DE69728119T2

DE69728119T2 - Handbetätigter Schaltmechanismus für ein vierradgetriebenesFahrzeug

Info

Publication number: DE69728119T2
Application number: DE69728119T
Authority: DE
Inventors: Toshio Ota-ku Kobayashi
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2017-12-12
Also published as: EP0848190B1; JPH10166877A; JP4104091B2; DE69728119D1; EP0848190A3; EP0848190A2; US5906557A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Handschaltgetriebe für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb und insbesondere ein Handschaltgetriebe mit einem geringen Schmieröl-Verwirbelungs- oder Bewegungswiderstand und mit einem Differentialgetriebe, der ein Drehmomentverteilungsverhältnis zwischen Ein- und Ausgangs- oder Abtriebselementen gemäß Fahrbedingungen oder -zuständen ändern kann.
Im allgemeinen besteht ein für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb verwendetes Handschaltgetriebe aus einem Handschaltgetriebemechanismus zum Ändern von Gangstufen oder Drehzahlen und einem Antriebskraftverteilungsmechanismus zum Verteilen der Antriebskraft auf Vorder- und Hinterräder. In der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung Nr. EP-A-0151928 wird eine in 25 dargestellte Kraftübertragungstechnik beschrieben, wobei Bezugszeichen 201 eine auf einem Getriebegehäuse 202 drehbar angeordnete Eingangswelle zum Übertragen der Antriebskraft eines Motors über eine Kupplung zu einem Getriebe bezeichnet. Bezugszeichen 203 bezeichnet eine parallel- zur Eingangswelle 201 angeordnete und durch das Getriebegehäuse 202 drehbar gehaltene vordere Antriebswelle.
Die vordere Antriebswelle 203 ist auf einer Hohlwelle 205, die durch die Eingangswelle 201 über einen Handschaltgetriebemechanismus 204 angetrieben wird, drehbar angeordnet. Die Hohlwelle 205 ist durch eine Buchse 206 in eine eingangsseitige Welle 205a und eine ausgangsseitige Welle 205b geteilt und am Ausgangsende davon mit einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung 207 verbunden.
Die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 207 weist eine am Ausgangsende der Hohlwelle 205 fixierte Ritzelwelle 208, ein durch die Ritzelwelle 208 drehbar gehaltenes Ritzel 209 und mit dem Ritzel 209 kämmende Seitenräder 210a und 210b auf. Das Seitenrad 210a ist mit einer Manschette oder Schelle 211 keilverzahnt, die mit einem hinteren Ende der vorderen Antriebswelle 203 verbunden ist.
Das Seitenrad 210b ist mit einem Differentialgehäuse 212 zum Aufnehmen der Ritzelwelle 208, des Kitzels 209 und der Seitenräder 210a, 210b integral ausgebildet. Das Differentialgehäuse 212 wird an beiden Enden davon durch ein Erweiterungsgehäuse (nicht dargestellt) drehbar gehalten.
Außerdem weist das Differentialgehäuse 212 ein Antriebsrad 213 auf, über das eine Antriebskraft zu einer hinteren Antriebswelle (nicht dargestellt) übertragen wird.
Außerdem wird die Antriebskraft, die vom Motor über die Eingangswelle 201 und den Handschaltgetriebemechanismus 204 der eingangsseitigen Welle 205a der Hohlwelle 205 zugeführt wird, über die Buchse 206 und die ausgangsseitige Welle 205b der Ritzelwelle 208 zugeführt. Die Antriebskraft wird in zwei Teile geteilt, wobei ein Teil über das Ritzel 209 und das Seitenrad 210a zur vorderen Antriebswelle 203 übertragen wird und der andere Teil über das Ritzel 209, das Differentialgehäuse 212 und das Antriebsrad 213 zur hinteren Antriebswelle (nicht dargestellt) übertragen wird. Dadurch treibt die zur vorderen Antriebswelle 203 übertragene Antriebskraft Vorderräder an, und die zur hinteren Antriebswelle übertragene Antriebskraft treibt Hinterräder an. Wenn zwischen der vorderen und der hinteren Antriebswelle eine Drehzahldifferenz auftritt, tritt auch zwischen dem Seitenrad 210a an der Seite der vorderen Antriebswelle 203 und dem Seitenrad 210b an der Seite der hinteren Antriebswelle eine Drehzahldifferenz auf, so daß die Drehzahldifferenz durch die Drehbewegung des Ritzels 209 absorbiert wird.
Weil das allgemeine herkömmliche Getriebe so konstruiert ist, daß die Antriebskraft des Motors über die Ritzelwelle, das Kitzel und das Seitenrad direkt zur Seite der hinteren Antriebswelle übertragen wird, muß keine zusätzliche Zwischenwelle zum Übertragen der Antriebskraft vom Seitenrad zur hinteren Antriebswelle bereitgestellt werden, so daß ein kompaktes Verteilergetriebe realisiert werden kann. Außerdem kann, weil das hintere Antriebsrad über die Hohlwelle koaxial mit der vorderen Antriebswelle angeordnet ist, die hintere Antriebswelle über der vorderen Antriebswelle angeordnet sein, so daß es hinsichtlich eines Off-Road-Einsatzes leichter wird, eine große Bodenfreiheit zu erhalten.
Außerdem hat dieses herkömmliche Getriebe den Vorteil, daß das vordere Differential, der Handschaltgetriebemechanismus und die Antriebskraftverteilungsvorrichtung durch einen einzigen Schmierölvorrat geschmiert werden können, weil diese Hauptkomponenten etwa auf der gleichen Höhe angeordnet sind. Weil es jedoch allgemein erforderlich ist, daß der ÖlFüllstandpegel mindestens in die Nähe der Drehachse des Hypoidrades des vorderen Differentials kommt, tauchen die meisten Teile der angetriebenen Zahnräder des Handschaltgetriebemechanismus und der Antriebskraftverteilungsvorrichtung in das Schmieröl ein.
Wenn das Fahrzeug in diesem Zustand betrieben wird, pumpen das Hypoidrad, das einen relativ großen Durchmesser hat, und die hinter dem Hypoidrad angeordnete Antriebskraftverteilungsvorrichtung das Schmieröl hoch. Diese "Hochpump"erscheinung wird mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit stärker oder ausgeprägter. Bei hohen Geschwindigkeiten wird der größte Teil des Schmieröls zum Hypoidrad und zur Antriebskraftverteilungsvorrichtung gezogen. Dadurch wird der Ölpegel um den Handschaltgetriebemechanismus niedrig, was zu einer ungenügenden Schmierung führt. Im allgemeinen muß, um dieses Problem zu lösen, der Schmieröl-Füllstandpegel auf einen höheren Pegel angehoben werden.
Daher wird aufgrund der "Hochpump"erscheinung eine größere Schmierölmenge benötigt, so daß aufgrund eines höheren Verwirbelungs- oder Bewegungswiderstandes des Schmieröls der Leistungsübertragungswirkungsgrad und die Kraftstoffersparnis nachteilig beeinträchtigt werden. Das Maß dieser Beeinträchtigung wird bei hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten groß. Wenn das Fahrzeug beschleunigt oder auf einer Steigung fährt, bewegt sich das Schmieröl zur Antriebskraftverteilungsvorrichtung hin und verursacht eine Erhöhung des Verwirbelungs- oder Bewegungswiderstandes des Öls, wodurch die Kraftstoffersparnis ebenfalls nachteilig beeinträchtigt wird.
Außerdem führt die Erhöhung des Verwirbelungs- oder Bewegungswiderstandes zu einer Erhöhung der Öltemperatur, wodurch die Ölqualität herabgesetzt wird. Die Herabsetzung der Ölqualität führt zu Verschleiß oder Schäden der Zahnräder des Handschaltgetriebemechanismus, Schäden des Synchrongetriebes und der Antriebskraftverteilungsvorrichtung oder Schäden von Öldichtungen an Ansatz- oder Übergangsflächen.
Außerdem ist, weil die Antriebskraftverteilungsvorrichtung am hinteren Ende der vorderen Antriebswelle angeordnet ist, d. h. am hinteren Ende des Getriebes, die Antriebskraftverteilungsvorrichtung so ausgebildet, daß sie hervorsteht, wobei dieser Vorsprung die Freiheit für die Installation von Elementen zum Halten des Getriebes oder zum Bereitstellen von Räumen zum Aufnehmen eines Getriebesteuerungssystems oder eines Abgassystems begrenzt. Dadurch wird die Austausch barkeit zwischen einem Handschaltgetriebe und einem Automatikgetriebe schwieriger.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Handschaltgetriebe für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb bereitzustellen, in dem der Schmieröl-Verwirbelungs- oder Bewegungswiderstand sehr gering ist.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Handschaltgetriebe für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Bremserscheinung bei einer engen Kurvenfahrt (Tight Cornering Brake) eines Fahrzeugs zu verhindern.
Es ist eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Handschaltgetriebe für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb bereitzustellen, wobei die Austauschbarkeit zwischen einem Handschaltgetriebe und einem Automatikgetriebe ermöglicht wird.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Handschaltgetriebe für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Antriebskraftverteilungsvorrichtung weist auf: ein Differentialgetriebe mit einem auf der Antriebswelle drehbar angeordneten antreibenden Zwischenzahnrad, einem mit der ersten Antriebswelle verbundenen und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad kämmenden angetriebenen Zwischenzahnrad, einem mit der Antriebswelle verbundenen ersten Sonnenrad, einem auf der gleichen Achse wie die Abtriebswelle drehbar angeordneten und mit der zweiten Antriebswelle verbundenen zweiten Sonnenrad, einem mit dem antreibenden Zwischenzahnrad verbundenen Träger, einem auf dem Träger drehbar angeordneten und mit dem ersten Sonnenrad kämmenden ersten Kitzel, einem mit dem ersten Kitzel einstöckig ausgebildeten und mit dem zweiten Sonnenrad kämmenden zweiten Kitzel zum Verteilen der Antriebskraft mit einem vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnis zur ersten Antriebswelle und zur zweiten Antriebswelle und einen Differentialbegrenzungsmechanismus, der den Träger mit der zweiten Antriebswelle verbindet, zum Ändern des vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnisses.
Außerdem ist der Differentialbegrenzungsmechanismus in der Lage, das vorgegebene Drehmomentverteilungsverhältnis gemäß Fahrzuständen oder -bedingungen, z. B. einer Schlupfrate und einem Lenkwinkel, zu ändern, um ein Drehmomentverteilungsverhältnis zwischen Vorder- und den Hinterrädern zu ändern.
1a zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen einer Anordnung eines Getriebezugs eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb, dessen Motor und dessen Handschaltgetriebe an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet sind;
1b zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen einer Anordnung eines Getriebezugs eines Fahrzeugs mit Vierradantrieb dessen Motor und dessen Handschaltgetriebe an der Rückseite des Fahrzeugs angeordnet sind;
2 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Handschaltgetriebes;
3 zeigt eine Querschnittansicht zum Darstellen der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Handschaltgetriebes;
4 zeigt eine teilweise vergrößerte Ansicht von 3;
5 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen eines in der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Handschaltgetriebes vorgesehenen Antriebskraftverteilungsvorrichtung;
6 zeigt ein Beispiel eines Kennfeldes zum Bestimmen eines Kupplungsdrucks;
7 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Handschaltgetriebes;
8 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Handschaltgetriebes;
9 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Handschaltgetriebes;
10 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Handschaltgetriebes;
11 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Handschaltgetriebes;
12 zeigt ein Diagramm zum Erläutern einer Drehmomentverteilung zwischen Vorder- und Hinterrädern;
13 zeigt eine Querschnittansicht zum Darstellen einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebskraftverteilungsvorrichtung;
14 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Drehmomentübertragung der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebskraftverteilungsvorrichtung;
15 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Drehmomentübertragung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebskraftverteilungsvorrichtung;
16 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Drehmomentübertragung einer vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebskraftverteilungsvorrichtung;
17 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Drehmomentübertragung einer fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebskraftverteilungsvorrichtung;
18 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Drehmomentübertragung einer sechsten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebskraftverteilungsvorrichtung;
19 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Drehmomentübertragung einer siebenten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebskraftverteilungsvorrichtung;
20 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Drehmomentübertragung einer achten Ausführungsform einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung;
21 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Drehmomentübertragung einer neunten Ausführungsform einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung;
22 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Drehmomentübertragung einer zehnten Ausführungsform einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung;
23 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Drehmomentübertragung einer elften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebskraftverteilungsvorrichtung;
24 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Drehmomentübertragung einer zwölften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebskraftverteilungsvorrichtung; und
25 zeigt eine Teil-Querschnittansicht zum Darstellen eines herkömmlichen Handschaltgetriebes für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb.
Wie in 1a dargestellt, ist ein Handschaltgetriebe 1 für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb mit einem Motor 10 integral verbunden, der im Fahrzeug in Längsrichtung montiert ist, um die Antriebskraft zu einem Vorderrad 3 und über eine Gelenk- oder Kardanwelle 4 und ein hinteres Differential 5 auch zu einem Hinterrad 6 zu übertragen. Wenn ein Motor 10 dagegen an der Rückseite des Fahrzeugs angeordnet ist, wie in 1b dargestellt, wird die Antriebskraft zu einem Hin terrad 6 und gleichzeitig über eine Kardanwelle 4 und ein vorderes Differential 7 auch zu einem Vorderrad 3.
In dieser Ausführungsform wird der erstgenannte Fall betrachtet, d. h. der Fall, in dem der Motor 10 zusammen mit dem Getriebe 1 an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet ist.
In 2 bezeichnet Bezugszeichen 10 einen in Längsrichtung montierten Motor, wobei eine Kupplung 20 mit dem Motor 10 verbunden ist. Bezugszeichen 12 bezeichnet ein Kupplungsgehäuse zum Aufnehmen der Kupplung 20, und Bezugszeichen 13 bezeichnet ein Differentialgehäuse zum Aufnehmen eines vorderen Differentials 30. Außerdem ist ein Hauptgehäuse 14 zum Aufnehmen eines Handschaltgetriebemechanismus 40 mit dem hinteren Ende des Differentialgehäuses 13 verbunden, und ein Erweiterungsgehäuse 15 zum Aufnehmen einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 ist mit dem hinteren Ende des Hauptgehäuses 14 verbunden. In dieser Ausführungsform oder in anderen Ausführungsformen, die später beschrieben werden, bezeichnet Bezugszeichen 16 ein Getriebegehäuse, das die folgenden Komponenten nacheinander aufweist: das Kupplungsgehäuse 12, das Differentialgehäuse 13, das Hauptgehäuse 14 und das Erweiterungsgehäuse 15.
Die Antriebskraft wird von einer Kurbelwelle 11 des Motors 10 über die Kupplung 20 und eine Eingangswelle 21 zu einer Abtriebswelle 41 und einer Vorgelegewelle 42 des Getriebemechanismus 40 übertragen.
Außerdem wird die im Getriebemechanismus 40 geschaltete. Antriebskraft an die Abtriebswelle 41 ausgegeben, und dann wird die Antriebskraft von der Abtriebswelle 41 der Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 zugeführt. Außerdem wird die Antriebskraft von der Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 über das vordere Differential 30 teilweise zum Vorderrad 3 und über die Kardanwelle 4 und das hintere Differential 5 teilweise zum Hinterrad 6 übertragen.
Im Getriebegehäuse 16 ist eine (nicht dargestellte) Hydraulikpumpe zum Erzeugen von Hydraulikdruck angeordnet. Der Hydraulikdruck wird zum Steuern der Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 durch eine Hydrauliksteuerungseinheit 17 basierend auf Signalen von einem Vorderraddrehzahlsensor 17a, einem Hinterraddrehzahlsensor 17b, einem Lenkwinkelsensor 17c, einem Schaltstellungssensor 17d und ähnlichen Elementen verwendet.
Nachstehend wird die Kupplung 20 unter Bezug auf 3 ausführlich beschrieben. Die Kupplung 20 weist ein mit der Kubelwelle 11 des Motors 10 integral verbundenes Schwungrad 22, eine mit dem Schwungrad 22 integral verbundene Kupplungsabdeckung 23, eine mit der Kupplungsabdeckung 23 verbundene und entlang der Eingangswelle 21 bewegliche Druckplatte 24, eine Kupplungsscheibe 25, die mit der Eingangswelle 21 verschiebbar keilverzahnt ist, um ein Drehmoment von der Kurbelwelle 11 durch eine Reibungskraft, die durch Drücken der Kupplungsscheibe 25 gegen das Schwungrad 22 durch die Federkraft der Druckplatte 24 erzeugt wird, zur Eingangswelle 21 zu übertragen.
Wenn die Kupplung 20 ausgerückt ist, drückt eine Ausrückgabel 26 ein Freigabelager 27 nach innen, wodurch die Druckplatte über einen Ausrückhebel 28 vom Schwungrad 22 getrennt wird.
Die Eingangswelle 21 wird an ihrem vorderen Ende durch das Schwungrad 22 über ein Führungslager 21a und an ihrem hinteren Ende durch das Hauptgehäuse 14 über ein Lager 21b drehbar gehalten. Die Antriebskraft wird durch den Eingriff zwischen einem mit dem hinteren Ende der Eingangswelle 21 verbundenen antreibenden Eingangsrad 29 und einem am vorderen Ende der Vorgelegewelle 42 angeordneten angetriebenen Vorgelegerad 43 von der Eingangswelle 21 zum Getriebemechanismus 40 übertragen.
Nachstehend wird der Getriebemechanismus 40 unter Bezug auf 4 beschrieben. Die Abtriebswelle 41 wird an ihrem vorderen Ende durch das hintere Ende der Eingangswelle 21 durch eine Laufbuchse 41a drehbar und koaxial gehalten und außerdem an ihrem hinteren Ende durch das Hauptgehäuse 14 über ein Lager 41b drehbar gehalten. Die Vorgelegewelle 42 ist unter der Abtriebswelle 41 und parallel dazu angeordnet und wird an ihrem vorderen und hinteren Ende durch Lager 42c bzw. 42d drehbar gehalten. Außerdem ist die Vorgelegewelle 42 um ihre Achse herum hohl ausgebildet.
Auf der Vorgelegewelle 42 sind ein antreibendes 3.-Gang-Zahnrad 44c, ein antreibendes 2.-Gang-Zahnrad 44b, ein antreibendes 1.-Gang-Zahnrad 44a und ein antreibendes Rückwärtsgangzahnrad 44f in der Rückwärtsrichtung nacheinander integral ausgebildet. Außerdem ist ein antreibendes 5.-Gang-Zahnrad 44e zwischen dem antreibenden Rückwärtsgangzahnrad 44f und dem Lager 42d auf der Vorgelegewelle 42 keilverzahnt. Außerdem ist eine Ölöffnung 42b um einen Innenumfang 42a der Vorgelegewelle 42 herum ausgebildet.
Andererseits sind ein angetriebenes 3.-Gang-Zahnrad 45c, ein angetriebenes 2.-Gang-Zahnrad 45b, ein angetriebenes 1.-Gang-Zahnrad 45a und ein angetriebenes 5.-Gang-Zahnrad 45e über Nadellager mit der Abtriebswelle 41 drehbar verbunden und stehen mit dem antreibenden 3.-Gang-Zahnrad 44c, dem antreibenden 2.-Gang-Zahnrad 44b, dem antreibenden 1.-Gang-Zahnrad 44a bzw. dem antreibenden 5.-Gang-Zahnrad 44e permanent in Eingriff. Außerdem ist das angetriebene Rückwärtszahnrad 45f über ein Nadellager zwischen dem angetriebenen 1.-Gang-Zahnrad 45a und dem angetriebenen 5.-Gang-Zahnrad 45e drehbar mit der Abtriebswelle 41 verbunden.
Die Teilkreisdurchmesser von auf der Vorgelegewelle 42 ausgebildeten Zahnrädern sind derart, daß sie in der Reihenfolge vom antreibenden 1.-Gang-Zahnrad 44a über das antreibende 2.-Gang-Zahnrad 44b, das abtreibende 3.-Gang-Zahnrad 44c zum antreibenden 5.-Gang-Zahnrad 44e größer werden, und die Teilkreisdurchmesser von auf der Abtriebswelle 41 ausgebildeten Zahnrädern sind derart, daß sie in der Reihenfolge vom angetriebenen 1.-Gang-Zahnrad 45a über das angetriebene 2.-Gang-Zahnrad 45b, das angetriebene 3.-Gang-Zahnrad 45c zum angetriebenen 5.-Gang-Zahnrad 45e kleiner werden.
Das antreibende Rückwärtsgangzahnrad 44f kämmt mit einem Rückwärtsgang-Zwischenzahnrad 46f, das mit einer Zwischenwelle 46 drehbar verbunden ist, die zwischen dem Lager und der Wand des Hauptgehäuses 14 angeordnet ist, und das Rückwärtsgang-Zwischenzahnrad 46f kämmt mit dem auf der Abtriebswelle 41 angeordneten angetriebenen Rückwärtsgangzahnrad 45f so, daß es sich in die gleiche Richtung dreht wie das angetriebene Rückwärtsgangzahnrad 45f.
Eine erste Synchronisiereinrichtung 47 ist mit der Abtriebswelle 41 drehbar verbunden, um das angetriebene 1.-Gang-Zahnrad 45a und das angetriebene 2.-Gang-Zahnrad 45b selektiv mit der Abtriebswelle 41 zu verblocken.
Wenn eine Auswahleinrichtung betätigt wird, um eine Buchse 47a der ersten Synchronisiereinrichtung 47 von einer neutralen Position nach hinten zu bewegen, wird das angetriebene 1.-Gang-Zahnrad 45a mit der Drehzahl der Abtriebswelle 41 synchronisiert. Dadurch wird die Antriebskraft der Eingangswelle 21, die über das antreibende Eingangszahnrad 29 und das angetriebene Vorgelegerad 43 der Vorgelegewelle 42 zugeführt wird, der Abtriebswelle 41 mit einer dem Übersetzungsverhältnis der 1. Gangstufe entsprechenden reduzierten Drehzahl zugeführt, die durch das Übersetzungsverhältnis zwischen dem antreibenden 1.-Gang-Zahnrad 44a und dem ange triebenen 1.-Gang-Zahnrad 45a bestimmt ist. Wenn die Auswahleinrichtung betätigt wird, um die Buchse 47a auf die neutrale Position zurückzustellen, wird der Eingriff zwischen dem angetriebenen 1.-Gang-Zahnrad 45a und der Abtriebswelle 41 freigegeben bzw. gelöst. Wenn die Buchse 47a dagegen nach vorne bewegt wird, wird das angetriebene 2.-Gang-Zahnrad 45b durch den Eingriff des Zahnrades 45b mit der Abtriebswelle 41 synchronisiert, und es wird das Übersetzungsverhältnis der zweiten Gangstufe erhalten, das durch das Übersetzungsverhältnis zwischen dem antreibenden 2.-Gang-Zahnrad 44b und dem angetriebenen 2.-Gang-Zahnrad 45b bestimmt ist.
Außerdem ist zwischen dem antreibenden Eingangszahnrad 29 und dem angetriebenen 3.-Gang-Zahnrad 45c eine zweite Synchronisiereinrichtung 48 für die 3. und die 4. Gangstufe angeordnet. Wenn eine Buchse 48a der zweiten Synchronisiereinrichtung 48 nach hinten bewegt wird, wird das angetriebene 3.-Gang-Zahnrad 45c durch die zweite Synchronisiereinrichtung 48 mit der Drehzahl der Abtriebswelle 41 synchronisiert. Dadurch wird die Antriebskraft der Eingangswelle 21, die der Vorgelegewelle 42 über das antreibende Eingangszahnrad 29 und das angetriebene Vorgelegerad 43 zugeführt wird, mit einer dem Übersetzungsverhältnis der 3. Gangstufe, die durch das Übersetzungsverhältnis zwischen dem antreibenden 3.-Gang-Zahnrad 44c und dem angetriebenen 3.-Gang-Zahnrad 45c bestimmt ist, entsprechenden Drehzahl zur Abtriebswelle 41 übertragen. Wenn die Auswahleinrichtung betätigt wird, um die Buchse 48a der zweiten Synchronisiereinrichtung 48 auf die neutrale Position zurückzustellen, wird der Eingriff zwischen dem angetriebenen 3.-Gang-Zahnrad 45c und der Abtriebswelle 41 gelöst. Wenn die Buchse 48a der zweiten Synchronisiereinrichtung 48 dagegen nach vorne bewegt wird, bringt die zweite Synchronisiereinrichtung 48 die Eingangs welle 21 direkt mit der Abtriebswelle in Eingriff, so daß eine 4. Gangstufe erhalten wird.
Außerdem ist eine dritte Synchronisiereinrichtung 49 zwischen dem angetriebenen Rückwärtsgangzahnrad 45f und dem angetriebenen 5.-Gang-Zahnrad 45e angeordnet. Wenn eine Buchse 49a der dritten Synchronisiereinrichtung 49 nach hinten bewegt wird, wird das angetriebene 5.-Gang-Zahnrad 45e durch die dritte Synchronisiereinrichtung 49 mit der Drehzahl der Abtriebswelle 41 synchronisiert. Dadurch wird die Antriebskraft der Eingangswelle 21, die der Vorgelegewelle 42 über das antreibende Eingangszahnrad 29 und das angetriebene Vorgelegerad 43 zugeführt wird, mit einer dem Übersetzungsverhältnis der 5. Gangstufe, die durch das Übersetzungsverhältnis zwischen dem antreibenden 5.-Gang-Zahnrad 44e und dem angetriebenen 5.-Gang-Zahnrad 45e bestimmt ist, entsprechenden Drehzahl zur Abtriebswelle 41 übertragen. Wenn die Buchse 49a dagegen nach vorne bewegt wird, wird das angetriebene Rückwärtsgangzahnrad 45f dagegen durch die dritte Synchronisiereinrichtung 49 mit der Drehzahl der Abtriebswelle 41 synchronisiert, und die Abtriebswelle 41 wird durch die Vorgelegewelle 42 über das Rückwärtsgang-Zwischenzahnrad 46f in Rückwärtsrichtung gedreht.
Durch eine vordere Antriebswelle 31 wird über den hohlen Abschnitt der Vorgelegewelle 42 ein Zwischenraum "a" erhalten. Die vordere Antriebswelle 31 ist an ihrem vorderen Ende mit einem Ritzel 31a verbunden, das mit einem das vordere Differential 30 bildenden Hypoidrad 32 kämmt. Außerdem wird die vordere Antriebswelle 31 an ihrem vorderen Ende über das Hauptgehäuse 14 durch ein Kegelrollenlager 31d und an ihrem hinteren Ende durch das Hauptgehäuse 14 über ein Kugellager 31e drehbar gehalten. Außerdem wird durch eine auf die vordere Antriebswelle 31 aufgeschraubte Sicherungs mutter 31f verhindert, daß die vordere Antriebswelle 31 sich vom Kegelrollenlager 31d löst.
Außerdem ist in der vorderen Antriebswelle 31 eine Ölzufuhröffnung 31c ausgebildet, die aus einer Ölöffnung 31g und einer Ölöffnung 31h besteht. Die Ölöffnung 31g ist in der axialen Richtung der vorderen Antriebswelle 31 ausgebildet und öffnet sich am vorderen Ende der vorderen Antriebswelle zum vorderen Differential 30, und die Ölöffnung 31h ist in der radialen Richtung der vorderen Antriebswelle 31 ausgebildet und öffnet sich von der Ölöffnung 31g zum Zwischenraum "a", der durch den Innenumfang 42a der Vorgelegewelle 42 und den Außenumfang 31b der vorderen Antriebswelle 31 gebildet wird.
Ein Teil des durch die Drehbewegung des Hypoidrades 32 hochgepumpten Schmieröls wird durch die Ölzufuhröffnung 31c, den Ölkanal A und die in der Vorgelegewelle 42 ausgebildet Ölöffnung 42b in das Innere des Getriebemechanismus 40 gezogen, um die jeweiligen Komponenten im Getriebemechanismus 40 zu schmieren,.
Nachstehend wird die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 unter Bezug auf 4 beschrieben, wobei die Abtriebswelle 41 mit einer hinteren Antriebswelle 18 über eine Laufbuchse 18a und ein Axiallager 18b drehbar und koaxial verbunden ist.
Die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 weist ein Differentialgetriebe 51 und einen Differentialbegrenzungsmechanismus 61 auf, wobei das Differentialgetriebe 51 aus einem Verbund-Planetengetriebe besteht, das ein auf der Abtriebswelle 41 ausgebildetes erstes Sonnenrad 52 und ein auf der hinteren Antriebswelle 18 ausgebildetes zweites Sonnenrad 54 aufweist.
Ein Träger 55 ist mit einem Flansch 55a, einem Flansch 55b und einem Arm 55c, der den Flansch 55a an der Vordersei te mit dem Flansch 55b an der Rückseite verbindet, integral ausgebildet. Außerdem ist ein erstes Ritzel 53 mit einem zweiten Ritzel 56 koaxial und integral ausgebildet, und die Ritzel sind über ein Nadellager 53a mit dem Träger 55 drehbar verbunden.
Außerdem kämmen das erste Sonnenrad 52 und das zweite Sonnenrad 54 mit dem ersten Ritzel 53 bzw. mit dem zweiten Ritzel 56. Die Antriebskraft wird vom zweiten Sonnenrad 54 zur hinteren Antriebswelle 18 ausgegeben.
Außerdem ist der Flansch 55a an der Vorderseite mit einem antreibenden Zwischenzahnrad 57 verbunden, das durch das Erweiterungsgehäuse 15 über ein Kugellager 57a drehbar gehalten wird, um die Antriebskraft an die vordere Antriebswelle 31 zu auszugeben. Der Flansch 55b an der Rückseite wird an einem Vorsprung 55d davon durch die hintere Antriebswelle über das Kugellager 55e drehbar gehalten.
Die vordere Antriebswelle 31 ist an ihrem hinteren Ende mit einem angetriebenen Zwischenzahnrad 58 verbunden, das mit dem vorstehend erwähnten antreibenden Zwischenzahnrad 57 kämmt.
Durch diese Konstruktion wird die Antriebskraft von der Abtriebswelle 41 über das erste Sonnenrad 52, das erste Ritzel 53, den Träger 55, das antreibende Zwischenzahnrad 57, das angetriebene Zwischenzahnrad 58, die vordere antriebswelle 31 und das vordere Differential 30 teilweise zur Vorderradseite übertragen und über das mit dem ersten Ritzel 53 integral ausgebildete zweite Ritzel 56 und das zweite Sonnenrad 54 teilweise zur Hinterradseite übertragen. Das Drehmomentverteilungsverhältnis zwischen der Vorderradseite und der Hinterradseite ist gemäß den Zahnradspezifikationen des ersten und des zweiten Ritzels 53 und 56 bestimmt.
Die derart konstruierte Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 besitzt eine Differentialfunktion dahinge hend, daß, wenn eine Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern auftritt, diese Differenz durch die Dreh- oder Umlaufbewegung des ersten und des zweiten Kitzels 53 und 56 absorbiert wird.
Nachstehend wird die Drehmomentverteilung des Differentialabschnitts 51 unter Bezug auf 5 beschrieben.
Es werden die folgenden Gleichungen gebildet: Ti = TF + TR (1) rs1 + rp1 = rs2 + rp2 (2)wobei T; das Eingangsdrehmoment des ersten Sonnenrades 52, T_F ein vorderseitiges Drehmoment des Trägers 55, T_R ein rückseitiges Drehmoment des zweiten Sonnenrades 54, r_s1 einen Eingriff-Teilkreisradius des ersten Sonnenrades 52, r_p1 einen Eingriff-Teilkreisradius des ersten Kitzels 53, r_s2 einen Eingriff-Teilkreisradius des zweiten Sonnenrades 54 und r_p2 einen Eingriff-Teilkreisradius des zweiten Kitzels 56 bezeichnen.
Außerdem wird, weil eine auf den Eingriffspunkt zwischen dem ersten Sonnenrad 52 und dem ersten Kitzel 53 wirkende tangentiale Kraft P einer Summe aus einer auf den Träger 55 wirkenden tangentialen Kraft Pi und einer auf den Eingriffspunkt zwischen dem zweiten Sonnenrad 54 und dem zweiten Kitzel 56 wirkenden Kraft P₂ gleicht, und weil P = T_i/r_s1, Pi = T_F/(r_s1 + r_p1) und P₂ = T_R/r_s2 ist, die folgende Gleichung erhalten: Ti/rs1 = {i TF/(rs1 + rp1)} + TR/rs2 (3)Durch Substituieren der Gleichungen (1) und (2) in Gleichung (3) ergibt sich: TF = (1 – rp1·rs2/ rs1·rp2)·Ti TR = (rp1·rs2/rs1·rp2)·Ti
Daraus ist ersichtlich, daß die Drehmomentverteilung zwischen dem vorderseitigen Drehmoment TF und dem rückseitigen Drehmoment TR durch Ändern der Eingriff-Teilkreisradien des ersten und des zweiten Sonnenrades 52, 54 bzw. des ersten und des zweiten Ritzels 53, 56 beliebig geändert werden kann.
Wenn hierbei vorausgesetzt wird, daß die Eingriff-Teilkreisradien r_s1, r_s2, r_p1 und r_p2 23,5 mm, 21,2 mm, 18,5 mm bzw. 18 , 8 mm betragen, werden T_F = 20/53·T_i und T_R = 33/53·T_i erhalten. Daher ist das Drehmomentverteilungsverhältnis zwischen den Vorder- und Hinterrädern gegeben durch: TF : TR = 38 : 62
Dadurch wird ein zum Hinterrad hin vorbelastetes Basis-Drehmomentverteilungsverhältnis für das Hinterrad erhalten. Nachstehend wird der Differentialbegrenzungsmechanismus 61 unter Bezug auf 4 beschrieben.
Der Differentialbegrenzungsmechanismus 61 ist zwischen dem Träger 55 und der hinteren Antriebswelle 18 angeordnet. Ein Trommelelement 62 ist mit dem Flansch 55b an der Rückseite des Trägers 55 verbunden, und eine antreibende Platte 63a ist mit der Innenseite des Trommelelements 62 keilverzahnt. Andererseits ist eine angetriebene Platte 63b mit einem Nabenelement 64 keilverzahnt, das mit der hinteren Antriebswelle 18 keilverzahnt ist, und die antreibende Platte und die angetriebene Platte 63a, 63b sind in der nachstehenden Beschreibung miteinander austauschbar angeordnet.
Der Differentialbegrenzungsmechanismus 61 weist ein Hydraulikstellglied auf, das einen durch ein Vorsprungelement 15a des Erweiterungsgehäuses 15 gebildeten Zylinderabschnitt 66, einen Kolben 68, ein Lager 69 und eine Druckplatte 70 aufweist. Wenn ein durch die Hydraulikdrucksteuerungseinheit 17 geregelter Hydraulikdruck einer durch den Zylinderabschnitt 66 und den Kolben 68 definierten Druckkammer 67 zugeführt wird, wird das Nabenelement 64 durch den Kolben 68 durch die Druckplatte 70 in die axiale Richtung der hinteren Antriebswelle 18 bewegt, um die angetriebene Platte 63b auf der antreibenden Platte 63a zu bewegen. Dadurch wird zwischen der antreibenden Platte und der angetriebenen Platte 63a, 63b eine Reibungskraft erzeugt, um ein Kupplungsdrehmoment T_c zu erzeugen, das gemäß dem durch die Hydraulikdrucksteuerungseinheit 17 geregelten Hydraulikdruck veränderlich ist.
Eingangssignale der Hydraulikdrucksteuerungseinheit 17 werden mindestens von einem Vorderraddrehzahlsensor 17a, einem Hinterraddrehzahlsensor 17b, einem Lenkwinkelsensor 17c und einem Schaltstellungssensor 17d zugeführt.
Der Hydraulikdrucksteuerungseinheit 17 werden eine durch den Vorderraddrehzahlsensor 17a erfaßte Vorderraddrehzahl N_F und eine durch den Hinterraddrehzahlsensor 17b erfaßte Hinterraddrehzahl N_R zugeführt. Wenn das Fahrzeug auf einer rutschigen Straße rutscht, erfährt zunächst das Hinterrad einen Schlupf, weil das Hinterraddrehmoment T_R immer größer ist als das Vorderraddrehmoment T_F, wie vorstehend beschrieben wurde. Dann ist die erfaßte Hinterraddrehzahl N_R größer als die erfaßte Vorderraddrehzahl N_F, so daß ein berechnetes Schlupfverhältnis S = Np/NR kleiner ist als 1. Andererseits wird der Hydraulikdrucksteuereinheit 17 ein durch den Lenkwinkelsensor 17c erfaßter Lenkwinkel Ψ zugeführt. In der Hydraulikdrucksteuereinheit 17 wird ein Kupplungsdruck P_c von einem Kennfeld abgerufen, das den Lenkwinkel ψ, wie in 6 dargestellt, basierend auf dem berechneten Schlupfverhältnis "S" parametrisiert.
Der Kupplungsdruck P_c wird so eingestellt, daß er in einer Situation, in der kein Schlupf auftritt, d. h. S ≥ 1, einen niedrigen Wert P_min aufweist. Der Kupplungsdruck P_c nimmt dagegen in einer Situation, in der Schlupf auftritt, d. h. S < 1, mit abnehmendem Schlupfverhältnis S so zu, daß er einen konstanten Wert P_max annimmt, wenn das Schlupfverhältnis S kleiner ist als ein vorgegebener Wert S₁. Außerdem wird der Kupplungsdruck P_c so eingestellt, daß er einen kleinen Wert annimmt, wenn der Lenkwinkel ψ groß wird, um eine sogenannte Bremserscheinung bei enger Kurvenfahrt zu vermeiden. Der Leitungsdruck wird auf diesen Kupplungsdruck P_c eingestellt, um das Kupplungsdrehmoment T_c des Differentialbegrenzungsabschnitts 61 zu steuern.
Nachstehend wird eine Funktionsweise des derart konstruierten Handschaltgetriebes beschrieben.
Die Antriebskraft des Motors 10 wird über die Kurbelwelle 11 und die Kupplung 20 zur Eingangswelle 21 übertragen. Dann wird die Antriebskraft über das antreibende Eingangszahnrad 29, das angetriebene Vorgelegerad 43 und die Vorgelegewelle 42 zum Getriebemechanismus 40 übertragen.
Das antreibende 3.-Gang-Zahnrad 44c, das antreibende 2.-Gang-Zahnrad 44b, das antreibende 1.-Gang-Zahnrad 44a, das antreibende Rückwärtsgangzahnrad 44f, die mit der Vorgelegewelle 42 integral ausgebildet sind, und das mit der Vorgelegewelle 42 keilverzahnte antreibende 5.-Gang-Zahnrad 44e treiben das angetriebene 3.-Gang-Zahnrad 45c, das angetriebene 2.-Gang-Zahnrad 45b, das angetriebene 1.-Gang-Zahnrad 45a, das Rückwärtsgang-Zwischenzahnrad 46f bzw. das angetriebene 5.-Gang-Zahnrad 45e an. Außerdem wird das angetriebene Rückwärtsgangzahnrad 45f durch das Rückwärtsgang-Zwischenzahnrad 46f angetrieben. Wenn die Synchronisierein richtungen 47, 48 und 49 auf die neutrale Position eingestellt sind, wird die Antriebskraftübertragung beendet.
In der 1. Gangstufe wird die Buchse 47a der ersten Synchronisiereinrichtung 47 nach hinten bewegt, um das angetriebene 1.-Gang-Zahnrad 45a mit der Abtriebswelle 41 in Eingriff zu bringen, und die Antriebskraft wird wie durch eine fettgedruckte Linie in 7 dargestellt übertragen. D. h., die Antriebskraft des Motors 10 wird über die Kupplung 20, die Eingangswelle 21, das antreibende Eingangszahnrad 29, das angetriebene Vorgelegerad 43, die Vorgelegewelle 42, das antreibende 1.-Gang-Zahnrad 44a, das angetriebene 1.-Gang-Zahnrad 45a und die erste Synchronisiereinrichtung 47 zur Abtriebswelle 41 übertragen. Dann wird die Drehzahl des Motors 10 gemäß der Anzahl der Zähne des antreibenden 1.-Gang-Zahnrades 44a und des angetriebenen 1.-Gang-Zahnrades 45a auf die Drehzahl der 1. Gangstufe reduziert. Außerdem wird die an die Abtriebswelle 41 übertragene Antriebskraft vom am hinteren Ende der Abtriebswelle 41 angeordneten ersten Sonnenrad 52 zur Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 übertragen.
Ähnlicherweise wird in der 2. Gangstufe die Buchse 47a der ersten Synchronisiereinrichtung 47 nach vorne verschoben, so daß das angetriebene 2.-Gang-Zahnrad 45b mit der Abtriebswelle 41 in Eingriff kommt und die Antriebskraft wie durch eine fettgedruckte Linie in 8 dargestellt übertragen wird. D. h., die Antriebskraft des Motors 10 wird über das antreibende 2.-Gang-Zahnrad 44b, das angetriebene 2.-Gang-Zahnrad 45b und die erste Synchronisiereinrichtung 47 zur Abtriebswelle 41 übertragen. Dann wird die Drehzahl des Motors 10 gemäß der Anzahl der Zähne des antreibenden 2.-Gang-Zahnrades 44b und des angetriebenen 2.-Gang-Zahnrades 45b auf die Drehzahl der 2. Gangstufe reduziert. Außerdem wird die an die Abtriebswelle 41 übertragene Antriebskraft vom ersten Sonnenrad 52 zur Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 übertragen.
Ähnlicherweise wird in der 3. Gangstufe die Buchse 48a der zweiten Synchronisiereinrichtung 48 nach hinten verschoben, so daß das angetriebene 3.-Gang-Zahnrad 45c mit der Abtriebswelle 41 in Eingriff kommt und die Antriebskraft wie durch eine fettgedruckte Linie in 9 dargestellt übertragen wird. D. h., die Antriebskraft des Motors 10 wird über das antreibende 3.-Gang-Zahnrad 44c, das angetriebene 3.-Gang-Zahnrad 45c und die zweite Synchronisiereinrichtung 48 zur Abtriebswelle 41 übertragen. Dann wird die Drehzahl des Motors 10 gemäß der Anzahl der Zähne des antreibenden 3.-Gang-Zahnrades 44c und des angetriebenen 3.-Gang-Zahnrades 45c auf die Drehzahl der 3. Gangstufe reduziert. Außerdem wird die an die Abtriebswelle 41 übertragene Antriebskraft vom ersten Sonnenrad 52 zur Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 übertragen.
In der 4. Gangstufe wird die Buchse 48a der zweiten Synchronisiereinrichtung 48 nach vorne verschoben, um die Eingangswelle 21 direkt mit der Abtriebswelle 41 in Eingriff zu bringen, so daß die Antriebskraft wie durch eine fettgedruckte Linie in 10 dargestellt übertragen wird. D. h., die Drehzahl des Motors 10, die der Eingangswelle 21 über die Kupplung 20 zugeführt wird, wird über die zweite Synchronisiereinrichtung 48 direkt an die Abtriebswelle 41 übertragen und vom ersten Sonnenrad 52 zur Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 übertragen.
In der 5. Gangstufe wird die Buchse 49a der dritten Synchronisiereinrichtung 49 nach hinten verschoben, um das angetriebene 5.-Gang-Zahnrad 45e mit der Abtriebswelle 41 in Eingriff zu bringen, und die Antriebskraft wird wie durch eine fettgedruckte Linie in 11 dargestellt übertragen. D. h., die Antriebskraft des Motors 10 wird über die Kupplung 20, die Eingangswelle 21, das antreibende Eingangszahnrad 29, das angetriebene Vorgelegerad 43, die Vorgelegewelle 42, das antreibende 5.-Gang-Zahnrad 44e, das angetriebene 5.-Gang-Zahnrad 45e und die dritte Synchronisiereinrichtung 49 zur Abtriebswelle 41 übertragen. Dann wird die Drehzahl des Motors 10 gemäß der Anzahl der Zähne des antreibenden 5.-Gang-Zahnrades 44e und des angetriebenen 5.-Gang-Zahnrades 45e auf die Drehzahl der 5. Gangstufe erhöht. Außerdem wird die an die Abtriebswelle 41 übertragene Antriebskraft vom ersten Sonnenrad 52 zur Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 übertragen.
Ein Beispiel derart erhaltener Übersetzungsverhältnisse ist.

1. Gangstufe 3,214
2. Gangstufe 1,952
3. Gangstufe 1,302
4. Gangstufe 1,000
5. Gangstufe 0,752

Die vom Getriebemechanismus 40 ausgegebene Antriebskraft wird über das am hinteren Ende der Abtriebswelle 41 angeordnete erste Sonnenrad 52 zur Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 übertragen und zu dem mit dem Träger 56 und dem zweiten Sonnenrad 54 integral ausgebildeten antreibenden Zwischenzahnrad 57 verteilt. In dieser Ausführungsform ist das Basis-Drehmomentverteilungsverhältnis auf T_F : T_R = 38 : 62 eingestellt, d. h. 38% der Antriebskraft werden zum antreibenden Zwischenzahnrad 57 und 62% zum zweiten Sonnenrad 54 übertragen.
Andererseits werden die durch den Vorderraddrehzahlsensor 17a erfaßte Vorderraddrehzahl N_F, die durch den Hinterraddrehzahlsensor 17b erfaßte Hinterraddrehzahl NR und der durch den Lenkwinkelsensor 17c erfaßte Lenkwinkel ψ der Hyd raulikdrucksteuerungseinheit 17 zugeführt, die das Schlupfverhältnis "S" berechnet.
Wenn das Fahrzeug in einem Nicht-Schlupf-Zustand (S ≥ 1) auf einer trockenen Straße fährt, wird in der Hydraulikdrucksteuerungseinrichtung 17 der Kupplungsdruck P_c auf einen niedrigen Wert P_min eingestellt, und der Differentialbegrenzungsmechanismus 61 wird freigegeben. Dadurch nimmt das Kupplungsdrehmoment den Wert 0 (null) an, so daß das Differentialgetriebe 51 auf einen freien Zustand eingestellt wird.
Dadurch werden 38% des an das antreibende Zwischenzahnrad 57 ausgegebenen Ausgangsdrehmoments über das angetriebene Zwischenzahnrad 58, die vordere Antriebswelle 31 und das vordere Differential 30 direkt zum Vorderrad übertragen. Außerdem werden 62% des zum zweiten Sonnenrad 54 ausgegebenen Ausgangsdrehmoments über die hintere Antriebswelle 18, die Kardanwelle 4 und das hintere Differential 5 zum Hinterrad übertragen.
Durch die zum Hinterrad hin vorbelastete Drehmomentverteilung wird eine Tendenz zum Untersteuern des Fahrzeugs eliminiert, so daß eine ausgezeichnete Manövrierbarkeit erhalten werden kann. Außerdem kann das Fahrzeug, weil der Differentialabschnitt 51 die Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern absorbiert, eine glatte Kurvenfahrt ausführen.
Wenn das Fahrzeug auf einer rutschigen Straße fährt, erfährt das Hinterrad aufgrund des zum Hinterrad hin vorbelasteten Drehmomentverteilungsverhältnisses zuerst Schlupf. Dann wird in der Hydraulikdrucksteuerungseinheit 17 das Schlupfverhältnis S (S < 1) basierend auf der Vorderraddrehzahl N_F und der Hinterraddrehzahl NR berechnet. Dann wird der Kupplungsdruck P_c basierend auf dem berechneten Schlupf verhältnis "S" vom Kennfeld berechnet, und der auf den Kupplungsdruck P_c eingestellte Leitungsdruck wird der Kupplung zugeführt, um ein spezifisches Kupplungsdrehmoment T_c zu erzeugen.
Dadurch wird im Differentialabschnitt 51 ein Kraftübertragungsweg eingerichtet, der zwei Ausgangselemente umgeht, d. h. den Träger 55 und das zweite Sonnenrad 54, und ein Kupplungsdrehmoment wird vom zweiten Sonnenrad 54 über den Kraftübertragungsweg zum Träger 55 übertragen. D. h., das Drehmomentverteilungsverhältnis wird von 38 : 62 auf T_F1 : T_R1 geändert, wie in 12 dargestellt ist. Dadurch wird das Vorderraddrehmoment erhöht und das Hinterraddrehmoment vermindert, wodurch der Schlupfzustand des Hinterrades beendet wird. Wenn das Schlupfverhältnis "S" kleiner wird als ein vorgegebener Wert S₁, erreicht der Hydraulikdruck den Maximalwert P_max, und das Kupplungsdrehmoment T_c wird maximal. D. h., in diesem Zustand ist der Träger 56 direkt mit dem zweiten Sonnenrad 54 verbunden, und der Differentialabschnitt 51 ist blockiert. Wenn der Differentialabschnitt 51 blockeirt ist, nimmt das Drehmomentverteilungsverhältnis einen Wert an, der den axialen Belastungen des Vorder- und des Hinterrades entspricht. Dadurch kann die Drehmomentverteilung gemäß dem Schlupfzustand über einen breiten Bereich gesteuert werden. Außerdem wird, wenn das Fahrzeug eine Kurvenfahrt ausführt, während es der Drehmomentverteilungssteuerung unterzogen wird, das Differentialbegrenzungsdrehmoment so eingestellt, daß es mit zunehmendem Lenkwinkel ψ kleiner wird. Dadurch wird die Drehzahldifferenz zwischen dem Vorder- und dem Hinterrad geeignet absorbiert und kann eine Bremserscheinung bei einer engen Kurvenfahrt verhindert werden.
Das in Verbindung mit dieser Ausführungsform beschriebenen Basis-Drehmomentverteilungsverhältnis und die Merkmale der Drehmomentverteilungssteuerung stellen lediglich Beispiele dar und können auch auf eine beliebige andere Weise realisiert werden.
Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Handschaltgetriebe die Abtriebswelle 41, die unter der Abtriebswelle 41 und parallel dazu angeordnete Vorgelegewelle 42, den zwischen der Abtriebswelle 41 und der Vorgelegewelle 42 angeordneten Getriebemechanismus 40, die Eingangswelle 21 zum Zuführen der Antriebskraft des Motors 10 zum Getriebemechanismus 40 und die auf der Abtriebswelle 41 angeordnete Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 zum Verteilen des Drehmoments zur hinteren Antriebswelle 18 und zur vorderen Antriebswelle 31 auf. Als ein Merkmal dieser Ausführungsform kann die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50, weil die Antriebskraftverteilungsvorrichtung auf der gleichen Achse wie die Abtriebswelle 41 angeordnet ist, an einer relativ hohen Position des Getriebegehäuses 16 angeordnet sein, so daß der Schmieröl-Füllstandpegel sich an einem unteren Bereich der Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 befindet.
Dadurch kann die Menge des durch die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 hochgepumpten Öls reduziert werden, wodurch der Verwirbelungs- oder Bewegungswiderstand des Öls reduziert wird und der Kraftübertragungswirkungsgrad und die Kraftstoffersparnis verbessert werden. Insbesondere wenn das Fahrzeug mit hohen Geschwindigkeiten fährt, das Fahrzeug beschleunigt oder eine Steigung herauffährt, werden diese Wirkungen deutlich.
Außerdem wird durch diese kleine Menge hochgepumpten Öls eine Absenkung des Ölpegels im Getriebemechanismus 40 verhindert, was zu einer Einsparung der Schmierölmenge im Getriebegehäuse 16 führt.
Außerdem wird durch die Verminderung des Verwirbelungs- oder Bewegungswiderstands des Öls ein Anstieg der Öltemperatur verhindert, wodurch verhindert wird, daß die Schmierölqualität abnimmt, verhindert wird, daß Zahnräder verschleißen und die Haltbarkeit von Öldichtungen und ähnlichen Elementen verbessert wird.
Außerdem kann, weil die vordere Antriebswelle 31 an der hohlen Vorgelegewelle 42 drehbar befestigt ist, im Vergleich zu einer Konstruktion, bei der die vordere Antriebswelle 31 parallel zur Vorgelegewelle 42 angeordnet ist, ein kompakteres Getriebe realisiert werden. Außerdem werden, weil Schmieröl zum Schmieren der Getriebezahnräder durch die Drehbewegung des Hypoidrades 32 hochgepumpt wird und permanent von dem mit der zum Hypoidrad 32 führenden Ölzufuhröffnung 31c verbundenen Ölkanal A zugeführt wird, die Getriebezahnräder geeignet geschmiert. d. h., die Getriebezahnräder können mit einer kleinen Schmierölmenge ausreichend geschmiert werden.
Außerdem kann, weil die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 an einer relativ hohen Position angeordnet ist, ein Raum unter der Antriebskraftverteilungsvorrichtung 50 zum Aufnehmen von Stütz- oder Halterungselementen, z. B. von Befestigungsstützen oder -schellen, eines Getriebesteuerungssystems, eines Lenksystems, eines Abgassystems, und ähnlicher Komponenten genutzt werden. Dadurch wird die Austauschbarkeit zwischen einem Handschaltgetriebe und einem Automatikgetriebe ermöglicht.
Nachstehend wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die 13 und 14 beschrieben.
Gemäß 13 ist die Abtriebswelle 41 über die Laufbuchse 18a und das Axiallager 18b mit der hinteren Antriebswelle 18 drehbar verbunden. Ein antreibendes Zwischenzahnrad 71 ist mit der Abtriebswelle 41 keilverzahnt, und ein mit dem antreibenden Zwischenzahnrad 71 kämmendes, angetriebenes Zwischenzahnrad 72 ist am hinteren Ende der unter der Abtriebswelle 41 und parallel dazu angeordneten vorderen Antriebswelle 31 befestigt. Dadurch wird eine Ausgangsleistung der Abtriebswelle 41 permanent zur vorderen Antriebswelle 41 übertragen.
Außerdem ist zwischen der Abtriebswelle 41 und der hinteren Antriebswelle 18 ein Differentialbegrenzungsmechanismus 73 angeordnet. Im Differentialbegrenzungsmechanismus 73 ist ein Nabenelement 74 über das antreibende Zwischenzahnrad 71 mit der Abtriebswelle 41 integral verbunden, und eine antreibende Platte 75a ist mit dem Außenumfang des Nabenelements 74 keilverzahnt. Andererseits ist ein Trommelelement 76 mit der hinteren Antriebswelle 18 integral verbunden, und eine angetriebene Platte 75b ist mit dem Innenumfang des Trommelelements 76 keilverzahnt. Die antreibende und die angetriebene Platte 75a, 75b sind austauschbar angeordnet, um ein Drehmoment von der Abtriebswelle 41 zur hinteren Antriebswelle 18 zu übertragen.
Außerdem ist ein Kolben 78 in eine Hydraulikkammer 77 gleitend eingesetzt, um durch Drücken der antreibenden Platte 75a und der angetriebenen Platte 75b auf eine Halteplatte 75d, die mit einem am Trommelelement 76 befestigten Sprengring 75c in Kontakt steht, ein Kupplungsdrehmoment T_c zu erzeugen. Das Kupplungsdrehmoment T_c wird durch die Hydrauliksteuerungseinheit 17 variabel gesteuert.
Nachstehend wird die Funktionsweise des derart konstruierten Handschaltgetriebes für ein Fahrzeug mit Vierrad antrieb beschrieben. Die durch den Getriebemechanismus 40 geschaltete Antriebskraft wird über das antreibende Zwischenzahnrad 71 und das angetriebene Zwischenzahnrad 72 teilweise zur vorderen Antriebswelle 31 und über den Differentialbegrenzungsmechanismus 73 teilweise zur hinteren Antriebswelle 18 übertragen.
Die durch den Vorderraddrehzahlsensor 17a erfaßte Vorderraddrehzahl NF, die durch den Hinterraddrehzahlsensor 17b erfaßte Hinterraddrehzahl NR und der durch den Lenkwinkelsensor 17c erfaßte Lenkwinkel ψ werden der Hydrauliksteuerungseinheit 17 zugeführt, die das Schlupfverhältnis "S" berechnet.
Basierend auf der Vorderraddrehzahl NF, der Hinterraddrehzahl NR und dem Lenkwinkel ψ wird der Kupplungsdruck P_c berechnet, so daß ein erforderliches Kupplungsdrehmoment T_c erzeugt wird.
Durch den derart hergestellten Kraftübertragungsweg wird eine kontinuierliche Drehmomentverteilungssteuerung gemäß Fahrzuständen oder Straßenzuständen zwischen der Abtriebswelle 41 und der hinteren Antriebswelle 18 über einen breiten Bereich bereitgestellt, d. h. von einem Vierradantriebzustand mit Direktantrieb, in dem die Abtriebswelle 41 direkt mit der hinteren Antriebswelle 18 verbunden ist, bis zu einem reinen Vorderantriebszustand, in dem nur die vordere Antriebswelle 31 durch die Abtriebswelle 41 angetrieben wird. Außerdem wird, wenn das Fahrzeug eine Kurvenfahrt ausführt, das Kupplungsdrehmoment T_c reduziert, wenn der Lenkwinkel ψ zunimmt, so daß die Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern absorbiert wird und eine Bremserscheinung bei einer engen Kurvenfahrt verhindert werden kann.
Nachstehend wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 15 beschrieben.
Die Abtriebswelle 41 ist mit der hinteren Antriebswelle 18 keilverzahnt, und ein antreibendes Zwischenzahnrad 81 wird durch die Abtriebswelle 41 drehbar gehalten. Außerdem ist ein mit dem antreibenden Zwischenzahnrad 81 kämmendes angetriebenes Zwischenzahnrad 82 am hinteren Ende der unter der Abtriebswelle 41 und parallel dazu angeordneten vorderen Antriebswelle 31 befestigt.
Außerdem ist ein durch eine Mehrscheibenkupplung gebildeter Differentialbegrenzungsmechanismus 83 zwischen der Abtriebswelle 41 und dem antreibenden Zwischenzahnrad 81 angeordnet.
Dadurch wird die Antriebskraft vom Getriebemechanismus 40 über die Abtriebswelle 41 teilweise zur hinteren Antriebswelle 18 und über den Differentialbegrenzungsmechanismus 83, das antreibende Zwischenzahnrad 81 und das angetriebene Zwischenzahnrad 82 teilweise zur vorderen Antriebswelle 31 übertragen.
Außerdem wird basierend auf der Vorderraddrehzahl N_F, der Hinterraddrehzahl N_R und dem Lenkwinkel Ψ der Kupplungsdruck P_c berechnet, so daß ein erforderliches Kupplungsdrehmoment T_c erzeugt wird.
Durch den derart hergestellten Kraftübertragungsweg wird eine kontinuierliche Drehmomentverteilungssteuerung gemäß Fahrzuständen oder Straßenzuständen zwischen der Abtriebswelle 41 und der vorderen Antriebswelle 31 über einen breiten Bereich bereitgestellt, d. h. von einem Vierradantriebzustand mit Direktantrieb, in dem die Abtriebswelle 41 direkt mit dem Vorderrad verbunden ist, bis zu einem reinen Hinterantriebszustand, in dem nur die hintere Antriebswelle 18 durch die Abtriebswelle 41 angetrieben wird. Außerdem wird, wenn das Fahrzeug eine Kurvenfahrt ausführt, das Kupplungsdrehmoment T_c reduziert, wenn der Lenkwinkel ψ zunimmt, so daß die Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern absorbiert wird und eine Bremserscheinung bei einer engen Kurvenfahrt verhindert werden kann.
Nachstehend wird eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 16 beschrieben.
Die Abtriebswelle 41 des Handschaltgetriebemechanismus 40 ist um die gleiche Achse drehbar angeordnet wie die hintere Antriebswelle 18. Die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 85 weist ein Differentialgetriebe 86 und einen Differentialbegrenzungsmechanismus 94 auf. Das Differentialgetriebe 86 wird durch ein Verbund-Planetengetriebe gebildet, das ein mit der Abtriebswelle 41 verbundenes erstes Sonnenrad 87 und ein durch die Abtriebswelle 41 drehbar gehaltenes zweites Sonnenrad 88 aufweist.
Die hintere Antriebswelle 18 ist mit einem Ende eines Trägers 89 verbunden. Außerdem sind ein erstes und ein zweites Kitzel 90, 91 integral ausgebildet und werden durch den Träger 89 derhbar gehalten. Das erste Kitzel 90 kämmt mit dem ersten Sonnenrad 87, und das zweite Kitzel 91 kämmt mit dem zweiten Sonnenrad 88.
Das zweite Sonnenrad 88 ist mit einem antreibenden Zwischenzahnrad 92 verbunden, das durch die Abtriebswelle 41 drehbar gehalten wird. Außerdem ist ein angetriebenes Zwischenzahnrad 93 mit dem Ende der vorderen Antriebswelle 31 verbunden, die unter der Abtriebswelle 41 und parallel dazu angeordnet ist.
Daher wird die vom ersten Sonnenrad 87 zugeführte Antriebskraft über das zweite Sonnenrad 88, das antreibende Zwischenrad 92, das angetriebene Zwischenrad 93 und die vordere Antriebswelle 31 teilweise zur Vorderradseite übertragen und über den Träger 89 und die hintere Antriebswelle 18 teilweise zur Hinterradseite übertragen. Das Drehmomentverteilungsverhältnis wird anhand der Zahnradspezifikationen des Planetengetriebesatzes bestimmt. Wenn eine Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern auftritt, wird die Drehzahldifferenz durch die Dreh- und Umlaufbewegung der Ritzel 90, 91 absorbiert.
Außerdem ist ein durch eine Mehrscheibenkupplung gebildeter Differentialbegrenzungsmechanismus 94 zwischen der Abtriebswelle 41 und dem Träger 89 angeordnet, um basierend auf die Vorderraddrehzahl N_F, die Hinterraddrehzahl N_R und den Lenkwinkel ψ anzeigenden Signalen ein Kupplungsdrehmoment T_c zu erzeugen.
Daher kann durch Erzeugen des Kupplungsdrehmoments T_c gemäß Fahrzuständen im Differentialbegrenzungsmechanismus 94 das Drehmomentverteilungsverhältnis über einen Bereich geändert werden, d. h. vom anhand der Zahnradspezifikationen bestimmten Basis-Drehmomentverteilungsverhältnis zum einem Vierradantriebfahrzustand mit Direktantrieb entsprechenden Drehmomentverteilungsverhältnis. Außerdem kann, weil das Differentialbegrenzungsdrehmoment des Differentialbegrenzungsmechanismus 94 gemäß dem Lenkwinkel ψ reduziert werden kann, eine Bremserscheinung bei einer engen Kurvenfahrt durch Reduzieren oder Minimieren des Kupplungsdrehmoments verhindert werden kann.
17 zeigt eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Abtriebswelle 41 des Getriebemechanismus 40 ist um die gleiche Achse drehbar angeordnet wie die hintere Antriebswelle 18. Die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 95 weist ein Differentialgetriebe 96 und einen Differentialbegrenzungsmechanismus 104 auf. Das Differentialgetriebe 96 wird durch ein Verbund-Planetengetriebe gebildet, das ein mit der Abtriebswelle 41 verbundenes erstes Sonnen rad 97 und ein mit der hinteren Antriebswelle 18 verbundenes zweites Sonnenrad 98 aufweist.
Ein antreibendes Zwischenzahnrad 102 ist auf der Abtriebswelle 41 drehbar montiert und mit einem Träger 99 verbunden. Außerdem werden ein erstes und ein zweites Kitzel 100, 102, die integral ausgebildet sind, durch den Träger 99 drehbar gehalten werden und kämmen mit dem ersten und dem zweiten Sonnenrad 97 bzw. 98. Das antreibende Zwischenrad 102 kämmt mit einem angetriebenen Zwischenrad 103, das mit dem hinteren Ende der vorderen Antriebswelle 31 verbunden ist.
In der derart konstruierten Antriebskraftverteilungsvorrichtung 95 wird die dem ersten Sonnenrad 97 zugeführte Antriebskraft über den Träger 99, das antreibende Zwischenzahnrad 102, das angetriebene Zwischenzahnrad 103 und die vordere Antriebwelle 31 teilweise zur Vorderradseite übertragen und über das zweite Sonnenrad 98 und die hintere Antriebswelle 18 teilweise zur Hinterradseite übertragen. Die Drehmomentverteilung erfolgt zu diesem Zeitpunkt gemäß dem durch die Zahnradspezifikationen des Planetengetriebesatzes bestimmten Basis-Drehmomentverteilungsverhältnis. Wenn zwischen den Vorder- und Hinterrädern eine Drehzahldifferenz auftritt, wird die Drehzahldifferenz durch die Dreh- und Umlaufbewegung des ersten und des zweiten Kitzels 100 und 101 absorbiert.
Außerdem ist ein durch eine Mehrscheibenkupplung gebildeter Differentialbegrenzungsmechanismus 104 zwischen der Abtriebswelle 41 und dem Träger 99 angeordnet, um basierend auf die Vorderradrehzahl N_F, die Hinterraddrehzahl N_R und den Lenkwinkel ψ anzeigenden Signalen ein Kupplungsdrehmoment T_c zu erzeugen.
Daher kann durch Erzeugen des Kupplungsdrehmoments T_c gemäß Fahrzuständen im Differentialbegrenzungsmechanismus 104 das Drehmomentverteilungsverhältnis zwischen den Vorder- und Hinterrädern über einen Bereich vom anhand der Zahnradspezifikationen des Planetengetriebesatzes bestimmten Basis-Drehmomentverteilungsverhältnis zum einem Vierradantriebfahrzustand mit Direktantrieb entsprechenden Drehmomentverteilungsverhältnis geändert werden. Außerdem kann, weil das Differentialbegrenzungsdrehmoment des Differentialbegrenzungsmechanismus 104 gemäß dem Lenkwinkel ψ reduziert werden kann, eine Bremserscheinung bei einer engen Kurvenfahrt durch Reduzieren oder Minimieren des Kupplungsdrehmoments verhindert werden kann.
18 zeigt eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Abtriebswelle 41 des Getriebemechanismus 40 ist um die gleiche Achse drehbar angeordnet wie die hintere Antriebswelle 18. Die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 105 weist ein Differentialgetriebe 106 und einen Differentialbegrenzungsmechanismus 114 auf. Das Differentialgetriebe 106 wird durch ein Verbund-Planetengetriebe gebildet, das ein mit der Abtriebswelle 41 verbundenes erstes Sonnenrad 107 und ein auf der Abtriebswelle 41 drehbar montiert zweites Sonnenrad 108 aufweist.
Ein antreibendes Zwischenzahnrad 112 ist auf der Abtriebswelle 41 drehbar montiert und mit einem Träger 109 verbunden. Außerdem werden ein erstes und ein zweites Ritzel 110, 111, die integral ausgebildet sind, durch den Träger 109 drehbar gehalten werden und kämmen mit dem ersten und dem zweiten Sonnenrad 107 bzw. 108. Außerdem ist das zweite Sonnenrad 108 mit der hinteren Antriebswelle 18 verbunden.
Außerdem ist ein mit dem antreibenden Zwischenzahnrad 112 kämmendes angetriebenes Zwischenrad 113 mit dem hinteren Ende der vorderen Antriebswelle 31 verbunden, die unter der Abtriebswelle 41 und parallel dazu angeordnet ist.
In der derart konstruierten Antriebskraftverteilungsvorrichtung 105 wird die dem ersten Sonnenrad 107 zugeführte Antriebskraft über den Träger 109, das antreibende Zwischenzahnrad 112, das angetriebene Zwischenzahnrad 113 und die vordere Antriebwelle 31 teilweise zur Vorderradseite übertragen und über das zweite Sonnenrad 108 und die hintere Antriebswelle 18 teilweise zur Hinterradseite übertragen. Die Drehmomentverteilung erfolgt zu diesem Zeitpunkt gemäß dem durch die Zahnradspezifikationen des Planetengetriebesatzes bestimmten Basis-Drehmomentverteilungsverhältnis. Wenn zwischen den Vorder- und Hinterrädern eine Drehzahldifferenz auftritt, wird die Drehzahldifferenz durch die Dreh- und Umlaufbewegung des ersten und des zweiten Kitzels 110 und 111 absorbiert.
Außerdem ist ein durch eine Mehrscheibenkupplung gebildeter Differentialbegrenzungsmechanismus 114 zwischen der Abtriebswelle 41 und der hinteren Antriebswelle 18 angeordnet, um basierend auf die Vorderradrehzahl N_F, die Hinterraddrehzahl N_R und den Lenkwinkel ψ anzeigenden Signalen ein Kupplungsdrehmoment T_c zu erzeugen.
Daher kann durch Erzeugen des Kupplungsdrehmoments T_c gemäß Fahrzuständen im Differentialbegrenzungsmechanismus 114 das Drehmomentverteilungsverhältnis zwischen den Vorder- und Hinterrädern über einen Bereich vom anhand der Zahnradspezifikationen des Planetengetriebesatzes bestimmten Basis-Drehmomentverteilungsverhältnis zum einem Vierradantriebfahrzustand mit Direktantrieb entsprechenden Drehmomentverteilungsverhältnis geändert werden. Außerdem kann, weil das Differentialbegrenzungsdrehmoment des Differentialbegrenzungsmechanismus 114 gemäß dem Lenkwinkel ψ reduziert werden kann, eine Bremserscheinung bei einer engen Kurvenfahrt durch Reduzieren oder Minimieren des Kupplungsdrehmoments verhindert werden.
19 zeigt eine siebente Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebskraftverteilungsvorrichtung. Die Abtriebswelle 41 des Getriebemechanismus 40 ist um die gleiche Achse drehbar angeordnet wie die hintere Antriebswelle 18. Die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 115 weist ein Differentialgetriebe 116 und einen Differentialbegrenzungsmechanismus 123 auf. Das Differentialgetriebe 116 wird durch ein Einzelreihen-Planetengetriebe gebildet, das ein mit der Abtriebswelle 41 drehbar verbundenes erstes Sonnenrad 117, ein Hohlrad 118, ein mit dem Sonnenrad 117 bzw. dem Hohlrad kämmendes Ritzel 119 und einen das Ritzel 119 drehbar haltenden Träger 120 aufweist. Der Träger 120 ist mit der Abtriebswelle 41 verbunden, und die Antriebskraft wird vom Hohlrad 118 an die hintere Antriebswelle 18 ausgegeben.
Das Sonnenrad 117 ist mit dem antreibenden Zwischenzahnrad 121 verbunden, das durch die Abtriebswelle 41 drehbar gehalten wird. Das antreibende Zwischenzahnrad 121 kämmt mit dem angetriebenen Zwischenzahnrad 122, das mit dem hinteren Ende der vorderen Antriebswelle 31 verbunden ist, die unter der Abtriebswelle 41 und parallel dazu angeordnet ist.
Die von der Abtriebswelle 41 dem Träger 120 zugeführte Antriebskraft wird über das Hohlrad 118 teilweise der hinteren Antriebswelle 18 zugeführt und über das Sonnenrad 117, das antreibende Zwischenzahnrad 121 und das angetriebene Zwischenzahnrad 122 teilweise zur vorderen Antriebswelle 31 übertragen, wobei das Basis-Drehmomentverteilungsverhältnis durch die Zahnradspezifikationen des Sonnenrades 117 und des Hohlrades 118 bestimmt ist. Wenn zwischen den Vorder- und Hinterrädern eine Drehzahldifferenz auftritt, wird die Dreh zahldifferenz durch die Dreh- und Umlaufbewegung des Hohlrades 118 und des Sonnenrades 117 absorbiert.
Außerdem ist ein durch eine Mehrscheibenkupplung gebildeter Differentialbegrenzungsmechanismus 123 zwischen der Abtriebswelle 41 und der hinteren Antriebswelle 18 angeordnet, um basierend auf die Vorderradrehzahl N_F, die Hinterraddrehzahl NR und den Lenkwinkel ψ anzeigenden Signalen ein Kupplungsdrehmoment T_c zu erzeugen.
Daher kann durch Erzeugen des Kupplungsdrehmoments T_c gemäß Fahrzuständen im Differentialbegrenzungsmechanismus 123 das Drehmomentverteilungsverhältnis zwischen den Vorder- und Hinterrädern über einen Bereich vom anhand der Zahnradspezifikationen des Planetengetriebesatzes bestimmten Basis-Drehmomentverteilungsverhältnis zum einem Vierradantriebfahrzustand mit Direktantrieb entsprechenden Drehmomentverteilungsverhältnis geändert werden. Außerdem kann, weil das Differentialbegrenzungsdrehmoment des Differentialbegrenzungsmechanismus 114 gemäß dem Lenkwinkel Ψ reduziert wird, eine Bremserscheinung bei einer engen Kurvenfahrt durch Reduzieren oder Minimieren des Kupplungsdrehmoments verhindert werden.
20 zeigt eine achte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebskraftverteilungsvorrichtung 125. Diese Ausführungsform einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung 125 weist ein Differentialgetriebe 116 auf, das ähnlich konstruiert ist wie in der in 19 dargestellten siebenten Ausführungsform. Außerdem ist an Stelle des zwischen der Abtriebswelle 41 und der hinteren Antriebswelle 18 angeordneten Differentialbegrenzungsmechanismus 123 ein durch eine Mehrscheibenkupplung gebildeter Differentialbegrenzungsmechanismus 126 zwischen der Abtriebswelle 41 und dem Sonnenrad 117 angeordnet. Der Differentialbegrenzungsmechanismus 126 erzeugt ein Kupplungsdrehmoment T_c basierend auf die Vorderradrehzahl N_F, die Hinterraddrehzahl N_R und den Lenkwinkel ψ anzeigenden Signalen.
Daher kann durch Erzeugen des Kupplungsdrehmoments T_c gemäß Fahrzuständen im Differentialbegrenzungsmechanismus 126 das Drehmomentverteilungsverhältnis zwischen den Vorder- und Hinterrädern über einen Bereich vom anhand der Zahnradspezifikationen des Planetengetriebesatzes bestimmten Basis-Drehmomentverteilungsverhältnis zum einem Vierradantriebfahrzustand mit Direktantrieb entsprechenden Drehmomentverteilungsverhältnis geändert werden. Außerdem kann, weil das Differentialbegrenzungsdrehmoment des Differentialbegrenzungsmechanismus 126 gemäß dem Lenkwinkel ψ reduziert werden kann, eine Bremserscheinung bei einer engen Kurvenfahrt durch Reduzieren oder Minimieren des Kupplungsdrehmoments verhindert werden.
21 zeigt eine neunte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebskraftverteilungsvorrichtung 127. Diese Ausführungsform einer Antriebskraftverteilungsvorrichtung 127 weist ein Differentialgetriebe 116 auf, das ähnlich konstruiert ist wie in der in 19 dargestellten siebenten Ausführungsform. Außerdem ist ein durch eine Mehrscheibenkupplung gebildeter Differentialbegrenzungsmechanismus 128 zwischen dem Hohlrad 118 und dem Sonnenrad 117 angeordnet. Der Differentialbegrenzungsmechanismus 128 erzeugt ein Kupplungsdrehmoment T_c basierend auf die Vorderradrehzahl N_F, die Hinterraddrehzahl NR und den Lenkwinkel ψ anzeigenden Signalen.
Außerdem kann durch Erzeugen des Kupplungsdrehmoments T_C gemäß Fahrzuständen im Differentialbegrenzungsmechanismus 128 das Drehmomentverteilungsverhältnis zwischen den Vorder- und Hinterrädern über einen Bereich vom anhand der Zahnradspezifikationen des Planetengetriebesatzes bestimmten Basis-Drehmomentverteilungsverhältnis zum einem Vierradantriebfahrzustand mit Direktantrieb entsprechenden Drehmomentverteilungsverhältnis geändert werden. Außerdem kann, weil das Differentialbegrenzungsdrehmoment des Differentialbegrenzungsmechanismus 128 gemäß dem Lenkwinkel ψ reduziert werden kann, eine Bremserscheinung bei einer engen Kurvenfahrt durch Reduzieren oder Minimieren des Kupplungsdrehmoments verhindert werden.
22 zeigt eine zehnte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebskraftverteilungsvorrichtung 130. Die Abtriebswelle 41 des Getriebemechanismus 40 ist um die gleiche Achse drehbar angeordnet wie die hintere Antriebswelle 18, und die Antriebskraftverteilungsvorrichtung 130 weist ein Differentialgetriebe 131 und einen Differentialbegrenzungsmechanismus 139 auf. Das Differentialgetriebe 131 besteht aus Kegelrädern und ist zwischen der Abtriebswelle 41 und der hinteren Abtriebswelle 18 angeordnet.
Das Differentialgetriebe 131 weist eine mit der Abtriebswelle 41 verbundene Ritzelwelle 132, ein Paar Ritzel 133, ein mit der hinteren Antriebswelle 18 verbundenes und mit beiden Bitzeln 133 kämmendes Seitenrad 134 und ein mit einem antreibenden Zwischenrad 137 verbundenes anderes Seitenrad 135 auf. Das antreibende Zwischenrad 137 ist auf der Abtriebswelle 41 drehbar montiert und kämmt mit einem mit dem hinteren Ende der vorderen Antriebswelle 31 verbundenen angetriebenen Zwischenrad 138.
Im derart konstruierten Differentialgetriebe 131 wird die von der Abtriebswelle 41 zur Ritzelwelle 132 ausgegebene Antriebskraft mit einem im wesentlichen gleichen Basis-Drehmomentverhältnis übertragen. D. h., die der Ritzelwelle 132 zugeführte Antriebskraft wird über das Seitenrad 134 und die hintere Antriebswelle 18 teilweise zum Hinterrad übertragen und über das andere Seitenrad 135, das antreibende Zwischenzahnrad 137, das angetriebene Zwischenzahnrad 138 und die vordere Antriebswelle 31 teilweise zur Hinterradseite übertragen. Wenn zwischen den Seitenrädern 134 und 135, d. h. zwischen den Vorder- und Hinterrädern, eine Drehzahldifferenz auftritt, wird die Drehzahldifferenz durch die Dreh- und Umlaufbewegung der gepaarten Ritzel 133 absorbiert.
Außerdem ist ein durch eine Mehrscheibenkupplung gebildeter Differentialbegrenzungsmechanismus 139 zwischen dem antreibenden Zwischenzahnrad 137 und der hinteren Antriebswelle 18 angeordnet, um basierend auf die Vorderradrehzahl N_F, die Hinterraddrehzahl N_R und den Lenkwinkel ψ anzeigenden Signalen ein Kupplungsdrehmoment T_C zu erzeugen.
Daher wird die Drehmomentverteilung zwischen beiden Seitenrädern 134 und 135 durch Erzeugen des Kupplungsdrehmoments T_C gemäß Fahrzuständen im Differentialbegrenzungsmechanismus 139 begrenzt. Außerdem kann, weil das Differenzialbegrenzungsdrehmoment des Differentialbegrenzungsmechanismus 139 gemäß dem Lenkwinkel ψ reduziert wird, die Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern durch Reduzieren oder Minimieren des Kupplungsdrehmoments verhindert werden, wodurch eine Bremserscheinung bei einer engen Kurvenfahrt verhindert werden kann.
23 zeigt eine elfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebskraftverteilungsvorrichtung 140. Das Differentialgetriebe 131 ist aus den gleichen Komponenten konstruiert wie die zehnte Ausführungsform der Antriebskraftverteilungsvorrichtung 130.
In der elften Ausführungsform wird der Differentialbegrenzungsmechanismus 141 durch eine Mehrscheibenkupplung zwischen der Abtriebswelle 41 und dem Seitenrad 135 gebildet, um ein Kupplungsdrehmoment T_C gemäß Fahrzuständen basierend auf die Vorderradrehzahl N_F, die Hinterraddrehzahl N_R und den Lenkwinkel Ψ anzeigenden Signalen zu erzeugen.
Außerdem wird die Drehmomentverteilung zwischen der Abtriebswelle 41 und dem Seitenrad 135 durch Erzeugen des Kupplungsdrehmoments T_C gemäß Fahrzuständen im Differentialbegrenzungsmechanismus 141 begrenzt. Außerdem kann, weil das Differentialbegrenzungsdrehmoment des Differentialbegrenzungsmechanismus 141 gemäß dem Lenkwinkel ψ reduziert wird, die Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern durch Reduzieren oder Minimieren des Differentialbegrenzungsdrehmoments absorbiert werden, wodurch eine Bremserscheinung bei einer engen Kurvenfahrt verhindert werden kann.
24 zeigt eine zwölfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebskraftverteilungsvorrichtung 140. Das Differentialgetriebe 131 ist aus den gleichen Komponenten konstruiert wie bei der zehnten Ausführungsform der Antriebskraftverteilungsvorrichtung 130.
In dieser Ausführungsform wird der Differentialbegrenzungsmechanismus 143 durch eine Mehrscheibenkupplung zwischen der Abtriebswelle 41 und der hinteren Antriebswelle 18 gebildet, um ein Kupplungsdrehmoment T_C gemäß Fahrzeugfahrzuständen basierend auf die Vorderradrehzahl NF, die Hinterraddrehzahl NR und den Lenkwinkel ψ anzeigenden Signalen zu erzeugen.
Daher wird die Drehmomentverteilung zwischen der Abtriebswelle 41 und der hinteren Antriebswelle 18 durch Erzeugen des Kupplungsdrehmoments T_C gemäß Fahrzuständen im Differentialbegrenzungsmechanismus 143 begrenzt. Außerdem kann, weil das Differentialbegrenzungsdrehmoment des Differentialbegrenzungsmechanismus 143 gemäß dem Lenkwinkel ψ reduziert wird, die Drehzahldifferenz zwischen den Vorder- und Hinterrädern durch Reduzieren oder Minimieren des Differentialbegrenzungsdrehmoments absorbiert werden, wodurch eine Bremserscheinung bei einer engen Kurvenfahrt verhindert werden kann.
Vorstehend sind verschiedene Beispiele bezüglich Fahrzeugen beschrieben worden, bei denen der Motor und das Handschaltgetriebe an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet sind, diese Beispiele sind jedoch auch auf Fahrzeuge anwendbar, bei denen der Motor und das Getriebe an der Rückseite des Fahrzeugs montiert sind. Außerdem bestehen die vorstehend erwähnten Beispiele des Differentialbegrenzungsmechanismus aus einer Mehrscheibenkupplung, sie können jedoch auch andersartige Drehmomentverteilungsvorrichtungen aufweisen, wie beispielsweise eine Flüssigkeits- oder Viskositätskupplung. Außerdem kann für den Differentialbegrenzungsmechanismus auch eine andere Kupplung, z. B. eine Klauenkupplung, verwendet werden.
Im Handschaltgetriebe für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb kann, weil die Eingangswelle vom Motor, die Abtriebswelle, die Antriebskraftverteilungsvorrichtung und die hintere Antriebswelle auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, und weil ferner die Vorgelegewelle unter der Abtriebswelle und parallel dazu angeordnet ist, die Antriebskraftverteilungsvorrichtung an einer relativ hohen Position angeordnet sein. Dadurch weist die Antriebskraftverteilungsvorrichtung einen relativ geringen ÖL-Verwirbelungs- oder Bewegungswiderstand auf, so daß der Kraftübertragungswirkungsgrad und die Kraftstoffersparnis verbessert werden können. Außerdem kann, weil die Antriebskraftverteilungsvorrichtung an einer hohen Position angeordnet ist, ein Raum zum Aufneh men von Komponenten, wie beispielsweise von Halterungs- oder Stützelementen, eines Abgassystems, und ähnlicher Komponenten unter der pntriebskraftverteilungsvorrichtung bereitgestellt werden.
Obwohl vorstehend gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, dienen diese lediglich zur Erläuterung, und innerhalb des durch die beigefügten Patentansprüche definierten Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung sind zahlreiche Änderungen und Modifikationen möglich.

Claims

Handschaltgetriebe (1) für ein Fahrzeug mit Vierradantrieb, wobei das Handschaltgetriebe mit einer Kurbelwelle (11) eines Motors (10) über eine Kupplung (20) koaxial und direkt verbunden und so angeordnet ist, daß eine Antriebskraft vom Motor (10) über ein vorderes Differential (30) zu einem Vorderrad (3) übertragen wird, und über eine Antriebskraftverteilungseinrichtung (50) mit einer optimalen Drehzahl zu einem Hinterrad (6) übertragen wird; gekennzeichnet durch eine mit der Kupplung (20) koaxial verbundene Eingangswelle (21) zum Übertragen der Antriebskraft zum Handschaltgetriebe (1); ein an einem hinteren Ende der Eingangswelle (21) ausgebildetes antreibendes Eingangsrad (29); eine mit dem antreibenden Eingangsrad (29) koaxial verbundenen Abtriebswelle (41); wobei die Antriebskraftverteilungseinrichtung (50) mit der Abtriebswelle (41) koaxial verbunden ist und eine Differentialbegrenzungseinrichtung (61; 73; 83) aufweist und dazu vorgesehen ist, die Antriebskraft gemäß einem Fahrzustand in einem vorgegebenen Verhältnis zwischen dem Vorderrad (3) und dem Hinterrad (6) zu verteilen; eine mit der Antriebskraftverteilungseinrichtung (50) koaxial verbundene hintere Antriebswelle (18) zum Übertragen der Antriebskraft zum Hinterrad (6); eine unter der Abtriebswelle (41) und parallel dazu angeordnete zylindrische, hohle Vorgelegewelle (42); einen auf der Abtriebswelle (41) und der zylindrischen, holen Vorgelegewelle (42) angeordneten Handschaltgetriebemechanismus (40) eines Getriebezugs (44a, b, c; 45a, b, c) zum Ändern der relativen Drehzahl zwischen der Eingangswelle (21) und den Vorder- und Hinterrädern (3, 6); und eine in die zylindrische, hohle Vorgelegewelle (42) drehbar eingesetzte vordere Antriebswelle (31) zum Übertragen der Antriebskraft über das vordere Differential (30) zum Vorderrad (3); wobei die Antriebskraftverteilungseinrichtung (50) an einer höheren Position als die zylindrische, hole Vorgelegewelle (42) angeordnet ist.
Handschaltgetriebe (1) nach Anspruch 1, wobei die vordere Antriebswelle (31) in die hohle Vorgelegewelle (42) derart drehbar eingesetzt ist, daß sie eine gemeinsame Achse aufweisen.
Handschaltgetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die hintere Antriebswelle (18) auf der gleichen Achse angeordnet ist wie die Abtriebswelle (41).
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1. bis 3, ferner mit einem Ölkanal (A), der in einem zwischen der hohlen Vorgelegewelle (42) und der vorderen Antriebswelle (31) ausgebildeten Zwischenraum (a) angeordnet ist.
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit: einer in der vorderen Antriebswelle (31) in Längsrichtung ausgebildeten Ölöffnung (31g), wobei ein Ende der Ölöffnung sich zum ersten Differential (30) öffnet und das andere Ende der Ölöffnung sich zum Außenumfang (31b) der vorderen Antriebswelle (31) öffnet, um dem Ölkanal Schmieröl zuzuführen.
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit: mindestens einer quer über den Innenumfang (42a) und den Außenumfang der Vorgelegewelle (42) ausgebildeten Ölöffnung (42b) zum Zuführen von Schmieröl zu den antreibenden Zahnrädern (44a–f) und den angetriebenen Zahnrädern (45a–f) des Getriebes.
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antriebskraftverteilungseinrichtung (50) aufweist: ein Differentialgetriebe (51) mit einem auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten antreibenden Zwischenzahnrad (57), einem mit der vorderen Antriebswelle (31) verbundenen und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (57) kämmenden angetriebenen Zwischenzahnrad (58), einem mit der Abtriebswelle (41) verbundenen ersten Sonnenrad (52), einem auf der gleichen Achse wie die Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten und mit der hinteren Antriebswelle (18) verbundenen zweiten Sonnenrad (54), einem mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (57) verbundenen Träger (55), einem auf dem Träger (55) drehbar angeordneten und mit dem ersten Sonnenrad (52) kämmenden ersten Ritzel (53), einem mit dem ersten Ritzel (53) integral ausgebildeten und mit dem zweiten Sonnenrad (54) kämmenden zweiten Ritzel (56) zum Ver teilen der Antriebskraft mit einem vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnis zur vorderen Antriebswelle (31) und zur hinteren Antriebswelle (18) und einen Differentialbegrenzungsmechanismus (61), der den Träger (55) mit der hinteren Antriebswelle (18) verbindet, zum Ändern des vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnisses.
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antriebskraftverteilungseinrichtung (50) aufweist: ein mit der Abtriebswelle (41) verbundenes antreibendes Zwischenzahnrad (71), ein mit der vorderen Antriebswelle (31) verbundenes und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (71) kämmendes angetriebenes Zwischenzahnrad (72) und einen Differentialbegrenzungsmechanismus (73), der die Abtriebswelle (41) mit der hinteren Antriebswelle (18) verbindet, zum Ändern eines zwischen der vorderen Antriebswelle (31) und der hinteren Antriebswelle (18) übertragenen Drehmoments.
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antriebskraftverteilungseinrichtung (50) aufweist: ein auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordnetes antreibendes Zwischenzahnrad (81), ein mit der vorderen Antriebswelle (31) verbundenes und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (81) kämmendes angetriebenes Zwischenzahnrad (82) und einen Differentialbegrenzungsmechanismus (83), der das antreibende Zwischenzahnrad (81) mit der hinteren Antriebswelle (18) verbindet, die mit dem angetriebenen Zwischenzahnrad (82) verbunden ist, zum Ändern eines zwischen der vorderen Antriebs welle (31) und der hinteren Antriebswelle (18) übertragenen Drehmoments.
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antriebskraftverteilungseinrichtung (85) aufweist: ein Differentialgetriebe (86) mit einem auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten antreibenden Zwischenzahnrad (92), einem mit der vorderen Antriebswelle (31) verbundenen und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (92) kämmenden angetriebenen Zwischenzahnrad (93), einem mit der Abtriebswelle (41) verbundenen ersten Sonnenrad (87), einem auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (92) verbundenen zweiten Sonnenrad (88), einem mit der hinteren Antriebswelle (18) verbundenen Träger (89), einem auf dem Träger (89) drehbar angeordneten und mit dem ersten Sonnenrad (87) kämmenden ersten Ritzel (90), einem mit dem ersten Ritzel (90) integral ausgebildeten und mit dem zweiten Sonnenrad (88) kämmenden zweiten Ritzel (91) zum Verteilen der Antriebskraft mit einem vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnis zur vorderen Antriebswelle (31) und zur hinteren Antriebswelle (18), und einen Differentialbegrenzungsmechanismus (94), der die Abtriebswelle (41) mit der hinteren Antriebswelle (18) verbindet, zum Ändern des vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnisses.
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antriebskraftverteilungseinrichtung (95) aufweist: ein Differentialgetriebe (96) mit einem auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten antreibenden Zwischenzahnrad (102), einem mit der vorderen Antriebswelle (31) verbundenen und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (102) kämmenden angetriebenen Zwischenzahnrad (103), einem mit der Abtriebswelle (41) verbundenen ersten Sonnenrad (97), einem mit der hinteren Antriebswelle (18) verbundenen zweiten Sonnenrad (98), einem mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (102) verbundenen Träger (99), einem auf dem Träger (99) drehbar angeordneten und mit dem ersten Sonnenrad (97) kämmenden ersten Ritzel (100), einem mit dem ersten Ritzel (100) integral ausgebildeten und mit dem zweiten Sonnenrad (98) kämmenden zweiten Ritzel (101) zum Verteilen der Antriebskraft mit einem vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnis zur vorderen Antriebswelle (31) und zur hinteren Antriebswelle (18), und einen Differentialbegrenzungsmechanismus (104), der die Abtriebswelle (41) mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (102) verbindet, zum Ändern des vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnisses.
Handschaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antriebskraftverteilungseinrichtung (105) aufweist: ein Differentialgetriebe (106) mit einem auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten antreibenden Zwischenzahnrad (112), einem mit der vorderen Antriebswelle (31) verbundenen und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (112) kämmenden angetriebenen Zwischenzahnrad (113), einem mit der Abtriebswelle (41) verbundenen ersten Sonnenrad (107), einem auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten und mit der hinteren Antriebswelle (18) verbundenen zweiten Sonnenrad (108), einem mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (112) ver bundenen Träger (109), einem auf dem Träger (109) drehbar angeordneten und mit dem ersten Sonnenrad (107) kämmenden ersten Ritzel (110), einem mit dem ersten Ritzel (110) integral ausgebildeten und mit dem zweiten Sonnenrad (108) kämmenden zweiten Ritzel (111) zum Verteilen der Antriebskraft mit einem vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnis zur vorderen Antriebswelle (31) und zur hinteren Antriebswelle (18), und einen Differentialbegrenzungsmechanismus (114), der die Abtriebswelle (41) mit der hinteren Antriebswelle (18) verbindet, zum Ändern des vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnisses.
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antriebskraftverteilungseinrichtung (115) aufweist: ein Differentialgetriebe (116) mit einem auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten antreibenden Zwischenzahnrad (121), einem mit der vorderen Antriebswelle (31) verbundenen und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (121) kämmenden angetriebenen Zwischenzahnrad (122), einem auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (121) verbundenen Sonnenrad (117), einem mit der Abtriebswelle (41) verbundenen Träger (120), einem auf dem Träger (120) drehbar angeordneten und mit dem Sonnenrad (117) verbundenen Ritzel (119), einem mit der hinteren Antriebswelle (18) verbundenen und mit dem Ritzel (119) kämmenden Hohlrad (118) zum Verteilen der Antriebskraft mit einem vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnis zur vorderen Antriebswelle (31) und zur hinteren Antriebswelle (18), und einen Differentialbegrenzungsmechanismus (123), der die Abtriebswelle (41) mit der hinteren Antriebswelle (18) verbindet, zum Ändern des vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnisses.
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antriebskraftverteilungseinrichtung (125) aufweist: ein Differentialgetriebe (116) mit einem auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten antreibenden Zwischenzahnrad (121), einem mit der vorderen Antriebswelle (31) verbundenen und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (121) kämmenden angetriebenen Zwischenzahnrad (122), einem auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (121) verbundenen Sonnenrad (117), einem mit der Abtriebswelle (41) verbundenen Träger (120), einem auf dem Träger (120) drehbar angeordneten und mit dem Sonnenrad (117) verbundenen Ritzel (119), einem mit der hinteren Antriebswelle (18) verbundenen und mit dem Ritzel (119) kämmenden Hohlrad (118) zum Verteilen der Antriebskraft mit einem vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnis zur vorderen Antriebswelle (31) und zur hinteren Antriebswelle (18), und einen Differentialbegrenzungsmechanismus (126), der die Abtriebswelle (41) mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (121) verbindet, zum Ändern des vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnisses.
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antriebskraftverteilungseinrichtung (127) aufweist: ein Differentialgetriebe (116) mit einem auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten antreibenden Zwischenzahnrad (121), einem mit der vorderen Antriebswelle (31) verbundenen und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (121) kämmenden angetriebenen Zwischenzahnrad (122), einem auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (121) verbundenen Sonnenrad (117), einem mit der Abtriebswelle (41) verbundenen Träger (120), einem auf dem Träger (120) drehbar angeordneten und mit dem Sonnenrad (117) kämmenden Ritzel (119), einem mit der hinteren Antriebswelle (18) verbundenen und mit dem Ritzel (119) kämmenden Hohlrad (118) zum Verteilen der Antriebskraft mit einem vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnis zur vorderen Antriebswelle (31) und zur hinteren Antriebswelle (18), und einen Differentialbegrenzungsmechanismus (128), der das antreibende Zwischenzahnrad (121) mit der hinteren Antriebswelle (18) verbindet, zum Ändern des vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnisses.
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antriebskraftverteilungseinrichtung (130) aufweist: ein Differentialgetriebe (131) mit einem auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten antreibenden Zwischenzahnrad (137), einem mit der vorderen Antriebswelle (31) verbundenen und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (137) kämmenden angetriebenen Zwischenzahnrad (138), einem mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (137) verbundenen und auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten ersten Seitenrad (135), mindestens einer Ritzelwelle (132), die orthogonal mit der Abtriebswelle (41) verbunden ist, mindestens einem Ritzelpaar (133), die auf der Ritzelwelle (132) drehbar angeordnet sind und mit den Ritzeln (133) kämmen, einem mit der hinteren Antriebswelle (18) verbundenen und mit den Ritzeln (133) kämmenden zweiten Seitenrad (134) zum Verteilen der Antriebskraft mit einem vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnis zur vorderen Antriebswelle (31) und zur hinteren Antriebswelle (18), und einen Differentialbegrenzungsmechanismus (139), der das antreibende Zwischenzahnrad (137) mit der hinteren Antriebswelle (18) verbindet, zum Ändern des vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnisses.
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antriebskraftverteilungseinrichtung (140) aufweist: ein Differentialgetriebe (131) mit einem auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten antreibenden Zwischenzahnrad (137), einem mit der vorderen Antriebswelle (31) verbundenen und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (137) kämmenden angetriebenen Zwischenzahnrad (138), einem mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (137) verbundenen und auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten ersten Seitenrad (135), mindestens einer Ritzelwelle (132), die orthogonal mit der Abtriebswelle (41) verbunden ist, mindestens einem Ritzelpaar (133), die auf der Ritzelwelle (132) drehbar angeordnet sind und mit den Ritzeln (133) kämmen, einem mit der hinteren Antriebswelle (18) verbundenen und mit den Ritzeln (133) kämmenden zweiten Seitenrad (134) zum Verteilen der Antriebskraft mit einem vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnis zur vorderen Antriebswelle (31) und zur hinteren Antriebswelle (18), und einen Differentialbegrenzungsmechanismus (141), der das antreibende Zwischenzahnrad (137) mit der Abtriebswelle (41) verbindet, zum Ändern des vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnisses.
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Antriebskraftverteilungseinrichtung (140) aufweist: ein Differentialgetriebe (131) mit einem auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten antreibenden Zwischenzahnrad (137), einem mit der vorderen Antriebswelle (31) verbundenen und mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (137) kämmenden angetriebenen Zwischenzahnrad (138), einem mit dem antreibenden Zwischenzahnrad (137) verbundenen und auf der Abtriebswelle (41) drehbar angeordneten ersten Seitenrad (135), mindestens einer Ritzelwelle (132), die orthogonal mit der Abtriebswelle (41) verbunden ist, mindestens einem Ritzelpaar (133), die auf der Ritzelwelle (132) drehbar angeordnet sind und mit den Kitzeln (133) kämmen, einem mit der hinteren Antriebswelle (18) verbundenen und mit den Kitzeln (133) kämmenden zweiten Seitenrad (134) zum Verteilen der Antriebskraft mit einem vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnis zur vorderen Antriebswelle (31) und zur hinteren Antriebswelle (18), und einen Differentialbegrenzungsmechanismus (143), der die Abtriebswelle (41) mit der hinteren Antriebswelle (18) verbindet, zum Ändern des vorgegebenen Drehmomentverteilungsverhältnisses.
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Differentialbegrenzungsmechanismus (73; 83) in der Lage ist, das übertragene Drehmoment gemäß Fahrzuständen zu verändern.
Handschaltgetriebe (1) nach Anspruch 7 oder 10, wobei der Differentialbegrenzungsmechanismus (61; 94) in der Lage ist, das übertragene Drehmoment gemäß einer Drehzahldifferenz zwischen Eingangs- und Ausgangs- oder Abtriebselementen zu verändern.
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 7 und 10 bis 18, wobei der Differentialbegrenzungsmechanismus in der Lage ist, das vorgegebene Drehmomentverteilungsverhältnis gemäß Fahrzuständen zu verändern.
Handschaltgetriebe (1) nach Anspruch 19 oder 21, wobei die Fahrzustände mindestens eine Schlupfrate und/oder einen Lenkwinkel aufweisen.
Handschaltgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 7 und 10 bis 18, wobei der Differentialbegrenzungsmechanismus in der Lage ist, das vorgegebene Drehmomentverteilungsverhältnis gemäß einer Drehzahldifferenz zwischen Eingangs- und Ausgangs- oder Abtriebselementen zu verändern.
Handschaltgetriebe nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei der Differentialbegrenzungsmechanismus eine Kupplung zum Ein- und Ausrücken eines Verbindungszustands zwischen Ein- und Ausgangs- oder Abtriebselementen durch eine manuelle Betätigung ist.