Erfassen
der Anzahl von Umdrehungen der Ausgangswelle 20 für die Vorderräder pro
Zeiteinheit, einen Drosselklappenöffnungswinkelsensor 44 zum Erfassen
des Drosselklappenöffnungswinkels
Th der Drosselklappe, einen Lenkwinkelsensor 45 zum Erfassen
des Lenkwinkels θ des
Lenkrades, einen Seiten- oder Querbeschleunigungssensor 46 zum
Erfassen der Seitenbeschleunigung des Fahrzeugs, einen Sperrschalter 47 zum
Erfassen der Schaltposition, eine Motorsteuerungseinheit 48 zum
Erfassen von mit dem Motor in Beziehung stehenden Parametern, z.
B. der Motordrehzahl, und eine ABS-Steuereinheit 49 zum Erfassen
der Betriebszustände
des ABS-Systems
(Antiblockiersystems). Außerdem
erfasst die Steuereinheit 40 den Zustand des Fahrzeugs
basierend auf den von den einzelnen Sensoren zugeführten Signalen
und steuert den Einrückvorgang
der Vorderradkupplung 19 und der Hinterradkupplung 16 durch
Ausführen
eines darin gespeicherten Steuerprogramms. Die Steuereinheit 40 weist
eine CPU zum Berech nen verschiedener Steuersignale, einen ROM-Speicher
zum Speichern verschiedener Steuerdaten und -programme und einen RAM-Speicher
zum Bereitstellen eines Daten-Zwischenspeichers auf.
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Nachstehend
wird die Einrücksteuerung
für die
Vorder- und die
Hinterradkupplung 19 und 16 beschrieben. 5 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Beispiels der durch die Steuereinheit 40 ausgeführten Kupplungseinrücksteuerung.
In Schritt S1 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit V auf der Basis der
Signale von den Vorderraddrehzahlsensoren 43 und/oder den
Hinterraddrehzahlsensoren 42 erfasst. In Schritt S2 wird
der Drosselklappenöffnungswinkel Th
auf der Basis des Signals vom Drosselklappenöffnungswinkelsensor 44 erfasst.
In Schritt S3 wird der Lenkwinkel θ auf der Basis des Signals
vom Lenkwinkelsensor 45 erfasst. In Schritt S4 wird ein
Soll-Verteilungsverhältnis,
das das Soll-Drehmomentverhältnis
zwischen den Vorderrädern 25 und
den Hinterrädern 23 darstellt,
auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit V, des Drosselklappenöffnungswinkels Th
und des Lenkwinkels θ unter
Bezug auf ein vorgegebenes Verteilungsverhältniskennfeld gesetzt. D. h.,
der Fahrzustand des Fahrzeug wird basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit
V, dem Drosselklappenöffnungswinkel
Th und dem Lenkwinkel θ erfasst, und
das Soll-Verteilungsverhältnis wird
gemäß diesem
Zustand gesetzt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit V kann basierend auf
der Drehzahl der Ausgangswelle 20 für die Vorderräder oder
der Drehzahl der Ausgangswelle 17 für die Hinterräder oder
durch Berechnen des Mittelwertes der beiden Drehzahlen erhalten werden.
Das Verteilungskennfeld wird durch Ausführen von Experimenten und/oder
Simulationen im Voraus erstellt.
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In
Schritt S5 wird bestimmt, ob das Vorderraddrehmoment und das Hinterraddrehmoment gleich
sind. Das Vorder- und das Hinterraddrehmoment sind basierend auf
dem Soll-Verteilungs verhältnis
erhalten worden, wie vorstehend beschrieben wurde. Wenn sie gleich
sind, d. h., wenn das Soll-Verteilungsverhältnis des Antriebsmoments zwischen den
Vorder- und Hinterrädern
50:50 beträgt,
werden die Schritte S6 und S7 derart ausgeführt, dass die Vorderradkupplung 19 und
die Hinterradkupplung 16 eingerückt werden. Der Hydraulikdruck
kann in Abhängigkeit
vom Motordrehmoment sowie vom Getriebezustand eingestellt werden,
wenn die Vorder- und die Hinterradkupplung 16 und 19 eingerückt werden.
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Andererseits
schreitet, wenn in Schritt S5 bestimmt wird, dass das Vorder- und
das Hinterradrehmoment ungleich sind, die Verarbeitung zu Schritt
S8 fort, um zu bestimmen, ob das Vorderraddrehmoment größer ist
als das Hinterraddrehmoment. Wenn das Vorderraddrehmoment größer ist
als das Hinterraddrehmoment, d. h., wenn die Fahreigenschaften eines
Fahrzeugs mit Vorderradantrieb erhalten werden sollen, wird in Schritt
S9 die Vorderradkupplung 19 eingerückt, und die Hinterradkupplung 16 wird
in Schritt S10 einer Schlupfsteuerung auf der Basis des Soll-Verteilungsverhältnisses
unterzogen. D. h., das Drehmomentverteilungsverhältnis zwischen den Vorderrädern 25 und
den Hinterrädern 23 kann
durch eine Schlupfsteuerung der Hinterradkupplung 16, während die
Vorderradkupplung 19 vollständig eingerückt ist, zwischen 100:0 und
50:50 verändert
werden.
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Wenn
in Schritt S8 bestimmt wird, dass das Hinterraddrehmoment größer oder
gleich dem Vorderraddrehmoment ist, d. h., wenn die Fahreigenschaften
eines Fahrzeugs mit Hinterradantrieb erhalten werden sollen, wird
in Schritt S11 die Hinterradkupplung 16 eingerückt, und
in Schritt S12 wird die Vorderradkupplung 19 basierend
auf dem Soll-Verteilungsverhältnis
schlupfgesteuert. D. h., das Drehmomentverteilungsverhältnis zwischen
den Vorderrädern 25 und
den Hinterrädern 23 kann
durch eine Schlupfsteuerung der Vorderrad kupplung 19, während die
Hinterradkupplung 16 vollständig eingerückt ist, zwischen 0:100 und
50:50 verändert
werden.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, kann durch Bereitstellen der Vorderradkupplung 19 und der
Hinterradkupplung 16 das Antriebsmomentverteilungsverhältnis zwischen
den Vorderrädern 25 und den
Hinterrädern 23 frei
eingestellt werden. Beispielsweise kann, indem mehr Drehmoment zu
den Vorderrädern 25 verteilt
wird, die Geradeausfahrtstabilität
des Fahrzeugs verbessert werden. Andererseits kann, indem mehr Drehmoment
zu den Hinterrädern 23 übertragen
wird, das Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs verbessert werden.
D. h., weil, wie vorstehend beschrieben wurde, zwei verschiedene
Fahrcharakteristiken erhalten werden können, kann das Fahrverhalten
des Fahrzeugs durch die vorliegende Erfindung erheblich verbessert
werden.
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Um
eine geeignete Einrücksteuerung
unabhängig
von einer langfristigen Qualitätsabnahme
der Vorder- und der Hinterradkupplung 19 und 16 auszuführen, erfasst
die Steuereinheit 40 den Gleitzustand der Vorder- und der
Hinterradkupplung 19 und 16 und steuert den Hydraulikdruck
für jede
dieser Kupplungen in Abhängigkeit
vom Gleitzustand. Im Allgemeinen wird, wenn eine Drehzahldifferenz
zwischen der Getriebeabtriebswelle 15 und der Ausgangswelle 20 für die Vorderräder unter
der Bedingung vorliegt, dass der Hydraulikdruck derart zugeführt wurde, dass
die Vorderradkupplung 19 vollständig eingerückt wird, ein Gleitzustand
der Vorderradkupplung 19 erzeugt. In diesem Fall kann der
Hydraulikdruck für
die Vorderradkupplung 19 erhöht werden, um den Gleitzustand
der Vorderradkupplung 19 zu eliminieren. Ähnlicherweise
kann durch Überwachen
der Drehzahldifferenz zwischen der Getriebeabtriebswelle 15 und
der Ausgangswelle 17 für
die Hinterräder sowie
des Hydraulikdrucks für
die Hinterradkupplung 16 ein Gleitzustand der Hinterradkupplung 16 erfasst und
der Hydraulikdruck eingestellt werden, um den Gleitzustand zu eliminieren.
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Wie
vorstehend beschrieben wurde, kann nicht nur die Steuerungsgenauigkeit
erhöht
werden, sondern darüber
hinaus kann durch die Rückkopplungssteuerung
des Hydraulikdrucks für
die Vorderradkupplung 19 oder die Hinterradkupplung 16 basierend
auf dem Gleitzustand auch das Ansprechverhalten auf die Änderung
des Drehmomentverteilungsverhältnisses
verbessert werden. Während
der Gleitzustand der Vorderradkupplung 19 erfasst wird,
ist die Hinterradkupplung 16 ausgerückt oder auf einen offenen
Zustand eingestellt; und während
der Gleitzustand der Hinterradkupplung 16 erfasst wird,
ist die Vorderradkupplung 19 ausgerückt oder auf einen offenen
Zustand eingestellt.
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Wenn
das Fahrzeug abgeschleppt werden muss, können diese beiden Kupplungen 16 und 19 auf
den ausgerückten
Zustand eingestellt werden. Dadurch kann ein Heißlaufen der Planetengetriebe, Bremsen,
Kupplungen, Drehwellen, Wellen usw., die im Getriebesystem 14 vorhanden
sind, verhindert werden, weil die von den Vorderrädern 25 oder
von den Hinterrädern 23 zugeführte Antriebskraft
das Getriebesystem 14 umgeht, wenn die Kupplungen 16 und 19 ausgerückt sind.
Gemäß einem
Verfahren zum Ausrücken
oder Freigeben der Kupplungen 16 und 19 vor dem
Abschleppen können
sie auf den ausgerückten
Zustand eingestellt werden, wenn die Radgeschwindigkeit einen vorgegebenen
Wert überschreitet,
auch wenn der Auswahlhebel auf den N-Bereich eingestellt ist. Alternativ
kann der Fahrer die Kupplungen manuell auf den ausgerückten Zustand
einstellen.
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Nachstehend
wird eine andere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Kraftübertragungsvorrichtung 50 beschrieben. 6 zeigt
ein schematisches Diagramm der Kraftübertragungsvorrichtung 50. 7 zeigt
eine Querschnittansicht des Bereichs A in 6. Für die Teile
und Komponenten, die mit denjenigen in den 2 und 3 identisch
sind, werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, und sie werden
nicht näher
beschrieben.
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Wie
in den 6 und 7 dargestellt ist, ist zwischen
einer Getriebeabtriebswelle 51 und einer dazu koaxial angeordneten
Ausgangswelle 52 für
die Hinterräder
eine Hinterradkupplung 53 angeordnet. Die Hinterradkupplung 53 weist
eine an der Getriebeabtriebswelle 51 befestigte Kupplungstrommel 53b und
eine an der Ausgangswelle 52 für die Hinterräder befestigte
Kupplungsnabe 53a auf. Zwischen der Getriebeabtriebswelle 51 und
einer parallel dazu angeordneten Ausgangswelle 54 für die Vorderräder ist eine
Vorderradkupplung 55 angeordnet. Die Vorderradkupplung 55 weist
eine an der Ausgangswelle 54 für die Vorderräder befestigte
Kupplungsnabe 55a und eine durch die Ausgangswelle 54 für die Vorderräder drehbar
gehaltene Kupplungstrommel 55b auf.
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Diese
Kupplungstrommeln 53b und 55b sind benachbart
zueinander angeordnet. Auf der Außenfläche der Kupplungstrommel 53b,
die Teil der Hinterradkupplung 53 ist, ist ein antreibendes
Zahnrad 56 als ein Getriebezahnrad angeordnet; und auf
der Außenfläche der
Kupplungstrommel 55b, die Teil der Vorderradkupplung 55 ist,
ist ein mit dem antreibenden Zahnrad 56 kämmendes
angetriebenes Zahnrad 57 als Getriebezahnrad angeordnet.
D. h., die Hinterradkupplung 53 ist im antreibenden Zahnrad 56 aufgenommen,
und die Vorderradkupplung 55 ist im angetriebenen Zahnrad 57 aufgenommen.
Durch die vorstehend beschriebene Konfiguration der Vorderradkupplung 55 und
der Hinterradkupplung 53 wird das Erfordernis für eine Anordnung
der Hinterradkupplung 53 und des antreibenden Zahnrades 56 in Längsrichtung
sowie für
eine Anordnung der Vorderradkupplung 55 und des angetriebenen
Zahnrades 57 in Längsrichtung
eliminiert. Dadurch wird die Längs abmessung
der Kraftübertragungsvorrichtung 50 vermindert,
so dass eine Verminderung der Gesamtgröße realisiert wird.
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Die
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
stellen lediglich einige wenige mögliche spezifische Ausführungsformen
dar, die Anwendungen der erfindungsgemäßen Prinzipien darstellen können. Für Fachleute
ist ersichtlich, dass innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung
zahlreiche und verschiedene andere Anordnungen realisierbar sind.
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Beispielsweise
weist die Kraftübertragungsvorrichtung 10 oder 50 in
den vorliegenden Ausführungsformen
das Automatikgetriebesystem 14 mit Planetengetrieben auf.
Es kann jedoch auch ein Automatikgetriebesystem mit parallelen Wellen,
ein stufenlos regelbares Getriebesystem mit einem Riemen oder einem
Toroid oder sogar ein Handschaltgetriebe mit parallelen Wellen verwendet
werden.
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Außerdem weisen
die vorliegenden Ausführungsformen
eine Mehrscheibenkupplung des Reibungstyps auf, die durch eine Hydraulikdrucksteuerung
zwischen dem eingerückten
und dem ausgerückten
oder offenen Zustand schaltbar ist. Für die Vorderradkupplung 19 oder 55 oder
die Hinterradkupplung 16 oder 53 kann jedoch eine
elektromagnetische Kupplung verwendet werden, die durch eine elektromagnetische
Kraft, die durch einen Stromfluss durch eine elektromagnetische
Spule erzeugt wird, zwischen einem eingerückten und einem ausgerückten oder
offenen Zustand schaltbar ist. Außerdem kann an Stelle der Mehrscheibenkupplung
eine Einscheibenkupplung verwendet werden.