JP2012515110A - 作動装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車の動力伝達経路の駆動軸の接続のための作動装置に関し、作動装置（２）は、液圧の形成のためのポンプ（１６）、ポンプ（１６）によりプレ液圧の形成のための液体を充填可能となっている蓄圧器（１８）、第１のクラッチ（３）の作動のための液圧式の第１の作動ユニット（５）、及び第２のクラッチ（４）の作動のための液圧式の第２の作動ユニット（１３）を含んでおり、少なくとも１つの液圧式の作動ユニット（５，１３）が、蓄圧器（１８）からの液圧により負荷可能となっていて、かつ蓄圧器（１８）が少なくとも部分的に空にされた後に、ポンプ（１６）により追加的に負荷可能となっており、対応する第１若しくは第２のクラッチ（３，４）が閉鎖方向に作動されるようになっている。本発明は、本発明に係る作動装置を備えた駆動装置（４４）にも関する。

Description

本発明は、自動車の動力伝達経路のクラッチの作動のための作動装置に関する。特に、接続クラッチの作動のための液圧装置は、二次側の駆動軸を、運転条件に対応して、継続的に駆動される一次側の駆動軸に接続するために用いられる。二軸駆動部を四軸駆動部に切り換えるこの種の駆動システムは、オンデマンドシステム又はハングオンシステムとも称される。

国際公開第２００６／００７０８６Ａ１号明細書により、ポンプ、蓄圧器及び液圧作動式の複数のクラッチを有するトルク伝達機構が公知である。ポンプを用いて蓄圧器が充填される。対応する弁の操作により、クラッチは、蓄圧器からの液圧により負荷される。

国際公開第２００６／１２８６３７Ａ１号明細書により、液圧式のアクチュエータを備えた２つの摩擦クラッチを有する駆動ユニットが公知である。１つの構成によれば、両方の摩擦クラッチは、短い回路を介して１つの安全弁に接続されている。第１のクラッチにおける圧力の降下に際して、液体は第２のクラッチへ流れるようになっている。これにより第１のクラッチは開かれ、第２のクラッチが閉じられる。

独国特許出願公開第１０２００７０６３３６０号明細書により、１つ若しくは複数の調節ユニットのための液圧装置が公知である。公知の液圧装置は、ポンプを有しており、ポンプは、自動車の駆動軸により駆動されて、ピストン・シリンダー・ユニットの作動のための液圧を形成するようになっている。ピストン・シリンダー・ユニットは、摩擦クラッチの作動のために用いられ、摩擦クラッチを、動力伝達経路の二次側の駆動軸が接続されるようになっている。液圧装置は更に蓄圧器を有しており、蓄圧器はポンプにより充填されて、ピストン・シリンダー・ユニットの負荷のための比較的大きな容積流を形成するようになっている。

独国特許出願公開第１０２００８０３７８８６号明細書により、多軸駆動式の自動車用の駆動装置が公知である。公知の駆動装置は、分配伝動装置を有しており、分配伝動装置は、エンジン若しくはモータから導入されたトルクを、第１の駆動軸と第２の駆動軸とに分配するようになっていて、プロペラシャフトを有しており、プロペラシャフトは分配伝動装置と第２の駆動軸との間の動力伝達経路内に配置されている。第１のクラッチがプロペラシャフトの第１の端部に設けられ、かつ第２のクラッチがプロペラシャフトの第２の端部に設けられている。両方のクラッチの閉じられた状態で、トルクが、接続可能な第２の駆動軸に伝達される。両方のクラッチの開かれた状態では、プロペラシャフトは、エンジン及び第２の駆動軸から、つまり回転している全ての構成部分から分離されて、停止することになる。

独国特許第１０２００４０３３４３９Ｂ４号明細書により、自動車のための、トルク伝達のための摩擦クラッチ及び摩擦クラッチの作動のための作動装置を有する動力伝達経路が公知である。作動装置は、小さい動力により摩擦クラッチを急速に閉じるために設けられた第１のポンプ、及び大きい動力により摩擦クラッチを作動するために設けられた第２のポンプを備えている。両方のポンプは、互いに異なる圧力比を有している。

本発明の課題は、自動車の動力伝達経路内の少なくとも２つのクラッチの作動のための作動装置を提供し、該作動装置が短い切換時間と精密な制御を可能にすることである。更に本発明の課題は、自動車の動力伝達経路のための駆動装置を提供し、該駆動装置が、接続可能（断ち継ぎ可能）な駆動軸の急速な接続及び精密な制御を可能にすることである。更に本発明の課題は、自動車の動力伝達経路内の駆動軸の接続のための、短い切換時間を可能にする方法を提供することである。

前記課題を解決するために本発明の第１の構成によれば、自動車の動力伝達経路の駆動軸の接続のための作動装置において、作動装置は、液圧の形成のためのポンプ、ポンプにより液体が予め所定の圧力を形成するために、つまりプレ液圧の形成のために充填される蓄圧器、自動車の動力伝達経路の第１のクラッチの作動のための液圧式の第１の作動ユニット、及び自動車の動力伝達経路の第２のクラッチの作動のための液圧式の第２の作動ユニットを含んでおり、液圧式の第１及び第２の両方の作動ユニットのうちの少なくとも１つは、蓄圧器からの液圧により負荷（加圧）可能となっていて、かつ蓄圧器が少なくとも部分的に空にされた後に、ポンプにより追加的に負荷（加圧）可能となっており、作動ユニットに対応する第１若しくは第２のクラッチが閉鎖方向に作動されるようになっている。ポンプは、特に第１の供給方向（吐出方向）及び該第１の供給方向とは逆方向の第２の供給方向（吐出方向）で作動可能な双方向式のポンプ、つまり両方向に供給可能なポンプとして形成されている。第１の供給方向でのポンプの作動に際して、蓄圧器が液体を充填されるのに対して、第２の供給方向でのポンプの作動に際して、第１若しくは第２のクラッチの少なくとも１つが閉鎖方向に作動可能となっている。

前記構成による利点として、作動装置は、二次側の駆動軸へ伝達すべきトルクの精密な制御による二次側の動力伝達経路の接続のための切換時間を短くするという要求を最適に満たすものである。蓄圧器は、ポンプにより充填されて、所望の圧力を予め形成し、つまり二次側の動力伝達経路又は駆動軸の接続のためにまず急速に供給すべき圧力、即ちプレ液圧を蓄えるようになっている。例えば弁を用いて適切な切換により、液体は蓄圧器から液圧システム内へ送られ、一方若しくは両方の作動ユニットが負荷されるようになっている。蓄圧器を空にすること、即ち蓄圧器の排出は急激に行われ、つまり、短い時間で比較的大きな容積流が、クラッチの作動のための液圧システム内へ送り込まれる。これにより、少なくとも一方、有利には両方の作動ユニットが作動される。作動ユニットは、液圧による負荷を受けて、作動ユニットに配設されたクラッチを閉鎖方向に負荷するように形成されている。このような構成の利点として、クラッチは、液圧システムの故障時には解放され、つまり開かれるようになっており、このような機能は、フェールセーフ機能とも呼ばれている。

蓄圧器の供給容積若しくは蓄圧容積は、完全に空にされた状態で、少なくとも１つのクラッチのクラッチクリアランスの少なくとも大部分を消滅できるように規定されている。クラッチクリアランスは、相互の所定の遊び又は間隙を置いて相対回動可能に配置されている両方のクラッチ構成部分が、トルク伝達のために相互に密着するまで移動させられる距離（遊隙又は作動遊び）を意味している。蓄圧器の寸法は、容積流が、液圧式の第１の作動ユニットを完全に作動させ、かつ液圧式の第２の作動ユニットを、該第２の作動ユニットに配設されたクラッチのクリアランスが所望の値まで減少される程度に作動させるのに十分であるように構成されている。このような構成の蓄圧器により、クラッチクリアランスが、各クラッチから比較的急速に排除されるので有利である。蓄圧器の完全な排出に続いて、伝達すべきトルクの必要な調節は、対応する作動ユニットの相応の精密な制御に基づき行われる。

本発明の有利な形態によれば、圧式の第１の作動ユニット及び液圧式の第２の作動ユニットが、蓄圧器からの液圧により負荷可能となっている。このような構成により、両方のクラッチをほぼ同時に接続することが保証される。両方の作動ユニットの負荷は、走行状態に対応して弁の相応の制御に基づき行われる。一般的には、両方のクラッチを同時に接続することが考えられる。クラッチの構造に対応して考えられる形態では、一方の作動ユニットが、該一方の作動ユニットに配設されたクラッチを、他方の作動ユニットに配設されたクラッチよりも時間的に早く閉じるために、他方の作動ユニットに対して時間的にわずかに早く負荷されるようになっている。蓄圧器を完全に空にした後に、二次側の駆動軸へ伝達すべきトルクの大きさを規定する液圧式の作動ユニットは、運転条件に対応してポンプにより液圧を負荷されるようになっており、つまり、作動ユニットに液圧がポンプにより供給されるようになっている。ポンプは、液圧式の作動ユニットの精密な制御を可能にし、ひいては二次側の軸へ伝達されるトルクの適切な調整を可能にするものであり、これによって自動車の走行安定性が良好に達成される。

本発明の有利な形態によれば、蓄圧器の寸法、つまり例えば容積は、容積流が、液圧式の第１の作動ユニットを完全に作動できる程に十分であり、液圧式の第２の作動ユニットが、第２のクラッチのクリアランスを規定された値まで減少できる程度に作動されるように規定されている。接続通路若しくは接続管路には、制御可能な少なくとも１つの弁が設けられており、弁は、蓄圧器を、液圧式の第１及び第２の両方の作動ユニットのうちの少なくとも１つに接続するようになっている。

前記課題を解決するための本発明の第２の構成によれば、自動車の動力伝達経路の駆動軸の接続のための作動装置において、作動装置は、液圧の形成のためのポンプ及び液圧式の第１の作動ユニットを含んでおり、第１の作動ユニットは、ポンプからの液圧により、第１の作動ユニットに作用している対向力に抗して負荷可能となっており、このような構成により、液体が液圧式の第１の作動ユニット内に供給されて、プレ液圧が液圧式の第１の作動ユニット内に蓄え可能となっており、プレ液圧により、自動車の前記動力伝達経路の第１のクラッチが、開放位置に保たれるようになっている。作動装置は更に液圧式の第２の作動ユニットを含んでおり、第２の作動ユニットは、液圧式の第１の作動ユニット内に蓄えられたプレ液圧により負荷可能となっており、かつ第２の作動ユニットは同じくポンプからの液圧により負荷可能となっており、液圧式の第２の作動ユニットの負荷により、自動車の動力伝達経路内のトルクの伝達のための第２のクラッチが、閉じられ、つまりトルク伝達位置へ移されるようになっている。ポンプからの液圧とは逆向きに作用する対向力は、有利には弾性的な要素、例えばばねによって形成される。

本発明の前記第２の構成の特徴として、液圧式の第１の作動ユニットは、２つの機能を有し、つまり、第１のクラッチの負荷機能と第２のクラッチの負荷機能とを有している。このような２つの機能は、液圧式の第１の作動ユニットが液圧を蓄えるようになっていることにより達成されるものであり、このような作動ユニットは、作動兼蓄圧ユニットとも呼ばれる。ポンプを用いて、第１の作動ユニット内にプレ液圧が形成され、プレ液圧により第１のクラッチが開放位置に保たれる。二次側の駆動軸を接続する走行状態において、プレ液圧は、液圧式の第２の作動ユニットの負荷のために用いられる。このような構成により、第１のクラッチも第２のクラッチも閉じられるようになっている。ばね負荷式の第１の作動ユニットのプレ液圧により、第２の作動ユニットの急速な閉鎖が、比較的大きな容積流に基づき行われる。第２のクラッチの伝達すべきトルクの精密な制御が、ポンプによって行われる。

本発明の有利な形態によれば、液圧式の第１及び第２の作動ユニットは次のように形成されており、つまり、液圧式の第１の作動ユニットから液圧式の第２の作動ユニットへ供給される全容積流の量は、第２のクラッチのクリアランスを少なくともほぼ消滅できる程度に、つまり第２のクラッチを少なくともほぼ完全に接続できる程度に大きく設定されている。このような構成により利点として、クラッチのクリアランスは、比較的大きな容積流により急速に消滅され、その結果、二次側の駆動軸へ伝達されるトルクの調整又は制御が急速に行われる。特に有利な形態によれば、液圧式の第１の作動ユニットを空にすることにより、即ち第１の作動ユニットの完全な放圧により液圧式の第２の作動ユニットに与えられる最大の作動ストロークは、第２のクラッチのクリアランスに合わせて規定されており、特にクリアランスにほぼ相当している。このような構成により、第２のクラッチの特に急速な接続が可能となっている。次いで、伝達トルクの要求に適った精密な調整が、ポンプを用いて行われる。

ポンプは、有利には電動モータを用いて駆動されるようになっており、つまり、電力の調節によってポンプの供給容積流（吐出容積流）は無段階に調整可能となっている。ポンプは、有利には、両方の供給方向で液体の供給（吐出）が可能となっている双方向ポンプとして形成されている。第１の供給方向（吐出方向）でのポンプの作動に際して、液圧式の第１の作動ユニットが負荷されるようになっている。この場合に、液圧式の第２の作動ユニットは、有利には負荷されないままであり、即ち無負荷状態であり、或いは第２のクラッチの開放方向に放圧されるようになっている。このような構成により、第１の供給方向では両方のクラッチが開かれるようになっている。逆の方向、即ち第２の供給方向でのポンプの作動に際しては、液圧式の第２の作動ユニットが負荷されるのに対して、液圧式の第１の作動ユニットは負荷されないままになっており、即ち無負荷状態にされている。つまり、第２の供給方向では、第２の作動ユニットだけが、ひいては対応する第２のクラッチだけが作動されるようになっている。このような構成により、二次側の駆動軸へ伝達されるトルクの精密な調整が可能となっている。ポンプの上述の構造、特に２つの供給方向を有する無段階に調整可能な構造は本発明の第１の構成にとっても有利に用いられるものである。第１の供給方向でのポンプの供給により、蓄圧器が充填され、有利には第１の作動ユニットは放圧され、つまり空にされる。第２の供給方向でのポンプの供給により、液圧式の第２の作動ユニットが負荷される。

本発明の前記第２の構成において、液圧式の第１の作動ユニットと液圧式の第２の作動ユニットとは、有利には接続通路を介して互いに接続されており、接続通路（接続管路）は、該接続通路の開閉のための少なくとも１つの弁を含んでいる。弁の開放により、液体は、液圧式の第１の作動ユニットから液圧式の第２の作動ユニットへ送られるようになっている。

本発明の有利な形態によれば、ポンプと両方の作動ユニットとの間には方向制御弁が次のように配置されており、つまり、方向制御弁は、第１の作動ユニットをポンプに接続するか、若しくは第２の作動ユニットに接続するようになっている。ポンプと第１の作動ユニットとの間には、第１の作動ユニットからの油の逆流を阻止する逆止弁が配置されている。このような構成により、ポンプは、第１の作動ユニットの充填の後にスイッチオフされても、第１の作動ユニットは放圧されないようになっている。本発明の別の有利な形態によれば、ポンプと第１の作動ユニットとの間に第１の弁が配置されており、かつポンプと第２の作動ユニットとの間に第２の弁が配置されている。両方の形態において、別の２つの逆止弁が、両方のポンプ側とリザーバーとをつなぐ管路に配置されており、ポンプが両方の回転方向で油をリザーバーから吸い込むようになっている。弁は、例えば、自動車の走行運動を制御する電子式の制御装置によって制御されるようになっている。制御ユニットのための入力信号として、第２の作動ユニットに通じる管路内で検出される圧力が用いられるようになっている。このために、有利には圧力センサーが設けられている。

本発明の有利な形態によれば、液圧式の第１の作動ユニットは、蓄圧器機能を有するピストン・シリンダー・ユニットを含んでいる。液圧式の第１の作動ユニットは、蓄圧器機能のために、第１のばねを含んでおり、ばねは、ピストン・シリンダー・ユニットのピストンをポンプの圧力に抗して負荷（付勢）するようになっている。第１のクラッチは、第１のばねにより閉鎖方向に負荷される。液圧の形成により、ピストンはばねに向けて移動させられ、その結果、ばねはピストンを押圧するようになる。弁の開放により、ピストンが、ばねの押圧力の基づき第１のクラッチの閉鎖方向へ押され、つまり移動させられて、ピストン・シリンダー・ユニットの液圧室が急激に空にされる。これにより、第１のクラッチが閉じられる。液圧室の液体は、第２の作動ユニットへ供給され、その結果、第２のクラッチも少なくとも部分的に閉じられる。有利には第２のクラッチは、急速に閉じられる行程と緩やかに閉じられる行程（最後の行程）とを有している。

有利な形態によれば、液圧式の第１の作動ユニットは第２のばねを含んでおり、第２のばねは、ピストン・シリンダー・ユニットを、ポンプの圧力の作用方向とは逆向きの方向に負荷しており、第２のばねのばね定数は、第１のばねのばね定数よりも小さくなっている。このような構成により、第１の作動ユニットの負荷が段階的に行われる。ピストンは、まず、ばね力の大きい方の第１のばねによって移動させられる。第１のばねが伸びた後に、或いはストッパーに当接した後に、ピストンは、ばね力の小さい方のばねによって引き続き移動させられる。このような構成により、第２の作動ユニットが、まず大きな距離（行程）にわたって急速に負荷され、次いで負荷が緩やかに行われ、その結果、トルクの伝達を開始する接点が緩やかに到達（アプローチ）され、つまり、クラッチの接続が滑らかに行われる。

１つの形態では、第２のばねは、ピストン・シリンダー・ユニットの支持面（シリンダーの軸線に対して垂直に延びる端面）に支えられるようになっており、つまり、第２のばねは、第１のばねとは互いに並列に接続されている。このような構成により、ばねのばね力は加算される。別の形態では、第２のばねは、軸線方向で少なくとも間接的に第１のばねに間接的に支持されており、つまり、両方のばねは互いに直列に接続されている。このような構成により、ピストンは、第１のばねのばね力で最大に負荷される。両方のばねの直列接続の形態において、第２のばねは有利には、一方でピストンに支持され、他方で、ピストンロッドに設けられたストッパ（支持面）に支持されており、第１のばねは、軸線方向で不動の構成部分とクラッチの切換要素との間に配置されている。両方の形態において、最後の行程は、第２のばねによって小さいばね力で行われる。

有利な形態によれば、第１のクラッチは、ロッククラッチとして形成されており、ロッククラッチは、トルクを全く伝達しない開放位置と、全トルクを伝達する閉鎖位置との間で切換可能となっている。ロッククラッチの例として、噛み合いクラッチや爪クラッチや歯クラッチ（歯付きクラッチ）等が挙げられる。滑らかな切換のために、有利には、両方のクラッチ部分の回転速度は、切換の前に同期化されるようになっており、このために、第１のクラッチは同期式噛み合いクラッチ若しくはシンクロナイズド・ロッキングカップリングとして形成されている。

第２のクラッチは、有利には摩擦クラッチとして形成されており、該摩擦クラッチを介して伝達可能なトルクが、ポンプを用いて任意に制御可能となっている。切換順序として有利には、まずロッククラッチが切り換えられ、次いでトルク伝達が摩擦クラッチを介して行われる。摩擦クラッチの接続力、ひいてはトルク伝達量は無段階に調節される。

本発明に係る作動装置に更なる改良を加えるための形態によれば、第３のクラッチ及びその作動のための液圧式の第３の作動ユニットが設けられている。第２のクラッチは、特に有利にはディファレンシャルのロックのためのロッククラッチ若しくは噛み合いクラッチであり、を作動するための液圧式の第３の作動ユニットが設けられており、液圧式の第３の作動ユニットは、第３の弁を介して制御可能となっている。

前記課題を解決するための本発明の別の形態によれば、継続的（連続的）に駆動される第１の駆動軸及び運転条件に対応して接続可能な第２の駆動軸を有する自動車のための駆動装置において、駆動軸の駆動のための動力伝達経路は、第１のクラッチ及び第２のクラッチを有しており、第１及び第２のクラッチの作動のために、前述のいずれかの形態に基づく作動装置が設けられている。このような駆動装置においては利点として、駆動装置が、二輪駆動モードから四輪駆動モードに迅速に切り換えられる。接続可能な駆動軸のために動力伝達経路内に２つのクラッチを用いることにより、両方のクラッチ間の動力伝達経路内にある全ての構成部分が、両方のクラッチの開放により停止させられて有利である。つまり、出力損失が減少され、ひいては燃料消費が節減される。

本発明の１つの形態によれば、継続的に駆動される駆動軸は、自動車の前車軸（フロントシャフト）であり、接続可能な駆動軸は、自動車の後車軸（リアシャフト）である。第２のクラッチは、後車軸ディファレンシャルの回転軸に対して同軸に、特にリア側のアングル伝動装置と後車軸ディファレンシャルとの間の動力伝達経路内に配置されており、特に有利には、後車軸ディファレンシャルの駆動のためのアングル伝動装置も後車軸の遮断時には停止している。別の形態では、第２のクラッチは、サイドシャフト内に、特に後車軸ディファレンシャルとホイールとの間の動力伝達経路内に配置されている。更に別の形態では、第２のクラッチは、自動車のプロペラシャフトに対して、或いはプロペラシャフトの１つのシャフト区分に対して同軸に配置されている。第１のクラッチは、有利には、前車軸ディファレンシャルと前車軸からプロペラシャフトへのトルクの分岐のために用いられるフロント側のアングル伝動装置との間の動力伝達経路内に配置されている。

考えられる別の形態によれば、継続的に駆動される駆動軸は、自動車の後車軸であり、自動車の前車軸が作動装置を用いて断ち継ぎされるようになっている。

前記課題を解決するために本発明に係る、自動車の動力伝達経路の駆動軸を作動装置により接続するための方法によれば、該方法を実施するための作動装置は、液圧の形成のためのポンプ、ポンプによりプレ液圧の形成のための液体を充填可能となっている蓄圧器、及び自動車の動力伝達経路の第１のクラッチの作動のための液圧式の第１の作動ユニットを含んでおり、液圧式の第１の作動ユニッは、蓄圧器により液圧的に負荷可能となっており、若しくは蓄圧器を形成するようになっており、更に、作動装置は、自動車の前記動力伝達経路の第２のクラッチの作動のための液圧式の第２の作動ユニットを含んでおり、液圧式の第２の作動ユニットは、蓄圧器により液圧的に負荷可能となっており、駆動軸を作動装置により接続するための該方法は、次の行程から成っており、つまり、ポンプにより蓄圧器に液体を充填する行程を含み、該行程によりプレ液圧を形成し、蓄圧器を少なくとも部分的に空にする行程を含み、該行程により、第１のクラッチはトルクの伝達のために完全に閉じられ、かつ第２のクラッチは、トルクの伝達のために少なくとも部分的に閉じられる。このような構成により、蓄圧器内に蓄えられたプレ液圧を第１のクラッチの閉鎖のためにも、第２のクラッチの少なくとも部分的な閉鎖のためにも用いることができるので、短い切換時間が可能となっている。前述の作動装置に関連して述べてある構成事項は、上記方法にも用いられるものである。

本発明に係る方法の１つの形態によれば、第１及び第２の摩擦クラッチが、各摩擦クラッチに対応する作動ユニットを蓄圧器からの液体（液圧）で負荷することにより閉鎖方向に作動される。蓄圧器を液圧式の第１の作動ユニットの構成部分として形成する別の形態によれば、第１のクラッチは、第１のクラッチに対応する第１の作動ユニットの圧力負荷に際して、ばね力に抗して開かれる。液圧式の第１の作動ユニットから液圧を放出（放圧）することにより、液体は、第１の作動ユニットから第２の作動ユニットへ流れ、これによって第１及び第２のクラッチが閉じられる。

本発明の有利な形態によれば、第２のクラッチの作動のための液圧式の第２の作動ユニットは、引き続く作動行程として、蓄圧器を完全に空にした後に、必要に応じてポンプを用いて液圧により負荷される。このような構成により、既に述べてあるように、クラッチの制御が精密に行われ、ひいてはトルクの調整が精密に行われる。

本発明の有利な形態によれば、ポンプは、双方向（両方向）で供給を行うようになっており、ポンプのこのような構成においては、蓄圧器の充填が、第１（一方）の供給方向でのポンプの作動により行われ、かつ液圧式の第２の作動ユニットの負荷が、逆の第２（他方）の供給方向でのポンプの作動により行われる。第１の作動ユニットは蓄圧器を形成し、つまり蓄圧器としても用いられ、第１のクラッチが、ポンプを用いて第１の作動ユニットを液圧負荷することにより、つまり第１の作動ユニットにポンプを用いて液体を供給することにより、対向力又はばね力に抗して開かれる。

次に、本発明を図示の有利な実施の形態に基づき説明する。

本発明の第１の実施の形態に係る液圧式の作動装置を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る液圧式の作動装置を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る液圧式の作動装置を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係る液圧式の作動装置を示す図である。 本発明の第５の実施の形態に係る液圧式の作動装置を示す図である。 本発明の第６の実施の形態に係る液圧式の作動装置を示す図である。 図１〜図６のいずれか１つに示す液圧式の作動装置を有する、本発明に係る第１の実施の形態に係る駆動装置を示す図である。 図１〜図６のいずれか１つに示す液圧式の作動装置を有する、本発明に係る第２の実施の形態に係る駆動装置を示す図である。 図１〜図６のいずれか１つに示す液圧式の作動装置を有する、本発明に係る第３の実施の形態に係る駆動装置を示す図である。 図１〜図６のいずれか１つに示す液圧式の作動装置を有する、本発明に係る第４の実施の形態に係る駆動装置を示す図である。

図１には、自動車の動力伝達経路内の第１のクラッチ３並びに第２のクラッチ４の作動のための本発明に係る液圧式の作動装置２が示されている。第１のクラッチ３及び第２のクラッチ４は、二次側の駆動軸（図示省略）を、運転条件に対応して、継続的（連続的）に駆動される一次側の駆動軸に接続するために用いられるものである。両方のクラッチ３，４の少なくとも１つを開くことにより、二次側の駆動軸へのトルク伝達は中断される。両方のクラッチ３，４を開くことにより、動力伝達経路の、トルク伝達路内で両方のクラッチ３，４間に位置する構成部分は、継続的に駆動される第１（一次側）の駆動軸から、かつ接続可能な第２の駆動軸（断ち継ぎ可能な二次側の駆動軸）から分離（遮断）される。これにより、両方のクラッチ３，４間に位置する動力伝達経路部分は停止し、その結果、回転する全ての構成部分の回転運動に基づき発生する摩擦損失は減少される。

ハイドロリック装置２は、液圧式の第１の作動ユニット５を含んでおり、該第１の作動ユニットは有利にはピストン・シリンダー・ユニット６を有しており、該ピストン・シリンダー・ユニットは、シリンダー壁により画成された液圧室７と、液圧室７内に摺動可能に配置された作動ピストン８を備えている。作動ピストン８は、作動ピストン８の外周溝内に配置されたリングシールを用いてシリンダー壁に対して密閉されていて、第１のクラッチ３の作動用の切換スリーブ９の作動のために用いられる。切換スリーブ９は、前記第１のクラッチが完全に開かれてトルク伝達が行われない第１の切換位置と、トルクの伝達のために前記第１のクラッチを完全に閉じる第２の切換位置とに移動可能になっている。第１のクラッチ３を閉じる方向への該第１のクラッチの負荷（荷重）は、矢印によって示されている。前記切換スリーブは、第１のばね１１により、ピストン・シリンダー・ユニット６の作動力と逆の方向に付勢されており、前記ばねは軸線方向で、不動の構成部分１２に支えられている。不動の構成部分１２は、例えば動力分配装置又は動力取出し装置(power transfer unit or power takeoff unit [PTU])とも呼ばれるアングルドライブの装置ケーシングである。

液圧式の作動装置２は、更に液圧式の第２の作動ユニット１３を含んでおり、該第２の作動ユニットは有利には同じくピストン・シリンダー・ユニットを有しており、該ピストン・シリンダー・ユニットは、シリンダー壁により画成された液圧室１４と、液圧室１４内に摺動可能に配置された作動ピストン１５を備えている。作動ピストン１５は、シリンダー壁に対して密閉されていて、第２のクラッチ４の作動のために用いられる。第２のクラッチ４は、有利には、トルクが伝達されない開放位置（遮断位置）と、最大のトルクが伝達される閉鎖位置（接続位置）との間での伝達すべきトルクを任意に調節可能である摩擦クラッチとして形成されている。

液圧式の第１の作動ユニット５若しくは液圧式の第２の作動ユニット１３に液圧を作用させるために、液圧式のポンプ１６が設けられている。液圧式のポンプ１６は、接続通路１７を介して蓄圧器１８に接続されている。接続通路１７内には逆止弁１９が設けられており、該逆止弁は、ポンプ１６のスイッチオフに際して、液体が蓄圧器１８から第２の作動ユニット１３若しくはリザーバー１０へ逆流することを防止するようになっている。蓄圧器１８は、蓄圧室２０を有しており、該蓄圧室は接続通路１７を介してポンプ１６に接続されている。ポンプ１６を作動させると、該ポンプは、液体を蓄圧室２０内へ、ばね要素２２の力に抗して供給する。蓄圧器１８内に軸線方向移動可能に配置されている圧力ピストン２３は、蓄圧室２０とばね要素２２のための収容室との間の画定面を形成している。蓄圧器１８は、必要な際に液圧式の第１若しくは第２の作動ユニット５，１３の負荷（加圧）のために用いられる液体のための大きな容積を形成するようになっている。このような構成により、クラッチ３，４は急速に閉じられ、特にクラッチ３，４におけるクリアランスは、急速に消滅されるようになっている。大きな容積流により、特に第１若しくは第２のクラッチ３，４の短い切換時間が可能になっている。

蓄圧器１８は、接続管路２４を介して液圧式の第１の作動ユニット５に接続されており、接続管路２４内には弁２５が配置されている。弁２５は有利には切換弁として形成されている。弁２５の第１の位置では、液圧式の第１の作動ユニット５が、蓄圧器１８に連通され、その結果、液圧室７が蓄圧器１８からの作動液で満たされる。これにより、ピストン８がばね１１の力に抗して移動させられ、その結果、配設の第１のクラッチ３が閉じられる。弁２５の第２の位置では、液圧室７は、作動液の排出のためにリザーバー１０に接続される。第２の位置（切換位置）では、第１のクラッチ３は、ばね１１の負荷により開放方向に移動させられ、その結果、第２の駆動軸へのトルク伝達路（トルク流れ）は遮断される。この場合に、作動液は液圧室７からリザーバー１０内へ逃がされる。

蓄圧器１８は、更に接続管路２６を介して液圧式の第２の作動ユニット１３に接続されており、接続管路２６内には弁２７が設けられている。弁２７は有利には切換弁として形成されていて、液圧式の第２の作動ユニット１３と蓄圧器１８とを接続（連通）する第１の位置（切換位置）と、接続管路２６を遮断する第２の位置（切換位置）とに切換られるようになっている。弁２７を第１の位置へ切り換えると、液圧式の第２の作動ユニット１３の液圧室１４は、蓄圧器１８が空になるまで、蓄圧器１８からの作動液で満たされる。これによって、ピストン１５が第２のクラッチ４を閉鎖方向に負荷（加圧）し、その結果、トルクが二次側の駆動軸に伝達されるようになっている。

第１の作動ユニット５の作動のための第１の弁２５及び第２の作動ユニット１３の作動のための第２の弁２７の切換は、運転条件に対応して、自動車の走行運動若しくは駆動軸へのトルク伝達を制御する電子式の制御装置による適切な制御に基づき行われるようになっている。二次側の駆動軸の急速な接続のために、有利には、両方の弁２５，２７がほぼ同時に接続される。時間的にある程度遅らせて順次に行われる切換は、まず両方のクラッチの一方を確実に閉じて、次いで別のクラッチ４を接続する場合に有利である。

蓄圧器１８の供給容積は、完全に空になるまでに、第１のクラッチ３を完全に閉じ、かつ第２のクラッチ４内のクリアランスの少なくとも大部分を消滅させ得るように規定されている。このような構成により、弁２７の切換の後に、第２のクラッチのクリアランスは、蓄圧器１８を用いて比較的急速に消滅される。第２の駆動軸の特に急速な接続は、蓄圧器１８の容積流が、第１のクラッチ３を完全に閉じ、かつ第２のクラッチ４のクリアランスをほぼ消滅させる程度に十分である場合に可能である。蓄圧器１８が空になった後には、つまり液体を完全に放出した後には、ポンプ１６が接続され、ポンプ１６により、精密な制御に基づきトルクの必要な調整が行われる。

液圧式のポンプ１６は、電動モータ２１を用いて駆動されるようになっており、従って、電力の調節によってポンプ１６の供給容積流は無段階に調整可能になっている。ポンプ１６は、両方の回転方向で液体を供給するようになっている。ポンプ１６の吸引側は、第２の作動ユニット１３の液圧室１４若しくはリザーバー１０に接続されるようになっている。ポンプ１６を第１の方向に駆動すると、第２の作動ユニット１３の液圧室１４内の液体が、管路３８を介して蓄圧器１８へ供給（圧送）される。これにより第２のクラッチ４は完全に開かれ、蓄圧器１８内にはプレ液圧が形成される。液圧室１４が空になると、引き続き液体がリザーバー１０から第２の管路３９を介して蓄圧器１８へ供給される。第２の管路３９内には別の逆止弁１９とフィルターが設けられている。第１のクラッチ３は、ばね１１により開放位置に保たれている。

ポンプ１６を逆に第２の回転方向に作動させると、液体は、管路４０を介してリザーバー１０から吸い込まれて、管路３８を介して第２の作動ユニット１３へ供給される。これにより、第２のクラッチ４が相応に負荷される。この場合に、液圧式の第１の作動ユニット５は、蓄圧器１８の排出に基づき既に閉鎖位置へ移されており、該閉鎖位置では第１のクラッチ３がトルク伝達のために閉じられている。つまり、第２の回転方向では、第２の操作ユニット１３のみが、ひいては対応する第２のクラッチ４のみが作動される。これにより、二次側の駆動軸へ伝達可能なトルクの精密な調節が可能である。液圧ポンプの種類は任意に選ぶことができ、例えばベーンポンプ、歯車ポンプ若しくはピストンポンプを用いることができる。重要なことは、ポンプ１６が両方の方向で供給を行うことである。電動モータ２１の制御は、駆動軸若しくはその車輪へのトルク分配を制御するための電子式の制御ユニットを介して行われる。制御ユニットのための入力信号としては、第２の作動ユニット１３において検出された圧力が用いられる。圧力測定のために圧力センサー３１が設けられており、該圧力センサーは制御ユニットに接続されている。

図２は、本発明の第２の実施の形態に係る液圧式の作動装置を示しており、該作動装置は大部分が図１の作動装置に対応している。対応する構成部分若しくは同一の構成部分には、同一の符号が付されている。

第２の実施の形態の特徴的な点として、液圧式の第１の作動ユニット５は、一面において、第１のクラッチ３の作動のために用いられ、かつ他面において、液圧式の第２の作動ユニット１３を負荷するプレ液圧の形成のための蓄圧器として用いられている。ピストン・シリンダー・ユニット６の液圧室７の充填により、ピストン８が右側へ移動させられ、その結果、切換スリーブ９が第１のばね１１の力に抗して第１のクラッチ３の開放方向へ移動させられる。液圧室７の完全な充填状態では、切換スリーブ９はその終端位置にあり、切換スリーブ９により作動される第１のクラッチ３は、完全に開かれ、つまり、トルクは二次側の駆動軸には伝達されなくなっている。

容積流の制御のために、ポンプ１６と両方の作動ユニット５，１３との間に方向制御弁２５が配置されており、該方向制御弁は、第１の作動ユニット５をポンプ１６に接続するか、若しくは第２の作動ユニット１３に接続するようになっている。更に、ポンプ１６と第１の作動ユニット５との間に、第１の作動ユニット５からの油の逆流を阻止する逆止弁１９が配置されている。

液圧式の第１の作動ユニット５の液圧室７の充填のために、方向制御弁２５は第１の切換位置へ移され、その結果、ポンプ１６は、接続通路１７及び２４を介して液圧式の第１の作動ユニット５に接続されて、第１の回転方向で駆動される。二次側、つまり第２の駆動軸を接続する場合には、方向制御弁２５は、図示の第２の切換位置へ移される。第２の切換位置では、液圧式の第１の作動ユニット５の液圧室７が、接続通路２４及び２６を介して液圧式の第２の作動ユニット１３の液圧室１４に接続される。液圧式の第１の作動ユニット５のピストン８が、ばね１１によって左側へ負荷され、その結果、液体が通路２４及び２６を経て液圧式の第２の作動ユニット１３の液圧室１４内へ流れるようになる。同時に、切換スリーブが左側へ移動し、その結果、第１のクラッチ３が完全に閉じられる。

第１のクラッチ３は、有利には噛み合いクラッチ若しくはロッキングカップリング(locking coupling)として形成されている。特に滑らかな切換接続は、互いに相対回動可能な両方のクラッチ部分を、両方のクラッチ部分間の完全な接続（接ぎ）の前に互いに同期させることにより保証される。このために、第１のクラッチ３として同期式噛み合いクラッチ若しくはシンクロナイズド・ロッキングカップリングが用いられる。別の実施の形態では、第１のクラッチ３は、摩擦クラッチ、特に多板摩擦クラッチとして形成されている。

第２のクラッチ４は、有利には、軸線方向のある程度のクリアランスを有する摩擦クラッチとして形成されている。このような摩擦クラッチは、押圧によりクリアランスを消滅させることによって、つまり例えばクリアランス内の空気を押し出すことによって、クラッチ入力部分からクラッチ出力部分へのトルク伝達を開始するようになっている。第１の液圧室７の容積と第２の液圧室１４の容積との比は、第１の液圧室７を完全に空にすることにより、第２の液圧室１４のクリアランスを少なくともほぼ消滅させることができるように規定されている。言い換えれば、蓄圧器として機能する液圧式の第１の作動ユニット５は、方向制御弁２５を第２の切換位置へ切り換えた場合に、第２のクラッチ４の閉鎖（接ぎ）を支援するものである。蓄圧器を用いることにより、極めて短い時間で比較的大きな容積流を供給することができ、結果として、第２のクラッチ４のクリアランスが比較的急速に消滅される。このような構成により、第２のクラッチ４の閉鎖のための短い切換時間が達成される。

液圧式の第２の作動ユニット１３の液圧室１４を充填して、対応するピストン１５を摩擦クラッチ４に向けて負荷する場合に、ポンプ１６は、液圧式の第１の作動ユニット５の充填の場合とは逆の回転方向で始動される。つまり、第１の液圧室７が完全に空にされた後に、ポンプ１６は、液圧室１４への液体の容積流の供給の機能を実行するようになっている。このような構成により、ピストン１５の位置の精密な制御、ひいては伝達すべきトルクの大きさの精密な調整が可能になっている。ポンプ１６は電動モータ２１により駆動されるようになっており、従って、運転条件に対応して電流値を調整することによりポンプ１６の供給量を調整することができる。

図３は、本発明の第３の実施の形態に係る液圧式の作動装置を示しており、該作動装置は図２の作動装置にほぼ相当している。対応する構成部分若しくは同一の構成部分には、同一の符号が付されている。

第３の実施の形態の相違点は、図２の逆止弁１９及び方向制御弁２５の代わりに第１の切換弁２７及び第２の切換弁２７′を用いていることにある。両方の切換弁２７，２７′は、有利には互いに同一に形成されていて、対応する作動ユニット５，１３とポンプ１６とを接続する第１の位置、つまり各接続通路２４，２６を開放（接続）する第１の位置へ、或いは各接続通路２４，２６を閉鎖（遮断）する第２の位置へ移されるようになっている。機能形式は、図２の実施の形態の機能形式と同じである。

図４は、本発明の第４の実施の形態に係る液圧式の作動装置を示しており、該作動装置は図２の作動装置にほぼ相当している。対応する構成部分若しくは同一の構成部分には、同一の符号が付されている。

第４の実施の形態の特徴は、液圧式の第１の作動ユニット５が第２のばね２８を有していることにあり、第２のばね２８は、ピストン・シリンダー・ユニット６のピストン８を、ポンプ１６の圧力の作用方向とは逆の方向に負荷している。第２のばね２８は、第１のばね１１のばね定数よりも小さいばね定数を有するように、寸法設定されている。図面から見て取れるように、第２のばね２８は、軸線方向でピストン・シリンダー・ユニット６の支持面３２に支えられている。これにより、第１のばね１１と第２のばね２８とは並列接続されており、従ってばね力は加算されることになる。

第４の実施の形態においては、弁２５を図示の切換位置へ移すことにより、まず第１のばね１１が、切換スリーブ９をピストン・シリンダー・ユニット６に向けて荷重を加え、ロッド２９はピストン８と接触している。ロッド２９が、例えば終端ストッパー４１により画定される終端位置に達すると、第２のばね２８が、ピストン８を引き続き液圧室７に向けて荷重を加えることになる。つまり、第２の作動ユニット１３の液圧による段階的な加圧が行われることになり、言い換えると、第２の作動ユニット１３は、まず大きな距離にわたって急速に加圧され、次いで緩やかに加圧されることになり、その結果、第２のクラッチ４は、トルクを伝達する接点に緩やかに近づくことになる。

図５は、本発明の第５の実施の形態に係る液圧式の作動装置を示しており、該作動装置は図４の作動装置にほぼ相当している。対応する構成部分若しくは同一の構成部分には、同一の符号が付されている。

第５の実施の形態において、図４の作動装置に対する相違点は、第１のばね１１と第２のばね２８とが、並列接続ではなく、互いに直列接続で配置されている。このために図示の形態では、第２のばね２８は、軸線方向で第１のばね１１に間接的に支持されている。間接的な支持は、第２のばね２８が、ピストンロッド２９の支持面３２を介して切換要素３０に支持され、かつ軸線方向で切換要素３０を介して第１のばね１１に支持されていることを意味している。このような構成により、ピストン８は、第１のばね１１のばね力で最大に負荷される。両方の実施の形態において、第２のばね２８を用いて実行される最後の行程は、第２のばね２８のばね力により行われる。

図６は、本発明の第６の実施の形態に係る液圧式の作動装置を示しており、該作動装置は図２の作動装置にほぼ相当している。対応する構成部分若しくは同一の構成部分には、同一の符号が付されている。

第６の実施の形態においては、第１及び第２のクラッチ３，４の作動のための第１及び第２の作動ユニット５，１３に加えて、第３のクラッチ３４の作動のための液圧式の第３の作動ユニット３３が設けられている。第３の作動ユニット３３は、第２の作動ユニット１３に対して並列に配置されている。対応する第３のクラッチ３４は、有利には摩擦クラッチとして形成されていて、第２の駆動軸内の差動装置のロックのために用いられる。第３のクラッチ３４のロック度の調節のために、第３の弁３５が設けられており、該弁は、特に比例弁若しくは圧力調節弁として形成されおり、従って第３の作動ユニット３３の無段階の負荷を可能にしている。図面に示してあるように、第３の作動ユニット３３も、ピストン３６及びシリンダー室３７から成るピストン・シリンダー・ユニットを含んでいる。

第６の実施の形態において、ポンプ１６は、第１の作動ユニット５の放圧に基づき、第１のクラッチ３が閉じられた後に、かつ第２のクラッチ４が少なくとも部分的に閉じられた後に、引き続く圧力負荷を行うことができるようになっている。このような構成により、ポンプ１６は、第２のクラッチ４の接続モーメントを、自動車の走行運動に対応して可変にかつ無段階に調節することができる。第３のクラッチ３４のロックモーメントの調節は、同様に無段階に行われ、弁３５の相応の制御により実施される。

図７〜図１０に種々の実施の形態の駆動装置が示してあり、該駆動装置は、図１〜図６に示す作動装置を備えている。まず、図７〜図１０の実施の形態において共通の構成事項について説明する。

多軸駆動式の自動車のための駆動装置４２が概略的に示してある。自動車のうちの駆動ユニット４３、第１の駆動軸４５の駆動のための第１の動力伝達経路４４、第２の駆動軸４７の駆動のための第２の動力伝達経路４６が示されている。駆動ユニット４３は、内燃機関４８、クラッチ４９並びに切換装置５０を含んでおり、切換装置５０を介してトルクが、第１の動力伝達経路４４及び第２の動力伝達経路４６に導入されるようになっている。駆動ユニットは、ほかの駆動部、例えば電動モータによって形成されていてよいものである。

駆動ユニットにより形成されたトルクを第１の動力伝達経路４４と第２の動力伝達経路４６とに分配するために、分配伝動装置５２が設けられている。分配伝動装置５２は有利にはディファレンシャル（差動装置又は差動歯車装置）を含んでおり、ディファレンシャルは１つの入力部と３つの出力部を有しており、出力部は互いに差動機能を有している。ディファレンシャルの入力部は、ディファレンシャルキャリア（差動歯車支持装置）５３によって形成されており、ディファレンシャルキャリア５３は駆動ユニット４３によって駆動されるようになっている。このために、ディファレンシャルキャリア５３と相対回動不能に結合されたリングギヤが設けられており、リングギヤはトランスミッション若しくは切換装置５０の歯車とかみ合っている。

第１の動力伝達経路４４は、基本的にディファレンシャルキャリア５３によって形成され、ディファレンシャルキャリア５３は、トルクを、ディファレンシャルキャリア５３内に回転可能に支承されていてディファレンシャルキャリアと一緒に回転軸Ａを中心として回転運動するディファレンシャルギヤ（差動歯車）を介して、第１及び第２の出力部に伝達するようになっている。ディファレンシャルキャリアの第１及び第２の出力部は、サイドシャフトギヤによって形成されており、サイドシャフトギヤはディファレンシャルギヤとかみ合っている。サイドシャフトギヤは、それぞれ対応するサイドシャフ５４，５５に相対回動不能に結合されており、サイドシャフトを介して、導入されたトルクが対応するホイール５６，５７に伝達される。

第３の出力部は、第２の動力伝達経路４６と駆動連結されており、これにより、第２の動力伝達経路４６は、必要に応じて、つまり第２の駆動軸４７へのトルク伝達のために、第１の動力伝達経路４４に接続可能となっている。第３の出力部は、ディファレンシャルキャリア５３の自由な端部により形成されており、ディファレンシャルキャリアの自由な端部は、第２の動力伝達経路４６の入力部に相対回動不能に結合されている。第２の動力伝達経路４６は、トルクの伝達のための互いに駆動連結される一連の構成群を含んでおり、つまり、第１のクラッチ３、例えば実質的に直交する２軸間の動力伝達のための第１のアングル伝動装置５８、プロペラシャフト５９、例えば実質的に直交する２軸間の動力伝達のための第２のアングル伝動装置６０、第２のクラッチ４、並びに第２のアクスルディファレンシャル６２を含んでおり、第２のアクスルディファレンシャル（駆動軸差動装置又は駆動軸差動歯車装置）は、第２の軸４７の駆動のために用いられている。構成群の上述の配列順序は、必須ではない。例えば、第１のクラッチは、原理的には動力伝達経路内で第１のアングル伝動装置の下流に配置されて得るものである。

第１のクラッチ３は、概略的にしか示されていないものの、入力部６３を有しており、入力部６３は、間接的に、特にディファレンシャルキャリア５３を介して駆動ユニット４３に連結されている。更に、第１のクラッチ３は、出力部６４を有しており、出力部６４は、入力部６３に対して接続及び遮断されるようになっている。出力部６４は、トルクを、第２の駆動軸４７の駆動のためのアングル伝動装置５８内へ導入するために、アングル伝動装置５８の入力軸６５に結合されている。アングル伝動装置５８の入力軸６５は、図示の実施の形態では回転軸Ａに対して同軸に配置されており、回転軸Ａを中心としてディファレンシャルキャリア５３も回転するようになっている。入力軸６５は、中空軸として形成されていて、サイドシャフト５５上に回転可能に配置されている。更に入力軸６５は、冠歯車６６に相対回動不能に結合されており、冠歯車６６は、プロペラシャフト５９を回転駆動するために、傘歯車とかみ合っている。第１のアングル伝動装置５８の入力軸６５は、第１及び第２の軸受要素６７，６７′を用いて回転軸Ａを中心として回転可能に支承されている。軸受要素６７，６７′は、有利には転がり軸受によって形成されているものの、ほかの形式の軸受、例えば滑り軸受によって形成されてもよい。

図面には概略的にしか示されていないプロペラシャフト５９は、有利には、例えば第１のシャフト区分と該第１のシャフト区分に相対回動不能に結合された第２のシャフト区分から成る複数構造形式の軸として形成されている。プロペラシャフト５９の長さに対応して、図示省略の中間継手及び中間軸受が設けられていてよい。図面に示してあるように、フロント側のシャフト区分が、２つの軸受要素６８，６８′を用いて回転可能に支承されており、かつリア側のシャフト区分が別の軸受要素６９，６９′を用いて回転軸Ｂを中心として回転可能に支承されている。

第２のアングル伝動装置６０は、駆動ピニオン並びに該駆動ピニオンとかみ合う被動部としての冠歯車を含んでいる。被動部としての冠歯車は、第２のクラッチ４の入力部７２に相対回動不能に結合されている。第２のクラッチ４の出力部７３は、リアアクスルディファレンシャル６２へのトルクの伝達のために、リアアクスルディファレンシャル６２のディファレンシャルキャリア７４に相対回動不能に結合されている。リアアクスルディファレンシャル６２は、ディファレンシャルキャリア７４のほかに、ディファレンシャルキャリア７４と一緒に回転軸Ｃを中心として回転する図示省略のディファレンシャルギヤ、並びにディファレンシャルギヤとかみ合うサイドシャフトギヤを含んでおり、サイドシャフトギヤは、自動車のサイドシャフ７５，７６に相対回動不能に結合されている。サイドシャフ７５，７６の端部には、リア側のホイール７７，７８が設けられている。図示の実施の形態では、クラッチ部分７２が、軸受要素７９，７９′を用いて回転軸Ｃを中心として回転可能に支承されており、軸受要素は、有利には転がり軸受によって形成されている。

本発明に係る駆動装置の特徴は、フロント側のアングル伝動装置５８、プロペラシャフト５９及びリア側のアングル伝動装置６０が、第１及び第２のクラッチ３，４を用いて第１及び第２のクラッチ３，４の開放に際して分離されるようになっていることである。このような非作動状態（分離状態又は遮断状態）では、上記構成群及び関連する構成部分は停止しており、その結果、抵抗力及び摩擦に起因する出力損失が減少される。つまり、第１の駆動軸４５のみを駆動し、第２の駆動軸４７をトルクなしに自由に回転させる運転状態により、燃料消費量を減少させることができる。

図示の全ての実施の形態において、第１のクラッチ３は、有利には切換クラッチとして形成されている。切換クラッチは、入力側６３を出力側６４から切り離すクラッチを意味する。トルク伝達のために、切換クラッチの入力側６３と出力側６４とは、形状結合若しくは嵌合により互いに連結されるようになっている。形状結合若しくは嵌合による断ち継ぎを行う切換クラッチの例としては、噛み合いクラッチや爪クラッチや歯クラッチ（歯付きクラッチ）等が挙げられる。走行快適性のために特に有利には、切換の前に入力側と出力側とを同期させる切換クラッチが用いられる。このような切換クラッチとしては、変速機等に用いられるような同期噛み合い式クラッチが挙げられる。

第２のクラッチ４は、有利には摩擦結合式の摩擦クラッチとして形成され、有利には多板式クラッチとして形成されている。摩擦クラッチは、入力部７２としての外側多板支持体を有しており、該外側多板支持体に外側多板が相対回動不能及び軸線方向移動可能に結合されており、出力部７３としての内側多板支持体を有しており、該内側多板支持体に内側多板が相対回動不能及び軸線方向移動可能に結合されている。外側多板及び内側多板から成る多板セットを第２の作動ユニット１３によって軸線方向に負荷することにより、摩擦クラッチは閉じられて、入力部７２の回転速度と出力部７３の回転速度とが等しくされ、つまり同期化される。

第１の駆動軸４５のみを駆動する走行状態のためには、第１のクラッチ３及び第２のクラッチ４は開かれており、その結果、両方のクラッチ３，４間で動力伝達経路内に位置する全ての駆動部は停止している。このような走行状態では、抵抗力及び摩擦に起因する出力損失が最小にされる。両方の駆動軸４５，４７を駆動する走行状態を必要とする場合には、まず切換スラック３が作動されて、両方のクラッチ部分６３，６４間の回転速度が等しくされる。切換クラッチ３を騒音の発生なしに完全に閉じた後に、プロペラシャフト５９はトルク伝達のために第２の駆動軸４７に接続されている。その結果、摩擦クラッチ４を、第２の作動ユニット１３に作用するポンプ１６を用いて相応に作動させることにより、分配伝動装置５２内に導入されたトルクの一部分が、プロペラシャフト５９を介して摩擦クラッチ４に、ひいてはリア軸４５に伝達されるようになっている。

図７〜図１０に概略的に示してある本発明に係る液圧装置２を用いて、蓄えられたプレ液圧により、第２の駆動軸４７の特に急速な接続が可能であり、ポンプ１６により、第２の駆動軸４７へ伝達すべきトルクを精密に調節することができる。

図７の実施の形態では、第２のクラッチ４は、ディファレンシャル６２の回転軸Ｃに対して同軸に配置されている。クラッチ入力部７２は、冠歯車に相対回動不能に結合されており、クラッチ出力部７３は、ディファレンシャルキャリア７４に相対回動不能に結合されている。第２のクラッチ４の開かれた状態では、クラッチ入力部７２及び第２のアングル伝動装置６０の構成部分は停止しており、つまり、回転運動を発生させていない。

図８の実施の形態では、同じく摩擦クラッチとして形成されている第２のクラッチ４は、第２の駆動軸４７のサイドシャフト７５に対して同軸に配置されている。クラッチ入力部７２は、ディファレンシャル６２のサイドシャフトギヤに相対回動不能に結合されている。クラッチ出力部７３は、対応するサイドシャフト７５に相対回動不能に結合されている。第２のクラッチ４の開かれた状態では、両方のクラッチ部分７２，７３が回転するのに対して、第２のアングル伝動装置６０の構成部分は停止している。

図９の実施の形態では、第２のクラッチ４は、プロペラシャフト５９内に、例えばプロペラシャフト５９の第１のシャフト区分と第２のシャフト区分との間に配置されている。クラッチ入力部７２は、第１のシャフト区分に相対回動不能に結合されているのに対して、クラッチ出力部７３は第２のシャフト区分に相対回動不能に結合されている。第２のクラッチ４の開かれた状態では、クラッチ出力部７３と、該クラッチ出力部７３の下流側で動力伝達経路内にある全ての構成部分とは一緒に回転しているのに対して、クラッチ入力部７２並びに、該クラッチ入力部と第１のクラッチ３との間で動力伝達経路内にある全ての構成部分は停止している。

図１０に示してある本発明の実施の形態に係る駆動装置は、大部分が図７に示す駆動装置に相当している。図１０の駆動装置の異なる点は、第１及び第２のクラッチ３，４に加えて第３のクラッチ３４が設けられていることにある。作動装置２は、図６に示す作動装置と同様に形成されていて、第３の作動ユニット３３を含んでいる。第３のクラッチ３４は、概略的にしか示されていないものの、ロックモーメント若しくは締め付け力の可変の調節を可能にする摩擦クラッチとして形成されている。第３のクラッチ３４は、機能的にディファレンシャルキャリア７４とサイドシャフト７６との間で作用するように設けられており、従って該クラッチにより、両方のサイドシャフトギヤ間の回転速度を等しくすることができるようになっている。第３の作動ユニット３３をポンプ１６により負荷することに基づき、サイドシャフト７６の回転速度とディファレンシャルキャリア７４の回転速度とが等しくされる。制御は、図６に示してある圧力制御弁３５を用いて行われる。

二次側の駆動軸を、継続的に駆動されている一次側の駆動軸に運転条件に対応して接続するための本発明に係る作動装置は、利点として、短い切換時間を可能にしており、更に、伝達すべきトルクの精密な制御を保証するものである。このような作動装置を備える、本発明に係る駆動装置は、動力伝達経路の経路区分の分離を可能にしており、その結果、出力損失が減少される。

２ 作動装置、 ３ 第１のクラッチ、 ４ 第２のクラッチ、 ５ 液圧式の第１の作動ユニット、 ６ ピストン・シリンダー・ユニット、 ７ 液圧室、 ８ ピストン、 ９ 切換スリーブ、 １０ リザーバー、 １１ ばね、 １２ 不動の構成部分、 １３ 液圧式の第２の作動ユニット、 １４ 液圧室、 １５ ピストン、 １６ ポンプ、 １７ 管路又は接続通路、 １８ 蓄圧器、 １９ 逆止弁、 ２０ 蓄圧室、 ２１ 電動モータ、 ２２ ばね、 ２３ ピストン、 ２４ 管路又は接続管路、 ２５ 弁若しくは切換弁又は方向制御弁、 ２６ 管路又は接続管路、 ２７ 弁又は切換弁、 ２８ 第２のばね、 ２９ ロッド又はピストンロッド、 ３０ 切換要素、 ３１ 圧力センサー、 ３２ 支持面、 ３３ 液圧式の第３の作動ユニット、 ３４ 第３のクラッチ、 ３５ 弁、 ３６ ピストン、 ３７ 室、 ３８，３９，４０ 管路、 ４１ 終端ストッパー、 ４２ 駆動装置、 ４３ 駆動ユニット、 ４４ 第１の動力伝達経路、 ４５ 第１の駆動軸、 ４６ 第２の動力伝達経路、 ４７ 第２の駆動軸、 ４８ 内燃機関、 ４９ クラッチ、 ５０ 切換装置又は変速装置、 ５２ 第１のディファレンシャル、 ５３ ディファレンシャルキャリア、 ５４，５５ サイドシャフト、 ５６，５７ ホイール、 ５８ 第１のアングル伝動装置、 ５９ プロペラシャフト、 ６０ 第２のアングル伝動装置、 ６２ 第２のディファレンシャル、 ６３ 入力部、 ６４ 出力部、 ６５ 入力軸、 ６６ 冠歯車又はクラウン歯車、 ６７，６７′ 軸受要素、 ６８，６８′ 軸受要素、 ６９，６９′ 軸受要素、 ７２ 入力部、 ７３ 出力部、 ７４ ディファレンシャルキャリア、 ７５，７６ サイドシャフト、 ７７，７８ ホイール、 ７９ 軸受要素、 ８０ 第１のクラッチ部分、 ８１ 第２のクラッチ部分、 Ａ，Ｂ，Ｃ 回転軸又は回転軸線

Claims (30)

1. 自動車の動力伝達経路の駆動軸の接続のための作動装置であって、
   液圧の形成のための、第１の供給方向及び該第１の供給方向とは逆方向の第２の供給方向で作動可能な双方向式のポンプ（１６）、
   前記ポンプ（１６）により前記第１の供給方向での作動に際してプレ液圧の形成のための液体を充填可能となっている蓄圧器（１８）、
   前記自動車の前記動力伝達経路の第１のクラッチ（３）の作動のための液圧式の第１の作動ユニット（５）、及び
   前記自動車の前記動力伝達経路の第２のクラッチ（４）の作動のための液圧式の第２の作動ユニット（１３）を含んでおり、
   前記液圧式の第１及び第２の両方の作動ユニット（５，１３）のうちの少なくとも１つは、前記蓄圧器（１８）からの液圧により負荷可能となっていて、かつ前記蓄圧器（１８）が少なくとも部分的に空にされた後に、前記ポンプ（１６）により前記第２の供給方向での作動に基づき追加的に負荷可能となっており、対応する第１若しくは第２のクラッチ（３，４）が閉鎖方向に作動されるようになっていることを特徴とする、作動装置。
2. 前記液圧式の第１の作動ユニット（５）及び前記液圧式の第２の作動ユニット（１３）は、前記蓄圧器（１８）からの液圧により負荷可能となっている請求項１に記載の作動装置。
3. 前記液圧式の第２の作動ユニット（１３）は、前記蓄圧器（１８）が完全に空にされた後に、前記ポンプ（１６）により液圧で負荷可能となっている請求項１又は２に記載の作動装置。
4. 前記蓄圧器（１８）は、容積流が、前記液圧式の第１の作動ユニット（５）を完全に作動できる程に十分であり、前記液圧式の第２の作動ユニット（１３）が、第２のクラッチ（４）のクリアランスを規定された値まで減少できる程度に作動されるように、寸法を設定されている請求項１から３のいずれか１項に記載の作動装置。
5. 制御可能な少なくとも１つの弁（２５，２７）が設けられており、該弁が、前記蓄圧器（１８）を、前記液圧式の第１及び第２の両方の作動ユニット（５，１３）のうちの少なくとも１つに接続するようになっている請求項１から４のいずれか１項に記載の作動装置。
6. 自動車の動力伝達経路の駆動軸の接続のための作動装置であって、
   液圧の形成のためのポンプ（１６）を含んでおり、
   液圧式の第１の作動ユニット（５）を含んでおり、該作動ユニットは、前記ポンプ（１６）からの液圧により、対向力に抗して負荷可能となっており、プレ液圧が前記液圧式の第１の作動ユニット（５）内に蓄え可能となっており、該プレ液圧により、前記自動車の前記動力伝達経路の第１のクラッチ（３）が、開放位置に保持されるようになっており、
   液圧式の第２の作動ユニット（１３）を含んでおり、該作動ユニットは、前記液圧式の第１の作動ユニット（５）内に蓄えられた前記プレ液圧により負荷可能となっていて、かつ前記ポンプ（１６）からの液圧により負荷可能となっており、前記液圧式の第２の作動ユニット（１３）の負荷により、前記自動車の前記動力伝達経路の第２のクラッチ（４）が、トルクの伝達のために閉じられるようになっていることを特徴とする、作動装置。
7. 前記液圧式の第１の作動ユニット（５）と前記液圧式の第２の作動ユニット（１３）とは、接続通路（２４，２６）を介して互いに接続されており、前記接続通路（２４，２６）内に、該接続通路（２４，２６）の開閉のための少なくとも１つの弁（２５；２７，２７′）が設けられており、前記少なくとも１つの弁（２５；２７，２７′）の開放により、液体が、前記液圧式の第１の作動ユニット（５）から前記液圧式の第２の作動ユニット（１３）へ送られるようになっている請求項６に記載の作動装置。
8. 第１の弁（２５）が設けられており、該弁は、方向制御弁として形成されていて、前記ポンプ（１６）と前記液圧式の第１の作動ユニット（５）との間に配置されており、かつ前記弁（２５）の上流に逆止弁（１９）が設けられている請求項６又は７に記載の作動装置。
9. 第１の弁（２７）が設けられており、該弁は、前記ポンプ（１６）と前記液圧式の第１の作動ユニット（５）との間に配置されており、かつ第２の弁（２７′）が設けられており、該弁は、前記ポンプ（１６）と前記液圧式の第２の作動ユニット（１３）との間に配置されている請求項６又は７に記載の作動装置。
10. 前記第１の供給方向での前記ポンプ（１６）の作動に際して、前記液圧式の第１の作動ユニット（５）が負荷可能となっており、前記第２の供給方向での前記ポンプ（１６）の作動に際して、前記液圧式の第２の作動ユニット（１３）が負荷可能となっているのに対して、前記液圧式の第１の作動ユニット（５）は負荷されないようになっている請求項６から９のいずれか１項に記載の作動装置。
11. 前記第１の供給方向での前記ポンプ（１６）の作動に際して、前記液圧式の第２の作動ユニット（１３）は負荷されないようになっており、若しくは第２のクラッチ（４）の開放方向に放圧されるようになっている請求項１０に記載の作動装置。
12. 前記液圧式の第１及び第２の作動ユニット（５，１３）は、前記液圧式の第１の作動ユニット（５）から前記液圧式の第２の作動ユニット（１３）へ最大に供給される容積流により、前記第２のクラッチ（４）のクリアランスをほぼ消滅させることができるように、形成されている請求項６から１１のいずれか１項に記載の作動装置。
13. 前記液圧式の第１の作動ユニット（５）を空にすることにより前記液圧式の第２の作動ユニット（１３）に与えられる最大の作動ストロークは、前記第２のクラッチ（４）のクリアランスに合わせて構成されており、特に該クリアランスにほぼ相当している請求項１２に記載の作動装置。
14. 前記液圧式の第１の作動ユニット（５）は対向力の形成のために第１のばね（１１）を含んでおり、該ばねは、前記ピストン・シリンダー・ユニット（６）の前記ピストン（８）を前記ポンプ（１６）の圧力に抗して押圧しており、このような構成により前記液圧式の第１の作動ユニット（５）は蓄圧器機能を有している請求項６から１３のいずれか１項に記載の作動装置。
15. 前記第１のクラッチ（３）は、トルク伝達のために前記第１のばね（１１）を用いて負荷可能となっており、かつ液圧の形成により、前記液圧式の第１の作動ユニット（５）の前記第１のばね（１１）の力に抗して開かれるようになっている請求項１４に記載の作動装置。
16. 前記液圧式の第１の作動ユニット（５）は第２のばね（２８）を含んでおり、該ばねは、前記第１のばね（１１）に対して並列に接続されていて、前記ピストン・シリンダー・ユニット（６）の前記ピストン（８）を前記ポンプ（１６）の圧力に抗して負荷している請求項１４又は１５に記載の作動装置。
17. 前記液圧式の第１の作動ユニット（５）は、第２のばね（２８）を含んでおり、該ばねは、前記第１のばね（１１）に対して直列に接続されていて、前記ピストン・シリンダー・ユニット（６）の前記ピストン（８）を前記ポンプ（１６）の圧力に抗して負荷している請求項１４又は１５に記載の作動装置。
18. 第３のクラッチ（３４）、特にディファレンシャル（６２）のロックのためのロッククラッチを作動するための液圧式の第３の作動ユニット（３３）が設けられており、該液圧式の第３の作動ユニット（３３）は、第３の弁（３５）を介して制御可能となっている請求項６から１７のいずれか１項に記載の作動装置。
19. 前記第１のクラッチ（３）は、ロッククラッチとして形成されており、該ロッククラッチは、トルクを伝達しない開放位置と、全トルクを伝達する閉鎖位置との間で切換可能となっている請求項１から１８のいずれか１項に記載の作動装置。
20. 前記第２のクラッチ（４）は、摩擦クラッチとして形成されており、該摩擦クラッチを介して伝達可能なトルクは、前記ポンプ（１６）により可変に制御可能となっている請求項１から１９のいずれか１項に記載の作動装置。
21. 継続的に駆動される第１の駆動軸（４５）及び運転条件に対応して接続可能な第２の駆動軸（４７）を有する自動車のための駆動装置であって、前記駆動軸（４７）の駆動のための動力伝達経路（４６）が第１のクラッチ（３）及び第２のクラッチ（４）を有している形式のものにおいて、前記第１及び第２のクラッチ（４）の作動のために、請求項１から２０のいずれか１項に記載の作動装置（２）が設けられていることを特徴とする、自動車のための駆動装置。
22. 前記継続的に駆動される駆動軸（４５）は、自動車の前車軸であり、前記運転条件に対応して接続可能な駆動軸（４７）は、自動車の後車軸である請求項２１に記載の駆動装置。
23. 前記第２のクラッチ（４）は、後車軸ディファレンシャル（６２）の回転軸（Ｃ）に対して同軸に、特にリア側のアングル伝動装置（６０）と前記後車軸ディファレンシャル（６２）との間の動力伝達経路内に配置されている請求項２１又は２２に記載の駆動装置。
24. 前記第２のクラッチ（４）は、サイドシャフト（７５，７６）内に、特に後車軸ディファレンシャル（６２）とホイール（７７，７８）との間の動力伝達経路内に配置されている請求項２１又は２２に記載の駆動装置。
25. 前記第２のクラッチ（４）は、自動車のプロペラシャフト（５９）に対して同軸に配置されている請求項２１又は２２に記載の駆動装置。
26. 前記第１のクラッチ（３）は、前車軸ディファレンシャル（５２）とフロント側のアングル伝動装置（５８）との間の動力伝達経路内に配置されている請求項２１から２５のいずれか１項に記載の駆動装置。
27. 自動車の動力伝達経路の駆動軸を作動装置により接続するための方法であって、
    前記作動装置は、
    液圧の形成のためのポンプ（１６）、
    前記ポンプ（１６）によりプレ液圧の形成のための液体を充填可能となっている蓄圧器（１８）、及び
    前記自動車の前記動力伝達経路の第１のクラッチ（３）の作動のための液圧式の第１の作動ユニット（５）を含んでおり、該液圧式の第１の作動ユニット（５）は、前記蓄圧器（１８）からの液圧により負荷可能となっており、若しくは前記蓄圧器（１８）を形成するようになっており、更に、
    前記自動車の前記動力伝達経路の第２のクラッチ（４）の作動のための液圧式の第２の作動ユニット（１３）を含んでおり、該液圧式の第２の作動ユニット（１３）は、前記蓄圧器（１８）からの液圧により負荷可能となっている、駆動軸を作動装置により接続するための方法において、
    前記蓄圧器（１８）に前記ポンプ（１６）により液体を充填する行程を含み、これによりプレ液圧を形成し、
    前記蓄圧器（１８）を少なくとも部分的に空にする行程を含み、これにより、前記第１のクラッチ（３）はトルクの伝達のために完全に閉じられ、かつ前記第２のクラッチ（４）は、少なくとも部分的に閉じられることを特徴とする、駆動軸を作動装置により接続するための方法。
28. 前記第２のクラッチ（４）の作動のための前記液圧式の第２の作動ユニット（１３）は、前記蓄圧器（１８）を完全に空にした後に、運転条件に対応して前記ポンプ（１６）を用いて液圧により負荷される請求項２７に記載の方法。
29. 前記ポンプ（１６）は双方向で供給を行うようになっており、前記蓄圧器（１８）の充填が、第１の供給方向での前記ポンプ（１６）の作動により行われ、かつ前記液圧式の第２の作動ユニット（１３）の前記負荷が、逆の第２の供給方向での前記ポンプ（１６）の作動により行われる請求項２７又は２８に記載の方法。
30. 前記第１の作動ユニット（５）は前記蓄圧器（１８）を形成し、前記第１のクラッチ（３）が、前記ポンプ（１６）を用いて前記第１の作動ユニット（５）を液圧で負荷することに基づき、ばね力に抗して開かれる請求項２７から２９のいずれか１項に記載の方法。

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